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     摘 要：工業(yè)設(shè)計是現(xiàn)代科技與藝術(shù)融合的學(xué)科, 工業(yè)設(shè)計師必須有著廣泛的知識面，其中理工類技術(shù)知識占有非常重要的地位。工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生對工程類課程卻缺乏興趣和深入的學(xué)習(xí)。本文從機構(gòu)設(shè)計對產(chǎn)品的功能、形態(tài)等的影響強調(diào)它在產(chǎn)品設(shè)計上的重要性，說明充分了解理工類知識才能更好地進行產(chǎn)品設(shè)計。關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 平行四邊形機構(gòu) 曲柄1、前言      工業(yè)設(shè)計是現(xiàn)代科技與藝術(shù)融合的學(xué)科，工業(yè)設(shè)計師不是藝術(shù)家，但是他必須掌握時代的美學(xué)特征和文化傾向，必須有良好的藝術(shù)素養(yǎng)。工業(yè)設(shè)計師又不同于工程師，工程師的任務(wù)是解決機器之間即物與物的關(guān)系，而工業(yè)設(shè)計師則是解決人與機器即人與物的關(guān)系，是使科技為人服務(wù)。相對專業(yè)縱向比較深的工程師來說，工業(yè)設(shè)計師的專業(yè)橫向比較寬。要擔(dān)當一個好的工業(yè)設(shè)計師，必須有著廣泛的知識面，必須熟悉相關(guān)知識的發(fā)展動向。工業(yè)設(shè)計師應(yīng)該掌握新的技術(shù)，很好地了解產(chǎn)品的功能以及生產(chǎn)過程的制造工藝;應(yīng)該懂得機械知識、美學(xué)知識還有成本核算知識甚至生態(tài)和環(huán)保知識。也就是說它們進行產(chǎn)品設(shè)計師要考慮的并非是一種要素即可，而要考慮很多要素的綜合關(guān)系?？偟膩碚f，工業(yè)設(shè)計的四大要素分別為人的要素、技術(shù)要素、市場環(huán)境要素和審美要素，其中技術(shù)要素是使產(chǎn)品設(shè)計的構(gòu)想變?yōu)槭聦嵉年P(guān)鍵要素。工業(yè)設(shè)計在中國還比較年輕，事實上，在很多單位的結(jié)構(gòu)工程師一直在擔(dān)負工業(yè)設(shè)計師和結(jié)構(gòu)工程師的雙重任務(wù)。而相對工業(yè)設(shè)計而言，機械結(jié)構(gòu)工程師最缺乏的是設(shè)計的創(chuàng)造性、超前意識和創(chuàng)新能力，以及對于時代美學(xué)特征和文化傾向的認識和把握，缺少將美學(xué)原則合理地應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的能力。即使是工業(yè)設(shè)備這樣形體相對簡單的產(chǎn)品，在它的結(jié)構(gòu)造型等方面也還是有著許多值得深究的內(nèi)容，許多以往不合理、不完善的方面，也還要不斷地創(chuàng)意，不斷探求新的規(guī)律，了解社會對產(chǎn)品需求的趨向、社會品味的趨向也是很重要的。而這些正是工業(yè)設(shè)計師所具備的長處。但是作為工業(yè)設(shè)計師要想更好地履行自己的職責(zé)，更好地和工程師進行合作，就必須對多方面的科技知識進行了解。目前，大多數(shù)高等院校的工業(yè)設(shè)計專業(yè)設(shè)置兩個類別：理工類和藝術(shù)類。對于和技術(shù)因素緊密相關(guān)的理工類課程的學(xué)習(xí)，這兩個方向的學(xué)生都存在一定的問題：理工類的學(xué)生由于大多沒有接受過專門的藝術(shù)基礎(chǔ)訓(xùn)練，因此對此類課程比較重視而忽視了相應(yīng)的理工基礎(chǔ)課程；藝術(shù)類的學(xué)生比較重視工程類課程，但會因這方面的基礎(chǔ)較差而沒有深入學(xué)習(xí)的能力，因此對類似機械設(shè)計基礎(chǔ)、模具設(shè)計等課程也是粗淺地學(xué)習(xí)。本文選取理工類課程的一個小部分：機構(gòu)設(shè)計加以分析，重點強調(diào)機構(gòu)設(shè)計在產(chǎn)品設(shè)計中的重要性、學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)機構(gòu)設(shè)計的必要性，并通過一些常見的優(yōu)秀的設(shè)計實例來增強學(xué)生對課程的理解和興趣，消除其抵觸心理。 2、機構(gòu)是整個產(chǎn)品設(shè)計中一個不可缺少的部分    機構(gòu)在產(chǎn)品設(shè)計中占有很重要的位置，是整個產(chǎn)品構(gòu)成中一個不可缺少的部分。它與產(chǎn)品設(shè)計有著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系，與構(gòu)成產(chǎn)品的各種要素有著千絲萬縷的聯(lián)系，直接影響到產(chǎn)品設(shè)計中的功能、形態(tài)等最基本的要素。并不是每個工業(yè)設(shè)計都知曉結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念，然而每個產(chǎn)品設(shè)計中卻無一例外的包含著機構(gòu)設(shè)計的思想和內(nèi)容。作為工業(yè)設(shè)計師非常有必要對機構(gòu)的內(nèi)容有一定的了解和掌握。功能上，機構(gòu)除了直接為滿足和達到產(chǎn)品的基本功能外，對改善和擴展產(chǎn)品功能起到直接作用。如椅子，當增加了升降機構(gòu)以后，可根據(jù)需要隨意調(diào)整高度，增加使用的舒適度。家具或其它一些物品采用了折疊機構(gòu)后，就可增加使用的彈性，擴大使用的范圍，使原來的產(chǎn)品功能獲得了擴展和延伸。從最常用的機構(gòu)——平面連桿機構(gòu)在產(chǎn)品設(shè)計上的應(yīng)用來進一步對二者的關(guān)系作以說明。最常用的機構(gòu)為平面連桿機構(gòu)，凸輪機構(gòu)和間歇運動機構(gòu)三種。平面連桿機構(gòu)中最為常用的是由4根桿組成的平面四桿機構(gòu)，它亦是最基本的平面連桿機構(gòu)。鉸鏈四桿機構(gòu)有三種基本形式：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)。除基本形式的鉸鏈平面四桿機構(gòu)外，還有由此演化而成的其它形式的平面四桿機構(gòu)——曲柄滑塊機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)、搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu)。公共汽車上的機械開門裝置和窗戶的開啟裝置很多都采用了曲柄滑塊機構(gòu)。而在雙曲柄結(jié)構(gòu)中，若其相對兩桿平行且相等則成為平行四邊形結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的運動特點是其兩曲柄可以相同的角速度同向轉(zhuǎn)動，而連桿做平移運動。在日常的產(chǎn)品設(shè)計中有許多例子是采用了這個機構(gòu)的。例如圖1所示的著名的蒼鷺臺燈（Heron）：這盞燈能屈能伸，即使高度改變了，反光罩與工作面仍能始終保持水平狀態(tài)，它的形態(tài)多少像是抽象的“蒼鷺”，色彩變化很時尚：黑、白、黃、藍和紅及金屬色系的銀色。出色的形態(tài)、靚麗的色彩、杰出的功能使得它成為一個令人難忘的設(shè)計。這盞燈最為獨特的特點就是雖然高度發(fā)生變化，但燈頭始終和桌面平行，而這一點恰恰就是因為應(yīng)用了平行四邊形機構(gòu),圖2簡單地表示了蒼鷺臺燈中螺絲、墊圈與螺母的裝配關(guān)系。雖然在理論上講似乎比較簡單，但真正能將它應(yīng)用在具體的產(chǎn)品設(shè)計中卻并不容易。     設(shè)想最初設(shè)計師有了這樣一個設(shè)計想法，或者說對產(chǎn)品有了這樣一個需求，那么他就尋找有什么方法來實現(xiàn)這個功能。平行四邊形機構(gòu)可以實現(xiàn)，最終經(jīng)過嚴謹?shù)脑O(shè)計得到這個經(jīng)典的產(chǎn)品。如果產(chǎn)品設(shè)計師對這些基本的機構(gòu)概不了解的話，這些優(yōu)秀的作品恐怕就不會產(chǎn)生。應(yīng)用這個機構(gòu)還產(chǎn)生了各種樣式繁多的折疊椅設(shè)計，如圖3、4、5、6所示，它們形態(tài)各異，但是都應(yīng)用了這個機構(gòu)，使其都能實現(xiàn)折疊的功能。形態(tài)上，由于機構(gòu)是由各種構(gòu)件組成的，而構(gòu)件的組合形式必然會影響到產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)，從而最終影響到產(chǎn)品的外部形態(tài)：如自行車、助力自行車及摩托車，由于它們之間的傳動機構(gòu)不同，表現(xiàn)在各自的形態(tài)上有著顯著的差別。即使是使用了同一種機構(gòu)，產(chǎn)品的形態(tài)也會有許多變化。本文所展示的系列折疊椅設(shè)計是一個典型的例子。還有一個典型的通過機構(gòu)改變形態(tài)的例子是OrangeX公司的Ojex手動榨汁機，如圖7所示。OrangeX公司是南美最大的榨汁機制造商，其產(chǎn)品在美國市場上也很暢銷。Ojex是OrangeX 1998年進軍家用榨汁機市場時與Smart設(shè)計公司合作開發(fā)的經(jīng)典之作。    而Ojex的機械結(jié)構(gòu)顛覆了傳統(tǒng)。雖然都是用了曲柄搖桿機構(gòu)，但傳統(tǒng)榨汁機的曲軸搖柄放置在壓扁水果的機身后面，與底座成反方向，這使整部機占用的面積很大。Ojex的曲軸搖柄被固定到機身的前面，與底座、機身同一方向，使占用的空間大大縮小。而倒轉(zhuǎn)的曲軸搖柄使杠桿的支點后置，從而使臂力不大的婦女和兒童壓榨水果時，比以前省力多了。機構(gòu)除了對產(chǎn)品的功能、形態(tài)有著直接的影響外，對產(chǎn)品的一些其它因素也有著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系。通常，機械功能要依靠一定的機構(gòu)在一定的能的轉(zhuǎn)化狀態(tài)中才能得以實現(xiàn)。     因此，不同的能源使用將涉及到不同的機構(gòu)形式，并隨之影響到產(chǎn)品的其它因素。例如，一輛車子可以用電力、柴油、汽油、液化氣，甚至太陽能等能源來驅(qū)動。由于能源和能源利用方式、效率等的不同，都將直接影響到與產(chǎn)品有關(guān)的諸如生產(chǎn)成本、使用成本、環(huán)境效果等方面。另外，機構(gòu)本身設(shè)計的合理與否也將影響到產(chǎn)品的操作性能、安全性能及使用壽命等。 3、結(jié)束語   通過對機構(gòu)的深入學(xué)習(xí)，工業(yè)設(shè)計師可進一步了解和體會機構(gòu)與形態(tài)、機構(gòu)與功能之間的內(nèi)在關(guān)系，從而提高形態(tài)設(shè)計創(chuàng)造的科學(xué)性與合理性；增強對設(shè)計的工程意識，培養(yǎng)和擴展對機構(gòu)的想象力及設(shè)計思維能力，提高創(chuàng)新能力，為加強和提高對產(chǎn)品深層次的設(shè)計能力，為較為復(fù)雜的形態(tài)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造打下良好的基礎(chǔ)。從機構(gòu)設(shè)計在工業(yè)設(shè)計的應(yīng)用上可以對工程理論課程在工業(yè)設(shè)計專業(yè)的重要性略見一斑。    因此，作為工業(yè)設(shè)計師，非常有必要充實、完善自己的知識構(gòu)成，加深自己對于工程理論知識的了解和掌握，在產(chǎn)品設(shè)計的過程中不再只是為產(chǎn)品提供外觀的造型和色彩，而是除此之外能更加主動地與工程師共同合作解決各種問題，努力作好一個真正的工業(yè)設(shè)計師。