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作者：成都市技师学院 姜凯伦
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我是一所院校机械系的学生，非常喜欢工业设计，平时也会自己进行产品三维CAD设计，本次和大家分享的是墙体清洁设备的创新设计：吸附式墙体清洁机器车，专门进行高空玻璃外墙的清洁作业机器。因为涉及到复杂的曲面建模设计，因此在老师的建议下使用了建模功能强大的国产三维CAD中望3D进行设计创作，发现整个过程非常顺手，高效，尤其是即将升级的中望3D 2014SP新版，功能更加强大，性能更稳定。现整理成文，与大家分享下：" B6 l/ D0 H' j3 D; C
5 n" `" b. ]+ w( O( P 一、作品简介
4 E! H" f z, B 1.设计灵感：
/ R5 L4 o, m1 X6 ? 吸附式墙体清洁机器车是根据高空玻璃墙体的清洁需要而设计的。这个设计灵感最初来自轮子的吸附能力，它可以代替我们在墙面进行清洁，它具备旋转扫把，水箱设施，保证了它的工作能力，因为它轮子上有独特的吸附盘，可以很好的保证在墙体上的稳定性，既方便又安全。吸附式墙体清洁机器车就这样诞生了。( U0 W I. M/ h
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6 V) _ _* n% P4 l @+ h用中望3D建模设计的在外墙高空清洁作业的吸附式墙体清洁机器车 1 ] {- S0 A7 I8 ^! u
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2.作品特色：. j: \# r' r( A4 x
（1）车轮是整个设计的亮点，其上有很多细小的具有吸力的吸盘，吸盘由液压系统控制，使其在与玻璃接触时产生足够吸力。2 ] T5 H; l. f/ h% c! V- G
（2）车身结构稳固，每一个连接点都有加强处理，满足安全性能。4 Z1 V# m) ~. Q, b. [9 H3 O' ]
（3）吸附式墙体清洁机器车可以在墙面上进行清洁、刷漆等工作
! d" D1 b+ P) F( y0 |0 m4 [ （4）其简易的外形，既满足了其工作需要，又减轻了车身自重。简洁而不简单。
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. u) M" l w4 [3 \1 { 二、设计步骤
8 ~) k. U% n, K# L4 k& ~) M, _ 1、车轮
) l1 Y3 t) w- O; ^6 R; T8 P1 m （1）根据设计的尺寸画出车胎草图并用旋转命令得到车轮的基本外形，见以下图1；! J% {4 M% X2 U4 g J2 Z! C
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7 \8 E# |* _1 e( G# }图1 l: T; {9 r! `, g/ O0 |
8 ~1 \% [* ^ k （2）画出车副的草图并用拉伸命令完成车副的绘制，再用阵列完成轮胎，见以下图2；
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$ B4 t2 ~: |% U2 a （3）建一个与轮胎相切的面，在新建的面上画出与吸附爪相配合的孔的外形用拉伸画出孔，再环形阵列完成吸附车轮的制作，见以下图3；
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图3
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（4）画出吸附爪的草图用旋转命令完成，再用拉伸切除中间的通孔，见以下图4；
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! O b6 `& P4 [& L. m （5）新建一个装配，把吸附爪和吸附车轮组装起来，完成吸附车轮组件的制作，见以下图5； S+ q2 q) k; R1 m$ A. j' A& {" ~; R
图5 9 j, J" L; c, h( h/ u
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2、其余部分的绘制，使用了旋转、放样、扫掠、拉伸等命令绘制完成，见以下图6；( @0 T. {( v5 P! k9 q
图6
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6 y- d" E1 C$ n' N! m 车轮设计完成，接着设计的是车架。车架是所有其他零部件设计的参考，在车架上定好各部件的位置后，依据些位置分布来确定动力元件、防护壳、防护栏、水箱及钢结构等部件的尺寸大小。动力元件设计好后再根据其大小设计动力元件盖子。接着根据钢结构的大小来设计防护套和连接件的大小，在完成大体的外形后再根据需要逐步完善螺钉、轴等必要的细小零部件。最后完成了吸附式墙体清洁机器车的设计。 K; K( \0 c) D3 c; ?$ M
6 \9 R! j% U. ?4 L$ D 三、设计难点及解决办法5 p0 A9 u9 A* @5 V! c2 Q' N2 v! \7 g
1、曲面造型
& U1 j6 u/ @, p" \) a8 T0 X6 J6 G 在设计水箱时，为了有曲面的效果，需要把水箱顶部设计成了圆顶，在使用了中望3D的旋转命令后，很快就把水箱圆顶画好了（见以下图7）。在此过程，中望3D的曲面造型功能非常好用，大大提高了设计效率；3 _# i! Q% O3 s/ W
0 M# H: V z8 w% r! S5 `图7
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2、在曲面上阵列基体" |% c6 `% `3 G# I5 M
在设计时，用拉伸散热片与圆柱曲面始终都有缝隙；而使用缠绕到面功能能够有效的解决这一问题，而且可以使基体均布在曲面上（见以下图8）。这个缠绕到面功能对比其他国外三维cad设计软件，更加灵活便捷，去繁从简，真是一步到位。
- R ~( K2 ?- ^图8
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3 _% a/ r) l2 k$ ^ 3、小结" p7 n" r0 ] O2 V9 W: C8 ]( P0 k
在中望3d中有些命令功能可以互相协作配合进行，快速完成设计需求，例如想加厚面可以用偏移命令来完成；再如要在细小的圆柱周围加筋可以用拉伸来完成。
* z* M$ D) {2 S1 A/ J' B在绘制同一个物体时，思路不一样，所使用的解决问题的方式也不一样，所以我们不能拘泥于用一种方式来绘制图形。不同的尝试也许会给你带来不一样的惊喜。在逐步熟悉之后我们也不难发现很多命令在某些方面其实有共通的地方。
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四、软件使用心得8 Z: ?& g+ ?4 X' F6 S3 c& {
我是在老师的建议下对中望3d进行了学习，经过了解，我知道中望3d能够满足企业从设计到加工的全流程的各个环节的软件应用需求。中望3d的界面简洁明了，模块分区明确，很容易找到所需命令。初学者利用边学边用的功能能够很快的学会如何使用中望3d软件，有经验的设计师还可以使用该功能把自己的设计过程做成视频分享给其他人。另外快捷键的设置能够帮助我们提高绘图速度、节省时间。中望3d还完美的兼容了许多主流三维软件的格式，并且在曲面造型上特别突出，建模功能非常强大好用，毫不逊色国外三维CAD软件。总的来说中望3d学起来十分容易上手、功能强大、兼容性好。9 p0 a/ H2 C( R3 d" t; R, y% A
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在老师的指导下，我用该作品参加了工信部举办的全国3D设计比赛，并获季军。让我对即将发布的中望3D2014SP新版更加期待，据说能进一步优化数据兼容性，结合全面完善的建模功能，让三维CAD设计更加灵动自如。新一届全球设计大赛10月要开始了，想要了解如何通过中望3D2014SP版设计更优秀的参赛作品，我推荐大家可以参加中望3D的线上培训（详情点击 http://www.zw3d.com.cn/service/jiaocheng/list-39.html报名还可有配套书籍赠送。）
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发表于 2014-9-12 09:31:33