基于人機工程學的戶外照明設備的設計與研究

田 興 李紅玲 劉 婷 植雨宣

（江蘇師范大學科文學院，江蘇 徐州221116）

本文基于人們對于探險設備的需求，設計出一款應用于戶外探險的符合人機工程學的多功能探照器。當戶外探險人員迷路時，通過指南針引導方向；而打火石可點燃火，方便獲取食物；遇險時口哨和報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，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，符合人機工程學，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，設置調(diào)節(jié)高低檔位，射程遠，光度強，有效避免因光線弱而發(fā)生意外的情況。本產(chǎn)品從外觀設計到性能開發(fā)進行全方位的分析和設想，給戶外探險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)會登山戶外運動事故研討小組的不完全統(tǒng)計，2019 年中國大陸全年事故發(fā)生的活動中參與總人數(shù)2055人，事故總人數(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，不注意野外環(huán)境帶來的風險，容易發(fā)生失聯(lián)的現(xiàn)象[2]。在這樣的情況下，多功能設備成為戶外探險者不可缺少的一項。傳統(tǒng)的探照器只能滿足人探照的功能，一旦發(fā)生危險，后果不堪設想。所以在探照器上改裝組合其它的設備以滿足人們探險的需求以及救援成功率。考慮到野外探險無法提供充電，高性能電池，可以為產(chǎn)品提供強有力的支持。且方便攜帶，不易損壞，功能多元化。因此，基于人機工程設計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 設備分析

戶外探險運動刺激驚險，難免會遇到很多無法預料的突發(fā)狀況和困難。遇險人員的心理對于人機工程探照器的設計是必不可少的。當戶外探險人員遇險時，需要有強大的心理承受能力和強烈的求生欲望。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,準備得越充分,臨場應對起來越自如，心態(tài)往往會越好，故探險裝備是必不可少的，這些設備包括:應急照明燈、哨子、生火器、刀具、繩索、通訊器材、指南針、藥品急救箱[4]。這些設備缺點功能單一，體型小巧，容易損壞丟失，給野外探險帶來諸多不便，遇到突發(fā)情況時很難找到對應的應急設備。因此，設計一款結合多種功能的探險設備是大勢所趨。

通過對現(xiàn)有探照器的分析和總結，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)有技術可行的解決方法：（如下表）。

2 問題及解決方法

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3 方案設計

3.1 設計方向

具體研究方案為：（1）對戶外探險以及救援裝備設計現(xiàn)狀進行分析與研究，對市場上的設備進行采集信息,了解戶外探險裝備的種類及特點。對目標人群,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）對戶外探險裝備使用對象進行基礎性研究，分析目標人群的心理特點、生活習慣以及人們現(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裝備,并由此推導出對探險及救援裝備的設計要求。（3）對探照器的使用尺寸進行分析，尋找一個使用舒適且方便攜帶、同時能更大的滿足戶外生存需求。

3.2 外觀設計

（1）結構：以現(xiàn)有探照燈為主體結構，在不影響探照燈的使用前提下，搭配指南針、溫度計、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。組合成一個全新、多功能的戶外照明設備。（2）形態(tài)：根據(jù)市場調(diào)查分析，照明設備的形態(tài)采用主流的圓柱形，主體為扁平圓柱體，但整個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 功能設計

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

此戶外照明設備的研究遵循綠色設計原理。同樣采用模塊化方式設計，使用各種零件的拼接，當某個零件損壞時可以自由更換，盡可能少地使用材料來延長產(chǎn)品的壽命。解決產(chǎn)品設計制造周期和生產(chǎn)成本之間的矛盾，同時提高產(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)設計正在很多領域做出努力，盡量少的使用材料。

此戶外照明設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上，通過再設計，延伸出新功能的方法[5]。探照燈的基礎功能為照明，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、溫度計等一系列的探險裝備自然融合，指南針和溫度計采用滑軌滑入設計，利于固定方便拿取。（圖3）

圖3

（4）功能增強。功能增強是指在原有功能基礎上，通過設計，強化原有功能，讓原有功能更強大[6]。

現(xiàn)階段所流行的普通戶外照明設備大多只有單一的基礎照明功能，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 處做一個環(huán)繞整個儀器的齒輪開關，順時針旋轉一下為一檔普通模式，旋轉兩下為二檔強光模式，逆時針旋轉為應急模式（應急燈亮起）。給人們的戶外活動帶來更多的可靠性。

3.4 色彩設計

設計師研究色彩的目的，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)，與色彩心理效應之間的關系[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]。探險救援裝備作為應對突發(fā)事件的產(chǎn)品，系統(tǒng)的標識和色彩設計可考慮采用與預警色系相關的色系延伸，如互補色:紅色與綠色、紫色與黃色，藍色與黃色等鮮明的色系進行明度、純度、色彩面積的適度搭配[9]。故采用藍色與黃色作為產(chǎn)品的主要顏色，突出產(chǎn)品的屬性。（圖4）

圖4

經(jīng)過對戶外照明設備的整體構思，最終決定以主流的圓柱狀為主體造型，結合綠色設計理念，采用模塊化的設計行為，同時選擇警示色較為明顯的黃藍互補色設計此戶外照明設備。

4 結論

設計關乎人類生活的各個方面，而隨社會的發(fā)展對設計的要求越來越復雜，21 世紀的產(chǎn)品設計不僅僅是有關物品的實用、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]。基于人們對于探險設備的需求，設計出一款應用于戶外探險的多功能探照器，產(chǎn)品結合應急燈、指南針、打火石、水平儀、溫度計結合，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，符合人機工程。未來的設計產(chǎn)品的趨勢必定是以更加符合人機工程學的產(chǎn)品為主流。而多功能戶外設備更加符合現(xiàn)今的探險運動，未來的探險設備產(chǎn)品呈現(xiàn)多功能一體式必定是大勢所趨。