游艇毕业设计说明书

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

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8）致谢

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3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

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3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

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1）设计（论文）

2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它

摘要

游艇是用于游览的船艇，是人们一种用来享乐的用具，在欧美高级消费社会中已经成为家庭耐用消费品之一。它的拥有量和大小也反映了一个国家和地区的富有程度。

目前世界上游艇业发展较快的国家是澳大利亚，美国，德国等资本主义国家。尤其在美国，喜欢水上运动的人很多，拥有1300多个游艇俱乐部，游艇码头更是多达4000。据统计全世界游艇拥有量约为1800万艘，其中在美国注册和使用中的就达1200万。而在技术上领先的则是英国，意大利等老牌欧洲海上强国，他们依靠多年的生产经验，先进的材料及船舶生产技术和独特的设计理念，合理的设计方法一直领先于其他国家。特别是它们对于空间布置和对游艇外型和功能的设计能力是其他国家所不具备的，因此也可以说一个国家的游艇业发展从另一方面展示了这个国家的科技水平和富足程度。

而今游艇工业发展迅速，休闲用豪华游艇的年贸易额甚至堪比商船。此类游艇大多被买来做家庭度假使用。一般以30英尺至45英尺为主，设计时充分考虑到家庭使用的方便性，其装潢也以烘托家庭温馨氛围为卖点，同时它也是艇主从事商务，处理日常工作以及社交活动的理想平台，更是艇主向贵宾或对手展示其经济实力的绝对王牌。虽然游艇分类繁多，但我认为仿生物形态玻璃钢艇将在未来游艇发展中独占鳌头！

关键词：游艇分类；游艇发展现状；外形设计；仿生物形态游艇

Abstract

The yacht is used for excursion boats, and is an appliance used to enjoy, in Europe and the United States advanced consumer society has become one of the domestic durable consumer goods. It has weight and size also reflects a country and area rich degree.

Currently the world yacht industry fast developing countries are Australia, the United States, Germany and other countries. Especially in the United States, many people like water sports, with more than 1300Yacht Club, Marina is up to 4000. According to statistics of the world yacht has a capacity of about 18000000ships, which is registered in the United States and in use up to 12000000. While technically leading is a British, Italy old European maritime powers, they rely on years of production experience, advanced materials and ship production technology and unique design concept, reasonable design method has been ahead of other countries. In particular they for the spatial arrangement and the appearance and function of yacht design's ability to other countries do not have, it can also be said that a country's yacht industry development from another aspect of the country's scientific and technological level and rich degree.

Now the yacht industry development is rapid, leisure yacht trade or even comparable to merchant. The yacht was mostly to buy to do family holiday. Generally 30to 45 feet, the design fully consider the family convenience, the decoration is to heighten the family warm atmosphere as a selling point, at the same time it is also a boat main business, handling the daily work and social activities of the ideal platform, is a yacht to VIP or opponent reveals its economic strength of the absolute ace. Although yacht classification range, but I think the glass steel V type bottom open outboard airfoil diesel boats will in the future development of top of the yacht!

KeyWords：Yacht classification; Development status; Design; Bionic yacht

目录

摘要 ........................................................................................................................ I Abstract ........................................................................................................................ VI 1 可行性研究报告 (1)

1.1 研究背景 (1)

1.1.1 游艇发展史 (1)

1.1.2尺度参数和船型特征对性能的影响 (1)

1.2存在的问题 (3)

1.2.1我国FRP游艇工业发展现状 (3)

1.2.2国内游艇设计存在的问题 (4)

1.3课题可行性结论 (5)

2 关于小型休闲游艇设计的市场调研报告 (7)

2.1 市场调研的方法及内容 (7)

2.1.1 市场调研的方式 (7)

2.1.2 市场调研的内容 (7)

2.1.2.1 国内外游艇市场状况 (7)

2.2 产品发展趋势分析 (10)

3 产品设计要素分析 (11)

3.1产品功能与形态分析 (11)

3.2产品色彩分析 (12)

3.3 产品材料分析 (13)

3.4 产品结构分析 (14)

3.5 产品人机工程学分析 (14)

4 产品定位分析及目标确定 (15)

5 设计思维发展的过程 (16)

5.1 设计思路起源 (16)

5.3 设计思路的总结 (17)

6 草图分析与方案评估 (18)

6.1 草图分析 (18)

在确定最终思路以后，即开始将对产品的想法和可能出现的问题用草图表现出来，以便得到更为直观的结论。首先要做的是从贝壳形状中去提炼元素，从点、线、面以及三大构成等设计理论方面入手，用草图进行分析；然后再进入对游艇造型的起草构思。 (18)

6.2 方案评估 (29)

7 确定设计方案 (30)

8产品人机分析 (33)

8.1. 游艇类人机分析 (33)

8.2. 游艇人机尺寸确定 (35)

8.3. 游艇储物柜橱柜类人机分析 (38)

9 设计方案再评估 (40)

10 产品设计效果图 (41)

11 产品三视图 (42)

12 关于模型的制作介绍 (45)

12.1 模型制作过程介绍 (45)

13 实物模型照片 (46)

设计总结 (48)

参考文献 (49)

致谢 (1)

1 可行性研究报告

1.1 研究背景

1.1.1 游艇发展史

在1660年，英国查尔斯二世继承王位时，人民呈献一艘狩猎用船，名叫“YACHT”，成为今日游艇的语源。在此之前，船只都因实用性而制造，自YACHT诞生后，才开始有了游乐用帆船。18世纪欧洲海洋国家的贵族、富豪竞相以改装帆船来夸耀显示自我，游艇生活成为一种风气；19世纪英国人把螺旋桨和蒸汽机用在游艇上；到了20世纪，所有的现代工业的新式动力机器都放到了游艇里面，甚至是利用风力的古老帆船也要配备小功率的马达和自动导航的驾驶仪器。

而游艇的真正兴起是第二次世界大战之后。五六十年代初期，当时的游艇年产量仅约为3000艘，大部分为木质胶合结构；六十年代开始以后，铝合金结构的游艇得到较大的发展；六十年代中期，由于玻璃纤维增强塑料具有质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀等优点，玻璃钢（FRP）取代传统材料能使游艇生产成本大幅下降，至此世界游艇市场销售量大增，这进一步带动游艇制造业向现代化和专业化发展。FRP游艇也成为了最具发展前途的游艇。

而今世界各国游艇年产量约为90万艘，其中美国是生产FRP游艇最早也是最多的国家；英国的游艇豪华程度高；而意大利与荷兰也以技术先进，发展迅速闻名于世。我国的FRP游艇起步于七十年代，前期虽然发展缓慢，但得益于改革开放的不断深入和旅游业的迅猛发展，在南方的广州，深圳，福建，厦门，珠海，上海扬州和北方的山东，辽宁等地带动下游艇也已经悄然走进我国富裕人群的悠闲生活之中。可以预见，随着我国经济的高速发展，我国的游艇市场前景必将光明无限！

1.1.2尺度参数和船型特征对性能的影响

总长（Loa）-----为游艇的总长度

水线长度（Lwl）-----游艇静浮时的水线长度

艇宽（B）-----平均艇宽

排水量（D）-----简化表示为游艇重量

浮心（C）-----游艇排水量的中心，是水力支撑的中点，也是游艇自重的中心佛汝德数（Fnv）-----排水体积佛汝德数

动载荷系数（Cl）

游艇航速（v）

平均艇宽（B）

艇中部折角线处宽度（Bx）

艇尾板折角线宽度（Bt）

纵向初稳性（H）

浸湿面（WS）-----水面以下艇体表面积

欧美FRP游艇的尺度范围很大，艇长Loa=5m~44m，佛汝德数Fn=1.0~4.5。小型休闲艇艇长多在12M以下，属于航速较高，受力复杂的滑行艇，由于其重量全部由作用于艇底的流体动力所支持，故而在设计中应着重考虑其耐波性，操纵性及航行中的稳性等问题。

对于FN > 3. 0 的高速游艇, 一般采用深V 型，底升角在首部较大, 最大可达60°，由舯向尾升角逐渐减小, 到尾板处升角接近0°。这样可减轻高速航行中的首部拍击现象, 有利于耐波性。尾部采用较平坦的纵剖线, 可以减少高速水流的能量损失, 也可以使纵中剖面面积不致于过小, 有利于满足操纵性的要求。与普通排水型船不同, 因为小型快艇的L/ B相对较小, 导致纵稳心半径小。而纵向初稳性H 与水线长Lw成正比，因此，应适当减小FRP 游艇的进水角, 并使浮心位置后移, 这对减小剩余阻力是有利的。

关于纵稳性可由下图得出结论

图1-1

为了减少高速艇的“海豚”现象，应适当把重心移向艇舯，浮心位子应位于重心之后附近, 使游艇在静水中处于轻微首倾。在航行中随着速度的提高, 浸水线不断向后缩短, 浮心逐渐后移, 与水动力所产生的升力作用线合成使游艇首部抬起, 这时不致于因升力作用点沿纵向变化而远离重心发生过大的纵向摇摆, 即有利于纵向稳性。FRP快艇的型线以折角型为主, 尾部采用方尾。一般常见的有单折角型和双折角型。其特点是增加艇底板的褶皱, 产生数个小滑行平面,在增加滑行效率的同时, 增加艇底板的刚性。舭部折角线还可以起到舭龙骨的减摇作用。尾部采用方尾，方尾的相对宽度 f B = B T /B X，表征尾部的收缩程度。对于高速快艇, 适当增加 f B 可以增加尾部水压力作用以避免艇体的航行纵倾过大, 同时还可使尾部水流收缩不致太快, 从而增加了“虚长度”，因而对阻力性能有利。另外, 方尾还有利于尾部上甲板，舵机舱和推进器等的布置并增加稳性, 便于施工。

1.2存在的问题

1.2.1我国FRP游艇工业发展现状

一：我国台湾省FRP游艇工业发展现状

1965年台湾引进国外先进FRP造船技术并建立了新式工厂，十年后FRP游艇出口以成为台湾重要产业，凭借其质优价廉的优点迅速进占美国和加拿大市场。至1987年台湾游艇生产厂商已达百家，生产游艇1755艘，销售金额达到 1.81亿美元，位列世界第三，也因其出口地区最多而获得了“游艇王国”的美名。

自受20世纪90年代台湾周边局势环境影响，其游艇业快速没落，由全盛时期的百家厂商锐减至20家。一些厂商看准大陆劳务费用低及对台商投资的优惠政策在大陆成立独资公司并生产小型游艇，在其获得良好收益的同时给大陆的FRP游艇工业发展起到了推动和示范作用。

二：我国大陆的FRP游艇工业发展

自1958年造出第一艘FRP工作艇后，历经50多年的发展，我国已经形成254家FRP船厂，并取得1亿多美元出口额的好成绩。我国加入WTO后又迎来了世界经济结构调整的机遇，游艇制造业开始从发达国家向发展中国家转移，而我国拥有劳动成本低，气候适宜等优势，美英荷法澳等国纷纷来到我国合资或独资建厂，这无疑大大加快了我国游艇工业的发展。

1.2.2国内游艇设计存在的问题

我国大陆在游艇生产方面主要生产旅游地区使用的集体游览用游艇及公园水面使用的游乐船。直到八十年代才开发家庭型游艇，以期出口。但因种种原因，至今产销量较少。我国台湾省于1965年引进技术建造玻璃钢游艇，1971年开始出口，主要销往美国、欧洲、加拿大等国。最初是先请国外专家设计及辅导生产，经历了一段时间后，积累了自己的经验，并结合中华民族的特色，设计出既先进、舒适，又富中国情调的游艇，受到了国外客商的青睐。

目前国内游艇发展存在的问题体现为以下七点：

1 公用型多，家用型少

随着旅游业的发展，水上旅游热点地区集体用游览船增多，如桂林漓江、杭州西湖、昆明滇池、洛阳小浪底水库等地，主要品种有机动游船(座机及挂机)、画舫型游船、电瓶游船、垂钓型小游船以及公园等水面使用的各种小型动力和人力游览船。随着旅游业的发展，旅游地区使用的大中型交通船的需要量也逐年增多。

八十年代，江新船厂较早开发了家庭型游艇，并在广交会上展出，虽然造价较低，但因设计、制造工艺、装璜等相对较差，未能打开出口销路。以后，外商来大陆投资，厦门玻璃钢游艇厂首开返销美国记录，江苏也合资建造钓鱼船及帆艇等游乐用船，并返销日、美。九十年代以来，广东引进了一些船型，经精心制作逐渐销往国外，天津、山东、上海等地相继有台商及外商独资或合资开办了游艇生产厂，已有一定的外销记录，但总的来说，出口数量还较少。至于家庭型游艇在大陆的销售，虽然已有先富起来的人首开了购买私人游艇的记录，但要形成国内市场，尚需假以时日。

2 一般档次多，高档次少

在游艇质量方面，总的来说能达到镜面光洁度、装璜高水准的高档次产品还较少，一般水平的较多。以地区而言，广东地处东南沿海，接触港、澳、台及外商较多，学习国外先进技术快，更主要的是广东大多数玻璃钢船艇厂家领导者有开拓性，眼光远，重视产品质量，重视工艺技术，故产品质量较内地为好，甚至还有厂家聘请了国外专家主抓技术工作。在一年一度的上海国际船艇展览会上，国内展品(包括台资企业)外观质量大都不如国外展品。

3 造型无特色，较少有新意

各地生产的游艇在造型上还比较一般。一是外型设计缺乏时代感，与国外游艇相比有明显的差距；二是未能创出有中国特色的艇型，也未达到不断出新的状态，基本停留在创出一种型号“吃”多年的滞后状态，缺乏不断推陈出新、追赶世界水平的闯劲。

4 材料一般化，工艺少改进

不少生产企业出于成本考虑在原材料选用上大都因循守旧，采用普通的惯用材料，很少为提高产品性能而采用档次较高的原材料(如碳纤维、芳轮纤维、乙烯基酯树脂等)。在工艺上也较守旧，较少考虑改进。如采用机械浸渍成型法制造船体及上层建筑，用气压法脱模这类既可降低工人劳动强度、又提高工效、确保质量、降低材料消耗的先进工艺方法。

5 缺乏进军世界市场的意识，有一定畏难情绪

由于游艇是高技术产品，质量要求高，配套设施多，生产难度大，且出口渠道也不易通顺，因此很多游艇类生产企业主要着眼于国内大众化市场，较少在出口国外，占领一定市场份额上下功夫。一些较有优势，并有出口业绩的企业也由于出口渠道不畅顺，受中间商盘剥而难于扩大出口数量，因此，家庭型游艇出口数量一直较少。

6 经营规模小，经济实力差

目前搞游艇类船艇生产的企业规模都不很大，经济实力也有一定限度，因此在扩大生产规模、技术改造、开发新产品等方面都有一定难度。目前很少有年产值在5000万元以上的厂家，也没有一家大型的、围绕游艇生产的集团公司，这对于进军世界市场就显得力量单薄了。

7 缺乏直接出口渠道，受人盘剥，获利甚少除了一些合资、独资企业来料加工、产品返销外，大多数厂家都缺乏直接出口渠道，都是通过中间商转卖，经逐层盘剥，生产厂家获利就大打折扣。

1.3课题可行性结论

游艇造型主要从两个方面进行研究即船壳和船室，也有扶手和飞桥这样的对外形起到辅助作用的附加特征。船壳由艏面和底面构成，船室由侧面和顶面构成这些面承载了游艇造型的主要信息。

船艏面有几种情况：直立型，飞剪型和弯曲型。小型游艇多采用弯曲型，这样设计能保证船壳舱室空间扩大，视觉上具有前进感，速度感和力量感。直立型和飞

剪型多出现在大型游艇上，飞剪型可以有较大的艏外飘，不易上浪，劈浪效果更好，显得优雅轻巧。

艇底形状可分为两类，一种是平底，另一种是深V型。平底艇具有简单，宽敞，吃水浅等优点，缺点是当它行驶在恶劣气候时，由于艇底狭窄，当人员重量稍有偏移时，非常易于倾斜，因此不适于远洋航行。V型艇底的特点是拥有极大的艇底倾斜度，使得排水量大增，这有助于减少波浪冲击力。前部颔线相当高，从艇中部稍前开始直到尾板处都没入水中，尾部宽大，使艇翘起于水面上。该型艇底的缺点是低速行驶时会推波逐浪，掀起一睹水墙。

船室的设计着重考虑窗口的设计，使舱室内部明亮，通风良好。但是在炎热的天气时，过多的阳光射入窗内使人很不舒服；气候恶劣时，水大量进入舱室，影响安全，因此应该装置坚固胶合板制成的盖板用以保护玻璃。由于游艇高度的增加会使游艇重心升高，降低游艇稳定性又增加了守受风面积，也会影响到游艇的空气动力学性能，因此应该取消飞桥部分，日光浴和体验海风的功能诉求可以通过在船室顶面加装电动玻璃窗实现。

综上所述，仿照贝壳的生物形态建造小型休闲玻璃钢游艇完全具有可行性。

2 关于小型休闲游艇设计的市场调研报告

2.1 市场调研的方法及内容

2.1.1 市场调研的方式

1. 观察法

直接观察，如造船厂实地考察；间接观察，即通过阅读相关资料获得信息。

2. 访谈法

向船厂工人，游艇生产厂家等请教，获取相关信息资料。

3. 比较研究法

用比较分析研究法研究不同时代，不同设计风格，不同游艇种类等各个方面。

4. 个案研究法

对典型个案进行细节研究，了解设计的造型、结构、材料、装饰等方面的信息。

5. 归纳总结法

将获得的信息进行归纳总结，概括出仿贝壳的生物形态研究应用到现代休闲游艇设计中的一些元素。

2.1.2 市场调研的内容

2.1.2.1 国内外游艇市场状况

近几年，新艇总销售额逐年增加和总销售数量逐年减少，新艇单艇的销售价格逐年增加。其中增长最快的舷内机艇，增加了33.21%，2001年的价格高达14.7万美元；其次是舷外挂机艇、舷内外机艇和帆船三类艇，他们的零售价格增长速度大致相同，约为每年增长 6.67%；私人小艇和喷气快艇零售价格的增长速度则约为每年增长3%；而独木舟则基本维持在550美元/条的水平上不变。从1970-2001年美国新艇单艇平均价格图中可以看出，70年代以来新艇的平均价格总的来看是在不断攀升的，1999年的价格比1970年增加了508.4%，这意味着30年来美国新艇的价格以年均16.95%的速度在增加。另外，各型艇的价格差距较大。其中，舷内机艇的价格最高，超过了10万美元/艘，而其余的各类艇价格则都在4万美元/艘以下，价格最低的独木舟的价格仅为550美元/艘左右。这说明美国新艇市场上对各型艇的市场细分是十分明显的，不同的细分市场有不同的价格定位、不同的市场容量和不同的

用户群体，用户对艇的技术、配置和服务等的要求也不尽相同。因此，对那些想进入新艇市场的厂商来说，在进入之前必须对各型艇的市场情况进行仔细地分析研究，然后结合自身的实际选择合适的领域进入，只有这样才能将有限的资源在确定目标市场中发挥最大的作用，不断争取到更大的发展空间。从数量上来看，全球每年交付的豪华游艇有100艘左右，如果将这些游艇首尾相接，全长将达到3000米。从价值上来看，每年全世界在新建游艇(80英尺、24米)上的花费都超过了10～15亿美元，其中的绝大部分都是花费在100英尺、30米以上的大型游艇上。

图2-1

2.1.2.2 仿生物学在游艇设计中的应用

中国的游艇设计急需寻到自己的设计风格，明确自己的设计方向。面对这一需求，已经有大量的设计师投身于仿生物学在游艇设计中的应用，意图寻找新的设计元素，形成崭新的设计风格。

形态仿生设计是一种运用模仿，变形，抽象，简化等方法对生物形态仿生原型的形态结构特征进行提炼和概括，赋予形态仿生应用对象合适的形态象征意义和视觉美感，从而达到造型目的设计方法。这种方法在游艇设计上成功使用的典型代表是Innespace公司研制出的很强大的仿真鲨鱼游艇。这款被命名为Sea breacher的快艇长约五米，与真实的鲨鱼极为接近。船身拥有鲨鱼鳍，锯齿牙等象征大白鲨的设计，背部也有象征背鳍的设计。这艘游艇极不简单，它可潜水，可跳跃，与普通游艇有很大不同。它的座舱空间感十分接近开飞机，驾驶时也需要考虑到类似飞机的倾斜，翻滚和偏航。这艘怪异的游艇可以在行驶中做出90度翻滚，在使用者不怕晕船的情况下甚至可以做出360°翻滚。

图2-2 图2-3

这是一次极为大胆而又成功的尝试，这使我们意识到要令游艇更具韵律美和节奏感，需要使游艇最大限度地融于自然。而自然界中充满了流线型的柔和美和动态感，我们应该在游艇设计更多的融入自然形态。

2.1.2.3 消费者对游艇设计的期望

乘着豪华的私人游艇，沐浴着明媚的阳光，吹着清新的海风，这是多么惬意的事情。但是由于游艇一向给人高高在上的感觉，似乎是只有富豪才能享受到的奢侈品。从全球范围来看，其实游艇市场消费是多元化的，既有富豪富翁偏爱的超级游艇，也有白领阶层，中产阶级能够消费得起的休闲游艇。未来发展应该面向大众、代表一种有品质的健康的绿色的生活方式，同时游艇作为高级家庭耐用品，消费者更为关心的是低油耗和个性化的外观。

2.2 产品发展趋势分析

自二战以后从1950年至今地球人口从25亿暴增至60亿，人类的活动影响地球气候变化而对资源的需求已经到达地球生态系统所不能承受的地步。节能减排尽可能减少人类活动对地球气候造成影响已成为迫在眉睫的任务，气候变化关系到人类生存和发展的方向。

随着我国对节能减排的重视应对节能减排和商业发展的需求，今后我国沿海地区从事渔业活动的中、小型渔船的低效率柴油发动机系统和木质渔船将陆续汰换。近海捕捞业转型尤其是在发达的沿海城市周边、观光休闲渔业存在巨大的市场，玻璃钢和铝合金制小型游艇、钓鱼船、帆船和高速舷外机机将成为今后游艇市场的主导产品。发达国家90%的游艇以上为玻璃钢和铝合金等复合材料，具有重量轻耐腐蚀维护简便的特点，发动机采用高速的汽油或者柴油船用发动机油料燃烧充分能输出高效的动力，燃料输出功率和排放比明显优于老式柴油挂机。

外观方面，随着各大游艇品牌在设计船型时越来越多地采用贴近自然的仿生设计，游艇造型多与海洋生物有关，在保留力量感和速度感的同时，更多的运用流线型设计，使得艇体型线更具现代美感。

3 产品设计要素分析

游艇由功能、色彩、材料、结构等方面组成一定的形态，给人一种整体视觉形象。游艇形态是信息的载体，设计师通过特有的造型语言进行游艇的形态设计，传达思想理念，消费者通过游艇的特有形态，寻求一种个性、身份的体现。因此要确定办公家具的形态必须先从四大要素的研究开始。

3.1产品功能与形态分析

功能要在游艇构成的形态中得以实现，离开功能去谈游艇的美感是毫无意义的。研究游艇的功能要素，其出发点必然要满足人的各种心理和行为要求。[3]休闲游艇一种水上娱乐用高级耐用消费品，它集航海、运动、娱乐、休闲等功能于一体，它的设计目的在于满足个人及家庭享受生活的需要。游艇形态可分为甲板上和甲板下两部分，甲板上是驾驶室，甲板下是储物区和动力室。

图3-1

3.2产品色彩分析

1. 功能要求：休闲游艇的色彩设计应服从功能的要求。如白色给人典雅高贵之感，游艇整体漆成白色，行驶于碧海蓝天之间，远远望去犹如一道白光穿梭于海面，充满速度感。黑色舷窗与白色船体形成鲜明对比，给人以稳重安全的感觉。

图3-2

2. 使用环境：对于行驶在广阔无垠的大海中的游艇而言，其颜色应与周围环境紧密融合，与海洋大背景浑然一体，给人以空间扩大感；储物区和休息室内的颜色要以突出家庭温馨为中心，大量应用暖色。采光较好的驾驶室内要用浅色调，给人以清新明快的感觉。