產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)關(guān)系到大眾的實(shí)用與審美需求，從而直接影響產(chǎn)品的市場競爭力，同類產(chǎn)品的市場成敗，很大程度上取決于其產(chǎn)品形態(tài)和色彩調(diào)配的美觀和諧。與產(chǎn)品功能比較，產(chǎn)品在形態(tài)方面的改善相對容易且效益顯著，但如果受傳統(tǒng)思維的約束，那產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)也很難有突破性進(jìn)展。自產(chǎn)品出現(xiàn)以來，設(shè)計(jì)師就在不斷的進(jìn)行著產(chǎn)品形態(tài)的仿生設(shè)計(jì)，現(xiàn)在的設(shè)計(jì)趨勢更是注重人與自然的和諧發(fā)展，因此仿生設(shè)計(jì)越來越受到重視，它也是產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)突破傳統(tǒng)思維的有效手段。
　　 一

2、個成功的產(chǎn)品至少應(yīng)該有以下特點(diǎn)：一是形態(tài)仿生的宜人性，它可使人與產(chǎn)品之間產(chǎn)生親近感。二是產(chǎn)品的形態(tài)的靈活性和適應(yīng)性，它可最大限度地滿足顧客的個性需求。三是產(chǎn)品形態(tài)的愉悅性，它能喚起人們珍愛自然與生命的潛意識。這些特點(diǎn)都可以通過形態(tài)仿生設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)，自然界到處充滿活生生的“優(yōu)良設(shè)計(jì)”實(shí)例。
　　 仿生設(shè)計(jì)是指從自然界的生物機(jī)體中獲得靈感，將其應(yīng)用于創(chuàng)造對象(產(chǎn)品)的方法。產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)，就是對生物體幾何尺寸、外形和色彩進(jìn)行模仿與

3、變形，并通過相應(yīng)的藝術(shù)處理手法把它運(yùn)用到新產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)中。
　　 基于對產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的了解，本文針對其中存在的若干關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入研究，主要內(nèi)容如下：
　　 (1)概括了產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)技術(shù)研究的意義，綜述了仿生設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)研究的現(xiàn)狀，指出了當(dāng)前研究存在的問題，確定了本論文的主要研究內(nèi)容。
　　 (2)分析了產(chǎn)品形態(tài)的涵義，闡述了產(chǎn)品形態(tài)的分類和生物形態(tài)的基本元素，綜述了基于仿生的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)

4、計(jì)的內(nèi)涵與特征，根據(jù)仿生學(xué)研究的一般方法，提出了理想的形態(tài)仿生設(shè)計(jì)模型、產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)綜合模型和流程。
　　 (3)將形態(tài)仿生設(shè)計(jì)與逆向工程有機(jī)地聯(lián)系起來，通過洗衣機(jī)的逆向設(shè)計(jì)，形成了適用于簡單的產(chǎn)品形態(tài)仿生模型曲面重構(gòu)方法。給出了生物特征的簡化原則和方法，并依據(jù)生物模型實(shí)例進(jìn)行了生物模型特征簡化的分析。解決了形態(tài)仿生設(shè)計(jì)過程中遇到的逆向工程問題和形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中自由曲面的連接與合成問題，并通過實(shí)例驗(yàn)證了其可行性。
　　

5、 (4)依據(jù)生物進(jìn)化理論和遺傳算法的一般規(guī)則，在MATLAB平臺上利用簡單的產(chǎn)品模型(夾子)和生物模型(鯊魚)，對二者進(jìn)行基于遺傳算法的數(shù)字化(數(shù)字化)產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)實(shí)例研究，研究效果較為明顯，解決了基于遺傳算法的數(shù)字化產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題。提出了數(shù)字化產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)構(gòu)想；給出了基于智能推理技術(shù)的產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)流程；最后還提出了基于進(jìn)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群優(yōu)化算法的產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)流程。
　　 (5)最后對形成的產(chǎn)品形