饮水机课程设计报告.docx
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饮水机课程设计报告
南京航空航天大学
产品设计课程设计
题目
智能饮水机设计
学生姓名
张惠琳
学号
051220108
学院
机电学院
专业
工业设计
班级
0512201
2016年1月
目录
第一章用户体验设计的产生背景、原则2
1.1用户体验设计的产生背景2
1.2优秀用户体验设计的原则2
第二章产品概述4
2.1饮水机的主要结构4
2.2饮水机的种类5
2.3饮水机的工作原理7
2.4饮水机的功能8
第三章产品调研8
3.1现有产品调研8
3.2用户调研15
3.3现有产品的问题16
3.4原产品的优势和劣势分析17
第四章设计方案及说明18
4.1方案一18
4.2方案二19
4.3方案三20
第五章设计小结21
参考文献21
第一章用户体验设计的产生背景、原则
1.1用户体验设计的产生背景
用户体验主要是来自用户和人机界面的交互过程。
在早期的软件设计过程中,人机界面被看做仅仅是一层包裹于功能核心之外的"包装"而没有得到足够的重视。
其结果就是对人机界面的开发是独立于功能核心的开发,而且往往是在整个开发过程的尾声部分才开始的。
这种方式极大地限制了对人机交互的设计,其结果带有很大的风险性。
因为在最后阶段再修改功能核心的设计代价巨大,牺牲人机交互界面便是唯一的出路。
这种带有猜测性和赌博性的开发几乎是难以获得令人满意的用户体验。
至于客户服务,从广义上说也是用户体验的一部分,因为它是同产品自身的设计分不开的。
客户服务更多的是对人员素质的要求,而已经难以改变已经完成并投入市场的产品了。
但是一个好的设计可以减少用户对客户服务的需要,从而减少公司在客户服务方面的投入,也降低由于客户服务质量引发用户流失的机率。
现在流行的设计过程注重以用户为中心。
用户体验的概念从开发的最早期就开始进入整个流程,并贯穿始终。
其目的就是保证
(1)对用户体验有正确的预估
(2)认识用户的真实期望和目的(3)在功能核心还能够以低廉成本加以修改的时候对设计进行修正(4)保证功能核心同人机界面之间的协调工作,减少BUG。
在具体的实施上,就包括了早期的focusgroup(焦点小组),contextualinterview,和开发过程中的多次usabilitystudy(可用性实验),以及后期的usertest(用户测试)。
在设计--测试--修改这个反复循环的开发流程中,可用性实验为何时出离该循环提供了可量化的指标。
1.2优秀用户体验设计的原则
1.掌握更加直接高效的沟通方式
线框原型只是设计师手中用于进行沟通的工具之一;更重要的是在与需求方或开发人员实际交流的过程中,向对方描述解决方案及相关依据的沟通能力。
相比于通过软件工具制作的线框原型,纸、笔、白板在很多时候都是更加有效的工具。
特别是在产品前期以及迭代的过程中,这些工具可以帮助我们更快的理清思路落实想法,多部门间的沟通合作也会变的更加直接高效。
作为设计师,我们应当了解,与用户、产品团队、技术开发等各方面的沟通合作过程是帮助我们积累设计实践经验的重要途径。
2.调研与验证
你有拜访过客户吗?
有组织过焦点小组(focusgroup)吗?
有进行过脉络访查(contextualinquiry)吗?
或是说你只是在为自己而设计?
很多设计师,包括我们自己,也许都在做着那些我们自己不会有机会或是没有必要去使用的产品。
我本人目前正在为很多客户公司设计应聘者跟踪管理系统,这是我自己在实际生活和工作当中根本不会用到的东西。
这就意味着我必须花上大量的时间与该产品的目标用户进行沟通交流。
如果自己不是这个产品的目标用户,那么作为设计师,我们有什么理由闭门造车呢?
总会有时间做用户调研的,因为制作原型一类的工作本应只占据全部设计流程的一小部分。
哪怕只是画草图,也可以放在与一小部分目标用户讨论过实际需求之后再做;没有任何直观可见的原型,这不是问题,你完全可以通过观察用户使用竞争对手产品的情况来获取你想要得到的信息。
只有了解了用户在真实的使用场景及用例当中的需求目标,我们才可以开始产品设计的工作。
3.更早、更多的展示设计方案
你有将每个阶段的原型方案都打印出来贴在墙上和大家一起讨论吗?
有使用纸面原型或高保真原型进行过可用性测试吗?
验证你的假设,这是非常重要的一项工作。
“我想”是这个世界上最危险的两个字,人们付钱给我们不是要我们去为自己做设计。
可用性测试不是高精尖的火箭科学,即使在最艰苦的条件下,你也可以向同事或家人朋友展示产品原型,观察他们的试用情况,记录他们的感受。
多数人喜欢做这样的事情,他们会觉得自己的意见得到了重视。
4.控制好流程
你是怎样着手进行实际的设计工作的?
是否有明确的步骤和阶段性的目标?
是否了解在这个过程中应该以怎样的方式与哪些相关部门协作配合?
你是否会用到类似Basecamp或Asana这样的项目管理软件来追踪工作进程?
用户体验设计师应该对产品的设计与开发流程心知肚明,并了解在其中的每个阶段里应该以怎样的方式与上下游部门进行合作,包括产品经理、前后端开发人员甚至是客服部门在内,我们可以从他们那里得到怎样的支援。
产品设计开发流程当中一些最典型环节包括:
用户调研、角色设计、需求分析、草图、原型、可用性测试、开发并上线。
特别是最后三个步骤,通常需要在产品迭代的过程中反复执行。
对这样的流程进行充分的规划与控制,在每个环节里与相关人员密切协作——这应该成为用户体验设计师的习惯和本能。
即使最好的作家也不会坐下来就开始写作。
他们首先会将故事的框架构思出来;对于我们来说也是同样的道理。
5.持续改进
你是否觉得产品一旦发布上线就万事大吉了?
是否有愿望和机会对产品进行持续的改进?
曾经有一名设计师问我:
“你觉得产品在什么时候才算是真正完成了?
”
我个人认为答案应该是“产品永远不会真正的完成”。
日语中“Kaizen”一词的意思是“持续不断的改进”。
这里所说的改进,同时也包括着对于“不断改进产品”这一迭代流程以及相关方式方法的改进。
这不仅可以推动现有产品更快更好的进行优化,而且可以使将来的产品设计研发工作从中收益。
对自己做过的项目及其背后的工作流程进行回顾,看看哪些方面做的很棒或有所欠缺,考虑有哪些是可以在接下来的项目当中进行改进或验证的。
试着在每一个迭代周期的每一个环节当中都尝试一些新的东西,去实施并验证,然后进行回顾和总结,在下一个周期中做出调整,继续尝试
第二章产品概述
2.1饮水机的主要结构
图2.1.1
图2.1.2
2.2饮水机的种类
(1)桶装
机器上方放桶装水,与桶装水配套使用。
这种饮水机被设计为机身顶部的一个专门的连接器倒放置水桶,国外最新款饮水机把桶装水放在机器的下部,由吸水泵吸入,这种方式比常规饮水机更加安全卫生,由于饮水机的不同,桶的规格也有很多种。
中国和美国大部分使用5加仑的桶,其他国家或地区的标准规格是18.9升。
图2.2.1桶装饮水机
(2)管线
通过管线接入净化后的水源,与净水器配套使用。
管线饮水机(也称为管道饮水机)是通过使用接头与水管直接连接到主供水水源,如自来水,也有通过一个净水系统在连接至主供水水源,总之是不需要水桶的。
桶装水与自来水一直在市场上对峙着,但在欧洲的一些酒店、餐馆与招待场所,管线饮水机已日渐成为主流,这也表明传统机遇办公室使用的管道饮水机有很多市场机会。
由于成本的节省,特别是高消费量的地方,管线饮水机的市场份额逐渐在增长。
事实上,欧洲的管线饮水机行业已有明显的转机,管线饮水机达到了一个发展的新阶段,也因此诞生了很多机会。
图2.2.2管线饮水机
2.3饮水机的工作原理
(1)温热型饮水机
温热型饮水机使用时,按下加热开关,电源为“保温”指示灯提供电源,作通电指示。
同时,电源分成两路:
一路构成加热回路,使电热管通电加热升温;另一路为“加热”指示灯提供电压作加热指示。
当热罐内的水被加热到设定的温度时,温控器触点断开,切断加热及加热指示回路电源,“加热”指示灯熄灭,电热管停止加热。
当水温下降到设定温度时,温控器触点接通电源回路,电热管重新发热,如此周而复始地使水温保持在85-95℃之间。
温热饮水机电路中为双重保护元件,当饮水机超温或发生短路故障时,超温保险器自动熔或手动复位温控器自动断开加热回路电源,起到保护作用。
超温保险器是一次性热保护元件,不可复位,等排除故障后按原型号规格更换新的超温保险器,再用手按手动复位温控器的复位按钮,触点闭合便可重新工作。
(2)冷热型饮水机
半导体直冷式冷热饮水机在使用时,直冷式冷热饮水机由水箱提供常温水,进水分两路:
一路进入冷胆容器,经制冷出冷水;另一路进入热罐,经加热出热水。
(3)按压式饮水机
下制冷开关后,交流电压经电源变压器降压、整流二极管作全波整流以及电容滤波后,输出直流电压供半导体制冷组件制冷和风机排风,同时,制冷指示灯点亮。
由于直冷式冷热饮水机不设自动控温,因此开机后制冷指示灯常亮。
按下加热开关,加热指示灯亮,电热管发热,热罐内的水升温。
当水温升到指定温度时,温控器触点断开,自动切断加热电源,加热指示灯熄灭,电热管停止加热。
当水温下降到所需温度时,温控器触点闭合,自动接通加热电源,加热指示灯亮,电热管发热。
尔后重复上述过程,使水温在85-95℃之间保持恒温。
(4)压缩式制冷饮水机
当按下压缩式制冷饮水机制冷开关,制冷绿色指示灯亮,压缩机启动运行,将蒸发器中已吸热气化的制冷剂蒸汽吸回,并随之压缩成高温、高压气体,送至冷凝器,经冷凝器向外界空气中散热冷凝成高压液体,再经毛细管节流降压流入蒸发器内,吸收冷胆热量而使水温下降,然后被压缩机吸回。
如此循环,达到降温的目的。
当水温随时间降到设定温度时,制冷温控器触点断开,制冷绿色指示灯熄灭,压缩机停转,转入保温工况。
断电后水温逐渐回升,当升到设定温度时,制冷温控器触点动作闭合,接通电源绿色指示灯亮,压缩机运行。
如此循环,将水温控制在4-12℃之间。
按下制热开关,加热电路接通,红色加热指示灯点亮,电热管发热,到我们指定温度时,自动复位温控器动作,切断电源,红色加热指示灯熄灭,转入保温工况。
断电后水温逐渐下降,当降到设定温度时,温控器触点动作闭合,接通电源,红色加热指示灯亮,电热管再次发热升温。
如此循环,将水温控制在85-95℃之间。
该类饮水机中保险器温度保险丝以及手动复位温控器是保护装置,当电路出现过热、过载时自动熔断或断开电路,起到安全保护作用。
(5)风冷式制冷饮水机
风冷是冷却方式的一种,即用空气作为媒介冷却需要冷却的物体。
通常是加大需要冷却的物体的表面积,或者是加快单位时间内空气流过物体的速率,抑或是两种方法共用。
前者可依靠在物体表面加散热片来实现,通常把散热片挂在物体外,或是固定在物体上以使散热更高效。
后者可用风扇(风机)来加强通风、强化冷却效果。
大多数情况下,加入散热片可以使冷却效率大大提高。
在任何情况下,所用的空气都要比物体及其表面的温度低,才能带走热量,这是由于热力学第二定律的约束,即不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
2.4饮水机的功能
从功能使用考虑选购饮水机,这一点颇为重要。
如果不喜爱用饮水机调制冷饮的,日常只用于泡茶和冲咖啡,购买一台温热饮水机就可以了,既实用又经济,如果年轻人较多,加上地处南方热带地区,夏季使用率较高,且又喜欢冷饮者,则应购买冷热饮水机。
另外,还有冰温热三用机,可根据需要选择。
第三章产品调研
3.1现有产品调研
3.1.1功能
1、温度选择
一般类型的饮水机可分为温热型、冷热型和三温型三类。
温热型饮水机设置有常温/热水水龙头,分别供应常温水/88-96℃热水;冷热型饮水机由于冷水温度较低,又称冰热型饮水机,该机型设置冷/热水水龙头,分别供应5~12℃冷水/88~96℃热水;三温型饮水机是将上述两种机型的功能综合,设置三个水龙头,分别供应常温水、冷水和热水。
图3.1.1三温型饮水机
2、外形选择
可分为台式和立式(或称落地式)两类。
台式饮水机,一般不设消毒柜或储物柜,所以其体形较小,移动较方便。
立式饮水机上半部分为饮水机,下半部分为消毒柜或储物柜,可以消毒茶具或储藏保鲜食品,个别机型还设置有小冰柜,供冷冻饮料用。
图3.1.2台式饮水机
图3.1.3立式饮水机
3、水源选择
可分为使用瓶装水和自来水两类。
使用瓶装水的饮水机是18.9L(5加仑)或11.3L水源,由供水中心供应。
使用自来水的饮水机除了具有上述饮水机功能外,机内还设置反渗透(RO)纯水机或过滤筒,能自动过滤自来水,注入水后接通电源即可使用,是饮水机产品中功能最全的,其特点是无需更换瓶,维护费用低,使用方便。
不过,这类饮水机需要定期更换滤芯和滤膜,费用不菲。
图3.1.4瓶装水饮水机
图3.1.5自来水饮水机
4、制冷方式选择
可分为电子制冷型和压缩机制冷型两类,而每一类又分为台式和立式饮水机。
电子制冷饮水机采用半导体元件制冷,又称半导体制冷饮水机,具有功耗小、运行噪声低、无污染、自动控制和售价低等特点。
不足之处是制冷速度慢,供应冷水量较少,适合饮水人数少的家庭、单位使用。
压缩机制冷饮水机的制冷原理与冰箱相同,不同的是蒸发器绕在不锈钢水箱壁外,吸收热量使水降温,其制冷容量在3L左右,制冷功率在75-110W之间,具有整机可靠性高、制冷效率高、制冷速度快、冷水供应量大等特点,其制冷性能明显优于电子制冷饮水机,但售价较贵,适合饮水人数较多的家庭、单位使用
5、控制方式选择
可分为普通控制型、智能感应型和微电脑控制型三类。
普通控制型饮水机其加热和制冷均自动恒温控制,是目前用户使用最多的机型。
智能感应型饮水机利用人体红外感应,距离7米以内、视角120°,人在时自动开机,人离开延时数分钟后自动关机,其特点为使用安全、自动开关机,节约电能。
微电脑单片机控制,加热和制冷自动控温,具有水温显示,温度设定档位多,控温准确,定时切断电源,各种操作声光提示等功能。
图3.1.6温热饮水机电路图
图3.1.7开水温开水流程
6、过热自动断电保护装置
饮水机过热保护装置,由温度计、阻断开关、计时器和光敏器组成,安装在饮水机的后面,当饮水机长时间处于较高温度状态时,阻断开关工作,切断电源,保护饮水机,阻断开关的工作条件是:
1、温度计显示的温度等于95摄氏度,计时器累计计时超过10分钟,光敏器显示处于微光状态时,阻断开关工作;2、温度计显示的温度等于95摄氏度,计时器累计计时超过5分钟,光敏器显示处于弱光状态时,阻断开关工作。
这种饮水机过热保护装置,可以在白天和夜晚,对饮水机进行过热保护。
3.1.2技术
1、安全保护技术
防干烧系统设计,使用安全放心
2、节能技术
高热转化率,更加省电。
3、杀菌技术
饮水机可以应用杀菌技术确保饮水健康,主要分为以下几类:
臭氧杀菌技术是常用的,也是基本的杀菌技术,其特点在于以气体形式杀菌,能布满整个封闭空间,效果良好,应用前景广阔;离子杀菌技术就是在饮水机内部增加负离子发生器,生成负离子对周围的空气进行净化;光触媒技术即在饮水机的聪明座的通风孔处放置一小块光触媒,利用其强氧化性达到对通风孔处流动的空气进行净化的目的;全水路杀菌技术:
往饮水机的管路中通入臭氧,同时经过接水管、冷罐和热罐,并在其中滞留一定时间,从而达到杀菌的目的。
目前行业中这类技术主要有两种方式,一种是在正常使用中开启开关往管路通入臭氧,一定时间后臭氧即可化为氧气,即可正常饮用;另一种是使用前把管路和热罐冷罐中的水排干净,开启臭氧装置,杀菌完成后再通水,即可正常饮用。
3.1.3材料工艺
1.外壳材料
侧面:
不锈钢,采用挤压成型,0.5—0.6厚的普板,表面喷塑,为了能够充分散热一般在左右侧板上的对应位臵开有透气窗•底面:
不锈钢,采用挤压成型
顶面:
ABS,采用注射成型
背面:
不锈钢,采用挤压成型
前上部:
ABS,注射成型此法能加工外形复杂、尺寸精确或带嵌件的制品,生产效率高
前下部:
ABS,采用注射成型
2.内胆材料
铜:
铜因其优良的天然抑菌性能而被采用的,现在市场反应还不错。
不锈钢:
饮水机的内胆专业品牌用的都是SUS304为不锈钢,其使用寿命长,不易结垢,价格普遍能为人接受。
紫砂:
紫砂内胆具有保鲜、矿化、消毒、净化吸附等功效,打破了对人体有害的塑料一统天下的局面,是饮水机发展史上的一次革命性突破。
陶瓷:
陶瓷内胆具有散热性慢、保温时间长,节能环保,保持原有鲜水对人体有益矿物质功能等优点,解决了不锈钢饮水机内胆缺点,避免易生锈、不易清洗弊端,为人们提供一种符合卫生标准、具有保健功效的饮水机加热罐。
3.发热管材料
发热管材料需要优异的电气绝缘性能和极高的抗电强度。
绝缘材料:
氧化镁
4.管材料:
不锈钢无缝管,焊接管,紫铜管、黄铜管、碳钢管。
5.表面处理:
各种镀镍,钝化,发黑,喷涂。
6.水龙头材料
塑料:
一般采用ABS,其成本和性能兼具。
陶瓷:
耐磨,所以作为阀芯的主要材料,也有表面是陶瓷材料的水龙头。
不锈钢:
耐用、美观,
3.2用户调研
3.2.1形态风格(形态意向尺度图)
对于形态风格的研究我们采用形态意向尺度图的方法,为了得到大众的审美观,我们一组对消费目标群进行市场调研。
具体方法为:
挑出30款形态颜色各异的饮水机布置在一张图随问卷调查分发给消费目标群,对选出的30款产品进行专家小组评分,我们根据各产品在“人性化、机械化”和“复杂的,简单的”方面的特征,在坐标系中定位,得出产品意象尺度图如下:
图3.2.1
由图3.2.1我们可以看出产品大致偏向人性、复杂、简约的方向。
3.3现有产品的问题
(1)致菌原因
1、长时间不对饮水机进行专业深度杀菌除垢清洗;
2、换水造成进水口与空气接触;
3、存放空间狭小或不洁,空气不对流,地面不常清洁;
4、气温不适当,置于阴冷潮湿或阳光直射处,易导致细菌繁殖;
5、饮用水质不合格或含菌;
6、饮水机保养不够好,密封性差造成细菌入侵;
7、水胆存水过多而长期不饮用;
8、长期不断电“久烧”(企业和事业单位基本上不断电,饮水频率很高);
9、用带化学成分的药物清洗(送水员或自己);
10、不在水质保质期内,饮用完;
(2)清洗误区
1、饮水机能加热、制冷、流出水就没问题饮水机
这仅仅表明饮水机的使用功能没有问题,因涉及人体健康,饮水机需要定期进行维护(消毒、清洗)。
2、经常用洗洁精檫洗就干净了
用洗洁精或其他洗涤剂檫试饮水机,只是对饮水机外表进行了清洁,而饮水机真正涉及水的核心部分是藏于饮水机里面的热罐、冷罐和连接管道,这些部位才是真正容易产生沉积物、滋生细菌病毒的地方。
3、用热烫开水浸泡、冲洗就能杀灭细菌、病毒了
用热烫开水浸泡、冲洗只可以杀灭极个别的细菌,必须使用针对性极强的饮水机专用消毒液,而且对其使用分量、浸泡时间都有严格的规定和要求,最好是采取臭氧杀毒方法。
4、发现水中有异味或异物才清洗。
饮水机在正常使用状态下,根据选用饮用水的水质优劣。
2-3个月应该全面消毒除垢清洗一遍。
5、有送水站或桶装水厂免费清洗(传统药片清洗)就可以安枕无忧了
传统的药物清洗方式不能达到除垢消毒效果,而且一般的厂家都是采取送水员进行清洗,没经过专业的培训,也无专业的饮水机清洗设备,反而会给饮水机造成二次污染。
3.4原产品的优势和劣势分析:
优势:
对于现在市场上的饮水机,造型多样,价格相对来说也还比较便宜,在内部机理同样的情况下,外观的时尚性差不多决定着产品的价格高低,所以消费者可以理性的选择。
劣势:
现在的一些饮水机也有一些不足的地方,比如说换水不太方便,而我们的设计改进基于现在饮水机有时候单手操作起来不太方便来设计的,这个不方便对于单手的残疾人以及一些工作人群在某些使用情况下是一个比较明显的劣势。
第四章设计方案及说明
4.1方案一
图4.1方案一
设计说明
金属外壳与黑色磨砂机身相拼接,使得饮水机更显质感;不同色块的拼接,使得饮水机更显层次感。
接水处上方设计的金属按钮可以自如切换冷水/热水模式,接水处底部设置压力感应器,方便普通人单手操作,也便利了残疾人自如使用。
4.2方案二
图4.2方案二
设计说明
沿用方案一的设计风格,方案二继续采用不同色块拼接,红色外观看上去更具活力,材质上外壳采用金属,更具质感。
接水处沿用压力感应器,方便单手操作,新增玻璃挡板,使用更加卫生安全。
4.3方案三
图4.3方案三
设计说明
方案三功能上没太大变化,对外壳材料进行改变,采用塑料外壳,看上去显得比较温暖。
出水口与接水处采用金属材料,蓝色灯带打破造型沉闷感,整体造型不会显得单调。
第五章设计小结
此次课程设计我选择了基于用户体验的智能家电设计,进行了饮水机的设计。
在此次的设计过程中,我懂得了设计并不是凭空想象或按自己喜好设计,做好前期产品分析与调研是非常重要的。
这次设计,我把立足点放在单手操作上。
现在,市面上虽有各种形态与功能的饮水机,但是大部分都需要双手操作,当用户只能用一只手操作时,非常不方便,尤其不适用于手部有残疾的人群,因此萌生了设计一款单手操作的饮水机的想法。
为了实现这个设计,查阅资料后,最终决定采用压力感应器实现这一功能。
并通过调研,决定了饮水机的形态设计方向。
当然,饮水机的设计还是存在部分问题:
饮水机通过压力感应器对每次的出水量进行了设置,由于水杯尺寸不同,可能会出现水过多或过少的问题。
这点虽然提出了采取与饮水机配套水杯的想法,但还是有些局限,需要再进行考虑。
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