曹詩瑤 趙林紅 周城航

關(guān)鍵詞：行李箱 創(chuàng)新設(shè)計(jì) 用戶需求 爬樓 稱重系統(tǒng)

引言

行李箱，或稱旅行箱，是指以各種皮革、人造革、合成革、塑料、紡織品等為面料，以膠合板、塑料板材、箱板紙為內(nèi)胎，采用熱壓或真空成型、注塑、縫制工藝制作的具有裝放攜帶衣物功能且配有走輪、拉桿的一種旅行用工具[1]。文章基于用戶需求分析，對現(xiàn)代行李箱進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以解決行李箱爬樓難等問題。

一、可爬樓行李箱市場情況分析

（一）現(xiàn)代行李箱概述

從僅供容納衣物的木箱、大皮箱，到現(xiàn)在形態(tài)各異的便攜式手提箱、拉桿箱，行李箱在不斷演進(jìn)，它早已成為人們出行活動(dòng)的常用工具[2]，為出行帶來便利。目前我國的行李箱生產(chǎn)基本能滿足需求，但隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)者對行李箱的使用要求也在逐步提高。特別是近年來對國際市場的拓展，符合消費(fèi)者消費(fèi)心理的行李箱的供應(yīng)還遠(yuǎn)未飽和，市場需求仍然很大[3]，我們需設(shè)計(jì)生產(chǎn)出更符合消費(fèi)和使用需求的行李箱。

（二）市面上的可爬樓行李箱分析

1.借鑒雪橇滑行原理的爬樓行李箱

如圖1所示的新型爬樓行李箱的爬樓原理是借鑒了雪橇的滑行原理，采用滑軌和升降輔助保險(xiǎn)杠輔助爬樓。圖2是其爬樓流程示意圖：在準(zhǔn)備爬樓時(shí)，將滑軌的前端往上提，放下滑軌，把支撐金屬架放進(jìn)溝槽就可以開始爬樓。此行李箱借助輔助杠，將多個(gè)直角階梯轉(zhuǎn)化為一個(gè)斜面，來減少多次向上抬起才能使行李箱爬樓的力，相對于普通行李箱爬樓較為省力。但此結(jié)構(gòu)頻繁開關(guān)非常影響效率，并且若無說明書指導(dǎo)可能較難操作，還有開合時(shí)將手指夾傷等安全隱患。

2.單拉桿大輪行李箱

圖3中的行李箱通過將普通輪子增大數(shù)倍來實(shí)現(xiàn)爬樓。這種輪子增大了與樓梯的接觸面積，使階梯的高度對行李箱爬樓的阻礙程度減小。此款行李箱還有肩帶設(shè)計(jì)，可以作為背包背在身上。但是作為背包這一點(diǎn)比較雞肋，因?yàn)樾欣钕涔P直的拉桿與碩大的輪子會(huì)使舒適度大打折扣，同時(shí)影響人彎腰等活動(dòng)。另外，此行李箱只有單排輪導(dǎo)致其移動(dòng)的靈活性大大降低，碩大的輪子還縮小了行李箱的儲(chǔ)物空間。

3.TraxPack行李箱

如圖4所示，這款TraxPack行李箱的設(shè)計(jì)靈感來源于坦克，底部內(nèi)嵌的兩條隱藏式履帶如同坦克的履帶，使行李箱可以輕松自如的碾過臺(tái)階，配合角度可調(diào)的拉桿來完成爬樓工作[4]。此款行李箱還設(shè)計(jì)了手機(jī)充電、行李箱定位等功能，但其容量不夠大且價(jià)格不夠?qū)嵒?，且在擁有較多功能的情況下，自身也不夠輕便，所以此行李箱無法滿足大眾的需求。

通過對市面現(xiàn)有的以上三款爬樓行李箱的分析可以看出，行李箱在爬樓時(shí)的不便性已被關(guān)注到。現(xiàn)有的爬樓行李箱在一定程度上能滿足生活中的需求，但也存在各自的缺陷。它們或功能單一，或顧此失彼，弱化了行李箱最重要的置物及輕便的需求，且仍需要耗費(fèi)較大的力氣才能爬樓，面對各種不同的使用場景、路況，不能做到很好的適應(yīng)。

二、設(shè)計(jì)調(diào)研

為了使設(shè)計(jì)出來的箱包產(chǎn)品能更好地為人服務(wù)，就必須研究人的生理、心理以及行為特征，讓產(chǎn)品與人的身材結(jié)構(gòu)、心理個(gè)性在最大程度上實(shí)現(xiàn)相匹配。為了使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品真正滿足使用者需求，以人為中心，圍繞設(shè)計(jì)的主要問題，設(shè)計(jì)者就消費(fèi)者對可爬樓行李箱的需求做了可爬樓行李箱創(chuàng)新設(shè)計(jì)調(diào)研。較為重要的項(xiàng)目如表1：

根據(jù)這組調(diào)查問卷的數(shù)據(jù)，可以分析出當(dāng)今消費(fèi)者在行李箱的造型設(shè)計(jì)上更傾向于簡約時(shí)尚的形式，更注重行李箱的實(shí)用性以及質(zhì)量和售后服務(wù)，在尺寸的選擇上偏向于26寸這種不大不小的居中規(guī)格，在生活中行李箱的用途一般是旅行或出差等。人們使用行李箱過程中常常會(huì)遇到以下三個(gè)方面的問題：首先，大部分行李箱不能應(yīng)對爬樓等特殊路況下的需求，市面上現(xiàn)有的一些可爬樓行李箱雖然解決了一部分問題，但仍具有明顯缺陷，未能普及。這不僅增大了使用者的使用強(qiáng)度，還很容易給使用者帶來生理損傷，尤其當(dāng)使用者為女性、老人、病人、殘疾人或兒童等力量相對較小者而言，都很難攜帶行李箱爬樓；第二，在機(jī)場過安檢或任何對行李箱重量有限制的地方，倘若沒有事先稱重、計(jì)算重量，可能面臨尷尬處境而不得不當(dāng)場減輕箱內(nèi)重量，或再去補(bǔ)差額，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，若是因此錯(cuò)過登機(jī)時(shí)間，更會(huì)帶來難以彌補(bǔ)的損失；最后，一些需要頻繁拿取的證件、藥品等若裝在行李箱中會(huì)不便于拿取，若遇緊急情況需要將整個(gè)箱子打開，可能還未必能找得到，十分耽誤時(shí)間。

目前的行李箱設(shè)計(jì)主要集中于造型、尺寸、材質(zhì)等方面的改變，存在自重大、安全性低、不夠省力便捷等問題，這些都偏離了行李箱設(shè)計(jì)的初衷與設(shè)計(jì)“以人為本”的本質(zhì)?？偠灾?，行李箱在交通發(fā)達(dá)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展飛快的今天已經(jīng)成了人們出行必不可少的工具，若是能在行李箱上設(shè)計(jì)更多貼心實(shí)用的功能，則會(huì)讓使用者感受到設(shè)計(jì)的關(guān)懷，更好地享受出行帶來的樂趣。

三、可爬樓行李箱創(chuàng)新設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)原則

1.綠色設(shè)計(jì)原則

公認(rèn)的綠色設(shè)計(jì)原則包括3R——Reduce，Reuse，Recycle，即減少環(huán)境污染、減小能源消耗、產(chǎn)品和零部件循環(huán)利用。所以產(chǎn)品所使用的材料應(yīng)盡可能的環(huán)保、綠色，減少對人體和環(huán)境的污染與危害。

2.以用戶需求為中心原則

產(chǎn)品是為滿足用戶需求所產(chǎn)生的，設(shè)計(jì)者應(yīng)從使用者出發(fā)，設(shè)計(jì)出符合人體工程學(xué)的產(chǎn)品。不執(zhí)著于變化產(chǎn)品的外形，而是真正地探討其實(shí)用性。設(shè)計(jì)者應(yīng)從使用者的體驗(yàn)角度出發(fā)，考慮使用者的生理結(jié)構(gòu)、使用心理、行為習(xí)慣等，設(shè)計(jì)出人性化的產(chǎn)品，體現(xiàn)設(shè)計(jì)的“以人為本”思想。

3.功能創(chuàng)新原則。

產(chǎn)品功能即產(chǎn)品的使用價(jià)值，包括其整體作用、功能，也包括其每一個(gè)部分的用途，功能也是用戶的使用需求的體現(xiàn)。所以設(shè)計(jì)產(chǎn)品要注意功能創(chuàng)新原則，必須針對目標(biāo)市場的需求。同時(shí)也應(yīng)注意與科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，與時(shí)俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新才能使得新功能更受歡迎；并且應(yīng)控制其成本在合理范圍之內(nèi)，且不脫離于產(chǎn)品的本質(zhì)。

4.易用性原則

科技發(fā)展迅速，產(chǎn)品也愈加智能化，從可使用發(fā)展到易使用。由于此產(chǎn)品所針對的人群包含女性、兒童、老年人，所以應(yīng)通過優(yōu)化操作流程、簡化操作結(jié)構(gòu)、改變方式來盡可能地降低操作的難度，以達(dá)到不需要額外的輔助結(jié)構(gòu)或是復(fù)雜操作即可使用。使產(chǎn)品達(dá)到省力、高效、使用流暢的效果。

（二）設(shè)計(jì)定位

本產(chǎn)品基于滿足使用者攜帶行李出行時(shí)可能面對的問題，從以下幾個(gè)方面切入設(shè)計(jì)：

1.個(gè)性化：個(gè)性化顧名思義就是與普遍大眾不一樣的風(fēng)格，是屬于個(gè)人的獨(dú)一無二的產(chǎn)品或服務(wù)，具有個(gè)人的特質(zhì)、符合個(gè)人的需求，也稱定制化。如今大眾都追求個(gè)性化的產(chǎn)品，最好的途徑便是設(shè)置多種多樣的配色造型，以滿足不同人群的需求。

2.多功能：如今市面上的行李箱追求收納力度強(qiáng)、箱體耐用牢固，而忽視了對行李箱功能的思考。目前的行李箱僅能滿足人們一定的收納要求，若是能從細(xì)節(jié)出發(fā)增添更多功能，更能讓使用者感受到行李箱產(chǎn)業(yè)也在不斷發(fā)展，并愈來愈符合人的需求。

（三）設(shè)計(jì)分析

1.設(shè)計(jì)方案

如圖5設(shè)計(jì)草圖所示，采用爬樓輪結(jié)構(gòu)替代行李箱一側(cè)的萬向輪，并設(shè)計(jì)了可直觀顯示行李箱重量的稱重系統(tǒng)和前蓋收納兩個(gè)創(chuàng)新功能。設(shè)計(jì)從使用者的需求出發(fā)，致力于滿足使用者的普遍需求，提升使用者的使用體驗(yàn)，在細(xì)節(jié)處讓使用者感受到設(shè)計(jì)的關(guān)懷。此款行李箱可適應(yīng)不同場景及路況，滿足多種使用需求，節(jié)省力氣，節(jié)約時(shí)間，成為出行路上更好的幫手。

2.造型色彩分析

根據(jù)表1調(diào)查問卷可得出消費(fèi)者對行李箱的造型更偏向簡約風(fēng)。如圖6效果圖所示的行李箱外觀簡約時(shí)尚、線條圓潤流暢、色彩豐富多樣，滿足不同使用者的喜好需求。其具體尺寸以26寸為例，如圖7所示。

色彩是設(shè)計(jì)中必不可少的基本元素，且支撐著產(chǎn)品的造型，合適的色彩能夠提升產(chǎn)品的美感與品味。不同的色彩所給人帶來的心理感受也是不盡相同，可以通過對不同色彩的運(yùn)用來營造出不同的生活情調(diào)[5]。色彩組合往往會(huì)達(dá)到“1+1 > 2”的效果，有效于增加色彩的情感性[6]，配色多樣、豐富的行李箱才能滿足不同的使用場景、滿足不同人群的需求。在色彩上，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的行李箱采取了多種色系搭配，如暖色調(diào)、冷色調(diào)、黑白調(diào)等，供不同愛好的使用者選擇；且基本采取不同色系的相似色、鄰近色進(jìn)行搭配。紅粉色系溫暖、可愛，選擇這種色系的人群多為女性；藍(lán)綠色系淡雅、清新，喜歡這類顏色的人群冷靜沉穩(wěn)，男性居多，一些內(nèi)斂有氣質(zhì)的女性也十分喜愛；黑、白、灰色經(jīng)典百搭，選擇這類色彩的人群性格沉穩(wěn)低調(diào)，喜歡簡約，不追求華麗復(fù)雜的裝飾與紋樣 。

3.行李箱材質(zhì)分析

現(xiàn)代行李箱常用的材質(zhì)有牛津布、PVC、ABS、PC、鋁合金等，其性能各異，各具優(yōu)點(diǎn)，但也都有一定的弊端。此款創(chuàng)新設(shè)計(jì)的行李箱箱體將采用Curv材質(zhì)，它是一種熱塑性100%OPP（聚丙烯）復(fù)合材料，是來自于德國的一項(xiàng)專利技術(shù)。其特有的分子組合令產(chǎn)品擁有優(yōu)秀性能——這種材質(zhì)密度低，具有良好的融合性，有顯著的環(huán)保優(yōu)勢[7]；同時(shí)，Curv材質(zhì)質(zhì)量很輕，能節(jié)省行李箱50%的重量；還具有強(qiáng)復(fù)原性、強(qiáng)抗壓性的特點(diǎn)，即使遭受強(qiáng)力擠壓后也能快速恢復(fù)原形，融輕盈與強(qiáng)韌于一體。Curv材質(zhì)具有高抗沖性、耐磨性和低溫下的韌性，用這種材質(zhì)做成的箱體更耐磨，不容易留下刮痕，即使不小心磕碰，也能保證箱體的鮮亮。

爬樓輪采用鋁合金材質(zhì)的支架，有載重強(qiáng)、抗寒、抗老化三大特點(diǎn)，能保證輪部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和堅(jiān)固性；輪子使用了橡膠輪，具有靜音、耐磨、減震的優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品整體沒有使用到過于昂貴的材料，能有效防止產(chǎn)品價(jià)格過高，更符合大眾消費(fèi)者需求，使任何有使用需求的人都有條件使用到。

4.創(chuàng)新性功能設(shè)計(jì)

創(chuàng)新設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)在于三個(gè)功能設(shè)計(jì)：采用爬樓輪替代行李箱一側(cè)的常規(guī)萬向輪，減少爬樓所需要的力，提高效率；設(shè)計(jì)了可直觀顯示行李箱重量的稱重系統(tǒng)，使行李箱重量可視化；設(shè)置了前蓋收納空間，滿足了不同人群隨時(shí)拿取小件物品的需求。

（1）可爬樓裝置

行李箱所使用的輪子一般有單向輪、萬向輪以及飛機(jī)輪。市面上較普遍使用的是萬向輪，適合平地使用，最大的優(yōu)點(diǎn)是可以隨意變化前進(jìn)方向、行動(dòng)路線，但仍有許多的局限，比如泥濘、陡峭、崎嶇不平坦的地面、樓梯等，都會(huì)非常影響其行動(dòng)能力。

當(dāng)施加給行李箱的力與樓梯斜面的力成平行關(guān)系時(shí)，相較于其他角度拉動(dòng)行李箱所需的力更小。所以如果能使拉動(dòng)行李箱的力與樓梯斜面的力保持平行，就能達(dá)到減力爬樓的效果。如圖8所示，紅點(diǎn)為重心點(diǎn)，紅色曲線則為重心的移動(dòng)曲線。在爬樓過程中，重心移動(dòng)曲線與樓梯斜面近似平行，大致使得行李箱和樓梯的重心在同一水平面上，從而減輕行李箱爬樓時(shí)的所需要的力[8]。

為此，設(shè)計(jì)者改變普通行李箱的輪部結(jié)構(gòu)，使其能借助來自樓梯對行李箱的一部分支持力，從而達(dá)到減力的效果，拉動(dòng)行李箱爬樓能更輕松。設(shè)計(jì)選擇三角形爬樓輪（圖9）替換行李箱一側(cè)的萬向輪。三個(gè)互成120°夾角的滾輪組合形似三角型結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定性。輪子外圈采用了富有彈性、光滑的橡膠材料，具有抗震性、耐磨性，使其在移動(dòng)或是撞擊樓梯時(shí)也不會(huì)發(fā)出過大的聲響，盡量不影響到他人。在平地移動(dòng)時(shí)，滾輪結(jié)構(gòu)與萬向輪一樣，繞著各自的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由底部的兩個(gè)輪子進(jìn)行平地移動(dòng)；而在爬樓時(shí)，三個(gè)輪子不僅沿著各自的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，還沿著滾輪結(jié)構(gòu)的中心軸依次轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到爬樓的效果（圖10）[8]。這樣的設(shè)計(jì)首先為了將輪子與樓梯之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦[8]，因?yàn)橐话闱闆r下，物體的滑動(dòng)摩擦力總是大于滾動(dòng)摩擦力。另外，為了有效地增大輪子與地面的接觸面積，三個(gè)輪子相較于一個(gè)輪子，表面積更大，與地面接觸面積也更大，單位面積上受到的壓力也隨之減小，使行李箱即使在重量極大時(shí)也更容易被使用者移動(dòng)、爬樓。而輪子與地面接觸面積的增大也增大了摩擦面積，在不影響爬樓工作的前提下，能更有效地防止輪子打滑，保證使用者的安全。

從造型角度來說，爬樓輪位于行李箱底部內(nèi)側(cè)，周圍有箱體遮擋，保證了箱體容量不受影響，加置爬樓輪后的行李箱造型也不會(huì)顯得突兀。并且，360°軸距的靜音萬向輪移動(dòng)靈活、順滑的特點(diǎn)和這種爬樓輪的長處都得到了保留。

從使用角度來說，此結(jié)構(gòu)不需要任何復(fù)雜的輔助結(jié)構(gòu)，也無需對其施以其他操作。當(dāng)使用場景改變時(shí)，例如遇到樓梯、障礙物使它無法向前，此結(jié)構(gòu)能夠直接工作、運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)避障移動(dòng)。這一點(diǎn)對老年人、兒童等都十分的友好，避免因操作不當(dāng)、不會(huì)操作或是輔助結(jié)構(gòu)損壞等問題造成爬樓工作無法進(jìn)行。

（2）稱重系統(tǒng)

乘坐飛機(jī)時(shí)若行李箱重量超過限額會(huì)導(dǎo)致使用者額外支付托運(yùn)費(fèi)或者無法攜帶行李箱登機(jī)；行李箱重量超出自身所能承受的重量，也會(huì)在使用過程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。為避免以上情況，該行李箱設(shè)計(jì)了稱重系統(tǒng)。

稱重系統(tǒng)利用橋式壓敏電阻傳感器，將行李箱內(nèi)物體的重量轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，電壓信號的強(qiáng)弱隨物重的變化而變化；再通過濾波電路，濾去較大的紋波電壓，使輸出電壓更平滑，抗外部干擾性更好[9]；并使用放大器放大信號，以提高電路的信噪比[10]。這時(shí)用電壓跟隨器進(jìn)行緩沖，起到承上啟下的作用。通過鉗位電路將信號波形頂部或底部鉗定在某一預(yù)定直流電平上，以克服由于干擾造成的電平波動(dòng)[11]。此時(shí)得到的信號是模擬信號，可通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出[9]，并在把手上的稱重系統(tǒng)顯示屏上顯示具體重量（圖11），使行李箱重量數(shù)據(jù)數(shù)字化、直觀化。行李箱裝箱完畢，關(guān)閉時(shí)，稱重系統(tǒng)顯示屏?xí)詣?dòng)顯示行李箱的具體重量。使用者可根據(jù)其數(shù)據(jù)顯示，來調(diào)整內(nèi)部物品重量，來避免行李箱行李超過限額。這種設(shè)計(jì)行為打破了傳統(tǒng)旅行箱只能容納行李物品的形象，形成了全新的設(shè)計(jì)語言[12]。

（3）前蓋收納

行李箱的使用本質(zhì)是收納出行所需的物品，在提升使用效率的同時(shí)我們應(yīng)保證其收納效果令人滿意。除了基本的箱內(nèi)收納外，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了前開蓋收納空間，圖12是此收納空間的使用效果圖。在行李箱外側(cè)設(shè)計(jì)了可輕松開關(guān)的獨(dú)立空間，尺寸為37×20×6（單位：cm），適用于放置證件、藥品、水杯、食品等常取常用的隨身物品，人性化的彈力網(wǎng)兜，使得既能直觀地尋找物體，又能防止物體掉出。此空間與行李箱內(nèi)部存儲(chǔ)空間分開，無需開啟整個(gè)行李箱也可以直接拿取所需物品，便捷省時(shí)，在緊急所需時(shí)更能感受到此功能的貼心。

結(jié)語

此設(shè)計(jì)方案提出三角形爬樓輪裝置、稱重系統(tǒng)、前蓋收納空間，一定程度上解決了普通行李箱的不足之處，更方便人們的日常使用。同時(shí)仍存在著一些問題，如行李箱爬樓仍需使用者使力，未達(dá)到完全自動(dòng)化，加工制造難度、成本上升等，這些問題有待解決。