基于移動辦公需求的多功能旅行箱設計研究

徐柯童，王子鳴，曹中淏，張晶晶

基于移動辦公需求的多功能旅行箱設計研究

徐柯童，王子鳴，曹中淏，張晶晶

（武漢理工大學，湖北 武漢 430000）

當今社會，隨著生活、工作節奏加快，人們常常需要在機場、車站等一些候車場所利用等待時間進行辦公。為了能夠給人們帶來更便捷的移動辦公體驗，往往需要一些輔助工具以滿足移動辦公需求。但額外增加輔助物品與商務人士的簡行觀念并不相符，反而會為其增添負擔。旅行箱是差旅人士出行必不可少的用品之一，對差旅人士常攜帶的旅行箱進行了創新設計，通過用戶需求調研以及結構創新，為差旅人士帶來更便捷的生活、工作體驗。

移動辦公；旅行箱設計；差旅人士；創新設計

1 項目研究背景和意義

黨和國家在發展經濟的政策中多次明確提出：在毫不動搖地鞏固和發展公有制經濟的同時，也必須毫不動搖地鼓勵、支持和引導非公有制的發展。發展比較有優勢的勞動密集型企業，鑒于箱包行業投資門檻低、污染少、資金周轉快、傳統工藝與現代技術相結合，屬于勞動密集型企業，能大量解決剩余勞動力，使其成為國家產業政策鼓勵發展的行業。近年來，中國行李箱行業發展速度較快，受益于行李箱行業生產技術不斷提高以及下游需求市場不斷擴大，行李箱行業在國內和國際市場上發展形勢都十分被看好。但是，市場調研結果顯示，目前國內市場銷售的旅行箱總體呈現出需求量大，但功能局限、外觀單一等特點。

“移動辦公”也可稱為“3A辦公”或移動OA，即辦公人員可在任何時間、任何地點處理與業務相關的任何事情。這種全新的辦公模式，可以讓工作人員擺脫時間和空間的束縛。單位信息可以隨時隨地通暢地進行交互流動，工作將更加輕松有效，整體運作更加協調。

隨著現代生活節奏的加快以及生活、工作方式的改變，人們的時間觀念越來越強，在客運高峰時期，部分差旅人士經常遇到無座、無桌臺、附近電源插座被占用等情況，這都會直接或間接影響到差旅人士移動辦公的工作效率。通過用戶調研，研究表明大多數人認為在差旅途中遇到這些情況時，都將給自己的工作、生活帶來一定的不便。

對此，目前市場上也有一定的相關產品來輔助移動辦公，比如“smartoo”移動智能便攜辦公桌，如圖1所示，適用各種類型的行李箱拉桿，可進行松緊調節，兼容性強，采用折疊設計，不占用額外空間。但是，它仍然具有一定的體積，并且影響行李箱的造型美觀，不完全符合差旅人士的出行觀念。

圖1 “smartoo”移動智能便攜辦公桌

另外，“便攜式移動電源”解決了差旅人士出門在外電子產品續航能力不夠的問題，并且適用于多種型號的插頭，但是充電一般較慢，且需要被額外攜帶。

通過對箱包產業以及移動辦公的研究，作為差旅人士經常攜帶的物品——旅行箱，在國內目前其整體外觀單一、功能局限，移動辦公旅行箱將在此基礎上進行相關創新和設計，使其不僅在尺寸、材料、外觀等上有一定的改進，更賦予其移動辦公功能，來滿足不同人群的所需，具備創新性、實用性、多功能性。因此，本文研究的意義在于對行李箱進行創新設計，從而滿足差旅人士對移動辦公的需求，有助于提高差旅人士在旅途中的辦公效率，使其可以更有效地利用不可避免的等待時間，同時符合差旅人士的簡行觀念，并為旅行箱的設計提供一種新的可能，有助于商務旅行箱銷售市場的發展。

2 方案設計

確定設計整體構思：明確移動辦公旅行箱基本屬性——盛裝物品和移動辦公。為了實現承裝物品這一基本屬性，就要明確旅行箱內部空間大小，即實際容積，此時就要考慮旅行箱的箱體大小、材質選擇等方面。

為了實現移動辦公這個基本屬性，必須在客流量大、沒有座位的情況下提供座位，同時具備能夠放置筆記本等工作工具的桌臺。在此基礎上，通過工業設計的探討與整合，移動辦公旅行箱應該還具備一定的穩定性，同時車輪、箱體、座架、工作臺等應該統一和諧并具備一定美感。因此，必須對旅行箱的部分結構進行創新設計，使其具備相應的基本屬性。

另外，在確定旅行箱基本屬性的情況下，必須確定需要解決的問題并進行分析和整合設計。

2.1 箱體的大小、材質的設計研究

旅行箱的體積感取決于實際的高度、寬度和厚度這三個方向的尺寸大小和比例關系。厚度大的旅行箱給人感覺有很強的功能性和體積感，容易留下厚重、醒目、堅實、豪華等印象；厚度小的旅行箱則立體感較弱，顯得輕薄、纖弱，但會給人雅致、精巧的印象。因而不同的旅行箱在人們印象中都會有一個固定的比例關系，即對體積感的認同。

通過對市場所售拉桿箱尺寸的調查總結后，基于方便實驗研究與模型的制作，采用按18寸（1寸≈3.33 cm）行李箱３∶２的比例縮放，再結合實際進行部分尺寸調整，確定具體模型尺寸為：箱體為350 mm×215 mm×490 mm（不帶輪），拉桿為450 mm（折疊時）、800 mm（展開時），座板離地為380 mm，桌板離地為500～700 mm（可調節）。

市面旅行箱最常見的材質為ABS，最新研究出一種PC材質，主要特點是輕，表面比較柔韌、剛硬，相對價格較高。

在設計初期進行模型制作，選擇材料時需要從多個方面進行考慮。

所選材料應滿足零件的工作條件要求。由于零件工作條件具有的復雜性，在選擇零件時應對其工作條件進行一定分析。考慮其受力狀態、載荷性質以及工作溫度和環境介質。

零件制作工藝應避免過于復雜，應考慮零件的可獲得性。零件的選擇必須從實際出發，盡量避免設計出不可獲得零件，以致本末倒置，充分利用實驗室資源。

材料的經濟性。模型的制作過程中以目的為導向，使模型具有研究性，體現經濟性，充分表達出設計者的思想。在考慮了以上幾個因素后，拉桿箱框架使用鋁合金型材搭建而成。而承重較強的拉桿部分采用航空級數的鋁材，保證了整體的牢固性和穩定性。拉桿箱的箱體則選用了3 mm亞克力板。亞克力板利用激光切割機其切割到所需尺寸，其他部位的零件因其復雜性與唯一性，不易購買到成品，因此利用實驗室3D打印機打印而成，所使用的材料為PLA。

2.2 功能創新設計研究

為了實現移動辦公這個基本功能，可以對旅行箱的部分結構進行創新設計，使其達到相應的基本功能：①增加折疊式座板裝置，且通過拉桿變形得到，不額外增加箱體本身的質量，拉桿機構展開時形成符合人機工程學的座板系統，解決等待場所無座等不便情況，如圖2所示。②迷你工作臺。可放置筆記本電腦、咖啡、平板電腦等的迷你工作臺，可隨時隨地更方便地使用筆記本電腦。且與折疊座板結合，為移動辦公人士提供各種情景下坐式辦公的便利，如圖2所示。③拉桿箱輪子的收起彈出結構。拉桿箱在展開座板系統和工作臺后，輪子缺少足夠的摩擦力使得箱體保持相對靜止，而且暴露在外的輪子在托運或轉移過程中，極易與外界物體碰撞導致輪子掉落。所以，輪子可收起彈出的拉桿箱可以讓人們的旅行工作輕松自如、事半功倍，對于提高人們生活舒適性具有重要意義，同時具備較大的市場價值，如圖3所示。④共享排插設計。共享排插配備2個二孔插頭和2個三孔插頭，以及2個USB口，USB的輸出電流為1 A，可滿足絕大多數電子設備的充電需求，例如常用的手機、平板電腦、小燈等，如圖4所示。

圖2 折疊式座板裝置

圖3 拉桿箱輪子的收起彈出結構

圖4 共享排插

2.3 結構的設計研究

為了保證上述功能的實現，可以通過一些具體的結構設計來實現。迷你工作臺部分采用旋轉結構且與箱體結合比較容易實現，而折疊式座板裝是利用拉桿的結構變化實現的，其中需要考慮到3個關鍵的技術性問題。

2.3.1 拉桿的承重問題

此設計中拉桿系統展開之后要承重最高90 kg，滿足正常成年人的使用效果。支撐桿連接處是在拉伸桿中間，因此需要計算桿受壓的彎矩不超過理論極限值（90 kg）。

令≈900 N（90 kg的成年人），計算簡圖如圖5所示。

由圖5可知，BD桿為二力桿，取ABC桿為隔離體，受力分析圖如圖6所示。

圖5 計算簡圖

圖6 受力分析圖

由靜力平衡方程得：

可得d=1 600 N，Cy=﹣935 N，Cx=20 N。

桿ABC可簡化為圖7。

圖7 簡化后的桿ABC

經過分析知最危險截面為B點左側：壓=（Ay·/+Ax/）=30.5 MPa＜[]硬鋁=370 MPa，故符合要求。

2.3.2 拉桿旋轉后固定方式的解決

在旋轉副處均在預訂固定位置處提前設置的外加固定約束，利用桌板（拉伸桿）在旋轉是與固定不動的擋塊相對位置逐漸接近直到重合后無法繼續旋轉達到固定效果。

2.3.3 拉桿與箱體的整體性結合問題

通過斜面讓桿件在兩個不同使用位置時，實現不同的三維延展方向，也就是需要支撐時利用斜面滿足夾角的要求，收納時又可以緊貼斜面實現不占用空間同時美觀的效果。

2.4 “協同性”設計實踐驗證

結合傳統工藝與先進技術，在實現手繪技藝傳承與創新的同時，結合新時代技術，利用PS、犀牛等先進軟件進行深層次的渲染，通過木質模型、油泥模型以及其他材料的創新和融合，進行系統設計方法體系創新及應用，實現實踐與理論的循環互動提升，達到效果表現上的創新，深化結構層次，并利用這種全局意識的“協同性”特征對所設計的產品進行系統性分析。

3 方案圖展示

方案圖如圖2、圖3、圖4所示。

4 結語

隨著科學技術的日新月異，設計概念的內涵和外延都在不斷發生變化。工業設計將信息轉變為商品價值，為推動社會發展作出了巨大的貢獻。尤其是箱包設計也已經越來越受到世界各國和人們關注。此款旅行箱集多種功能于一體，結構簡單緊湊，可提供支持移動辦公的桌板、座板并且具備萬向輪的收起彈出結構。當遇到電源數量有限且被占用的情況時，本旅行箱內置彈出式排插設計，可實現電源共享，且有儲電功能，提高了差旅人士的工作便利性。所有操作十分簡單易學，適合多個年齡層，解決了出行途中移動辦公的諸多問題，將為旅行箱包的設計創新領域作出一定的貢獻。

［1］王侃，謝志江，王世耕，等.超凈環境下垂直升降機構的設計［J］.機械設計與制造，2009（1）：56.

［2］陳超祥，胡登.Solidworks零件與裝配體教程［M］.北京：機械工業出版社，2012.

［3］傅黎明.工業產品造型設計研究［M］.長春：吉林人民出版社，2002.

［4］李雪梅.當代箱包設計在造型和結構上的創新性［J］.藝術設計研究，2009（4）：35-38.

［5］王立新，陳洪娟，謝衡，等.藝術設計語境下的中西箱包發展研究（連載五）［J］.中國皮革，2006（20）：121-125.

［6］徐軍，陶開山.人體工程學概論［M］.北京：中國紡織出版社，2002.

［7］李明輝.計算機輔助概念設計在箱包設計中的應用研究［D］.濟南：山東大學，2008.

2095－6835（2020）20－0009－03

TB472

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.20.003

徐柯童（2000—），女，湖北襄陽人，武漢理工大學藝術與設計學院，2018級在讀本科生，工業設計專業，研究方向為產品設計。

〔編輯：張思楠〕