基于天工CAD的“单人漫步机”三维建模

作者：王科全

班级：智农2303班

学号：2023301210312

指导老师：李旭荣

一、摘要

【摘要】
天工CAD，一款国产自主研发的三维计算机辅助设计（CAD）软件，凭借其强大的功能集、高度的兼容性和用户友好的界面，已成为众多行业进行数字化设计的首选工具。该软件支持500多种一级菜单功能和超过2000种的二级菜单功能，为不同领域的用户提供全面的设计支持。特别是在建模方面，天工CAD提供了顺序建模、直接建模、收敛建模等多种方式，满足复杂设计需求。此外，其自顶向下和自底向上的装配设计模式，以及强大的钣金设计功能，使得该软件在产品设计领域具有显著优势。本文旨在分享我作为一名辅修机电的学生，如何利用天工CAD进行“单人漫步机”这一健身器材的三维建模实践。

【关键词】 天工CAD；三维建模；单人漫步机

二、设计灵感

单人漫步机作为一种公共健身器材，因其能够进行腿部锻炼，而备受青睐。该器材不仅能够有效锻炼腰部肌肉，提高身体的柔韧性，还因其结构简单、安全可靠，适合不同年龄和体质的人群使用。因此，我决定利用所学的天工CAD技术，尝试对其进行三维建模，以进一步了解其内部结构和设计原理。

三、设计过程

（一）前期准备

在正式进行建模之前，我首先前往运动场，对单人漫步机进行了详细的观察和测量。通过拍摄器材的多角度照片，我获取了其外观轮廓和主要尺寸信息。同时，我还仔细研究了器材的构造特点和运动方式，为后续的三维建模提供了重要的参考依据。

（二）设计过程

1 立柱部分

首先，我利用天工CAD的草图绘制功能，根据测量的尺寸信息，绘制了立柱的平面图形。随后，通过拉伸和导圆等操作，将平面图形转化为三维立体模型。在建模过程中，确保其能够满足实际使用需求。

2 扶手与连接部分

在底座模型的基础上，我设计了扶手和连接部分的三维模型。连接部分采用了灵活的设计，以确保单人漫步机在转动时能够保持稳定且顺畅。通过草图的绘制和扫描填料拉伸两个步骤完成了扶手和连接部分的设计。

3 脚踏部分

脚踏是最后一步，是单人漫步机的关键步骤，其设计直接影响到了使用者的舒适性和便捷性，设计符合人体工程力学的模型。脚踏的设计主要分为三个步骤，草图的绘制，拉伸建模，抽壳最终设计出了脚踏部分。最后进行总装配，一个单人漫步机模型就大致做好了。

4 细节处理与上色

在完成主要部件的建模后，我对模型进行了细节处理，利用天工CAD的上色功能，为模型添加了逼真的颜色和材质效果，使其更加接近实际的单人漫步机。

四、学习体会

在计算机绘图课程中，我深入学习了3D建模技术和天工CAD软件，深刻体会到计算机绘图在工业设计与制造中的核心价值。课程采用慕课教学，这一创新方式让我能灵活回顾视频，自主掌握学习节奏，并随时向老师求助，极大提升了学习效率。起初，我对完成结业大模型作业心存畏惧，但在几个月的学习与实践后，我成功创建了单人漫步机模型，过程中克服了比例控制、零件关系设定、纹理渲染等难题，成就感满满。

通过本次单人漫步机的三维建模实践，我深刻体会到了天工CAD在机械设计中的强大功能和便利性。在建模过程中，我不仅学会了如何精确绘制二维和三维图形，还掌握了如何利用软件进行复杂装配体的设计和分析。同时，我也更加深刻地认识到了精确绘图和机械设计的重要性。

       另外，我还深刻体会到了持续学习和实践操作的重要性。通过不断学习和实践，我不仅提高了自己的天工CAD技术水平，还培养了解决问题的能力和创新思维。我相信，在未来的学习和工作中，这些经验和技能将对我产生积极的影响。

最后，我要再次感谢我的指导老师李旭荣。在您的悉心指导和鼓励下，我克服了许多困难和挑战，最终成功完成了本次单人漫步机的三维建模实践。您的教诲和支持是我学习道路上的宝贵财富，我将继续努力学习和实践，不断提高自己的专业技能和综合素质。老师的指导不仅传授软件技能，更启发我们理解计算机绘图的实际应用。这段经历不仅对我的职业规划有积极影响，更让我学会面对挑战、联系实际，真正做到学以致用。衷心祝愿李老师一切顺遂，教育成果丰硕。

日期：2024年11月20日