玩具模塊化設計研究

（湖北工業大學 430070）

模塊化是指在面對一個復雜問題時，將系統從上至下分解為幾個部分，從而便于管理的一種方法。模塊化設計是將一系列不同功能的產品，或是相同功能不同規格、性能的產品進行功能分析，再對模塊的構成模式進行分析和選擇，使形成功能最大、系統最優、效益最佳的分解與重組，從而生產出大量變型產品供市場需求。

隨著社會產業結構的變化，產品大多數都采用標準化的大規模機械生產。但隨著人們生活品質及需求的提高，大家都開始追求產品的獨特性和多變性，注重個性化及DIY，這與批量化生產存在著沖突，模塊化則是基于這個矛盾而孕育出來的方法。

模塊化的高效、便捷、環保使其在各領域中都有廣泛運用，玩具設計中就有體現，例如七巧板、樂高等。隨著人們生活情調的提高，玩具不再只是面向兒童，而是面向各年齡段人群。除娛樂類玩具外，觀賞、收藏等沒有具體玩法的玩具也受到越來越多人的青睞，并且這類人對個性化也有需求，模塊化恰巧能滿足這一點。

一、玩具中模塊化的設計原則

（一）造型的連續性與整體性

模塊化玩具作為一個整體，其各個模塊在造型上要具有元素相似性或幾何相關性。格式塔心理學指出運用相似、接近、連續的要素可以呈現出整體的視覺效果，因此在玩具的模塊化設計中可采用這兩點使其達到造型的延續統一。

模塊的元素相似性，是指在模塊化玩具設計中每個模塊之間所運用的點、線、面的風格、處理方式、應用比例等具有相似性。如將玩具中的每個模塊局部都采用鏤空、凸起等點狀元素；每個模塊輪廓線條均采用整體流線局部直線或整體直線局部流線的組合方式；每個模塊整體或局部均采用切面等特征性明顯的元素。此外，色彩、材質、肌理等屬性也可表達各模塊間的元素相似。

模塊的幾何相關性，是指在模塊化玩具設計中各模塊所構成的空間關系，其相互之間存在著平行、垂直、同軸等幾何關系。除大關系外，小的零部件與模塊間也存在形位相關性。

（二）結構的合理性與兼容性

模塊的互換性，在模塊化玩具設計中每個模塊接口的形態、結構、尺寸、參數都應該標準化，從而實現模塊間的成功互換，不僅能滿足使用者的求異心理，也能以最少成本最大地實現生產上所需的量與質。其相同的或是功能一致的模塊接口都是標準化的，不影響接口結構的模塊功能和形態則可以各不相同。

模塊的通用性，在模塊化玩具設計中每個模塊都可以交互使用，提高了產品間的使用率，這種模塊化的建立形成了產品的系列化，而模塊實現通用需要以結構的合理與兼容為前提。

（三）功能的獨立性與相關性

模塊的功能相關性，指的是在進行模塊化玩具設計的模塊劃分時，將那些構成一個功能的零件合并組成為一個模塊，也就是說每個模塊本身就具備一個獨有的功能，并且每個模塊都是獨立的，可以單獨進行設計、生產、拼裝、升級、維修，每個模塊在產品開發到銷售每個階段都互不影響，延長了產品壽命，減少了資源浪費。

（四）方式的可變性與多樣性

每個模塊不同方式的組合使玩具具有可變性和多樣性，這也是少變為多的體現，組合化也是產品創新的一種策略，滿足了千變萬化的市場需求及不同環境對造型的局限。

方式的可變性就是用可變方向、位置等狀態的模塊組合成一個模塊化玩具，其中每個模塊都可根據需要進行拼裝，組成具有其他功能或空間的新產品，并且不影響產品壽命，可反復變換。這種方式就是以獨立、可變的玩具模塊的不同拼裝來滿足需求和環境的變化，而不需要借助其他產品，以不變應萬變（模塊數量不變），以少變應多變（只變模塊的放置狀態），節省資源和空間。

實現玩具模塊組合的方式變化需要對模塊進行靈活運用，對模塊化玩具的每種玩法進行分析，并記錄每種狀態下所匹配的結構、接觸面的形態，以及拼接面的尺寸，使所有模塊在每種狀態下都能完美契合，再通過模型進行檢驗。

二、玩具中模塊化的應用形式

（一）改變空間

模塊化設計在構成空間時有“面與面”和“體與體”兩種構成方式，區別在于前者每個模塊本身不具備獨立功能，只有通過組合構成一定空間或結構才有功能；后者則每個模塊本身就具備功能，可根據需要疊加擴充空間，組成一個整體。

層疊組合，是將兩個以上的面狀模塊在不影響產品功能的前提下進行拼裝。每個模塊都是相同的，可以完全契合，具有規律感、節奏感。這種方式降低了生產成本；穿插式結構免去了金屬連接，綠色環保，并實現了造型、空間的自定義；層疊組合也節省空間，便于收納運輸，這種方式可以運用在具有一定空間的玩具設計中。

排列組合，也稱積聚組合，是由兩個以上相同或相似的體狀模塊在不影響產品功能的前提下進行規律組合。這些相同的模塊通過改變放置的位置、方向、數量、排列順序來達到多變性，相似模塊的排列還可以形成視覺沖擊的美感，例如由大到小排列可以形成空間擴散的視錯，這種方式可以運用在擺件、拼圖類玩具設計中。

（二）增加功能

模塊化玩具的設計方式將玩具分為了具有獨立功能的多個模塊，這些模塊可以是部件也可以是系統。

模塊化增加功能的方式有兩種，一種是每個模塊都具標準化的接口，并具有相似性，但功能不一，這些功能模塊不僅具有獨立性還具有互換性，可以相互拼接、替換，通過拼裝不同的模塊從而組建出擁有不同功能及造型的產品。另一種是每個模塊具有不同功能，接口不一，需要匹配安裝，這種方式適用于玩具的功能劃分設計，每個模塊可單獨使用，也可集合在一起變為多功能玩具。

三、模塊化在玩具中的實例應用

本次設計的是桌面玩具“智能養花盆”（圖1），可實時檢測植物是狀態，輔助養花，將實用與娛樂相結合，利用模塊化進行組合，滿足不同人對所需檢測信息不同的需求?；ㄅ璧恼w造型采用仙人掌元素，主體為養花模塊，底部為檢測土壤狀態的模塊，側枝為DIY可變模塊，包含溫度檢測、語音、光強等模塊，可根據需要進行功能組合。單元模塊的接口結構可插入花盆的外壁凹槽內，采用磁力吸附，可隨意調整位置，改變其造型。模塊化的優點在于可以單個更換模塊，不會影響到整體系統。這個智能花盆還有APP（圖2）與之匹配使用，將從各模塊所收集的信息反饋到平臺，從而提醒和輔助使用者養花。

圖1

圖2

四、總結

依據以上的設計可以發現模塊化在玩具設計中應用的優勢，外形上更具整體性，功能上更具選擇性，結構上更具簡潔性，方便自由組裝，更具人性化。對于玩具設計而言，模塊化是一種很好的設計形式，不僅應用領域廣泛，還節約資源，在今后的玩具設計中思考模塊化的合理性讓它能在該領域得到廣泛的運用和推送。