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食用菌培養基自動化包裝生產線工業設計研究

發布時間:2020-09-04 10:25:01 |來源:網絡轉載

近W年來,國內食用菌產業的發展相當迅速,低脂高蛋白的食用菌同以改善人類的膳食結構、增強免疫功能、提高矽康水平。據研究報道:桑枝是大部分木屑型食用菌,如靈芝、黑木耳、銀耳、香菇和平菇等的理想培養料,以桑枝屑為原料栽培的食用菌,營養價值高,口感好,無農藥殘留,較易逬入國際市場。我國是世界蠶桑大國,擁有1125萬畝的巨大桑樹資源,桑樹每年經夏、冬2季產生的巨大的桑枝資源,為食用菌栽培提供了大量的廉價優質的培養基原料。國外發達國家與地區的食用菌培養基生產已工廠化、機械化、自動化,穩定控製了培養基的原料成份與含水率,保證了食用菌的營養成份和質量品質。目前我國食用菌產業鏈中培養基原料製備手段相當落後,嚴重製約了產品質量的提高和產業規模的發展逍o必須以自動化加工成套裝備逬行食用菌培養基的工廠化和規模化生產。過去,由於使用環境、使用對象和加工附加值等原因,農副產品加工包裝機械設計時僅滿足功能需要,總體布局淩亂、粗糙、醜陋,無暇顧及外觀、色彩和人機關係,安全性能差。因此,配合食用菌培養基包裝生產線功能結構要求,做好工業設計,改變舊形象以滿足新的市場需求,是一項具有現實意義的課題。

1工業設計美學基礎

產品的工業設計是結合產品的使用功能,運用美學原理,提高外觀形態質量的一種手段。如何使工業產品在不影響功能的前提下,最大限度地滿足消費者的審美要求,創造更多的經濟附加值,已是一個非常迫切的任務。產品外觀形態的設計是由其內在功能的需要所決定的,隻有體現了產品功能的形態才是有價值的形態,並能發揮產品的整體功能效用。任何妨礙使用功能的形態都是不可取的。具有優良功能的產品需要的形態並不一定是美的,隻有提高到“美的形態”階段,才是美的。那麽,怎樣才能使產品達到美的形態,提高產品的審美功能呢?通常提高產品形態美感表達就是運用設計美學法則與規律,如變化與統一、均衡與對稱、節奏與韻律、尺寸比例等對產品的內在部分(如產品的材質、結構、性狀、功能等)和外在的部分(如形、色、光澤、式樣、光潔度、平整度、精密度、手感以及包裝等)進行通盤考慮與設計,使它們各部分和諧,形成一個整體,創造出美的產品形態。

當然,產品形態美不是產品高質量的核心要素,但產品的高質量來自於內在功能與外在形式的雙重效應。對物質產品來說,整體功能就是生命,功能越強就越有生命力,有生命力的產品才會有市場競爭力和好的經濟效益。在研究形態設計美學方麵,在設計構思階段就要充分考慮產品形態結構的合理性、宜人性以及所表現出的均衡、穩定、秩序、輕巧等效果。

2生產線外觀造型分析

食用菌培養基自動化生產線(下麵簡稱生產線)造型設計是具有實用功能的造型,不僅要求以其形象所具有的功能適應人們工作的需要,而且要求以其形象表現的式樣、形態、風格、氣氛給人以美的感覺和藝術享受,起到美化生產環境,滿足人們審美要求的作用,因而成為具有精神和物質2種功能的造型。

2.1生產線流程與設備

以桑枝屑為主要原料的生產線,係統集成設備有:混合液攪拌缸、料倉、雙動式攪拌桶、輸送帶、成品包裝機、控製櫃。工藝流程見圖1。其生產過程是:將桑枝屑、荻皮、蠶沙等作為幹料包裝機。

料送入料倉先行攪拌,在混合液攪拌缸中玉米粉、石膏、精、微量元素等混合於水中,逬一步與混合幹料攬拌。待拌的幹料經過準確計量稱重全部進入攪拌器之後,攪拌器幵始攪拌,同時由K8凯发登录入口控製的混合溶液噴淋到物料上,混合攪拌缸出料,由輸送臓送至包裝機包裝紮袋下線,整個過程由控製櫃自動控製。顯然,儲存料倉和攪拌桶是主要生產部件,構成了設計的主體和重點。

2.2體量分析

體量感是產品固有的物理屬性,是產品功能的一種外在表現形式,一般指產品形態的尺度大小、各個局部的比例以及構成其材質等各因素,在人們頭腦裏的直觀或經驗性的反映。產品造型設計中,首先要解決體量問題,然後才能進一步推敲其比例關係。產品的設計美是具有高度、寛度和深度三維空間的立體形態,在空間中占有實際位置。由此對產品形態進行量的描述審美感受中,形成了不同的產品的體量感⑵。體量不僅是因使用要求而形成的尺寸大',也和人們長期沿用的大小概念有關。工作台上集成了3個儲存料倉和3個攪拌桶,體量尺寸必須按產品的規格和設計的加工量確定。控製櫃體量由控製項目的多少、顯示屏的大小及人機操作尺寸而定。

由於功能結構和人機因素形成的體量,對造型有一定的製約作用,但也可在一定的調節範圍內逬行不同的姑構安排,進行不同的比例處理,以達到不同的視覺效果。因此,改變造型中的某些尺度,首先應認真分析研究與人之間的關係,隻有當產品的尺寸符合結構、功能以及人機因素的要求,而整體比例和各部分比例調和生動,才稱得上是完美的造型。

2.3平麵要素分析

主體造型風格中的平麵和直線要素,給人以挺拔、渾厚、規整、均衡、莊重的感覺。從平麵構成中線的性格來講,垂直線剛強、單純、直接;水平線平衡、安定、永恒。生產線造型采用“水平線+垂直線”,與物料加工運動的方向基本一致,從而加強了生產線的動勢,達到方整、穩定、簡潔的視覺效果。

2.4統一與變化

生產線構成是由若幹個平麵立體組成的組合體,由分解的單一形體的線、麵在水平方向上相互接合構成的形體,易獲得形態穩定、均衡、組合多樣的造型,具有較強的節奏韻律感。各個組成部分之間有聯係、過渡,從而達到協渦統一的目的。S統一中求變化,如線型變化、方向變化、色彩變化和材質變化,使造型活躍生動富有情趣,達到美感要求。

2.5均衡與穩定

根據生產的功能要求,將3個料倉、3個攪拌桶布置在工作台上,以支撐底部的中軸對稱線為基準,使左右兩麵的體量完全對稱,產生強烈的均衡感、造型感。在造型設計中,應用工作流線的方向對比可以使產品造型有變化,形成空間立體交錯的視覺效果。方向的協調通常采用主從關係來達到。顯然,工作台體積大,是生產線主體,其他設備掖據功能和人機要求,確定尺寸,在組合形態上形成搭配,並構成穩定的整體形態。

2.6比例和節奏表現

比例是指產品整體與局部或各個局部之間,以及各部分與細部之間的比較關係。任何美的產品,都必須具有適當的、正確的比例。比例美是規律美的一種形式。在設計生產線各個部件表麵長寛比盡量接近黃金分割比或均方根比,產生比例調和。節奏是指有秩序、有規律的連續變化和運動,產品形態美學上的節奏是指一種條理性、重複性、連續性的藝術形式的表現。產品形態的節奏性越強,越具有條理美、秩序美。具體的節奏形式有重複、漸變和交替⑷o在加工生產線設計中,工作台的扶手欄杆有規律地重複體現了這一特征。

2.7表麵材質選用

產品不是用來觀賞的,它最終要進入生產或生活領域,供人操作,因此觸覺占據相當大的比例。與觸覺相關的材質就成為表達產品功能的審美價值的重要媒介。在加工生產線設備的外表麵采用冷軋板材、結構框架用角鋼型材設計。使用較堅硬鋼質板材作為它的外表,原因是它不怕碰撞,適合於它的使用環境,也能體現鋼材質的穩重感和高品質之美。

2.8產品形式與功能的統一

設計產品生產線時,不將工程技術設計與外觀設計割裂開
來,兩者同時進行,根據技術要求等因素逬行整體造型設計,並按變動適時調整,實現形式與功能的完美統一,以創造出實用美觀的新穎產品。

3設計準則的確定

3.1整體統—感

以整體講究風格統一思想來處理各個外觀部件的造型。統一就是尋找它們中閭的穩定因素和秩序。譬如,利用主題來統一全局,所有造型均圍繞一個特定目標定格調,利用線的方向來形成指示性清楚的趨同感,選擇形態與大小統一的元素形成富有親密和諧的視覺同一性,及運用色相變化的統一方法。

3-2外觀簡潔

采用大塊的平麵或曲麵造型,麵與麵之間少有起伏變化,外罩可適當做些棱角或圓角的造型,以打破造型過於簡潔而造成的單調和沉悶感。平直的框架、矩形的門、櫃邊導棱角、構造凹槽等細部結構使得生產線外觀不會過於簡單,造型既簡潔又與整體風格相協調。

3-3色彩單純

色彩力求單純,一般2~3色為宜,色彩越簡潔醒目,整體感越強。一般來說,一件產品采用的顏色不能太多,且不宜大麵積使用互補色。一般色彩對比可采用以下方法:

某種顏色與中性色對比,如紅與黑、灰與白、:寶石蘭與灰色、黃與黑、白的對比。

灰色係列的對比,現在許多產品設計都采用大麵積低純度、高明度的顏色,而與它對比的局部采用深灰的對比顏色。整個產品色相不十分明顯,但顯得高雅。

局部點綴。有時需使用與大麵積顏色色相差異較大的小塊顏色來點綴整個產品。通常起點綴作用的是標誌、商標、產品名稱等等⑤。這樣產生的對比效果可以把注意力集中到商標、品名上,達到設計師預想效果。

4生產線設計實踐

1) 主從關係處理。

按生產工藝流程,將各個組成部分有機地組合成生產線。主體工作台,體量最大,其餘部分按工作位置依次排列,主從關係明確。大體量引人注目,而小體量顯得精巧,做到相互襯托、互相彌補,保持了適當的對比差異梯度。

2) 視覺平衡處理。

由於料倉和攪拌桶布置在上部,形成頭重腳輕,穩定感差。采用解決方法:增加下部重量感來增強穩定,由於輸送帶放置在下部,故增加輸送帶的兩側檔板高度尺寸形成厚重的實體,上部部件使用不鏽鋼板材,材質光亮輕盈,使視覺均衡。

3) 對比與調和處理。

工作台體量大,形體虛實相間不封閉。控製櫃、包裝機、混合液攪拌缸體量小,形態為實體,對比使產品造型生動、個性鮮明。在櫃體和攪拌缸的導出相同角度的棱角,輪廓線都是相互平行的水平線和垂直線,協調處理各種造型對比因素,縮小差異從而能給人以協調、柔和的美感。它強調相互的內在聯係,借助相互之間的共性以求得和話。

4) 色彩設計。

整體用色應根據生產環境和加工對象而定,要給人以舒適、高雅、清新、安全的感覺。以沉著、樸素、純度不高的色彩為主,點綴以丿」'麵積、較高純度色與亮麗的光澤色彩,使色彩單純而不單調,沉靜而不沉悶,這樣的用色溫馨、含蓄、耐看,使工人在使用中感覺環境舒適,從而精神穩定而集中。生產線整體取色為:低純度、較高明度的淺灰色,櫃體邊倒角的斜麵用寶石藍色。

5) 細節局部設計。

在詳細設計階段中,隻有當我們把產品的概念形態確定下來,才會逬一步對概念逬行細化,細化的內容包括局部形態的處理、色彩的選擇、材質的運用、加工方法等等細節方麵的東西圍o工作台的2層和3層采用不鏽鋼管的欄杆扶手,豐富了立麵、也有形態和材質對比,同時又具有實用功能。控製櫃是進行人機操作的主要部件,要體現出精致、細微的品質。用凹槽將板麵巧妙地劃分為操作麵板區和櫃門區兩塊,橫向線打破垂直線的生硬和單調,櫃門線框加強了視覺的穩定性。背部散熱孔有規律地排列,有虛實對比,裝飾性強。

6) 人機關係設計。

人機係統設計利用人機工程學原理和美學原理,把機器以最易懂、最親切、最安全的方式呈現給使用者,讓使用者在生理上不易疲労、心理上感覺舒暢、操作K8凯发大酒店天生赢家上容易掌握。生產線是一種高速、高效和高自動化的現代生產設備,對其精度、速度、結構強度與剛度以及使用的安全性、精度保證性等要求較高。因此,對運動部件采用封閉防護造型,減少粉塵和噪聲對加工作業環境的影響⑺。

控製櫃的設計高度取決於人在觀察和操作時處於舒適、準確和高效的工作狀態。控製麵板的界麵設計,它上麵的顯示器、控製按鈕、按鈕區域的大小、位置、顏色等,符合人機關係要求體現了人性化設計,使人在操作時心情舒暢、有安全感,並且操作準確,工作效率高,不易疲勞弱。控製櫃體前表麵設計見圖2。

控製櫃體前表麵設計圖

食用菌培養基自動化包裝生產線外觀時效果圖,見圖3。從右至左各集成部件分別為:混合液攪拌缸、控製櫃、料倉、雙動式攪拌桶、輸送帶、成品包裝機。

食用菌培養基自動化包裝生產線效果圖

圖3食用菌培養基自動化包裝生產線效果圖

Fig.3Renderingoftheautomaticproductionlineofediblefungusculturemedium

5結語

對食用菌培養基自動化包裝生產線的工業設計,將改變人們對農業加工機械外觀的錯誤看法。強調功能與造型的統一,應充分體現加工生產線具有的高技術、高效率、多功能、高精度、高可靠性'高自動化等特點,通過理性、嚴謹、整體的造型語言,表達產品品質優異、工藝技術精湛以及高效率的內在品質。具體到產品設計上就是處理好體量設計、形體線型、形體之間的過渡、表麵肌理和裝飾、色彩搭配等,把握好產品造型的視覺情感,農業機械同樣可以設計成具有強烈時代感和技術特征的產品。

 

文章來源於網絡轉載,侵刪

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