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首届桂林市3D工业设计创新大赛:除冰机器人造型设计 [复制链接]

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作品名:《除冰机器人造型设计》

院校:桂林电子科技大学艺术与设计学院

组员:陆婵,姜秋蔚,张德敏

指导老师:梁惠萍 刘建伟


一、设计构思

输电线路覆冰导致的故障一直是国内外电力系统的严重灾害之一。目前国内的除冰技术最常用还是人工除冰方法,作业劳动强度大、费用高且危险性大,急需有可以取代人力进行线路除冰的方法和设备,除冰机器人就是在这种需求下应运而生的。而除冰机器人实际投入使用最多的困难就是越障,本产品从结构简单、造价低、易实现出发,与专业的人机知识相结合进行越障除冰机器人的外观设计。

二、产品展示

1.设计说明

本设计从产品的使用场合和人体体位出发,运用人机工程学的知识,根据除冰机器人的运动结构,对除冰机器人的配色、材质、人机方面等进行设计,使其摆脱以往单调的造型,满足人机工程学以及除冰机器人高空作业的要求,并采用最简单的越障机构,以及综合性价比最好的材料,使其更适合在高空中依靠电线来维持作业时使用。由于适用季节是冬季,因此选择在雪地较为显眼又符合工业化的橘黄、黑,蓝、白,黑、白三种配色。(以下是前期草图)



2.产品造型设计效果图






3.配色方案

三种配色。由于使用季节是冬季,因此选择在雪地较为显眼又符合工业化的橘黄、黑,蓝、白,黑、白三种配色。


4.产品尺寸图


5.产品爆炸图


三、人机关系

1.把手

考虑到人工运输到高压电线上的原因,本设计特意加入前后两端把手,便于一人或两人提握运至高压线上进行安装或取下。而不用时又可以旋转折叠起来不影响使用。为符合人机工程学,把手的长度设置为11CM(查找相关资料得到:第5百分位第95百分位男性数据,手宽一般为7.19.7,我们取最大值9.7,加上心理修正尺寸之后把手长为15CM,把手深为7CM,厚度为3CM。同时,把手内部增添了橡胶软垫,增强手掌与把手的摩擦力,避免打滑。




2.除水防冰机构

滑轮上置有防冰涂料雾化喷口。可根据电线外置调整喷口角度,将防冰涂料雾化并喷至电线上以在结冰前起到防止结冰的功效。


3.除冰机构

前后两端触角可根据电线的位置调整伸出的长度和方向。通过滑轮带动整个机器向前运动由前端的锥形尖角破除电线上的冰层。




4.防渗水、排水、散热机构

越障杆下端与外壳相接处由于外壳需镂空越障轨迹,因此需考虑防雨雪渗入的因素以及排水的因素。因此选择用弹性橡胶密封。由于弹性原因不会影响越障机构的旋转,也能较好的密封住轨迹口处。下端透气孔有散热功能。而且也可以将不慎进入机器的水向外排出。



5.便于维修内箱的弹出机构

内置机箱分为两部分:电路板部分和更换电池部分。

分别赋予弹出机构,置于外壳左右两边。需要更换电池或者维修电路板时只需掀开按钮盖按下按钮便可弹出内部机构便于维修和更换电池。






6.防止异物掉落造型

中间拱起的外形可以有效的将坠落于机器人上的异物向两侧滑掉。并且材质厚度根据凸起的幅度而增加,避免异物过重导致外壳顶部破裂。


7.按钮设计

对不同用处按钮设计不同的形状、颜色和使用方式,并且置于不同的位置便于识别。

按钮的顺序从前到后分别为:转速旋钮、温度调节、ONOFF键。每个按键上面都有浮雕式英文缩写,在使用的时候增大摩擦且增强辨认性。

按钮外的翻盖装置可防止运行中非人为的不慎触碰到按钮而发生意外。



8.机器工作状态灯

当机器在电线上出现故障时,红灯会闪现,正常时绿灯会亮起。





9.显示屏


10.外壳材质——PA46

其耐磨性和硬度综合起来时塑料中最好的。相对于金属材质来讲造价较低。 且重量较轻,更适合高空依靠电线来维持作业的产品使用。


四、产品优势与创新点

1.多方面考虑的人机关系

本设计从人的使用场景和人体体位出发,运用人机工程学的知识,进行外形和尺寸设计。产品中的造型、显示屏、按钮、配色、材质都经过深思熟虑,满足人体工程学以及除冰机器人高空作业的要求。


2.易加工、易取材的低造价

本设计采用最简易的越障机构,以及价格较为低廉的材质进行设计。使除冰机器人造价低,适用于更广泛的地区。


3.作品的实用价值

从宏观上看,本产品是大学生创新创业产品,若投入生产、市场后能够得到国家一定的政策支持,进一步增加产品在市场上的竞争优势;

此外,近年来,南方地区冬季天气多变,这样的极端天气对高压线产生了极大的安全隐患,这时候出现了GUET IBREAKER除冰机器人,不仅外观好看、简易操作且考虑了人机关系、实用性强、性价比高,还为大范围使用及销售带来了很好的机遇;

此产品理念先进,外观设计上与传统除冰机器人形成鲜明对比,有利于形成明星产品。

线路板“抽屉”.jpg (, 下载次数:0)

(2015/10/22 20:10:15 上传)

线路板“抽屉”.jpg

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EXIF信息

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工作状态灯.jpg

最后编辑luchan 最后编辑于 2015-10-22 20:10:15
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(接上)五、产品使用场景模拟



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(2015/10/22 18:55:33 上传)

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(2015/10/22 18:55:33 上传)

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(接上)六、产品模型源文件
整体产品建模文件.zip (, 下载次数:363)

(2015/10/22 19:33:33 上传)

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very nice,I think it is useful for us
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显示屏上转速应该是3000r/min吧
模型格式是3dm啊 还不是caxa的格式
最后编辑WIN 最后编辑于 2016-08-05 09:53:12
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构思巧妙,实用性强
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