徐柯童，王子鳴，曹中淏，張晶晶

基于移動辦公需求的多功能旅行箱設(shè)計研究

徐柯童，王子鳴，曹中淏，張晶晶

（武漢理工大學(xué)，湖北 武漢 430000）

當(dāng)今社會，隨著生活、工作節(jié)奏加快，人們常常需要在機(jī)場、車站等一些候車場所利用等待時間進(jìn)行辦公。為了能夠給人們帶來更便捷的移動辦公體驗，往往需要一些輔助工具以滿足移動辦公需求。但額外增加輔助物品與商務(wù)人士的簡行觀念并不相符，反而會為其增添負(fù)擔(dān)。旅行箱是差旅人士出行必不可少的用品之一，對差旅人士常攜帶的旅行箱進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計，通過用戶需求調(diào)研以及結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，為差旅人士帶來更便捷的生活、工作體驗。

移動辦公；旅行箱設(shè)計；差旅人士；創(chuàng)新設(shè)計

1 項目研究背景和意義

黨和國家在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的政策中多次明確提出：在毫不動搖地鞏固和發(fā)展公有制經(jīng)濟(jì)的同時，也必須毫不動搖地鼓勵、支持和引導(dǎo)非公有制的發(fā)展。發(fā)展比較有優(yōu)勢的勞動密集型企業(yè)，鑒于箱包行業(yè)投資門檻低、污染少、資金周轉(zhuǎn)快、傳統(tǒng)工藝與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，屬于勞動密集型企業(yè)，能大量解決剩余勞動力，使其成為國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵發(fā)展的行業(yè)。近年來，中國行李箱行業(yè)發(fā)展速度較快，受益于行李箱行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高以及下游需求市場不斷擴(kuò)大，行李箱行業(yè)在國內(nèi)和國際市場上發(fā)展形勢都十分被看好。但是，市場調(diào)研結(jié)果顯示，目前國內(nèi)市場銷售的旅行箱總體呈現(xiàn)出需求量大，但功能局限、外觀單一等特點。

“移動辦公”也可稱為“3A辦公”或移動OA，即辦公人員可在任何時間、任何地點處理與業(yè)務(wù)相關(guān)的任何事情。這種全新的辦公模式，可以讓工作人員擺脫時間和空間的束縛。單位信息可以隨時隨地通暢地進(jìn)行交互流動，工作將更加輕松有效，整體運作更加協(xié)調(diào)。

隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快以及生活、工作方式的改變，人們的時間觀念越來越強，在客運高峰時期，部分差旅人士經(jīng)常遇到無座、無桌臺、附近電源插座被占用等情況，這都會直接或間接影響到差旅人士移動辦公的工作效率。通過用戶調(diào)研，研究表明大多數(shù)人認(rèn)為在差旅途中遇到這些情況時，都將給自己的工作、生活帶來一定的不便。

對此，目前市場上也有一定的相關(guān)產(chǎn)品來輔助移動辦公，比如“smartoo”移動智能便攜辦公桌，如圖1所示，適用各種類型的行李箱拉桿，可進(jìn)行松緊調(diào)節(jié)，兼容性強，采用折疊設(shè)計，不占用額外空間。但是，它仍然具有一定的體積，并且影響行李箱的造型美觀，不完全符合差旅人士的出行觀念。

圖1 “smartoo”移動智能便攜辦公桌

另外，“便攜式移動電源”解決了差旅人士出門在外電子產(chǎn)品續(xù)航能力不夠的問題，并且適用于多種型號的插頭，但是充電一般較慢，且需要被額外攜帶。

通過對箱包產(chǎn)業(yè)以及移動辦公的研究，作為差旅人士經(jīng)常攜帶的物品——旅行箱，在國內(nèi)目前其整體外觀單一、功能局限，移動辦公旅行箱將在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)創(chuàng)新和設(shè)計，使其不僅在尺寸、材料、外觀等上有一定的改進(jìn)，更賦予其移動辦公功能，來滿足不同人群的所需，具備創(chuàng)新性、實用性、多功能性。因此，本文研究的意義在于對行李箱進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，從而滿足差旅人士對移動辦公的需求，有助于提高差旅人士在旅途中的辦公效率，使其可以更有效地利用不可避免的等待時間，同時符合差旅人士的簡行觀念，并為旅行箱的設(shè)計提供一種新的可能，有助于商務(wù)旅行箱銷售市場的發(fā)展。

2 方案設(shè)計

確定設(shè)計整體構(gòu)思：明確移動辦公旅行箱基本屬性——盛裝物品和移動辦公。為了實現(xiàn)承裝物品這一基本屬性，就要明確旅行箱內(nèi)部空間大小，即實際容積，此時就要考慮旅行箱的箱體大小、材質(zhì)選擇等方面。

為了實現(xiàn)移動辦公這個基本屬性，必須在客流量大、沒有座位的情況下提供座位，同時具備能夠放置筆記本等工作工具的桌臺。在此基礎(chǔ)上，通過工業(yè)設(shè)計的探討與整合，移動辦公旅行箱應(yīng)該還具備一定的穩(wěn)定性，同時車輪、箱體、座架、工作臺等應(yīng)該統(tǒng)一和諧并具備一定美感。因此，必須對旅行箱的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，使其具備相應(yīng)的基本屬性。

另外，在確定旅行箱基本屬性的情況下，必須確定需要解決的問題并進(jìn)行分析和整合設(shè)計。

2.1 箱體的大小、材質(zhì)的設(shè)計研究

旅行箱的體積感取決于實際的高度、寬度和厚度這三個方向的尺寸大小和比例關(guān)系。厚度大的旅行箱給人感覺有很強的功能性和體積感，容易留下厚重、醒目、堅實、豪華等印象；厚度小的旅行箱則立體感較弱，顯得輕薄、纖弱，但會給人雅致、精巧的印象。因而不同的旅行箱在人們印象中都會有一個固定的比例關(guān)系，即對體積感的認(rèn)同。

通過對市場所售拉桿箱尺寸的調(diào)查總結(jié)后，基于方便實驗研究與模型的制作，采用按18寸（1寸≈3.33 cm）行李箱３∶２的比例縮放，再結(jié)合實際進(jìn)行部分尺寸調(diào)整，確定具體模型尺寸為：箱體為350 mm×215 mm×490 mm（不帶輪），拉桿為450 mm（折疊時）、800 mm（展開時），座板離地為380 mm，桌板離地為500～700 mm（可調(diào)節(jié)）。

市面旅行箱最常見的材質(zhì)為ABS，最新研究出一種PC材質(zhì)，主要特點是輕，表面比較柔韌、剛硬，相對價格較高。

在設(shè)計初期進(jìn)行模型制作，選擇材料時需要從多個方面進(jìn)行考慮。

所選材料應(yīng)滿足零件的工作條件要求。由于零件工作條件具有的復(fù)雜性，在選擇零件時應(yīng)對其工作條件進(jìn)行一定分析?？紤]其受力狀態(tài)、載荷性質(zhì)以及工作溫度和環(huán)境介質(zhì)。

零件制作工藝應(yīng)避免過于復(fù)雜，應(yīng)考慮零件的可獲得性。零件的選擇必須從實際出發(fā)，盡量避免設(shè)計出不可獲得零件，以致本末倒置，充分利用實驗室資源。

材料的經(jīng)濟(jì)性。模型的制作過程中以目的為導(dǎo)向，使模型具有研究性，體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性，充分表達(dá)出設(shè)計者的思想。在考慮了以上幾個因素后，拉桿箱框架使用鋁合金型材搭建而成。而承重較強的拉桿部分采用航空級數(shù)的鋁材，保證了整體的牢固性和穩(wěn)定性。拉桿箱的箱體則選用了3 mm亞克力板。亞克力板利用激光切割機(jī)其切割到所需尺寸，其他部位的零件因其復(fù)雜性與唯一性，不易購買到成品，因此利用實驗室3D打印機(jī)打印而成，所使用的材料為PLA。

2.2 功能創(chuàng)新設(shè)計研究

為了實現(xiàn)移動辦公這個基本功能，可以對旅行箱的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，使其達(dá)到相應(yīng)的基本功能：①增加折疊式座板裝置，且通過拉桿變形得到，不額外增加箱體本身的質(zhì)量，拉桿機(jī)構(gòu)展開時形成符合人機(jī)工程學(xué)的座板系統(tǒng)，解決等待場所無座等不便情況，如圖2所示。②迷你工作臺?？煞胖霉P記本電腦、咖啡、平板電腦等的迷你工作臺，可隨時隨地更方便地使用筆記本電腦。且與折疊座板結(jié)合，為移動辦公人士提供各種情景下坐式辦公的便利，如圖2所示。③拉桿箱輪子的收起彈出結(jié)構(gòu)。拉桿箱在展開座板系統(tǒng)和工作臺后，輪子缺少足夠的摩擦力使得箱體保持相對靜止，而且暴露在外的輪子在托運或轉(zhuǎn)移過程中，極易與外界物體碰撞導(dǎo)致輪子掉落。所以，輪子可收起彈出的拉桿箱可以讓人們的旅行工作輕松自如、事半功倍，對于提高人們生活舒適性具有重要意義，同時具備較大的市場價值，如圖3所示。④共享排插設(shè)計。共享排插配備2個二孔插頭和2個三孔插頭，以及2個USB口，USB的輸出電流為1 A，可滿足絕大多數(shù)電子設(shè)備的充電需求，例如常用的手機(jī)、平板電腦、小燈等，如圖4所示。

圖2 折疊式座板裝置

圖3 拉桿箱輪子的收起彈出結(jié)構(gòu)

圖4 共享排插

2.3 結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究

為了保證上述功能的實現(xiàn)，可以通過一些具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)。迷你工作臺部分采用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)且與箱體結(jié)合比較容易實現(xiàn)，而折疊式座板裝是利用拉桿的結(jié)構(gòu)變化實現(xiàn)的，其中需要考慮到3個關(guān)鍵的技術(shù)性問題。

2.3.1 拉桿的承重問題

此設(shè)計中拉桿系統(tǒng)展開之后要承重最高90 kg，滿足正常成年人的使用效果。支撐桿連接處是在拉伸桿中間，因此需要計算桿受壓的彎矩不超過理論極限值（90 kg）。

令≈900 N（90 kg的成年人），計算簡圖如圖5所示。

由圖5可知，BD桿為二力桿，取ABC桿為隔離體，受力分析圖如圖6所示。

圖5 計算簡圖

圖6 受力分析圖

由靜力平衡方程得：

可得d=1 600 N，Cy=﹣935 N，Cx=20 N。

桿ABC可簡化為圖7。

圖7 簡化后的桿ABC

經(jīng)過分析知最危險截面為B點左側(cè)：壓=（Ay·/+Ax/）=30.5 MPa＜[]硬鋁=370 MPa，故符合要求。

2.3.2 拉桿旋轉(zhuǎn)后固定方式的解決

在旋轉(zhuǎn)副處均在預(yù)訂固定位置處提前設(shè)置的外加固定約束，利用桌板（拉伸桿）在旋轉(zhuǎn)是與固定不動的擋塊相對位置逐漸接近直到重合后無法繼續(xù)旋轉(zhuǎn)達(dá)到固定效果。

2.3.3 拉桿與箱體的整體性結(jié)合問題

通過斜面讓桿件在兩個不同使用位置時，實現(xiàn)不同的三維延展方向，也就是需要支撐時利用斜面滿足夾角的要求，收納時又可以緊貼斜面實現(xiàn)不占用空間同時美觀的效果。

2.4 “協(xié)同性”設(shè)計實踐驗證

結(jié)合傳統(tǒng)工藝與先進(jìn)技術(shù)，在實現(xiàn)手繪技藝傳承與創(chuàng)新的同時，結(jié)合新時代技術(shù)，利用PS、犀牛等先進(jìn)軟件進(jìn)行深層次的渲染，通過木質(zhì)模型、油泥模型以及其他材料的創(chuàng)新和融合，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計方法體系創(chuàng)新及應(yīng)用，實現(xiàn)實踐與理論的循環(huán)互動提升，達(dá)到效果表現(xiàn)上的創(chuàng)新，深化結(jié)構(gòu)層次，并利用這種全局意識的“協(xié)同性”特征對所設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)性分析。

3 方案圖展示

方案圖如圖2、圖3、圖4所示。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，設(shè)計概念的內(nèi)涵和外延都在不斷發(fā)生變化。工業(yè)設(shè)計將信息轉(zhuǎn)變?yōu)樯唐穬r值，為推動社會發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。尤其是箱包設(shè)計也已經(jīng)越來越受到世界各國和人們關(guān)注。此款旅行箱集多種功能于一體，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，可提供支持移動辦公的桌板、座板并且具備萬向輪的收起彈出結(jié)構(gòu)。當(dāng)遇到電源數(shù)量有限且被占用的情況時，本旅行箱內(nèi)置彈出式排插設(shè)計，可實現(xiàn)電源共享，且有儲電功能，提高了差旅人士的工作便利性。所有操作十分簡單易學(xué)，適合多個年齡層，解決了出行途中移動辦公的諸多問題，將為旅行箱包的設(shè)計創(chuàng)新領(lǐng)域作出一定的貢獻(xiàn)。

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2095－6835（2020）20－0009－03

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.20.003

徐柯童（2000—），女，湖北襄陽人，武漢理工大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院，2018級在讀本科生，工業(yè)設(shè)計專業(yè)，研究方向為產(chǎn)品設(shè)計。

〔編輯：張思楠〕