工业设计概论及综合应用实例 课件 第11章 运动器材类产品设计实例

IntroductiontoIndustrialDesignandComprehensiveApplicationExamples工业设计概论与综合应用实例DESIGN第十一章运动器材类产品设计实例DESIGN03/知识拓展01/项目背景02/设计展开04/项目小结与综合训练目录ContentsDESIGN01ComprehensiveApplicationExamples项目背景项目背景项目内容社会背景技术变革对残疾人体育运动及其开展产生着深远影响。辅助技术也正在变得更加专业化，专为运动员量身定制的装备已经大量投入使用。项目设计价值与目的以3D扫描、3D打印为代表的数字智能制造技术为产品设计开展提供了新技术、新方法、新元素。为残疾人运动辅具个性化定制问题提供了可行的解决方案。设计重点、难点残疾体育运动辅具设计特点设计重点、难点面向残疾运动员的运动辅具的设计制造涉及人机工学、运动力学等一系列专业学科，应在激发运动员潜能突破成绩的同时，最大程度避免因训练、比赛不当造成二次受伤。本项目从人机工学、个性化定制方面入手，对面向残疾运动员的皮划艇运动辅具的设计与实现进行探索。面向普通残疾人群的辅具围绕功能代偿作用、功能补偿作用、支撑和稳定作用、预防和矫正作用、促进和改善机能作用等5方面开展设计；面向残疾运动员的运动辅具除上述要求以外，还应满足比赛中稳定性和速度方面的更高要求。设计展开02ComprehensiveApplicationExamples设计开展用户分析本项目运动辅具的使用者为我国静水女子皮划艇运动员，儿时患小儿麻痹致残，多次获得全国锦标赛冠军，并在国际比赛中取得优异成绩。该运动员比赛经验丰富，爆发力强，技术动作协调稳定。产品分析该辅具的设计、制作需满足运动员的身体条件和运动习惯，具有显著的个性化定制产品的特征；运动员在座舱内需被支撑的身体部位包括背部、臀部和腿部；根据运动员的身体条件，臀部和腿部部位的支撑需具备良好包裹性，以保持运动员划桨时的身体稳定，背部支撑除了参与身体稳定支撑外，还需考虑划桨过程中的辅助发力。设计开展逆向工程利用手持式3D扫描仪对运动员身体和皮划艇座舱空间进行3D扫描获得设计所需数据信息；利用逆向工程软件，将3D扫描获取的运动员身体数据和皮划艇座舱空间3D数据转换成设计软件可用的数字模型。人机分析多途径调研皮划艇项目的技术特点，了解运动员的身体残障情况和运动员在划桨过程中的动态施力习惯；从人机工程的角度提炼项目实施的关键设计信息。设计开展设计过程开展基于3D扫描、3D打印技术的正向、逆向相结合的产品创新设计；设计过程按：“概念设计”—》“方案评议、选定”—》“方案细化”—》“结构设计”依序展开；3D打印模型制作在工程软件环境中完成运动辅具的外观设计和结构设计，进一步获得运动辅具用于3D打印的数字模型；根据该运动辅具的尺寸和结构特点，选择工业级光固化3D打印工艺设备进行加工制作实物模型。设计开展测试评价将运动辅具实物样品安装到皮划艇的座舱内，由运动员对使用效果进行验证，并反馈运动体验。根据样品的实际安装匹配情况和运动员的反馈信息，对设计方案做进一步的调整，直至得到最优设计方案。03知识拓展ComprehensiveApplicationExamples知识拓展逆向工程逆向工程（ReverseEngineering，RE）是集测量技术、数据处理技术、图形处理技术和加工技术于一体的工程技术，通过数据采集设备获取实物样件的外形数据，输入数据处理软件或带有数据处理能力的三维CAD工程软件进行处理并进行三维重构，在计算机上复现实物样件的数字化建模，在此基础上进行原样复制、修改或重新设计。逆向工程实施过程原型件的三维数据测量；测量数据处理，提取原型件的几何特征；原型件数字模型构建；CAD数字模型的检测与修正。知识拓展基于逆向工程的产品设计逆向工程通过3D扫描仪扫描产品获取三维数据，通过逆向设计软件和工业设计建模软件对采集的三维数字模型进行改型设计，实现从实物到三维数据的建模过程；逆向工程实现提高了对产品的改型或仿型设计、原产品的数据还原、数字化模型的检测等方面工作的效率。项目小结与综合训练04ComprehensiveApplicationExamples项目小结和综合练习项目小结本项目将3D扫描、3D打印技术等数字化技术引入产品创新设计过程中，完成了基于逆向工程的个性化运动辅具的设计与制作；3D扫描技术对产品设计的意义在于通过对实物外形和结构进行扫描，获得实物形体的三维信息，并进一步转化为设计软件可操作处理的3D数字模型，为实物的数字化提供了方便快捷的手段；3D打印技术以其生产高度柔性、制造过程几乎不受产品结构复杂度影响以及快速数字制造的工艺特点，为产品个性化定制问题提供了可行的解决方案。项目小结和综合训练边学边练：基于本项目的个性化定制体育用品设计方法，发散更多3D数字技术与体育运动相结合的设计情境；研究报告：针对该项目的技术实现路径，探讨以3D扫