史耀軍 石海麗

摘要：為像飛機場、高鐵站以及高級酒店大廳等公共場所的衛(wèi)生問題提供便利，讓人們對新型環(huán)保設備有一種全新體驗。運用SET分析法進行社會因素、經(jīng)濟因素、技術因素方面的分析找出產(chǎn)品機會缺口，得到符合用戶預期的產(chǎn)品模型。結論設計出公共衛(wèi)生新設備智能垃圾清理機，為現(xiàn)代衛(wèi)生事業(yè)提供新思路。

關鍵詞：衛(wèi)生 智能 垃圾清理 研究

中圖分類號：TB472

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069 （2019） 02-0116-02

引言

科學技術的不斷發(fā)展，使得人們工作學習生活中很多事情都變得更加方便更加智能化，環(huán)境問題一直是影響著社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，新時代的環(huán)保設備的研究以及環(huán)保形式的創(chuàng)新成為產(chǎn)品設計的新課題。文章運用SET模式的缺口分析法，通過SET產(chǎn)品機會重點缺口深度分析來明確智能垃圾清理機的設計研究方向。在此基礎上進行智能垃圾清理機的全方面優(yōu)化設計，使其功能滿足用戶需求，操作方式符合人機，造型色彩迎合人的情感需求。

一、問題描述

城市公共場所的衛(wèi)生問題就是公共設施的清洗以及垃圾的清理，主要是由清潔工作人員定期的進行垃圾的收集和地面清洗工作?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)清潔方式主要是在公共場所內設立垃圾桶以及靠清潔人員勞動進行公共場所的衛(wèi)生工作;首先垃圾桶的位置固定，人們不能隨時隨地地扔垃圾，對垃圾桶的安置位置、數(shù)量以及間隔也需要合理安排;另外垃圾桶滿時需要及時地清理，垃圾桶的清潔問題也十分令人頭疼，桶身因垃圾侵染加上日曬腐化使人們更加有心理抵觸不愿靠前;公共場所由于人流量大，地面的清洗工作不好在人流高峰期進行，而地面有水漬污物也很容易擴散。而城市的公共場所代表了一個地區(qū)的發(fā)展與文明，所以保證公共場所的整潔干凈是非常必要的。問卷調查統(tǒng)計結果后，主要問題歸納分析為以下幾點：

1.垃圾桶不能自由移動，使用時需要人去尋找以及移動到垃圾桶旁。

2.垃圾桶的位置固定，使用區(qū)域的覆蓋面積小，資源利用不充分。

3.垃圾的收集靠人們自覺地去找到垃圾箱進行投放，垃圾桶的擺放位置以及密度還有人的環(huán)保意識決定了垃圾收集工作的成效。

4.當前的公共場所垃圾清掃問題一般還是靠人來完成，清潔人員進行路面的清洗工作，工作的品質效率不穩(wěn)定;

5.公共場所內，地面的清潔一般要靠人力來進行清掃工作，傳統(tǒng)方式效率不高，借助清洗車會對公眾帶來噪音以及空間占地的影響。如要保持公共場所長期的清潔，需增加清掃頻率，大大地耗費了人力物力。

二、SET的因素分析

SET分析法下的社會因素、環(huán)境因素和技術因素一直在不停發(fā)展變化，并且互相產(chǎn)生作用相互影響。各要素間要綜合同步分析才能找出產(chǎn)品的機會缺口，確定新趨勢下產(chǎn)品的潛在需求或創(chuàng)新產(chǎn)品及對現(xiàn)有產(chǎn)品進行重大改進的可能性。智能垃圾清理機的社會因素：現(xiàn)有城市中的環(huán)保設備大都由政府統(tǒng)一配備采買，由于市場競爭不充分，導致公共環(huán)保設備的更新迭代停滯。我國社會現(xiàn)狀不支持城市大規(guī)模環(huán)保設備的智能化，但科學技術的發(fā)展迅速，智能化時代的來臨，人們也更希望去體驗新型的環(huán)保交互體驗。所以在現(xiàn)今社會下的設計要平衡好人們的需求和社會環(huán)境的約束之間的關系。經(jīng)濟因素：我國經(jīng)濟發(fā)展不充分且不均勻的現(xiàn)狀，導致了地區(qū)發(fā)展水平具有較大的差異性，各個場所的公共服務設備的智能化程度也不盡相同，但是像飛機場、高鐵站和高端服務大廳這種具有高規(guī)格的公共場所，對于一個國家和城市的形象具有很大的象征意義，這些場所可以吸收和接納高科技智能產(chǎn)品，既能提高該場所的工作效率，又能滿足人們對環(huán)保形式的渴望與需求，也只有這些在高端高檔的公共場所，才能保證機器的運營以及產(chǎn)品的維護。技術因素：我國科技水平不斷提高，有些領域已經(jīng)達到世界前列.對于新型的垃圾清理設備所需要的技術支持是絕對足夠的，將現(xiàn)有的產(chǎn)品技術重新整合，來支持垃圾清理機器的實現(xiàn)綽綽有余。SET分析模式下的智能垃圾清理機的重點缺口深度分析成為創(chuàng)新設計中的關鍵因素。（如圖1）所示，在用戶調查的基礎上將產(chǎn)品機會缺口的價值機遇轉化總體的、代表性的產(chǎn)品設計準則。

針對公共場所現(xiàn)有的產(chǎn)品存在的不足，應解決以下問題：在社會層面填補智能垃圾清理設備的缺口，使衛(wèi)生事業(yè)面向智能化;在經(jīng)濟層面使用戶愿意體驗接受智能化的衛(wèi)生設備;在科技層面發(fā)揮紅外信號識別、物聯(lián)網(wǎng)和云計算的技術優(yōu)勢等。因此確定智能垃圾清理機的設計準則，通過產(chǎn)品創(chuàng)新設計，完善公共場所垃圾清理模式;實現(xiàn)符合公共場所經(jīng)濟預算的產(chǎn)品，促進衛(wèi)生經(jīng)濟的發(fā)展;將現(xiàn)代技術合理地融入進衛(wèi)生環(huán)保系統(tǒng)，實現(xiàn)公共場所垃圾清理的可交互性。最終歸納智能垃圾清理機的產(chǎn)品機會缺口準則，即進行產(chǎn)品硬件、軟件的系統(tǒng)設計，以實現(xiàn)智能垃圾清理設備的創(chuàng)新。

三、產(chǎn)品設計預期

不同的環(huán)境對垃圾桶的功能要求也不盡相同。在考慮成本社會環(huán)境等關系，將使用環(huán)境定位在高檔酒店大廳J飛機場和高鐵站等，原因首先是這些場所一般都是最能體現(xiàn)一個國家地區(qū)科技發(fā)展水平并接受新產(chǎn)品的地方，而且這些場所有能力去進行產(chǎn)品的運營與維護;二是這些場所的人移動的不固定性，往往是短暫的經(jīng)過停留，目的性強而且匆忙，更需要省時高效地將手中的垃圾扔掉;三是這些場所地面平整空間開曠，機器的運動空間充足且平穩(wěn);四是往往是拿在手中的垃圾體積小類別單一，便于機器短時間儲存。

功能需求方面的需求首先是能夠儲存一定量的垃圾，并且在垃圾桶臨滿時能夠設法清倒，并且保證垃圾的異味不會泄露，其次是能夠自由移動到需要扔垃圾的人跟前，由于考慮衛(wèi)生問題在扔垃圾過程中盡量避免人與機器接觸，還要能夠進行一定程度的地面清洗，為了解決上述問題，要求產(chǎn)品能實現(xiàn)以下功能：

1.儲物基本需求：產(chǎn)品內部有置有一定容積的垃圾盛放桶，密封性能良好，且有壓力壓縮感應裝置來確保垃圾桶的最大容量，并且在桶滿時進行信號通知清理人員清洗。

2.產(chǎn)品移動自由度：智能垃圾清理機通過完整的感應系統(tǒng)，包括位移傳感器、角度傳感器、速度傳感器、接近度傳感器等，對障礙物進行探測分析并制訂出行經(jīng)路線，來保證運動行為能夠安全穩(wěn)定地進行。

3.識別遠程指令：遠程紅外傳感器識別人的動作手勢，傳感器與動力系統(tǒng)的協(xié)同合作的精準程度也是能否完成任務的關鍵。傳感器作為機器人自動捕捉外界信息的工具，必須要有一定等級的準確度保障以及位置定位功能來進行路線規(guī)劃。

4.內部信息處理：機器內部進行信息分析處理的控制中心，也要具備快速處理信息并傳達出去的能力，動力執(zhí)行系統(tǒng)作為信息的傳輸器，完成指令應該靈敏準確。感應系統(tǒng)與動力系統(tǒng)的結合無疑是給機器人安上了一雙眼睛和腿，實現(xiàn)了在地面的自由移動。

5.產(chǎn)品材質選擇：產(chǎn)品外殼材質要求無毒無氣味，質量輕薄且具有一定的抗沖擊強度，耐腐蝕耐風化，外表面光滑易清洗。

四、產(chǎn)品設計

（一）產(chǎn)品中的人機關系：根據(jù)人體工學一般人直立抬手扔垃圾的舒適高度為750mm左右，為方便扔垃圾故投放口為斜面，投放口周圍設有感應裝置，能在人手在上方時自動開啟反之閉合;且內置垃圾盛放桶的容量需要考慮產(chǎn)品體積與產(chǎn)品驅動承受重量，綜合考慮10L最為適合，加之各種硬件結構所以產(chǎn)品的大概尺寸（如圖2）所示產(chǎn)品。顏色方面考慮到在公共場所且為衛(wèi)生用品所以藍白色更能給人干凈整潔的視覺感受，材質也應為光滑易清洗材質較輕的塑料噴漆。

（二）造型設計：在造型上采用了仿生設計和擬態(tài)設計相結合的設計方法，線條靈感來自熊貓寶寶身體輪廓，工作時像一個小寶寶在蹣跚學步，人群中穿行，容易讓人親近喜歡。配色采用灰白主色調加水藍色，給人干凈溫和的感覺，更好地融入周圍環(huán)境當中（如圖3）。

（三）產(chǎn)品功能設計：機器上部是垃圾投放口，四周設有紫外線感應裝置，當有人扔垃圾時投放口會開啟;前部設有顯示屏，可播放天氣時間或者廣告等信息;顯示屏上有手勢識別設備，有人對它揮手，就可以召喚它靠近;后部是垃圾桶桶身部分，上端設有把手，清倒垃圾時可以方便拿取;底部設有底面清掃設備和使機器自由行進的輪子，底部前端藍色部分是存放清洗設備的工作時產(chǎn)生的污物的容器，留有扣手方便垃圾清倒;底部上端有一環(huán)形的紅外線探測裝置，幫助機器進行避障運動（如圖4）。

普通的掃地機器人只能像無頭蒼蠅一樣機械的工作，而此款機器，能在數(shù)米開外，識別人的手勢，并且制訂行進路線到達人的身邊，使想要扔垃圾的人們揮揮手，就能召喚一個垃圾桶來，扔過垃圾后垃圾桶又帶著垃圾走掉了，這將是一個全新的環(huán)保行為的交互體驗，而在人們不使用垃圾桶的時候，它又化身一款掃地機器人在人群中默默進行清掃工作。這是一種在環(huán)衛(wèi)設備上的突破，環(huán)保行為的智能交互的新的開端，也是更適合現(xiàn)代人的生活方式的創(chuàng)新性設計（如圖5）。

（四）內部結構設計及各項參數(shù)：為了滿足產(chǎn)品的各項使用功能，需要有內部硬件的支持，如圖所示為產(chǎn)品內部的結構排布。紅外感應開關可以感應到人手靠近，打開投放口;可旋轉擋板可以調整角度確保垃圾都進入垃圾桶內;電機部分包括電池以及控制系統(tǒng)，保證機器的正常運行;機器底部置有一吸塵裝置，可進行地面清潔工作;可取出的灰塵收集盒可以盛放底面的微小灰塵與碎屑垃圾。（如表1）為機器的必要參數(shù)。

（五）產(chǎn)品材料設計與選擇：產(chǎn)品外殼材質宜選用工業(yè)級ABS，因其造型能力強易加工，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，各項物理性能良好，且容易著色、涂裝，可以滿足產(chǎn)品外殼的各項設計需求。

結論

人們對于生活環(huán)境的品質要求越來越高，智能垃圾清理機的創(chuàng)新設計，改變了傳統(tǒng)清潔方式的人力消耗以及清潔程度的不確定性。由于使用場景設置在公共大廳內，要求產(chǎn)品工作時必須要低噪音的進行，才能保證公共場所內的環(huán)境的安靜。在高等場所里進行清潔工作時更大程度地減少了對人們的干擾，保護了，人們的私密不受侵犯。普通的掃地機器人只能像無頭蒼蠅一樣機械的工作，而此款機器，能在數(shù)米開外，識別人的手勢，并且制訂行進路線到達人的身邊，使想要扔垃圾的人們揮揮手，就能召喚一個垃圾桶來，扔過垃圾后垃圾桶又帶著垃圾走掉了，這將是一個全新的環(huán)保行為的交互體驗，而在人們不使用垃圾桶的時候，它又化身一款掃地機器在人群中默默進行清掃工作。智能垃圾清理機滿足了公共場所隨身垃圾桶和即時掃地機器人的功能需求。產(chǎn)品將現(xiàn)有的科學技術與傳統(tǒng)的清潔工具結合，解放人類的雙手，適應現(xiàn)代人的生活方式，實現(xiàn)公共場所的清潔設備的智能化和可交互性。方便快捷地解決了公共場所的環(huán)境衛(wèi)生問題，使人們在公共場所更好地享受設計所帶來的全新用戶體驗，提高了都市快速的現(xiàn)代生活品質。

參考文獻

[1]師偉不同國家和地區(qū)垃圾分類成功經(jīng)驗及對我國啟示[J]再生資源與循環(huán)經(jīng)濟，2017，10 （05）：42-44

[2]楊航智能垃圾分類終端軟件設計與實現(xiàn)[D]浙江工業(yè)大學，2015

[3]陸寧，李芳字面向產(chǎn)品設計專業(yè)的《人機工程學》課程教學的實踐與探索[J]設計，2018 （05）：66-67

[4]張農(nóng)科關于中國垃圾分類模式的反思與再造[J]城市問題，2017，（05）：4 8

[5]卜永廣范榮桂，祿潤卿，于文靜我國城市生活垃圾處理與處置現(xiàn)狀分析[J]環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42（05）：95-98

[6]Yvene，IDEA機場清潔機器人[J]設計，2017 （20）：22

[7]肖閩杰，曲延瑞室內智能垃圾桶產(chǎn)品設計研究[J]設計，2017 （24）：122-124