一款电动车造型设计

作者简介:刘国昌(1952 ),男,山东平邑人,临沂师范学院工程学院教授。

主要从事液压传动和先进制造方面的研究。

一款电动车造型设计
刘国昌
(临沂师范学院工程学院,山东临沂276005)
摘 要:分析了电动车之美与设计的过程,综合考虑了电动车的形体艺术、色彩设计、造型的质感体验、造型的美学观和电动车与人、社会、环境的关系等因素,利用P ro /E 完成了一款电动自行车的三维造型,达到预期效果。

关键词:电动车;造型设计;Pro /E
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:1671 5276(2009)02 0029 02
M odeling Design of Electric Cars Based on B io m i m ics Technology
L I U G uo chang
(Eng inee ring Co lledge ,L inyi No r ma l Unive rsity ,L inyi 276005,Ch ina )
Abstrac t :This paper analyzes ,t he course of design and the beauty of elec tri c vehicle ,co mprehens ively cons idering such f actors of
body ar,t color design ,tex t ure modeli n g experience ,aes t heti c des i g n of e l e ctric vehic l e s and relationshi p bet ween elec tri c vehicles and peop l e ,soc i a l and env iron men,t and uses Pro/E to co m plet e the three dm i ensional modeli n g of e l e ctric bicyc l e and achieves t he des ired results .
K ey word s :elec tri c cars ;modeli n g des ign ;Pro/E
1 产品造型
产品造型是对一件物品整个外观塑造的常用术语。

产品造型设计的目的,不仅是追求该产品的方便使用,更要符
合使用者的美学感觉,以满足人们的精神需求[1]。

形态是工业产品造型的最主要因素,优良的形态设计,能使产品有效地使用,并给人以强烈的视觉印象。

运用仿生学原理对自然界中的生物形态进行分析、研究,借助对象形态的特征,触发设计灵感和创新思维,充分发挥设计者的想象力对产品形态进行再创造,使产品自身价值得到提高[2]。

2 电动车造型设计
2.1 车架的造型
传统自行车设计,最能体现整体设计思想和风格的是车架造型。

车架的造型设计是体现自行车整车形体、风格
和款式等最重要的部分,也是保证其品质和性能的基础。

传统车架的几种型式如图1所示。

图1 传统车架设计的几种形式
车架设计形式可由多种传统车架设计的几种型式衍
化而成,然而车架造型设计是比较困难的,尤其是车架的受
力分析。

许多设计人员往往对车架的受力分析及计算难以掌握,故造型设计常拘于传统。

由于电动自行车具有蓄电池、电机、电控器等装置,其造型与传统自行车有十分明显的差异。

电动自行车的自重比自行车多50%~100%,行驶速度较快,行驶过程中受到的冲击和振动也较大,这就要求加大车架的强度和刚度,车架和其他部分的材料选用就不能与传统自行车相同。

在设计时,既要考虑人们对自行车整车外形的视觉习惯,又要考虑电动自行车本身的结构特点,所以设计时采用了一种如图1(d)所示的传统车驾形式。

该设计有三大优点:结构简单、造型美观、品质可靠。

2.2 面饰设计
近10年来,自行车的面饰在色彩多样化的基础上发生了很大的变化,面饰内容除商标、型号、生产厂家以外,还采用装饰线条、过渡色彩等面饰方法。

电动自行车的面饰方法受传统自行车的面饰影响较大,其面饰还受到摩托车和汽车等的影响,使电动自行车的面饰显得十分丰富,变化多端。

所以本设计(图2)中不仅包含有厂家的独特商标标志型号和生产厂家名称还有各种装饰性线条,例如车灯和电动车后备箱等的设计,反光镜是完全按照摩托车、汽车而设计的。

2.3 车轮设计
车轮是整个电动车的设计主体。

电动车是以车代步,没有车轮就谈不上车了。

设计时应考虑两个问题:1)车
轮除要承载电动车本身质量外还要承载驾驶员和货物的质量;2)要增加车轮与地面的摩擦力。

由于人与车身的质量加起来至少有100kg ,所以要求
图2 流线型面饰设计
车轮必须有足够大的承受力,如果采用自行车那样的车轮显然是不行的。

现在采用的是三角式连接,根据p =f ∃s ,力的大小一定,只要增加受力面积就可以增大承受力。

图3 前轮
由于考虑到电动车行驶中需要刹车装备,所以必须要求增大车轮与地面的摩擦力,因此在造型中采用了仿生学里模仿骆驼的脚,它能在松软的沙子上面行走而陷不下去,是由于它脚掌的面积大,所以我设计的车轮车圈的宽度很大,而骆驼脚掌表面又有许多花纹,这就是为什么骆驼可以称为沙漠之舟原因,所以在设计车轮的时候在车的外带上设计了许多花纹,这就使刹车系统变的完美了。

设计好的车轮如图3。

2.4 车身设计
车身造型首先考虑的使前后轮的距离与车身的比例问题即:尺度感。

尺度感是人对造型物所产生的尺度感觉,它小是造型物体量的实际大小的数量概念,而是指和人相称的尺度。

产生尺度感的原因,是由于人们使用和操作机电产品时操作活动及空间的需要,应当使造型的形式和尺寸(如操作手柄的形式和大小等)适应人的习惯和需要,否则人们会感到这些造型构件是无尺度感的。

例如,人们经常接触使用电动自行车的操纵手把、旋钮等,虽然产品型号不同、使用者的生理条件和使用环境不同,但它们的绝对尺寸是较为固定的。

因为它是与人体功能相适应的,往往与产品本身大小无关。

车体再大,手柄尺寸仍然只能适应于人手部的尺寸大小[3]。

尺度感的影响因素主要是造型结构方式和与人直接相关的各种构件的传统观念。

这种传统观念,是在人们长期的知识水平和经验积累的基础上形成的。

因此,造型设计中结构或形式的改进与变换,不能只追求多样变化,同时还要满足人对它的尺度感觉。

否则,由于联想和比较,易造成感觉上的不适。

有尺度感的造型物,不仅美观,而且使用合理,舒适。

因此,常以它来衡量造型设计的合理性和舒适的程度。

产品艺术造型设计中,首先要解决的是尺度问题,然后才能进一步推敲其比例关系。

造型中如果只有各部分之间的良好比例,而没有合理的尺度是不可能符合使用要求的。

造型中的比例和尺度问题应该综合、统一地加以研究,两者的协调统一乃是创造完美造型形象的必要条件之一。

艺术造型的良好比例和正确尺度,一定要以产品的功能为依据,不能孤立地推敲比例和尺度,而忽视它与功能之间的密切关系。

尤其应把比例尺度以及和功能直接相关的有关人体工程学、可靠性技术等问题全面综合地加以研究,刁一能使造型的比例及尺度完美。

因此,一定要依据造型对象的功能,技术和艺术等自身特征中所蕴藏的数比因素,去创造独特的比例和确切的尺度。

所以我用的比例完美比例。

确定比例后把电动车分成前后两部分设计,前面包括车灯,护腿板等,由于电动车设计不仅考虑部分美观使用,而且还得考虑整体的和谐性。

也就是我们经常说的设计要求要有张力,动感。

车身效果图如图4。

图4 车身
2.5 整车设计
电动自行车设计不是电动机、蓄电池和自行车的简单组合,而是有机的整体设计(整车效果图如图5),一辆设计合理的电动自行车不仅是一件性能优良而实用的交通工具,而且又是一件令人赏心悦目,具备艺术性、思想性和整体性的机电产品[4]。

图5 电动自行车整体效果图
3 结语
仅就电动车造型的艺术因素进行研究和探索,并对电
(下转第38页)
机械制造与研究 何永华 FANUC 系统中车削循环指令比较与应用研究
使用精加工循环G 70时,需要重新调用程序段群(ns-nf)
的指令,就会造成精加工切削参数错误。

此外,也要注意不要把G 71,G72粗车循环和G 73封闭循环使用混淆。

G 71,G 72粗车循环的刀路轨迹只能是单调上升或下降,而G73封闭切削循环的刀路轨迹可以是波浪形的。

4 编程实例
图7 带有凹弧的零件图
图7为带有凹弧的回转体零件,需要通过数控车床加工来完成,根据前面所述G 71和G 73的特点,采用G 73编程较合理,若要用G71编程,则要将该零件进行分段,可以分成OABC 段和CDE 两段分别采用G 71进行粗加工编程,从而解决刀路轨迹单调性的问题。

取工件右段回转中心为编程原点,采用G 73所编的粗加工程序如下:
0 0001;(程序名)N10 M 03 S800 T0101;
N20 G00 X60 Z5; (起刀点)N30 G73 U5 W 5 R6;
N40G73P50Q110U0.3W 0.1F0.4;N50 G01 X0 F0.25; (进刀点)N60 Z0; (O 点)
N70 G03 X48 Z-24 R24; (A 点)N80 G01 Z-34; (B 点)
N90 G02 X48 Z-64 R20; (D 点)N100 G01 Z-74; (E 点)N110 G01 X50; (退刀点)N120 G00 X100 Z100;% %
采用G71需将OABC 段和CDE 段分开编写粗加工程
序,以符合复合循环指令G 71的特点,而精加工可采用G 70编程或根据工件轮廓基点直接编程,所编的粗加工程序如下:
0 0002;(程序名)N10 M 03 S800 T0101;N20 G00 X60 Z5;N30 G71 U2 R0.5;
N40G71P50Q100U0.3W 0.1F0.4;N50 G01 X0 F0.25; (进刀点)N60 Z0; (O 点)
N70 G03 X48 Z-24 R24; (A 点)N80 G01 Z-34; (B 点)N90G02X34.5Z-49R20;(C 点)N100 G01 X50; (退刀点)N110G00X100Z100;(粗车OABC 段)N120 G00 X60 Z-49; (起刀点)N130 G71 U2 R0.5;
N140G71P150Q180U 0.3W 0.1F0.4;
N150 G01 X34.5 F0.25; (C 点)N160 G02 X48 Z-64 R20; (D 点)N170 G01 Z-74; (E 点)N180 G01 X50; (退刀点)
N190 G00 X100 Z100; (粗车CDE 段)% %
5 结语
复合固定循环G70,G 71,G 72,G 73指令通过定义零件
的加工刀具轨迹来进行零件的粗车和精车,在程序中只需设置好切削深度、精车余量、进给量等参数,则数控系统自动计算出刀具路径,自动对零件进行多次加工,因此只有理解它们的功用、特点和区别,并正确的加以应用,才能大大地简化编程,提高加工效率。

参考文献:
[1]袁峰.数控车床实训教程[M ].北京:机械工业出版社,2005.[2]赵长明.数控加工工艺及设备[M ].北京:高等教育出版社,2003.[3]黄卫.数控技术与数控编程[M ].北京:机械工业出版社,2004.
收稿日期:2008 09 03
(上接第30页)
动车造型的形体艺术、电动车的色彩设计、电动车造型的质感体验、电动车造型的美学规进行了初步探讨,力求引起设计界的广为关注,为我国电动车造型事业的发展作出努力和贡献。

参考文献:
[1]孟少农.汽车设计方法论[M ].北京:人民交通出版社,1992.
[2]L i u Guo w e.i CAD m et hod of 3D t w isted cu rve bea m of strea m
li n ed high speed l oco m oti ve [J].Journal of Chang sha Rail way Un i versity ,1995,13(4):33 37.
[3]曾谦,曾黄.系统参数重要性评价方法[J].四川轻化工学院
学报,1999,12(2):10 13.
[4]吴海红,朱仁洲,周小儒.产品形态设计基础[M ].北京:化学
工业出版社,2004.
收稿日期:2009 03 13。