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  • 淺析人性化理念在機械設備外觀設計中的應用 ——經驗分享

    作者:意途工業設計
    時間:2022.02.27 / 16:13:00
    文章為意途設計原創,禁止一切商業用途,轉載請注明出處,違者必究。
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      設備外觀造型設計是設計師結合對設備人性化和市場化的理解,對設備材質、形狀、配色等方面進行的綜合性創造活動。其中市場化是考慮企業品牌形象及市場策略后對通過等因素從外到內的設計,而設備外觀的人性化設計是為圍繞使用者的生理、心理、行為習慣,對設備的功能運作和操作、對設備的使用環境展開研究,通過設計手段的合理引導,達到“人、機、環境”的和諧統一。



    劍桿織機的人、機、環境


     根據中國紡織機械協會的粗略統計,劍桿織機使用者中女工占該行業使用者總人數的80%以上,年齡區間在多為20~55歲居多,她們生理特點主要為力氣小、身高偏矮,對顏色敏感,不宜操作過大過重的機構和物件。同時設備自身運行高速、震動劇烈,噪音大,容易產生毛絮和灰塵,同時設備需要操作、維修的部位眾多,具有一定的安全隱患,另外該類設備會經常在廠房內緊密布局上百臺,造成過道狹窄,光線昏暗,容易使使用者壓抑。


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    上圖-紡織設備現場使用環境


    通過對上述特點進行推導,很容易得出的劍桿織機設計應當具備整體穩定、操作部件體塊小重量輕、操作方便,減震降噪、形體緊湊、色彩明快等特點。人性化的外觀造型設計,即應通過對材質、形狀、顏色等方面的綜合設計來體現上述特點。


    人性化在劍桿織機外觀造型設計上的應用體現


    1、材質上的應用


    部件

    選用材料

    材料特性

    在人性化方面的意義

    主體墻板

    鑄件

    強度高、抗震抗壓

    起到整個設備的受力和穩定性作用,給人以更多的安全感

    前護板

    鋁合金型材

    重量輕、強度高

    滿足其在4.6米條件下的安全防護和操作便利性要求

    撥盤罩

    玻璃鋼

    質輕而硬、強度高、

    可設計性好、成型快

    在滿足安全防護的前提下,更便于操作人員的安裝和維護。

    前踏板

    花紋鐵板

    耐磨、防滑

    防止操作人員站在上面操作時滑倒

    按鈕盒

    ABS+玻璃纖維

    剛性高、抗沖性能高、

    可塑性好

    方便人員操作和防止意外碰撞












    根據對劍桿織機人、機、環境的分析結合上述多種材質的綜合利用,局部解決了劍桿織機震動強烈、局部罩殼過大過重的問題,給人以最大安全防護的同時,又可以滿足操作維護的便利性需要。


    2、設備形態上的應用

    形態是設備的肉體,設備所有外露件的形狀均是設備形態的體現,包括外露的機架、罩殼、門、把手、管線、面板、屏幕、按鈕等,所以設備的形態設計應當以設備的內在功能結構、企業品牌形象、使用者體驗為基礎,結合形狀、位置、尺寸、比例等美學要素進行合理設計和展現。良好的形態可以更好的將設備的內在進行立體化展現,增強設備的藝術感染力和設備的市場品牌識別性,獲得更廣泛的市場認同來提升設備競爭力和附加值。

    同時由于設備形態與使用者的接觸更為頻繁,會對使用者的使用體驗帶來更為直接和深刻的影響,所以安全性、操作便利性等人性化因素對外觀形態起到了決定性的影響,美學上的形態設計亦應依附于此,并在此基礎上進行融合性的創意表現,最終才能得到令人滿意的設計結果。


    安全性對劍桿織機形態設計的影響

    我們根據功能和操作要求,將其劃分為以墻板、橫梁等固定部件為主的主體機架和以齒輪傳動、機輪、牽引輥等為主的運動部分;

    因墻板等為主的固定部分主要起到受力支撐的作用,在日常操作中很難被使用者碰到,所以采用裸露式設計,但在形態上拐角處全部采用圓弧或圓角的處理方式,防止在運輸和裝配過程中對人的傷害;

    齒輪傳動、機輪、牽引輥等位置因為高速運轉,存在擠夾、擦碰、卷繞等形式的傷害可能性,所以這些部分全部以罩殼的形式進行防護。

    為防止工人操作過程中誤碰按鈕帶來傷害,所以將按鈕盒的按鈕位置設計為下沉式與按鈕齊平,并將每個功能設計為兩個按鈕同時按下方能操作。

    通過安全因素的評估,確定了劍桿織機在大形態上應為半包裹式設計形式,同時也約束和定義出了外罩的位置、尺寸和形狀


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    上圖 -意途公司造型設計方案


    操作便利性劍桿織機形態設計的影響

    通過對劍桿織機日常操作的分析,結合對中國90個點女性站姿、彎腰、蹲姿的人機尺寸規范(圖3 中國90個點女性站姿、彎腰、蹲姿的人機尺寸規范),在以下部分進行了操作便利性的優化:

    (1)將踏板高度設計為距地200mm,前護罩最高點高度設計為距離踏板900mm,同時將護罩的前端面設計為55度斜邊,可以給人更好的親和力,并減少工人趴在外罩上勾線操作時的前后距離,便于操作。

    (2)將常用的按鈕盒在前護罩斜面上左中右各放置一個,便于工人不同位置近距離操作。

    (3)前護罩后側通過型材的凹凸形態設計出寬度40mm深度20mm的凹槽,增加型材強度的同時可以作為工人日常放置線、夾、剪刀等工具的置物槽,方便取用。

    (4)獨立操作臺的面板設計為可以上下可調式,方便不同的工人根據其舒適度進行高度調節。



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    上圖 -中國90個點女性站姿、彎腰、蹲姿的人機尺寸規范



    3、色彩搭配上的應用


    舒適性需求對劍桿織機配色的影響

    色彩是設備的靈魂,是給人最直觀的視覺感受之一,色彩除了傳達設備“氣質”和提升設備市場識別性之外,也會給使用者帶來心理和精神上的影響,從而間接影響設備的操作體驗和使用效率。人性化的色彩設計會通過輔助功能區域的劃分引導使用者更快的了解設備和上手操作,會通過營造親和力、放松、警覺、耐臟的感受等方式影響使用者的安全感和舒適感。所以,合理的色彩搭配也是人性化設計的重要體現。良好的色彩運用,應遵循整體協調性的原則,綜合考慮品牌形象、行業特性、功能要求、材質工藝、尺寸、位置比例、使用環境、操作人員特性、色彩心里學等多種因素。


    色彩解決方案存在不良因素

    對使用者造成的影響色彩解決方案
    環境狹窄沉悶、光線不佳在此環境中長期勞作容易造成操作人員心理壓抑和煩躁,影響加工安全和效率以代表科技、安全、整潔、清爽的天藍色和白色搭配為主
    零部件眾多、顏色雜亂缺乏重點,影響使用者的視覺感受通過藍白兩色大塊面色彩的碰撞增加外部特征,將人的視覺焦點從設備原來復雜的機械細節中引導出來,給人以簡潔大氣的視覺印象


    通過上述色彩的搭配方式營造一種簡潔、清爽、冷靜的視覺感受,較好的減緩工人長期操作的視覺疲勞,提升工作效率,給使用者帶來更舒適的心理體驗。


    功能性及安全性需求劍桿織機配色的影響

    劍桿織機根據其結構布局,可以分為墻板左右兩側機械傳動區域和兩個墻板中間的加工區域,其中加工區域為工人日常操作接觸最為頻繁的位置,通過將中間加工區域的前護板和墻板、小橫梁設計為天藍色,墻板左右兩側罩殼設計為白色,以此形成明顯的左中右布局,增強加工區域的視覺功能引導性;將三個按鈕盒設計為白灰色,將不同顏色的按鈕進行包容和襯托,同時與藍色底色形成色彩反差,增強人的視覺識別性,便于操作;將底部工人經常踩踏的踏腳板設計為深灰色,滿足日常耐臟性需求。

    同時將安全光幕殼體的顏色設計為具有警示和危險含義的黃色,警示使用者該區域的安全防護性要求,同時在小橫梁上設計黃黑色的警示標簽,起到提醒使用者注意安全防護的作用。


    4、總結

    通過外觀造型設計中人性化理念的引用,對劍桿織機的材質、形狀、配色進行合理設計,很好的解決了劍桿織機“人、機、環境”三者之間的平衡,滿足了使用者安全性、舒適性、便利性的需求,獲得了客戶和市場的高度認可??梢哉f人性化設計理念是影響劍桿織機外觀造型最重要的因素,同時這也是所有機械設備外觀造型的決定性因素之一。

    人性化設計的合理運用,不僅能夠幫助企業提升設備的操作體驗和親和力,使設備更安全、方便、舒適,同時也是提升設備綜合競爭力的重要因素。設計師只有在充分尊重使用者的前提下結合自己的美學理念,從形態、色彩、材質、設計語義等多種角度為使用者考慮,才能創作出符合市場需要的方案,賦予設備更強的市場競爭力。


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