开发背景:
自从工业革命以来,社会的生产能力就与机床的诞生产生了密不可分的关系,随着时代的发展和物质生活水平的提高,人们对于精神层面的追求也呈现出日渐上升的趋势。在我国由于多种因素的综合影响,机床在人民心中始终是个陌生的词语,至今还未完全做到安全、实用、多功能的机床普及到百姓家中。相比之下德国工业起步发展早,技术成熟,处于国际领先地位且十分注重实践过程,这就形成了机床在百姓心中的地位以及工业化的成长速度。目前,我国的多数家用小型机床仍处于芝加哥学派时期提出的“形式追求功能”的风格阶段,没有多余的装饰、冰冷的几何体以及单调的配色,使得该类型的机床设计只为了实用性目的,从而缺少了人性主义的思考。
结构说明:
本设计对家庭使用环境中一般不具备较为合适的、较为专业的工具这个问题,提出一种既能提升全民生活体验以及提高全民实践能力,又能消除家庭使用环境下对于手工机床的多种限制条件。该家庭小型手工机床能够结合多种实用功能,包括车、钻、磨、铣、锯等功能相结合,使得家庭小型手工机床的功能、外形、结构进行了解和分析,并且把具体用户使用过程中应该注意到的安全问题进行解决,以保证使用者在使用时的安全性。
设计原理:
该家庭小型手工机床的设计针对的使用环境是在家庭环境,目的是针对培养成年人以及年龄较大的未成年人的兴趣及动手能力;其次在外观角度,针对家庭使用的环境预计占地在两平方米以下的常规空间,以及针对的使用人群包括成年人及未成年人;最后操作方式为手动与半自动结合的方式,针对条件为不具备专业性工具的家庭而设计。所以家庭小型手工机床设计的定位为:小型机床结合车床、钻床、磨床、铣床等功能的手动与半自动可切换的意在培养有行为能力人兴趣的家用小型机床。
形态设计分析:
为打破机床在19世纪以来一直延续的形象风格,就需要在满足功能性需求的同时,在形态外观上做出改变。将直边棱角的平面组合替换为更有亲和力的曲线外观,将容易使人受伤的突出边角替换成较为亲和的圆形倒角。外观上明确各个功能之间的操作区域,并进行合理验算划分。
功能设计分析:
形式与外观要做到能够吸引普通大众的眼球并且能够满足多种功能的使用要求,模块化的设计方法是当下比较流行的设计理念,能够处理好功能与功能之间的配合以及科技感,从而做到一机多用,多机联用的效果。从单元分割的角度上讲,主要可以分为动力单元、固定单元、切削单元等,但不同单元之间的衔接可能会产生机床运行稳定性不高的状况,所以需要尝试将单独的单元组合成具有独立功能的模块,如车床模块(动力单元+固定单元)、钻床模块(动力单元+固定单元+运动单元)、打磨模块(动力单元+打磨装置)等,需要将模块与模块之间合理的组合到一张合适大小的工作台即可。
结构设计分析:
在将平面替换为曲面的过程中,功能与功能之间的结构关系应该做出明确划分。车床与钻床这两种功能在结构分布上应该保持与市面上机床具有相同的结构,因为经过长时间的实践检验,该种结构除了外观上缺少美学设计之外并没有实质性缺点。对于曲线锯和砂带机等其他辅助功能,原则上结构之间不影响各个功能相互的实际应用即可。
色彩设计分析:
棱角分明的金属结构会很明显的给人一种陌生感,使消费者从第一意识里面抵触这类产品,既然使用环境定位是在家庭,使用对象及其使用目不存在明显的利益关系,所以外形与色彩应该做的与人亲近一些,外形多用曲线与曲面,柔和的形态最好能带给人科技感与亲近感;色彩搭配不要太过单一,否则会使机械的外观看起来没有设计感,拉远机器与人的距离。
设计方案:
1.安全性设计:以人为本与培养兴趣爱好的设计出发点注定了此机床设计与安全有着密不可分的关系,成年人和年龄稍大的未成年人的使用人群注定安全性处于首要地位。在机床关键部位设置安全防护装置;在机床操作环节设置操作保护机制,使不同熟练度的使用者都能受到相对的安全防护。
2.功能性设计:针对家庭使用环境,多功能机床的功能应多注重满足绝大多数人的需求,但应尽可能的降低相对设计成本,使消费者为多功能机床的设计而买单,真正的达到一机多用甚至是多机联用的理想化状态。
3.人机交互设计:在合理的尺寸大小范围内、做出功能的多样性的同时还要考虑使用者的心理需求,不能只注重于“形式追随功能”的设计理念,应该多站在使用者的角度想问题,将冰冷的边角变得圆滑;使单调的配色变得适合家庭的使用环境;使功能与结构之间富有科技感又不失机床的实用性等。
4.结构设计:打破常规的机床结构,使曲线结构给使用者拥有机械美感与温度的眼前一亮的用户体验,该结构不能破坏机床的稳定性的同时还要满足常规机床的操作程序。在针对家庭使用的环境下,消音的结构也是需要考虑的重点因素。
本设计的家庭小型手工机床力求整洁舒适的效果,采用灰色系为主色调,辅以蓝色和黑色从而产生产品的视觉冲击感,从第一视觉效果中给人安全舒适的感觉。金属工具以及金属夹具部分采用亮面金属质感,从材质效果上与常规化的机床区分开。整体采用大面积曲线外观,配合灰白色与蓝色黑色用以突出此家用小型手工机床的整体外观。大小分明的操作手柄给实际使用带来便捷,从而提高产品加工过程中的精密度。人性化数字控制面板以及弧形挡板设计,为年龄较大的未成年人的使用安全提供直接性的保障。此款家庭小型手工机床,从机构上综合了车床、钻床、铣床、锯床等多种机床的功能,在使用过程中安装不同功能的刀头就可以实现此款机床的多功能性。机床从左到右的各种功能分别为车床、钻床(铣床)、夹具、顶杆、砂带机、锯床、曲线锯。其中夹具可在夹住物件的条件下随着机床的运转自由移动,从而完成工件的加工操作。位于夹具正前方的弧形挡板,为使用者从实际操作是提供了良好视野以及第一时间的安全防护。