多功能環(huán)衛(wèi)工具模塊化創(chuàng)新設(shè)計(jì)

陳劍鋒 汪致遠(yuǎn) 孟紫妍 林鴻偉 農(nóng)蘇婷

摘?要：城市現(xiàn)代化的進(jìn)程的不斷發(fā)展，恒久不變的環(huán)衛(wèi)工具已不再適用于我國(guó)環(huán)衛(wèi)工人的日常工作。所以如何通過(guò)對(duì)工具的再設(shè)計(jì)，進(jìn)而提高環(huán)衛(wèi)工人的工作效率以及減輕工作負(fù)擔(dān)，成為了本次課題的主要研究目的。方法主要是通過(guò)研究我國(guó)基礎(chǔ)環(huán)衛(wèi)工作的特點(diǎn)，借鑒國(guó)內(nèi)外工具模塊化的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)出功能更全面、使用效率更高、安全性更高、外形更美觀的新型環(huán)衛(wèi)工具。

關(guān)鍵詞：環(huán)衛(wèi)工具;模塊化;高效設(shè)計(jì)

1 研究現(xiàn)狀

城市環(huán)衛(wèi)設(shè)施形象在城市整體形象中起著非常重要的作用，間接促進(jìn)了城市乃至國(guó)家的發(fā)展。改善城市衛(wèi)生設(shè)施形象，可以提升城市整體形象，促進(jìn)外商投資，促進(jìn)城市發(fā)展。但目前，我國(guó)城市環(huán)衛(wèi)設(shè)施形象存在諸多問(wèn)題。大部分環(huán)衛(wèi)工人的工具機(jī)械化程度不高，每天巨大的工作量對(duì)他們的身體也造成了嚴(yán)重的損害，尤其是腰部損害極大，另外為了鏟除地面的口香糖污漬，大多數(shù)環(huán)衛(wèi)工人大多數(shù)都是準(zhǔn)備獨(dú)立的小鐵鏟，他們一手拿著塑料瓶和小型噴水器，另一只手正拿著鏟子鏟著地上的物品，有的時(shí)候甚至還會(huì)用上鋼絲球。并且通過(guò)查閱《環(huán)衛(wèi)工人生存狀況報(bào)告》，從調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，環(huán)衛(wèi)工人的年齡普遍偏大，年齡40歲到60歲的環(huán)衛(wèi)工人占比為80%，四十多歲的環(huán)衛(wèi)工人已經(jīng)是比較年輕的了。一方面是年齡過(guò)大，另一方面是每天高強(qiáng)度的重復(fù)勞動(dòng)，對(duì)身體多多少少都會(huì)造成一定量的損傷，影響日常的生活。在分析調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的科學(xué)研究方法，改進(jìn)環(huán)衛(wèi)工具的設(shè)計(jì)，提高環(huán)衛(wèi)工人的工作效率，保證環(huán)衛(wèi)工人的生活質(zhì)量。

2 本文基本概念闡述

2.1 環(huán)衛(wèi)工具

2.1.1 環(huán)衛(wèi)工具分類(lèi)

2.1.2 環(huán)衛(wèi)工具的問(wèn)題

（1）操作不舒適：工具笨重，操作性差。

（2）作業(yè)疲勞：由于工作的需要，環(huán)衛(wèi)工人經(jīng)常需要彎腰清理垃圾。有時(shí)為了撿拾一些雜物，還會(huì)進(jìn)一步加重腰部的疲勞。

（3）不方便：在環(huán)衛(wèi)工人工作時(shí)的移動(dòng)過(guò)程中，由于工具數(shù)量較多，無(wú)法把把常用的工具都放在周?chē)?，所以?jīng)常需要反復(fù)拿取適用的工具，造成攜帶不便，效率低下等麻煩。

（4）外觀簡(jiǎn)陋：目前，絕大部分手工清掃工具都是自制的，外觀簡(jiǎn)陋，與現(xiàn)代城市形象不符。因此，有必要從工業(yè)設(shè)計(jì)的角度為環(huán)衛(wèi)工人設(shè)計(jì)一套舒適方便的環(huán)衛(wèi)清潔工具。

2.2 模塊化

2.2.1 模塊化概念

模塊可以理解為能通過(guò)組合、替換和轉(zhuǎn)換以形成先前系統(tǒng)的單元組件。按層次劃分，模塊可分為整機(jī)、零部件、結(jié)構(gòu)單元等模塊;按通用性劃分，它可以分為一般模塊和特殊模塊。模塊也可以理解為基于模塊和廣義定義，使模塊單元具有獨(dú)立的功能和標(biāo)準(zhǔn)接口的約束。其中，獨(dú)特的功能為其最大特點(diǎn)。除此之外，模塊化還包括一個(gè)基本的單元概念：模塊族—指一組具有相同或相似形狀和特征的模塊組合。

2.2.2 模塊化設(shè)計(jì)原理

產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)是一種用于針對(duì)產(chǎn)品中相同或相似的模塊進(jìn)行識(shí)別、分類(lèi)、定義和標(biāo)準(zhǔn)化，然后建立通用模塊，最后設(shè)計(jì)出低成本、高質(zhì)量、可以快速滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化和個(gè)性化需求的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原則。

2.2.3 產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)案例分析

模塊化車(chē)鎖：模塊化車(chē)鎖設(shè)計(jì)，讓小偷空手而歸。這種V正R車(chē)鎖裝配后呈正方形。采用模塊化設(shè)計(jì)和可拆卸原理。構(gòu)成鎖體的四個(gè)部件包括兩個(gè)鎖身和兩個(gè)鏈接臂。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處在于鎖體和連接臂采用兩組互鎖機(jī)芯。能把自行車(chē)?yán)卫捂i住，讓小偷無(wú)機(jī)可乘。

模塊化辦公家具：日本設(shè)計(jì)工作室Nendo的模塊化辦公家具設(shè)計(jì)，可以根據(jù)使用者的不同偏好進(jìn)行拆分和重組，創(chuàng)造出各種變化空間。同時(shí)拆分部分的每個(gè)模塊都有一個(gè)高靠背，可以保護(hù)隱私，降低噪音，創(chuàng)造出一個(gè)安全舒適的辦公環(huán)境。

無(wú)論元素本身是一個(gè)面、一條線(xiàn)還是一個(gè)點(diǎn)，模塊重組都構(gòu)成了多種不同的功能形式。滿(mǎn)足不同的需求。模塊的組合是產(chǎn)品形態(tài)和功能的精巧設(shè)計(jì)，功能多樣，形式簡(jiǎn)單，便于收納管理。模塊中的任何部分都可以在損壞時(shí)更換，而不會(huì)因?yàn)檎w更換而浪費(fèi)資源。許多優(yōu)秀的設(shè)計(jì)使得簡(jiǎn)申的模塊也能夠?qū)崿F(xiàn)貧困人群的基本生活使用，這是一種以人為本的設(shè)計(jì)理念。

3 環(huán)衛(wèi)工具的模塊化設(shè)計(jì)

換位工具模塊化設(shè)計(jì)的基本原則。在對(duì)文中進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了工具模塊化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)遵循的原則。

3.1 模塊劃分原則

（1）組裝拆卸。模塊的拆裝會(huì)更加省力、簡(jiǎn)便。模塊的組合不會(huì)對(duì)工具的可拆卸性和可裝配性造成影響。各模塊之間緊密結(jié)合，采用剛性連接，以確保用戶(hù)的安全。（2）材料使用。相同的模塊使用同種材料制作，同時(shí)還要做到使用的材料輕便且安全無(wú)毒。（3）功能結(jié)構(gòu)。盡可能的將屬性相似的子功能劃分到同一模塊中以便于進(jìn)行識(shí)別和操作。

3.2 審美原則

（1）整體布局。運(yùn)用美學(xué)原理，在不影響工具功能的前提下，通過(guò)對(duì)整體的合理布局，使工具造型均衡協(xié)調(diào)，以滿(mǎn)足人們的審美認(rèn)知。（2）材質(zhì)對(duì)比。選擇材料要考慮使用壽命長(zhǎng)，成本較爲(wèi)平價(jià)的材質(zhì)，然而需要考慮使環(huán)衛(wèi)工具與人的情感互動(dòng)性。（3）色彩搭配。采用適當(dāng)?shù)纳蚀钆?，使所有裝飾模塊的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，以滿(mǎn)足絕大部分使用者的審美需求。

3.3 綠色設(shè)計(jì)原則

（1）可替代性。當(dāng)工具的某個(gè)模塊損壞時(shí)，不需要更換整個(gè)產(chǎn)品，而是用新的模塊將損壞部分替換。（2）易維護(hù)性。不同的部件有不同的維護(hù)周期和維護(hù)復(fù)雜性。所以應(yīng)根據(jù)部件維修的要求劃分模塊，以便于故障分析和維修。（3）易處理性。盡可能將屬性相同的材料劃分到同一模塊中，以方便工具的拆卸和回收。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)各種工具的功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)分析，運(yùn)用“功能分析系統(tǒng)技術(shù)”對(duì)換位工具的主次功能進(jìn)行了劃分，并根據(jù)模塊劃分的原則將各種功能聚類(lèi)為不同的模塊。該方法保證了模塊間的功能和結(jié)構(gòu)的相互獨(dú)立性，使人們能夠通過(guò)組裝不同的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能。在后續(xù)研究中，將進(jìn)一步調(diào)查環(huán)衛(wèi)工人的流動(dòng)需求，使制作出工具的模塊功能更加全面。

參考文獻(xiàn)：

[1]白蕊，薛艷敏，欽松.基于調(diào)查的環(huán)衛(wèi)工具創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].藝術(shù)與設(shè)計(jì)（理論），2010，2（04）：213-215.

[2]魯杰，艾書(shū)義.新型口香糖清除器的設(shè)計(jì)[J].泰山學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，34（03）：94-98.

[3]董莎莎.小型環(huán)衛(wèi)清潔車(chē)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2018（03）：50-51.