环保节能LED灯设计

本科毕业设计说明书（论文）第3页共30页PAGE4摘要随着中国经济持续快速的发展，城市化进程的不断推进，能源的消耗也在日益的增加，不仅在能源的消耗的问题上，在能源的污染的问题上也都很严重。在电能的消耗上，中国作为世界第一的人口大国，每天通过灯关用电所要消耗的能源都是非常巨大的，所造成的光污染异常的严峻。近些年，中国社会与政府对节能环保产业的关注度日益提高，从“十五”加大对环保产业的投资力度，到“十一五”国家确定重点环保节能领域，再到“十二五”规划《纲要》确定单位GDP能耗降低、主要污染物排放总量减少等约束性指标，不断提升我国节能环保技术装备和服务水平，为大规模节能减排、大力发展循环经济提供坚实的产业支撑。这也使得在节能减排是现如今的主要趋势，而一款简单、雅致的LED边成为了现代消费者的主要需求。LED灯的设计需满足基本的功能需求，然后在外观结构上进行优化创新，从而达到更好的美观实用性效果。LED灯作为一款节能照明产品，用户首要的选择点在于产品的照明可实用性方面，由于LED灯的特殊结构原理，使得其延展性极强，这就使市面上出现了很多款LED灯。所以在考虑可实用性的基础上，更具人群来分析考虑更有趣的外观设计。在设计之情通过对调研人群的问卷调查、以及市场分析，进一步了解到市面上的LED灯大体相差无几，外观不够精致，使用户使用起来的持续感很短。在物质生活极度丰富的今天，人们对于精神生活的追求越来越多，对于产品品质的追求也越来越高。所以设计上就更需要注重产品的美观，让用户有一个良好的产品体验。所以整个产品的研究方向的重点在于LED灯的外观上，前期的构思和草图方案则以LED灯的形式美感和用户情怀所展开。在外观设计上，采用流畅的线条，以及运用有特色的中国文化元素，增强产品的情怀和时代感，使产品显得更精致，进一步满足消费者的使用需求。本课题根据现有的技术条件和目前市场的各方面发展趋势，给出研究的依据和意义。通过调查、研究了解同类产品在国内外的存在现状，分析研究的相关数据来确定设计方向，然后逐步展开对LED灯的设计，主要在造型设计方面对LED灯进行优化设计，最终确定设计方案并加以分析。关键词：LED灯，节能，环保，外观目录前言1第1章绪论21.1研究的背景21.2研究的目的及意义21.3研究方法31.4产品现状分析41.5研究方向的分析7第2章设计调查与分析92.1市场调查问卷92.2调查问卷数据分析102.3调研分析与设计定位13第3章草图构思153.1方案构思153.2草图分析163.3方案的三维效果图17第4章定稿方案优化214.1造型定案214.2色彩定案22第5章电脑制作尺寸图235.1尺寸设定23结论25参考文献26致谢26本科毕业设计说明书（论文）第27页共30页PAGE27前言近些年以来，能源的严重消耗与浪费成为了世界各国所关注的主要问题，人们在节能环保产业也有着很大的努力。在能源的消耗上，电能的消耗占着很大的一个比例。随着经济的飞速发展，从1971年至今，中国电能的消耗接近指数型增长，如此庞大的能源消耗，使得世界遭遇了能源危机，世界各国都在不断的需求解决能源危机的方法，开发清洁能源、风能、太阳能等等，减少能源的消耗。因为这一需求，使得LED灯产生并广泛的普及。LED灯是一种可以将电能转化为可见光的固态半导体器件，它的能耗仅仅只是白织灯的1/10，是节能灯的1/4。超长的使用寿命，能够在高速状态下进行运转。而且LED灯的抗震性很强，使用途径非常的广泛，这也就使市面上出现了很多种样式的LED灯，虽然LED的种类很多，但是总体看来相差无几，更多产品只是保证实用功能，在外观造型上的可观赏性不强。而且保证基本的功能却也造成了散热这样一个问题。所以本课题通过对LED灯的研究主要从外观入手，并结合现代工艺的特点和中国的优秀文化，解决LED灯散热的问题，保证用户能够更良好的使用。再满足基本功能的前提下，让产品更加具有观赏价值，让用户在物质和精神方面都能够得到更好的满足。实用性与个性化相结合，设计出一款满足更多消费者需求的LED灯。第1章绪论1.1研究的背景随着能源危机和全球气候变暖的不断加剧，节能环保成为了全球所关注的话题。在世界总能耗中，20%的能耗是照明所造成的，照明作为能源消耗中重要的一部分，需要我们去共同的解决。能源的持续性消耗，污染的日益加剧，全球气候的变暖等等各种生态性问题，已经在逐渐威胁到我们的生活与健康。人们需要更多的去从实际出发，关注和实现节能环保这些。再者随着国内经济的飞速发展，人们的物质生活日益丰富，几十年的飞速发展使得人民从对物质生活的不断追求逐渐转变为精神生活的追求。所以很多产品对于消费者来说不仅仅要能用，更要好用而且还要能够让消费者舒心。很多消费者对于购买的产品不能够更舒心，基本上就闲置在那里了，造成了一种浪费的现象。针对这些问题，便是我做这项毕业设计的立足点，想站在用户的角度思考，通过工业设计的理论基础来让人民更加的重视对于我们生活环境的保护，以及做到物尽其用，避免资源浪费的现象。并且也希望通过这次对于LED灯的设计来进一步了解这个产业，也对LED灯的发展与改进有一定的贡献，对人们的生活方式有一个良好的促进。1.2研究的目的及意义研究的目的环境问题、能源问题等已成为当今社会所关注的焦点，因此节能环保产业成为了时代发展的一大趋势，照明行业在此做出了很大成效，但由于国内在LED灯的技术上起步较晚，所以在技术和设计上也存在着一些问题。而未来LED灯的发展将会有一个更大的突破，LED灯广泛应用于商业照明。通过对LED灯设计的研究可以满足人们对于绿色、环保生活的追求。LED灯的设计不仅仅是满足用户的照明需求，也应该考虑到健康、环保、艺术美观等等精神方面的需求。因此需要通过调查研究发现如何让LED灯满足用户的各方面需求，满足用户在基本照明和用户体验方面的需求，希望通过研究设计LED灯，能够给人们带来一个良好的生活体验。二、研究的意义本课题是针对LED灯外观方面的研究，随着人们经济水平的不断提高，人们精神文化水平的增强，在灯具方面不仅仅追求基本的照明需求，更多的关注与产品给人的一种舒适的体验。因此LED灯庸俗普通的造型外观，已经很难以满足消费者的需求。这使得在LED灯的设计上，要更加的注重于外观的造型，保证产品能够给人们带来舒适的用户体验，因此LED灯作为节能环保型产品在外观造型上和人机工程学等方面的研究便有现实的意义。1.3研究方法1.调查报告设计的前期对LED灯进行了一个市场调查和用户调研，了解人们对LED灯的需求，从而找到设计的整个市场定位。对人们的真实需求有个很好的把握，这样设计出来的产品会更能够满足消费者的需求，能够更好的符号用户体验，并且能够得到广大消费者的喜爱。通过市场调查和用户研究所得出的数据，进一步的进行统计与分析，最终更具分析出来的数据来把握产品的设计方向，规划设计的思路。2.实地调研为了更好的了解消费者的需求，我还邀约了一些用户进行面对面的交流，来听取他们的意见与反馈，也随机的找一些用户进行简单的询问。同时也去了一两家LED灯的制造厂，请教了那里的师傅，了解了整个制作过程的工艺，有企业有相关的设计部门，和他们进行了一些沟通与交流，了解了很多信息，自身也学习到了很多。为自己的设计储备了很多的灵感，为自己的设计方案做了充分的准备。3.网络调查除了面对面的考察交流之外，自己也在网上查阅了很多关于LED灯的资料，关于它的发展历史。也在网上进行了一些问卷调查的采集。也为后续的产品设计做了很多的帮助。1.4产品现状分析一、同类产品比较目前市面上的灯具有很多种，主要分为传统台灯、护眼灯、LED灯等产品。在功能上面它们都是提供照明的一种工具，只是前两者的能源的消耗上面很大，而且使用的寿命不长。在设计上，传统台灯和护眼台灯的外观造型基本保持一致，而LED灯的可用范围比较大，所以造型种类很多，但整体来说和其他两种大同小异。由于市面上的出现的灯具差不多，导致了消费者可控选择的范围不大，而生产厂家为了保证产品的销售稳定性，也继续保持着原有的产品造型。如此以来在用户体验上，就有着极大的欠缺。图1图2图1是传统台灯，传统台灯是人们生活中用来照明的一种家用电器。它一般分为两种，一种是立柱式的，一种是有夹子的。它的工作原理主要是把灯光集中在一小块区域内，便于工作和学习。发展以比较完善，便宜，但在设计上中规中矩缺乏更多的新意。在人们逐渐追求品质生活的时代，，这种传统的台灯越来越不被人们所接受了。图2是护眼灯，为了保护视力而出现的一种台灯，光照强度适中且大多可调节光照强度。更适用于学生、办公一族，能有效的缓解视觉疲劳。虽然在设计上护眼台灯的设计上有所改进，但整体外观还是和传统的台灯差不多，形式上依然保留着固有的外观思想，人性化的设计上还有所欠缺。图3图3为LED灯，LED是发光二极管的意思，它的基本材料是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内置芯线的作用，所以LED灯的抗震性特别好，而且节能性很强，光度也很好。从外观设计上来看，LED灯的造型还属于中规中矩，没有大的突破，市面上的LED灯保证了产品的实用性，但在消费体验上，还没能更好的照顾到消费者。随着工业设计的发展，一些设计公司对于品质生活的关注和人性化设计的尝试，使得LED灯的设计开始向着良好的方面发展。1.5研究方向的分析而针对LED灯的使用环境和用户的使用需求，可以从审美方面要求、功能方面要求、人机方面要求等深入扩展。主要从以下几个方面体现。1.对LED灯的外观设计应该在满足功能需求的基础上更加多样化、人性化，同时也要注重与用户使用环境相协调。使得产品既能满足功能上的需要，又能满足美观上的需求，在各种程度上带给人们精神上舒适的感觉。对于LED灯的功能可以加入多方面的技术，实现功能扩展。而这些功能是为了保证产品的使用性能上的提升，以及更加人性化的使用体验。比如将LED灯加入智能唤醒功能，不需要去触碰自然点亮。或者给LED灯加入智能亮度调节，根据室内的环境自然的调节灯的亮度，保证用户的舒适度。3.在人机方面需要对用户的使用环境进行分析观察，将家庭环境、工作环境作为本次设计的目标环境。在家庭环境中，LED灯的可操作性可以变得有趣一些，这样可以缓解用户工作上的压力。而在家庭环境中，LED灯的使用频次较多，所以操作性上尽量简单，在空间的使用上保持较少的利用。4.对于色彩方面可以使用带有活力的色彩来达到装饰性的效果，颜色的饱和度上不要太高，明度稍微高一些，保证整个产品的舒适度。带给用户一种愉悦的心情。第2章设计调查与分析市场调查问卷1.在市场上你喜欢的台灯材料是？A金属B塑料C木材D玻璃您认为现有台灯普遍出现的问题有？您认为现有台灯都有哪些使用方面？您使用的台灯灯泡类型是？A节能灯B白炽灯C日光灯DLED灯您希望台灯应该有哪些功能？6.您喜欢的台灯操作方式是？A拉绳B按钮C旋钮D触摸E遥控7.您喜欢何种结构形式的台灯？A可伸缩式B固定式C弯曲式D折叠式E挂式F夹式8.您理想中的台灯的样式或形式是？9.您对现有台灯的不满意在哪些方面？10.LED台灯作为一种真正的护眼节能无辐射台灯，您能接受的价格是？A200左右A300左右A400左右A500以上11.您购买台灯看重的方面是哪些？2.2调查问卷数据分析1.市场上人们普遍喜欢的台灯材料是塑料，其次是金属。2.现有台灯普遍出现的问题：光源太刺眼或太昏暗；容易出现眼睛疲劳；发热太大引起各种问题；频闪严重；台灯灯管更换频繁。3.现有台灯使用方面：学习、辅助照明、办公、装饰等。相对而言，LED灯市场前景更为广泛。台灯的功能：可调节亮度、时钟、自动熄灯、温馨提示、其他您喜欢的台灯的操作方式：按钮、触摸、遥控、拉绳、旋钮。7.喜欢何种形式的台式灯：可伸缩式、折叠式、弯曲式、挂式、夹式、固定式。8.理想中的台灯的样子或形式：面积小，易携带；较好看；耐用；价钱便宜。9.对台灯的不满意：寿命短、质量差、不美观、价格高、材料不理想、亮度不够10.LED台灯作为一种真正的护眼节能无辐射台灯，能接受的价格是：200左右11.购买台灯看重的方面是：质量，保护眼睛，实用功能型，节能环保，价格，外观，售后服务，材料的选用，高新技术，品牌2.3调研分析与设计定位调研分析针对LED台灯的需求各大品牌不断在LED台灯的外观、功能、种类等多方面创新。然而由于目前市场上LED灯的技术相对来说简单，总体来说是很成熟的，所以很多厂商和企业为了降低成本，模仿现有产品进入市场，没有更多的关注产品的功能质量等问题。因此，市场中的LED灯主要存在着以下几个问题：1.外观造型：目前市场上的LED灯具整体外观造型单一，没有很大程度上的突破，美观性较差，作为摆放的灯具，它的客观赏性大大的降低了。2.功能方面：对于LED灯具的技术没有更好的更新和优化，导致了LED的散热问题没有得到更好的解决，还有灯的漏光现象，从而使产品的使用寿命大大缩减。3.人机方面：近些年随着国内工业设计水平的不断提升，在人机交互和用户体验这块的关注也越来越多，但是现有产品只是作为一个单一的LED灯没有整体的考虑用户的使用环境和使用体验这些，没有充分的站在用户的角度去考虑问题。4.色彩方面：市场上的LED灯多以银色、白色、灰色这些无色系列为主，所以给人的感觉比较的单调，没有考虑特定的环境下给用户以舒适的视觉体验。设计定位LED灯的使用环境LED灯在家居、办公场所、医疗等环境中都会有所涉及，但是本次课题的主要针对的使用环境的方向还是在家居和办公区间，以家居生活环境为主。好的产品要给用户优质的体验，是离不开环境因素的，环境能够影响产品的外观、功能等各方面的设计，做到在特定的环境下使产品的外观功能达到统一能够给用户带来好的消费使用体验。LED灯的功能LED灯的主要作用就是为了给用户提供照明。在保证产品功能合理性的基础上，添合适的功能去丰富产品，针对用户使用场景、使用的时间段来进行优化功能,保证产品能够给用户舒适的使用体验。在智能化的时代，为产品添加智能功能，能够为用户带来良好的用户体验。3.目标群体产品的目标人群非常广泛，因为照明是每个人都需要的，而节能环保也是每一位用户都需要参与的。但本课题所针对的用户人群主要是年轻的时尚消费者，因为他们对于时尚和智能化产品都有着很强的消费期望与能力。4.外观造型在外观造型上面要追求简约的风格，更轻便一些，与产品的使用环境相互呼应，而不能让产品显得更加的沉重。精神文化水平的不断提高，人们对于时尚、文化的追求也更加丰富，将中国的一些文化元素、时代元素与现代产品相互结合，会给用户一种艺术品的感觉，更加的营造心灵上的舒适度。结合上面所阐述的几点来看，LED灯的实用性、功能性、美观性的结合，是消费者对于产品的追求，合理的把握三者的结合度，充分满足用户的需求，通过设计来满足消费者的需求，给予用户更好的用户体验。第3章草图构思3.1方案构思通过上面的具体分析我们可以针对LED灯的外观、功能交互等方面进行创新与改进，所有的改进是在保证产品的功能的基础上进行优化升级。保证用户的照明效果，合理化调节照明亮度，在这个基础上来考虑与使用环境、外观造型、人机交互方面的设计与研究。对于设计的构思考虑：1.功能方面：针对LED灯的功能主要是为用户提供照明。所以使用的时间段在晚上比较多，LED灯的体积较小，所以因保证灯光的最大化利用率，LED灯发光便存在散热的问题，调整灯具的内部结构保证散热的均匀化，从而增加产品的使用寿命。2.外观造型:面对现在市场上较为成熟的功能技术，所以在LED灯的外观上便较为的重视，结合使用的环境，将产品与环境相融合营造一种品质感，不能仅仅将LED灯作为一个照明的工具，也要将它看作是一件艺术品，能够给用户带来合理化舒适体验的产品。3.人机考虑：针对现在社会技术的不断发展，人机交互也是消费者所关注的一个重要元素。智能化产品的不断普及，智能家居的不断推进，得到了更多消费者的喜爱。智能终端化产品讲究的是简洁、便利、智能化等特色，良好的用户体验感，加强人机的互动性。可以为产品提供智能唤醒调节亮度等操作，使用户的整个使用过程更加的有趣而丰富。4.色彩方面：色彩的运用需要与环境有所结合，良好的色彩运用可以给用户带来精神上的享受。现代家居和办公环境的色彩多以简约素雅的风格为主，所以产品的颜色不能过于饱和浓艳，也要保持清新淡雅的风格，这样能够营造出一种舒适的整体环境。草图分析这套方案提取了煤油灯的文化元素，加上了漏斗的元素相结合，采用圆润的外部造型，色彩使用淡灰色和淡蓝色相结合，体现出一种清新自然的风格，给用户的心情带来舒适的感觉。采用塑料制材，轻便。因为提取了传统煤油灯的造型，所以整个产品给人一种时代感和品质感。3.3方案的三维效果图通过对方案的分析，在造型上采用简洁的外部形态，色彩上运用浅色低饱和度的颜色，搭配现代的家居环境，相互融合给用户营造一种舒适的环境。在对方案进行优化和完善后做出了相应的三维效果图。这个方案是以设计定位的环境、外观、功能出发，在实用性、审美性、功能性等各方面考虑设计的。正面图在设计整体造型上，以一种简单圆润的线条为主，运用圆角来构建产品，采用煤油灯的外观造型，来体现一种文化性和时代性，这与之前的设计分析与定位相一致。拥有时代文化感的外观造型，搭配素雅的浅色，合理的与现代家居环境相融合，更加具有人性化设计。在功能方面，主要保证良好的照明功能，内部采用s造型的灯管，最大效率的保证光源的利用率，避免管散射。同时也扩大了散热面积，有效的提升了散热效率。侧面和顶面图两侧有两个把手穿插，便于提拿，整体线条柔和，使产品看起来更加的饱和，和谐性更强。下面有USB插口可进行充电，同时也提供了开关调节按钮，产品配备了智能唤醒和调光功能，使用户体验性更强。采用浅粉色和浅蓝色相搭配作为产品的色调，使产品更加的清新，再融合现代的家居和工作环境，会显得更加有生机和活力。效果图第四章定稿方案优化4.1造型定案在造型上选择了煤油灯的基础造型，采用圆柱体相结合，简单又柔和，很好的与家居环境和办公环境相融合，一种艺术品的感觉，这种品质感使得产品与环境会很协调，而不突兀。这种柔和圆润的外观造型，使得产品更加的轻盈便捷，给家居空间增添了更多的呼吸感。优化方案是在以功能为基础的情况下来达到设计的最优化，所以以煤油灯的造型为基础，使得LED灯的光源的照明范围更广，照明效果更好。曲线的灯管它的空间面积增大，便使得它的散热接触面积增大。这些让产品的光利用率更高，使用寿命更长。具有时代文化气息的产品，它的品质感不断提升，不仅使LED作为一个照明工具也会成为一种艺术品，而被长期的进行使用，给用户舒适的使用体验。最终造型定案在最终的造型定案上，其实是通过外观、色彩、表面装饰和材料的运用赋予LED灯设计价值，满足人们是的使用需求，从而使得LED灯获得新的形式和不一样的品质。4.2色彩定案通过上述的分析研究我们可以看出，LED灯的材质选择上会更加偏向于塑料材质，质地轻盈，不会给用户一种沉重感。颜色上使用浅色系为主，尽量避免使用绚丽浓厚的色彩，采用更加柔和的色彩，来体现出产品的一种清新自然的感觉。不同的材质会产生不同的视觉效果，进一步造成不一样的用户体验，玻璃、金属、木材这些材料都会给人一种厚重的感觉，LED台灯的可移动性，随意性，使得塑料材质更能满足它。针对于时尚年轻的白领人士，具有品质感，饱和度较低，简约风格的色彩会更加的到消费者的喜欢和认可。因此面对此设计，配色采用更轻盈便捷的塑料制品和浅粉色和浅蓝色搭配，显得更加有活力清新。好的设计是经得起岁月地推敲的，好配色会有助于这种特征的展现。在《色彩心理学》中我们了解到饱和度较为低的颜色会给人一种安静、沉稳的主观感受。这也是配色的初衷所在。配色与场景效果图图第5章电脑制作尺寸图5.1尺寸设定尺寸的设定一定要结合人机工程考虑。因为功能的使用和产品的结构大小是以人的使用为前提，尺寸的合理性才能为功能的合理性提供依据。LED灯是以提供良好的照明环境为目的，人们经常会使用到的产品，所以以简洁、轻便作为产品的前提，完成合理的设计。因此使用环保的塑料材质搭配浅色系来达到轻盈的质地效果。采用煤油灯的造型元素搭配漏斗的造型，结合人机工程学的理论知识，采用对称空间，来进行设计，体现产品的和谐美。LED灯外观尺寸图结论通过对所研究的产品的前期分析和调研，了解用户对于LED灯产品的需求和不满足的地方，以及市场上LED所存在的一些问题。借助于工业设计的研究和学习方法来进行分析、归纳并总结。利用前期的的用户与市场分析找到LED灯所存在的用户痛点以及现今的市场现状，然后进行发散性思维，在草图创意概念阶段，利用头脑风暴进行广泛的探索与思考，结合古今中外的文化与艺术，再到进行可行性方案的探索分析，最后进行产品的视觉表达的建模、渲染以及展示的方面。本课题的创新之处在于目前社会关注度极大的节能环保问题使得LED灯作为节能产品有着极大的市场需求量，再者目前市场上的LED灯的形式死板，仅仅把握住了基本功能，没有充分的考虑消费者的使用体验。首先在保证LED灯功能的基础上，对外观造型进行优化升级，加入一些文化艺术元素来提升产品的品质感，时代感、文化性、现代技术三者相结合，解决用户审美上的疲劳，以及创造更有质感和品质的生活。另外加入智能唤醒和亮度调节功能，简化了LED灯的操作步骤，充分的利用了人机交互理念在用户体验上把握消费者的需求，给用户带来舒适的使用体验。但在设计中仍然存在没有被解决的问题，因为设计是不断突破不断进化的一个过程，所以在造型方面虽然加入了一些时代感的文化元素，提升了产品的品质，但是还是有些拘谨，产品线条的流动性还是需要更加的完善。功能上，LED灯散热问题是一直存在的问题，设计中虽然考虑到了这方面，也做了一些优化调整，但是可提升的空间还是很大，这个问题的解决方案上还是不到位。至于智能终端系统，作为一个概念现在的技术应该能够让用户的体验更加的得到提升与优化。通过这次LED灯的完整设计流程的参与，也学到了很多的知识，在接下来的学习过程中应该多去欣赏优秀的设计作品和案例，多去分析这些作品的设计过程。也要去更多的关注于市场上的现有产品，去分析这些产品被大众接受和喜爱的点在什么地方。对于材料也要熟悉与关注，产品的设计离不开材料的运用。在设计的过程中做前期的市场调研和用户分析是非常重要的，充分的了解用户的需求和产品的痛点，能够让我们更好的把握产品的设计方向，并确立设计的风格和定位，才能创造出更符合消费者，更有价值的产品。产品的更新换代的速度很快，时代的进步，经济的发展这就要求我们要时刻关注新事物，接受新的知识与时俱进才能保持设计的时代感，保持输出优质的产品，更好的服务于用户与生活。