简约人形站立姿态造型结构设计

　　在做非标展示类结构设计、工装夹具适配人形工件定位、场景陈列道具开发的过程中，这类简化人形结构的三维建模是很常见的需求，很多刚接触结构设计的工程师容易把这类造型做的过于复杂，要么曲面碎面太多导致后续加工开模时出现壁厚不均、脱模斜度不足的问题，要么特征简化过度丢失了人体站立姿态的基础比例，导致最终做出来的成品比例失调，完全达不到陈列或者定位的使用要求。做这类造型设计的时候，首先要明确实际使用场景，如果是用于生产线上的人形工件定位工装，那整体的外形尺寸边界就要严格匹配生产线的工位间距，比如站立状态下的总高度要控制在适配工位操作高度的范围内，肩部的宽度不能超过工装夹具的夹持行程，脚部的安装面要预留足够的固定孔位，保证安装后不会因为工件放置的冲击力出现偏移。如果是用于商业场景的陈列摆件，那就要在比例协调的基础上，控制整体的壁厚，比如采用中空结构设计的时候，内壁的加强筋要沿着肢体的受力方向布置，避免长期摆放出现腿部弯曲变形的问题，尤其是脚踝位置的受力集中区域，要做局部的壁厚加厚处理，不要为了追求外观的纤细感把结构强度做的不足，实际落地的时候很容易出现运输过程中断裂的问题。

　　设计思路上不需要追求完全复刻人体的精细结构，毕竟这类简化造型的核心用途是作为定位基准或者陈列载体，头部采用简化的球形结构就可以满足需求，不需要做五官等细节特征，躯干部分采用平直的柱体过渡，既可以减少建模时的曲面调整工作量，也能给后续的表面喷涂、标识粘贴预留平整的安装面，手臂部分采用自然下垂的姿态，和躯干之间预留足够的间隙，避免后续做表面处理的时候出现积液或者喷涂不到位的死角，腿部的结构要注意重心的分配，整个造型的重心投影要完全落在脚部的支撑面范围内，不然就算安装固定之后，长期受外力触碰也容易出现固定螺丝松动的问题。

　　实际建模的时候，要注意各个肢体衔接位置的圆角处理，不要做尖锐的棱角，一方面是避免加工的时候出现应力集中导致的开裂问题，另一方面也是满足日常使用的安全要求，尤其是用于公共场景陈列的时候，尖锐棱角很容易造成磕碰伤害。安装边界方面，脚部的安装孔位要采用标准的沉头孔设计，孔位间距要适配常用的膨胀螺丝或者机米螺丝规格，不要自定义非标准的孔距，不然现场安装的时候还要重新打孔，增加施工的工作量。如果是用于工装定位的场景，还要在人形结构的对应位置预留传感器安装位，比如胸部或者肩部的平面区域，要保证安装面的平面度公差控制在合理范围内，避免传感器安装之后出现检测角度偏差。

　　很多工程师在做这类造型的时候，容易忽略拔模角度的设置，如果是采用注塑工艺加工的话，所有沿着脱模方向的面都要设置不小于1度的拔模斜度，尤其是手臂和躯干之间的凹槽位置，不要出现倒扣结构，不然模具加工的时候要做滑块，会大幅增加模具的制作成本，要是采用3D打印加工的话，也要注意悬空位置的支撑添加，比如手臂下方的位置，要尽量设计成自支撑的角度，减少后期支撑去除的工作量，也能避免支撑拆除之后留下的表面瑕疵影响外观效果。从结构强度的角度来说，这类站立式的人形结构，腿部的抗弯截面模量要满足受力要求，不要把腿部的截面做的过细，要是为了外观效果必须做细的话，可以在内部预埋金属加强筋，提升整体的结构强度，避免受力之后出现弯折。另外在做外观分件的时候，要尽量把分模线设置在不显眼的位置，比如身体的侧面或者背部，不要把分模线放在正面的视觉中心区域，减少后续表面处理的打磨工作量。整体造型的比例控制上，站立状态下的总高度和肩宽的比例大概控制在4:1左右，上下肢的比例要符合常规的人体比例认知，不要出现腿长过短或者手臂过长的问题，就算是简化造型也要保证视觉上的协调感，不然做出来的成品会给人很怪异的感觉，达不到陈列展示的效果。