摊铺机的外观设计与人机尺度优化

 　【摘要】工程机械外观设计是工业设计的一个分支。一个优秀的工程机械产品不仅要功能完善，更要尺寸合理、外观优越，满足用户的使用体验和内在审美需求。随着技术的进步，国内的工程机械得到迅猛发展，与国外同行业的差距逐渐缩小，但由于缺乏工业设计的支撑，导致在机械产品的形象和企业品牌的塑造上存在较大差距。本文论述外观设计的重要性，从两个方面对摊铺机的外观造型和人机尺度优化进行探究，并分析国内摊铺机外观设计领域的现状和未来趋势，期望能对国内重工企业产品外观设计的提升有所帮助。 
　　【关键词】工程机械；工业设计；外观设计；人机尺度优化 
　　机械设备是影响工程质量的重要因素，随着我国不断加大基础设施的建设力度，筑路机械取代人力成为建设的主力军，并得以不断发展完善。我国工程机械行业起步较晚，战略意识落后，整体水平低下，管理、技术水平远远落后于欧美。近些年来，随着国家相关政策的扶持和企业自主创新能力的不断提高，我国工程机械也逐步将占领市场的重心从纯技术功能至上，到外观与功能相协调、人机尺度合理舒适等层面了。本文即从徐工RP602型沥青混凝土摊铺机为研究目标，讨论摊铺机外观与人机尺度的重要性。 
　　1、摊铺机发展历程 
　　摊铺机是一种自行式、高效率、高自动化的公路路面施工和养护设备。主要适用于对公路路面进行乳化沥青稀浆封层。可医治路面老化、磨损等缺陷， 显著提高路面防水、耐磨等性能， 改善路况， 提高路面质量。摊铺机大致可分为三个部分：工作装置、车身和料斗。上世纪三十年代初期，国外开始出现专门的沥青混合料的摊铺专用设备，现代摊铺机生产和使用的序幕由此拉开，并随之进入快速发展阶段。目前国外享誉盛名的八大著名摊铺机制造公司分别是：德国ABG公司、德国德马格公司、德国福格勒公司、美国BLAW・KNOX公司、美国卡特彼勒公司、瑞典戴纳派克公司、意大利玛连尼公司、意大利BTELLT公司。其中，德国产的ABG系列摊铺机目前是市面上的首选品牌，它在中国内地市场上基本形成了垄断的局面，大型摊铺机的占有率达到70%以上。 
　　2、国内摊铺机发展现状 
　　我国于上世纪七十年代中期，通过学习国外的先进技术后开始尝试制作小型的沥青混凝土摊铺机，逐步取代镐、铲等原始工具，成为筑路机械主力军。虽然我国摊铺机发展比国外晚了五十多年，但摊铺机这一舶来物在我国的发展还是相当快的。目前徐工集团是我国生产摊铺机综合实力最强公司之一，而其产品最初则是对德国福格勒同等型号的全面引进。目前，技术慢慢成熟，但外观还是一味的照搬福格勒产品形态，从而受到了国外发展制约。现在国内其他主要生产摊铺机厂家还有三一重工、中联重科、西安筑路机械、成都新筑股份等，都面临相同的问题。 
　　3、摊铺机外观设计的重要性 
　　20世纪60年代，中国开始研制沥青混合料摊铺机产品，同时也大量进口国外摊铺机产品。截至目前我们已经形成了可生产制造全系列摊铺机产品的能力， 并得到广泛应用， 可满足各种工况需求。但在注重功能的同时，渐渐淡化了对摊铺机外观造型的设计与思考，而这恰恰是摊铺机发展道路上不可或缺的关键一环，所以对摊铺机的造型设计与人机工程系统研究迫在眉睫。随着技术的革新和进步，我国工程机械持续迎来发展的小高峰，开发出来的产品功能越来越完善用以满足需求，但在对使用者的情感需求和操作体验方面考虑不足。由于施工环境较为艰苦，作为一个更注重实用性的产品，摊铺机的确不如日用产品那样有特别的外观要求，多数工程机械产品的设计只注重功能，毕竟功能决定形式，外观的设计不能背离功能主义。但良好的工业设计是提高产品附加价值、提升企业形象和增强市场竞争力的重要手段。所以在满足功能的基础上对摊铺机的外观进行再设计显得很有必要。其实，人性化的设计原则一直在被国内的厂家提起，但是真正的能落实在产品上的少之又少，反观国外厂家推出的产品，无不体现以人为本，以人至上的工程机械设计原则。想要占领国内摊铺机市场，虽离不开成熟的市场营销战略和成熟的企业内部管理模式，并有雄厚的资金保证技术的先进性和前期市场的投入，但随着竞争的白热化，产品进入成熟期，工业设计的重要性便得到凸显。 
　　4、徐工RP602型沥青混凝土摊铺机的外观和人机分析 
　　徐工集团是全球领先筑路机械专家，摊铺机产销量连续十八年遥遥领先，从1989年研制国内第一台具有国际先进水平全液压摊铺机S1700，到1997年全球首创稳定土摊铺机技术并开发成功全球第一台稳定土摊铺机WTU75，再到2008年国内第一台第四代智能型摊铺机RP1356研制成功，徐工摊铺机始终保持着迅猛发展速度，创造了中国路面机械发展史上一个又一个第一。RP602型沥青混凝土摊铺机是一种主要用于各等级公路面层摊铺作业施工设备，采用履带式驱动，该机最大摊铺宽度为6m，最大摊铺速度为14m/min，是中小型摊铺机代表之作。 
　　表1 RP602型沥青混凝土摊铺机参数性能 
　　名称DESCRIPTION 单位UNIT 参数PARPAMETER 
　　理论生产率 t/h 400 
　　最大摊铺宽度 m 6 
　　最大摊铺厚度 mm 380 
　　最大摊铺速度 m/min 14 
　　行驶速度 km/h 0-3 
　　料斗容量 t 13 
　　摊铺平整度 mm/3m ≤3 
　　功率/转速 kwr/min 118/2300 
　　预压密实度 % ≥85 
　　熨平板拼装形式 液压伸缩 
　　最大质量（工作状态） kg 21500 
　　外形尺寸 mm 6230*2500*3855 
　　4.1 RP602型摊铺机的外观造型分析。该机型摊铺机的进料口和车身主体部分采用大弧度造型，衔接自然。外曲面的整体感和完整性，以及其硬朗的造型风格表现的淋漓尽致，给观者以力量与高品质的心理感受。在造型设计上，运用节奏的手法，给人以强烈的感染力，蓄势待发的动感，使整体看上去更加坚固有力，仿佛随时要启动一般。此外，在边角等部分都进行了一个切割，斜面比较多。在侧面的造型上是方方正正，稳稳当当的动势，而料斗的侧面则进行了加强筋的设计。整体的色彩较以往产品有加大改进和突破，顶棚采用了传统的"徐工黄"，车身主体采用大块面的雪青色，配以小部分的黑色来进行穿插。涂装整体的色彩比例比较和谐，上面采用暖色，下部采用深色和黑色，使得整体外观的视觉中心往下移，更加加强了造型上的动势。 　　4.2 RP602型摊铺机的人机系统分析。当驾驶员在进行摊铺作业时，既要注意周边道路的行车情况，还要注意与前方自卸车和后方压路机等车辆的协同配合。因此，在设计时需要考虑给予驾驶员充分的操作空间。在平稳匀速操作机器进行作业的同时还要做到眼观六路耳听八方，出现特殊情况能做到果断和专业。另外，长时间的连续作业会对驾驶员的生理、心理等造成一定的伤害，这就要求我们在设计摊铺机人机参数的时候对尺度一定要特别注意把握，使操作台面、操作空间以及控制面板的设计在保证功能和使用的基础上，能够提高驾驶员的舒适度。纵观此摊铺机的设计，其操作台面没有考虑驾驶员的腿部特点，小空间容易使操作者感到疲劳。尤其在驾驶员精神高度集中的时候，稍不注意便会在这狭小的空间里被绊倒。 
　　4.3 分析预测摊铺机未来发展趋势。综合分析摊铺机发展历程，以及现有产品的特性，可以预测未来摊铺机发展趋势大概为：1、产品更新速度加快，性能参数不断提高；2、朝多用途、大型化方向发展；3、操作的舒适性和安全性提高；4、外观设计更具代表性；5、重视新材料应用。工业设计带给产品附加价值不言而喻，未来摊铺机发展在工业设计上投入比重必然会持续加大。一个优秀的工程机械产品不仅要功能完善，更要尺寸合理、外观优越，满足用户的使用体验和内在审美需求。 
　　4、结语 
　　徐工产的RP602型沥青混凝土摊铺机是我国中小型摊铺机的代表作，无论是产品性能还是造型设计，都达到国内同类产品的一流水平。但是现代筑路机械的启源在欧美等发达国家，摊铺机的核心技术也掌握在国外厂商手中，而且国外厂商在摊铺机的造型研发、性能提升、人机工程系统上投入很大比重，由此导致国内外的差距较大。纵观产品市场的发展历程，功能型产品在产品基本原理不变的情况下，总是通过发现和改进现有产品的缺陷，不断提高产品的功能极限以及产品满足用户需要的程度。对于有工业设计开发实力的企业，应在明确市场定位的情况下，开发产品在外观造型上有独创新性、具有自主知识产权的新设计。当市场中的产品趋于成熟，只有在设计上赢得优势才能最终在竞争中取胜。总体来看，摊铺机的外观设计仍然是一个有待开拓和不断进步的领域。在工业设计思想指导下塑造的摊铺机较同类产品有高的附加值，能给企业带来巨大的竞争力。就目前生产摊铺机的外观造型来看，我国在这个领域尚有巨大的价值等待开发。因此，我们要走"自主创新，精细制造"的路子，强化精细化制造，提高产品的制造工艺水平与外观设计水平，同时借用现代工业设计的方法来提升产品的附加值从而使中国制造的摊铺机走向世界。