王雪洋 劉琪琪 沈方圓 孫秋月 趙艷艷

傳統(tǒng)雨傘是人們雨天出行、戶外活動的必備工具，在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜匾巧?。傳統(tǒng)雨傘在使用過程中存在著種種不便，如必須用手撐起雨傘、容易損壞、不易攜帶東西或騎行等。項目組基于這些問題發(fā)明了可背式雨傘器，它方便了人們的出行，給了人們使用雙手去做更多事情的機會，也在這個小的基礎之上實現(xiàn)低碳出行以及環(huán)境環(huán)保問題。跟以往創(chuàng)新的解放雙手雨傘器相比，它是將雨傘與雨傘器為一體式結(jié)合，或者說是一種解放雙手的雨傘輔助裝置。傳統(tǒng)的雖然很便捷，但是卻有一個共同的缺點——成本高而且不能夠與傳統(tǒng)的雨傘很好地契合。我們的這項雨傘器與常見的雨傘可以達到幾乎完美的配合，并實現(xiàn)低成本，簡單便利，安全可靠。

雨傘的背景與現(xiàn)有技術的不足

雨傘是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷墓ぞ?，傳統(tǒng)雨傘在使用時存在諸多不便：傳統(tǒng)的雨傘需要一只手用來支撐，如果攜帶東西會帶來不便，甚至會有被雨水打濕的情況。單手撐傘會使手臂酸痛，這種情況也會使人們產(chǎn)生不愉快的心情，帶來許多不必要的麻煩，出行時因單手束縛不能夠完全實現(xiàn)一邊打傘一邊做需要兩只手完成的事情。在此基礎上，我們創(chuàng)新發(fā)明出“第三只手”——“解放雙手——可背式雨傘器”。

解放雙手雨傘器的設計是基于現(xiàn)代意義的產(chǎn)品設計，該設計意義強調(diào)的是對產(chǎn)品造型、結(jié)構、功能三方面的綜合設計。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的背景下，工業(yè)產(chǎn)品應該具有明確的使用功能和與之相適應的造型配合適當?shù)募夹g材料、結(jié)構工藝等方面的支撐，制造出符合消費者需求的產(chǎn)品。對于另外一種類似的雨傘用于自行車或者電瓶車上的在形態(tài)上做改善，因為在行車過程中有空氣流動，如果形狀上不做改變就會導致行車過程中阻力加大，不僅費電費油，而且如果不符合空氣動力學，就很容易出現(xiàn)安全隱患。

如今市面上也出現(xiàn)了各式各樣用來協(xié)助雨傘的發(fā)明，但大多數(shù)依然存在著不可避免的麻煩和疏漏。雨傘作為生活的日用必需品，加以優(yōu)化改變定會為生活帶來一定的便利。本發(fā)明結(jié)合經(jīng)調(diào)研詢問的結(jié)果綜合出一項較為滿意的方案，既可以很大程度填補已有不足，更為新的創(chuàng)造打開思想的源泉。

雨傘器的結(jié)構設計及優(yōu)勢

該產(chǎn)品主要是為了實現(xiàn)解放雙手的目的，不需用手撐傘即可在雨天出行。該新型雨傘神器是將解放雙手雨傘器與雨傘袋相結(jié)合，在不使用時是一個可以裝雨傘的雨傘袋，需要時可以將雨傘袋拆開，變形為雨傘器，背在身上，將雨傘固定便可實現(xiàn)解放雙手。雨傘神器用的是可伸縮肩帶，肩帶可自由調(diào)節(jié)，固定可靠且有可固定傘把頭部的底座，通過將傘柄固定于腰間，放置于拉鏈中使用。閑置時還可以通過微小巧妙的按扣無損傷地附著于背包帶上，或是斜挎包、單肩包等。如同一個小小的掛飾，質(zhì)量輕且不占太多空間。

我們還將設計優(yōu)化安全款，其特殊塑料材質(zhì)在晚上有反光特性，有一定的安全保障作用，降低雨天中發(fā)生危險的可能性。該肩背式固定雨傘不僅能夠方便人們的生活，還能夠充分利用有限的空間資源，雨傘的打開與雨傘的關閉都能夠充分地和背包整合在一起，最大限度地方便了人們的出行。雨傘器的材料不會出現(xiàn)傘把偏移傾斜的情況，大大提升了雨傘在使用中的穩(wěn)定性。在為雨傘使用提供便利的同時，還為大眾出行增加了一份安全保障。

如二維圖像所示，使用時將雨傘固定在拉鏈中和底座內(nèi)，傘把放置于拉鏈內(nèi)。另外，拉鏈也可起到再次固定傘把的作用。底座為PC塑料材質(zhì)，且內(nèi)有軟棉襯墊和卡墊以適應多種規(guī)格的雨傘，既美觀又安全、輕便簡潔，不會產(chǎn)生笨重感，行走方便?？蓪崿F(xiàn)解放雙手的好處，消除了單手撐傘、單手拎東西的煩惱，給人們生活帶來了極大的便利。使用方法簡單便捷，攜帶與使用時簡潔輕便，不會給人們帶來不必要的麻煩，更能給人們節(jié)省體力。外形美觀，質(zhì)量輕，便于攜帶，即使穿著厚重也可使用，并且能起到緊縮衣服、御寒的作用。在有風的天氣可減少風的阻力，雨天自由出行不再成為煩惱。解放雙手雨傘器一方面提高了人們的生活質(zhì)量，還更大程度地便捷了人們的生活，更好地滿足了人們的需求。

一件成功的作品，需要不斷地改進，善于發(fā)現(xiàn)自己的缺點，將存在的不便之處改為優(yōu)勢。雨天常伴大風，常將雨傘刮得歪扭，而這項設計將更好地輔助其肩部條帶與腰部的長度達到完美的角度配合?？烧{(diào)節(jié)的功能也會擴大更多的適宜人群，利用背帶上的可調(diào)節(jié)扣，通過簡單的拉伸，達到最佳的效果。傘的安放角度將風阻大大降低，防止被刮掀的現(xiàn)象，全遮蓋的360度安放也不會讓雨滴打落在身上。即便目前出現(xiàn)了迷你版的口袋雨傘，卻依然可以實現(xiàn)完美的配合，達到多種規(guī)格的高度契合。風大的時候，傘面常在托舉使用時被高強度風流刮成“倒掀狀”。有了雨傘器，雨傘放置高度降低，既不阻擋視線又能減少一定量的風阻，并且固定更牢，在雨中能夠更好地出行。

雨傘器背帶的使用材料

近年來隨著工業(yè)的不斷提升，珍珠棉包裝材料憑借自身強大的優(yōu)勢和環(huán)保再造功能，被應用于各行各業(yè)當中。因為珍珠棉有減壓、墊層、輕柔、緩解重力的作用，所以利用珍珠棉材料制作雨傘器的背帶材質(zhì)，并且隨著用戶的需求，肩部背帶越做越大以增大肩膀與背帶的接觸面積，可以大大降低肩部的負擔。由于具有卓越的回彈性，使它可經(jīng)拉伸后恢復到原來的狀態(tài)。根據(jù)專業(yè)機構的檢測，通過不斷優(yōu)化，肩帶在防水性、輕便性上得到很好的體現(xiàn)。

背帶是根據(jù)人的體形設計的，能夠讓重量幾乎均勻地分布到身體的每個位置。還有一些特殊的織帶，比如有一種寬度不一的織帶，稱為寬窄帶，一般用作豎列?？棊У某兄亓Ψ浅：?，所以一般用來連接背帶并用作側(cè)拉帶?？棊б话闩c擋扣或插扣配合使用，既保證了使用中的舒適性，還為結(jié)實可靠帶來有力支撐。采用這種傳統(tǒng)插口既保存了其特有的開關方便的特性，更與雨傘器的結(jié)構達成高度配合，操作簡單，拆裝方便。

該發(fā)明的產(chǎn)品服務特色主要表現(xiàn)在：解放雙手雨傘器按照可實施、可操作和可控的原則，通過對雨傘的輔助，不需要用雙手去進行固定，而是直接背在身上。將普通常用雨傘與雨傘器進行結(jié)合，不僅能夠在晴雨天出行時增加攜帶物品的數(shù)量，而且為逛街購物、取快遞、冬天手不碰傘桿方便保暖、搬運物品、雨天騎車出行等戶外活動帶來了便捷。另外，該雨傘器制作簡單、投資較小，僅需要幾種材料便可制作而成。其屬于輕資本投資項目，可實施性較強。

雨傘器的工作原理

雨傘從結(jié)構上可分為手動式、半自動式和全自動式三種。結(jié)合雨傘的工作原理：雨傘的主體結(jié)構由傘柄、傘骨、傘面三部分組成。傘柄是雨傘的支撐骨架，對雨傘起到主要支持作用，傘骨用來支撐傘面并負責傘面的開合，而傘面則起到遮風擋雨的作用。

傘柄上通常具備強力壓縮彈簧，雨傘正是借助它強大的彈力將傘面撐開。經(jīng)結(jié)構研究可得知彈簧的兩端均未固定，其自身可沿著傘柄整體上下滑動。彈簧在撐開雨傘的同時，將自身也舉了起來，傘骨和彈簧組成的特殊結(jié)構完成了傘的開合。傘骨和傘面對彈簧產(chǎn)生壓力的同時，也給了彈簧以支持，只要彈簧的彈力足夠大，就能將自身舉起，將雨傘撐開。

該作品由可伸縮肩帶、固定傘把的拉鏈和支撐傘把的底座組成，肩帶為長寬狀，固定在肩上可增大受力面積，以消除局部受力所產(chǎn)生的酸痛感。肩帶可自由調(diào)節(jié)位置，更多地滿足了人們對傘自由放置位置的需求。該設計采用由多條固定帶組成的三角固定結(jié)構，一條圍繞在腰間，一條在身前從右肩至腰部左下方，一條在身前從右肩處垂直向下拉伸至腰間。通過利用物理力學的分配原理，做到結(jié)構合理，受力均勻。

如原理圖所示，1處為承受風阻力，2處為雨傘重力，3處為分散肩部壓力，4處為固定傘柄力，5處為整體三角結(jié)構核心力。對雨傘原理進行充分解析，是達到與雨傘器的工作高度匹配的關鍵所需。雨傘器很好地借助了傘桿的支持力，使兩者達到力的均衡。本發(fā)明還具備高度靈活性和可調(diào)節(jié)性，既保障雨傘本身的用途，還充分達到解放雙手的目的。產(chǎn)品應用三角固定的方法固定在身上，不會出現(xiàn)傘把偏移傾斜的情況。使用時將雨傘固定在拉鏈中和底座內(nèi)，傘把放置于拉鏈內(nèi)。另外，拉鏈也可起到再次固定傘把的作用，操作時將雨傘固定在拉鏈和底座上并穿戴在身上，過程簡單易做，單人便可完成。

結(jié) 語

我們設計的可背式雨傘器，給出了裝置結(jié)構設計、工作原理、使用材料等設計。經(jīng)項目團隊多次試驗調(diào)試，能夠在滿足不同環(huán)境下、不同身高使用者的高度需求的同時解放其雙手。裝置簡單、成本低廉、使用方便并且安全有保障，為傳統(tǒng)及新型雨傘的多種不足提供了有效的解決方案。

市場上有很多各種各樣的雨傘，普通雨傘的居有量還是比較大的。解放雙手雨傘器有很多優(yōu)勢，可以在方便人們出行的同時提高生活效率，改善人們的生活質(zhì)量。它是雨天出行的好工具、好幫手，攜帶和使用的雙便捷將會在一定程度上改變?nèi)藗兊纳?，給雨天出行的人們增添不少樂趣。