工業(yè)設(shè)計(jì)概論及綜合應(yīng)用實(shí)例 課件 第11章 運(yùn)動器材類產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例

IntroductiontoIndustrialDesignandComprehensiveApplicationExamples工業(yè)設(shè)計(jì)概論與綜合應(yīng)用實(shí)例DESIGN第十一章運(yùn)動器材類產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例DESIGN03/知識拓展01/項(xiàng)目背景02/設(shè)計(jì)展開04/項(xiàng)目小結(jié)與綜合訓(xùn)練目錄ContentsDESIGN01ComprehensiveApplicationExamples項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景項(xiàng)目內(nèi)容社會背景技術(shù)變革對殘疾人體育運(yùn)動及其開展產(chǎn)生著深遠(yuǎn)影響。輔助技術(shù)也正在變得更加專業(yè)化，專為運(yùn)動員量身定制的裝備已經(jīng)大量投入使用。項(xiàng)目設(shè)計(jì)價值與目的以3D掃描、3D打印為代表的數(shù)字智能制造技術(shù)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)開展提供了新技術(shù)、新方法、新元素。為殘疾人運(yùn)動輔具個性化定制問題提供了可行的解決方案。設(shè)計(jì)重點(diǎn)、難點(diǎn)殘疾體育運(yùn)動輔具設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)重點(diǎn)、難點(diǎn)面向殘疾運(yùn)動員的運(yùn)動輔具的設(shè)計(jì)制造涉及人機(jī)工學(xué)、運(yùn)動力學(xué)等一系列專業(yè)學(xué)科，應(yīng)在激發(fā)運(yùn)動員潛能突破成績的同時，最大程度避免因訓(xùn)練、比賽不當(dāng)造成二次受傷。本項(xiàng)目從人機(jī)工學(xué)、個性化定制方面入手，對面向殘疾運(yùn)動員的皮劃艇運(yùn)動輔具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探索。面向普通殘疾人群的輔具圍繞功能代償作用、功能補(bǔ)償作用、支撐和穩(wěn)定作用、預(yù)防和矯正作用、促進(jìn)和改善機(jī)能作用等5方面開展設(shè)計(jì)；面向殘疾運(yùn)動員的運(yùn)動輔具除上述要求以外，還應(yīng)滿足比賽中穩(wěn)定性和速度方面的更高要求。設(shè)計(jì)展開02ComprehensiveApplicationExamples設(shè)計(jì)開展用戶分析本項(xiàng)目運(yùn)動輔具的使用者為我國靜水女子皮劃艇運(yùn)動員，兒時患小兒麻痹致殘，多次獲得全國錦標(biāo)賽冠軍，并在國際比賽中取得優(yōu)異成績。該運(yùn)動員比賽經(jīng)驗(yàn)豐富，爆發(fā)力強(qiáng)，技術(shù)動作協(xié)調(diào)穩(wěn)定。產(chǎn)品分析該輔具的設(shè)計(jì)、制作需滿足運(yùn)動員的身體條件和運(yùn)動習(xí)慣，具有顯著的個性化定制產(chǎn)品的特征；運(yùn)動員在座艙內(nèi)需被支撐的身體部位包括背部、臀部和腿部；根據(jù)運(yùn)動員的身體條件，臀部和腿部部位的支撐需具備良好包裹性，以保持運(yùn)動員劃槳時的身體穩(wěn)定，背部支撐除了參與身體穩(wěn)定支撐外，還需考慮劃槳過程中的輔助發(fā)力。設(shè)計(jì)開展逆向工程利用手持式3D掃描儀對運(yùn)動員身體和皮劃艇座艙空間進(jìn)行3D掃描獲得設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)信息；利用逆向工程軟件，將3D掃描獲取的運(yùn)動員身體數(shù)據(jù)和皮劃艇座艙空間3D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)軟件可用的數(shù)字模型。人機(jī)分析多途徑調(diào)研皮劃艇項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)，了解運(yùn)動員的身體殘障情況和運(yùn)動員在劃槳過程中的動態(tài)施力習(xí)慣；從人機(jī)工程的角度提煉項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵設(shè)計(jì)信息。設(shè)計(jì)開展設(shè)計(jì)過程開展基于3D掃描、3D打印技術(shù)的正向、逆向相結(jié)合的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)過程按：“概念設(shè)計(jì)”—》“方案評議、選定”—》“方案細(xì)化”—》“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”依序展開；3D打印模型制作在工程軟件環(huán)境中完成運(yùn)動輔具的外觀設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步獲得運(yùn)動輔具用于3D打印的數(shù)字模型；根據(jù)該運(yùn)動輔具的尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇工業(yè)級光固化3D打印工藝設(shè)備進(jìn)行加工制作實(shí)物模型。設(shè)計(jì)開展測試評價將運(yùn)動輔具實(shí)物樣品安裝到皮劃艇的座艙內(nèi)，由運(yùn)動員對使用效果進(jìn)行驗(yàn)證，并反饋運(yùn)動體驗(yàn)。根據(jù)樣品的實(shí)際安裝匹配情況和運(yùn)動員的反饋信息，對設(shè)計(jì)方案做進(jìn)一步的調(diào)整，直至得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。03知識拓展ComprehensiveApplicationExamples知識拓展逆向工程逆向工程（ReverseEngineering，RE）是集測量技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、圖形處理技術(shù)和加工技術(shù)于一體的工程技術(shù)，通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲取實(shí)物樣件的外形數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)處理軟件或帶有數(shù)據(jù)處理能力的三維CAD工程軟件進(jìn)行處理并進(jìn)行三維重構(gòu)，在計(jì)算機(jī)上復(fù)現(xiàn)實(shí)物樣件的數(shù)字化建模，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行原樣復(fù)制、修改或重新設(shè)計(jì)。逆向工程實(shí)施過程原型件的三維數(shù)據(jù)測量；測量數(shù)據(jù)處理，提取原型件的幾何特征；原型件數(shù)字模型構(gòu)建；CAD數(shù)字模型的檢測與修正。知識拓展基于逆向工程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)逆向工程通過3D掃描儀掃描產(chǎn)品獲取三維數(shù)據(jù)，通過逆向設(shè)計(jì)軟件和工業(yè)設(shè)計(jì)建模軟件對采集的三維數(shù)字模型進(jìn)行改型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從實(shí)物到三維數(shù)據(jù)的建模過程；逆向工程實(shí)現(xiàn)提高了對產(chǎn)品的改型或仿型設(shè)計(jì)、原產(chǎn)品的數(shù)據(jù)還原、數(shù)字化模型的檢測等方面工作的效率。項(xiàng)目小結(jié)與綜合訓(xùn)練04ComprehensiveApplicationExamples項(xiàng)目小結(jié)和綜合練習(xí)項(xiàng)目小結(jié)本項(xiàng)目將3D掃描、3D打印技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)引入產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程中，完成了基于逆向工程的個性化運(yùn)動輔具的設(shè)計(jì)與制作；3D掃描技術(shù)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意義在于通過對實(shí)物外形和結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，獲得實(shí)物形體的三維信息，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)軟件可操作處理的3D數(shù)字模型，為實(shí)物的數(shù)字化提供了方便快捷的手段；3D打印技術(shù)以其生產(chǎn)高度柔性、制造過程幾乎不受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜度影響以及快速數(shù)字制造的工藝特點(diǎn)，為產(chǎn)品個性化定制問題提供了可行的解決方案。項(xiàng)目小結(jié)和綜合訓(xùn)練邊學(xué)邊練：基于本項(xiàng)目的個性化定制體育用品設(shè)計(jì)方法，發(fā)散更多3D數(shù)字技術(shù)與體育運(yùn)動相結(jié)合的設(shè)計(jì)情境；研究報(bào)告：針對該項(xiàng)目的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑，探討以3D掃