户外旅游水具设计

毕 业 设 计题 目 户外旅游水具设计 学 院 机械工程学院 专 业 工业设计 班 级学 生学 号指导教师二一 年 月 日(宋体三号，居中)济南大学毕业设计- 1 -1 前言1.1 选题背景及研究的目的和意义当今社会，竞争越来越激烈，人们的生活压力也越来越大，而户外旅游恰好是减压的很好的方式，由此，户外旅游越来越受到人们的欢迎；而科技的发展迅速，人们离自然越来越远，越来越不能享受自然的亲切，这也是户外旅游受到欢迎的原因之一，户外旅游可以让人们体验生活，近距离的和大自然相接触，欣赏大自然的美，真正得到身体和精神的放松。对户外旅游有点经验的人都知道，在户外人们对水有着深刻的依赖，本来水就是人们日常生活的必须品，正常情况下每个人每天都需要大约一点五公升的水分，不过这也和每天的活动量有关，而在户外旅游中，活动量是比平时大一些的，并且户外不能马上能找到可以喝的水，水在此时就显得更加重要，所以方便携带水的器具也变得更加重要， 1但是户外旅游并不是一个只需要一杯水的时间，我们在户外旅游，在面对水源时，我们想要简单的靠山吃山和靠水吃水来随时解决干渴问题，但是在到处充满污染的现代社会这样会带来一些安全隐患，我们需要一个解决这个问题的器具，我们要在安全的前提下喝到自然的水，真正和自然联系在一起，我们需要一个净化水的器具，去掉水里的藻类、虫类、尘埃等悬浮污染物等。我们需要带着这个目的去设计，设计是带有目的性的活动，任何设计的产物都是为了满足人特定的目的的。 2体验自然，包括自然中的水，而健康安全在任何时候都是在第一位的，能喝的自然的健康的水也是在野外旅游中的一种享受，而这种享受需要净水器来完成，在户外，水源也不是随处可见的，单纯的净水并不能解决长时间的饮水功能，这个时候净水水具在户外旅游中就有了重大的作用。它可以净水，还可以是水容器。净水，简单来说就是对水的净化，通过净化，去除掉水中危害人体健康的物质，及时即刻就可以喝的安全的水，这也是现代社会的一种时尚方式，在户外旅游中，这种“即造即喝”也是很有必要的，这样喝下水，能让人更接近自然，更好的享受自然。而且有了净化水杯，就可以减少一次性水杯，矿泉水瓶等的携带，这样还可以达到环保的作用。水要净化才敢喝下去，这样也让人知道了环境的污染，自然遭到了破坏，以此可以提醒人们保护我们的自然，提高人们的环保意识。1.2 国内外在该方向的研究及分析近年来，随着经济的快速发展，我们生活的环境受到了越来越严重的污染，包括水源的污染也是一个不可否认的现状，而净水设备是目前解决水污染最有效的方法。在国外，特别是美国、日本等发达国家，人们非常注重生命健康，非常注重食济南大学毕业设计- 2 -品的安全卫士，对水也不例外。特别是在户外旅游中，水的干净健康就显得更加的重要。所以在户外旅游中，瓶装水、桶装水很受大家的欢迎，所以在户外旅游水具这个问题上，矿泉水、纯净水、绿茶等一次性水具很是受到人们的青睐。还有一些人会选择用保温杯、太空杯、水袋等装一些水，但是自带水总有一些不方便，也不能让人有亲近自然的感觉。所以人们开始对净水的设备进行了特别的关注，家庭净水器也很快的步入了大众家庭中。户外便携净水设备也应运而生，美国在户外净水方面已经发展了好多年了，目前已经有了比较成熟的野外净水装置。图 1.1 便携野外美国净水瓶如图 1.1，这是美国的一款净水装置，这个净水瓶可以根据各种不同的水质更换不同的滤材把水进行不同的净化，它可以去除水本来的怪怪的味道，过滤掉水中的残渣、泥沙等沉淀物；还可以去掉水中的生物包囊和孢子；对于水中的重金属它也可以通过离子交换来去除。看起来这个净水瓶近乎完美了，但是用户在使用时无法知道要净化的水是何种水质，所以用户根本无法根据不同的水质来选择滤网。 3济南大学毕业设计- 3 -图 1.2 英国救命水壶Michael Pritchard 发明了“救命”水壶(Lifeseaver Bottle)，这种水壶是把水放到装置内的一个小卷管子中，管子里面装有聚合物，净水后，水里面没有生物残留，是一款很安全的净水设备。 4净水设备型式多种多样，但是原理却大都是吸附过滤，在这种原理下，所选材料都存在着不容易清洗，使用寿命不长的问题。而且这些净水装置还需要有一个外界的杯子来存放净化过的水，人们在户外旅游中要带的东西本来就很多，这就无形中又增加了旅游者的户外用品。在国内，户外水具发展虽然不如国外那么具有高科技，但是却仍有一些有着自己独特的风格，国内近些年在这方面一直是紧跟着国外的发展，一点也不落后，也出现了和国外类似的净水装置，同样在水具上，也是琳琅满目，多的让人不知怎么选择，但是市场上还有一些仿古风，学习古代人外出用的水囊、竹杯，甚至还有葫芦，这些都是取自大自然，就算是随手扔掉也没有任何的污染，这些产品很有借鉴价值。现在的社会越来越重视绿色环保，在这个前提下，绿色环保健康安全的产品将会被越来越多的人们的接受。这也将成为现在产品发展的一大趋势。同时在户外旅游中，产品最好也可以给人一种想象，让人们在想象中体验自然，因为没有人的想象的参与，任何山、水、草木都将失去旅游价值； 51.3 中国古典特色的户外水具古老的中国在户外所用的水具上有着伟大的智慧，水囊就是其中之一，是一种用马皮牛皮等缝的袋子，非常的便于携带，是一种天然的产物，取之自然，用之自然，如图 1.3，有着皮革特有的质感，给人一种粗犷却又不失精致的美感。这种水囊本身有着很柔性的结构，在这个方面最大的好处就是在不用的时候可以很大限度的压缩它的体积，可以减少对行李的空间占用。而且这种水囊材料是皮革，非常的耐磨坚固，可以非常有效的防止水囊被外界物品刺破。同时这种材质也有很好的抗腐蚀性能，我们完全可以用它来装酒。这样好的产品对现代的设计有很好的借鉴价值，本身古朴精美的质感就是一种享受。济南大学毕业设计- 4 -图 1.3 肾形皮水囊竹子在古人手中对装水这一方向上也发挥了重大的作用，它虽然没有水囊那样柔性的结构，但有着正直的结构，在装水喝水时有着很大的方便，只是竹子很容易膨胀干裂，在户外运用上还是有一些不便。图 1.4 竹子水杯葫芦对大家来说一定都不陌生，葫芦从中间锯开，便是瓢，便可以用来舀水，文言文中经常能看到这个字眼，子曰“一箪食，一瓢饮，在陋巷，人不堪其忧，回也不改其乐.贤哉回也！”这个瓢是葫芦的变形了，对于葫芦本身，也是一种水容器，酒葫芦，就是用天然的葫芦制作而成的，本身对自然没有污染，绿色环保，可以用来装水装酒等。而且具本草纲目记载，用葫芦装的酒有明目败火助消化的药效。这样的葫芦在古代的户外应用是很广泛的，特别是对一些酒鬼。但对于现代社会，这种葫芦已经退出了户外出行，它已经成为了一种装饰品，还有是用来装酒装药。它在户外出行中已经少了原有的优势。济南大学毕业设计- 5 -图 1.5 酒葫芦以上这些产品在户外出行的历史上存在了很长时间，对于现在的我们来说也是一点都不陌生，它们有着共同的特点，它们身上有着原始的韵味，有着自然的气息，虽然有些已经不适用现代的户外出行，但是它们本身有着我们借鉴的地方，尤其是绿色环保，这是现代人很有必要去关注的问题。济南大学毕业设计- 6 -2 户外水具调研2.1 户外水具最好必备的特点（1）密封性好，不会漏水。这是身为水容器的最基本的条件，因为只有它不会漏水，人们才会选择用它来盛水，没有人会选择一个漏水的水杯，在户外，漏水的容器会让人们失去带水的意义。同样在户外旅游中，可以是高山，可以是茂密的森林，可以是在海岛，是沙滩等，在这种环境下，水具如果不够耐磨，很容易就会出现报废现象，这样给大自然增加了垃圾不说，还会对我们户外旅游中喝水带来很大的不便，甚至也会影响我们的心情，影响我们对自然的体验。（2）水具要便携好拿。很难想象在户外旅游中，会有人拎一个暖水壶，虽然暖水壶可以保温，容量也很大，但是每个人都知道它适用于家庭等室内生活中，对于户外它有着很大的局限性，最大的原因是不好携带。在户外旅游中，可以是在爬山，可以是在骑自行车，可以是在攀岩，还可以是在划船等等。这些无疑都对水具的便于携带提出了要求，这个时候柔性结构的水具便产生了无可替代的优势，这就是我们熟悉的水囊现在还一直受大家欢迎的原因。（3）容易清洁。水容器本身的清洁直接关系到水的卫生与否，如果容器不容易清洁，便会滋生出很多细菌，这直接影响了水的质量，这样会影响到人体得健康。（4）能净水。户外旅游有时并不是一天两天就结束的活动，有时它是一个长时间的体验过程，这时候，面对户外江河湖海，有水却因为可能不干净不卫生而不敢去喝，这时可能会对自然有种遗憾，会羡慕古人用手捧起水喝下去，并赞扬着这水真甜。这时，如果有一个净水水具，便能稍微缓解一下这种遗憾，可以像古人那样装到杯子里，囤积着等到口渴时再喝。（5）可以在特殊场合下使用。户外是一个大环境，有些环境是需要特殊的功能的，就像在极寒之地，我们肯定不希望我们在口渴的时候发现我们的水杯里的水已经很团结的一致对外，变成了一体的冰块，这时我们需要一个可以确保水不会冻结的水具。而且有时候只能空出一只手去喝水，这时单手就可以打开的水杯便会变得很有必要。户外有很多不同的环境，特殊的设计是可以去除我们的后顾之忧。2.2 户外净水原理户外净水原理从净水原理来区分，主要有两个方向，一种是陶瓷过滤，纤维膜过滤等通过净水材料过滤介质去过滤掉有害物质。另一种是像紫外线消毒，碘树脂、氯消毒等去杀死有害物质。现在市面上的净水器有陶瓷滤芯过滤、纤维类滤芯净水、紫外灯杀菌、碘树脂杀菌、活性炭滤芯净水、混合氧化剂等。济南大学毕业设计- 7 -从户外净水器使用的动力方式来分，主要有水壶式、泵式、笔式、重力渗漏式、吸管式。 172.3 户外水具市场分析从现代的生活方式来看，工作压力越来越大，对自然的体验也越来越成为一种时尚，户外水具有着不可估量的发展空间，而且从技术的快速发展上看，净水并不是一个不可解决的难题，至少在现在就已经有很多种净水原理。然而有很好的净水原理并不代表是一个好的净水水具，水具的好坏需要用户去评价，在通过问卷、现场交谈等调查后发现户外净水水具还需要改进，它的使用方式并不是很让用户满意，而且很多用户不敢确定它的净水功能是否真的能实现，还是很害怕净水后的水是不是真的干净卫生。而且一些年轻人觉得水具不够时尚，没有在视觉上给人冲击和想象等。在调查中发现了户外水具的一系列问题，通过这个调查，可以指导着进行针对性的设计，能够真正满足用户的使用需求和心理需求。图 2.1 净水器的需求及增速随着社会经济的快速发展，当今社会环境污染也是日渐的严重，其中水资源的污染最为严重，美国最早发明净水器就是因为在自来水中发现有有害物质，从而引发了人们的惊恐并且开始开发研制净水器，人们也开始陆续纷纷开始使用净水器，从图 2.1也能看到人们对净水器的需求开始逐年增长，越来越多的人开始关注净水这个问题。由此也可以想象在户外、野外的水一样需要我们密切的关注它们的卫生问题。济南大学毕业设计- 8 -图 2.2 需求市场分布图水源的进一步恶化，经过饮水与健康知识的宣传和普及，人们对水的安全问题的认识也越来越高，而且从需求市场分布上也可以看出，对净水器的需求是不分地域的，水的安全卫生已经是一个公开的问题，一个全球性的问题。一个在户外旅游中，对所面对的江河湖海同样需要关注的问题，并不是附近没有污水排放就是干净的水。济南大学毕业设计- 9 -3 设计分析 3.1 设计方向3.1.1 产品市场定位根据市场调研和分析，现有的户外净水水具还存在问题，特别是对于大众化的户外旅游用户，市场上存在一些户外净水装置是净水与水杯不是一体，还需要另外带一个水具盛净化后的干净的水，还有一些是针对于野外军队，虽然有针对户外运动设计的户外运动水壶，但是对于户外旅游还是没有一个非常对口的设计，仍需要进行针对性设计，更好的满足户外旅游者的各方面需求，真正让户外旅游者得到旅游的快感与幸福感。3.1.2 消费群体定位现代的户外旅游已经成为了一种时尚，可以是一个人，几个学生，几个白领，情侣、夫妻、家庭，还可以是老人。时尚与年龄无关，旅游也与年龄无关，体验生活也与年龄无关，但是，户外净水水具是需要注重身体健康的人们去关心的。在消费者上，人群并不是单一的，需要考虑各种人群的体验方式。3.1.3 产品色彩定位产品的色彩选择需要满足大众的审美需求，需要有时尚的元素来与追逐时尚的户外旅游者达到共鸣。因此在颜色选择上要有时尚感。而在户外旅游中，大多数人都希望没有牵绊开开心心的体验旅游的快乐，所以在风格上不应当繁琐，要简洁大方，给人一种轻松的感觉。3.1.4 产品功能定位这次的户外水具功能上主要是在水容器的基础之上加了净水功能，是一个净水装水一体化的设计。3.1.5 产品人机定位户外水具是一个直接与旅游者发生接触的产品，使用是拿在手中，其他时候是在背包内或是挂在某个地方，要非常的便于携带。持握处要满足人手的人机结构，而在存放时也应当符合户外的存放方式。3.2 设计思考3.2.1 市场分析与思考济南大学毕业设计- 10 -从最近的户外旅游的受欢迎度上来看，户外净水水具有着很大的发展市场，但是首先需要让大家看到净水的净水效果，真正了解到净水的绿色性，体验到户外水的乐趣。目前的户外旅游爱好者在户外旅游中有很多的人因为怕麻烦，一般会选择带矿泉水，省去了水杯，也省去了安全问题。但是长时间的户外体验肯定不会背着一大包水吧，户外的水经过净化后是可以喝的。3.2.2 原理选择过滤水，不是看有多少级过滤，是看过滤的精度，并不是级数越高，过滤的越好，本次设计的产品将选择三级净化，但是在净化之前水先经过一个细小的细孔网，先把肉眼可见的细小颗粒、沉淀物等过滤掉，以此来减少对净化装置的阻塞。一级净化采用双控制膜陶瓷滤芯，去除掉水中的菌类。二级净化是采用金属簇颗粒去除重金属。最后是改变水的异味。济南大学毕业设计- 11 -4 设计方案4.1 方案一这款水杯的设计是有两个瓶盖，外形的灵感来自于“竹” ，以“竹”为外观设计语言，造型非常的简洁，给人一种清雅的感觉，同时也含有一种竹韵，一种中华文化的韵味。杯子主体部分采用绿色，给人一种青翠的感觉，在这种感觉下握着水杯喝水，本身就有了清爽干净的感觉，会让人感觉到心旷神怡。上下两个瓶盖进行了另外的设计，瓶盖上套用了耐磨的布料，在使用时也会给人温柔亲切的感觉。图 4.1 竹杯两个瓶盖中大的一个是套在瓶底上的，内装有一个小的净水装置，还有一个出水软管，净水时从底盖内取出，让净化后的水顺着软管流入杯子内。方案优点：净水设备与水杯进行了一体化设计，便于携带净水装置，并且有两个瓶盖，有装置的底盖在舀水进行净化时还可以起到舀水的作用，在功能上不浪费，不只是单一的功能。同时净水设备使用移动方便，便于清洁。方案缺点，使用时，要从底盖中拿出，用起来不是特别的方便。而且放在底盖中净水后容易拿着水杯就走了，容易忘掉净水装置和底盖.水杯整体有点繁琐，不是很适合户外使用。4.2 方案二整体外形是以竹子为设计方向，但又不是完全以竹为外形，是在持握处加了一个类似竹节的设计，在拿的时候方便，不易手滑，而且在户外还可以防止少部分的磕磕碰碰。这个水杯内连接着净水滤水装置，真正的净水装水一体。同时在色彩上选用淡色为主，有蓝色、紫色、白色等，颜色多样，不同的颜色代表了不同的选择，让消费者有更多的选择，同时也选择属于自己的时尚。使用时，从带有净水装置的口内倒入要净化的水，水经过净化装置得到净化后流入水杯内，然后盖上盖子，反济南大学毕业设计- 12 -过来打开白色的瓶盖，就可以喝到干净的水。图 4.2.1 顶视图图 4.2.2 前视图济南大学毕业设计- 13 -图 4.2.3 紫色效果图图 4.2.4 蓝色效果图方案优点：净水设备与水杯进行了一体化设计，净水设备置于水杯内部，节省了空间，使用时也很方便，只需要上下倒置一下便可以了。中间加了一个布料环，可以防滑，也是给杯子加的装饰，布料环可以上下调节位置，让杯子具有了趣味性。方案缺点：使用要分上下，匆忙时容易弄错。4.3 方案三济南大学毕业设计- 14 -这个方案的设计是一个双盖水杯，不是分上下两开的，是都开在上方，不用使用时上下翻转了，外形呈流线型，非常的简洁，随是双盖，但是并不麻烦，倒水进行净化时，打开最上面的盖子，水过滤后进入瓶体内，喝水时把过滤的盖子打开拧到上面的盖子上，或者把盖子盖上后直接旋转过滤的接口处，这样两个盖子就一起被拧开了。图 4.3.1 顶视图图 4.3.2 前视图济南大学毕业设计- 15 -图 4.3.3 右视图图 4.3.4 渲染透视图济南大学毕业设计- 16 -图 4.3.4 透视说明图方案优点：净水设备与水杯进行了一体化设计，净水设备置与水杯瓶盖进行了结合，节省了空间，使用非常方便。方案缺点：要一边加水，一边净水，干净的水流入瓶体需要很长的时间，不适合紧急装水。4.4 方案四这个方案的设计灵感来源于现代大家比较喜欢用来喝水的水杯，这种杯子有一个小口，能给人一种童年的感觉（如图 4.4.1 和图 4.4.2） 。每个人对童年都有着难忘的回忆，通过这样的设计，引起人们对童年的幻想，这样也可以让人们在户外旅游时放松精神，无忧无虑的把自己融入自然中。济南大学毕业设计- 17 -图 4.4.1 带有小口的水杯图 4.4.2 口杯济南大学毕业设计- 18 -图 4.4.3 顶视图图 4.4.4 前视图济南大学毕业设计- 19 -图 4.4.5 右视图图 4.4.6 透视图济南大学毕业设计- 20 -图 4.4.7 渲染图济南大学毕业设计- 21 -图 4.4.8 开口图这个水杯是一个双层设计，里层与外层之间装有一周净水材料，使得净水速度变快。打开瓶盖后（如图 4.4.8） ，往里倒水后，水会流往两层中间的净水装置里去。方案优点：净水设备与水杯进行了一体化设计，节省了空间，净水面积大，节省净水时间，使用非常方便。方案缺点：要一边加水，一边净水，也不适合紧急装水。净水的装置很容易堵塞，不容易清洗。4.5 方案五该方案主要是内部净水装置安放位置的设计，是采用旋转的方式达到净水效果。济南大学毕业设计- 22 -图 4.5.1 犀牛顶视图图 4.5.2 犀牛前视图济南大学毕业设计- 23 -图 4.5.3 犀牛透视图图 4.5.4 产品内部图济南大学毕业设计- 24 -由内部图（图 4.5.4）可以看到黄色部分是过滤管，管内装有过滤净化水的材料，上方两个轴是可以围绕中心轴旋转的，从倒水口把水倒入软袋中，旋转轴后水从过滤管中流入杯体内。济南大学毕业设计- 25 -5 优选方案和可行性分析5.1 优选方案根据诸多方案的分析与研究，决定选择方案五作为优选方案，因为这个方案的内部设计在使用时有很多方便之处，比如内有软袋，在来不及立刻净水时可以把水先存在软袋内，等到有时间时再旋转净水轴去净化水。软袋可以拆卸和更换，容易清洗保证清洁。过滤管也可以拆下清洗，可以尽量减少阻塞。5.2 可行性分析5.2.1 方案功能分析科技在不断进步，净水设备的精度也越来越高，我们已经可以把水中的有害物质完全清除，现在也有很多检测净化后的水中是否还有残留的实验，很多结果都告诉我们，我们完全可以做到清除掉水中有害物质，保证人们饮用后的安全问题。5.2.2 客户需求分析户外旅游成为了大众所趋，体验自然，回归自然成为一种积极的生活态度，一方面让户外活动增多，让户外水具的使用上增多。另一方面，喝到自然的水源也是一种对自然的体验，而这水在污染严重的今天，不经过净化而饮用是需要很大的勇气的，这也无疑为户外净水增加了市场。5.2.3 色彩分析此设计方案中产品的色彩选择考虑了市场颜色流行与色彩时尚感，颜色基本上选择了比较淡的颜色，给人一种清澈感，有一种淡雅、轻松的感觉，总的来说，色彩以比较淡的颜色为主，加了一些其他材质的质感。设计风格追求简洁与雅致、自然与现代、中国古典特色与现代风格的时尚结合。 14争取做到现代与传统这一矛盾体的最佳结合。 155.2.4 产品材质分析产品在材质上里面选择了水袋类似的材质，有柔性的结构，过滤管选择了塑料材质，轻便好用、容易清洁。5.2.5 净水材料分析产品在净水原理上采用了陶瓷滤芯、纳米金属簇颗粒以及活性炭芯，有效的除去了菌和重金属，同时也改善了口感。陶瓷滤芯是一种膜材料，主要是对颗粒的吸附作用。活性炭具有非常发达的内部孔隙结构，对色、嗅、味、有机物以及对重金济南大学毕业设计- 26 -属离子都具有吸附或者交换能力，能有效的改善水的味道，让水更好喝。 185.2.6 产品使用分析产品在使用净水时一改自动化，是要求用户自己旋转，像是小孩子在旋转水一样，能体会到孩童的乐趣，增加了户外的情趣，让人们在体验自然的时候身心愉悦。 16该产品主要的使用环境是在户外旅游中，净水功能已经可以达到户外净水的需求，水袋与水具的相互结合，让使用者更方便，而且在旅游回家后，还可以把软袋和净水设备拆卸下来，当一个普通的水杯在室内使用。济南大学毕业设计- 27 -6 产品效果图济南大学毕业设计- 28 -7 结 论本文的主要研究是针对于喜欢户外旅游，并且是时间不短的情况下体验自然生活的用户，旅游者很不方便带大量的水喝，需要借助大自然的水源。旨在解决户外净水水具的方便使用。通过市场调查和分析以及一系列的草图，已经基本上解决了净水与水具在户外的方便使用。在这次设计过程中，我调查了很多水具已经净水器，对户外净水与水具有了很详细的理解，同时也阅读了很多的文献资料，获得了很多信息，也深刻的理解了水具的多种多样。这次是我第一次独立完成的产品设计，设计不免有一些不是很完善的地方，个人能力还是有待于进一步的提高。目前在材料选择上，因为多种原因而造成了一些局限性，没有找到心目中最适