人性化設(shè)計(jì)理念在家用壓力鍋結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中的應(yīng)用

伍尚凱，蘇惠斌，陳育貴，黃志榮，吳瓊

（1.廣東凌豐家居用品股份有限公司，廣東 云浮 527400；2.南京工業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 南京 211816）

0 引言

民以食為天，人們飲食、烹飪需求的多樣化促進(jìn)了各品類、功能炊具的開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。家用不銹鋼壓力鍋?zhàn)鳛榇毒叩闹匾粏T，憑借其制作食物的特殊技術(shù)性能和市場(chǎng)售價(jià)高等特點(diǎn)而被特定需求的用戶群體和企業(yè)經(jīng)營(yíng)創(chuàng)收所青睞。但必須意識(shí)到所面臨的重要問(wèn)題，國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)對(duì)于壓力鍋結(jié)構(gòu)等核心技術(shù)創(chuàng)新及使用方式等人性化設(shè)計(jì)方面掌握不夠。因此，有必要結(jié)合人性化設(shè)計(jì)理念來(lái)探究壓力鍋的核心技術(shù)創(chuàng)新亮點(diǎn)，以便為相關(guān)企業(yè)的設(shè)計(jì)活動(dòng)明確關(guān)鍵技術(shù)突破點(diǎn)和創(chuàng)新方向，從而落實(shí)行之有效的產(chǎn)品創(chuàng)新，最終讓家用壓力鍋能更好地為提升民生幸福感服務(wù)及促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 人性化設(shè)計(jì)理念概述

人性化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持以人為本的設(shè)計(jì)理念，關(guān)注到用戶物質(zhì)需求（生理、行為習(xí)慣）與精神需求（思維觀念、心理、情感、情緒及認(rèn)知等），包括安全可靠、實(shí)用（技術(shù)、功能）、美觀（風(fēng)格、造型）、便捷舒適（觸覺(jué)方面的人機(jī)交互、結(jié)構(gòu)、材料及工藝；視覺(jué)方面的形與色、元素及肌理）、人文（文化、關(guān)懷及可持續(xù)）和商業(yè)經(jīng)濟(jì)等方面，涉及科學(xué)技術(shù)理性和文化藝術(shù)感性層面，兼顧個(gè)性、多樣（多功能、通用、包容）及精細(xì)化體貼等特點(diǎn)[1-3]。產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì)以人機(jī)工程學(xué)為基礎(chǔ)，追求人、產(chǎn)品和環(huán)境關(guān)系的和諧，它是人類自身需求的特點(diǎn)對(duì)設(shè)計(jì)的內(nèi)在要求[4]。人性化設(shè)計(jì)理念應(yīng)用廣泛，滲透到現(xiàn)代人生活方式及工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方方面面，包括汽車設(shè)計(jì)、裝備設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品及日用家電與廚具等。家用廚具中的壓力鍋與人們的生活關(guān)系密切，如何依據(jù)人性化設(shè)計(jì)理念及特點(diǎn)進(jìn)行壓力鍋的創(chuàng)新設(shè)計(jì)值得設(shè)計(jì)人員深入思考，以求設(shè)計(jì)品能更好地滿足提升生命質(zhì)量及產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)等方面的價(jià)值訴求。

2 家用壓力鍋結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

2.1 家用壓力鍋創(chuàng)新途徑

家用壓力鍋這一民生日用炊具在人們餐飲、烹飪等需求方面具有重要價(jià)值。壓力鍋區(qū)別于普通鍋具，一方面是對(duì)于壓力的控制要求；另一方面是技術(shù)水平（結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝配零部件及工藝繁多）的相對(duì)復(fù)雜。其原理是通過(guò)密閉的鍋內(nèi)空間來(lái)控制壓力大小，進(jìn)而控制蒸汽及沸點(diǎn)溫度，最終實(shí)現(xiàn)食物烹飪的多樣化、多口感、快捷、營(yíng)養(yǎng)豐富及跨越地理海拔限制。其主要用材包括不銹鋼、鋁合金及鑄鐵等，不銹鋼較昂貴，但質(zhì)感佳、使用壽命較長(zhǎng)、雙層保溫高效節(jié)能；鋁合金較便宜、質(zhì)量輕、導(dǎo)熱快，但不耐用。其細(xì)分種類按壓力大小、技術(shù)水平、灶臺(tái)能源環(huán)境等差異分可為高壓鍋、微壓鍋、純機(jī)械式、明火加熱式、電加熱（機(jī)電一體化）及智能式等，其中機(jī)電兼具型壓力鍋技術(shù)難度相對(duì)更高。

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平提升、技術(shù)進(jìn)步、人們生活節(jié)奏加快及生活質(zhì)量的提高，消費(fèi)者對(duì)于廚具的重視程度逐漸增強(qiáng)，這有力促成了用戶對(duì)家用壓力鍋需求層次的升級(jí)，促進(jìn)了壓力鍋產(chǎn)品的使用率提高和創(chuàng)新步伐加快[5]。家用壓力鍋創(chuàng)新的途徑多樣，一方面是系統(tǒng)性的創(chuàng)新，整合了市場(chǎng)商業(yè)趨勢(shì)、設(shè)計(jì)、技術(shù)、消費(fèi)群體訴求、人文等宏觀因素；另一方面，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)內(nèi)部要素如結(jié)構(gòu)、外觀造型（方法、題材、符號(hào)）、功能、使用方式、CMF、細(xì)分品類、灶臺(tái)環(huán)境適應(yīng)性等微觀層面的創(chuàng)新。家用壓力鍋產(chǎn)品創(chuàng)新的目的是以創(chuàng)造性、協(xié)調(diào)性、差異化及可視化的方式來(lái)解決問(wèn)題，從而滿足生活與生產(chǎn)方面的用戶需求和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需要，最終塑造具有實(shí)用、審美、人文及經(jīng)濟(jì)等多元價(jià)值的創(chuàng)新型產(chǎn)品。文章重點(diǎn)從純機(jī)械式不銹鋼壓力鍋的結(jié)構(gòu)要素展開(kāi)相關(guān)研究。

2.2 家用壓力鍋結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

家用壓力鍋結(jié)構(gòu)創(chuàng)新是設(shè)計(jì)內(nèi)部要素途徑的創(chuàng)新。純機(jī)械式壓力鍋的技術(shù)水平受結(jié)構(gòu)、工藝、材料等因素影響，其中結(jié)構(gòu)則甚為關(guān)鍵，包括鍋體的內(nèi)、外結(jié)構(gòu)，如鍋蓋控制方面的開(kāi)合結(jié)構(gòu)、鍋身能量轉(zhuǎn)換方面的儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)、氣閥熱傳導(dǎo)方面的散氣結(jié)構(gòu)（安全性）等，應(yīng)注重確保內(nèi)部結(jié)構(gòu)的操作控制、能量轉(zhuǎn)換和動(dòng)力運(yùn)輸?shù)目煽啃?，以及裝配連接件的標(biāo)準(zhǔn)化[6]。

目前壓力鍋常用的壓力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，“匚(fang)”式結(jié)構(gòu)是較為主流的。這是一種精度較高的壓控式、閉環(huán)式壓力控制方式，很好地解決了壓力安全性及控制問(wèn)題，同時(shí)可以大幅減少原材料，這種結(jié)構(gòu)從理論上來(lái)說(shuō)幾乎可把壓力爆炸的發(fā)生率控為零[7-8]。此外，匚式結(jié)構(gòu)有利于減少沸騰烹飪及汽化熱的損失，有效地保持食物形體及營(yíng)養(yǎng)成分[9]。結(jié)構(gòu)的合理、安全可靠及巧妙性等方面影響到與技術(shù)、材料等的良好匹配，影響產(chǎn)品整體的安全性、功能的運(yùn)行平穩(wěn)性以及人機(jī)交互的舒適性等。綜合來(lái)看，壓力鍋結(jié)構(gòu)創(chuàng)新關(guān)系到技術(shù)的可靠、用戶使用的整體舒適體驗(yàn)、市場(chǎng)銷售的品質(zhì)口碑及長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益。此外，家用壓力鍋結(jié)構(gòu)創(chuàng)新也應(yīng)遵循一定的重要程度等級(jí)區(qū)分，首先重視安全合理性，其次是高效節(jié)能性、便捷舒適性及個(gè)性美觀性等。明確結(jié)構(gòu)創(chuàng)新點(diǎn)的主次，以便切實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)地落實(shí)新產(chǎn)品。

3 家用壓力鍋結(jié)構(gòu)人性化設(shè)計(jì)

主要從家用不銹鋼壓力鍋的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中探究人性化設(shè)計(jì)，具體體現(xiàn)在不同部件的安全性、高效性及便捷舒適性，多方面的人性化考慮共同促成用戶與產(chǎn)品、環(huán)境的和諧關(guān)系。

3.1 氣閥的壓力控制安全性

氣閥是壓力鍋蓋子上的重要結(jié)構(gòu)部件之一，結(jié)構(gòu)的合理性、力學(xué)可靠性、材料耐用性等方面的安全性問(wèn)題是首要考慮的，這些都為設(shè)計(jì)的人性化奠定基礎(chǔ)。氣閥的作用是方便用戶及時(shí)控制壓力大?。ū匾獣r(shí)快速泄壓），由此掌握食物的形狀變化、口感及健康程度。

以凌豐品牌的一款高性能熱銷壓力鍋為例，其設(shè)計(jì)符合壓力鍋GB15066-2004的壓力安全標(biāo)準(zhǔn)，其氣閥系統(tǒng)具有多重安全結(jié)構(gòu)的防護(hù)屏障，包括氣閥旋鈕結(jié)合安全閥孔、安全窗口來(lái)共同實(shí)現(xiàn)壓力的安全控制[5]。此款壓力鍋通過(guò)“匚”式夾鉗口弧形的壓力開(kāi)合結(jié)構(gòu)，將鍋體與鍋蓋緊緊箍住，氣密性十分牢靠。氣閥旋鈕（電木或不銹鋼材質(zhì)）可以調(diào)節(jié)高中低壓（5、60、90及120kPa等）級(jí)別的壓力差設(shè)定，也可以是零壓差能控制鍋內(nèi)氣壓在0至1.2bar之間；安全閥孔的作用，當(dāng)鍋內(nèi)壓力超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，閥孔自動(dòng)開(kāi)啟釋放多余蒸汽，從而保障鍋具及人身安全；閥孔的作用，在鍋內(nèi)有壓力時(shí)，阻礙按鍵開(kāi)關(guān)無(wú)法輕易打開(kāi)鍋蓋；安全窗口的作用，當(dāng)鍋內(nèi)固定壓力值過(guò)大且無(wú)法通過(guò)壓力氣閥調(diào)節(jié)及安全閥孔釋放壓力時(shí)，安全窗口內(nèi)的密封硅膠圈會(huì)在一分鐘內(nèi)迅速及時(shí)微調(diào)，將蒸汽從安全窗口排出，由此更精密度地控制鍋內(nèi)不同的氣壓值以達(dá)到理想的烹飪效果和更高安全級(jí)別。氣閥安全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有效避免了人身傷害（防燙）及其他物品的損壞，確保了廚房烹飪環(huán)境的整體安全性，營(yíng)造了人機(jī)環(huán)境的和諧。壓力鍋的氣閥安全系統(tǒng)如下圖1所示。

圖1 壓力鍋的氣閥安全系統(tǒng)

3.2 鍋身的烹飪方式高效性

傳統(tǒng)壓力鍋的單層鍋身已不能很好地起到隔熱保溫、免火續(xù)煮（燜燒）功能，實(shí)用性，便利性也大打折扣。如何做到充分利于熱能，離不開(kāi)雙層不銹鋼真空夾層結(jié)構(gòu)密封技術(shù)（結(jié)合單向排氣閥對(duì)氣壓做出相應(yīng)的反應(yīng)），由此便于避免熱能的損失及維持鍋內(nèi)蒸汽壓，達(dá)到儲(chǔ)能、節(jié)能、省時(shí)及高效率烹飪的目的[10]。針對(duì)目前市場(chǎng)上的不銹鋼壓力鍋，關(guān)于雙層鍋身與普通鍋身在同環(huán)境下進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，可發(fā)現(xiàn)雙層壓力鍋比普通鍋節(jié)省約30%以上的能源和烹飪時(shí)間，有效避免了大量熱能的浪費(fèi)問(wèn)題。在兼顧飲食口感、健康營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)真正給下廚者帶來(lái)高效便捷。此外，鍋內(nèi)壁有清晰的水位線刻度用來(lái)提醒用戶快速添加所需水量，方便準(zhǔn)確控制食物容量及變化程度，體現(xiàn)了人性化的細(xì)節(jié)體貼；鍋底為平底，結(jié)合鋁材復(fù)合型導(dǎo)磁底，利于快速均勻加熱、適應(yīng)多種灶臺(tái)環(huán)境，很好地實(shí)現(xiàn)了熱傳導(dǎo)和使用場(chǎng)景的兼容性。鍋身的標(biāo)準(zhǔn)化相對(duì)明確，目的是方便批量化配套、有效控制生產(chǎn)成本。鍋身相關(guān)的人性化細(xì)節(jié)，雙層不銹鋼壓力鍋鍋身結(jié)構(gòu)、夾層中的單向排氣閥、內(nèi)壁水位線（見(jiàn)圖2）。

圖2 鍋身相關(guān)的人性化細(xì)節(jié)

3.3 開(kāi)合蓋的交互方式便捷性

鍋蓋也是壓力鍋中非常重要的部件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將在很大程度上影響整體安全性能和使用性能[11]。壓力鍋的開(kāi)合蓋結(jié)構(gòu)涉及結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)問(wèn)題，關(guān)乎安全性、可靠性（密封）、操作舒適性（簡(jiǎn)單、便捷、省力、低噪音）等人性化效用。通過(guò)調(diào)研對(duì)比市場(chǎng)上現(xiàn)有的代表性（熱銷或潛力型）競(jìng)品品牌壓力鍋，以及結(jié)合國(guó)內(nèi)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，基本界定目前壓力鍋比較常見(jiàn)的開(kāi)合蓋結(jié)構(gòu)根據(jù)內(nèi)蓋、外蓋、封閉式、開(kāi)放式的不同，具體形式呈現(xiàn)為旋合型（A）、落蓋型（B）、壓蓋型（C）和匚式夾鉗型（D）4種類型[5]。下文對(duì)此4種結(jié)構(gòu)類型配以線稿圖及類似產(chǎn)品實(shí)體圖，以便于直觀感受不同的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。

經(jīng)過(guò)競(jìng)品的開(kāi)合蓋結(jié)構(gòu)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，第一，旋合型（A）為相對(duì)較早出現(xiàn)的一種，其特點(diǎn)是操作開(kāi)合蓋時(shí)需雙手分別抓住鍋蓋手柄和鍋身手柄，以反方向錯(cuò)位方式旋開(kāi)或合上，此結(jié)構(gòu)要求用戶兼顧雙手、視覺(jué)、方向感等多方面對(duì)準(zhǔn)位置，缺少人性化的方便且易產(chǎn)生噪音；其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)潔，表面易清洗。第二，落蓋型（B）的技術(shù)獨(dú)創(chuàng)性明顯，但也需雙手操控才便于打開(kāi)鍋蓋，而且開(kāi)合蓋時(shí)需把鍋蓋先伸入鍋內(nèi)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度后再扳動(dòng)手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)扣合，操作體驗(yàn)不夠便捷、衛(wèi)生。第三，壓蓋型（C）的原理是依靠旋轉(zhuǎn)螺桿方式實(shí)現(xiàn)鍋蓋密封，操作起來(lái)需用戶雙手用力和對(duì)位準(zhǔn)確，若施力過(guò)小則易因旋合不緊而出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。第四，匚式夾鉗型（D）利用人機(jī)工程學(xué)原理，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是改縱向受力為橫向受力，鍋蓋與外鍋剛性連接，鍋蓋與內(nèi)鍋通過(guò)硅膠密封圈實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固密封。

總的來(lái)說(shuō)前三種開(kāi)合蓋結(jié)構(gòu)都具有一定創(chuàng)新性，但基本皆需用戶雙手操作，人性化程度不夠完善。而夾鉗型只需用戶先用一個(gè)手指輕按一次交互面板上對(duì)應(yīng)按鍵（具有鎖住和打開(kāi)的邏輯性指示圖標(biāo)），再用單手提起鍋蓋即可實(shí)現(xiàn)開(kāi)合，此方式減少了交互步驟，使用起來(lái)更加輕松省力、便捷且噪音低，其切實(shí)完善地滿足了用戶使用的人性化需求。此外，此不銹鋼夾鉗型開(kāi)合蓋通過(guò)不銹鋼與電木材料結(jié)合力求輕量化、高強(qiáng)度；開(kāi)合蓋內(nèi)的密封圈可拆卸，清洗方便；按壓力鍋的GB15066-2004標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過(guò)“破壞性測(cè)試”，確定蒸煮等過(guò)程中鍋口不會(huì)出現(xiàn)漏氣、溢出水現(xiàn)象，盡可能讓用戶避免因使用問(wèn)題而產(chǎn)生畏難情緒、畏懼心理及挫敗感，符合人性化設(shè)計(jì)的體貼與周到。如圖3所示，分別為4種典型開(kāi)合蓋結(jié)構(gòu)及部分相關(guān)細(xì)節(jié)。

圖3 典型開(kāi)合蓋結(jié)構(gòu)及部分相關(guān)細(xì)節(jié)

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代工業(yè)化商品的設(shè)計(jì)重視以技術(shù)、功能為主體，技術(shù)創(chuàng)新為功能提供保障且有利于企業(yè)掌握產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的核心優(yōu)勢(shì)。壓力鍋結(jié)構(gòu)作為技術(shù)范疇的關(guān)鍵要素，其創(chuàng)新點(diǎn)的明確把握與人性化設(shè)計(jì)理念的合理融合是壓力鍋創(chuàng)新設(shè)計(jì)成功的有力支撐。文章重點(diǎn)指出了壓力鍋安全性方面的氣閥控壓、高效性方面的鍋身烹飪及舒適性方面的開(kāi)合蓋交互等人性化結(jié)構(gòu)創(chuàng)新點(diǎn)，意在為壓力鍋相關(guān)的設(shè)計(jì)研發(fā)及企業(yè)生產(chǎn)制造明確核心技術(shù)差距及關(guān)鍵創(chuàng)新突破口方面提供一定的參考，有利于推動(dòng)壓力鍋產(chǎn)品打破技術(shù)創(chuàng)新壁壘及助推相關(guān)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健、可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)然，壓力鍋設(shè)計(jì)創(chuàng)新不完全局限于結(jié)構(gòu)等技術(shù)層面，設(shè)計(jì)師還可從功能配備的多樣性（一鍋多用的內(nèi)部空間）及外觀造型的藝術(shù)審美性等方面進(jìn)行塑造，更多的創(chuàng)新研究及實(shí)踐有待進(jìn)一步提出并完善。