張偉東 金信琴

摘要：針對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物，居民在現(xiàn)在生活中時間緊張，沒有時間處理垃圾導致廚余垃圾腐壞、產(chǎn)生惡臭、細菌。通過用戶研究的設計理論，設計并發(fā)放調(diào)查問卷，通過調(diào)查問卷對目前廚余垃圾桶問題進行提取，并進行用戶訪談對得到的問題進行深入研究，得到用戶的需求，通過用戶的需求建立畫像，研究用戶日常對垃圾桶使用的需求，并對需求進行分析。完成對家用廚余冷藏垃圾桶的設計研究。該垃圾桶具有簡約風格的外觀，利用半導體制冷原理，使廚余垃圾不會腐壞并產(chǎn)生細菌，同時利用半導體進行制熱，對垃圾桶進行消毒烘干，同時具備語音播報、自動開蓋功能。家用廚余垃圾桶的設計外觀簡約、環(huán)保、衛(wèi)生。

關鍵詞：用戶研究家用冷藏廚余垃圾桶衛(wèi)生

中圖分類號：TB472

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）02-0106-03

引言

隨著人們對生活追求的日益提高和對垃圾分類素質(zhì)的提高，垃圾桶作為日常生活中的重要組成部分，不只是一個藏污納垢的容器，更能體現(xiàn)一個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。人們不能總是及時的將廚余垃圾處理掉，廚余垃圾就會產(chǎn)生細菌、飛蟲，并危害人們的身心健康。本文設計了一款環(huán)保實用的家用廚余冷藏垃圾桶，可以有效地將廚余垃圾進行冷藏，使廚余垃圾不易腐壞，制冷部分使用半導體一端制冷將垃圾桶內(nèi)膽降溫，半導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心廚余垃圾的腐壞和垃圾桶的衛(wèi)生問題。

2003年10月，國家出臺了《城市生活垃圾分類標志》。根據(jù)國家制定的統(tǒng)一標志，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，通常用藍色的容器進行垃圾的收集，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、燈管和日用化學品等，通常用紅色的容器進行垃圾的收集，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、果肉殘渣，食品廢棄物等，而這些垃圾主要來自于家庭的廚房，餐廳、酒店、飯店、食堂、市場和其他與食物處理加工的行業(yè)有關。廚余垃圾桶需要具備的的特點，密封性好，隔離層漂浮于廚余垃圾層表面，隔離病毒，抑制細菌繁殖，杜絕蚊蟲滋生，蒼蠅滿天飛。特殊時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)品的設計中通常是設計流程中需要進行的第一步，用戶研究通過對用戶的理解，對用戶的目標、需求進行分析。本課題通過用戶研究分為兩個部分，第一個部分定量研究，是通過網(wǎng)絡發(fā)放調(diào)查問卷，用數(shù)學的方法對想得到的結果進行數(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以及回答提問來獲取敏銳的洞察力，來獲取用戶對的需求，結合用戶的需求建立用戶畫像，并進行產(chǎn)品設計。

（一）定量研究

定量研究采用問卷調(diào)查的方法對用戶進行前期分析，所謂問卷是一組與研究目標有關的問題，或者說是一份為進行調(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維度對剖析，進行產(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，發(fā)放的群體為18歲-60歲的用戶，對目標群體進行定位后，通過對廚余垃圾產(chǎn)出量進行調(diào)查，如圖1所示，在對居民用戶關于倒垃圾的頻率進行調(diào)查，每天倒一次垃圾的用戶達到65%。兩天清理一次垃圾的用戶達到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，滋生細菌、產(chǎn)生異味有關。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，滋生細菌，才會一天清理一次垃圾，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于廚余垃圾在日常生活中出現(xiàn)的問題，并且對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廚余垃圾進行處理最主要的原因是由于廚余垃圾會腐爛并且產(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.廚余垃圾桶長時間使用會導致細菌滋生，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12位用戶進行訪談，主要以用戶的信息、用戶在生活中關于廚余垃圾的問題和對廚余垃圾桶有什么需求的問題進行訪談，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)計結果進行展示，如表1所示。

通過對用戶進行訪談，對用戶的功能需求進行分析和研究，得到目前家用廚余垃圾桶的主要用戶對功能上的需求，并且根據(jù)調(diào)查問卷和用戶訪談進行對功能需求所占的權重進行分析，得出冷藏功能是目前用戶對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，用來建立目標用戶、聯(lián)系用戶訴求與設計方向的有效工具，用戶畫像在各領域得到了廣泛的應用，在實際操作的過程中往往會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)轉化聯(lián)結起來【4】。用戶畫像是用來代表實際用戶的虛擬代表，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)品和市場的數(shù)據(jù)進行建立出來的，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群體如圖4所示。

二、產(chǎn)品設計定位

（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)生細菌，影響人們的身心健康，所以需要及時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間經(jīng)常的不夠用，晚上下班回來很累又不愿意活動，所以經(jīng)常導致廚余垃圾腐壞了、產(chǎn)生細菌了，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腐壞并且產(chǎn)生垃圾。廚余垃圾桶經(jīng)過通電使半導體制冷器開始進行工作，半導體連接兩塊金屬，一端連接冷一端連接熱，將半導體連接冷的一端連接廚余垃圾桶內(nèi)部，廚余垃圾桶內(nèi)部金屬部分會進行降溫，從而達到使廚余垃圾冷藏。

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，半導體制冷片導體連接兩塊不同的金屬，接通直流電，則一個接點處溫度降低，另一個接點處溫度升高，高溫可以是垃圾桶進行殺菌消毒作用，如圖所示5。

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

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

2.自動翻蓋功能可以幫助人們省去彎腰動作，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，所以設計自動翻蓋功能也是非常有必要，這里選擇紅外線傳感器，利用其能感應到人靠近垃圾桶的功能，當人體進入廚余垃圾桶感應區(qū)域并進行扔垃圾的動作時，紅外感應自動開門裝置將會使垃圾桶蓋自動打開，當人體離開感應區(qū)延遲幾秒桶蓋自動關閉【7】。自動翻蓋設計避免了人開門造成的病菌傳染，同時可以使冷藏功能降溫得到保證。自動開蓋系統(tǒng)設計流程圖如圖7所示。

3.語音功能設計，如今國家提倡垃圾分類，廚余垃圾桶設立語音功能，每天早上會聽到“早安”，晚上會聽到“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，每當人們向垃圾桶里正確投放垃圾時，可以聽到“非常感謝”、“太棒了”。通過語音播報可以鼓勵人們正確投放垃圾，并且可以吸引小朋友進行廚余垃圾的分類，此類功能需要在垃圾桶內(nèi)部設置一個傳感器，每當感應到投放垃圾就會發(fā)出語音。

（三）造型定位：產(chǎn)品造型風格采用簡約時尚分割，適合于各種廚房，整體由幾何形體堆砌而成，簡潔大方，給人一種簡約美，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;投遞口圓角設計，安全無利口;表面光潔，減少垃圾殘留，易于清潔;可相互套疊，方便運輸，節(jié)省空間與費用;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：色彩會直接影響使用者的感管，強烈具有沖突感的色彩搭配，通常會造成用戶視覺疲勞【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)品的簡約感，同時在使用場景中也不會顯得突兀，易于搭配。

廚余冷藏垃圾桶在功能上由半導體制冷器、半導體制熱、紅外感應自動開門裝置、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)簡約感。

三、廚余垃圾桶設計

通過從結構、功能、材料、工藝等各個方面進行深入的設計研究，最終形成實際方案，使產(chǎn)品的細節(jié)完整，符合用戶的需求，設計要素完美的融合。

（一）結構展示，底面細節(jié)圖可以看到電池模塊、充電接口、輸送熱量模塊、熱級和冷極。電池模塊，電池通過釋放電量給半導體片使半導體片工作，半導體通電后正負極開始工作，有垃圾時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，當廚余垃圾桶沒有垃圾時，半導體制熱，通過兩側的導熱條進行輸送熱量，使廚余垃圾桶消毒和烘干。在電池沒電時通過USB充電接口進行充電，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功能，語音播報功能在家用廚余冷藏垃圾桶上方可以清楚的進行語音播放，通過每次丟垃圾家用廚余垃圾桶會進行語音播報，對用戶進行感謝，并且在每天對用戶進行問候。家用廚余冷藏垃圾桶前放具備自動開蓋功能，通過紅外接收器感應到人體時，將信號進行方法通過信號識別系統(tǒng)識別是否進行開蓋。制冷功能通過對半導體進行通電，使半導體進行制冷，對內(nèi)膽進行導冷。制熱系統(tǒng)通過對半導體通電使半導體放熱對廚余垃圾桶兩側導熱條進行加熱，使廚余垃圾桶進行烘干消毒，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行手繪效果圖繪制，根據(jù)手繪效果圖外觀與結構進行合理的電腦效果圖繪制，電腦效果圖采用Solidworks軟件建模，Keyshot進行渲染。產(chǎn)品經(jīng)過渲染后，整體造型效果以及場景使用圖，如圖10所示。

產(chǎn)品造型風格采用簡約風格并對長方體逆行分割，通過分割出的空間將各個功能模塊放入，各個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，使得廚余垃圾桶簡約整潔，讓人有干凈衛(wèi)生的感覺。在功能上采用了半導體進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行相互疊套，運輸方便，可以節(jié)省空間與費用，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)品對功能的需求，可以在-30°C～65"C之間相互轉換。

結論

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

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