基于人机工程学的户外照明设备的设计与研究

田 兴 李红玲 刘 婷 植雨宣

（江苏师范大学科文学院，江苏 徐州221116）

本文基于人们对于探险设备的需求，设计出一款应用于户外探险的符合人机工程学的多功能探照器。当户外探险人员迷路时，通过指南针引导方向；而打火石可点燃火，方便获取食物；遇险时口哨和报警器可为救援人员提供信息，有效地解决救援人员无法获取位置的困难，提高救援成功率。同时，高性能电池减少因电量不足所带来的困扰。并且本产品小巧携带方便，符合人机工程学，使用方便。外部采用铝合金制成，耐高温并且延展性好，重量轻且耐磨损，降低损坏情况。考虑夜晚光线较弱，设置调节高低档位，射程远，光度强，有效避免因光线弱而发生意外的情况。本产品从外观设计到性能开发进行全方位的分析和设想，给户外探险人员提供安全保障以及为救援人员提高救援成功率。

1 户外照明设备的研究

1.1 研究背景

根据中国登山协会登山户外运动事故研讨小组的不完全统计，2019 年中国大陆全年事故发生的活动中参与总人数2055人，事故总人数942 人；受伤事故82 起（其中两起受伤事故与死亡事故是同案例），受伤人数105 人；死亡事故49 起，死亡人数69 人；失踪事故5 起（其中两起失踪事故与死亡事故是同案例），失踪人数5 人；无人员伤亡事故140 起[1]。

近几年开始，参加户外探险的人数不断增长，“驴友”也越来越多，有些初级驴友缺乏经验，不注意野外环境带来的风险，容易发生失联的现象[2]。在这样的情况下，多功能设备成为户外探险者不可缺少的一项。传统的探照器只能满足人探照的功能，一旦发生危险，后果不堪设想。所以在探照器上改装组合其它的设备以满足人们探险的需求以及救援成功率。考虑到野外探险无法提供充电，高性能电池，可以为产品提供强有力的支持。且方便携带，不易损坏，功能多元化。因此，基于人机工程设计的多功能探照器增加可救援成功率，为失联人员带来希望。

1.2 设备分析

户外探险运动刺激惊险，难免会遇到很多无法预料的突发状况和困难。遇险人员的心理对于人机工程探照器的设计是必不可少的。当户外探险人员遇险时，需要有强大的心理承受能力和强烈的求生欲望。保持镇静，不能惊慌失措。乐观的心态往往可以拯救一个人宝贵的生命，使其有存活下去的动力[3]。这说明心理暗示对于增加生存几率尤为重要。所以,准备得越充分,临场应对起来越自如，心态往往会越好，故探险装备是必不可少的，这些设备包括:应急照明灯、哨子、生火器、刀具、绳索、通讯器材、指南针、药品急救箱[4]。这些设备缺点功能单一，体型小巧，容易损坏丢失，给野外探险带来诸多不便，遇到突发情况时很难找到对应的应急设备。因此，设计一款结合多种功能的探险设备是大势所趋。

通过对现有探照器的分析和总结，发现大多都存在以下的问题，根据存在的问题提出现有技术可行的解决方法：（如下表）。

2 问题及解决方法

������ ���������� ��������������������������!"�#$%&’�()*�+�,-./�0123��4567�089:�;<=>?@�>AB�CDEF�GHI�>J�KL��MNOPQRSTU��JVW=�MXYZ[]’�^�_‘abcde?fg_‘hijkl mMno�W=�p2qr_‘�]’�Xstu�1v�wXxy�de z{|wX�}～e��X���lwX���������������������X����’���R��������������I�}�������e�������’��������～e��’��～em����mM’�^�������/������� de��������g’�

3 方案设计

3.1 设计方向

具体研究方案为：（1）对户外探险以及救援装备设计现状进行分析与研究，对市场上的设备进行采集信息,了解户外探险装备的种类及特点。对目标人群,产品的造型、色彩材料、尺寸等作市场调研与定位分析。（2）对户外探险装备使用对象进行基础性研究，分析目标人群的心理特点、生活习惯以及人们现在使用的觉得好的产品和不好的产品, 明确人们需要什么样的探险装备,并由此推导出对探险及救援装备的设计要求。（3）对探照器的使用尺寸进行分析，寻找一个使用舒适且方便携带、同时能更大的满足户外生存需求。

3.2 外观设计

（1）结构：以现有探照灯为主体结构，在不影响探照灯的使用前提下，搭配指南针、温度计、水平仪、打火石以及绳锯等一系列功能单一的小型户外装备，合理的镶嵌在探照灯上。组合成一个全新、多功能的户外照明设备。（2）形态：根据市场调查分析，照明设备的形态采用主流的圆柱形，主体为扁平圆柱体，但整个探照灯比市面上正常探照灯大一圈。（3）材质：因聚碳酸酯塑料（PC）热塑性塑料具有优良的机械性能，其中抗冲击性和抗蠕变性尤为突出，耐热性、耐寒性和耐候性好，具有自熄性和高透光性，易于成型加工，所以选择PC 为主体材料。

3.3 功能设计

（1）模块化。模块化设计是对一定范围内不同的功能或相同的功能，通过模块的选择和组合构成不同的产品，满足不同的需求。模块化设计也是当今世界相对流行的绿色设计之一。

此户外照明设备的研究遵循绿色设计原理。同样采用模块化方式设计，使用各种零件的拼接，当某个零件损坏时可以自由更换，尽可能少地使用材料来延长产品的寿命。解决产品设计制造周期和生产成本之间的矛盾，同时提高产品质量，方便维修，也有利于产品废弃后的拆卸、回收。

（2）小体量，无装饰。现代工业设计正在很多领域做出努力，尽量少的使用材料。

此户外照明设备的研究遵循去装饰化的原理，减去一切不必要的外观装饰，将外观极简化、留下的都是有用的，必须的。（图2）

（3）功能延伸。功能延伸是在原有功能基础上，通过再设计，延伸出新功能的方法[5]。探照灯的基础功能为照明，在照明的基本功能上，考虑到使用人员的方便，将探照灯与打火石、绳锯、水平仪、指南针、温度计等一系列的探险装备自然融合，指南针和温度计采用滑轨滑入设计，利于固定方便拿取。（图3）

图3

（4）功能增强。功能增强是指在原有功能基础上，通过设计，强化原有功能，让原有功能更强大[6]。

现阶段所流行的普通户外照明设备大多只有单一的基础照明功能，通过调研分析发现单一的照明功能不足以满足人们的需求。所以在产品的2/3 处做一个环绕整个仪器的齿轮开关，顺时针旋转一下为一档普通模式，旋转两下为二档强光模式，逆时针旋转为应急模式（应急灯亮起）。给人们的户外活动带来更多的可靠性。

3.4 色彩设计

设计师研究色彩的目的，在于揭示经过人的眼睛与大脑起媒介作用的色彩的物质性质，与色彩心理效应之间的关系[7]。色彩的纯自然属性有冷暖感、胀缩感、距离感、重量感、兴奋感等[8]。探险救援装备作为应对突发事件的产品，系统的标识和色彩设计可考虑采用与预警色系相关的色系延伸，如互补色:红色与绿色、紫色与黄色，蓝色与黄色等鲜明的色系进行明度、纯度、色彩面积的适度搭配[9]。故采用蓝色与黄色作为产品的主要颜色，突出产品的属性。（图4）

图4

经过对户外照明设备的整体构思，最终决定以主流的圆柱状为主体造型，结合绿色设计理念，采用模块化的设计行为，同时选择警示色较为明显的黄蓝互补色设计此户外照明设备。

4 结论

设计关乎人类生活的各个方面，而随社会的发展对设计的要求越来越复杂，21 世纪的产品设计不仅仅是有关物品的实用、美观之类的问题，还涉及安全、生态、环境、能源、文化等诸多因素[10]。基于人们对于探险设备的需求，设计出一款应用于户外探险的多功能探照器，产品结合应急灯、指南针、打火石、水平仪、温度计结合，外部采用铝合金制成，耐高温并且延展性好，重量轻且耐磨损符，符合人机工程。未来的设计产品的趋势必定是以更加符合人机工程学的产品为主流。而多功能户外设备更加符合现今的探险运动，未来的探险设备产品呈现多功能一体式必定是大势所趋。