基于用戶研究的家用廚余冷藏垃圾桶設(shè)計(jì)研究

張偉東 金信琴

摘要：針對(duì)居民廚房使用的廚余垃圾桶，廚余垃圾含有極高的水分與有機(jī)物，居民在現(xiàn)在生活中時(shí)間緊張，沒有時(shí)間處理垃圾導(dǎo)致廚余垃圾腐壞、產(chǎn)生惡臭、細(xì)菌。通過用戶研究的設(shè)計(jì)理論，設(shè)計(jì)并發(fā)放調(diào)查問卷，通過調(diào)查問卷對(duì)目前廚余垃圾桶問題進(jìn)行提取，并進(jìn)行用戶訪談對(duì)得到的問題進(jìn)行深入研究，得到用戶的需求，通過用戶的需求建立畫像，研究用戶日常對(duì)垃圾桶使用的需求，并對(duì)需求進(jìn)行分析。完成對(duì)家用廚余冷藏垃圾桶的設(shè)計(jì)研究。該垃圾桶具有簡(jiǎn)約風(fēng)格的外觀，利用半導(dǎo)體制冷原理，使廚余垃圾不會(huì)腐壞并產(chǎn)生細(xì)菌，同時(shí)利用半導(dǎo)體進(jìn)行制熱，對(duì)垃圾桶進(jìn)行消毒烘干，同時(shí)具備語音播報(bào)、自動(dòng)開蓋功能。家用廚余垃圾桶的設(shè)計(jì)外觀簡(jiǎn)約、環(huán)保、衛(wèi)生。

關(guān)鍵詞：用戶研究家用冷藏廚余垃圾桶衛(wèi)生

中圖分類號(hào)：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2021）02-0106-03

引言

隨著人們對(duì)生活追求的日益提高和對(duì)垃圾分類素質(zhì)的提高，垃圾桶作為日常生活中的重要組成部分，不只是一個(gè)藏污納垢的容器，更能體現(xiàn)一個(gè)家庭的形象和生活品位。廚余垃圾已經(jīng)是人們生活中占比較大的垃圾，而廚房使用的垃圾桶已經(jīng)滿足不了人們的需求，廚余垃圾容易腐壞，產(chǎn)生惡臭。人們不能總是及時(shí)的將廚余垃圾處理掉，廚余垃圾就會(huì)產(chǎn)生細(xì)菌、飛蟲，并危害人們的身心健康。本文設(shè)計(jì)了一款環(huán)保實(shí)用的家用廚余冷藏垃圾桶，可以有效地將廚余垃圾進(jìn)行冷藏，使廚余垃圾不易腐壞，制冷部分使用半導(dǎo)體一端制冷將垃圾桶內(nèi)膽降溫，半導(dǎo)體另一端放熱用來高溫消毒烘干處于垃圾桶，以便人們可以不用擔(dān)心廚余垃圾的腐壞和垃圾桶的衛(wèi)生問題。

2003年10月，國(guó)家出臺(tái)了《城市生活垃圾分類標(biāo)志》。根據(jù)國(guó)家制定的統(tǒng)一標(biāo)志，生活垃圾被重新劃分為四類，它們分別是可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾和其他垃圾2。可回收物代表著可以進(jìn)行回收和資源利用再次利用的垃圾，其中包括紙類、塑料、玻璃、織物和瓶罐等，通常用藍(lán)色的容器進(jìn)行垃圾的收集，而有害垃圾則表示垃圾中含有害的物質(zhì)，通常需要進(jìn)行特殊的安全處理的垃圾，其中就包括電池、燈管和日用化學(xué)品等，通常用紅色的容器進(jìn)行垃圾的收集，而其他垃圾則表示在分類以外的垃圾，通常用灰色的容器來進(jìn)行收集。廚余垃圾桶通常被稱為不可回收垃圾桶，通常用綠色的容器來進(jìn)行垃圾的收集，在日常生活中廚余垃圾主要來自于居民在生活中進(jìn)行食品加工、飲食等產(chǎn)出的垃圾，其中通常包括剩菜、剩飯、骨頭、果肉殘?jiān)称窂U棄物等，而這些垃圾主要來自于家庭的廚房，餐廳、酒店、飯店、食堂、市場(chǎng)和其他與食物處理加工的行業(yè)有關(guān)。廚余垃圾桶需要具備的的特點(diǎn)，密封性好，隔離層漂浮于廚余垃圾層表面，隔離病毒，抑制細(xì)菌繁殖，杜絕蚊蟲滋生，蒼蠅滿天飛。特殊時(shí)期添加消毒烘干殺菌劑起到防疫功能。

一、家用廚余冷藏垃圾桶的用戶研究

用戶研究在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中通常是設(shè)計(jì)流程中需要進(jìn)行的第一步，用戶研究通過對(duì)用戶的理解，對(duì)用戶的目標(biāo)、需求進(jìn)行分析。本課題通過用戶研究分為兩個(gè)部分，第一個(gè)部分定量研究，是通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)放調(diào)查問卷，用數(shù)學(xué)的方法對(duì)想得到的結(jié)果進(jìn)行數(shù)量的分析，第二定性研究，定性研究通常是指通過發(fā)掘問題、理解事件現(xiàn)象、分析人類的行為與觀點(diǎn)以及回答提問來獲取敏銳的洞察力，來獲取用戶對(duì)的需求，結(jié)合用戶的需求建立用戶畫像，并進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

（一）定量研究

定量研究采用問卷調(diào)查的方法對(duì)用戶進(jìn)行前期分析，所謂問卷是一組與研究目標(biāo)有關(guān)的問題，或者說是一份為進(jìn)行調(diào)查而編制的問題表格，又稱調(diào)查表【3】。從線上問卷調(diào)查，線下用戶行為分析兩個(gè)維度對(duì)剖析，進(jìn)行產(chǎn)品定位。發(fā)布使用廚余垃圾桶的問卷調(diào)查，有效問卷206份。根據(jù)調(diào)查問卷數(shù)據(jù)表明，本次調(diào)查主要用戶群體為18歲-60歲之間的用戶，如圖1所示，18歲以下為少年和青少年，一般不會(huì)去廚房做飯等，所以產(chǎn)生的廚余垃圾是少量的，而18歲-60歲之間的用戶，已經(jīng)滿足了所有家中產(chǎn)出廚余垃圾的條件，所以問卷發(fā)放時(shí)，發(fā)放的群體為18歲-60歲的用戶，對(duì)目標(biāo)群體進(jìn)行定位后，通過對(duì)廚余垃圾產(chǎn)出量進(jìn)行調(diào)查，如圖1所示，在對(duì)居民用戶關(guān)于倒垃圾的頻率進(jìn)行調(diào)查，每天倒一次垃圾的用戶達(dá)到65%。兩天清理一次垃圾的用戶達(dá)到30%，如圖2所示。而在調(diào)查的數(shù)據(jù)表明每天清理一次垃圾的人都和垃圾腐壞，滋生細(xì)菌、產(chǎn)生異味有關(guān)。根據(jù)數(shù)據(jù)可以看出65%的用戶一天清理一次垃圾，并且這些用戶廚余垃圾的產(chǎn)出量都在50%以上，而這些65%用戶中61.5%的人一天清理一次垃圾的原因是由于垃圾腐塊，滋生細(xì)菌，才會(huì)一天清理一次垃圾，其中38.5%%的人是由于產(chǎn)生異味才一天清理一次垃圾。30%的人兩天清理一次垃圾，兩天清理一次垃圾的人，家中廚余垃圾的產(chǎn)出量占總垃圾的25%以下。而三天以上清理一次垃圾的人是幾乎沒有廚余垃圾的產(chǎn)出。

調(diào)研問卷的問題主要圍繞用戶對(duì)于廚余垃圾在日常生活中出現(xiàn)的問題，并且對(duì)目前廚余垃圾桶有什么需求，以上是調(diào)查問卷部分問題的分析，通過調(diào)查問卷已經(jīng)初步了解到用戶需要每天對(duì)廚余垃圾進(jìn)行處理最主要的原因是由于廚余垃圾會(huì)腐爛并且產(chǎn)生異味，所以需要每天都處理廚余垃圾，根據(jù)對(duì)用戶的定量研究、得到廚余垃圾有自身的問題，并且廚余垃圾桶目前功能上也滿足不了人們的需求，共有以下三點(diǎn)問題：

1.廚余垃圾本身含有較大的水分，非常容易腐爛，并且滋生飛蟲等;2.廚余垃圾桶在控制自身成本的前提下功能受限，只能滿足最基本的需求;3.廚余垃圾桶長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌滋生，然而用戶家中不具備消毒烘干功能。

（二）定性研究

定性研究是通過用戶訪談來分析用戶的行為與觀點(diǎn)以及回答提問，通過觀察來獲取用戶的需求，根據(jù)研究的需要對(duì)12位用戶進(jìn)行訪談，主要以用戶的信息、用戶在生活中關(guān)于廚余垃圾的問題和對(duì)廚余垃圾桶有什么需求的問題進(jìn)行訪談，下表是用戶訪談的代表性人物，本文選擇三名用戶的訪談統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行展示，如表1所示。

通過對(duì)用戶進(jìn)行訪談，對(duì)用戶的功能需求進(jìn)行分析和研究，得到目前家用廚余垃圾桶的主要用戶對(duì)功能上的需求，并且根據(jù)調(diào)查問卷和用戶訪談進(jìn)行對(duì)功能需求所占的權(quán)重進(jìn)行分析，得出冷藏功能是目前用戶對(duì)家用廚余垃圾桶最重要的需求，其次分別為消毒烘干功能、語音功能、自動(dòng)開蓋功能如圖3所示。

（三）用戶畫像建立

用戶畫像的建立，用來建立目標(biāo)用戶、聯(lián)系用戶訴求與設(shè)計(jì)方向的有效工具，用戶畫像在各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際操作的過程中往往會(huì)以最為淺顯和貼近生活的話語將用戶的屬性、行為與期待的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化聯(lián)結(jié)起來【4】。用戶畫像是用來代表實(shí)際用戶的虛擬代表，用戶畫像所虛擬的用戶角色不是憑空虛擬出來的，而是根據(jù)產(chǎn)品和市場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行建立出來的，虛擬出來的用戶角色需要可以代表使用產(chǎn)品的主要用戶和目標(biāo)群體如圖4所示。

二、產(chǎn)品設(shè)計(jì)定位

（一）產(chǎn)品使用環(huán)境定位

家用廚余垃圾的使用環(huán)境的定位為，滿足產(chǎn)生廚余垃圾的家用廚房、大型餐廳、酒店等。廚余垃圾桶可以根據(jù)廚余垃圾的產(chǎn)生量來生產(chǎn)大小不同的廚余垃圾桶。

（二）產(chǎn)品功能定位

1.冷藏、消毒烘干功能：廚余垃圾在日常生活中問題是易腐壞、產(chǎn)生細(xì)菌，影響人們的身心健康，所以需要及時(shí)的將廚余垃圾處理掉，可是由于人們的生活比較緊湊早上的時(shí)間經(jīng)常的不夠用，晚上下班回來很累又不愿意活動(dòng)，所以經(jīng)常導(dǎo)致廚余垃圾腐壞了、產(chǎn)生細(xì)菌了，人們才想起來去扔掉，所以增加了冷藏功能可以使廚余垃圾不會(huì)腐壞并且產(chǎn)生垃圾。廚余垃圾桶經(jīng)過通電使半導(dǎo)體制冷器開始進(jìn)行工作，半導(dǎo)體連接兩塊金屬，一端連接冷一端連接熱，將半導(dǎo)體連接冷的一端連接廚余垃圾桶內(nèi)部，廚余垃圾桶內(nèi)部金屬部分會(huì)進(jìn)行降溫，從而達(dá)到使廚余垃圾冷藏。

高溫消毒烘干功能可以幫助人們考慮垃圾桶的衛(wèi)生問題，半導(dǎo)體制冷片導(dǎo)體連接兩塊不同的金屬，接通直流電，則一個(gè)接點(diǎn)處溫度降低，另一個(gè)接點(diǎn)處溫度升高，高溫可以是垃圾桶進(jìn)行殺菌消毒作用，如圖所示5。

半導(dǎo)體制冷器（Thermoelectriccooler）是指利用半導(dǎo)體的熱電效應(yīng)制取冷量的器件，又稱熱電制冷器，如圖6所示。用導(dǎo)體連接兩塊不同的金屬，接通直流電，則一個(gè)接點(diǎn)處溫度降低，另一個(gè)接點(diǎn)處溫度升高。

半導(dǎo)體制冷器里主要由半導(dǎo)體制冷片和散熱裝置等構(gòu)成。若將電源反接，則接點(diǎn)處的溫度相反變化，這一現(xiàn)象稱為珀耳帖效應(yīng)，又稱熱-電效應(yīng)，純金屬的熱電效應(yīng)很小，若用一個(gè)N形半導(dǎo)體和一個(gè)P形半導(dǎo)體代替金屬，效應(yīng)就大得多。實(shí)用的半導(dǎo)體制冷器是由很多對(duì)熱電元件經(jīng)并聯(lián)、串聯(lián)組合而成，也稱熱電堆5。半導(dǎo)體制冷片的溫差大概可以達(dá)到70"C。冷端溫度可達(dá)-10°C～-20"C，熱端的溫度可以達(dá)到50°C～60°C，通過增加熱電堆級(jí)數(shù)即可使兩端的溫差加大。但級(jí)數(shù)不宜過多，一般為2～3級(jí)問。

2.自動(dòng)翻蓋功能可以幫助人們省去彎腰動(dòng)作，并且廚余垃圾桶由于冷藏功能需要桶蓋，廚余垃圾桶蓋用手去打開也是不衛(wèi)生，所以設(shè)計(jì)自動(dòng)翻蓋功能也是非常有必要，這里選擇紅外線傳感器，利用其能感應(yīng)到人靠近垃圾桶的功能，當(dāng)人體進(jìn)入廚余垃圾桶感應(yīng)區(qū)域并進(jìn)行扔垃圾的動(dòng)作時(shí)，紅外感應(yīng)自動(dòng)開門裝置將會(huì)使垃圾桶蓋自動(dòng)打開，當(dāng)人體離開感應(yīng)區(qū)延遲幾秒桶蓋自動(dòng)關(guān)閉【7】。自動(dòng)翻蓋設(shè)計(jì)避免了人開門造成的病菌傳染，同時(shí)可以使冷藏功能降溫得到保證。自動(dòng)開蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖如圖7所示。

3.語音功能設(shè)計(jì)，如今國(guó)家提倡垃圾分類，廚余垃圾桶設(shè)立語音功能，每天早上會(huì)聽到“早安”，晚上會(huì)聽到“晚安”，可以給一些在外地打工的人們制造一些溫暖，使廚余垃圾桶更加人性化，每當(dāng)人們向垃圾桶里正確投放垃圾時(shí)，可以聽到“非常感謝”、“太棒了”。通過語音播報(bào)可以鼓勵(lì)人們正確投放垃圾，并且可以吸引小朋友進(jìn)行廚余垃圾的分類，此類功能需要在垃圾桶內(nèi)部設(shè)置一個(gè)傳感器，每當(dāng)感應(yīng)到投放垃圾就會(huì)發(fā)出語音。

（三）造型定位：產(chǎn)品造型風(fēng)格采用簡(jiǎn)約時(shí)尚分割，適合于各種廚房，整體由幾何形體堆砌而成，簡(jiǎn)潔大方，給人一種簡(jiǎn)約美，不添加任何多余的線條裝飾，功能突出。

（四）產(chǎn)品材料定位：廚余垃圾桶桶身塑料選用100%優(yōu)質(zhì)聚丙烯（PP），100%優(yōu)質(zhì)聚丙烯（PP）具有耐酸、耐堿、耐腐蝕、耐候性強(qiáng);投遞口圓角設(shè)計(jì)，安全無利口;表面光潔，減少垃圾殘留，易于清潔;可相互套疊，方便運(yùn)輸，節(jié)省空間與費(fèi)用;能在零下30”C內(nèi)使用，并且在零上65*C區(qū)間溫度內(nèi)正常使用;有多款顏色選擇，可根據(jù)分類需求隨心搭配;廣泛適用于各種環(huán)境，更可用于垃圾分類收集，如物業(yè)、工廠環(huán)衛(wèi)等。

（五）色彩定位：色彩會(huì)直接影響使用者的感管，強(qiáng)烈具有沖突感的色彩搭配，通常會(huì)造成用戶視覺疲勞【8】。而廚余垃圾桶的色彩主要以白色為主，搭配微量黑色，體現(xiàn)了產(chǎn)品的簡(jiǎn)約感，同時(shí)在使用場(chǎng)景中也不會(huì)顯得突兀，易于搭配。

廚余冷藏垃圾桶在功能上由半導(dǎo)體制冷器、半導(dǎo)體制熱、紅外感應(yīng)自動(dòng)開門裝置、語音系統(tǒng)組成，這些功能將使廚余垃圾桶更加符合用戶對(duì)產(chǎn)品的使用需求。在材料上通過使用聚丙烯（PP）材料來制作桶身主體，色彩搭配上通過白色和黑色的搭配來體現(xiàn)簡(jiǎn)約感。

三、廚余垃圾桶設(shè)計(jì)

通過從結(jié)構(gòu)、功能、材料、工藝等各個(gè)方面進(jìn)行深入的設(shè)計(jì)研究，最終形成實(shí)際方案，使產(chǎn)品的細(xì)節(jié)完整，符合用戶的需求，設(shè)計(jì)要素完美的融合。

（一）結(jié)構(gòu)展示，底面細(xì)節(jié)圖可以看到電池模塊、充電接口、輸送熱量模塊、熱級(jí)和冷極。電池模塊，電池通過釋放電量給半導(dǎo)體片使半導(dǎo)體片工作，半導(dǎo)體通電后正負(fù)極開始工作，有垃圾時(shí)制冷使廚余垃圾冷藏，可以保存得更久，熱量通過底部垃圾桶散熱孔散發(fā)掉，當(dāng)廚余垃圾桶沒有垃圾時(shí)，半導(dǎo)體制熱，通過兩側(cè)的導(dǎo)熱條進(jìn)行輸送熱量，使廚余垃圾桶消毒和烘干。在電池沒電時(shí)通過USB充電接口進(jìn)行充電，如圖8所示。

（二）功能展示，家用廚余冷藏垃圾桶上放具備語音播報(bào)功能，語音播報(bào)功能在家用廚余冷藏垃圾桶上方可以清楚的進(jìn)行語音播放，通過每次丟垃圾家用廚余垃圾桶會(huì)進(jìn)行語音播報(bào)，對(duì)用戶進(jìn)行感謝，并且在每天對(duì)用戶進(jìn)行問候。家用廚余冷藏垃圾桶前放具備自動(dòng)開蓋功能，通過紅外接收器感應(yīng)到人體時(shí)，將信號(hào)進(jìn)行方法通過信號(hào)識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別是否進(jìn)行開蓋。制冷功能通過對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行通電，使半導(dǎo)體進(jìn)行制冷，對(duì)內(nèi)膽進(jìn)行導(dǎo)冷。制熱系統(tǒng)通過對(duì)半導(dǎo)體通電使半導(dǎo)體放熱對(duì)廚余垃圾桶兩側(cè)導(dǎo)熱條進(jìn)行加熱，使廚余垃圾桶進(jìn)行烘干消毒，如圖9所示。

3.通過產(chǎn)品前期的調(diào)研工作進(jìn)行了草圖的繪制，選擇方案圖的擇優(yōu)選擇，最終選取最適合方案進(jìn)行手繪效果圖繪制，根據(jù)手繪效果圖外觀與結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的電腦效果圖繪制，電腦效果圖采用Solidworks軟件建模，Keyshot進(jìn)行渲染。產(chǎn)品經(jīng)過渲染后，整體造型效果以及場(chǎng)景使用圖，如圖10所示。

產(chǎn)品造型風(fēng)格采用簡(jiǎn)約風(fēng)格并對(duì)長(zhǎng)方體逆行分割，通過分割出的空間將各個(gè)功能模塊放入，各個(gè)功能模塊組合形成了具備多種功能的家用廚余冷藏垃圾桶，適合于各種廚房，整體簡(jiǎn)潔大方，產(chǎn)品的色彩為符合核心用戶的喜好，在顏色上，主題顏色選擇白色并且搭配微量黑色，使得廚余垃圾桶簡(jiǎn)約整潔，讓人有干凈衛(wèi)生的感覺。在功能上采用了半導(dǎo)體進(jìn)行制冷冷藏和制熱消毒烘干，根據(jù)產(chǎn)品本身的功能的需要，廚余垃圾桶桶身塑料選用100%優(yōu)質(zhì)聚丙烯（PP），桶身相互之間可以進(jìn)行相互疊套，運(yùn)輸方便，可以節(jié)省空間與費(fèi)用，并且優(yōu)質(zhì)聚丙烯能在-30°C～65"C區(qū)間溫度內(nèi)正常使用，材料符合了產(chǎn)品對(duì)功能的需求，可以在-30°C～65"C之間相互轉(zhuǎn)換。

結(jié)論

本研究通過對(duì)用戶進(jìn)行定量研究、調(diào)查問卷分析、定性研究、用戶訪談、建立用戶畫像，得到用戶對(duì)于廚余垃圾用的需求，對(duì)垃圾桶進(jìn)行功能附加設(shè)計(jì)，增加了語音播報(bào)功能、自動(dòng)開蓋功能，并通過半導(dǎo)體制冷器一端制冷對(duì)廚余垃圾進(jìn)行冷藏，使廚余垃圾不易腐壞，另外，一端進(jìn)行制熱，并使用該熱量對(duì)廚余垃圾桶進(jìn)行消毒烘干。。

參考文獻(xiàn)

【1】吳文勇.垃圾分類背景下城市公共垃圾桶視覺設(shè)計(jì)研究【J】.包裝工程，2020（08）：7.

【2】孟竺君，倉詩建，田原源.現(xiàn)代城市分類垃圾桶設(shè)計(jì)研究【J】.設(shè)計(jì)，2018（17）：106-107.

【3】蕭浩輝.決策科學(xué)辭典【M】.北京：人民出版社，1995.

【4】汪強(qiáng)兵，章成志.融合內(nèi)容與用戶手勢(shì)行為的用戶畫像構(gòu)建系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【J】.數(shù)據(jù)分析與知識(shí)發(fā)現(xiàn)，2017（2）：80-86.

【5】呂艷，黃駿半導(dǎo)體制冷技術(shù)研究趨勢(shì)分析【J】.產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究，2019（11）：234-235.

【6】蒲又禎，楊通豪，楊杰.聚丙烯材料在汽車零部件上的應(yīng)用與展望【J】.塑料科技，2020，48（08）：138-141.

【7】肖閩杰，曲延瑞.室內(nèi)智能垃圾桶產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究【J】.設(shè)計(jì)，2017（24）：122-124.

【8】胡雨霞.石海林.色彩構(gòu)成和視覺心理在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用【J】.設(shè)計(jì)，2014.12：114-116.