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(dòng)器材類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例DESIGN03/知識(shí)拓展01/項(xiàng)目背景02/設(shè)計(jì)展開(kāi)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?jī)?nèi)容社會(huì)背景技術(shù)變革對(duì)殘疾人體育運(yùn)動(dòng)及其開(kāi)展產(chǎn)生著深遠(yuǎn)影響。輔助技術(shù)也正在變得更加專(zhuān)業(yè)化，專(zhuān)為運(yùn)動(dòng)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(jià)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(kāi)展提供了新技術(shù)、新方法、新元素。為殘疾人運(yùn)動(dòng)輔具個(gè)性化定制問(wèn)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(dòng)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(dòng)員的運(yùn)動(dòng)輔具的設(shè)計(jì)制造涉及人機(jī)工學(xué)、運(yùn)動(dòng)力學(xué)等一系列專(zhuān)業(yè)學(xué)科，應(yīng)在激發(fā)運(yùn)動(dòng)員潛能突破成績(jī)的同時(shí)，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(gè)性化定制方面入手，對(duì)面向殘疾運(yùn)動(dòng)員的皮劃艇運(yùn)動(dòng)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(kāi)展設(shè)計(jì)；面向殘疾運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)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(kāi)02ComprehensiveApplicationExamples設(shè)計(jì)開(kāi)展用戶分析本項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)輔具的使用者為我國(guó)靜水女子皮劃艇運(yùn)動(dòng)員，兒時(shí)患小兒麻痹致殘，多次獲得全國(guó)錦標(biāo)賽冠軍，并在國(guó)際比賽中取得優(yōu)異成績(jī)。該運(yùn)動(dòng)員比賽經(jīng)驗(yàn)豐富，爆發(fā)力強(qiáng)，技術(shù)動(dòng)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(dòng)員的身體條件和運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，具有顯著的個(gè)性化定制產(chǎn)品的特征；運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)員劃槳時(shí)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(guò)程中的輔助發(fā)力。設(shè)計(jì)開(kāi)展逆向工程利用手持式3D掃描儀對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)員的身體殘障情況和運(yùn)動(dòng)員在劃槳過(guò)程中的動(dòng)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(kāi)展設(shè)計(jì)過(guò)程開(kāi)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(guò)程按：“概念設(shè)計(jì)”—》“方案評(píng)議、選定”—》“方案細(xì)化”—》“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”依序展開(kāi)；3D打印模型制作在工程軟件環(huán)境中完成運(yùn)動(dòng)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(dòng)輔具用于3D打印的數(shù)字模型；根據(jù)該運(yùn)動(dòng)輔具的尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇工業(yè)級(jí)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(kāi)展測(cè)試評(píng)價(jià)將運(yùn)動(dòng)輔具實(shí)物樣品安裝到皮劃艇的座艙內(nèi)，由運(yùn)動(dòng)員對(duì)使用效果進(jìn)行驗(yàn)證，并反饋運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)。根據(jù)樣品的實(shí)際安裝匹配情況和運(yùn)動(dòng)員的反饋信息，對(duì)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(shí)拓展ComprehensiveApplicationExamples知識(shí)拓展逆向工程逆向工程（ReverseEngineering，RE）是集測(cè)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(guò)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(guò)程原型件的三維數(shù)據(jù)測(cè)量；測(cè)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(cè)與修正。知識(shí)拓展基于逆向工程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)逆向工程通過(guò)3D掃描儀掃描產(chǎn)品獲取三維數(shù)據(jù)，通過(guò)逆向設(shè)計(jì)軟件和工業(yè)設(shè)計(jì)建模軟件對(duì)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(guò)程；逆向工程實(shí)現(xiàn)提高了對(duì)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(cè)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(guò)程中，完成了基于逆向工程的個(gè)性化運(yùn)動(dòng)輔具的設(shè)計(jì)與制作；3D掃描技術(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意義在于通過(guò)對(duì)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(guò)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(gè)性化定制問(wèn)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(gè)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(dòng)相結(jié)合的設(shè)計(jì)情境；研究報(bào)告：針對(duì)該項(xiàng)目的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑，探討以3D掃