机械设备造型设计论文

摘要：文章阐述了机械设备造型特征的定义，继而依据对国内外机械设备类产品的外观造型及其衍变趋势的分析，得出机械设备造型设计的方法，并通过实际案例，对机械设备造型特征提取设计方法进行验证，旨在为相关研究提供参考和指导，更好地发展我国机械产业。旨在为机械设备外观设计决策提供参考。下面是小编为大家整理的《机械设备造型设计论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

机械设备造型设计论文 篇1：

基于产品语义学的机械设备造型设计分析

摘 要：信息时代下，机械设备类产品的功能技术突飞猛进，但因其不在日常生活中常见，其造型设计普遍没有得到足够重视，大多较为枯燥、呆板、单一，趋于同质化。本文较为系统地从形态语义、材质语义、色彩语义三个方面分析机械设备产品的语义学内涵，阐述机械设备产品造型设计的要素，进而总结出基于产品语义学的此类产品的造型设计规律，为今后此类产品的设计达到功能与形式高度统一、产品文化内涵得到充分体现提供理论依据。

关键词：产品语义;机械设备;造型设计;设计方法

1 产品语义学

产品语义学是研究人造物的形态在使用情境中的象征特性，以及如何应用在工业设计上的学问。具体的内容是通过产品的形态、材料、质感、色彩等视觉语言来研究产品语义的内涵。这门科学以产品符号为出发点，研究产品的造型与功能结构、内涵意义及人和环境的关系，实现产品自我说明能力的准确性和有效性，强调产品对使用者引发的共鸣及影响，满足使用者多层次、多价值取向的要求。

2 机械设备的形态语义

《产品语义设计》一书给出了产品语义的外延性意义，即凭借产品的形态或元素，来表达辨识、识别及使用的目的，因此产品的形态设计在整体造型上，占用相当大的比重。机械设备这一类产品受结构、材料、生产工艺、使用情景等因素的制约较大，因此其整体造型的形态不会与同类产品有太大的区别，但仍可在细节上有多种语义传达。

机械设备常常是多个产品连接而成的整条生产线。各个产品间既要有此品牌的统一基因又要富有变化，以此来赋以产品生动、活泼之意;节奏和韵律也是既可体现在一个产品上又普遍应用于多个有关联的产品间，使其拥有秩序美;设备若具有对称和平衡设计的形态，可促进人们形成安定、踏实、稳重的情感认同;包裹性外壳不仅可以保护整个产品的核心技术部件，同时还将产品整合化，减少凌乱感;圆形的几何形态给人完美、和谐、无害之感，机械设备中半径较大的倒角设计可使产品更圆润，进而传达更多的舒适、亲切之意;方形及直角给人规矩、严肃、平衡之感，棱角分明的机械设备可传达严谨、稳重之意;曲线形态有运动、自由之感，机械设备中多视窗的排列设计、通风口的形态、把手的式样等都可运用曲线的美，来营造轻快、自在、愉悦的工作氛围。

机械设备的操作界面在短短十几年内，随着互联网科技的发展，大多已经从物理按键转化为触屏操作键，也正是此原因使得界面的变化日新月异，使用者对以往产品长期积累下来的认知与理解习惯变得缺乏稳定性和可靠性。因此在选取适当的形态时不可抛离使用者和使用环境，应考虑到避免使用者的被动認知负担，通过设计最恰当的操作键符号使操作者对产品的了解方式由学习和适应转为习惯和熟练，以此减少挫折感，增加舒适感。

3 机械设备的材质语义

机械设备受其功能、环境、成本制约，所用材料不及日常生活用品可选材料范围广，但质感仍有哑光与高光、柔软与强硬、光滑与粗糙、干燥与湿润之分，不同材质的恰当结合可以赋以产品层次感。

不同材质本身有自己固有的功能语义，如玻璃透明、清澈、明亮，使用者可以从观察窗中快速直白地了解到机器的运行状况，同时在外观造型上可以减少庞大机器带来的沉闷感，给人以呼吸感和开阔感。还有些材质运用在产品中，可以更充分地展示其自身的特性语义，如橡胶的柔软、隔热、绝缘属性，不需文字标注就可直观地向操作者传达其安全、舒适的语义;再如与玻璃一样属于非完全不透明材料的毛玻璃，就有朦胧、暧昧、柔和的语义，与此类似的还有硅胶、和纸等;不易变形的钢板拥有强劲、耐用、坚硬的语义;铸铁表面为哑光，纹理相对粗糙，有历史感，强调了朴素、稳重的语义;经拉丝处理的金属运用在机械设备上也可以增加产品的潮流感和灵动感;高光且高亮的金属运用在不同的机械上或有轻快感，或有高级与奢华之感。

在尊重材料本身质感的基础上，运用更丰富的加工处理方式，也可使产品拥有冲突美。如用有坚硬、稳定语义的金属材料去做有温柔、亲切、优雅语义的曲线形态产品，使产品和谐而拥有独特的魅力。形、质结合，设计出可体现出一定的情感价值的优秀产品也是设计师的一大追求。

4 机械设备的色彩语义

产品语义学来源于符号学，产品语义与符号相同，都是基于人们原始的认知。人们在日常生活中的习惯告诉我们，色彩明度高的红色和黄色易于人们发现和识别，因此有警示作用，普遍应用于使用环境复杂的机械设备产品上。

除此之外，平日里作为具有审美和装饰作用的色彩，同时有象征性的符号意义。色彩区分设计是功能性强、外观结构变化空间小的机械设备类产品最容易体现其企业文化内涵的一种方式。如大面积的蓝色运用，表达了企业沉稳、冷静的生产理念，也可以培养用户沉稳处理工作细节的行为方式。绿色的灵活运用暗示了产品能带给生产制造商更节约更环保的生产制造效果，绿色也有安全、活力、新生的语义，展现企业文化与当代自然环境、文化环境的相融性。线性的蓝色点缀在机械设备上，给人一种精尖技术的科技感，完美切合其品牌以技术为核心的服务理念。还有企业以阳光朝气的橙色或热情洋溢的红色作为多个产品系列化的关联色，拥有较强的辨识度，也容易在众多品牌中脱颖而出。色彩语义的象征义可以赋予产品品牌化和时尚感，也使企业文化的独特魅力得到充分体现。

结合工艺、成本因素，机械设备的主题色应选取数量不超过两个的色彩，并适当降低色彩纯度，可彰显产品主体的庄重，同时设备中的色彩运用还要遵循与周围环境相协调的原则。精密细致的工作需要给人冷静沉稳的工作环境，在此基础上，小面积地辅助运用一些鲜艳明快的个性色彩做中和，既可以使产品整体拥有色彩的对比性、丰富性，同时还可以减轻长期作业带来的疲劳感和紧张感，增强使用者的熟悉感和亲切感，带给消费者愉悦的精神体验，在保障安全性的同时对工作效率的提高也有一定作用。此外，不少机械设备产品选用象征冷静理性的灰色作为产品主题色，部分形态选取用代表高稳定性的深色覆盖产品底部或下半部区域，也是色彩语义的经典运用规律。

色彩还有区域划分的功能，功能多且复杂的操作系统如若以色彩进行分区，可以给使用者明确的指示，此方法多用于操作界面的设计中。

5 结语

机械设备产品有其特定的使用环境、使用人群及功能要求，也就形成了相应的机械设备产品独特的形态语义、材质语义和色彩语义，分析总结出三者的合理运用法则及表达规律，将此运用到以后的设计中，更便于设计师为用户呈现出一个具有自明性、易操作，同时还可以恰当展现其精神面貌的优秀产品。

参考文献：

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[2] 黑川雅之（日）.素材与身体[M].吴俊伸，译.河北美术出版社，2013.

[3] 戴端，吴卫.产品形态设计语义与传达[M].北京：中国高等教育出版社，2010.

作者简介：郭靖（1993—），女，内蒙古人，天津工业大学机械工程学院研究生。

作者：郭靖 胡昌格

机械设备造型设计论文 篇2：

机械设备外观特征分析与设计

摘 要：文章阐述了机械设备造型特征的定义，继而依据对国内外机械设备类产品的外观造型及其衍变趋势的分析，得出机械设备造型设计的方法，并通过实际案例，对机械设备造型特征提取设计方法进行验证，旨在为相关研究提供参考和指导，更好地发展我国机械产业。

旨在为机械设备外观设计决策提供参考。

关键词：机械制造业；设备外观造型设计；视觉美感；功能优先

在全球经济一体化深化背景下，机械制造行业蓬勃发展，技术逐渐成熟，市场竞争日益激烈，用户开始对工业设备的易用性、人机交互、人机工学及造型设计等提出更高的标准。但站在全球市场的角度审视我国工程机械设备行业，我国机械设备的外观造型设计发展较晚，整体水平与国际知名企业相比仍存在一定的差距，一些企业在产品研发过程中没有考虑到外观造型设计带来的视觉心理效应，从而忽略了对产品外观造型设计的研究与探索。针对上述不足，本文结合相关理论知识，就工程机械产品外观造型设计作简要分析和探讨。

1 机械设备造型特征的定义

造型是产品的三维空间形状，它由产品自身的点、线、面、体组成。特征是造型独特或显著地部分，它需要将造型元素的组织化和结构化，并能够作为标志性的、区别性的、可辨识的显著造型特征。造型元素并不一定是造型特征，但造型特征源于造型元素产品中的造型特征，它是指一个物品能够区别于其它物品的显著特点。

机械设备的造型特征包括对其本身造型表达有重大影响的点、线、面、体等元素。这些元素的大小、位置、比例可以对机械设备造型有一个基本的描述，并能够表达机械设备需要体现的功能信息、品牌信息、历史信息等。在机械设备造型设计的过程中，功能是需要优先考虑的要素，当造型设计与功能产生冲突时，应坚持功能优先的原则。机械设备整体造型特征基本由内部功能结构决定，局部以及细部的造型设计、修饰美化更能加强造型特征，两者相互影响和制约。因此，以造型特征作为研究机械设备造型的手段具有极高的可行性。

2 基于造型原则的机械设备造型趋势

机械设备的核心价值体现在其专属功能，功能得以实现的基础在于其内部功能结构组成，若一味追求美观而忽视内部结构组成就将失去进行造型设计的意义。因而机械设备生物内部结构组成确定其基础造型尺寸和比例，造型需要在此基础上完成。不同的成型工艺对产品的造型结构有着不同的要求，所得的外观造型也会大不相同。产品的造型设计必须满足生产工艺的要求，并且与生产设备、技术水平和成型方式相适应。

纵观国内外工程机械发展，国外机械设备品牌的制造工艺和工业设计水平领先于国内同行许多。经过几十年发展、几代设计师精心打造，机械设备已经摆脱了单调、冰冷、机械味十足的呆板面孔。在现代技术高度发展的情况下，出现了像德马吉、吉特曼、马扎克等追求简洁现代理念的企业。他们投入大量的人力物力财力在外观设计上，充分运用现代设计理念，打造了一台又一台经典的机械设备。这些机械设备比例匀称，造型优美，线条简练，配色富有变化，装饰设计也及其有设计感，给人精雕细琢的印象。

3 机械设备的常用造型特征提取

对大量国内外的优良机械设备外观造型进行分析研究，获取造型特征，总结机械设备外观的设计方法。其中包括设备外观的尺度与比例、对称与均衡，设备的安定与轻巧，设备外形的过渡与呼应。只有遵循美学原理以及当代的审美趋势去创造，才能塑造出产品“美”的形象。

3.1 比例与尺度

比例构成了事物之间以及事物整体与局部、局部与局部之间的匀称关系。产品造型时既要满足技术、功能上的需求，又要让受众在视觉上感到比例得当。世界上没有独一无二或一成不变的最佳比例。因而常用比例关系有黄金比例（1：1.618）、相加数级比例、平方根矩形、整数比例等。黄金分割法是最经典的造型比例，运用广泛；相加级数比的数字为整数；平方根矩形比率使设备的整体与局部、局部与局部之间，具有相似的比例关系，以获得统一调和之效果。整数比的比例关系简单，给人以条理清晰之感，适合现代机械设备生产的要求。尺度则是一种衡量标准，最常用的参照标准则是人体尺度，以达到产品与人的协调关系，符合人机交互学原理。

3.2 对称与均衡

对称是事物的结构性原理，如人的面部是一种左右的对称。机械设备造型常用对称的形式营造出稳定、安全、庄重的美感。由于观看者常将视觉停留在对称线上，这使设备给人以呆板、单调的感觉。均衡则是两个以上要素之间构成的均势状态，它强化了事物的整体统一性和安全感。均衡是依据支点表现出的力学和心理上的平衡方式。设备良好的均衡效果使设备具有生动、灵巧、轻快的特点，给人一种生动活泼和动态的感觉，表1所示。在运用均衡方式进行造型设计时，不仅要妥善处理该设备各部分形状及相对位置和大小，还要利用色彩、材质、表面装饰等进行配重，以此在大小、轻重、明暗或质地之间构建平衡感。在机械设备外观造型设计中，恰当地处理对称与均衡，能够获得良好的设计效果，使设备安全运行，并方便操作。

表1 对称与均衡的比较

3.3 安定与轻巧

安定是指在造型设计时，为了保持设备自身的稳定，在靠近地面的部分做得具有厚重感，设备重心越低越显得安定。物理安定指设备的中心满足设备在使用稳定安全的需求；视觉安定指设备在外部形态的视觉上给人稳定安全的感觉。在机械设备造型设计中，应做到物理安定与视觉安定两者兼顾。轻巧则与安定相反，它给人轻松、灵巧的视觉和心理感受。为了使设备显得轻巧，常用的处理方式有挖空、凹面，也可采用鲜亮的色彩和精细的表面处理或者提高重心等手段来获得轻巧效果。安定与轻巧是设备造型美的对立统一的两个方面，只有安定缺少轻巧的设备会显得笨重、呆板，而缺少安定而太过于轻巧的设备会给人轻浮的感觉。在设备外形设计中，妥善处理好安定与轻巧的关系尤为重要。

3.4 过渡与呼应

过渡是指设备的两个相邻形体采用逐渐演变的形式把两者联系起来，以获得调和一致的视觉和造型效果。例如两相邻面之间用平面或者曲面作为过渡，使设备显得更自然柔和。对机械设备进行外形设计时，要依据产品自身形体面的大小，选取合适的过渡圆弧和过渡平面。呼应是指在设备造型的对应部位，采用相同或相似的形、色、质等特点进行处理，使它们之间在造型、色彩、质感、大小等取得视觉效果的一致性，构成一个完整的整体，如刚柔相济、动静结合。这使得不同性质的形式要素联系在一起，整体造型取得和谐、统一、均衡和稳健的审美效果。

4 机械设备的常用造型特征运用实例

以机械设备精密离心机为对象，运用机械设备的常用造型特征对其进行造型设计。依据上文的方法，首先确定该设备的造型比例及尺度大小，造型比例及尺度都要受到内部功能模块制约的，同时也要受到操作者的生理尺度的影响规范。精密离心机是用于惯导加速度计校准的关键设备之一，把待检测（或校正）的加速度计放入设备中，通过模拟加速度计的实际工作环境来对加速度进行检测或校正。在电机驱动下，离心机工作平台（或转臂）绕回转轴线做旋转运动，当旋转角速度为w时，离心机在工作平台半径为R处的的向心加速度为a=w2R，该向心加速度就是离心机复现的标准加速度，图1为其内部功能模块的简化图。

内部功能结构件需要包覆在罩壳内部，精密离心机主体的罩壳是指除了门、观察窗、门把手之外的外观覆盖件，外观罩壳占整个离心机的比例最大，是设计的重要部分。对于这类回转体，以内部结构比例为基础，根据经验可以采取整体对称设计的手法。首先设计出初步的对称模型见图7。

造型显然过于安定和对称，让人觉得枯燥而呆板，缺乏设计感和现代感，因而需要经过安定到轻巧的演变，见图2。

为了使离心机的造型更加和谐统一，再进行进一步过渡与呼应，见图3。

数据采集箱占整个精密离心机的比例大，是造型的重要部分。设计过程中，应充分考虑其与离心机主体的位置和大小关系，满足对稳定性的要求。而且，由于要对其进行检修，数据采集箱的造型设计中要有方便拆卸的结构。根据其内部结构特点，其造型可以参考讲桌、台灯等。数据采集箱的整体造型风格应与离心机主体保持一致，使整个离心机外观造型和谐统一。在造型设计中，要妥善处理好安定与轻巧的造型法则，避免过渡追求稳定形成厚重、呆板的形象，也要防止过于追求轻巧使设备显得单薄和轻浮。

5 结语

总之，任何一项成功的设计都离不开相应的程序，这要求设计者在进行工程机械产品外观造型设计时，必须充分掌握相关理论基础，坚持功能优先的原则，明确设计目的及作业环境，选择科学、合理的设计方法，科学地将技术与艺术相结合，提高外观设计合理性，使产品外观设计更符合规律，达到设计目的。文章提出了符合当今一般审美的机械设备产品外观造型设计方法，将此方法运用到机械设备的造型设计中，在保障设备功能发挥的基础上，对提高机械设备产品整体造型的设计感，满足产品使用者的审美需要，提高产品企业的识别性，在同类产品中脱引而出都具有重要意义，具有一定的指导价值。

参考文献

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[4]周红宇；苏晨；戚得众；艾险峰.基于钣金工艺的机械设备造型设计研究[J].机械科学与技术.2015（10）.

作者：陈丽雪

机械设备造型设计论文 篇3：

基于形状文法的纺织机械产品造型设计

摘要：研究纺机产品造型设计的流程及方法。基于形状文法，利用形状文法推演规则，并结合湖北天门纺机的并条机造型设计的实例应用展开。首先分析并条机的造型要素，其次收集同族产品提取出其典型造型特征，推演出新的形狀，最后将新形状运用到并条机造型设计中。以天门纺机的并条机造型设计为例验证了此设计方法的可行性，对并条机造型进行优化设计，建立系列化的产品形象，能够为纺机产品造型设计的提供方法参考。

关键词：形状文法 纺织机械产品 造型设计 产品形象

文献标识码：A

引言

我国将主要发展目标定为建设高端纺织机械制造业，从而推动我国纺织机械产业的升级与发展。而在近几年新型技术已经不再是限制我国纺织机械行业发展的主要原因，尽管国内纺机在市场占有比重较大，但与国际上仍有较大的差距，主要体现在品牌辨识度、设计理念与产品造型特征等方面，产品“同质化”忽视品牌形象及产品形象成为限制我国纺织行业提升的重要原因。使纺织机械形成独特的产品造型风格对于纺织机械企业而言刻不容缓。而产品风格中存在隐性形态生成产品的造型基因，则可以构成该企业特有的产品形象，梳理自身品牌形象。基于以上背景，本文引入形状文法，从国内外知名并条机造型及历代品牌并条机和合品牌文化中提取出基本形态，作为形态推演的造型元素，最终选取符合并条机的造型元素作为造型基因将其应用到实际并条机造型中，验证其司行性。

一、形状文法与纺织机械

（一）形状文法理论

形状文法在19世纪70年代由麻省理工学院建筑系教授乔治·斯提尼提出[1]。他在文献[1]中详细阐述了形状文法的概念及系统。形状文法与语言的结构与关系相似，有一定的规律性。具体来说其能够遵循人们的设计要求和思维，通过特定的规则产生新的形态[2]。而在造型设计中，也可以通过特定的规则使原有造型形态产生新的形态。

根据形状文法的定义，形状文法公式为SG=（S，L，R，I），主要由四部分组成其中：

SG-初始形状通过执行推演规则得到新形状的有限集合;

S-形状的有限集合;

L-符号的有限集合

R-推演规则的有限集合

I一初始形状

（二）形状推演演变规则

初始形状可通过推演规则衍生出新形状，推演规则可分为：1）生成性规则;2）修改性规则。通过推演规则对形状进行演变可以衍生出新的形状，有利于企业产品进行产品造型的创新。具体形状规则见表1。

在执行形状文法规则时，初始形状一致的情况下：规则一致，得到的新形状相同;规则不一致且顺序不一致，得到的新形状不一致。反之初始形状有差异，规则不一致则得到的新形状则完全不同。

（三）形状文法与纺织机械造型设计

形状文法最早运用于建筑领域。1978年，乔治·斯提尼和米特海尔教授总结了帕拉第奥建筑的相似特征，验证了形状文法的实用性叫。形状文法能够继承已有的形态，在赋予其新的规则后还可以推演出新的形态，可以缩短设计周期.产生系列化的产品形成良好的产品形象，因此受到了设计界的欢迎并逐渐应用到其他的领域，在产品识别与创新涉及领域应用较多。

近几年，国内的学者开始将形状文法应用到工业设计领域的造型设计方面。在造型设计的研究方向主要为：一对现有产品设计风格进行分析、描述及总结;二对原有的产品设计风格的延续或者形成全新的设计风格[3]。例如王伟伟等提出一种以电动踏板车的形态设计对形状文法进行说明构建创新产品形态的推演模型的方法;孙志学等以应急通讯车为例将形状文法与感性工学结合，建立了多因素约束的情况下的产品造型特征风格的推演模型;卢兆麟等提出了一种运用形状文法对产品设计DNA推理生成具有连续性风格产品造型的方法;王伟伟等运用形状文法，对传统纹样典型形态进行分析，从而形成新的纹样形状。

形状文法在纺织机械产品造型设计领域仍较少。将形状文法运用到纺织机械的造型设计中，能为高端纺机制造业的建立做出重大重用，形状文法能够继承已有的形态，在赋予其新的规则后还可以推演出新的形态，对形成系列化的产品，建设产品形象，提高品牌形象也有着重要作用。

因此本文以纺机中的并条机为研究对象，执行形状文法推演规则生成新的造型元素，优化并条机的造型，有助于建立系列化的产品形象提升品牌形象及品牌辨识度。

二、并条机形状文法造型设计方法

（一）设计思路及基本流程

针对产品的造型设计进行形状文法推演的过程可概括为三步骤：

（1）首先收集目标样本提取出初始形状。

（2）选择适合的形状推演演变规则R，对已标记的有限集合L的不同的初始形态进行推演变换，衍生出新的形状。

（3）从新的形状集合中挑选出最为合适的形状应用衍生出新的产品造型。

并条机的造型设计不仅要考虑其美观性，更需要考虑到产品的实用性及功能目的性，对于纺织机械设备这种工业产品，从设计的实用性考虑，其造型设计首先要保证其功能及技术条件，且能够满足实际生产的前提下，进行最大的优化设计。

根据以上对形状文法的分析，在并条机的造型设计中，形状文法的公式具体表现为：S为企业历代产品中经过稳定发展形成的具有代表性的基本造型元素。R为推演规则的有限集合，按照规则对形状进行推演衍生出新的形状有利于企业产品进行造型的创新。L在并条机中会受到结构或尺寸的限制。Il为企业产品特征的初始造型元素。

并条机的形状文法推演过程为：一是选定某企业的并条机最为研究对象，对旗下的并条机进行整理;二是归纳品牌文化中表现出的品牌诉求及分析并条机的造型特征，提取具有代表性的造型元素作为初始形状;三是确立外部约束;四是选择推演规则，执行形状推演规则，得到新形状;五是将得到的新形状运用到并条机的造型设计中。具体设计流程见图1。

（二）制定推演规则

推演规则可分为两大类生成性规则和修改性规则，产品的设计创新期大多应用生成性规则，修改性规则多应用于继承原有产品特征前提下的产品优化期。依照不同的需求进行选择，本文中并条机的造型设计旨在形成系列化产品形象，提升品牌辨识度，是在其原有的造型上的优化设计，因此在此次产品形状推演过程中以修改性规则为主，生成性规则为辅。

三、实例应用

本文以湖北天门纺机公司（以下简称天门纺机）旗下的并条机造型设计为例，根据上诉总结的设计思路及流程应用形状文法推演出并条机的新造型。

（一）并条机的造型要素分析

为分析并条机的主要造型要素，对并条机的技术人员进行访谈调查，总结出并条机的主要由机身、牵伸操作区、导条罗拉、棉条筒四个大部分组成，而并条机的主要造型要素主要包括机身和牵伸机壳，牵制区域的操作台、挡板、机柜、视窗、散热孔等。主要结构见图2。

（二）天门纺织品牌文化提炼

对并条机的造型设计，首先需要对其品牌特有的文化进行解读，提炼出企业诉求为造型设计提供设计定位。其次需要收集产品族群，分析其造型形态元素。结合两者提取出并条机造型的典型特征为初始形状。

并条机是天门纺织企业的主导产品，在高新技术方面具备较强自主开发能力。其企业发展目标：打造高端纺织装備制造为目标，始终掌握行业最新动态和前沿技术。具体方针为二大类十二点：一、品质与提升（1.提升纺织装备竞争实力;2.推动产品研发与创新;3.提高智能制造水平;4.提供优质服务;5.践行科学决策;6.建立新型应急机制）。二、工业与强基（1.提升技术实力;2.着眼零部件与材料应用性能;3.加快工艺改良;4.强调人机设计;5.强化技能基础与标准;6.重视技术合作平台）。

通过分析天门纺机的企业文化，可以将该企业的品牌定位归为：前瞻性、高质量、稳定、严谨、个性、不断创新。且从方针中提取出数字2与12作为形状的角度。

（三）天门纺织并条机的典型特征提取

产品族群可以分为两类，一是遵循一定的分类规则划分后，不在同一特征集的产品所组成的异族群;二是由拥有一致或相似特征属性的产品组成的同族群[4]。因此本次研究中主要收集并条机的同族群用来分析。收集天门纺机的并体机图片，并将其分类整理，选择其中五款对本次研究有价值的代表性并条机样本。分别对这五款并条机的整体外观造型分析进行线条提炼，提取机身正面、视窗、牵伸机壳侧面、操作面板、散热孔、机柜、把手、挡板等造型的显著形态特征形成形状集合具体见图3。

针对同族群样本造型形态，运用形状文法归纳提取，得出天门纺织机械股份有限公司旗下的并条机造型元素相对杂乱没有形成系列化产品，其造型形态大多采用简洁的线条和几何形态如图3中所示，从它们中删除重复性造型形态，选取具有典型造型特征的元素且形态与其他部件有相似性的形态作为初始形状l具体如表2所示。

（四）并条机造型设计外部约束

并条机是纺织机械装备，而对于纺织机械设备这种工业产品，它的造型设计首先要保证其功能及技术条件，且能够满足实际生产的前提下，进行最大的优化设计。其主要约束为：1.满足并条机尺寸;2.部件之间的空间尺寸关系约束;3.遵循最小化设计原则，以便在降低成本的同时减少占据空间[5]。4.遵循美学原则，并条机各要素形状尽量统一，使造型更加整体。5.满足企业诉求与定位，建立系列化产品形象。

（五）执行形状文法推滨

综合上述的主要约束规则，对得到的并条机造型的初始形状进行推演，应用修改性推演规则：拉伸（R1）、缩放（R2）、平移（R3）、错切（R4）、微调（R5）、镜像（R6）;应用生成性推演规则：置换（R7）。考虑到造型的整体性，在形状推演规则中形状将首先以视窗推演出的新形状为基准，其余要素推演出的新形状都要与其相似。且融合方针中提取出数字2与1 2作为形状的角度。但考虑到部分结构所带来的限制在推演中根据实际情况进行调整。最终获得新图形。图4是对推演过程的部分示意图，其中以视窗为例，用Q形态为基础，运用镜像（R6）得到Q1，运用缩放（R2）将Q1i缩小到需要的尺寸生成Q2，运用平移（R3）对Q2中C、D两点平移拉伸得到Q3，运用微调（R5）将Q3中EF线段的倾斜度调整为12。形成最终的视窗新图形。以此类推得到其余要素的新图形。

（六）方案展示

将推演出的新形状应用到并条机的造型中，将形状用Rhino建模对影响并条机外观造型的机身、牵伸操作区、视窗等区域重新设计并制作出效果图，将形态根据结构的制约进行细节的调整，最终的方案效果见图4所示。结语

本文研究了基于形状文法的纺织机械设备造型设计的应用方法。以天门纺机的并条机为例，选取该企业的并条机样本并对其造型进行分析，从中提取出典型的造型特征，利用形状文法推演过程，得到新的造型元素，并将其应用到并体机造型设计中，获得最终方案的具体过程进行论述。结果表明，形状文法能够有效地延续产品本身的造型特征并加以优化造型设计，建立系列化产品形象，提高企业品牌辨识度。为今后的纺织机械设备造型设计提供一种可行性方法。.

参考文献

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[2]卢兆麟，汤文成，薛澄岐简论形状文法及其在工业设计中的应用[J]装饰，2010（02）：102-103

[3]陈满儒，李阁，王伟伟基于感性工学和形状文法的智能手表造型设计研究[J]机械设计与制造工程，2016，45（11）：82-85

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作者：杨舒钰 马或