基于人機(jī)工程學(xué)的戶外照明設(shè)備的設(shè)計(jì)與研究

田 興 李紅玲 劉 婷 植雨宣

（江蘇師范大學(xué)科文學(xué)院，江蘇 徐州221116）

本文基于人們對于探險(xiǎn)設(shè)備的需求，設(shè)計(jì)出一款應(yīng)用于戶外探險(xiǎn)的符合人機(jī)工程學(xué)的多功能探照器。當(dāng)戶外探險(xiǎn)人員迷路時(shí)，通過指南針引導(dǎo)方向；而打火石可點(diǎn)燃火，方便獲取食物；遇險(xiǎn)時(shí)口哨和報(bào)警器可為救援人員提供信息，有效地解決救援人員無法獲取位置的困難，提高救援成功率。同時(shí)，高性能電池減少因電量不足所帶來的困擾。并且本產(chǎn)品小巧攜帶方便，符合人機(jī)工程學(xué)，使用方便。外部采用鋁合金制成，耐高溫并且延展性好，重量輕且耐磨損，降低損壞情況。考慮夜晚光線較弱，設(shè)置調(diào)節(jié)高低檔位，射程遠(yuǎn)，光度強(qiáng)，有效避免因光線弱而發(fā)生意外的情況。本產(chǎn)品從外觀設(shè)計(jì)到性能開發(fā)進(jìn)行全方位的分析和設(shè)想，給戶外探險(xiǎn)人員提供安全保障以及為救援人員提高救援成功率。

1 戶外照明設(shè)備的研究

1.1 研究背景

根據(jù)中國登山協(xié)會登山戶外運(yùn)動事故研討小組的不完全統(tǒng)計(jì)，2019 年中國大陸全年事故發(fā)生的活動中參與總?cè)藬?shù)2055人，事故總?cè)藬?shù)942 人；受傷事故82 起（其中兩起受傷事故與死亡事故是同案例），受傷人數(shù)105 人；死亡事故49 起，死亡人數(shù)69 人；失蹤事故5 起（其中兩起失蹤事故與死亡事故是同案例），失蹤人數(shù)5 人；無人員傷亡事故140 起[1]。

近幾年開始，參加戶外探險(xiǎn)的人數(shù)不斷增長，“驢友”也越來越多，有些初級驢友缺乏經(jīng)驗(yàn)，不注意野外環(huán)境帶來的風(fēng)險(xiǎn)，容易發(fā)生失聯(lián)的現(xiàn)象[2]。在這樣的情況下，多功能設(shè)備成為戶外探險(xiǎn)者不可缺少的一項(xiàng)。傳統(tǒng)的探照器只能滿足人探照的功能，一旦發(fā)生危險(xiǎn)，后果不堪設(shè)想。所以在探照器上改裝組合其它的設(shè)備以滿足人們探險(xiǎn)的需求以及救援成功率。考慮到野外探險(xiǎn)無法提供充電，高性能電池，可以為產(chǎn)品提供強(qiáng)有力的支持。且方便攜帶，不易損壞，功能多元化。因此，基于人機(jī)工程設(shè)計(jì)的多功能探照器增加可救援成功率，為失聯(lián)人員帶來希望。

1.2 設(shè)備分析

戶外探險(xiǎn)運(yùn)動刺激驚險(xiǎn)，難免會遇到很多無法預(yù)料的突發(fā)狀況和困難。遇險(xiǎn)人員的心理對于人機(jī)工程探照器的設(shè)計(jì)是必不可少的。當(dāng)戶外探險(xiǎn)人員遇險(xiǎn)時(shí)，需要有強(qiáng)大的心理承受能力和強(qiáng)烈的求生欲望。保持鎮(zhèn)靜，不能驚慌失措。樂觀的心態(tài)往往可以拯救一個(gè)人寶貴的生命，使其有存活下去的動力[3]。這說明心理暗示對于增加生存幾率尤為重要。所以,準(zhǔn)備得越充分,臨場應(yīng)對起來越自如，心態(tài)往往會越好，故探險(xiǎn)裝備是必不可少的，這些設(shè)備包括:應(yīng)急照明燈、哨子、生火器、刀具、繩索、通訊器材、指南針、藥品急救箱[4]。這些設(shè)備缺點(diǎn)功能單一，體型小巧，容易損壞丟失，給野外探險(xiǎn)帶來諸多不便，遇到突發(fā)情況時(shí)很難找到對應(yīng)的應(yīng)急設(shè)備。因此，設(shè)計(jì)一款結(jié)合多種功能的探險(xiǎn)設(shè)備是大勢所趨。

通過對現(xiàn)有探照器的分析和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)大多都存在以下的問題，根據(jù)存在的問題提出現(xiàn)有技術(shù)可行的解決方法：（如下表）。

2 問題及解決方法

?????? ?????????? ??????????????????????????!"?#$%&’?()*?+?,-./?0123??4567?089:?;<=>?@?>AB?CDEF?GHI?>J?KL??MNOPQRSTU??JVW=?MXYZ[]’?^?_‘a(chǎn)bcde?fg_‘hijkl mMno?W=?p2qr_‘?]’?Xstu?1v?wXxy?de z{|wX?}～e??X???lwX?????????????????????X????’???R??????????????I?}???????e???????’????????～e??’??～em????mM’?^???????/??????? de????????g’?

3 方案設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)方向

具體研究方案為：（1）對戶外探險(xiǎn)以及救援裝備設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行分析與研究，對市場上的設(shè)備進(jìn)行采集信息,了解戶外探險(xiǎn)裝備的種類及特點(diǎn)。對目標(biāo)人群,產(chǎn)品的造型、色彩材料、尺寸等作市場調(diào)研與定位分析。（2）對戶外探險(xiǎn)裝備使用對象進(jìn)行基礎(chǔ)性研究，分析目標(biāo)人群的心理特點(diǎn)、生活習(xí)慣以及人們現(xiàn)在使用的覺得好的產(chǎn)品和不好的產(chǎn)品, 明確人們需要什么樣的探險(xiǎn)裝備,并由此推導(dǎo)出對探險(xiǎn)及救援裝備的設(shè)計(jì)要求。（3）對探照器的使用尺寸進(jìn)行分析，尋找一個(gè)使用舒適且方便攜帶、同時(shí)能更大的滿足戶外生存需求。

3.2 外觀設(shè)計(jì)

（1）結(jié)構(gòu)：以現(xiàn)有探照燈為主體結(jié)構(gòu)，在不影響探照燈的使用前提下，搭配指南針、溫度計(jì)、水平儀、打火石以及繩鋸等一系列功能單一的小型戶外裝備，合理的鑲嵌在探照燈上。組合成一個(gè)全新、多功能的戶外照明設(shè)備。（2）形態(tài)：根據(jù)市場調(diào)查分析，照明設(shè)備的形態(tài)采用主流的圓柱形，主體為扁平圓柱體，但整個(gè)探照燈比市面上正常探照燈大一圈。（3）材質(zhì)：因聚碳酸酯塑料（PC）熱塑性塑料具有優(yōu)良的機(jī)械性能，其中抗沖擊性和抗蠕變性尤為突出，耐熱性、耐寒性和耐候性好，具有自熄性和高透光性，易于成型加工，所以選擇PC 為主體材料。

3.3 功能設(shè)計(jì)

（1）模塊化。模塊化設(shè)計(jì)是對一定范圍內(nèi)不同的功能或相同的功能，通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品，滿足不同的需求。模塊化設(shè)計(jì)也是當(dāng)今世界相對流行的綠色設(shè)計(jì)之一。

此戶外照明設(shè)備的研究遵循綠色設(shè)計(jì)原理。同樣采用模塊化方式設(shè)計(jì)，使用各種零件的拼接，當(dāng)某個(gè)零件損壞時(shí)可以自由更換，盡可能少地使用材料來延長產(chǎn)品的壽命。解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期和生產(chǎn)成本之間的矛盾，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量，方便維修，也有利于產(chǎn)品廢棄后的拆卸、回收。

（2）小體量，無裝飾。現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)正在很多領(lǐng)域做出努力，盡量少的使用材料。

此戶外照明設(shè)備的研究遵循去裝飾化的原理，減去一切不必要的外觀裝飾，將外觀極簡化、留下的都是有用的，必須的。（圖2）

（3）功能延伸。功能延伸是在原有功能基礎(chǔ)上，通過再設(shè)計(jì)，延伸出新功能的方法[5]。探照燈的基礎(chǔ)功能為照明，在照明的基本功能上，考慮到使用人員的方便，將探照燈與打火石、繩鋸、水平儀、指南針、溫度計(jì)等一系列的探險(xiǎn)裝備自然融合，指南針和溫度計(jì)采用滑軌滑入設(shè)計(jì)，利于固定方便拿取。（圖3）

圖3

（4）功能增強(qiáng)。功能增強(qiáng)是指在原有功能基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)，強(qiáng)化原有功能，讓原有功能更強(qiáng)大[6]。

現(xiàn)階段所流行的普通戶外照明設(shè)備大多只有單一的基礎(chǔ)照明功能，通過調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)單一的照明功能不足以滿足人們的需求。所以在產(chǎn)品的2/3 處做一個(gè)環(huán)繞整個(gè)儀器的齒輪開關(guān)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一下為一檔普通模式，旋轉(zhuǎn)兩下為二檔強(qiáng)光模式，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為應(yīng)急模式（應(yīng)急燈亮起）。給人們的戶外活動帶來更多的可靠性。

3.4 色彩設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)師研究色彩的目的，在于揭示經(jīng)過人的眼睛與大腦起媒介作用的色彩的物質(zhì)性質(zhì)，與色彩心理效應(yīng)之間的關(guān)系[7]。色彩的純自然屬性有冷暖感、脹縮感、距離感、重量感、興奮感等[8]。探險(xiǎn)救援裝備作為應(yīng)對突發(fā)事件的產(chǎn)品，系統(tǒng)的標(biāo)識和色彩設(shè)計(jì)可考慮采用與預(yù)警色系相關(guān)的色系延伸，如互補(bǔ)色:紅色與綠色、紫色與黃色，藍(lán)色與黃色等鮮明的色系進(jìn)行明度、純度、色彩面積的適度搭配[9]。故采用藍(lán)色與黃色作為產(chǎn)品的主要顏色，突出產(chǎn)品的屬性。（圖4）

圖4

經(jīng)過對戶外照明設(shè)備的整體構(gòu)思，最終決定以主流的圓柱狀為主體造型，結(jié)合綠色設(shè)計(jì)理念，采用模塊化的設(shè)計(jì)行為，同時(shí)選擇警示色較為明顯的黃藍(lán)互補(bǔ)色設(shè)計(jì)此戶外照明設(shè)備。

4 結(jié)論

設(shè)計(jì)關(guān)乎人類生活的各個(gè)方面，而隨社會的發(fā)展對設(shè)計(jì)的要求越來越復(fù)雜，21 世紀(jì)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅僅是有關(guān)物品的實(shí)用、美觀之類的問題，還涉及安全、生態(tài)、環(huán)境、能源、文化等諸多因素[10]。基于人們對于探險(xiǎn)設(shè)備的需求，設(shè)計(jì)出一款應(yīng)用于戶外探險(xiǎn)的多功能探照器，產(chǎn)品結(jié)合應(yīng)急燈、指南針、打火石、水平儀、溫度計(jì)結(jié)合，外部采用鋁合金制成，耐高溫并且延展性好，重量輕且耐磨損符，符合人機(jī)工程。未來的設(shè)計(jì)產(chǎn)品的趨勢必定是以更加符合人機(jī)工程學(xué)的產(chǎn)品為主流。而多功能戶外設(shè)備更加符合現(xiàn)今的探險(xiǎn)運(yùn)動，未來的探險(xiǎn)設(shè)備產(chǎn)品呈現(xiàn)多功能一體式必定是大勢所趨。