劉振達(dá) 趙婷

本文針對(duì)校園清雪設(shè)備為主要研究方向，改變現(xiàn)有清雪車(chē)的排雪和處理雪的方式，采用仿生（獨(dú)角仙）設(shè)計(jì)，運(yùn)用有設(shè)計(jì)感的曲線造型，讓駕駛者在使用清雪車(chē)時(shí)不會(huì)感受到機(jī)械的冰冷感。在功能上，可實(shí)現(xiàn)對(duì)“浮雪、積雪、冰雪”三種狀態(tài)雪的清理，實(shí)現(xiàn)一車(chē)多功能。清雪車(chē)整體采用可旋轉(zhuǎn)式設(shè)計(jì)，在處理雪時(shí)更加方便;車(chē)采用履帶式，防止側(cè)滑，可提高在校園內(nèi)的安全系數(shù)，使師生安全出行。本次設(shè)計(jì)引入產(chǎn)品造型語(yǔ)義學(xué)與設(shè)計(jì)心理學(xué)，力求在生理上和心理上均可滿足除雪工作人員更高層次的需求，提升清雪工作效率，達(dá)到設(shè)計(jì)使生活更美好的目的。

1 校園清雪現(xiàn)狀及調(diào)研

我國(guó)北方冬季氣候嚴(yán)寒，伴有多次、大規(guī)模強(qiáng)降雪，冰雪路面導(dǎo)致交通事故發(fā)生率是平時(shí)的4-5倍，在校園內(nèi)學(xué)生因雪受傷也只升不降，國(guó)家每年因此造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)幾千萬(wàn)元。道路的清雪問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越引起各級(jí)政府部門(mén)的關(guān)注和重視，而且校園道路環(huán)境特殊，體現(xiàn)為道路窄、路口多、人流量大等方面。所以針對(duì)校園設(shè)計(jì)一種多功能、高效率的清雪車(chē)是有重要意義的。

相對(duì)于公路等其他路面及場(chǎng)地，校園內(nèi)路線復(fù)雜、道路窄、面積小等，不靈便的大型清雪設(shè)備無(wú)法在校園內(nèi)作業(yè);另一方面，校園內(nèi)相對(duì)于校外，人員冗雜，由于上課隨時(shí)都有不定的同學(xué)行走，現(xiàn)有清雪車(chē)的濺射、噴射式的清雪方式給同學(xué)們帶來(lái)了極大的安全隱患，所以在校園內(nèi)更多的是人工除雪，這也給校園內(nèi)工作人員造成了超負(fù)荷的工作?！案⊙惫ぷ魅藛T要人工大面積清掃;被車(chē)輛和同學(xué)踩實(shí)踩硬的厚雪，工作人員需要用特殊的工具手工“剁”，浪費(fèi)大量的人力物力。現(xiàn)有的清雪機(jī)械不能更好的適用于校園，對(duì)校園清雪車(chē)的設(shè)計(jì)有很大的發(fā)揮空間。

2 設(shè)計(jì)構(gòu)思及方案

清雪工作會(huì)因清雪的環(huán)境不同會(huì)有不同的清雪方式，例如：面積大的開(kāi)闊場(chǎng)地，除雪要采用速度快、工作截面寬的設(shè)備;道路窄，凹凸不平的路面，卻只能用人工去清理。所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，需要細(xì)分校園環(huán)境，明確需要解決的問(wèn)題后再有針對(duì)性地解決。同時(shí)我們要引用設(shè)計(jì)心理學(xué)，從心理層面滿足清雪工作人員或清雪車(chē)駕駛員的心理需求，使他們?cè)谑褂们逖┸?chē)的時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生厭煩、枯燥感，用設(shè)計(jì)去幫助清雪工作人員，降低超負(fù)荷的勞動(dòng)量。讓設(shè)計(jì)的產(chǎn)品改變校園清雪的工作模式。

由于校園環(huán)境特殊，對(duì)清雪車(chē)的設(shè)計(jì)有著不同的要求，在結(jié)構(gòu)、功能、舒適性、安全性上都需要進(jìn)行深入的設(shè)計(jì)。目前傳統(tǒng)的清雪車(chē)款式較多，都可以滿足清雪的功能，但是在功能上卻是單一的，排雪的方式也是不能夠適用于校園的。從清雪車(chē)的功能上說(shuō)，大面積使用應(yīng)是清雪工作面大、速度快;小面積凹凸不平的路面使用清雪車(chē)應(yīng)該是體積小巧、輕便靈活;在校園內(nèi)使用的清雪車(chē)則追求高效率、安全、舒適、多功能;“浮雪-積雪-冰雪”這三大狀態(tài)的雪又可細(xì)分為新雪、粉雪、粒雪、壓雪、冰雪、冰膜和冰雪混合物?，F(xiàn)有的清雪車(chē)是很難兼顧清理這么多種狀態(tài)的雪的功能。浮雪清理要有滾刷裝置;積雪清理要有輥輪裝置;冰雪清理需要特殊的破冰裝置;余雪清理要有掃刷裝置;排雪的方式不同也需要不同的結(jié)構(gòu)裝置。

根據(jù)這種特殊的校園環(huán)境，結(jié)合清雪工作人員的需求和清雪車(chē)駕駛員的心理因素，設(shè)計(jì)一款多功能的清雪車(chē)。運(yùn)用仿生設(shè)計(jì)方法，將整體造型仿照生物獨(dú)角仙的形態(tài)，將清雪車(chē)的功能分為3大模塊，分別體現(xiàn)清雪、破冰、集雪。也可以更換滾刷，調(diào)整工作模式，在秋季可以掃落葉，一車(chē)多用，更加經(jīng)濟(jì)。

清雪車(chē)最基本的作用是滿足平常清雪的作用。結(jié)合設(shè)計(jì)調(diào)研，本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在外觀造型和使用功能上，如圖1，圖2。

1）外觀造型上：外觀造型設(shè)計(jì)采用仿生設(shè)計(jì)，采用曲線外形，避免出現(xiàn)鋒利的棱角，使其給人的感覺(jué)不是那么生硬、那么冰冷。同時(shí)流線型也能夠使清雪車(chē)更有設(shè)計(jì)感，具有一定的親和力，讓清雪工作人員不會(huì)覺(jué)得在使用一個(gè)大鐵塊，而是一個(gè)具有獨(dú)特造型、帶有設(shè)計(jì)感的清雪車(chē)。外表新穎大方且功能強(qiáng)大的清雪車(chē)避免讓駕駛員在使用時(shí)產(chǎn)生厭煩感，滿足他們的心理需要，在舒適性、操控性、安全性盡可能滿足。

2）使用功能上：考慮到校園清雪工作的繁重，人工清雪效率低、任務(wù)量大。模擬清雪的工作場(chǎng)景，將本次設(shè)計(jì)的核心放在功能的創(chuàng)新上。本次設(shè)計(jì)的功能創(chuàng)新有三大部分，體現(xiàn)在對(duì)“浮雪、積雪、冰雪”三種狀態(tài)雪的清理，第一部分為、清雪、掃雪和旋雪部分，采用滾刷和刨刀結(jié)合的方式，并且可伸縮;第二部分為破冰輥輪，由液壓臂支撐，輥輪的齒有方形齒和錐齒交錯(cuò)放置，可對(duì)冰層進(jìn)行劃和刨的作用，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)震動(dòng)，對(duì)冰層進(jìn)行破除;第三部分為集雪部分，可將清雪車(chē)前方的雪收至集雪室內(nèi)，并且集雪室內(nèi)部可對(duì)雪進(jìn)行多面壓實(shí)，形成塊狀，再由輸出裝置排到路邊。

3）輔助功能上：清雪裝置采用智能避障系統(tǒng)，可應(yīng)對(duì)路面的凹凸不平，以保證清雪屬具的完好，也是對(duì)路面的保護(hù);駕駛室的玻璃采用曲面全屏樣式，在清雪作業(yè)中可以給駕駛員開(kāi)闊的視角，也可以清晰的觀察清雪時(shí)清雪屬具的狀態(tài)，更有效率的進(jìn)行清雪;清雪車(chē)集雪室排雪后門(mén)采用液壓推力杠桿，通過(guò)液壓缸的推力，將集雪室后門(mén)開(kāi)啟;集雪室收雪容量在駕駛室內(nèi)有智能顯示，即時(shí)顯示當(dāng)前裝雪量，待裝滿雪后，有提示音提醒駕駛員把壓制成塊的雪排出;車(chē)身主體顏色采用美術(shù)黃，既體現(xiàn)了工程車(chē)輛需要的警示色，也體現(xiàn)了設(shè)計(jì)創(chuàng)新的科技感。

3 結(jié)論與展望

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分了解校園工作人員對(duì)清雪工作的需求，考慮他們的心理情緒特點(diǎn)，結(jié)合產(chǎn)品的人性化、安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性等因素，深入研究產(chǎn)品的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、材料等設(shè)計(jì)因素與受眾的特殊關(guān)系，以美學(xué)、社會(huì)學(xué)、心理學(xué)概念為設(shè)計(jì)宗旨。以人為本，以多角度、多方位、深入化、細(xì)節(jié)化的設(shè)計(jì)理念為手段，使校園清雪車(chē)設(shè)計(jì)既有藝術(shù)設(shè)計(jì)的共性，又有實(shí)際價(jià)值的個(gè)性。

（作者單位：東北石油大學(xué)機(jī)械院工業(yè)設(shè)計(jì)系）