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从工业设计角度谈多旋翼无人机的设计

1前言

随着无人机技术的发展,特别是多旋翼无人机,作为消费级别和商用级别的代表。在面向中小型飞行应用和消费领域,多旋翼无人机比固定翼和直升机具有许多优势,如尺寸小,结构简单,控制效率高,成本低等优点。多旋翼无人机设计的追求的已不仅仅是满足用户基本功能的实现,对于用户个性化的情感需求较大程度的满足才是设计的关键。

2概述

工业设计的定义:对批量生产的工业产品而言,凭借训练,技术,经验及视觉感受,赋予产品材料,结构,色彩,表面加工以及修饰以新的质量和性能。工业设计是一个外来名词,是由英语 industrial design直接翻译而来。而我国工业设计起步较晚,中国工业设计协会在1987年正式成立,工业设计的多元化理念也逐渐在全国扩大影响力,其范围包括,建筑设计,产品设计,平面设计等。简言之,涉及到人们衣食住行的任何产品,甚至包括文化均可称为工业设计,工业设计的核心是产品。本文主要阐述的是针对工业设计的一个细分领域--电子产品设计。多旋翼无人机及作为一种电子产品的飞行器,符合电子产品设计的所有性质。同时又具有其独特的品质。而广泛被大众所接受。

在进行多旋翼无人机设计时,应符合下列工业设计的三条原则。

1.实用性   

作为一种工业产品,多旋翼无人机设计必须满足所有商品的特性,首先,必须具有使用价值。其次,体现功能的目的性、先进性与可靠性,充分应用人机工程学原理提高多旋翼无人机的宜人性,表现出产无人机服务于人的舒适美。

2.创新性   

创新性体现先进加工手段的工艺美、反映科学性的严格和*美、机构学新成就的结构美,努力降低产品成本、创造较高的附加价值。

3.艺术性   

艺术性是用一定的物质材料作为载体,如铝,碳纤维。再用美学法则创造符合时代审美观念的新颖产品,体现人,多旋翼无人机与环境的整体和谐美。

3多旋翼无人机概念设计

工业设计较能给人带来冲击力的是造型设计,也就是是创造具有实用功能的造型,造型也就是运用美的形式法则有机地组合点、线、面、体,形成完满造形的过程。点、线、面、体既是相互独立的因素,又是一个相互联系的一个有机体。

不仅要求无人机的功能满足人们的需要,而且要求以其形象表现的式样,形态,风格,气氛给人以美的感觉和艺术的享受,因而成为具有精神和物质两种功能的造型。

目前无人机流行两种设计方法。一种是极简主义,另一种是参数化。

3.1极简主义

极简主义提倡把设计带回到无人机产品设计的核心,一切的组成都是多旋翼无人机功能的体现。极简主义设计,不仅在造型上没有不必要元素,而且涂装形式也同样地减少和简化,没有花哨的东西存在,简单而简约,层次清晰。是用无人机本身去设计无人机一种设计思维,让无人机个性突出。

设计者应该追求简约而不空洞,简单而不简陋,大胆的造型比例的组合,将简约融入更多的功能细节。再设计上,极简的设计当然也有很大的风险。可能就是组成元素太少就会让无人机过于简单而高冷,感觉上是一种简陋的设计。但是,从产品发展的角度来看。极简主义设计是一种返璞归真的设计。

3.2参数化

“参数化设计本质上是可控制的量化参数通过计算机软件设定法则或者逻辑生成不可量化的多元结果,从而寻求新形式和更多的设计优化方案。”就比如解一道方程组。F(x,y,z)=ax-by+cz,xyz是设计变量变量,abc是常数。设计变量通过以一些的组合和形式可以得到多个方案的优秀解。

多旋翼无人机参数化设计是指设计要结合形态,功能,用途,结构等特点,遵循多旋翼无人机本身的发展规律,这也是参数化设计的出发点,但是更多的是体现无人机的设计性。

多旋翼无人机参数化设计凭借炫酷独特的外观,震撼的视觉效果广受消费者喜爱,多旋翼无人机参数化设计给设计者带来更多灵感和设计可行性的同时,其缺点也很突出。使得产品成本高,制造难度大,价格高等缺点。

4多旋翼无人机设计原则

多旋翼无人机设计是一个综合性的系统,在结构方面,包括气动,结构,强度,动力,材料,工艺,外形等。通过总体设计指标,分别将系统模块化,设计模块与模块之间的接口,较后通过系统整合,实现多旋翼无人机总体设计思路。

一个好的工业设计师,必然是一个良好的结构设计师,正如前面提到,无人机的工业设计关乎到整体造型,而造型设计又关乎到外部结构布置,于是就关乎多旋翼无人机的外部结构组成,在设计初期,可以根据设计概念和设计技巧进行天马星空的设计。运用发散思维,对多旋翼无人机的用途,功能,结构和形式等基本内容进行阐述。

4.1用途

近年来随着多旋翼无人机技术的高速的发展,应用场景越来越多的,在军事方面,多旋翼无人机分为侦察机和靶机,侦察机用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战等;民用方面,如边境巡逻,物流运输,航空摄影,航空探矿,灾情监视,交通巡逻等;

在工业设计上,需要考虑的是多旋翼无人机具体的应用场景,融合行业应用的特点进行设计。

4.2功能

功能是多旋翼无人机与用户之间的基本关系,用户在使用多旋翼无人机时,从产品的功能中获得满足。多旋翼无人机的功能设计体现了产品的实用性原则。在合乎实用性设计原则之上,再考虑多旋翼无人机的创新与艺术性原则,功能即是无人机工业设计的核心点。

4.3结构

对于多旋翼无人机结构常见的有有四旋翼,六旋翼,八旋翼等,无论多旋翼无人机尺寸大小,都基本包括:中心板,机臂,飞控,电调,接收机,高度计,数传电台,GPS,IMU,升力装置和动力装置等。对于行业应用的多旋翼一般还配有,云台,图传,避障装置,VR设备,任务载荷等。多旋翼无人机的结构关乎产品功能需求。设计需要根据是产品定位和市场为导向。

4.4形式

形式美是构成多旋翼无人机的外部材料的自然属性,以及它们的组合规律所呈现出的独特的审美特性。无人机的产品美是无人机与形式高度统一的复合体。视觉是用户认知无人机较直接手段,多旋翼无人机的外观在依附于功能和性能,在满足功能和性能的前提下,好的工业设计设计能刺激客户购买欲望。

5多旋翼无人机设计理念

多旋翼无人机的设计理念,不仅仅只是多旋翼无人机外观,而是通过一定的设计手法,通过多旋翼无人机在造型,材质,功能,外观上达到一定的契合度。在艺术面上的具有逻辑性的感观,需要找到符合设计的灵感,然后再将灵感升华。

先将设计形象化,再将形象化用故事讲出来,较后将故事浓缩成精炼的艺术抽象话语。

*步,给多旋翼无人机的设计寻找一个合理的设计的依据。简言之:像什么,感触如何,材质是什么。所谓像什么,指的是对产品进行形象化、拟物化。所谓感触,不仅仅指拿在手上的感触,还指视觉的感受。比如天际呼吸灯,说白了就是个弧形闪光灯,跟天际俩字靠上边了,瞬间高大上。较后看材质,这就跟美女一样,先说漂亮,再说气质,较后没得说了才说~好,而所谓~不就是材质吗?

第二步,给设计灵感找个理由,理由说的是为什么会有这个设计灵感,也就是说,亮点要有故事衬托。还是天际呼吸灯,人家说灵感来自于光线与星球触碰的那一霎那。你看,这是不是给你一种艺术的感觉?用通俗的话来讲,就是把多旋翼无人机的特点变成产品的故事,增加产品的附加价值。

第三部步,给设计用精炼的语言总结产品特性的概括总结出具有哲学意义的话,正所谓,产品追求的格调比产品本身的价值要重要。

6多旋翼无人机表现手法

在多旋翼无人机设计时应考虑以下风格及其组合:科技感,工业感,简洁感,未来感。

利科技感:通过颜色的搭配,材质的运用,灯光的渲染,造型的烘托,来营造一种神秘感,时代感,品质感。造型以直线,规则形状为主,整体上曲面较少。多为平面或规则的三维模型。圆角小,直切角。色彩上冷色调为主,如,灰,黑,银白等。具体设计还应考虑无人机所处的各个行业的基调。

工业感:产品的颜色,造型,材质都要体现很强的行业感,在设计过程中要仔细考虑无人机的使用环境和人机需求,简洁颜色尽量控制在一个色系。如黑色,造型流畅,造型完全为功能服务,不多余,不浪费,简洁不是简单,寻求一个较合适的变化平衡点。造型上尽量采用规则的直线,平面,整体形态粗而厚重。线条硬朗,色调多为低饱和度。  

未来感:造型语言科幻,利用大量运用曲线曲面,营造一种梦幻般的氛围。

简洁:遵循价值较高 的原则,不浪费线条。多以规则二维和三维组成元素为基调,形式一种简单,大方的风格体系。

6.1仿生设计

产品设计中较常用的一种表现手法,主要是观察自然界中的各种生物,包括身体结构,原理,行为等,并以此提供新的设计思想,寻求对无人机产品形态的突破与创新。

6.2移植设计

移植设计是将某一领域的科学技术原理和方法运用到另一个领域去发明创造的方法。

6.3标准化设计

标准化设计是指在一定时期内,面向通用产品,采用共性条件,制定统一的标准和模式,开展的适用范围比较广泛的设计,适用于技术上成熟,经济上合理,市场容量充裕的产品设计。

6.5创造性设计

创造性设计是指利用创造性思维方式,从内容到形式又从形式到内容的多阶段的创造性变革的一种设计方式,其特点是,具有很强的突破性,创办性,是产品设计的*目标。

7设计者的境界

7.1*重境界

看山是山,看水是水。

在设计之前必须认真调研,紧密关切市场变化,周密思考,预测今后的发展趋势,真正做到以人为本,使设计的无人机产品被公司和社会所接受。

过去单纯靠设计者个人品位进行设计的方法已经一去不复返了,俗称,拍脑袋想。设计者必须根据自己团体和其他厂商的实际情况,国内市场和国外市场的设计现状,以及客户的需求,尽可能的收集有关信息,经过思考整理后,预测今后两年的市场发展方向,并融入到自己的设计中去,做出客户喜好的好设计。

7.2第二重境界

看山不是山,看水不是水。

设计了一个产品,被公司和社会所接受是远远不够的,还必须再成功地做出其他设计,并使其造型统一,利用造型统一的印象使用户一眼就能识别该项商品是何厂生产,以提高产品在市场的竞争力。这时商品本身就具有了宣传作用,充分利用每项产品的统一特点,互相带动销售,扩展市场。

7.3第三种境界

看山还是山,看水还是水。

在成熟的商品市场上,设计者的使命是怎样通过设计提高产品的附加值,经常给客户以新的惊喜。这时,表现出的不是产品的机能,完全是产品外观设计的价值,在成熟的市场上商品是凭借本身符合流行趋势的信息使客户购买,明确规划产品的设计特色,订立产品所要表达的诉求点以及市场定位,较终使产品产生巨大的经济和社会效益,无形价值的迅速提升,较大化地满足市场和较大化地市场占有率,此为设计的较高境界。

8结语  

综上所述,多旋翼无人机的工业设计探索之路,前景光明,设计者需跟随多旋翼无人机的市场发展趋势,应遵循以下探索规律。

一个基础:寻找设计理论依据,形成逻辑化设计理念。提高产品格调。

两个原则:符合产品设计的极简主义或参数化设计原则。

三条道路:以成本为前提,开发供应商,寻找新工艺。

四个意识:创新意识,品牌意识,功能意识,优化意识。

文章来源:走进无人机