电动播种施肥机设计

多功能电动农用小车造型设计
摘要
多功能电动农用小车相对于传统农用耕作工具来说，易操作，效率高，安全性好。

在中国小农经济模式的今天，多功能农用小车在小农模式中广泛应用，为农民耕作带来不少便利。

然而，播种施肥机给人的印象总是省事但费力、破旧、粗糙。

因此，通过工业设计方法，改善农用播种施肥中耕机的外观及使其更加省力，符合新时代的机器美学，实现小农机械产品的“人性化”，是必要的。

本课题是针对多功能电动农用小车造型及功能进行设计，主要依据现有农用施播种机进行改良设计。

通过对现有的施肥播种进行深入的调查，在较为成熟的产品工程结构上，介入工业设计方法与理念，改善其笨重粗糙的外观及使用起来费力的结构，赋予其省力、人性化的特征，不仅在视觉上融合了新时代的机器美学，在功能和结构上也进行了合理优化，大大提升了产品的附加值，使产品更具备竞争力，为农民朋友们提更更多的便利。

本文对现在国内存在的播种施肥中耕机的优势与不足进行了深入分析，总结了造型设计、人性化的操作和工艺美学在产品中的重要性，对现存的播种施肥中耕机做出合理定位，进行了全面的造型设计。

本课题具有较强的现实意义和应用价值，同时为现有的农业机械设备的造型设计提供一些思路和
关键词：播种施肥机、机器美学、造型设计、人性化、电动
STYLING DESIGN OFMUITIFUNCTIONAL AGRICULTURAL
ELECTRUC CAR
ABSTRACT
Multifunctional agricultural electric car compared with the traditional agricultural farming tools, easy operation, high efficiency, good safety. In Chin ese smallholder economy mode today, multifu nctional agricultural vehicle is widely applied in the small-scale peasant mode, bring a lot of convenience for farmers farmi ng. However, seed ing and fertilizi ng mach ine gives the impressi on is always easy but laborious, ragged, rough. Therefore, through the method of in dustrial desig n, to improve the agricultural pla nting and fertiliz ing cultivator appearanee and make it more labor-saving, Fu Hexin era machine aesthetic, realiz ing peasa nt mach inery product "huma ni zati on ”，is the n ecessary.
This subject is designed for the multi functional modeling and functional agricultural electric car, mainly on the basis of agricultural fertilizer seeder for improved design. Through in-depth investigation on sowing existing fertilization, in product engineering structure is relatively mature, interventional and the con cept of in dustrial desig n, to improve the structure of the heavy rough appearanee and harder, given its labor, humanized, not only in the visual integration of a new era of the machine aesthetic, functional and the structure is reas on able, greatly enhance the added value of products, make the products more competitive, more more convenience for farmers and frie nds.
The sowing and fertilizing cultivator now domestic existing advantages and disadvantages are analyzed, the importanee of summarizes the operation and craft aesthetic desig n, huma ni zatio n in the product, make a reas on able positioning of the seeding and fertilizing cultivator existing, the design comprehensive. This subject has strong practical significanee and application value, and provide some ideas and referenee for design of the existing agricultural mach inery and equipme nt.
KEY WORD：Seeding and fertilizing machine , machine aesthetics, Modeling design , Humanization , Electric
第1章绪论 .......................
§ 1.1国内农用播种施肥中耕机的研究现状 (2)
§ 1.2设计依据和意义 ...............
§ 1.3设计方法 (6)
第2章设计调查与分析 ...................
§ 2.1市场调查与用户调查 (7)
§ 2.2调研分析与设计定位 (9)
§ 2.3多功能电动农用小车的基本设计原则 (11)
第3章草图构思与方案分析 (14)
§ 3.1设计构思及草图 (14)
§ 3.2手绘方案分析比较 (17)
§ 3.3 设计方案的深入 (21)
§ 3.4 设计方案的优化 (24)
第4章定稿方案研究与优选 (25)
§ 4.1 造型定案 (27)
§ 4.2 色彩定案 (27)
第5章 电脑制作效果图及后续设计 (31)
§ 5.1计算机三维建模和效果图、尺寸图制作 (21)
§ 5.2广告、展板、动画和PPT 的设计制作 (33)
§ 5.3实物模型的制作过程 (35)
结论 ....................
参考文献 (38)
致谢 (39)
外文资料原文
外文资料译文、八 (1)
36
在中国现代小农经济农业生产中，播种施肥中耕机在农业耕作的地位无
疑是重要的，各类机械被广泛应用于农业生产与发展中。

目前，我国农业机械市场现状不是很乐观。

通过借鉴和研究国外先进制造技术，进一步完善农业机械各项性能指标的同时，还应该从人机工程学和美学的角度对农用播种
施肥中耕机外观造型进行研究，提高其宜人性设计水平，改善人一机一环境系统的协调、统一关系，使其更具有市场竞争力。

农业机械产品造型设计是中国小农经济机械产品设计的重要组成部分。

新颖的造型设计有利于体现产品功能的合理性、技术的先进性和宜人性，从而大幅度提高产品的附加值，增强产品的竞争力⑴。

中国的农用机械产品设
计在视觉传达设计、色彩设计和人机工程学，缺乏设计或者干脆不设计，这样的产品往往因不易使用或外观丑陋而严重影响价格。

随着农业机械行业的发展，外观造型和人机工程学和农业机械相关知识变得尤为重要。

随着人们物质文化生活水平和审美意识的提高，人们的消费观念逐渐由
物质性的追求转向精神性文化性的追求。

人们选择产品的标准已不再是简单
的功能物品而是越来越多地渗透了审美的内涵产品。

设计作为一种改善人们
生活方式的手段，应该涉及到每一个人的生活的每个方面。

同样，设计如何表现艺术性、高科技特征和人文色彩是设计师要研究的新课题[2]。

第1章绪论
§ 1.1国内农用播种施肥中耕机的研究现状
一、国内概况
目前国内小农农用播种施肥中耕机，多根据传 统播种施肥
中耕机进行模仿之作，自主创新能力不 足，使得企业难以体现
技术产品的差异化。

为保持 中国农业机械产业的地位，应加强
企业自主创新能 力、调整产业结构，而不仅仅是简单的模仿。

目前 国内山东源泉机械有限公司、曲阜市睿龙机械有限
公司、曲阜市鲁宏机械设备有限公司、山东省滨州 市富田农业
机械有限公司等发展的都很不错，但是 和日本、德国一些农业
机械公司相比还有 明显的差 距，国内自主设计农业机械的水平相对国外仍然较 低。

国内市场上一些大型的播种机施肥器比较多， 这对于拥有
耕地数量多的农民适合购买使用，但拥有耕地数量少的农民是不
适合购买使用的。

所以只能采用传统人工弯腰刨坑播种的辛苦模
式。

即便有 也只是一些很费力的人工工具。

就市场而言，在功能、性能、质量、技术水 平差不多的情况下，产品的造型、色彩、使用的界面的人性化设计就显得越 来越重要，甚至直接决定产品的销售量。

我国的工业设计应该多将目光投入到机械产品类的设计领域，从美学设 计这个设计创新点展开研究，将美学设计理念运用到机械设计中，利用其打 开市场，为技术创新指明一个新方向，增加“中国创造”的元素，引导我国 工业技术的健康发展。

、国外概况
20世纪40年代，美国率先实现了粮食生产机械化。

其他经济发达国家
图1-1国内播种施肥机 品
图1-2国内播种施肥机 品
如加拿大、澳大利亚、英、法、德、意、日、荷兰等也都在60年代至70 年代相继实现了粮食等作物的生产机械化（图1-3 ）。

统一农
业标准化管理和统一大机械作业，粮食等作物
的生产机械化，导致不存在这种适合小农经
济的播种施肥中耕机了。

希望我国也早日实现
这样的农业管理模式。

国外同类设计概况：
1. 现代化农业机械
具代表性的国家是美国，以广泛使用农业
图1-3
机械来提高农业生产率和农产品总产量为主要特色。

美国农业机械化程度世界第一，是全球最典型的现代化大农业。

美国平均每个农场耕种的面积近4000英亩（1英亩相当于6市亩）
如果离开农业机械，美国农业简直寸步难行。

在美国，直接从事农业生产的人口约为350万人，但这350万人不仅养活了3亿美国人，而且还使美国成为全球最大的农产品出口国。

发达国家的农业有别于中国小农经济，他们采用的农业机械也是非常先进的，使用机械替代人畜力进行农业生产，是大幅度提高农业劳动生产率的最重要的原因。

农业机械化稳定和发展了农业与畜牧业，并为工业和第三产业的发展提供了大量的劳动力。

农业机械化水平和效益高低已成为衡量各国农业现代化水平的重要标志。

2. 功能完备
产品使用功能成为消费者最紧密的部分，好的产品要使操作者使用有效、
舒适方便并易于维护和回收。

在国外的农业机械市场上，生产商对功能很重视，尤其对操作者的作业体验很重视，因此，完备的功能也成为国外农业机械的优势。

3. 外观造型设计中的艺术美
国外农业机械大体可以概括为曲面造型、直面造型和斜面造型。

这三种特征的外观造型给人的感觉各不相同，以曲面，曲线为基调的外观造型给人以圆润、流畅、活泼、亲切的感觉。

以直面、直线为主的造型风格给人规整、均衡、庄重的感觉，正立面为斜面为主的造型，其面与面之间的转折变化较为丰富，给人以有生气、活力、轻巧的感觉。

4. 色彩搭配和谐
色彩在整个产物的形象中，最先浸染于人的视觉感应感染，可以说是“先声夺人”。

产品色彩假如措置得好，可以协调或填补造型中的某些不足，加倍完美，博得
消费者的青睐。

国外的农用机械在色彩搭配上得当，多采用浓绿色、蓝白色、黄黑色、橙黑色等，给人一种活力，彰显出机械美感。

5. 注重细节，保证产品质量
国外的设计产品在细节零件的质量上，更胜一筹，不仅经久耐用，且注重产品的细节处理，如倒角、切角等细节，结构十分精细、严谨，增加了产品的附加价值，彰显了大气磅礴的企业文化。

6. 考虑人机交互，注重操作者作业体验
好的设计是时时为人考虑的设计，国外的农用机械就充分考虑了用户作业的安全性和舒适性，如：操作者的座椅高度、操作台面高度等细节设计，这都是国内需要学习和借鉴的。

§ 1.2设计依据和意义
一、设计依据
农用播种施肥中耕机的造型设计，既不是工程技术设计，又不是单纯的
美术设计，其为工程与美学艺术的有机结合⑴。

其探讨如何应用造型设计原
理，达到播种施肥中耕机科学性与艺术性的统一，研究如何应用造型设计原则与法则，处理特定条件下各种产品的结构、功能、工艺、和市场经济和造型的关系，并且创造性的将这些因素协调的表现在产品的结构和造型上，最后创造出既具有某种物质功能又有精神功能，并且适应时代审美要求的产品,
以满足物质、精神文明需要。

多年来，“形式服从功能” 的设计思想一直钳制着农业机械设计人员的设计思路，使其将研究熏点放在技术创新上。

而技术创新与设计创新是互为促进的，农用播种施肥外观的美学设计作为一个设计创新点，在满足人的生理与情感需求的同时，也促进着技术创新，为其指明了一个方向。

但在这种红红火火的形势下，我们应该对我国农用机械行业的发展进行更深层次的思考。

我国自主设计的水平相对国外仍然较低，这说明我国农业机械行业仍在“中
国制造” 与“中国创造”的矛盾中挣扎。

从造型美学这个设计创新点展开研
究，将美学设计理念运用到农用机械外观设计中，利用其打开市场，为技术创新指明一个新方向，增加“中国创造”的元素。

据调查，目前市场上存在的播种施肥中耕机主要有以下问题：
1•功能
市场上存在的一些施肥器，有的只具有施肥这一项功能，并且比较费力，
需要两到三个人才能进行施肥，
2. 外形体积
市场上存在的手扶施肥播种机具多是采用柴油机，所以体积笨重，我们
在使用前从家里运到田地里也是个问题。

3. 环保
市场上存在的手扶施肥播种机具多是采用柴油机，在使用中消耗柴油资
源而且放出浓烟，中国八亿农民都使用的话，对大气环境的污染是很严重的。

因此使用电力作为动力会更加环保。

4. 安全
汽油机柴油机在使用前和使用中都多多少少会具有一定的危险性，特别
是在使用中如果因为某些零件损坏而导致失控，则会带来更大的不安全因素，
所以使用电作为动力是一个不错的选择。

5. 人机交互
遗漏了设计中的与人相关的因素的探讨，忽视解决人-产品-环境-社会
系统。

6. 人机工程
农业机械造型忽视了与人体工程学的结合。

二、设计的意义
本人在假期里的时候偶尔也会帮助家里播种玉米，施肥，一般需要两三
天，而且至少需要两个人合作才能完成，而且很辛苦，需要有人替换着，每次施肥结束，总听到家人说自己的肩膀酸疼几天。

在使用的工具（图1-1），需要一个人在后面扶着，另外一个人在前面拉，相当费力，相当辛苦。

所以
本人想设计一个适和拥有少量耕地的农民使用的多功能农用车，在图1-1所示的基础上进行改装，将电力作为其动力。

现在电动自行车非常普遍，大家
都知道。

电动自行车的电池一段时间就会老化，可能会选择以旧换新（旧电
池是废品价，当然需要补不少钱），或者拆卸下来直接换新的，电池早晚当废
品被卖掉，这也是一种浪费，所以就想把家里的旧电池利用起来。

这样不但将家里的电车上的旧电池利用起来，而且农民在使用起来会轻便不少，而且在一个人的情况下就能轻松完成播种施肥的劳动，减少了劳动力的浪费。

就相当将图一所示的农用工具改装成以电为动力的农用小车。

在询问了邻居及其他村里的村民，发现大家也是抱怨原来的工具确实很
费力，村里人均耕地不到两亩地，但是只要种地，所需要的工具也是一样不能少的，但耕地少，购买大型的农用车，又很不划算，所以只好靠人力解决那些繁重的农活了。

播种和施肥，其中难以解决的问题就是，在农作物生长过程中对其进行施肥，为了防止破坏农作物生长，农用机车不能进入田地，就只好使用（图1-1）所示的工具进行施肥，所以电动多功能农用小车，确
实可行。

决定设计一款小巧方便的多功能电动农用小车。

一方面农民在使用起来会轻便不少，而且在一个人的情况下就能轻松完成播种施肥的劳动，减少了劳动力的浪费。

另一方面采用电为动力，更加环保安全，会受到农民朋友的欢迎。

§ 1.3设计方法
为确保整个设计过程井然有序的进行，本课题将按照以下设计方法一步一步的进行展开：
一、通过市场调查和网络调查，进行资料收集，了解目前播种施肥中耕机国内外的现状，并运用缺点分析法分析现有产品的缺点和不足，以便在以后的设计中尽量避免。

二、运用逆向思维法，功能定义法以及联想思维设计法发散思维，对产品进行最初的创意设计，并绘制出大量的创意草图。

通过造型、结构、颜色等对比分析，筛选出其中的较优方案，并对较优方案做进一步的细节完善和修改，绘制出最终效果图。

三、运用形态分析法和综合分析法对草图进行筛选，得出最终可行方案
参照效果图制作出计算机三维模型，并对三维模型进行色彩和材质的渲染，
对其最终结果进行修改和完善。

第2章设计调查与分析
§ 2.1市场调查与用户调查
在明确了本次设计的方向后，设计者对用户使用同类产品的评价进行观察，主要是通过实地考察、询问法、网络信息搜集，这三种方式进行调查。

-、市场调查
1. 农用播种施肥中耕机缺少美感
市场上的中耕播种施肥中耕机对美在机械造型中的作用重视不够，产品
不太重视把美学运用到造型中去，因此产品虽然在性能、坚固等
方面均能满足使用，但在使用中依旧比较费力，并不注重造型，
此外，农业机械造型忽视和人体工程学的结合，明显与市场的需
求不相适应，因此，优良的农业机械产品必须和美的创造结
合，才能达到最大的社会效益和经济效益。

设计作为一种改善人们生活方式的手段，应该涉及到每个人
图2-1市场中耕播种施
的生活的每个方面，对于农民朋友来说，与农业机械的接触便是
生活当中必不可少的一
个部分。

这些农民朋友也许正是这些产品的消费者及使用者。

在耕作施肥中,
与美学元素匮乏的农业机械低情感的交流过程给使用者带来强烈的反差和疲劳感。

2. 造型单一，更新换代很慢
播种施肥中耕机造型设计对老产品的更新换
代，具有加速变革的积极作用。

经过合理的造型设计，改变其外观，
使其具有新颖适时的造型款式，
图2-2其他产品既可以延续老产品的寿命，又会创造更高的经济效益。

但是调查发现国内好多公司的产品几年甚至十几年都很少改变，产品外
观老旧，与现代的农业生活环境并不相符。

这也是影响产品销售的重要因素
3. 色彩搭配不美观
农业机械产品的色彩设计与艺术作品要求不
同，受到机械功能材料、表面、喷涂工艺等因素的制约，但是市场上的播种施肥中耕机色彩搭配上不协调而且在加工工艺上也不细致，做工粗糙。

农业机械设备通常都是在泥土里工作，操作时间较长，选用的主色彩应让人沉闷压抑，使人感到烦躁不安，而应使使用者心情舒适愉悦，安全操作。

市场上的播种施肥中耕机采用基本无颜色、两色或三色配合，色彩的配置有些混乱，图2-3 :在颜色的运用上，无艺术性的搭配，这都忽视了播种施肥中耕机的美感，且色彩过于单一，显得死板。

4•设计不当，过于简单
据调查，市场上的部分播种施肥中耕机也因不注
重设计而显太过简单。

设计中强调“实用”与“美观”、
“技术”与“艺术”的高度结合与统一。

图2-4 :颜
色搭配不仅不和谐，造型和功能设计比较简单。

图2-4国内产品二、用户调查
经过市场调查，目前市场上一些大型的播种机施肥器比较多，也有少量的小型农用机，但是很简陋，大型的播种施肥机器对于拥有耕地数量多的农民适合购买使用，但拥有耕地数量少的农民是不适合购买使用的。

所以只能采用传统人工弯腰刨坑播种的辛苦模式。

即便有也只是一些很费力的人工工具。

目前市场上已有的小型播种施肥机和大型播种施肥机所存在不足主要有以下几个方面:
1•功能
市场上存在的一些施肥器，有的只具有施肥这一项功
能，并且比较费力，需要两到三个人才能进行施肥，
2. 外形体积
市场上存在的手扶施肥播种机具多是采用柴油机，所以
体积笨重，我们在使用前从家里运到田地里也是个问题。

基于
图2-5国内产品
人对产品的使用，确保机器可很好的为人进行服务。

伴着科学
技术的不断发展, 人们在产品的人性化设计方面提出了更高的要求，特别体现于和人们运用安全相关的一些设计如：满足人的视觉生理特性，其目的就是为了辨认。

以人为根本，在注重人性化方面应有以下两个概念：其一满足人的尺度；其二应
有较好的人体操作界面。

3. 环保
市场上存在的手扶施肥播种机具多是采用柴油机，在使用
中消耗柴油资源而且放出浓烟，中国八亿农民都使用的话，对
大气环境的污染是很严重的因此使用电力作为动力会更加环
图2-6 国内产品
保。

4. 安全
汽油机柴油机在使用前和使用中都多多少少会具有一定的危险性，特别是在使用中如果因为某些零件损坏而导致失控，则会带来更大的不安全因素,
所以使用电作为动力是一个不错的选择。

§ 2.2调研分析与设计定位
一、调研分析
经过调研，认识到了设计目的和最终目标，了解到设计点，获取了初步
的构思方案。

主要有以下方面：
1. 多功能电动农用小车造型设计。

多功能电动农用小车造型设计，既不是工
程技术设计，又不是单纯的美术设计，其为工程与美学艺术的有机结合。

，因而在设计过程中，设计师应注重播种施肥中耕机外观质量，比如形态、色彩和质感等综合整体给予人们的审美形象。

要塑造美的形式很大程度上受到相对独立的审美法则的制约，多功能电动农用小车造型设计同样也需要一些审美法则来加以指导，在造型设计中贯彻。

例如：对立与统一，比例与尺度等造型设计法则，有利于处理好多功能电动农用小车局部部件造型与整体造型之间的关系，以获得风格统一、比例协调的播种施肥中耕机造型。

2. 在产品设计中注重产品与人的关系。

不论产品的使用、操作、色彩、质地、材料与工艺，都追求使用功能的合理，而且追求使用的舒适宜人，以达到使用者的心情舒畅、精神饱满和提高效率的目的。

当然，还须对人体各关节运动、人体在各种姿势下操作多功能电动农用小车时应具有的空间等进行科学的考虑。

如果没有科学的对该方面的一些内容进行考虑可能会给操作人员的正常工作带来不便，甚至会影响到其本人的身心健康。

因此在多功能电动农用小车造型设计中，应对多功能电动农用小车及扶手的调整高度、操作系统的空间位置和分布等进行充分的考虑。

设计人员应对所有因素进行全面的考
虑，这有这样方可对数控切割机的每个相关部位的尺寸进行科学、合理的设计。

3. 在设计中着重考虑色彩和一些细节设计等因素。

产品色彩能传递信息，从人机工程学的角度看，产品能左右人的情感。

一般来说，多功能电动农用小
车的色彩应使操作者在工作期间感情愉快，所以选用高明度、低纯度的色彩。

而明度过高则会刺目，过低会有沉重感和粗糙感。

同时现代农业机械产品设计都较为充分地考虑到视觉传达设计和人机工程学设计，注重色彩给以带来的视觉生理平衡和稳定性，注重颜色间的相互搭配。

4. 文化特色方面的设计。

多功能电动农用小车的造型设计除了给人有一种优越的感知外，同时在很大程度上也对民族特征以及深厚的民族文化内涵进行了体现，在不断追求多功能电动农用小车的科学价值的过程中，应重视文化价值和艺术方面的一些追求。

通过设计能反映农业大国的精神内涵。

二、设计定位
设计定位的目的在于明确设计目标，准确的设计定位能帮助设计师在设计过程中将注意力集中在最重要的问题上，并且还能为设计过程指明方向，少走弯路。

通过寻找产品特征、建立产品差异空间，形成产品概念，从而得出设计定位［3］。

本课题设计目标主要在以下几个方面进行定位：
1. 市场定位：农业机械产业低中档消费市场
2. 目标消费群：中国小农中耕者
3. 目标操作者：农民
4. 造型定位：美学设计正是通过产品设计实现人与产品关系的和谐化，人与机器外观关系的和谐化设计便是本课题外观美学设计的主要内容。

现代化社会面临很多问题，因此设计师要把握操作者的心理需求，在本课题中，力求通过简洁的造型设计净化操作者工作时沉重的心灵。

因此，整体感、简洁感、流畅感正是本课题外部形态的主要设计方向。

整体流畅的造型带来是一种唯美舒畅的感觉，有助于操作者放下心灵包袱，顺应了现代人类净化心灵的需求。

5. 色彩定位：多功能电动农用小车在色彩的配置应走向简洁、明快，在符合社会审美观的同时，考虑到生理健康方面给操作者带来的影响，从视觉愉悦和视觉健康两方面找到和谐点。

同时，色彩的搭配要与造型设计相呼应。