折疊產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法研究

張博 吳宇 郭媛媛

摘 要：以折疊產(chǎn)品的功能優(yōu)越性和目前折疊產(chǎn)品研究往往關(guān)注于一種折疊結(jié)構(gòu)的材質(zhì)、工藝改進(jìn)為啟示，分析了3款折疊衣架的折疊結(jié)構(gòu)，提出了折疊結(jié)構(gòu)的互換設(shè)計(jì)方法，又分析了3款折疊自行車的折疊方式，提出產(chǎn)品形態(tài)重構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。在此基礎(chǔ)上運(yùn)用兩種方法進(jìn)行了折疊情侶傘的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步驗(yàn)證了兩種方法對(duì)于折疊產(chǎn)品創(chuàng)新的可行性。

關(guān)鍵詞：折疊產(chǎn)品；互換；形態(tài)重構(gòu)

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新在產(chǎn)品創(chuàng)新中占據(jù)了至關(guān)重要的地位。一般在眾多的同類產(chǎn)品中，如果有一個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)非常新穎，一定會(huì)給人以強(qiáng)大的視覺沖擊，激起他們的購買欲望或使用欲望。以節(jié)省空間和方便攜帶為輔助功能需要的產(chǎn)品，其實(shí)現(xiàn)方法有很多，折疊是完成該輔助功能的重要的方法之一［1］。具有折疊功能的產(chǎn)品能夠在使用時(shí)展開，儲(chǔ)存時(shí)折起，實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間、方便儲(chǔ)運(yùn)和攜帶的設(shè)計(jì)目標(biāo)。［2］折疊結(jié)構(gòu)的種類較多，以往研究往往關(guān)注于對(duì)某一個(gè)折疊產(chǎn)品的折疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行材質(zhì)改進(jìn)、工藝改進(jìn)等，而本文提出的第一種折疊產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法關(guān)注于研究一種折疊產(chǎn)品能否使用不同的折疊結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，第二種設(shè)計(jì)方法關(guān)注于研究以省空間為最大化設(shè)計(jì)目標(biāo)的折疊產(chǎn)品如何實(shí)現(xiàn)。通過上述設(shè)計(jì)方法的研究希望可以幫助設(shè)計(jì)師從不同的角度出發(fā)考慮折疊產(chǎn)品的創(chuàng)新。

1 從折疊結(jié)構(gòu)互換角度進(jìn)行折疊產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法

1.1 折疊結(jié)構(gòu)互換設(shè)計(jì)方法案例分析

衣架是人們生活中常見的產(chǎn)品，在形態(tài)上具有三角形特征，以下三款折疊衣架從功能上都實(shí)現(xiàn)了掛衣服的功能，只是所采用的折疊結(jié)構(gòu)類型不同。四折式衣架見圖1，由四個(gè)桿單元和一個(gè)套管組成，各桿件由金屬環(huán)連接，四根桿件打開后通過移動(dòng)套管來約束下部?jī)蓷U以達(dá)到水平。衣架折起后成為長(zhǎng)度相等的桿單元。充氣式衣架見圖2，使用時(shí)充氣使氣膜結(jié)構(gòu)成為支撐體，氣閥門松開使氣體排出后可以任意卷折。X形折疊衣架見圖3，通過預(yù)先設(shè)計(jì)好的一個(gè)個(gè)X形剪式折疊單元的打開和折起實(shí)現(xiàn)功能，打開后能夠朝著預(yù)定的方向伸展，折起后是圓形。

圖1 四折式折疊衣架［3］

圖2 充氣式折疊衣架［3］

圖3 X形折疊衣架［3］這里要說明的是，一款折疊產(chǎn)品的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有很多，有些是定量的，如節(jié)省空間、便于攜帶，而有些標(biāo)準(zhǔn)有著明顯的主觀性，如外觀的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。因此，當(dāng)嘗試各種折疊結(jié)構(gòu)應(yīng)用于同一款產(chǎn)品時(shí)，我們很難進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，我們常用的辦法是針對(duì)產(chǎn)品可用性評(píng)估的某一項(xiàng)進(jìn)行，而暫不考慮其他評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。［1］上述折疊產(chǎn)品在現(xiàn)有尺寸、材料和折疊結(jié)構(gòu)的約束下都達(dá)到了最大限度的折疊，以儲(chǔ)存時(shí)節(jié)省空間作為唯一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，充氣式折疊衣架和X形折疊衣架最佳，以成本作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，充氣式折疊衣架應(yīng)是成本最低的產(chǎn)品。從產(chǎn)品易用性上來考慮，充氣式折疊衣架和X形折疊衣架最佳。

1.2 折疊結(jié)構(gòu)互換設(shè)計(jì)方法的概念

從折疊產(chǎn)品折疊的方式和形態(tài)的變化的角度我們將折疊分為：卷折式、扇形、風(fēng)箱形、X瞂瞂瞂瞂(可展網(wǎng)架式)等四類。卷折式折疊又分為卷、折和充氣式三部分。這些分類之間是有著必然的聯(lián)系的，最基本的折單元是最簡(jiǎn)單的折疊，同時(shí)也是它們彼此間聯(lián)系的紐帶。本文將各種經(jīng)典的折疊結(jié)構(gòu)以形態(tài)來命名，就是考慮到上述因素，同時(shí)，從形態(tài)角度來分析折疊結(jié)構(gòu)也是工業(yè)設(shè)計(jì)的要求和我們繼續(xù)往下研究的出發(fā)點(diǎn)和基礎(chǔ)。折疊產(chǎn)品的折疊結(jié)構(gòu)與外部形態(tài)有著重要的聯(lián)系，從形態(tài)角度來劃分折疊結(jié)構(gòu)的分類方法是將復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的有效手段，是適合學(xué)生有效、快速掌握折疊結(jié)構(gòu)的良好途徑，是工業(yè)設(shè)計(jì)師進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)的理論基點(diǎn)。

通過研究案例我們發(fā)現(xiàn)同一款產(chǎn)品的折疊功能往往可以通過多種折疊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)， 即使用不同的折疊結(jié)構(gòu)解決產(chǎn)品的折疊功能需求，也是工業(yè)設(shè)計(jì)方法學(xué)中換元法的應(yīng)用，［4］在此筆者稱之為“折疊結(jié)構(gòu)互換設(shè)計(jì)方法”。折疊結(jié)構(gòu)互換設(shè)計(jì)方法是指通過研究各種折疊結(jié)構(gòu)的適用條件，針對(duì)一款產(chǎn)品，我們可以通過使用幾種不同的折疊結(jié)構(gòu)達(dá)到折疊該產(chǎn)品的目的，從而產(chǎn)生一個(gè)新的折疊產(chǎn)品，同時(shí)獲得不同的儲(chǔ)運(yùn)方式、折疊方式及新的使用體驗(yàn)。

2 從產(chǎn)品形態(tài)重構(gòu)角度進(jìn)行折疊產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法

2.1 產(chǎn)品形態(tài)重構(gòu)設(shè)計(jì)方法案例分析

折疊自行車是現(xiàn)在越來越受人們歡迎的產(chǎn)品，傳統(tǒng)自行車大而笨拙，不適合城市快節(jié)奏的生活需求，從功能的角度看，折疊自行車在展開后能夠完全符合普通自行車的功能要求，折疊后更加方便出行和攜帶，所以逐漸受到人們的追捧。普通折疊自行車見圖4，設(shè)計(jì)師將折疊節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)在前后輪的中間，使得折起后前后輪是基本疊加的，其他的構(gòu)件根據(jù)這一基礎(chǔ)再進(jìn)行折疊設(shè)計(jì)。

圖4 普通折疊自行車［4］

圖5 伸縮式折疊自行車［4］伸縮式折疊自行車見圖5，設(shè)計(jì)師追求的目的同樣是前后輪的疊加，只是實(shí)現(xiàn)的方法不同，其前杠設(shè)計(jì)成了伸縮式，伸縮達(dá)到一定程度后再通過轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)使得前輪與后輪疊加，通過這個(gè)例子我們可以發(fā)現(xiàn)，折疊車往往都是通過出車輪以外的其他構(gòu)件的變化來實(shí)現(xiàn)車輪的疊加。

圖6 “四個(gè)圈”折疊自行車［4］“四個(gè)圈”折疊自行車見圖6，設(shè)計(jì)師追求的不再是兩個(gè)車輪的疊加，更多的是其他構(gòu)件與車輪的疊加，設(shè)計(jì)師分析了普通自行車中的不可折疊的構(gòu)件是前后車輪，為了達(dá)到產(chǎn)品所有部件的疊加，將除車輪外其他部件簡(jiǎn)化為兩個(gè)圓環(huán)和兩個(gè)桿件，折起時(shí)首先轉(zhuǎn)動(dòng)前后兩個(gè)車輪使之分別進(jìn)入產(chǎn)品中部?jī)蓚€(gè)圓環(huán)，而后再疊加中部?jī)蓚€(gè)圓環(huán)，最后將其余部件根據(jù)主體形態(tài)再折疊。該車從省空間的角度來看是最佳的。

2.2 產(chǎn)品形態(tài)重構(gòu)設(shè)計(jì)方法的概念

折疊產(chǎn)品最大的功能優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省空間、方便攜帶，從這個(gè)角度講我們?cè)O(shè)計(jì)折疊產(chǎn)品就是追求節(jié)省空間的最大化。然而在實(shí)際應(yīng)用中，有些產(chǎn)品的某些構(gòu)件是在目前技術(shù)下無法折疊的，或者折疊后無法完成原有的功能，也就沒有實(shí)際意義，在此筆者稱這些構(gòu)件為“不可折疊構(gòu)件”，如自行車中的車輪。對(duì)應(yīng)于一個(gè)產(chǎn)品中的“不可折疊構(gòu)件”，其他構(gòu)件筆者稱之為“可折疊構(gòu)件”。產(chǎn)品在使用狀態(tài)下的形態(tài)特征是我們?cè)谫x予其折疊功能時(shí)需要首先考慮的第一要素，而產(chǎn)品的不可折疊構(gòu)件的形態(tài)往往就是我們進(jìn)行折疊設(shè)計(jì)的“最小單元”。因此，首先確定產(chǎn)品的不可折疊構(gòu)件的形態(tài)特征，通過可折疊構(gòu)件的設(shè)計(jì)以符合不可折疊構(gòu)件形態(tài)的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)往往能夠?qū)崿F(xiàn)該產(chǎn)品省空間的最大化。產(chǎn)品形態(tài)重構(gòu)設(shè)計(jì)方法是指首先分析現(xiàn)有產(chǎn)品的整體形態(tài)特點(diǎn)，而后確定最小單元，即不可折疊構(gòu)件，通過可折疊構(gòu)件的折疊設(shè)計(jì)以適合不折疊構(gòu)件的形態(tài)特征，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)相似形態(tài)構(gòu)件的疊加，以達(dá)到節(jié)省空間的最大化目的。

3 設(shè)計(jì)實(shí)例

結(jié)合兩種設(shè)計(jì)方法筆者進(jìn)行了情侶傘實(shí)例設(shè)計(jì)。由于市面上的情侶傘都是一把傘，僅僅通過增加了傘的大小實(shí)現(xiàn)情侶共同使用，生活當(dāng)中只有當(dāng)情侶在一起時(shí)才會(huì)使用這種傘，而無論是男士還是女士單獨(dú)時(shí)都不會(huì)隨身帶一把雙人傘，使得該產(chǎn)品使用概率很小。針對(duì)這一問題我們進(jìn)行了用戶需求定義：男士和女士不在一起時(shí)他們分別使用一把普通的傘，當(dāng)他們見面后通過簡(jiǎn)單的操作就可將各自的傘組合成一把情侶傘。這就解決了原有產(chǎn)品使用頻率小的問題。產(chǎn)品操作流程見圖7，在組合方式上，采用了普通大小不同兩把雨傘的疊加，為了能夠快速方便的組合和分開，同時(shí)在組合的情況下能夠快速折起，選取了X形折疊結(jié)構(gòu)，連接方式選擇了掛鉤和套筒。

圖7 折疊情侶傘操作流程4 結(jié)語

以各種折疊結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，通過設(shè)計(jì)案例的分析，提出從折疊結(jié)構(gòu)的互換和產(chǎn)品形態(tài)重構(gòu)兩種折疊產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。充分分析和討論了兩種方法的內(nèi)涵和意義。在此基礎(chǔ)上運(yùn)用方法進(jìn)行了產(chǎn)品實(shí)例設(shè)計(jì)，進(jìn)一步驗(yàn)證了方法的可行性。本文結(jié)論對(duì)于折疊類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有借鑒價(jià)值，筆者將對(duì)兩種方法做進(jìn)一步的深入研究。

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