校園多功能道路清雪車設計探究

劉振達 趙婷

本文針對校園清雪設備為主要研究方向，改變現(xiàn)有清雪車的排雪和處理雪的方式，采用仿生（獨角仙）設計，運用有設計感的曲線造型，讓駕駛者在使用清雪車時不會感受到機械的冰冷感。在功能上，可實現(xiàn)對“浮雪、積雪、冰雪”三種狀態(tài)雪的清理，實現(xiàn)一車多功能。清雪車整體采用可旋轉式設計，在處理雪時更加方便;車采用履帶式，防止側滑，可提高在校園內(nèi)的安全系數(shù)，使師生安全出行。本次設計引入產(chǎn)品造型語義學與設計心理學，力求在生理上和心理上均可滿足除雪工作人員更高層次的需求，提升清雪工作效率，達到設計使生活更美好的目的。

1 校園清雪現(xiàn)狀及調(diào)研

我國北方冬季氣候嚴寒，伴有多次、大規(guī)模強降雪，冰雪路面導致交通事故發(fā)生率是平時的4-5倍，在校園內(nèi)學生因雪受傷也只升不降，國家每年因此造成的經(jīng)濟損失達幾千萬元。道路的清雪問題已經(jīng)越來越引起各級政府部門的關注和重視，而且校園道路環(huán)境特殊，體現(xiàn)為道路窄、路口多、人流量大等方面。所以針對校園設計一種多功能、高效率的清雪車是有重要意義的。

相對于公路等其他路面及場地，校園內(nèi)路線復雜、道路窄、面積小等，不靈便的大型清雪設備無法在校園內(nèi)作業(yè);另一方面，校園內(nèi)相對于校外，人員冗雜，由于上課隨時都有不定的同學行走，現(xiàn)有清雪車的濺射、噴射式的清雪方式給同學們帶來了極大的安全隱患，所以在校園內(nèi)更多的是人工除雪，這也給校園內(nèi)工作人員造成了超負荷的工作?！案⊙惫ぷ魅藛T要人工大面積清掃;被車輛和同學踩實踩硬的厚雪，工作人員需要用特殊的工具手工“剁”，浪費大量的人力物力。現(xiàn)有的清雪機械不能更好的適用于校園，對校園清雪車的設計有很大的發(fā)揮空間。

2 設計構思及方案

清雪工作會因清雪的環(huán)境不同會有不同的清雪方式，例如：面積大的開闊場地，除雪要采用速度快、工作截面寬的設備;道路窄，凹凸不平的路面，卻只能用人工去清理。所以，在進行設計前，需要細分校園環(huán)境，明確需要解決的問題后再有針對性地解決。同時我們要引用設計心理學，從心理層面滿足清雪工作人員或清雪車駕駛員的心理需求，使他們在使用清雪車的時候不會產(chǎn)生厭煩、枯燥感，用設計去幫助清雪工作人員，降低超負荷的勞動量。讓設計的產(chǎn)品改變校園清雪的工作模式。

由于校園環(huán)境特殊，對清雪車的設計有著不同的要求，在結構、功能、舒適性、安全性上都需要進行深入的設計。目前傳統(tǒng)的清雪車款式較多，都可以滿足清雪的功能，但是在功能上卻是單一的，排雪的方式也是不能夠適用于校園的。從清雪車的功能上說，大面積使用應是清雪工作面大、速度快;小面積凹凸不平的路面使用清雪車應該是體積小巧、輕便靈活;在校園內(nèi)使用的清雪車則追求高效率、安全、舒適、多功能;“浮雪-積雪-冰雪”這三大狀態(tài)的雪又可細分為新雪、粉雪、粒雪、壓雪、冰雪、冰膜和冰雪混合物?，F(xiàn)有的清雪車是很難兼顧清理這么多種狀態(tài)的雪的功能。浮雪清理要有滾刷裝置;積雪清理要有輥輪裝置;冰雪清理需要特殊的破冰裝置;余雪清理要有掃刷裝置;排雪的方式不同也需要不同的結構裝置。

根據(jù)這種特殊的校園環(huán)境，結合清雪工作人員的需求和清雪車駕駛員的心理因素，設計一款多功能的清雪車。運用仿生設計方法，將整體造型仿照生物獨角仙的形態(tài)，將清雪車的功能分為3大模塊，分別體現(xiàn)清雪、破冰、集雪。也可以更換滾刷，調(diào)整工作模式，在秋季可以掃落葉，一車多用，更加經(jīng)濟。

清雪車最基本的作用是滿足平常清雪的作用。結合設計調(diào)研，本次設計的重點放在外觀造型和使用功能上，如圖1，圖2。

1）外觀造型上：外觀造型設計采用仿生設計，采用曲線外形，避免出現(xiàn)鋒利的棱角，使其給人的感覺不是那么生硬、那么冰冷。同時流線型也能夠使清雪車更有設計感，具有一定的親和力，讓清雪工作人員不會覺得在使用一個大鐵塊，而是一個具有獨特造型、帶有設計感的清雪車。外表新穎大方且功能強大的清雪車避免讓駕駛員在使用時產(chǎn)生厭煩感，滿足他們的心理需要，在舒適性、操控性、安全性盡可能滿足。

2）使用功能上：考慮到校園清雪工作的繁重，人工清雪效率低、任務量大。模擬清雪的工作場景，將本次設計的核心放在功能的創(chuàng)新上。本次設計的功能創(chuàng)新有三大部分，體現(xiàn)在對“浮雪、積雪、冰雪”三種狀態(tài)雪的清理，第一部分為、清雪、掃雪和旋雪部分，采用滾刷和刨刀結合的方式，并且可伸縮;第二部分為破冰輥輪，由液壓臂支撐，輥輪的齒有方形齒和錐齒交錯放置，可對冰層進行劃和刨的作用，通過高速旋轉震動，對冰層進行破除;第三部分為集雪部分，可將清雪車前方的雪收至集雪室內(nèi)，并且集雪室內(nèi)部可對雪進行多面壓實，形成塊狀，再由輸出裝置排到路邊。

3）輔助功能上：清雪裝置采用智能避障系統(tǒng)，可應對路面的凹凸不平，以保證清雪屬具的完好，也是對路面的保護;駕駛室的玻璃采用曲面全屏樣式，在清雪作業(yè)中可以給駕駛員開闊的視角，也可以清晰的觀察清雪時清雪屬具的狀態(tài)，更有效率的進行清雪;清雪車集雪室排雪后門采用液壓推力杠桿，通過液壓缸的推力，將集雪室后門開啟;集雪室收雪容量在駕駛室內(nèi)有智能顯示，即時顯示當前裝雪量，待裝滿雪后，有提示音提醒駕駛員把壓制成塊的雪排出;車身主體顏色采用美術黃，既體現(xiàn)了工程車輛需要的警示色，也體現(xiàn)了設計創(chuàng)新的科技感。

3 結論與展望

在設計過程中，充分了解校園工作人員對清雪工作的需求，考慮他們的心理情緒特點，結合產(chǎn)品的人性化、安全性、經(jīng)濟性、實用性等因素，深入研究產(chǎn)品的形態(tài)、結構、材料等設計因素與受眾的特殊關系，以美學、社會學、心理學概念為設計宗旨。以人為本，以多角度、多方位、深入化、細節(jié)化的設計理念為手段，使校園清雪車設計既有藝術設計的共性，又有實際價值的個性。

（作者單位：東北石油大學機械院工業(yè)設計系）