《交通工具专题设计》教案-new.doc

教案系 别传媒艺术系课程名称交通工具专题设计课程性质公共基础课 职业基础课 职业技术课 集中职业实训课课程类型 理论课 理论、实训课 校内实训课 校外实训课学 分4学分学 时80学时周学时16学时学时分配理论授课学时 40学时 实训授课学时 40学时 授课教师田雁飞职称助教授课年级、专业、班级14级产品造型设计学生人数38人授课学期2015至2016学年第 2 学期教材名称1.工业产品、交通工具创意设计：基础、提升、完善2.汽车造型设计概论出版社、版别1. 电子工业出版社，2012年第一版2. 清华大学出版社，2005年参考资料（网址）2016年2月28日 交通工具专题设计 课程教学设计进程安排表课程名称人机工程学授课教师田雁飞课程性质必修授课年级12级授课总学时（周学时）80学时（16学时）授课方式课堂讲授（ ） 多媒体组合教学（ ）作业辅导（ ） 外出写生（ ）现场参观（ ） 参 展（ ）校外实训（ ） 上机实训（ ）其他（ ）编写时间2016年2月学期周数课程周数教学内容及学生掌握要点简介作业布置数量及要求备注第8周（4.8-5.11）第8周1，交通工具设计概论2，交通与城市3，交通工具分类4，为用户设计5，交通工具设计的一般程序6，交通工具设计方法7，交通工具设计技术课程实践：命题设计（设计效果图：10张。1：5模型）充分调动起学生学习的积极性，训练他们对产品的分析能力、理论结合实际了解交通工具设计原理；要求学生养成良好的绘图习惯，培养认真负责的工作态度。交通工具专题设计 课程教案（第一单元教学）授课题目：产品造型设计基础、人机工程学教学时数：16学时授课类型： 理论课 理论、实训课 校内实训课 校外实训课本单元教学目的、要求：交通工具形态的形成演化受到来自自然与社会的多重影响。从这个意义上讲，交通工具造型设计这样一个看似单纯的创造活动背后，却隐藏着深刻的道理。本课程从人类需求、社会生产力与生产方式变化、技术进步等多个角度，让学生通过对交通工具形态形成和发展的内部因素和外部因素的了解，学习交通工具的造型设计的程序，方法和具体技术。单元教学重点：1. 交通工具设计流程2. 模型制作单元教学难点：设计思维的载体表达教学方法和手段：1. 教学方式：讲授、分组讨论等；2. 教学辅助手段：现代教学设施设备投影仪，用一种更直观的方式对抽象的概念进行解析，帮助同学进行理解和识记。安全事项：注意多媒体教室中的设备操作安全；教学条件：在手绘实训室运用多媒体设备对学生进行教学备 注： 要求学生正确购买各种手绘表现工具。 第 1 页交通工具专题设计 课程教案教学内容及过程旁批第一讲：交通工具设计概论第二讲：交通与城市第三讲：交通工具分类第四讲：为用户设计第五讲：交通工具设计的一般程序第六讲：交通工具设计方法第七讲：交通工具设计技术基本要求：掌握交通工具设计的程序，掌握造型设计的方法，以及设计评价的标准。教学引入：产品人性化的需求为主。教学内容与教学设计：一 交通工具设计概论交通工具是现代人社会生活中不可缺少的一个部分。随着时代的变化和科学技术的进步，我们周围的交通工具越来越多，给每一个人的生活都带来了极大的方便。陆地上的汽车，海洋里的轮船，天空中的飞机，大大缩短了人们交往的距离,为我们的生活提供方便；火箭和宇宙飞船的发明，使人类探索另一个星球的理想成为了现实。也许在不远的将来，我们可以到太空中去旅行观光，我们的孩子可以到另一个星球去观察学习。然后人类就驯服一些动物如马、驴子等作为乘坐工具或乘坐工具的动力（如：马车），与此同时，轿子和以风作为动力的帆船也作为一种交通工具与畜力交通工具长期并存。以人力、畜力和风力作为动力的交通工具占据了人类历史的绝大部分时间。直至1769年詹姆斯瓦特发明蒸汽机，人类交通工具的发展才进入飞速发展阶段，短短数百年，人类不仅能上天（飞机、航天飞机、火箭），而且能入海（潜艇），技术也日新月异二 交通与城市伴随着汽车技术的不断创新，城市交通也随之重塑。一方面，城市改变着人类社会结构和交往模式，另一方面，信息技术也无孔不入地改变着城市运行和管理方式。2010年，上海世博会正在翻开未来城市新一页。2010年上海世博会唯汽车主题馆开设，正在向人们展示着一幅未来城市的交通画卷：实现零排放、零交通事故、远离对石油的依赖、远离交通堵塞、驾乘有趣而又时尚的美妙生活立足未来的智能交通也在悄然萌动，也即将翻开城市未来的新一页。绿色汽车“绿金”的概念逐步深入人心，而“绿色”已然成为本届世博会上的流行色。作为人类工业文明标志之一，汽车在过去的历史都是世博的主角，一方面它成功地改变了人类的生活，也重塑了城市形态。但由于过多的耗能与污染，汽车成为环保的“罪魁祸首”。本届世博会上，被环保人士们所诟病的汽车，正在试图树立全新的形象。在世博汽车馆中，通用与上汽集中展示了来自车身设计、发送机改造、清洁能源等诸多领域的创新，以及IT技术的应用集成。这一切也为未来汽车的“绿色革命”提供了演绎的脚本。绿色的革命路径在于开源与节流。节流在于提高汽油燃烧率以及减少汽车自重方面。目前的轻量化设计已经从车身铝材的应用，逐渐扩展至对各种型材、高强度钢材等综合材料的合理设计等方面，同时也被系统地运用于车身、发动机、悬架等各个领域。有数据表明，整车重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%，在轻量化技术前列的大众、奥迪等厂商逐步走开始量产轻量化新车型，将带来节油与安全兼顾的完美产品。驱动技术改造升级方面，汽车发动机从化油器迈进到电喷时代，再演进到现在的可变气门正时系统(Variable Valve Timing)、涡轮增压(Turbo)等多个技术标准，都朝着提高发动机燃烧效率、增加发动机功率的目标努力。日系汽车采用较多的VVT技术，通过调整空气量，提高燃烧效率，从而达到省油的效果。而以大众为代表的德系汽车则偏爱涡轮增压技术，通过提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让汽车的动力性能提升达到40%甚至更高。除了传统技术的“节流路径”，许多厂家都在通过诸如混合动力、纯电动汽车、生物燃料这些技术的研发逐步摆脱汽车对于石油的依赖。迄今为止代表着最成熟过渡技术的混合动力技术，不仅保持了传统内燃机驱动的连续行驶能力，又有着电动马达辅助的节能效果。从全球第一辆混合动力车普锐斯到现在，丰田的混合动力车在全球累计销量已经超过了120万辆。而作为混合动力技术的下一代，集光学、电学、化学等各领域高科技于一体的纯电动汽车，又怎能不令人对汽车的未来遐想联翩?智能交通除了更加环保、安全，智能化与人性化也是本次世博汽车馆的主题之一，城市交通的智能化也源于智能汽车以及更具生态与智慧的交通系统。更多IT技术的嵌入，使得未来汽车变得更加智能。与IT技术跨界整合的汽车，更成为一个集环境感知、规划决策、辅助驾驶等功能于一体的综合系统，而其中的技术含量之丰富，更是运用了计算机、传感技术、信息融合、通讯技术、人工智能以及自动控制等综合技术。极具特色的丰田“G-BOOK”正是这样一种在任何时间、任何地点都可以更有条理、更有效率地连接人、汽车和社会的集成网络系统，更是一个服务于个人计算机、数字助理和手机等的综合平台。在这个庞大的平台体系中，全球定位系统(GPS)搭建了最基础的全球化的车辆位置信息，而作为支撑后台的GPS系统信息库更拥有着丰富的信息，包括高速公路、城市道路以及餐饮、旅馆、加油站、景点、停车场等各种城市相关设施的信息，这使得任何一辆车在GPS系统中都不是孤立的一辆车，而是定位于一个完整的信息体系中。再加上通信网络基站辅助定位(Assisted GPS，简称A-GPS)技术融合，解决了室内定位的难题，更大幅度提升了定位信息精准度(10米误差左右)。在定位信息基础上的实时道路信息系统，结合计算机辅助驾驶技术，使得未来的自动驾驶成为可能。实时道路信息系统已经可以实现道路信息反馈、实时交通流量等，帮助行驶路线的优化选择。而自动驾驶系统在技术上逐步趋于成熟，将使得真正带来划时代的自动驾驶革命。而更多参与自动驾驶系统的辅助技术也已经相当完备，包括车辆防碰系统、紧急报警自动救援系统、无线通信系统等。伴随着汽车的不断创新，城市交通也在随之重塑。一方面，城市将在人类的政治经济系统中越来越居于支配地位，而另一方面，先进的信息和通信技术将越来越广泛而深入地影响城市，深刻地改变城市运行和管理的方式。这其中，快速公交系统(Bus Rapid Transit)是城市交通系统中比较创新的形式。通过专用道路空间来实现快捷、准时、舒适和安全的服务，带来高效率、低能耗的公共交通形式。IBM在“智慧的交通”项目上的成功尝试，更为我们实践智能城市带来信心。举例而言，斯德哥尔摩“智慧的交通项目”，正是应用一套新型的智能收费系统，来帮助整个城市大幅减少了交通流量和碳排放量。到系统试运行结束时，市中心的交通流量降低了大约 25%，由于交通堵塞缓解使得通行时间缩短，以至于人们不得不重新设计公共交通时刻表，甚至连市中心的零售商店也实现了6%的业务增长。也许，城市的智能交通很快就会到来。未来，城市将拥有像人一样的思维、分析能力，不再是冷冰冰的钢筋水泥，智能互联的交通网络就是整个城市的神经系统，每一辆车、每一条路都是神经元。城市将智能技术应用到整个交通系统，并互相连接使其智能化，让城市规划更合理，从而改善城市中人类的生活质量三 交通工具分类汽车工业生产方式的形成，介绍当代交通工具的分类，同时介绍汽车的演变历史。四 交通工具设计的一般程序整体过程大致如下：设计意向表达，提出多种创意草图，初步确定方案，深入设计，绘制三视图，制作油泥模型，翻制玻璃缸模型，表面处理和涂装，制作最终的展示板。五 交通工具设计方法与设计实践首先是自主选题。每个同学都提出自己的设计意向，就是说想做一辆什么样的车，有哪些特点，给哪些人用。然后，老师会把这些意向进行整合和筛选，比如相似的两个可以合并为一个，这样，最终确定为7个选题。参加课题一共是41个人，针对这7个选题进行自由组合，对同一个题目感兴趣的同学自主组合成一个小组，这样也对后来的团队作业打下比较好的基础。在设计和模型制作过程中，每个组根据自己的成员情况随机安排每个人的任务，这期间有分别负责某方面工作，也有同时进行同一项工作，然后几个人随时进行商讨和研究，形式很灵活。在这个过程中的每个环节，都会遇到困难。比如在最初提出创意的时候，如何使方案能够更准确的表达出设计意向，就比较难把握，同时也是这个课程要训练我们的方面。解决这个办法似乎没有太好的捷径可走，只有通过不断的训练和体验来逐步提高自己这方面的素质。一般我们采取的办法是把自己画的东西给别的同学或者老师们看，让他们说自己的感觉，这个时候他们会用一些很有趣的比喻来形容自己的感觉，听上去像是在开玩笑，实际上对设计者很有帮助，他会更明白自己该朝着那个方向努力了。前期分析（部分故事板）草图创意阶段部分草图制作油泥模型是让每个学生都很激动的时刻，温热的油泥握在手中会象魔法一样在真实的空间里实现我们的梦想。这种感受是电脑三维建模不能够替代的，每一条线、每一个转折都显得非常真切，触手可及。也是在这个过程中，每个组都对自己的方案做了些许修改，因为它看上去和最初画草图的时候感觉有点不同了，或者突然有了更好的想法。记得老师说过，油泥模型的制作对设计师来说是在三维空间中进一步推敲形态的过程，这也是与专业的油泥模型师不同的地方，也是设计的魅力所在。模型制作阶段是比较重要的阶段，而且是一个再次深入设计，可以发现草图阶段没有发现的问题准备材料和工具打印1：4平面图（四视图）输出二份带有网格的图纸，一份将做模板用，一份做挂图用。刮刀和刮片油泥、苯板和三合板、夹心板、方木、或泡沫板、乳胶、喷胶等。工具箱，自制刮片、手套、胶条甚至还有各种硬度的磁卡制作模板将以打出的平面图放在木夹板上，用锯字机或曲线锯锯出车形轮廓。（注意：在锯时锯路离线要有1-2毫米的余地，以防多锯。）在钉立脚时要借用角尺，保证模板站立时垂直且稳定。（工作台表面带有尺寸格）（注意外部用木条固定）制作内胎和地板将夹心板锯出略小于汽车平面图的长方形板，再根据车轮、轮距、轴距的数据锯出四个车轮的相应凹形。在其背面钉上“T”形或“工”形的支架。支架高度即是底板底面至台面的高度，也是汽车离地间隙的高度。前轮轴距中心为汽车坐标原点，底板及支架的纵向中线与台面的中线要对准、吻合。在板面上均匀钉上铁钉，尖端钉穿朝上。先将泡沫板或苯板用建筑胶粘合成稍大于车模体积的长方体，再将底板面涂上胶液，将方体与底板粘合好。用锯锯出车的简略形体用模板检测内胎的大小，内胎到模板的间距（即抹油泥的厚度），在教学中一般留出23厘米。切削打磨出基本形，在此过程中要带上口罩以防粉末对人的危害。喷漆，以凝固内胎表面的粉末。在喷漆之前要将苯板内胎表面用刀挖出很多均匀的小窝，以便油泥粘附的更牢。喷漆时，用一夹板遮挡，充分利用喷漆并保护自身。已喷完胶的苯板内胎和泡沫板内胎。加热油泥：用瓷盆等容器盛装油泥，放入烤箱中加热到60即可达到变软的要求。（注意时间以免烤坏而浪费，尤其慎用电炉子）抹的方法是“推”和“勾”。推时用掌部的大拇指球向前推。勾时食指呈弯曲状，用其内侧面向回勾拉。要挤出油泥与内胎之间的空气。第一遍油泥敷抹完后当再敷时，先用三个方向的模板放在适当的位置，观察出尚需油泥的厚度并用泥沿板缘确定其到位的高度。这是根据模板确定的油泥厚度标志在敷油泥塑造的过程中，还需多次用模板检测油泥多少，油泥的厚度应略大于模板所给的厚度。每天做完离开时应用布、薄膜等覆盖油泥车模，以防染尘。初刮与审视、调整初刮时用一边带齿的刮刀刮出大面，刮时刮刀前后两次的运动方向应呈十字交叉状，以保持该面的平整。用带齿的刮刀刮时一只手持刮刀，一只手按压控制力量。刮面。在初刮的过程中，需多次用不同的模板进行检测，多余的部分刮掉，尚欠的部分和刮过的部分再用油泥补上。胶带帮助确定形体转折的具体位置。初刮完成后并不能急着进行精刮，而需要对原来在二维上设计的方案转化成三维实体后进行审视、改进、批判和调整，使设计方案更合理、合意，具体细节处理更明晰，总体逐步趋于完善。制作用于检查车面是否平滑的反光板（戏称照妖镜）。选一适当三夹板平贴铝泊纸，再用黑色胶带制作“斑马线”。检查方法：先向要检查的面喷洒清水。帖上铝泊纸，用厚卡片刮贴，贴平贴实。将反光板面放置成与该面呈平行状态。观察车体铝泊上的影象“斑马线”是否平行均匀即可判断该面是否平整。精刮在车的油模制作中，通常是先做好左半部分再去做对称的右半部分，在需要留线的地方，用刀划出一定深度的线，撕掉原胶带。用立德粉或滑石粉等敷入表面并使白粉渗入线内。用教大的刮片按压油模表面，看痕迹是否一致以检查该面是否平整。发现该面有些气泡，用针扎破放气，如较大需填补油泥。制作轮罩模片：将一大小合适的有机板或塑料片放在下面，把平面图的轮罩部分覆盖在上面，用针沿轮罩与车身的交接线扎孔，底片上即复制有轮罩的原大的形状。用刀沿线裁割掉轮罩的部分，只留下车身与轮罩的交界弧线以外的部分，即制好模片。将裁好的模片固定在车体上恰当之处，正好留出轮罩的位置。用油泥堆抹出略大于实际轮罩的形体，再用一卡片制作的凸弧形刮片，刮出轮罩的基本形体。用刮片刮出形体准确光滑的轮罩。制作车侧面保护条：先做一油泥条，再用一卡片现做一凹形刮片，刮出泥条基本形。将一做好的泥条铲起，细心的按贴在车体侧身相应的位置，完成车侧保护条的制作。精刮车顶，既有纵向刮又有横向刮。每一刮都要爽快流畅，勿中途停顿。确定车身侧面的腰线：用胶带拉直瞄准定出腰线的位置。如不理想可再拉贴，直到满意为止。用刀沿胶带边线划出该腰线。划出前脸的造型样式。用不同的刮刀刮片刮出前轮罩。可用刮片挡住补泥将多余的部分用刀切掉。刮棱的斜立面：用胶带贴出上下两边的界线，各贴两层，再用刮刀刮出该斜立面。用大刮片精刮前轮罩。刮腰线：在腰线下沿处贴上两层胶带，要保持线条的挺拔。精刮腰线以上的面，撕掉一层胶带再刮。在腰线上沿再贴两层胶带，刮修腰线以下的面。制作车门下端凹入部分：沿凹入形的外沿贴两层胶带，下端用三角刮刀靠尺刮出，上端用刮片刮出，依然是刮-撕-刮-撕的过程。精刮车顶部与侧身相邻两面，做出准确、有力度的棱线。刮形总的顺序是：面-线-点。用软硬不同的卡片刮片对棱线进行倒角处理。注意持片的姿势成果：油泥阶段需要注意的一些问题和特殊工具使用：可以用高度规测量并修改车侧身下部的造型。借用轮模和圆规准确划出轮罩的形，并进行刮削调整。做造型：前脸进行深入设计，并将刮片作尺，用刮刀刮削散热器格栅的造型。做对称时利用高度规测车左半部分各个转折点，再确定右半部对称点位置，做出对称型。在测量时，要认准并记住高度规底座上的标记与台面上的网格线交点，并找到对称的该点。油泥较薄，后期出现的裂纹效果或“露骨”当出现“露骨”或裂纹时，用刀将其周围油泥较薄的部分都削掉，再补上油泥。演示Y形和O形刮刀的用途、用法用刮片刮平刮光表面时，要控制好方向、速度、力度、距离，有时刮的很薄，这片刮下的泥片似纸薄，且厚薄均匀。最后成果：玻璃钢打磨和喷漆油泥模型结束后就开始翻玻璃钢了，翻玻璃钢比较专业，最好请有经验的的专业师傅帮忙，玻璃钢翻好久后可以打磨了，玻璃钢修整起来就要费很多功夫。其实油泥模型做完以后，专业人士就已经可以拿它来评价形态了。但是我们这次作业最终还要参加展览，为了追求更好的展示效果，才有了后来的玻璃钢模型。当做好的油泥模型被翻制成玻璃钢模型后，原来的油泥模型就被破坏了，并且，玻璃钢模型在翻制的过程中损失了很多细节，这是由于翻制技术的限制造成的，因此后来我们又花了不少时间来处理模型的表面质量，使它看上去象原来的油泥模型那样光顺和棱角分明。玻璃钢模型阶段：腻子修补前后灯形状的推敲有不平处可以抹腻子（原子灰）找平涂装喷漆是最后很关键的一步，要十分小心，找一家可以喷漆的修车房，谈好价格就把模型带过去。一般1比4的模型最少得用两天时间，跟喷漆师傅沟通哪里需要喷什么颜色，商议喷漆流程这样就做到心里有底。师傅会先要继续用腻子给模型找平，一般师傅的手头功夫很厉害，不会费太多时间，当然模型也要精细到一定程度才行。找平后喷底漆，会发现一下瑕疵，继续找平。整个过程最好在现场盯着，以免出现差错，而且也很容易出错的包括调漆。这时候可以调油漆颜色了，带着色标去，如果能电脑调最好，不能得话就要肉眼看。最后正式喷漆，对于不通颜色区域，比如两个区域就要喷两次，不喷漆的地方用低黏度胶带贴好。喷完第一次如烘干房彻底干后再继续喷。喷好漆之后就是整体组装阶段：包括车灯、车轮、后视镜等部件的制作就不一一详细说明，车灯可以用有机玻璃做，车轮可以用abs塑料板，也可以用木材找专业车床代加工，也可以打印出轮毂表面图形贴上。课后小结：通过本课程学习，目前应用于汽车工业的造型设计的程序、方法和具体技术。通过本课程的学习，学生将能够独立进行交通工具的概念设计。为以后的学习打好坚实的基础。