构型设计的基本方法

学习各种构型设计的基本方法本章学习目标（1）基于基本形体变形的构型设计方法（2）仿生构型设计的构型原则（3）变异构型设计的构型原则（4）组合构型设计的构型原则（5）反转构型设计的构型原则本章学习内容9.构型设计的基本方法基于基本形体变形的构型设计9.1仿生构型设计9.2变异构型设计9.3组合构型设计9.4反转构型设计9.5对基本形体进行分割、挖切、积聚、合并、渐变、拉伸、挤压、弯曲等变换，可设计出各具特色的产品。9.1基于基本形体变形的构型设计在某一基本形体（母型）中分割出一个或多个子形体。1.分割分割原则为：必须有基本形体（母型）；母型和子型必须同时存在；母型和子型必须各自具有相应的功能；可以只进行一次分割，也可以进行多次分割；分割时，可以从多个方位进行；分割应按比例，常用黄金比进行分割。在母体中分割出两个子体，分别用作沙发和茶几调料碟，在母体中分割出五个子体，并可重新组合图示家具，采用多向、多次分割，巧妙地将一个回转体分割成一套餐桌椅我国设计师设计，获国际级设计奖（红点设计奖）的产品。这是专门为人们享受露天烧烤而设计的产品。它融合了餐桌，椅子，冰箱，音箱并包括一个iPad接口。其设计方式即为分割方式。在形体的表面做出分割线，可使造形产生各种变化，丰富其表现力。分割方式：（1）横向分割—使用横线分割可增加形体的宽度感觉，使形体看上去感觉高度降低。（2）纵向分割—使用竖线分割可增加形体的高度感觉，使形体看上去感觉宽度减小；（3）弧线分割—使形体弓背一侧有扩展的感觉；（4）环形分割（用封闭的弧线或直线对一个面进行同心分割）可使小的面积产生扩张感，大的面积产生收缩感。在造形设计中还常用分型线（由于结构或加工工艺要求所产生的线）作为造形元素，使其既能满足工艺要求、又能满足美学要求。二、挖切对基本形体的局部加以切割，使形体表面形状产生变化。由于挖切时采用的切割面的形状（平面或曲面）、大小、数量不同，基本形体表面产生的截交线、相贯线可使造形千变万化。变换原则：在挖切过程中要充分运用形式美的法则，既考虑面的对比效果，又追求整体的统一，才不会显得零乱琐碎。三、集聚相同或相似的基本形体，在大小、位置、数量、方向上产生变化的一种构型方法。可采用渐变式排列、发射式排列和特异式排列等形式或综合运用这三种变化。图示衣架，采用八根高1.5米的不规则四边形木棍，能够合拢和抓在双手中，打开时，因为有一个不在重心位置的钢球窝节，凭一种魔术般的平衡站立。组合座位，可拆开套起以方便运输竹椅，采用不同直径的竹子集聚在一起四、合并由不同的基本形体通过相切、相交、叠加等组合方式创造出的组合形体，大部分机械零件均为此种方式。五、渐变由不同的基本形体逐渐融合形成新的造形。如基本形体由方至圆的渐变、由曲至直的渐变、由大至小的渐变等。渐变原则：（1）至少有两个不同的基本形体；（2）两个基本形体的形态明确；（3）有明显的相融的部分；（4）过渡部分有阶段性变化六、拉伸沿平面图形的垂直方向延伸而形成的形体。大利设计师参照我国的七巧板平面图案，拉伸所作出的书架采用拉伸方式设计的电器产品七、挤压与扭曲对基本形体的局部施加各种不同的力，使其表面产生美观的变形。日本设计师设计的长椅，可接受各种各样的坐姿：坐在两端，使用者可以与对方保持一定的距离；脸向内，使用者可以伸展他的腿，立即缩短和对方的距离。无论何种姿势，这个扭转的形状都会给其留下一个深刻印象，积极鼓励您与他人沟通机玻璃椅，对上部施加不同的力，使其分别变形为座垫和靠背电子产品，将铝板做局部变形后，使后部的插接面板显得美观而富有变化八、弯曲对初始形状为板状或棒（管）状的形体进行弯曲而形成的造形。9.2仿生构型设计仿生设计主要有功能仿生、结构仿生、形态仿生、色彩仿生、材质仿生和综合仿生等。形态仿生是指模仿自然界各种动植物的形状结构并进行抽象简化的仿生构型，在工业产品设计中得到广泛的应用。形态仿真有具象仿真和抽象之分，具象仿真一般宜用于儿童用品的设计。普通工业产品构型宜采用抽象的形态仿生，其具有以下特征：形态高度的简化性和概括性；形态丰富的联想性和想象性；同一具象形态的抽象形态的多样性。仿生构型的要点：（1）必须深入生活，了解各种动植物的形态特点；（2）在表现手法上，既概括表现其大的形象特征，舍弃其繁琐细节，夸张其造形的韵律，使几何造形富有装饰性，又可在更高层次进行组合变形，按其自然形象特征高度概括成抽象的几何形体，造成一种更大的美学效果。先提取螺壳的自然形象特征，概括成抽象的几何形体，再将螺壳的顶部进行抽象变化，做成可活动的球体，以便从不同角度进行监控摄像。仿生构型对自然形态的仿生设计可多种多样：仿花卉形态的沙发产品甲壳虫的汽车设计仿大象的剪切工具为仿白鹭的灯具设计时切忌流于形式，下图为仿蜂巢设计的椅子，右图的设计无论从美观性还是从舒适性而言都是不完善的设计。9.3变异构型设计变异设计是现代产品设计的重要手段之一，变异设计在原有产品的基础上，按市场需求进行结构重组，它的实现过程可以最大限度地重用企业已有的成熟产品资源，具有很强的灵活性和适应性。图为汽车儿童安全座椅，为保证在汽车发生碰撞时能起到保护坐在座椅上儿童的安全，需要进行严格的安全测试。进行新产品设计时，如安全测试失败，将会造成极大的损失（如模具费用、加工费用、测试费用及开发周期等损失）。这时可采用变异设计的方式进行设计，在不改变原型座椅力学结构的前提下，设计出不同外形的产品。（a）原型（a）章鱼造形（a）企鹅造形（a）绵羊造形变异设计有数量变元、形状变元、材料变元、位置变元、联接变元、尺寸变元、工艺变元等不同的变异方式。图示棘轮机构，是一种将主动件的连续运动转换成从动件有规律的周期性运动或停歇的机构。拨盘1上的圆销A尚未进入槽轮2的径向槽时，由于槽轮2的内凹锁止弧β被拨盘1的外凸圆弧α卡住，故槽轮2静止不动。当圆销A开始进入槽轮2的径向槽时，这时锁止弧被松开，故槽轮2受圆销A驱使沿逆时针转动。当圆销A开始脱离槽轮2的径向槽时，槽轮的另一内凹锁止弧又被拨盘1的外凸圆弧卡住，致使槽轮2又静止不动，直到圆销A再进入槽轮2的另一径向槽时，两者又重复上述的运动循环。当需要改变图中槽轮间歇运动的时间时，可采用数量变元的方法，改变圆销的数量。图为形状变元的例子，图(b)和图(c)下部的螺钉采用改变螺钉头部形状的方式改变其接触位置的接触方式。（a）(b)(c)在产品设计中变异设计的例子还可以举出很多，如轮毂中改变轮辐的形状可设计出不同的新产品。9.4组合构型设计组合设计是现代设计的重要手段，组合方式一般分为外形组合、性能组合、原理组合、功能组合、模块组合和系统组合等。由给定形状的多个形体按不同的方式组合在一起的构型称为组合构型，组合式家具是组合构型的典型应用。组合插座同一组家具可根据不用的应用场合形成不同的组合方式流行于欧洲大陆的立体七巧板（SomaClub）是组合构型的另一例子，一套立体七巧板由七个构型要素组成，其中每一个构型要素又由三个或四个正方体组成。数学上已证明可用240种方法将立体七巧板拼成完整的立方体。并可用其构造出不同的几何体。相同构型要素组合方式在产品及工程中的应用：9.5反转构型设计反转构型在工程、艺术领域的应用很广，如铸造工艺中的砂型型腔和木模、模具中的凹模和凸模、篆刻中的阴文和阳文、平面设计艺术中的反转（正负）形和图像处理中的蒙版技术等。平面设计中的反转形由图底关系转变而来，在1915年以卢宾（Rnbin）的名字来命名，所以又称为卢宾反转图形。卢宾之杯”，当以白色为图，黑色为底时，画面为一个杯子，当以黑色为图，白色为底时，画面为两人像的剪影中国古代隐士所画的阴阳鱼环转相抱的太极图荷兰画家埃舍尔所画的《骑士》，图、底分别为两方向的骑士日本当代视觉设计大师福田为日本京王百货设计的宣传海报，作品巧妙利用黑白、正负形成男女的腿，上下重复并置，黑色底上白色的女性的腿与白色底上黑色男性的腿，虚实互补，互生互存。整体嵌入式凹模，凹模和模套的嵌入部分为反转构型可折叠、可调长度的文件夹，其嵌合部分为反转构型我国设计师设计、曾获国际设计奖的拖鞋