
与其说工业设计产品的结构设计是设计,不如说是一种结构生长方向的规划。因为与完全带有主观和主动色彩的“设计”一词相比,规划结构的行动中会充斥着大量基于客观态势的被动型工作。
也就是说,很多时候在规划结构的过程中是“同学们得这么做”或者“同学们只能这么做”而不是“同学们想这么做”,这也就要求大家应当把注意力放在态势的观察上,了解自己都有什么可做的,和下一步需要做什么。
结构设计的目的可以划分为三点,加固、固定和保障。加固是为了使产品内部能够获得符合物理学原则的支撑而更加坚固,而支持则是为了使内部的零部件被固定在它们应该在的位置上,保障则会使产品的所有零部件在任何状态下都能安稳的呆在他们该在的地方,保证作的顺利。
了解了目的之后那么就是结构设计的深度,因为大家需要根据工作的阶段性质来确定结构设计的深度以保证效率。如果大家基于设计的阶段来划分,可以分为概念型的结构设计和生产型结构设计,概念型的结构设计允许大家根据加固,固定,和保障需求来进行相对自由的规划,但在这种规划下有关诸如肋板,固定件,功能部件等产品物理要素的表达都可以是一个大致的意思而不深入到每一个细节,而生产型结构设计则要结合目前已有的零件来进行推敲。
所以大家能做的首先需要确定内部都有什么零部件,在任何产品中,内部可以均分为几大要素系统,包括成品输入-输出,能源,液体,气体,固体,信号和热量系统。虽然不是每个产品中都会包含上述所有的系统,一般来说大家所要做的大致不会超过这个范畴。对于这些系统,同学们在一开始可以使用最简单的线性系统来表示。
就是说,无论是之前提到过的何种系统,都可以使用线性系统来进行初步表达,当然如果还有包括自我学习在内的其他功能,也是可以进行系统叠加,然后引入四个产品运作时的要素,分别是能源,用户,材料,和任务系统,表如下。
比如说一个咖啡机,大家就可以按照上面的图标把运作基本写成这样。
通过这样的描述,同学们就可以了解咖啡机里的运作流程,同时大家也就知道为了支持这个产品都需要什么样的零部件了,然后就可以去淘宝或者京东,或者其他销售零件网站,查找合适的零件。
下一步工作是要估算大小,因为市场上的同类零件千千万,除了对应的功能参数外怎样才能知道哪一个零件更合适呢?
大家可以先画一个草图,但这种草图不是通常接触的表面细节一应俱全的草图,而是基础的形态草图,这些草图反映了对基础产品外观的需求,有时候甚至可以如下图这样,画一个易于对比的纯侧视图,在下一步中就可以开始探索产品内部结构了。
还有一点是大家需要在做完这部分后确定设计的大致大小。
首先需要一份空间计划图。
一般来说空间计划图可被视为一份不那么严肃的工程制图,在这张图里大家可以看到明显的中轴、产品外壁截面(斜线阴影处),以及中间的零件,因此一份空间计划图实际上是为了了解所需的各个零部件在空间中的位置。
如果对平面图不太满意,一份类似下面这样一张手绘稿也能有所帮助。
对空间进行较为精细的划分。精细的空间划分大约起源于1600年左右,当时是为了给工业品和船舶的设计建造提供便利,不过在一个世纪以前,绝大部分的工业品设计都已经开始采取编码精细划分了,其方法也很简单,把按比例绘制出的形态按照尺度单元(即一厘米/分米,或者某个基础单元件的尺寸)来划分。
只要大家做的东西还与工业相关,那么工业的基础路线都得走一遍,哪怕那是100年前就已经在走的,这是一张1913年左右的船舶中剖面图,在这张图中可以注意到当时的设计师为船舶龙骨编号,编号与编号的间隔是两块龙骨组件的长度,每一块的长度根据测算是1.2米,以此来划分内部空间。
一般来说也可以使用长度单位(厘米或者毫米)来对上面的产品概念图进行划分,为了确保精准,下面的工作建议使用计算机,在这里康石石使用犀牛为大家进行演示。
首先大家可以在犀牛中搭建一个坐标轴,在子格线为单位1毫米的情况下根据厘米划分空间,之后根据产品的大小选择外壳材料的厚度,并开始测绘零件,或者根据零件的图面大小对零件实施逆向建模。
在这里大家会注意到刚刚开始谈论过的问题,就是很难真正的说出要把结构设计成什么样子,因为零件大小和材料壁厚都会带来各种各样的限制,更多地应该是见缝插针式的去建造,让所有的东西能以符合物理学的情况搭建起来,并牢固的支撑与运作,这也是将其称之为产品结构生长规划的原因。
以上,望有帮助。
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