基于傳感技術(shù)的交互臺燈設(shè)計(jì)【產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)獨(dú)家畢業(yè)課程設(shè)計(jì)】

基于傳感技術(shù)的交互臺燈設(shè)計(jì)【產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)獨(dú)家畢業(yè)課程設(shè)計(jì)】,基于,傳感,技術(shù),交互,臺燈,設(shè)計(jì),產(chǎn)品,工業(yè)設(shè)計(jì),獨(dú)家,畢業(yè),課程設(shè)計(jì) 內(nèi) 容 摘 要 身處 21 世紀(jì)的我們越來越深刻地感受到“科技改變生活”。傳感技術(shù)、交互性、智能化、物聯(lián)網(wǎng)、微型化、大數(shù)據(jù)等等，這些技術(shù)漸漸融入各行各業(yè)，改變著已有產(chǎn)品甚至是企業(yè)的面貌。這是一個時代的洪流，我們必須用這些新的理念、新的技術(shù)來設(shè)計(jì)新一代的產(chǎn)品，進(jìn)而更好地服務(wù)人們，拓寬市場，使自己立于不敗之地。 臺燈是我們最為熟知的產(chǎn)品之一，但是在新時代從臺燈最基本的照明功能出發(fā)，我們需要更多的是更智能、更具有交互性的新式臺燈！傳感技術(shù)如今已十分普及，大多數(shù)傳感器也非常廉價，簡單的整合應(yīng)用就可以使臺燈更加人性化、 變成一個聰明的寵物！也許您可以用手勢來變換臺燈的色彩，也許您的臺燈可以像‘含羞草’那樣地亮起，像‘吹蠟燭’那樣地熄滅！新式的交互臺燈將引領(lǐng)臺燈接下來的發(fā)展方向，抓住這個先機(jī)，將打開新的、巨大的燈具市場。 關(guān)鍵詞：傳感技術(shù)、臺燈、整合、交互性、市場。 s we is so of of We to a of so we is of in in to we a a in to up a be a of If we we 目 錄 1 市場調(diào)研 ........................................................................................................................................................................................................................................... - 1 - 課題研究的意義和必要性 .................................................................................................................................................................................................... - 1 - 課題總體 目標(biāo)及計(jì)劃 ............................................................................................................................................................................................................ - 3 - 資料調(diào)查 ............................................................................................................................................................................................................................... - 4 - 臺燈的發(fā)展歷史 ........................................................................................................................................................................................................ - 4 - 臺燈的發(fā)展趨勢 ........................................................................................................................................................................................................ - 6 - 市場調(diào)查 ............................................................................................................................................................................................................................... - 8 - 小夜燈 ....................................................................................................................................................................................................................... - 8 - 百變耳機(jī)臺燈 .......................................................................................................................................................................................................... - 10 - 卡通汽車臺燈 .......................................................................................................................................................................................................... - 12 - 布藝臺燈 .................................................................................................................................................................................................................. - 13 - 簡約歐式文藝復(fù)古臺燈 .......................................................................................................................................................................................... - 15 - 彩氛圍燈 ....................................................................................................................................................................................................... - 17 - 人群調(diào)查 ............................................................................................................................................................................................................................. - 18 - 2 調(diào)查分析 ......................................................................................................................................................................................................................................... - 23 - 課題研究的主要內(nèi)容 .......................................................................................................................................................................................................... - 23 - 市場現(xiàn)狀分析 ..................................................................................................................................................................................................................... - 24 - 現(xiàn)有產(chǎn)品對比分析 .............................................................................................................................................................................................................. - 25 - 消費(fèi)者分析 ......................................................................................................................................................................................................................... - 27 - 3 設(shè)計(jì)定位 ......................................................................................................................................................................................................................................... - 28 - 設(shè)計(jì)概念及設(shè)計(jì)思想 .......................................................................................................................................................................................................... - 28 - 課題的創(chuàng)新點(diǎn) ..................................................................................................................................................................................................................... - 30 - 產(chǎn)品風(fēng)格定位 ..................................................................................................................................................................................................................... - 31 - 產(chǎn)品形態(tài)分析 ..................................................................................................................................................................................................................... - 32 - 產(chǎn)品目標(biāo)人群 ..................................................................................................................................................................................................................... - 33 - 4 思維草圖 ......................................................................................................................................................................................................................................... - 34 - 方案 1 .................................................................................................................................................................................................................................. - 34 - 方案 2 .................................................................................................................................................................................................................................. - 34 - 方案 3 .................................................................................................................................................................................................................................. - 34 - 5 產(chǎn)品開發(fā) ......................................................................................................................................................................................................................................... - 35 - 設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方案圖 ...................................................................................................................................................................................................... - 35 - 設(shè)計(jì)原理 .................................................................................................................................................................................................................. - 35 - 設(shè)計(jì)方案圖 .............................................................................................................................................................................................................. - 36 - 設(shè)計(jì)過程 ............................................................................................................................................................................................................................. - 37 - 建模對造型的探索及確定 ...................................................................................................................................................................................... - 38 - 建模對結(jié)構(gòu)的探索及確定 ...................................................................................................................................................................................... - 42 - 建模過程 .................................................................................................................................................................................................................. - 46 - 設(shè)計(jì)結(jié)果包含產(chǎn)品效果圖、產(chǎn)品六視圖 .......................................................................................................................................................................... - 50 - 品的效果圖 ............................................................................................................................................................................................................ - 50 - 品的六視圖 ............................................................................................................................................................................................................ - 53 - 件尺寸圖 ................................................................................................................................................................................................................ - 54 - 模型制作包含工作日志、模型照片 .................................................................................................................................................................................. - 57 - 鐵質(zhì)燈罩架子 .......................................................................................................................................................................................................... - 57 - 臺燈底座和內(nèi)部支撐架 .......................................................................................................................................................................................... - 58 - 臺燈燈罩 .................................................................................................................................................................................................................. - 59 - 臺燈內(nèi)部控制電路 .................................................................................................................................................................................................. - 60 - 臺燈控制電路的編程 .............................................................................................................................................................................................. - 61 - 模型最終 效果 .......................................................................................................................................................................................................... - 62 - 6 設(shè)計(jì)展板 ......................................................................................................................................................................................................................................... - 63 - 7 結(jié)束語 ............................................................................................................................................................................................................................................. - 66 - 致謝： ................................................................................................................................................................................................................................................... - 67 - 參考文獻(xiàn)： ........................................................................................................................................................................................................................................... - 69 - 附錄： ................................................................................................................................................................................................................................................... - 70 - - 1 - 1 市場調(diào)研 課題研究的意義和必要性 ?燈火家家市，笙歌處處樓?，白居易以燈比喻繁華；?隔座送鉤春酒暖，分曹射覆蠟燈紅?，李商隱以燈渲染喜悅；?今夕復(fù)何夕，共此燈燭光?，杜甫以燈當(dāng)作寄托……從古至今，燈對于人們來說有著重要的作用和太多的意義。古時的一盞燭臺到今天的電子臺燈，變的是燈的形式，不變的是人們對于燈那始終不變的需求與情懷 ！ 最早的燈是什么？古人們都稱它為?燭臺?，也是臺燈的前身。今天電燈早已普及，并且眾所周知它是由愛迪生發(fā)明的，但我們可能沒有注意：第一個電燈是有底座的，其實(shí)那正是一盞臺燈！百度給臺燈所下的定義是：?臺燈，是燈的一種，此電器主要放置在寫字臺或餐桌上，以供照明之用。臺燈的光亮照射范圍相對比較小和集中，因而不會影響到整個房間的光線，作用局限在臺燈周圍，便于閱讀、學(xué)習(xí)，節(jié)省能源。?人需要光，燈就被造了出來。最初的燈就是臺燈，它只能照亮一小片地方，慢慢地，點(diǎn)亮了整個世界！ 對于交互臺燈研究的意義和必要性源于兩個方面： ?人們的需求?和?科技的發(fā)展?。 如今的我們生活的光的世界里，臺燈早已深入我們的生活。不同于路燈、裝飾燈等，臺燈的光亮照射范圍相對比較小和集中，光線不會影響到整個房間，作用局限在臺燈周圍，一般用來閱讀、學(xué)習(xí)、工作。臺燈給人的感覺和使用體驗(yàn)是與眾不同的，它的光線有聚焦的范圍，就像我們做事需要專心一樣，它專注的光線正好創(chuàng)造了這樣的氛圍！在暗色調(diào)的環(huán)境里，一盞臺燈就是一個溫暖的世界，我們不由自主地會被吸進(jìn)去并深深地享受著！臺燈代表的是一種?對于光的約束和控制?。臺燈給光線限定了方向，不僅如此，現(xiàn)在的臺燈也可以調(diào)節(jié) 亮度、改變顏色、定時開關(guān)，甚至一些意想不到的交互方式。閱讀時我們希望臺燈的光線亮一點(diǎn)，而上網(wǎng)時候又希 - 2 - 望旁邊的臺燈暗一點(diǎn)；寒冷的時候我們希望燈光暖一點(diǎn)，而炎熱的夏天又希望冷色調(diào)的光線；工作的時候我們希望燈光保持長亮，夜晚的時候又想讓它自動延時熄滅。最初燈的開關(guān)是一根繩子或是一個按鈕，后來有了觸摸甚至還有了聲控，這些都使人們的生活更加方便，同時也刺激了人們對于臺燈更多樣的需求！ 身處 21 世紀(jì)的我們越來越深刻地感受到周圍的一切都在飛速變化，科技的發(fā)展深刻地改變著我們的生活。智能化、交互性、物聯(lián)網(wǎng)、微型化、傳感器、 大數(shù)據(jù)等等，這些技術(shù)漸漸融入各行各業(yè)，改變著已有產(chǎn)品甚至是企業(yè)的面貌。這是一個時代的洪流，我們必須用這些新的理念、新的技術(shù)來設(shè)計(jì)新一代的產(chǎn)品，進(jìn)而更好地服務(wù)人們，拓寬市場，使自己立于不敗之地。未來的產(chǎn)品不是單調(diào)的，而是多彩的；不是機(jī)械的，而是交互的；不是孤立的，而是聯(lián)系的；不是僵硬的，而是智能的！在這里我選擇基于傳感技術(shù)來進(jìn)行臺燈的設(shè)計(jì)?；趥鞲屑夹g(shù)的設(shè)計(jì)也就是將傳感器應(yīng)用于設(shè)計(jì)之中。國家標(biāo)準(zhǔn) 傳感器下的定義是：?能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律 (數(shù)學(xué)函數(shù)法則 )轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝 置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成?。換個說法可能讓我們更加明了：?傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。?聲音傳感器、光敏傳感器、溫度傳感器、重力傳感器、手勢傳感器……這些都為現(xiàn)在的產(chǎn)品提供了更多交互方式的可能，這是多么令人興奮的消息！對于這么多高深的技術(shù)，大多數(shù)人其實(shí)并不十分明白。但是有一點(diǎn)是毋容置疑的：?我們希望自己的生活更加方便和自由！?對于臺燈也并不例外：我們希望不用按下開關(guān)也能讓電燈明亮，希望不用撥動搖桿也能調(diào)節(jié)電燈的強(qiáng)弱，希望不用設(shè)定數(shù)字也能讓電燈定時，希 望不用扭轉(zhuǎn)旋鈕也能變換電燈的顏色…… 這種種需求和科技的發(fā)展如潮水一般推動著我們更加深入地設(shè)計(jì)一款可交互的、適用面廣的新型交互臺燈。 - 3 - 課題總體目標(biāo)及計(jì)劃 課題的總體目標(biāo)是： 應(yīng)用傳感器技術(shù)設(shè)計(jì)一款新穎的臺燈，使之具有?優(yōu)秀的交互性能、多樣的燈光效果、優(yōu)美的使用體驗(yàn)、廣泛的適用性。? 課題的總體計(jì)劃是： （ 1）調(diào)查交互臺燈的現(xiàn)狀、歷史及未來的發(fā)展趨勢。具體調(diào)研現(xiàn)有的各種?臺燈?和?傳感器技術(shù)?的詳細(xì)信息，包括資料調(diào)查、人群調(diào)查、市場調(diào)查，整理出清晰的圖表。 （ 2）針對調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行研究分析，發(fā) 掘其中的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并整理出清晰的圖表。 （ 3）依據(jù)研究分析的結(jié)果，將發(fā)掘的優(yōu)點(diǎn)適當(dāng)?shù)丶右詰?yīng)用，針對現(xiàn)有產(chǎn)品發(fā)掘出的問題，提出若干個概念性的解決方案，并整理出清晰的圖表。 （ 4）將提出的概念性的方案用草圖的形式進(jìn)行細(xì)化表達(dá)，表現(xiàn)出其造型、結(jié)構(gòu)、色彩、細(xì)節(jié)等。 （ 5）對草圖方案進(jìn)行研究分析，分析出各個方案的優(yōu)缺點(diǎn)和可行性，綜合考慮方案從概念到生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行對比，挑選出最佳方案進(jìn)行建模、排版。 （ 6）制作最佳方案的實(shí)物模型，并制作展板進(jìn)行展示。 - 4 - 資料調(diào)查 臺燈的發(fā)展歷史 ?燈?字究 竟起源于何時？據(jù)記載，其實(shí)在戰(zhàn)國之前并沒有發(fā)現(xiàn)名為燈的物品。即使在商代的甲骨文中也未見到燈、燭之類的文字，直到西周人們?nèi)粘Ｉ钪胁懦霈F(xiàn)的最早的照明用器 —— 燭。中國現(xiàn)存最早的燈是出于戰(zhàn)國的，在《楚辭·招魂》中有?蘭膏明珠，華鐙錯些?的記錄，由此可見戰(zhàn)國時已經(jīng)出現(xiàn)?鐙?這個名稱了。古人把鐙稱為燈，應(yīng)該是字義的假借。自戰(zhàn)國時的燈具發(fā)展到今天歷史悠久。中國古代的燈具不但種類多，而且極具實(shí)用性和藝術(shù)性，是集功能和美觀于一身的藝術(shù)品。中文的燈字如此由來，英文的燈字又如何呢？英文? 個單詞就是燈的意思，它來源于 希臘文中? 意思是?火把?。 臺燈的發(fā)展，是與燈的發(fā)展緊密伴隨的。最早的臺燈其實(shí)就是我們所熟知的?油燈?。油燈，顧名思義，是以各種動物或植物壓榨出的油作為燃料的。這種方式傳承了幾千年之久，在此期間燈具的變化主要是在外觀上。隨著技術(shù)的發(fā)展， 1792 年，第一個商業(yè)用途的煤氣燈開始用于照明，而后人們在照明上做了一系列的發(fā)明和突破，直到 1879 年在大洋彼岸的愛迪生發(fā)明了白熾燈。白熾燈是美國通用公司與 1906 年將其推向世界的。而后在 1938 年，通用公司伊曼又發(fā)明了節(jié)電的熒光燈。 1978 年由荷蘭菲利普發(fā) 明了節(jié)能燈，又叫緊湊型熒光燈。在今天 已廣為人知、十分普及，這要追溯到 50 年前人們了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識，而第一個商用的二極管產(chǎn)生于 1960 年。 臺燈作為燈的一種，其變化也是根據(jù)照明技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。古燈中臺燈，又叫做臺擺式燈，所有擺放在桌、臺、案、幾上的燈具，均屬此類。不論是帶環(huán)燈、豆形燈、多枝燈、動物燈、圓盤承柱燈，還是節(jié)能燈、供香燭臺、書房燈插管燭臺、煤油燈，這些都?xì)w屬于?臺擺式?。最初的油燈，需要有一個容器來盛放油料，并定時補(bǔ)充油料。古燈燃油主要是動物油，以牛油居多。此外還有 - 5 - 植物 油，主要是麻籽油、白蘇籽油、油菜籽油、棉籽油、桐油等。拿兩漢最常見的豆形燈為例，其圓形燈盤中心有一枚支釘 —— 燭扦，根據(jù)它的有無，可以將其分為油燈和燭燈兩大類。油燈的整體為中心旋轉(zhuǎn)對稱的?工?字形，在漢代除了蠟燭稱為燭以外，油燈的燈炷也叫燭。豆形燈平時放于桌案之上，作用正像今天的大多臺燈一樣，用來照明以供在桌案上工作和學(xué)習(xí)。公元前 3 世紀(jì)前后，有人用蜂蠟制作蠟燭。而到了 18 世紀(jì)，出現(xiàn)了用石蠟離開來制作 ，并逐漸用機(jī)器大量生產(chǎn)。 100 多年前煤氣燈被英國人發(fā)明，期初危險性很大，后來經(jīng)過改良，才得以走進(jìn)千家萬戶。但是 火把、油燈、蠟燭、煤油燈、煤氣燈這些照明工具，都是依靠物質(zhì)燃燒發(fā)出的光來照明的。直到 19 世紀(jì)末白熾燈的出現(xiàn)，現(xiàn)代意義的臺燈才得實(shí)現(xiàn)。而此時已進(jìn)入了大工業(yè)時代，各式各樣的臺燈伴隨著設(shè)計(jì)風(fēng)格的潮流不斷地推陳出新。 種類 火 油燈 白熾燈 …… 能耗 高 高 中 低 …… 移動性能 無法移動 簡單移動 固定 /簡單移動 固定 /簡單移動 …… 所處時代 原始時代 手工時代 機(jī)械時代 智能時代 …… 交互性能 不便控制，交互性差 簡單控制，交互性差 簡單控制，交互一般 多樣控制，交互性好 …… - 6 - 臺燈的發(fā)展趨勢 我國臺燈產(chǎn)業(yè)近幾年呈現(xiàn)出飛速增長的趨勢，國內(nèi) 明燈具的企業(yè)就有 5000 多家。因?yàn)?明產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)主要被歐美等國家掌握，我國燈具企業(yè)主要生產(chǎn)低端產(chǎn)品，產(chǎn)品的附加值低，利潤也非常有限。生產(chǎn)過程中，能源消耗巨大，產(chǎn)品出場率卻很低，環(huán)境污染十分嚴(yán)重等，這些使得國內(nèi)很多臺燈企業(yè)生存困難，許多甚至被迫倒閉。在這樣的情況下，一些企業(yè)開始逐步加快科技創(chuàng)新步伐，改良生產(chǎn)技術(shù)和方法，從而有效地提升了臺燈的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。調(diào)研機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示，自 2010 年以來，我國的的 燈銷量平 均增幅達(dá) 35%，而海外市場達(dá) 80%的家庭普及率， 明市場呈逐年上升趨勢。展望未來，我們可以看到， 具正在以其靈活便捷的優(yōu)勢贏得市場的認(rèn)可和青睞。因此，局部照明產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用必將成為市場的未來發(fā)展趨勢，企業(yè)也將生產(chǎn)出更多個性化照明產(chǎn)品，以適應(yīng)用戶的實(shí)際需求。 眾所周知，我們已進(jìn)入了一個信息化的時代。傳感器在燈具上的應(yīng)用最為我們所熟知的應(yīng)該是聲控?zé)袅?，在公共場所這樣的燈往往是最為實(shí)用而方便的，而這要得益于聲音傳感器的應(yīng)用。傳感器早已深入我們的生活，拿起我們的手機(jī)，這就是當(dāng)代科技發(fā)展的一個縮影和 范例。我們接電話時屏幕會自動按下，這是由于光敏傳感器捕捉到了光線的變化；當(dāng)我們搖晃手機(jī)時可以控制游戲中汽車的轉(zhuǎn)向，這是由于重力傳感器在工作；當(dāng)我們迷路的時候打開手機(jī)地圖可以看到自己所處的位置甚至方向……我們可以感受到傳感器讓物體有了人的直覺，甚至超過了人的感覺能力，傳感器往往更加迅速、精準(zhǔn)并且不知疲倦。在現(xiàn)代生活和科學(xué)研究中，各種類型的傳感器所提供的大量可靠、準(zhǔn)確的信息，不僅能代替人的五官功能，而且還能檢測到人的五官所不能感受的信息，從而使人類能更好地認(rèn)識世界和改造世界。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)的前沿技術(shù)，是新 技術(shù)革命和信息社會的重要技術(shù)基礎(chǔ)。目前，傳感器技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、航天等尖端技術(shù)領(lǐng)域及工業(yè)、農(nóng)業(yè)等人類日常生活許多方面。傳感器在工業(yè)部門的應(yīng)用普及率已被國際社會作為衡量一個國家智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的重要標(biāo)志。因此我們要更加積極地將傳感器技術(shù)應(yīng)用到更多的場所。 - 7 - 未來的臺燈將會僅僅貼合科技的發(fā)展、符合時代的要求。臺燈不僅僅是簡單的照明，也不是僅僅可以扭動旋鈕調(diào)節(jié)一下亮度。必須能夠與人進(jìn)行更多的交互，甚至可以說它能?懂你的心情?！對于臺燈光照效果多變的、更細(xì)膩的需求，更具有交互性、趣味性的控制方式。 - 8 - 市場調(diào)查 小夜燈 這是一款應(yīng)用傳感技術(shù)的迷你臺燈。 （ 1）臺燈的定位：兒童房、床頭、臥室、衛(wèi)生間等 （ 2）臺燈的使用： 模式 1：長亮模式。無論白天黑夜臺燈保持長亮。 模式 2：光控模式。夜黑時長亮。 模式 3：聲控模式。夜黑有聲時亮起。 （ 3）發(fā)光顏色：黃色 /白色 （ 4）產(chǎn)品顏色：白色 （ 5）材質(zhì)：防火 6）尺寸： 120× 90× 120 7）功率： 8）電源：插電 （ 9）光源數(shù)量： 顆 - 9 - （ 10）效果展示及細(xì)節(jié)說明圖： 調(diào)研來源： ，底座和燈頭都是一個半球形，相對放置后中心的磁鐵會將兩個半球組合成完整的球體，簡單的 變形卻巧妙之極、樂趣橫生。從臺燈到玩具，整體優(yōu)美的造型，讓人情不自禁地驚嘆它是多么巧妙的臺燈，多么巧妙的藝術(shù)品。 （ 1）臺燈的定位：書房、小夜燈、玩具燈 （ 2）臺燈的使用：通過觸摸感應(yīng)無極調(diào)節(jié)開關(guān)，可亮可暗，隨意在臺燈和夜燈切換。 （ 3）發(fā)光顏色：白色 （ 4）產(chǎn)品顏色：白色 （ 5）材質(zhì)： 6）尺寸：直 徑 110度約 355 7）電源： 5V 500 （ 8）光源數(shù)量： 8 顆 - 11 - （ 9）效果展示及細(xì)節(jié)說明圖： 調(diào)研來源： 、清新的臺燈，黃色布料的燈罩之上印上英倫氣息的圖案和文字，下部的復(fù)古 車，給人一種別樣的溫暖。 （ 1）臺燈的定位：臥室、書房、兒童 （ 2）臺燈的使用：按鈕開關(guān) （ 3）發(fā)光顏色：黃色 （ 4）產(chǎn)品顏色：花紋、卡通配色 （ 5）材質(zhì)： 料 （ 6）尺寸：直徑 175度 280 7）電源： 220V 電源 （ 8）光源： 35W 以內(nèi)白熾燈 調(diào)研來源： 。簡單的幾何形體以及中國古典韻味的燈罩給人帶來溫暖典雅的享受，小小的裝飾燈給您的桌案加添無限溫暖。 （ 1）臺燈的定位：臥室、書房、 （ 2）臺燈的使用：觸摸開關(guān)，旋鈕調(diào)節(jié)燈光亮度 （ 3）發(fā)光顏色：黃色 （ 4）產(chǎn)品顏色：金屬色、花紋 （ 5）材質(zhì)：不銹鋼、布料 （ 6）尺寸：直徑 140度 280 7）電源： 220V 電源 （ 8）光源： 熾燈 - 14 - （ 9）效果展示及細(xì)節(jié)說明圖： 調(diào)研來源：