拖挂式房车造型设计的仿生设计应用

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引言

哈啰出行、OFO、青柠单车等的出现及蔓延都是为了给人们提供最后一公里的便利。但同时弊端也不断显现，共享单车堆积成灾，坏车破车目之所及，缺乏管理使其给城市交通以及公众安全带来隐患。代步车的出现带来了转机，通过改进校园代步工具一方面可以帮助解决一部分校园交通问题，另一方面也可以减少学生花在出行上的时间和精力。同时具有高度可识别的造型形象是产品在激烈的市场竞争中取胜的重要因素，并且结合年轻人追逐时尚潮流，个性化的心理需求，利用仿生设计的方法来构建代步车的造型基因是一种行之有效的创新方法。

1校园代步车相关概述

1．1国内外代步车造型设计现状

20世纪80年代，日本的雅马哈公司就已经开始研发电动车，至今差不多四十年的历史，它是世界上最早销售电动辅助自行车的企业，同时也是世界上最大的电动车制造商。其出产的电动自行车是经过日本电动自行车协会认定的新型代步工具。随着经济的发展，和遍布中国街头的共享单车一样，美国的共享电动代步电动滑板车也是十分流行，如Bird、Spin及Limes等共享滑板车公司如雨后春笋般冒出来。我国的代步车行业以宁波迈威公司和小米为典型代表。宁波迈威公司作为全球三大电动滑板车生产制造商之一，其旗下的产品Inokim采用成熟的锂电池技术，使滑板车动力能源的轻便问题得以解决。小米更是跻身成为美国最大电动滑板车供应商。世界上主要的代步车制造商及其产品特征见表1。从国内外的各大城市中的代步车可以发现，国外的代步车更多的注重个性化和人性化。在外观上，对人的视觉心理及人性关怀也更加凸显。在设计上也体现了社会责任感，如雅马哈的“感动创造企业”。在国内，以宁波迈威公司的Ionkim为代表的代步车的外观设计可以发现，我国的代步车造型还比较保守，没有凸显品牌的都有特征。

1．2校园代步车的需求分析

大学生作为校园代步车的最直接受益者，应同时兼顾其生理需求及心理需求［1］。生理需求，顾名思义即使用者的使用需求。首先是作为交通辅助工具代替步行的需求，在诺大的校园里需要找到适合的出行工具，来节省时间，提高效率，这是最基本的生理需求。其次是简单的功能和适合人使用的需求，功能简单，易操作，易上手，安全性能好，符合大学生生理结构特征是必要的。最后是方便携带与易存储的需求，代步车作为私人物品，如果依旧如共享单车那样依靠群众道德素质来制约，那么最终同样会殊途同归。心理需求，它是一种使用者享受其产品使用体验的表现，为使用者带来愉悦、良好的心理满足。如避免拥挤轻巧好用的机动性需求，体现大学生风貌与校园文化的审美需求以及防盗安全性需求。

2仿生设计在校园代步车造型中的应用分析

所谓仿生设计是对自然物的形态、功能、色彩、意象等信息的再认知，通过模拟或改进这些信息以最终将其运用到设计中，其中以形态仿生、色彩仿生、意象仿生以及功能仿生等设计手法最为设计师所青睐［2］。徐慧曾经提出仿生性设计是产品设计的未来趋势，仿生形态的融入，其包含的丰富造型语言能够赋予产品外观造型的最佳选择，从而满足产品的功能和使用者的需求［3］。万里就人类发展和自然规律提出仿生是人类生存的需要，仿生是古代人类精神的寄托，仿生是人类的一种文化思想［4］。而有关汽车造型仿生设计的应用研究也在逐渐深入，如吉利熊猫，造型上融入国宝“大熊猫”的元素。现在也已经延伸到校园代步车的造型设计中，其在校园代步车的造型应用上主要体现在仿生对象的形态、色彩以及意像上。校园代步车仿生设计流程如图1所示。形态仿生是在对自然物所具有的外部形态与内在涵义的认知基础上，通过抽象、演变、概括、提炼等处理手法寻求对校园代步车形态的突破与创新［5］。提取对仿生对象自然形态的结构认知，将对应的结构运用到校园代步车的造型上，实现良好功能和自然美感的完美融合。色彩仿生主要是通过研究仿生对象典型的色彩特征进行的色彩感觉仿生，使用色彩本身所带有的信息传递、交流的功能，进而达到人机反馈的模拟。大学生喜欢追逐时髦新潮，色彩是视觉的直观享受，充当了大部分的识别作用，色彩丰富的校园代步车也是未来的发展趋势。意象仿生是一种抽象的概念，主要指仿生对象被人类记忆抽象化的符号，给人一种似曾相识的朦胧感。意象的正确把握对校园代步车整体造型的表现具有积极意义。

3校园代步车的造型仿生设计实例

3．1仿生对象的选取

本次研究的主要目的是完成校园代步车的设备形态以及主要功能的仿生设计。首先基于目标产品的功能需求进行思维发散，咨询生物专家并查找相关资料，挑选合适的仿生生物。自然界生物不计其数，为了更好的符合校园代步车的主题，主要是运行安全以及能够及时制动，能够保证运行中的平稳，运行流畅。最终经过询问生物专家和查阅资料，最终选择金雕作为仿生对象。金雕擅长翱翔和滑翔，其生活习性一般是空中呈直线或圆圈状盘旋，一边俯视地面寻找猎物，两翅上举“V”状，用柔软而灵活的两翼和尾部的变化来调节飞行的方向、高度、速度和飞行姿势。发现猎物后，常以速度为每小时300千米的姿势从天而降，并在最后一刹那嘎然止住扇动的翅膀，然后捕获猎物。金雕动作敏捷，飞行平稳，其独特的运行和制动方式及形态为校园代步车的设计提供了思路。

3．2仿生对象原型分析及造型基因特征的提取

对金雕的主要外形结构本征进行提取，通过对金雕形态结构的删减与补足，规则化，主要特征几何化，平整或尖锐化处理，变形与夸张等，使得生物主要意象能够在产品仿生设计中得到准确的表达。本研究根据金雕的主要外形(头部、躯干、翼部和利爪)进行结构线提取，其主要特征如图2所示。如图2所示，金雕全长76－102厘米，头顶黑褐色，后头至后颈羽毛尖长，呈柳叶状，羽基暗赤褐色，羽端金黄色，具黑褐色羽干纹。嘴形呈倒钩形，坚硬且锋利，嘴端部黑色，基部呈蓝褐色或蓝灰色。翼部展开总长可达2．3米，翅膀上的羽毛呈暗赤褐色，羽端较淡，体色较暗，具有较宽的黑色端斑巨大的翅膀也是它的有力武器之一，有时一翅扇将过去，就可以将猎物击倒在地。趾呈黄色，爪呈黑色，将利爪戳进猎物的头骨，就能使其立即丧失性命。金雕的形态结构线主要由躯干、喙部、翼部及利爪组成。

3．3仿生对象与校园代步车造型的融合

校园代步车的主要造型构成元素包括车轮、把手、车轱、辅助车灯、车尾灯、脚踏板、扶手支柱等，现将金雕的造型因子运用到校园代步车的造型塑造中，金雕的形态和意象特征可与校园代步车的造型和主要结构进行融合。金雕流线型的主要身体形态能够作为校园代步车的大体造型。尖锐锋利的喙部可以通过变形使其成为代步车的头部及前灯，并且因其头部的呈侧三角的形态，能够有效减小风阻。翼部和翅尾部的羽毛能够与把手支柱与刹车等结构进行结合。金雕身体表面的黑色端纹可以进行适当改变充当代步车的车身装饰。利爪可以与代步车的车轮进行耦合。当金雕捕食时以300/km的速度进行俯冲，但能在一瞬间抓住猎物，以此意象来结合代步车车轮，表现代步车的制动功能优良。3．4校园代步车造型创新设计将校园代步车各部分造型结构和功能进行综合创新设计，先进行头脑风暴，对方案进行草图绘制，接着完成产品的三维建模与原型制作。金雕利爪的敏锐性是凸显校园代步车的安全制动功能的关键。利爪上棱角分明的纹路天然的成为轮胎上的防滑结构，保证了安全性。流线型的躯干对减少代步车行驶过程中的风阻行之有效。雄壮的翅膀成为把手支柱，同时也赋予其太阳能电池板的功能，为整个装备提供行驶动力，保证校园代步车的续航能力。在设计案例中，任务设计是校园代步车的造型设计，对金雕的喙部、翅膀以及利爪进行仿生设计。综合考虑到该代步车的使用环境是校园，且使用者多位在校学生，该校园代步车方便易携，使用者可以将其简易折叠，且占地空间不大，给学生足够的安全感和满足感，其折叠方式如图3所示。图3校园代步车折叠方式装备整体采用金雕的外形特征，形似高铁。可在坡度不超过45度的平整路面上行驶运行，灵活穿梭在校园各个角落。代步车的的把手支撑出将金雕体表的黑色端纹抽象处理成装饰灯带，并且结合太阳能充电板，能够提高代步车的续航时间，提高工作效率。车轮设计较宽，保证行驶平稳，确保使用者的人身安全，防滑能力大幅度增加。

4结语

大自然赋予人类取之不尽，用之不竭的灵感资源和设计启示，通过一定的合理方式模仿自然的生命形态而进行的仿生，往往可以获得意想不到的价值效益，并为人类提供新的设计思路。本文在基于仿生对象金雕的特征基础上，分析了形态、颜色以及意象仿生三个方面的特点，并基于所提取的金雕形态特征的造型基因，与校园代步车造型创新设计相结合，结合现代方法进行校园代步车的实例设计。本文只起到抛砖引玉的作用，在未来的研究中，将不断完善生物仿生基因库，将更多的造型基因运用到产品设计中去，为产品设计提供更多的设计选择。

作者:李昆鹏 张宁 单位:西华大学