多参数约束下多功能电控雪雕成型器优化设计

马 丽，陈继龙

（1.沈阳化工大学，辽宁 沈阳 110142；2.沈阳师范大学，辽宁 沈阳 110034）

1 引言

雪雕是现代雕刻艺术的表现形式，以雪作为雕塑处理的主体材料，将其捏成固定形状，最后将各式雪体模块组合起来，进行后续的细节雕琢与修整。成型器是工业化雪雕加工元件，由手持扶柄、成型单元灯等多个物理结构组成，总体结构呈简单的流线型。因雪体质地松软，故实施雕刻处理之前，必须压实所有待加工雪资源，确保后续雕琢行为不会引起雪结构的崩塌[1-2]。“斗结构”是雪雕成型器的主体加工单元，同时具备按压、揉搓、切割、捶打等多项物理功能，可根据待雕刻雪体工艺品的具体形状，对雪资源实施既定的操作处理。现有雪雕成型器大都为人工操作类型，在实施雕刻作业时，必须由经验丰富的雕刻工手持机器元件，针对雪资源的不同部位施加不同程度的物理压力，在保证部分雪雕工艺品成型后，才可继续处理剩余部分。但通过这种方法加工而成的雪雕制品大都不具备良好的质量水平，且很难长时间保存。

为解决上述问题，设计一种小型手持多功能电控雪雕成型器，通过DSN（DigitalSwitch Net-Work，数字交换网）控制电路、手持外框扶架等模块的设计，完成主要硬件结构单元的搭建，再分别确定雪体成型曲率、手持柄弯曲力矩及电控调节系数，实现结构性参数的优化处理。为研究这种新型元件对雪体的加工处理能力，设计比照实验，通过数据对比的方式，突出多功能电控雪雕成型器、人工雪雕成型器间的实用差异性。……