機械工業產品設計精選(九篇)

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第1篇：機械工業產品設計范文

[關鍵詞] 工業產品設計 機械制圖 三維實體 inventor

目前autodesk公司出品的 inventor三維設計軟件已成為中國工程設計、模具制造、工業產品設計中最重要的軟件之一，更是成為全國職業技能大賽計算機系列工業產品設計（cad）技術項目比賽中的指定軟件，其由于功能強大，易學，易用，界面友好、簡潔的特點，受到了廣大使用者的好評，但其對設計者的制圖水品要求特別嚴格，尤其是在工業產品設計領域。就此本人結合指導我校學生參加全省、全國職業技能大賽的些許經驗，淺析機械制圖在inventor 工業產品設計教學中的應用。

一、Inventor工業產品設計教學簡介 

Inventor工業產品設計是一門實踐性較強的專業技術課程 ，涉及的內容主要有以下幾方面：

1.零件設計

首先根據產品的設計方案和分析計算進行概念化設計，然后再進行詳細設計，是將幾何設計與零件設計融為一體。

2.裝配設計

Autodesk Inventor的裝配設計完全支持各種設計流程，無論是自頂向下，還是自底向上設計，或者是混合設計，Autodesk Inventor都可很方便地在零件環境和裝配環境中轉換。由于在裝配過程中采用了自適用技術，所以，裝配設計是基于裝配關系的關聯設計，從而使得設計流程更加順暢。

3.表達視圖

表達視圖演示了在整個裝配的過程及裝配體的具體組成，整個分解過程可以錄制并保存動畫。這樣，可使學生很好地理解裝配體的安裝及拆解過程，更好地讀懂裝配體。

4.二維工程圖

Autodesk Inventor軟件中二維工程圖是由三維實體模型直接生成的，包括基準視圖、軸測圖、剖視圖、輔助視圖、投影視圖和局部放大視圖等。二維工程圖與對應的零件模型或裝配體模型具有全相關性，其二維工程圖可以保存為其他格式，便于和其他軟件交流。

而機械制圖課程是培養學生的空間想象能力、空間分析能力和對空間形體的表達能力。由“體”到“面”、再由“面”到“體”即由“三維實體”到“二維圖形”、再由“二維圖形”到“三維實體”是其教學的主要過程，這一過程與傳統的設計過程是一致的，即設計者在設計過程中首先構思出整個產品的三維模型，再根據一定的投影原理，表達成二維圖形；看圖者根據二維圖形想象出產品的三維形狀。

二、機械制圖在inventor教學中的應用

1.在”物體三視圖”教學中的應用

“物體三視圖”是機械制圖教學中最重要、最基本的教學內容，它是教導學生怎樣利用二維平面圖形來表達空間物體的三維形狀。由于現在教學時間的減少，對于點、線、面的投影往往省略，從正投影的基本性質直接進人到物體的三視圖的畫法當中。而在這一學習的過程中，很多學生無法搞清物體的表面對投影面的位置關系以及對投影面的投影特性，因此，所繪制出來的物體的三視圖往往是不正確的。

現在在利用inventor進行工業產品設計，我們可以利用其提供的功能，來解決這一難題。具體的實現過程是：首先依次選擇三個平面作為三個投影面，在右鍵菜單選擇”新建草圖”，進人到繪制草圖狀態，再選擇”投影幾何圖元”的功能，依次選擇物體的各個表面并加以確認，結果，物體在投影面上的投影（視圖）就自動創建了。這一過程直觀地顯示出，物體的表面與投影面的位置關系及其投影特性。”投影幾何圖元”的功能相當于畫法幾何中的”正投影”。

2.在“相管線”教學中的應用

在機械制圖教學過程中，“過渡線”是教學的重點也是難點，尤其是一些稍微復雜的形體相交產生相貫線（包括過渡線），特別是對于特殊的相貫線，由于沒有比較直觀、逼真的實體模型，學生在理解上非常困難。即便是花費了大量的時間，有的學生僅停留在對于兩個較簡單形體相交產生的外部相貫線的理解上，但對于較復雜形體相交、多個形體相交、形體空腔內部的相貫線以及過渡線卻束手無策。利用inventor進行工業產品設計時繪制的泵體的實體模型。它不僅清楚地將泵體外部相互接觸的形體產生的相貫線（過渡線）顯示出來，而且還可以利用它提供的分割工具，將泵體從中間分開，則泵體內部孔與孔之間的相貫線也一覽無余，還可根據不同要求變換各種位置，做各個方向的投影和軸測圖，更優秀的是它的參數化功能，通過改變相交形體的形狀和尺寸，來觀察相貫線的變化情況。這樣學生可以從不同角度觀察形體，極大地增強了空間想象力。

3.在“裝配圖”教學中的應用

裝配圖的繪制是學生在學完《機械制圖》課程后的一個大型作業。學生要完成裝配圖的繪制，首先，必須對裝配體本身的結構和功能要比較了解，同時還必須了解裝配體的拆卸、裝配順序。在教學過程中，對于裝配體的結構和拆卸、裝配順序一般是通過掛圖進行講解，由于在掛圖中組成裝配體的各個零件是”死”的，雖然它能夠反映出各零件間相互位置關系，但是對于其具體的裝配過程，特別是對于復雜的裝配體的裝配過程，很多學生還是無法弄清楚。我們在利用inventor進行工業產品設計教學時可利用提供的表達視圖來解決這一問題。它能夠動態地演示出銑刀頭裝配體詳細的拆卸、裝配順序，同時還能夠清楚地將各個零件之間的裝配位置關系表達出來。

第2篇：機械工業產品設計范文

關鍵詞材料選用；安全系數；設計方法

前言

伴隨著經濟的發展步伐的推移，在當前社會 ，面臨著計劃經濟體制向市場經濟體制轉化 ， 傳統的機械零 、部件或一般常用機械產品的設計方法已經不能適應現代機械工業產品設計的需要，這是目前我國機械工業產品缺乏競爭力或生命力的根本原因之一。現代機械設計已經由傳統的一般機械工業產品設計發展到直接面向市場的工業產品設計， 因此 ， 機械設計方法的發展與工業設計方法的發展是相互包容 、 相互借鑒和相互促進的。

一．當前機械設計中存在的弊端

1 對材料的認識不全面

隨著時代的發展步伐，創新意識不斷深入人心，。在材料種類日益繁多的情況下， 熟知材料的性能就非常必要。 這是因為材料的物理性能、化學性能千差萬別． 這也就決定了設計者在做設計時必須能熟練駕馭各種材料， 針對材料的不同性能來采取相應的結構布局。 材料一般可能受到拉力、 壓力、 剪力、 扭矩等力或矩的作用， 在金屬材料中鑄鐵的抗壓性能要比抗拉性能好， 有經驗的設計者都會盡量將鑄鐵件承受壓應力而非拉應力或彎曲應力。

2 對加工工藝理解有誤差

2 ． 1材料在使用過程中， 往往需要使用到鑄造件。但鑄造件 在鑄造成型時， 不應使鑄件壁厚相差太大( 一般不超過 2 ～ 2 ． 5倍) ， 以 防止鑄件在冷卻過程中冷卻不均，從而導致應力集中使鑄件產生破壞。

2 ． 2在焊接時應該注意焊接件焊縫的形狀．應力集中出現在焊材與本材的交界處， 以免應用了應力最大的截面型式。

2 ． 3在斜面上鉆孔有一種情況是需要避免。就是在設計者設計過程中為了畫圖的方便 ， 或者忽略了加工工藝 。但是在斜面上鉆孔不方便 ， 不方便定位和下刀 ， 從而一方面增加了加工工時使成本加大 。 另 一方面也很不安全很 可能損壞鉆頭 ， 甚至發生危險。

3對安裝不給予充分的重視

作者曾經在車間安裝設備過程中．發現過定位現象。就是設計者在設計過程中為了追求設備的加工精度， 采取了幾個尺寸來定位相關的尺寸從而是設備在安裝過程中出現了“ 干涉” 現象。 人為的造成了安裝困難。 所以應該避免過定位， 這是因為一方面沒有必要過定位， 另一方面增加了安裝的難度。

4 對結構不夠了解

作為化工行業的我們經常用到星型關風器， 作為密封和出料設備使用。 若轉子與殼體同心布置， 輸送料的容積腔是一樣大， 這樣旋轉阻力較大， 轉子和殼體磨損較嚴重， 我們不妨使物料從進口到出口能用的容積越來越大 ，來降低轉子的轉動阻力 ， 從而減少了轉子與殼體間的磨損。

在用螺旋輸送機密封進料口時。 可以通過改變葉片的螺距進行密封， 但有時可能對螺距的改變方式不理解， 很容易將螺距的改變方式弄反，將螺距進行有大到小改變， 反而造成螺旋的送料不暢甚至阻塞。

在實際生產過程中經常用到起機構， 其中有一種起升機構為斜塊驅動導桿起升， 斜塊作往復運動， 來控制導桿的升降。這種機構， 用于受力不大， 形成較小的情況。

5 對經濟性欠缺重視

作為設計人員的我們需要再設計過程中時刻以公司利益為準，需要清醒地認識到：如何能降低成本．提高利潤。 使我們有限的資源能更加充分的利用。對機加工而言， 能不加工就不加工， 特別是內部并且沒有配合要求的面， 能一次性加工決不二次加工等。 在設計過程中， 有的設計者為了安全起見， 本來采用常用的且價格較低的材料就可以達到設計者所需要的強度要求。 完全可以滿足功能需求， 但為了安全起見選取了較大的安全系數， 就采用了費用較高的材料． 從而增加了成本。

精益求精是我們應對時刻變化發展的社會需要具備的品質，尤其對于機械設計這一門大學問，從功能定位到材料選用， 從加工工藝到檢查修理， 值得窮人畢生之力去鉆研。 在機械設計這個深邃的事業中， 以上機械設計中的注意事項， 只是我們在設計過程中部分值得注意的地方 。

二、 現代機械設計方法層出不窮

如今，，已發展成為一門新的學科或一個新的技術領域的“ 現代設計方法”應用相當廣泛。 “ 現代設計方法是對應于傳統設計方法” 而提出與發展的， 為一種大概念， 有大的范疇， 其下位可有現代機械設計方法、 現代模具設計方法等。

最具權威的《 中國機械設計大典》 第 1卷 “ 現代機械設計方法” 選列了設計方法中的十個題目， 然而它們是創新設計、 生命周期設計、 有限元設計、 虛擬設計、優化設計、穩健設計、并行設計、智能設計、機電一體化設計和計算機輔助設計。

現代機械設計方法的分類基于上述認識， 按照分類學的基本原理，應該選擇一個劃分標準來進行分類。從應用成熟度的角度， 對現代設計 方法進行分類， 可以將它們分成相對應的兩類：

①比較成熟， 應用正普及類： 有限元設計、 優化設計、 機電一體化設計、 計算機輔助設計……

②比較新穎， 內容正發展類： 有創新設計 、 生命周期設計、 虛擬設計、

穩健設計、 并行設計 、 智能設計……

其次， 從工程領域角度， 現代設計方法可以分為： 現代機械設計方法、

現代模具設計方法、 現代材料設計方法……

計涵蓋范圍的角度可將現代設計方法劃分為： 廣義設計類： 設計內容針對其對象實體化的全過程。 狹義設計類： 設計內容僅為完成圖樣( 包括計算機繪圖) 。

中義設計類： 設計內容介于兩者之間。比如， 當今數字化時代著重于數學計算的現代工程分析設計方法， 比較時興的有 ：有限元分析、 最優化方法 、 數值仿真、 動態設計。

現代設計技術具有以下特點：

a.是智能化。大型復雜機械的設計必須完成“ 分析一分解一綜合”的過程。其中包含了大量創造性思維過程和智能活動。

b. .是經濟性， 市場的競爭、 用戶的選擇使對產品的經濟性要求越來越高。

c.是并行性。 必須超前考慮后續過程， 實現 D F M、 D F A 以壓縮廢品、 庫存的消耗， 確保上述經濟性。

d.是集成化。即樹立人一機一體化、 機一電一體化、 硬件一軟件一體化觀念， 綜合多方面測試分析數據指導、 評價設計， 融多種現代科技成果和技術，特別是C A D技術于機械產品之中。

e.是精確性。 這是機械工程產品復雜度、 綜合性提高的必然結果，現代先進的計算技術、計算理論和計算分析工具的使用也使之得以迅速提高。

f.是動態性。不僅分析設計對象要從動態的觀點出發， 設計組織的合作協調也具有動態性， 后者要求設計數據集成 、 設計系統無縫連接。

三、 結束語

第3篇：機械工業產品設計范文

[關鍵詞]：生態設計；綠色產品；影響

1 、生態設計概述

1.1生態設計是在綠色設計的概念上衍生出來的新概念。生態設計不等于綠色設計，它要求在產品開發的所有階段各個環節都要考慮環境因素，從而使產品在生產、使用、回收的整個周期中減少對環境污染的影響，而產生的一個更具有可持續性的生產和消費的概念。

直到70年代“能源危機”爆發，人們才普遍意識到由美國設計理論家維克多q巴巴納克在20世紀60年代提出的“綠色設計”的觀點。綠色設計強調盡量減少無謂的材料消耗，重視再生材料使用的原則在產品的外觀上也有體現。突出了生態意識和以環境為本的理念。

1.2正是這種整體環保的設計理念的誕生。隨著生態設計理念的普及與推廣，生態設計不知不覺融入到我們生活中，進而指導設計生活中方方面面的產品，在現代產品設計中設計師在做產品設計時已將這種理念體現在各個細節設計中，通過電腦模擬制圖提前設計，使所設計的產品在成為成品前符合生態環保的要求。

2、設計美學與生態美學

設計是一門以技術和藝術為基礎并在應用中使二者相結合的綜合性學科，設計美學的研究也必然包含技術美學研究內涵。設計美學是工業時代的產物，從時間維度上來說，自從人類有了設計的意識和能力，就有了與其相關的審美活動。[ ]隨著工業革命的到來，機器生產、勞動分工和商業的發展，人們審美需求的不斷變化。為了適應大眾不斷變化的審美需求，現代設計是藝術、技術和科學的結合，集成性和跨學科性是它的本質特征。現代設計活動的復雜性和綜合性，決定了設計學科的復雜性和綜合性。現代設計美學應該是現代設計在審美和藝術上如何與技術結合的體現。

簡單的說就是在滿足藝術、技術和科學相結合的現代設計美學下，生態美學能更進一步表達出設計產品“天人合一”的美感。

3、工業產品中傳統設計與生態設計

3.1 產品設計的概念

產品設計是指以工業產品為對象的造型設計，它有別于手工業產品或工藝美術品。產品設計是伴隨著市場競爭的不斷加劇，人們生活水平的不斷提高和人類的需要不斷升級而不斷發展的一門綜合性學科。

3.2 傳統產品設計的基本原則

產品設計活動是理性與感性相結合的創造性活動，既受工業制造、技術的制約，又受經濟條件的制約。產品設計不是純藝術創作，而是在理性指導下，遵循相應的現實約束條件和基本的產品設計原則。一般來講，有以下幾個方面：[ ]

3.2.1審美原則。在設計某種產品時，不單對其用途，更重要的是ζ涿賴瞇翁要進行合理規劃。

3.2.2 功能原則。一件好的產品對使用者來說，主要是購買其實用功能。

3.2.3 經濟性原則。物美價廉的產品總會引起消費者的關注，從來給企業帶來經濟效益。

3.3生態設計基本原則

主要包括以下幾個方面[ ]：

3.3.1與材料相關的準則。首先要意識到產品所使用材料對環境影響，即所有材料為環保可持續再利用的材料。

3.3.2與產品結構相關的準則。產品結構設計是否合理對于材料的使用量、維護、淘汰廢棄后的拆卸回收等有著重要的影響。盡量再設計中簡化產品結構，采用模塊化設計等。

3.3.3與制造工藝相關準則。生態制造工藝技術是保證產品綠色屬性的重要內容之一。優化產品性能，采用合理工藝，減少生產過程與使用過程的污染物排放，同時還要考慮到產品廢棄后的回收利用，且不產生二次污染。

通過對設計原則的分析，傳統意義上的產品是依據用戶對產品的功能、審美及成本要求來設計，設計者很少考慮到資源的再生利用及對生態環境的影響，同時在制造和使用過程中很少考慮產品回收，主要是以利益為目的。

4、生態設計與產品設計融合

隨著環保觀念的在人類社會中得到普遍認識，賦予生態美學觀念的現代設計將會是未來產品設計中必不可少的組成部分，它將伴隨著產品的設計、生產、使用、回收的整個過程。主要體現在如下幾個方面：

2.1設計上。從一開始設計產品時就是以一種綠色環保的觀念來設計的，方法也是綠色的。

2.2生產上。整個產品的用料選材，制造技術都是先進環保且節能減排的。

2.3使用上。是指在產品的生命周期里產品更經濟，更節能，更高效。并減少對自然環境的影響。

2.4回收上。方便拆卸，材料又可回收利用形成一個良好的可持續性的生態系統。

5、生態設計未來趨勢

生態設計是一個系統工程，所以從目前的狀況來看，我國的生態設計研究尚處于剛剛起步的階段，值得欣慰的是這種理念也慢慢被大眾所重視，很好的一個例子就是2008年北京奧運的舉辦。“綠色奧運”理念將“綠色、科技、人文”等概念融入到奧運場館的建設中，新材料、新技術的大量使用等。奧運作為一個契機和轉折，將使我國的生態環保的理念產生一次質的飛躍。[ ]

結語：

在將來隨著科技的發展，使設計的形式、品質有了更大的變化，電腦與網絡技術的發展，將改變人們的設計觀念及設計方式。數字化，智能化，虛擬化促使新的設計類型出現 虛擬生態設計。所謂虛擬生態設計，是通過虛擬現實來模擬產品的各個設計環節讓整個設計過程更加逼真符合現實。其主要體現在運用現代科學技術原理，綜合相關學科成果，致力于設計的內部與外部物質、能量循環途徑的技術和措施的研究，減少不可再生資源的消耗，保護和充分利用可再生資源以及開發研究生態恢復技術。[ ]

[參考文獻]：

1 劉子川 《藝術設計與美學》，[M]， 高等教育出版社，2011.1.

2 江杉 《產品設計程序與方法》，[M]， 北京理工大學出版社，2009.

3 柴邦衡，黃費智 《現代產品設計指南》，[M]， 北京機械工業出版社，2012.8.

第4篇：機械工業產品設計范文

關鍵詞： 機械產品設計；工業設計；結合應用

在世界經濟一體化，經濟全球化推進，科技發展日新月異的今天，市場競爭日趨激烈，傳統單一學科遠遠不能滿足需求，各種理念、技術、層出不窮、依次出現在人們的視野中，由此引起一場新的市場需求風波：普通工業機械產品的實用性、宜人性、外觀性的要求也相對的有提高。工業設計作為國家政府重點培養的一門新興學科，目前在我國還是存在一部分人不太明確工業設計的設計范圍也不太明確工業設計在產品設計上的作用，還是有一部分人認為工業設計就是從事外形包裝設計而忽略工業設計對產品以及生產線的改進作用，并且對于工業設計優秀的設計方法和理念往往長期被國內的傳統機械產品企業忽視。工業設計專業一直遵循以下原則：創造性原則；市場需求原則；使用者優先原則；注重安全原則；企業目標原則；易于掌握原則；美觀性原則；保護生態環境原則。由此可見，憑借工業設計的潛力，和其優秀的設計水平，以及它的新穎理念，毫無疑問的會賦予機械產品更加優秀的宜人理念和更加精良的加工品質，更加新穎的視覺效應。

1 解析工業設計

工業設計是一門新興的綜合性學科，它集多門學科知識于一身，既包括科學技術知識，又包括美學藝術知識，以及人機工程學、經濟學等等。在我國，工業設計曾經被稱為工業美術設計、產品造型設計等，但幸運的是近些年工業設計得到了政府的和企業的重視，許多高校也開發其專業以及研究所點，在社會的影響也越來越大，逐漸步入正軌。

工業設計具有很強的時代性，它通過材料、工藝、形態、色彩等方面突顯現，通過改進產品的品質，功用，視覺效果等表達著工業的發展史。所謂工業設計，從廣義上說，指“為了達到某一特定的目的，從構思到建立一個切實可行的方案，并且用明確的手段表示出來的系列行為”。目前而言工業設計是世界設計產業中最具發展力和潛力的一個領域，也是最能體現國家科技發展力的有力證據。例如，現代工業設計產品中的綠色設計，隨著經濟節奏日趨加快，工業化發展的不斷深入，市場上的商品形形，依然無法滿足人們的消費需求。由于未考慮對環境的影響，不但造成了大量的污染，而且消耗了大量的自然資源，使生態環境遭到了前所未有的破壞。日益嚴重的環境污染正威脅著人類的生存，廢氣、污水的排放直接對人體健康產生影響。因此，保護環境、有效利用資源，已是制造企業的一個良心責任。綠色設計的發展趨勢正是現如今熱門的高環保、高技術、高效率，高節能的反映。毋庸置疑中國工業設計的發展應獲得很高的重視。在2007年，溫總理曾經作出過重要的指示，那就是要高度重視工業設計。這一指示毋庸置疑的表示了中國政府對工業設計的高度重視的程度，是從“中國制造”走向“中國創造”的根本保障。更隨著當代世界設計潮流的迅猛飛速的發展變化，廣大消費者對產品的的需求也不斷提高。怎樣將工業設計良性的發展下去？答案是：緊跟時代的潮流，打破傳統的觀念，改變原有的設計思想，創新適宜的設計方式，體現出時代的特點。

2 機械設計中工業設計的重要作用

由于傳統的機械產品設計重點是考慮實現機械產品本身的功能，以設計產品為目標，在傳統的機械設計工業中，機械工程師們憑借自己的專業技術知識設計產品，這些產品由于外觀質量和使用方式的欠缺，盡管內在質量是優秀的的，但往往也會缺乏市場競爭力，成為不可忽視的一大弊端。設計師們在完成產品的功能設計時，雖然也考慮了外觀視覺效果等因素的問題，但由于缺乏專業的藝術培訓和設計理念，設計出來的產品往往又笨又重。

在我看來，就目前而言工業設計在機械設計中的應用，其中一個主要方面體現在人機工程學方面。人機工程學的理念是：一切產品圍繞‘人’服務以人為根本和直接的研究對象，所以一切設計理念必須從人的自身中去獲取，綜合了這些因素才能做出基本判斷。人機工程學的特點是不但要研究人，機，環境三個要素，還要將消費者或使用者和設計的產品，以及將人與產品作為一個系統來共同深入來研究，不單純著眼于個別要素的優良與否，人機工程學以人為最根本、最直接的研究、服務的對象，所以一切信息必須從人的自身中去獲得，綜合了這些信息才能做出判斷。可以毫不夸張地說，在現代社會中，凡是成功的機器產品，都缺少不了人機工程學的設計理念。

3 機械設計與工業設計結合將如何發展

既然機械設計和工業設計相結合的優點諸多，該如何將結合后引入中國的市場，引入民眾的視野，逐步進入中國傳統企業的血液中至關重要。英國和日本都是工業設計發展迅猛的國家，通過總結其發展史，從而總結出發展的有力法寶。但是不同國家的政策和局勢不同，任何事情不能照搬照抄，要合理篩選。英國作為世界上最早發生工業革命的國家，其工業設計有著悠久的歷史，也是現代設計最早發生的地方。然而，英國卻從工藝美術運動發生之初開始，就陷入了永無休止的理論爭執之中。無論是在理論上，還是在設計實踐中均無大的發展，落后于時代潮流。然而在20世紀初，英國政府對自己的工業生產狀況進行反思，逐步認識到英國現代設計的落后，根本原因在于：1）熱衷于理論爭執，忽視實踐探索；2）政府不重視，沒有進行引導和給予支持。所以，二戰后的英國政府對設計十分重視，各種設計組織展開了卓有成效的工作。在英國政府扶持型的發展模式之下，英國工業設計的組織及活動得到規范，全民對設計的尊重和認識得到提高，工業設計的專業地位得到鞏固。

同理在日本這個科技高速發達的國家，工業設計的發展至關重要，一關鍵原因是政府進行了干預，在這個領土有限的島國，物資匱乏，不能從能源上占優勢，所以日本的設計方向在于節能，節約材質，產品簡約輕便小巧，例如在20世紀中期，在兩次石油危機后，日本設計在理念上推出節約能源設計，理性設計等。

由此可見，政府應該積極促進我國工業設計和機械設計聯合發展，可以通過制定相應法律法案和政策，同時建立鼓勵其結合發展的戰略，積極參加各國間學術交流，不能閉門造車，加強國際間交流，引進國外優秀的設計人才和設計理念。在財政上扶持中小企業開發機械設計和工業設計結合的發展策略，慢慢轉變傳統機械設計理念。

在我國高等中學教育上也要敢于開發培養機械設計和工業設計綜合性人才，開設相應課程，建立設計研發中心，培養高水平設計人才。同時應該積極培養機械設計碩士學位中工業設計方向，僅僅通過本科的學習很難達到綜合性學習，所以在專業方向上應突出兩者相結合的學習，通過碩士課程學習培養人才。

4 結語

機械產品和工業設計結合發展的領域不僅僅設計局限在創新和技上的運用，而是利用工業設計和機械設計的優點結合，缺點避免將“設計”得到盡量大的開發。工業設計與機械設計相結合，融合運用，提高中國工業科技的發展，提高國產機械工業產品在國內外市場的競爭力，起到了顯著的作用。成功的設計是先進技術和優美“包裝”的和諧統（3）。眾所周知，藝術家創作的藝術品僅僅只能供于視覺享受，不但缺乏實用性而且使用長久性也存在問題，同樣，任何功能單一的產品設計都是不具有市場競爭力的，所以工業設計師和機械工程師的工作應該密不可分，成功的商品是工業設計師和機械工程師共同的靈魂結晶。將工業設計與機械設計結合應用，改變設計生產方式，相應改變教育專業課程的該進，我國科學技術的發展將會取得極大進步帶動國民經濟和社會的發展，使中國從國際制造大國轉變成為設計強國。

參考文獻：

[1]夏敏燕、湯學華，基于認知心理學的機電產品人機界面設計原則[J].機械設計與制造，20l0（I）：183—185.

[2]柳冠中，工業設計學概論[M].哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1997（1）.

[3]齊忠華，高永春從人機工程學角度淺談現代工業產品的色彩設計[J].機械設計與制造，1998（5）：14—l6.

第5篇：機械工業產品設計范文

我國工業設計專業教育開始于藝術類院校，課程設置基本參照國外傳統工業設計教育模式，并由美術或工藝美術專業的教師任教，主要講授藝術設計技法和模型制作課程（實踐類課程）。當初，有多數人認為，工業設計與藝術之間的區別只是實用美術與美術之間的區別，所以在大部分院校，尤其是文科類院校的工業設計專業教學計劃中，安排的課程基本是以藝術造型為主。后來，隨著工業設計專業教育的深入，人們開始認識到工業設計是一門綜合多種學科知識的新專業。為此，1998年我國教育部按照學科分類將工業設計專業歸屬于機械工程和藝術學，主修課程包括：力學、電工學、機械設計基礎、工程材料、造型設計、計算機輔助設計等。要求學生畢業時具有較扎實的自然科學基礎及人文、藝術和社會科學基礎，具有較高的綜合素質。但是，我們從實際教學中發現，這種在同一專業中兼學文、理科課程的教育模式，并不適合培養那種高級“專門”人才。主要原因是，由于機械工程與藝術學是截然不同的兩個專業，一個屬工科類，另一個屬文科類，所以它們的思維方式及學習方法也有所不同。例如，從全國大學生工業設計作品展中我們就可以清楚地見到，來自不同類型院校的作品，無論是在造型方面還是功能方面都有明顯的區別（參見圖片）。這一點也可以說明，工科院校學生更多的是理性和邏輯思維；而藝術院校學生更善于感性和形象思維，一個是應用了物理學、數學推理的方法，而另一個是靈感、熱情多于推理。當然，理想的設計師應該具有以上兩種能力，但是這需要一個時間過程，本科生在校學習年限均為4年，需要修完40多門課程（包括公共課在內），平均每門專業課約45學時，另外還有40周以上的實踐類課程。如果這期間再增加新的相關課程，必定會影響到課時量的分配，造成一些課程的課時量減少，沒有充足的時間讓學生去深入理解課程的實質。特別是學習專業技能方面的課程，更需要一定的課時量來掌握，否則就會影響學習質量和教學水平。正所謂“欲速則不達”，現在已經有人認為，工業設計專業畢業出來的學生，既不像藝術家，又不像工程師。

所以，要改變這一現狀，就應該考慮在工業設計專業里分設技術類型和藝術類型的專業，按照不同類型進行專業分工，明確不同專業的教育方向、學習目的和培養目標，制訂培養不同類型人才的教學計劃。一部分學生以學習功能、材料、構造、工藝、安全、效率等課程為重點，另一部分學生以學習視覺效果、使用形式、市場效益、人機界面等課程為重點。其教育模式就如同建筑學中的土木工程和建筑設計，它們屬于同一個學科，但又具有各自的學習目的和培養目標，各專業又可以互相影響、互相聯系，使藝術與技術完美地結合在一起（“是技術與藝術的統一體，并非是技術加藝術的組合體”）。以下我們從建筑學發展的進步過程，分析藝術與技術在設計中的合作與分工，可供工業設計專業教育比較、借鑒。

二、建筑學中的專業分工

在歐洲，將建筑隸屬于“繪畫藝術”是意大利文藝復興時期的特點，當時的建筑師與工程師沒有明確的職業區分。“人們不會對委托建筑師去設計橋梁是否適當產生懷疑，那只不過是砌筑拱券或石頭切割法的擴展而已。”一直到1747年，在巴黎橋梁公路學校才將土木工程建立成獨立專業，從此，建筑師與工程師的各自職責有了明確的分工。一學者認為，真正意義上的工程科學從此開始。可是到了19世紀中葉，法國的建筑專業又被歸入了美術學院，而且教學方面不能完全獨立，使一些年輕建筑師的學習被引入歧途，他們基本放棄了規劃和對結構的研究（而這是建筑藝術的本質），將主要精力致力于設計豐富的建筑立面和大量的豪華裝飾。“他們相信建筑的主要目的就是漂亮和繪畫式的體積組合，是由裝飾組件構成”（這一點與我國早期工業產品造型設計所追求的目的一樣）。據說當時巴黎美術學院只重視房屋裝飾而忽視房屋構造的教學已經出了名。彼得柯林斯（法）認為：“美術學院將建筑僅僅看作感人的、似畫的作品和大量裝飾性的東西是危險的，這種習慣將使他們趨向于成為藝術家而不是建筑師了。”1850年，建筑教育家隆德勒（法）建議在學校里不再只設一種只會談論裝飾的教授，而應該有講授規劃和結構的教授，包括競賽與評獎，也要依次強調三者的關系。而后，隨著建筑科學的細分，陸續出現了如建筑規劃、土木結構、建筑設計等專業。

與歐洲相比，美國的建筑學教育則忽視了建筑師，而過分強調工程師的作用，原因有多方面，其中影響最大的是來自于工業技術的進步。如1854年，煉鐵除碳技術的提高，造出了足夠尺寸的熟鐵大梁，隨后，鋼的出現使金屬結構又有了更大的進步，相繼建造了全部采用鋼鐵結構的橋梁與建筑物。如南達科他州的格拉斯哥鐵橋（美），“水晶宮”（英），埃菲爾鐵塔（法）等。19世紀90年代初，鋼和混凝土框架的商品化應用，更加使美國人相信技術在建筑中的主導作用，也因此而忽略了建筑的傳統形式即建筑的藝術形式。蒙哥馬利·斯克勒（美）不得不承認：“設計不錯的城市橋梁只有在法國才可以找到，原因應歸功于公路橋梁系里設有建筑學教授的職位。”的確，建筑作為一門科學，不僅要依靠工程師來考慮結構部件的形式和方法，還要依靠建筑師在其實用結構的基礎上增加藝術表現的成分，建筑才會更加完美。

三、培養不同類型的專業人才

工業產品設計同樣需要工程師負責功能和構造，設計師負責造型及視覺效果，同樣有材料與結構的分析與計算，有豐富想象力的形態構成。“它們的基本目標同樣是實用，是追求現代意識與現代科學的一致性。”因此，筆者認為，工業設計專業應該參照建筑學專業的教育模式，在一個專業里設置不同研究方向的專業，如藝術造型學、制造工藝學或材料構造學（擬訂名稱）。不同的專業方向有不同的教學目的和培養目標，有各自合理的專業課程設置及其有效課時量，這樣才能顯示出專業的特色。事實上，隨著科學的進步，工業產品中的技術含量會越來越高，涉及的方面會越來越廣，專業分工也越來越細。例如“機電專業”的前身就是由機械、電子兩門技術組合而成的新型專業。又如，人機工學這門課程，在一些學校已經作為一門單獨的專業。目前，工業設計專業教育在我國文、理科院校都有開設，既然如此，就可以根據各自的特點，如學生生源、師資結構、學術氛圍及環境條件的不同，去培養兩種不同類型的專業人才，一個培養工程類的設計師，而另一個培養造型類的設計師，它們又統屬一個專業。

當然，工業產品設計和建筑設計是兩種不同的專業，各自有不同的學習目的和培養目標，何況產品與建筑相比，無論是制造或使用都存在著許多不確定因素。我們在此只是從專業教學發展的角度，對建筑專業的教育模式進行分析，就如同“包豪斯”時期那種將建筑師與工程師在完成項目時，彼此專業上的合作模式帶入到產品設計中一樣，借以研究有關如何提高我國工業設計專業教育水平的方式方法。

參考文獻：

[1]彼得·柯林斯.現代建筑設計思想的演變[M].中國建筑工業出版社.1998年10月，第213頁

[2]李樂山.工業設計思想基礎[M].中國建筑工業出版社.2001年4月

[3]何人可.造就中國設計的領導型人才[J].機械工業出版社.2004年10月，第3頁

第6篇：機械工業產品設計范文

關鍵詞:機電一體化;計算機集成制作系統;技術發展

人類社會是一部科技發展史，尤其是近代史，隨著工業革命的進行，機械工業和機器制造業一直處于高速發展的狀況，并且隨著現代科學技術的迅速發展，在很大程度上極大地推動了學科之間的交叉和滲透，這在很大程度上促進了工程技術方面的改造和創新。尤其是在機械工程方面,隨著微電子技術和計算機技術的交互發展，并逐漸應用到機械工業當中，形成了機電一體化的技術發展方向, 機械制造技術的發展是從開始的完全人工到半自動化直到自動化,是這部技術發展史的一部分。這在很大程度上使機械工業的技術和產品機構、功能構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,促進工業生產由“機械電氣化”時代進入“機電一體化”時代，機電一體化技術是機械、電子、信息三個學科合理結合的復合技術,是在工業產品和過程設計與制造中,機械行業和高科技計算及行業的有機結合，在技術發展階段，人類總是試圖實行實現各個行業智能化和綠色化，所以，機電一體化技術促進了機械制造技術的發展計入一個新的階段，在很大程度上推動了兩個行業的迅速發展，

一、機電一體化的核心技術

機電一體化的核心技術主要包括：一是信息處理技術。主要指的是計算機技術,尤其是單片機技術。在機電一體化技術中“電”可以說是單片機技術、PLC 技術和通信技術的綜合體；二是機械制造技術。是指機電一體化技術的基礎技術。機械制造技術包含了很多方面，如機械設計技術、機械制造,還是機械工藝，并且其在機電一體化方面都有很大的發展，并存在巨大的發展空間；三是傳感器技術。是指一種包括各種物理量的傳感器,尤其是具有“一器多感”功能的技術。近些年來“光纖傳感器”隨著科技的發展，取得了長足的進步，這在很大程度上對近對機電一體化技術有巨大的作用；四是傳動技術和自動控制技術。是指在微電子技術的支持下機電業的關鍵技術，它包含電力傳動、液壓傳動、機械傳動、氣壓傳動和磁力傳動等方面。隨著技術手段的發展，這些傳統的技術能夠在更大程度上滿足人們需要的各種動作和功能。這是近年來最常用且發展最迅速的技術范疇。自動控制技術的代表技術手段是人工智能控制技術，這項技術對機電一體化技術產生了巨大的作用。

二、機電一體化技術的國外發展歷史

機電一體化技術從20世紀40年代興起,到20世紀60年代后,“3C”技術（即計算機技術、控制技術、通訊技術)得到迅速發展，這為機電一體化技術的發展奠定了技術基礎。所以，我們大致上可以將機電一體化技術的發展分為3個階段：第1階段：20世紀40年代――60年代以前。在這個階段當中，“3C技術”初步形成，人們初步開始利用“3C”技術來充分完善機械產品的性能。第2階段20世紀60年代――20世紀80年代。在此階段當中，由于“3C”技術的高速房子，機電一體化技術呈現稱蓬勃發展的態勢。在此時期,人們更好地利用“3C”技術的技術成果開發出多樣的機電一體化產品。喜多發達國家在此階段處于領跑地位。第3階段：20世紀80年代末至今。隨著美國等發達國家制定了相應的機電一體化策略和人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，20世紀80年代末期開始,機電一體化技術向智能化方向大踏步邁進，大量的智能化機械產品不斷出現，我們可以說,機電一體化技術將以智能化為中心跨入21世紀。

三、國內機電一體化技術的發展現狀及發展趨勢

20世紀80年代開始，國內機電一體化技術開始興起，隨著現代科學技術，尤其是計算機科學技術的迅速發展和市場競爭的日益激烈,使產品的科技含量更高，更新換代速度日益加快,人們對商品需求更加多樣和高品質化，所以傳統的機械制造業正在發生十分深刻的轉變,對產品的品質、成本要求逐漸提高，而且對于企業來說，對其自身的交貨期、成本控制等方面都提出了更好的要求。我國為了適應市場需要，對制造業的這場巨大而深刻的革命十分關注,認為其既是機遇，也是挑戰，近年來，我國在發達國家大量引進機電一體化技術，并且研發了一系列擁有我國獨立知識產權的機電一體化產品和技術，所以，雖然我國的機電一體化技術與發達國家相比，仍有很大差距，但較之以前，具有更加系統化、智能化等方面的特點。

機電一體化已經成為從產品設計開發、加工制造到產品銷售及使用維修等全過程的技術系統，其技術體系各學科間不斷融合,其學科的界限性逐漸變淡甚至消失。生產規模的擴大及最佳經濟效果的追求,使先進制造技術產生一系列技術與管理相結合的新的生產方式。計算機技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術、管理技術等的引入并與傳統制造技術相結合,使制造技術成為一個能駕馭生產過程的系統工程。發展先進制造技術的目的在于實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產,并取得理想的技術經濟效果。對于國外發達國家來說，由于其資金、技術和設備等方面的優勢十分明顯,所產處的機電一體化產品不僅質量較高，并能更好的適應市場多樣化需求,使獲得最大的經濟利益。但是，我國由于科技技術發展水平相對較低，需經過一定時間后，其科技水平才能達到國際先進水平。所以，在科技實力方面，需要在引進國外先進科技的前提下根據我國情況對其進行改進和創新，并創造出具有我國自主知識產權的技術手段，而在市場經營和商業營銷方面，要促進商品品質的提升和發展，并且要獨立研發適合中國國情的、具有中國特色的機電一體化產品,并對于是市場歡迎的高技術的機電一體化技術和產品,需要投入大量的資金和技術力量進行開發，爭取利用這些商品擴展市場，并在技術方面有巨大突破,為我國機電一體化技術的綜合持續發展提供更大的技術支持和儲備。

總之，環境保護和生態平衡已經成為21世紀的主體。在機電一體化技術方面，要求機電一體化的產品和技術能夠做到高性能、高質量、低能耗和微型化、集成化等特征，也可以將這類產品和技術稱為“綠色產品”或者“綠色技術”。但是機電一體化技術的發展應注意以下問題：(1)機電一體化是學科的綜合，是機械設計理論發展到一定階段的產物，它不會取代機械設計理論。(2) 機電一體化技術工作者要具有十分綜合的技術能力，只有掌握大量技術知識，才能再次行業中獲得發展。(3)機電一體化技術是滲透到所有的機械產品中的普遍技術,是一項綜合技術，幾乎不受行業的限制(4)機電一體化作為機械工業變革的產物，有著巨大的發展潛力，對我國的經濟發展能夠起到更大的作用

參考文獻：

[1] 張建民.機電一體化原理與應用[M].北京:國防工業出版社,1992.

[2] 曹金榜.現代設計技術與機械產品[M].北京:機械工業出版社,1987.

[3] 李啟麟,劉紅霞等.我國機電一體化發展途徑的探討[J].鄭州航空工業管理學院學報,2002,20(2）:62-64

[4] 張春良,陳子辰.機械制造業與新技術革命[J].機床與液壓,2001,（5）:10-16

[5] 白文薪,孫偉等.論機電一體化的發展方向[J].電氣時代,2002,（8）:10-16

第7篇：機械工業產品設計范文

[關鍵詞]節能產品；形態語義；設計表達

一、新環境下的產品設計趨勢——綠色低碳

追求低碳環保是現代工業產品的設計趨勢，是生活方式和科學技術發展變化的目標。在低碳環境背景下，工業產品的設計依托于科技的進步，同時也促進了科技的發展;受人們期望值牽制的同時也引導著新生活方式的轉換。設計師遵循低能耗、長壽命的產品設計原則，并將環保型、低環境負荷材料運用在工業產品設計過程中。使工業設計的科技成果為人們所享用。

二、消費者在適應低碳產品過程中的認知轉變

運用產品形態語義進行節能產品形態設計的實質是將產品置于一定的低碳環境中。根據人、機、環境的關系，對消費者的認知心理和過程進行充分分析，將消費者頭腦中固有的符號與產品的形態語義設計產生共鳴，準確的給節能產品定位更能使消費者認同，并有效地傳達出產品形態的內涵和賦予產品新的語義，使消費者應用知識并對采集的信息進行加工，有效的轉變認知過程和接受節能產品。認知過程是比較復雜的，通過這個過程，人們對感官的刺激進行挑選，產生理解、思考和記憶等心理活動，并轉換成連貫的圖像信息，輸入人腦進行加工處理，改變其具體的心理活動，進而適應并選擇低碳產品。

1.節能產品設計中環保意識的滲透

隨著人口的增加、能源的大量消耗，環境問題日益嚴峻。節能環保型的產品越來越受到消費者的關注，環保產品時代已經到來，全社會都密切關注產品的低碳環保。比如消費者在選購家電產品時，強烈的節能環保意識已經超過了對品牌、功能、性價比等因素的考量。世界上最大的家電公司之一伊萊克斯，設計的不用洗衣粉就能洗干凈衣服的離子洗衣機，依賴于技術的先進性，是通過對水的活化處理來實現洗凈衣物的目的，向產品的節能和環保方面邁進了一大步，并引領著低碳環保產品的設計。

2.消費者對節能產品的體驗過程

經濟的快速發展帶動了人們需求層次的不斷提高，價格和功能已經不再是消費者首選的目標，相反，消費者更注重產品形態的體驗性，體驗化的產品成了新的消費需求。體驗化設計為產品的生存尋找新的空間，給消費者創造良好的情感體驗，要求在節能產品創新性設計上注重材料、色彩、造型等方面，設計更具生命力和感知力，在有效的體驗時間內給消費者留下美好的回憶。環保彩色概念數碼多功能機系列產品，是富士施樂彩色辦公在低碳時代環境中制定的全新標準。其融合富士施樂最新研發的諸多綠色科技成果，達到“能源之星”的標準中最低TEC值，是低碳排放、低耗能的環保型數碼多功能設備的先驅者。

節能產品語義是通過表象的產品形態帶給消費者的具體信息，這種外表的形態也支撐著產品的功能得以實現。產品形態作為產品的重要部分，與產品一起處于消費者、設計師、社會及環境這個鏈接的紐帶環節中，產品形態的優化是受到兩端各因素的變化帶來的影響，通過這種形態信息的傳遞，使得消費者與設計師間的雙向溝通有效的進行，產品語義通過產品形態來傳達信息，使得產品易于被理解和使用。

三、節能產品的形態語義認知

產品形態設計的語義是通過產品的立體構成元素和符號來表達其功能和情感的。根據產品語義學的研究內容，產品形態所傳達的語義分為功能語義和情感語義兩種，節能產品的功能語義更需通過設計師對形態符號進行重新編碼指出產品“是什么”、“如何使用”等；對產品形態符號進行解碼是通過對使用者的視覺感受和心理感受的情感語義分析得來的。

1.形態語義學

從符號學的角度來講，產品形態是一種符號，它傳達著產品的功能以及情感、意志等方面的內在體驗。符號最基本的功能就是信息的傳遞。設計師通過形態符號告訴使用者:這是什么產品，怎么使用，傳達著什么情感等信息。產品形態語義是采取產品形態相關的信息，通過各種元素符號的語義來表達的，并將語義符號設計的構想運用到產品形態設計中。設計師把語義學的思想貫穿在節能產品形態設計中，產品由表及里的信息都由產品外部形態的視覺信息來傳達，賦予產品特定的價值取向和社會時代感都能得到有效地傳達。通過個性化造型、色彩對比、低碳材料等來傳達自身的語義，進而達到人與產品更好地交流，體現出消費者的情感變化。就連產品的開關、按鈕、扶手都會“講述”自己的操作方法和功能。

2.節能產品的語義表達

節能產品形態表達著產品的功能，傳達著產品的外在和內在信息，體現著人類由物質價值向精神價值追求的轉變。低碳經濟時代，走綠色設計道路是實現產品設計滿足低碳經濟的要求，推進低碳經濟發展的重要力量。設計師的設計思想和設計意圖是通過對產品的簡約形態、環保色彩、低碳材料等要素的使用來表達的，消費者也通過掌握操作方法和了解產品屬性的體驗來明確產品語義。節能產品的物質屬性同時給消費者帶來生理和心理的全方位的體驗。如斯塔克的榨汁機，產品上沒有任何文字提示，只是由簡單相間的凹槽和凸棱組成了一個倒水滴形，使用者卻能對產品的使用方式有很明確的了解，岔開的三只腳支撐著產品的倒水滴形以便凸棱榨汁和凹槽引流。還給收取果汁的杯子留有足夠的空間，產品上下的棱線相呼應，對榨汁方式和使用過程的語義表達起到了強調作用。該產品的設計是在豐富的物質條件下為使用者提供的優質服務，產品語義學占據了功能主義對產品設計的重要位置。

四、節能產品設計中形態語義的設計表達原則

1.節能產品設計中形態語義的設計表達符合產品的功能和目的

著名的工業設計師理查德·薩伯說：“我認為，設計者不需要為他的設計做什么解釋，而應通過他的設計來表達設計的一切內涵。”節能產品形態語義設計是符合產品的功能和目的，產品功能要不言自明，這對于節能產品尤其重要，避免產品形態語義傳達的障礙，使節能產品的功能明確地在產品形態中體現出來。通過對節能產品的造型、色彩、材質，傳達產品的功能，使消費者能通過外形立即認識到它能干什么，具體功能是什么，怎么操作等等。紙簍狀造型的碎紙機的設計，形態簡約而干凈，上面進紙口的設計很自然地提示了使用者如何將廢紙放進去，旁邊的小口設計指示了光碟的入口，側面的凹槽設計是為了取下端蓋倒出碎紙屑，其形態語義對產品功能和使用方法的展示準確生動。還比如，日本的MetaPhy設計公司設計的咫風吸塵器，通過圓形的垃圾盒、半圓形手持部位以及直線形的管這組簡單的形態，把“展開”和“合攏”兩種組合狀態，也即是產品的功能語意明了地傳達給了使用者，產品功能與淡雅的色彩、簡便的操作方式相協調。

2.節能產品中符合人的心理、生理特征及行為習慣的因素

設計師對節能產品形態語義的表達方法要建立在消費者使用習慣的基礎上，根據使用主體的不同，賦予產品不同的意義。設計師要對使用者在長期的實踐過程中形成的操作習慣以及消費者的心理和生理特征進行充分的研究分析，通過對各種低碳元素和符號進行整合，加之視覺元素的綜合運用，使節能產品形態語義得到明確的低碳性表達，傳遞出符號的特征信息語義，使產品形態語義準確地傳達產品的功能，產品的使用方法和操作過程采用直接的符號語義傳達。開關鍵的操作是“按”、“拉”還是旋轉，之所以能讓用戶一目了然，就是因為人們在長期的操作實踐過程中形成的經驗。

3.節能產品的形態語義設計表達中造型的專屬性原則

在節能產品形態設計中，將視覺物質材料的形狀與人性的情感體驗相結合，滿足了人性化設計和環保型設計理念對視覺材料的設計應用提出的要求。在產品設計過程中對可重復使用、可分解回收的材料充分利用，使得產品材料自身的感覺特性與經過處理后所產生的情感特性能夠融為一體。

色彩設計是根據產品自身的性能特點來確定產品主色調，在產品整體的形態感受和特點設計上占有重要的位置，并要考慮到使用者的生理與心理感受和使用環境的具體要求。

五、結束語

不同時代的人們體現出了不同的消費需求，節能產品形態設計要通過對低碳時代背景以及人的需求進行綜合和系統分析，適應低碳時代更高層次的需求，從而對產品形態設計的原則進行總結，設計出與消費者產生共鳴的高效節能產品，體現以人為本的節能產品設計理念。

參考文獻：

[1]劉永翔.產品設計[M].北京,機械工業出版社,2008.1

[2]陳炬.產品形態語意[M].北京,北京理工大學出版社,008.9

[3]倪倩,劉晴.基于綠色設計一次性紙杯的創新研究[J].包裝工程,2010,31（22）,19

[4]劉國余.產品形態創意與表達[M].上海,上海人民美術出版社,2009

第8篇：機械工業產品設計范文

【關鍵詞】圖形界面 設計用戶體驗 新交互媒介

引言

圖形用戶界面（Graphioal User Interface，簡稱GUI，又稱圖形用戶接口）是指采用圖形方式顯示的操作用戶界面。GUI是一種結合計算機科學、美學、心理學、行為學，及各商業領域需求分析的人機系統工程，強調人、機、環境三者作為一個系統進行總體設計。GUI的理念最初體現在施樂（Xerox）公司開發的ALTO和STAR計算機的操作系統上，在20世紀80年代由個人計算機浪潮的發展推動了圖形界面的大行其道，例如蘋果公司開發的Lisa和Macintosh操作系統在商業推廣領域的成功，此后微軟公司推出的Windows系統更是把圖形用戶界面的設計水準推向了新的高度，人們從此不再需要死記硬背大量的命令，取而代之的是可以通過窗口、菜單、按鍵等方式來方便地進行操作，極大地方便了非專業用戶的使用。如今，隨著計算機和手持終端數碼設備的發展和應用軟件消費需求的日益繁榮，GUI在人機交互方面得到了極其廣泛的應用。但同時信息數碼科技又不斷受到定位器、傳感器等其他硬件科技飛速發展的影響，因此目前GUI的設計理念在迎來新的創新發展契機的同時也呈現出豐富多樣的面貌。

1 當今時代交互產品的生態環境

1.1 交互界面應用的載體豐富多樣

GUI最初誕生的時代，幾乎都是應用于計算機顯示屏幕的操作界面設計，在此之后的幾十年間，信息科技飛速發展，數碼設備得到了廣泛普及應用，工業產品也變得越來越智能，圖形界面的使用已經包圍了現代人生活的各個角落。最具代表意義的就是移動電話、掌上電腦等具備復雜交互界面的手持數碼終端。移動電話已經由最初簡單的功能手機發展到了智能手機時代，同掌上電腦一樣可以自主裝載多種多樣的應用軟件。據2012年底美國市場研究公司Strategy Analytics的最新數據顯示，全球智能手機保有量突破10億大關，達到10.38億部。同時該公司分析師認為，下一個10億或許只需3年就將實現。伴隨著在豐富多樣的數碼設備上應用，數量和種類浩如煙海的各種操作系統界面和軟件、網頁界面成為GUl應用的新載體。因此，與以往主要應用在計算機操作界面上不同，當今時代GUl應用的載體新奇多樣，根據具體產品的使用需求不同就會面臨不同的設計挑戰。

1.2 GUI不再是主流的單一交互媒介

在21世紀，微電子與傳感器技術的發展拓寬了交互設計的領域，交互設計師不必再拘泥于屏幕之上進行設計。TUI（實體界面）、物聯網、AR（虛擬現實）等概念讓交互設計的空間擴充到生活中的眾多領域。例如AR技術就可以讓人們把現實生活與虛擬世界相結合在一起，產生復雜而有趣的交互行為。在與此類似的許多技術產品中，人們嘗試在空間中通過多種媒介方式與機器實現信息交流，依靠多種信息交流渠道的實現，人與機器的交流行為擁有了更多的可能性，同時也更加便捷。由于在這些綜合交互形式的產品當中GUI已不再是人們唯一依靠的與機器交流的媒介，GUI作為以往最先進的主流人機交互媒介形態的位置受到越來越多高新科技的沖擊。

1.3 用戶對于交互產品的使用體驗越發挑剔

在工業時代，人們面對的是企業策劃開發的產品，這個時候的情況往往是人去習慣機器的脾氣，一些需要復雜操作的機器常常因為別扭的設計而將人與機器的交流弄得一團糟。而進入到信息時代，人與機器的交流經過幾十年的過渡，在這過程中逐漸總結出許多良好的交互設計經驗，人與機交流越來越輕松。企業對于產品的交互設計不斷改進，具備優秀用戶體驗的產品層出不窮，人們對于產品的交互設計要求也越來越挑剔。以互聯網產品為例快速更新迭代已經成為互聯網產品發展的一種生存策略，據騰訊公司數據分析，在最近兩年大部分網絡應用軟件已經進入到一月一升級補丁的迭代速率。因此，信息時代的用戶對產品不再是逆來順受，而是越發挑剔，交互設計取悅用戶的難度增大。

2 GUI在當前交互設計中的應用類型

2.1 基于屏幕的設計

基于屏幕的交互設計是傳統的交互設計領域，是指一切顯示在屏幕上的交互系統設計。這是GUI設計的主流領域，也是目前交互設計行業中商業化最成熟的領域，目前市場上的絕大多數信息交互設計產品都是基于屏幕界面的設計。電腦界面、帶有屏幕的工業產品以及掌中設備都是此類交互設計系統的應用平臺。這些平臺衍生出軟件界面設計、網頁設計、手持終端界面設計等多個設計門類。觸摸屏的發展使得手指操控成為主流，這種趨勢使得CUI設計獲得了更多變革的機會，提供了更大可能的交互樂趣。最具代表性的例子當屬蘋果公司推出的iPhone、iPad、iTouch等產品。其操作系統iOS最初是設計給iPhone使用的，后來陸續套用到iPod touch、iPad以及Apple TV等蘋果產品上。iOS的面世帶給用戶極佳的交互體驗，其界面風格清新素雅、親和友好，每一個視覺元素都讓人感覺設計精細、極具質感。這個系統將GUI的設計水準提升到一個新的高度，很大程度上影響和推動了后來屏幕界面設計行業的圖標和圖形設計發展。

2.2 交互產品設計

從廣義上看，交互產品的范疇很大，只要是與人發生交互行為的產品都可以稱之為交互產品，比如一個燃氣灶具、一臺洗衣機、一個網站、一個游戲都可以被理解為交互產品。而這里分析的產品是狹義的產品，即工業生產出的產品。交互產品設計可以看作是交互設計在狹義工業設計領域的延伸，也可以看作是工業設計發展的一個新階段。在這一領域，GUl不如在屏幕界面設備上應用頻繁，但也常作為交互媒介形態之一來使用。伴隨物聯網技術、RFID技術以及各類傳感器的使用，傳統產品的人機交流方式有了新的突破點。尤其在交互家居設計、新媒介娛樂產品與公共空間內的交互產品設計比較多見。例如三星SmartTV就是應用了多種人機交流模式，作為一款智能電視機SmaGTV具備體感識別功能，用戶通過語音或簡單的手勢就可以完成開關機、調節音量、換臺甚至上網瀏覽或搜索等復雜的功能，甚至通過面部識別，用戶可以直接登錄網絡。2010年微軟推出的體感游戲產品外設Kinect更是徹底顛覆了傳統游戲的單一操作方式，使人機互動的理念更加徹底的展現出來。在游戲示范中，玩家們用腳踢僅存在于屏幕中的足球，并用伸手設法攔阻進球。在駕駛游戲中，玩家轉動想像中的方向盤來操控電視游戲中的賽車。在繪畫游戲，玩家則是說出顏色―“藍色”或“淺褐色”―然后搖擺雙臂來在數碼式畫板上飛濺一片油漆。諸如此類的產品為用戶打開了一個三維世界的操控空間，傳統GUI平面模式的形態其實已經發展為三維的圖像，這讓使用者與機器的交流體驗更加真實，更加接近現實世界的操作習慣。

2.3 其他體驗服務中的交互設計

體驗式服務設計是當前交互設計師關注的焦點之一，在服務設計中設計對象不再是一件產品或者一個界面，而是為用戶提供的整個服務流程。服務設計與交互設計的關系也很密切，服務系統的設計往往包含著交互設計的內容，而GUI交互理念也往往在其中扮演重要角色。比如在經常借助新數字媒體技術來增強體驗效果的展示設計領域，就對體驗服務中的GUI設計非常重視。Infel智能數字零售標牌設備及創新應用就是一款創新的交互展示平臺，該產品已經不僅限于單向信息的和展示，觸摸式信息查詢、體感試衣系統、體感手勢控制櫥窗，互動導航立牌、觸摸廣告櫥窗等應用將增加用戶的停留駐足時間，零售商因此能獲得更多商機，甚至可以統計用戶購物喜好。

3 GUI在未來新交互媒介中的應用趨勢展望

3.1 追求體驗更佳的視覺效果

從當前圖形界面的設計來看，陰影效果、半透明、動態效果、擬物環境是主流的視覺效果增強手段，但伴隨軟硬件技術的發展，更精細、更豐富的圖形效果和更逼真的質感不斷的刺激這用戶的眼球，信息時代用戶對于數碼設備的擬真交互體驗期望值越來越高，這對于產品的視覺傳達效果提出了越來越嚴苛的要求。因此，未來的圖形界面設計應當更加注重視覺效果的優化，在滿足輕松便捷的交流前提下，視覺效果能否帶給用戶良好的感受就成為產品的交互界面是否吸引用戶的一大關鍵因素。

3.2 在二維平面實現三維空間的圖形圖像操作

空間感在設計中的一個典型表現方式，就是打破平面感，用立體與三維方式來展現。空間感的設計一是可以增加炫酷和華麗，二是可以用于凸顯重要內容。另外對于特殊交互產品而言，三維空間的圖形圖像交互模式可以帶給用戶更為便捷和更為接近現實世界操作方式的感受。因此，從這個角度看，借助AR（虛擬現實）、傳感器等科技來實現三維空間人機交流的交互媒介可以看做是傳統平面圖形界面設計在三維空間里設計理念的延伸。

3.3 用戶心理模型與產品實現模型更為接近

用戶心理模型與產品操作實現模式的重合度是衡量一個產品的用戶體驗是否優秀的標準之一。相對傳統圖形界面設計受平面媒介和表現手段的限制而言，當前圖形圖像交互媒介的實現手段豐富多樣。一方面，基于傳統平面模式的圖形界面設計在理解用戶的使用心理上已越加經驗豐富，對用戶關注的細節更加用心；另一方面，伴隨三維交互媒介技術的成熟應用，用戶對產品的操作方式更趨近于生活中的實際操作動作。因此，在未來圖形圖像交互媒介的設計將幫助用戶心理模型與產品實現模型更為接近。

3.4 圖形界面交互與其他科技交融發展

未來GUI在交互方式中的核心媒介地位不會動搖，因為人類的信息交流主要還是靠視覺獲取，但比重會下降，因為語音輸入、體感捕捉等其他交互形式的成熟發展，機器越來越智能，能夠理解的交流方式越來越多。因為，GUI作為一種成熟強大的交互媒介將與其他科技交融發展，但需要進行復雜操作的交互媒介依然會以GUI為主，尤其是傳統的屏幕數字產品的仍然是GUI設計的主要領域。

結語

GUI從最初誕生到現在，從單純的屏幕交互設計到現在的綜合媒介，GUI與各大科技互相影響，互相促進，發展到現在GUI概念已經不在像之前那么簡單，單一，或許現在或將來GUl應該改個概念名稱，叫圖像交互媒介之類的，以新的形態和要求迎接未來信息交互產品的發展需要。

參考文獻

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[2]李世國.體驗與挑戰[M].南京：江蘇美術出版社，2009.

第9篇：機械工業產品設計范文

關鍵詞：逆向工程；點云數據處理；CAD建模；汽車輪轂；實物模型數字化

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）36-0068-02

逆向工程是消化吸收并改進先進技術的一系列工作方法和技術的總和，它是以設計方法學為指導，以現代設計理論方法技術為基礎，運用各種專業人員的工程設計經驗，知識和創新思維，對已有新產品進行解剖、深化和再創造，是已有設計的設計。逆向工程設計技術的應用對提高我國工業產品設計水平，縮短設計周期，增強我國產品在國際市場上的競爭力有著重要的意義。

一、實物模型數字化

實物模型數字化是逆向工程中很關鍵的一步，數字化模型能否準確反映實物模型的結構特點，直接影響后續的建模質量。因此，本文引入了COMET測量系統，COMET測量掃描系統是利用光柵投影法，通過非接觸方式獲得物體表面數字化點云數據，是一個快速而高精度的測量和掃描設備，使用COMET測量系統測量零件表面，操作流程：表面著色處理D確定測量方法D啟動軟硬件D調整測量角度和距離，并設置參數D掃描零件，獲取完整表面數據D數據輸出。

二、點云數據預處理

數字化階段獲得的點云數據應當經過適當的處理后才能用于后續的曲面建模。由于測量設備或是測量對象的原因，往往不能一次完成整個測量過程，需要將多個測量結果進行拼接才可獲得實物的整個數字化模型。

首先，在逆向掃描過程中，分塊掃描得到的點云數據可看成一個具體本身固定坐標系的實體。所以，逆向工程的點云數據對齊問題可以看作是不同三維實體的坐標變換問題，即根據事先指定的最優匹配算法，通過坐標變換，將分塊掃描得到的點云進行對齊。

其次，無論是使用接觸式測量還是非接觸式測量，在測量產品表面數據時，都會引入數據誤差，尤其是有尖銳邊的產品邊界附近的測量數據。因此，在利用點云數據重構模型前必須對點云進行過濾。

數據精簡也是逆向工程中的關鍵技術，伴隨非接觸式測量技術和測量設備的發展，我們可以很方便地獲得復雜形狀零件的表面數據。缺點是點云的數據量非常大，這就需要大量的存儲空間，同時在數據處理過程中，運行速度很慢，降低工作效率。因此，有必要在保持一定精度的前提下對點云進行精簡，去除大量多余的點，只保留能夠反映曲面形狀的點即可，這即是點云精簡過程。

三、CAD模型

三維CAD模型的重構是逆向工程的另一個核心和主要目的，是后續產品加工制造、快速成形、工程分析和產品再設計的基礎。三維CAD建模的理論，包括曲面建模方法、曲線和曲面的數學模型及擬合，應用CATIA軟件是實現曲面重構一個重要手段。

四、工程實例

當前，我國汽車工業飛速發展，越來越多的新車型被引入國內。同時，國內的汽車公司也在國外車型的基礎上大力自主研發設計新車型。因而，汽車的開發周期越來越短，汽車工業正逐漸由“大批量、單一車型”向“小批量，多種車型”制造模式轉變，在這種情況下，發展先進的制造技術，獲取或建立CAD模型具有重要的意義。

本文以研究汽車車輪轂蓋為例，將對某汽車車輪轂蓋進行數據掃描，并通過逆向工程手段實現的原有產品的逆向建模，以方便進一步的設計或模具制作，并可縮短其產品的開發周期。

（一）數據獲取

測量之前，首先應檢測輪轂蓋表面是否光澤，由于我們所測量的輪轂蓋表面的顏色是深灰色，表面顏色太深，反光能力差，應在其表面均勻地噴上白色反光噴劑，以便其有更好的反光效果。輪轂蓋曲面類型多，需多次測量，所以我們還需在被測物體的表面貼上參考點，這樣拼合點云的時候，多次測量得到的不同的點云就可以根據參考點實現自動拼合，將測量得到的數據以IGS格式輸入到CATIA軟件中。

（二）數據預處理

1．噪點刪除。由于掃描儀的誤差以及測量過程中人為誤差的存在，使得掃描最終得到的點云包含了大量的噪點，其將會嚴重影響后續的反求建模，又因為系統無法精確識別誤差的存在，所以需手動刪除。在CATIA中，利用“remove”工具進行刪除，如圖1（a）所示。

2．點云精簡。點云在消除了噪聲點后，其中仍包含了大量的冗余點，這些冗余點的存在不但增加了計算機的負荷，還影響數據處理和模型重建的速度，需在精度允許的范圍內采用一定的算法對其進行精簡。所以為了計算機運算速度的提高，CATIA提供公差球和弦高差兩種點云數據精簡方式。在此因曲面曲率變化原因選用弦高差精簡方式，其結果如圖1（b）所示。精簡后，點云的信息如下：

Number of Data Points： 59997

Units：mm

Min X=239.9893 Max X=505.7328

Min Y=-180.0058 Max Y=97.2953

Min Z=172.3559 Max Z=833.7889

3．網格化。在經過上述處理后便可以對其進行三角網格化，以便對其曲率進行分析，同時更好地觀察各種曲面的特征。

4．網格面曲率分析。點云分割是構建曲線、曲面的基礎，分塊方式直接影響后續的曲面構造方式、曲面的拼接和縫合效果。數據分塊分的好，將使曲面的重構變得簡單，可以得到高質量的曲面。

（三）輪轂蓋CAD模型重構

任何一個產品的模型建立之前，都必須有一定的基準，這樣才能建立產品準確的拓撲關系，也才能準確地進行后續的加工。對于此輪轂蓋同樣為了反求建模的準確性以及方便性，必須先建立其基準，即建立坐標系，并使其一坐標軸通過輪轂蓋的旋轉中心。

特征線的構建是曲面重構的基礎，也是最為關鍵的環節。由前面分析可知，此輪轂蓋主要由兩個旋轉曲面以及若干相同的掃描曲面組成。對于旋轉曲面，只要重構出它們的截面特征線即可。基本曲面重構完成之后，只需對其進行進一步的處理操作，如加厚、圓角等。最終進行表面質量的檢查。最后完成整體模型，并對其進行斑馬紋的檢查，如圖2所示，其質量足以滿足操作者的要求。

五、結語

在產品開發的今天，建立產品的數字化模型是產品設計的中心內容。在產品數字模型建立中，作為實現創新的手段，逆向工程技術的應用越來越受到重視。本文的研究工作豐富了產品造型設計的理論和方法，將促進逆向工程在產品設計中的應用和推廣。

參考文獻

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