智能标准套件在产品设计中应用

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1、智能标准套件在产品设计中应用摘要：原型是设计人员用来推敲产品造型、功能、结构、可能性等问题，并与相关人员交流的工具。由于简单材料构建的传统原型在设计评估中还存在体验、交互方面局限，所以由机械工程、信息技术、电子工程、传感器应用等多学科知识整合为一系列标准套件的原型应运而生，刚好弥补了传统原型在评估和体验最终成型产品存在的缺陷。因此本文通过标准套件的构建组成以及应用实例这两个层面来论述标准套件构建产品原型如何为产品设计的体验和评估提供更好的方式和方法。关键词：原型组件；交互；验证现今的产品越来越多的是机电组合形式，并且一定程度

2、上具有智能化、程序化及自动化的特性。对于工业设计师来说，运用传统方法构建具有视觉效果的原型是易于实现的，如果希望进一步构建具有互动体验（使用体验）的原型则并非易事，这必然要求设计师掌握运用工程领域的现代化技术知识。按照传统思路，若要将这些机械工程、信息技术、电子工程、传感器应用等多学科知识整合到整个设计创新过程中去，并能快速构建原型，那么必定要先学习程序语言以及如何撰写微处理器程序等相关知识，这对设计师而言会是个难关；在机构的设计组合上更是需要选择合适的机构组件、反复进行各种组合方式的测试评估等。对于缺乏相关背景的设计师而言

3、，面对如此众多需要工程学知识和技术语言、绝非短期掌握会有一定的难度。由丹麦乐高集团推出的LEGOMINDSTORMS(乐高头脑风暴)套件、博创科技自行研发的创意之星，加拿大Vex机器人套件等，能够将设计的思考与现代工程技术相融合，可以用于构建产品用来实现同时具有视觉和触觉功能的产品原型、为产品开发期间进行可用性评估、交互体验提供实践依据。这些标准的原型套件，不仅便于设计师快速掌握、自由运用，也可以为设计创新开拓新的思路，提升产品设计。1标准套件原型组成及构建(1)组建构架的传统搭建模块。传统的搭建模块以LEGO为经典代表，主

4、要包括结构件、联接件和机械传动部件等数万种丰富的积木块。(2)作为控制中心的可编程模块。可编程控制模块的主要功能为：接收和存贮计算机程序，独立控制系统运行；具有多个输出！输入端口可采集传感器的数据，并控制电动机及连接器件的运行。NXT是2006年9月发布的新一代可编程积木，模块总共采用了32位ARM7微处理器和蓝牙无线通讯技术，配有4个输入端口、3个输出端口和1个USB接口，如图2OArduino是一块简单、方便使用的通用GPIO接口板,并可以通过USB接口和电脑通信。作为一块通用10接口板,Arduino提供丰富的资源，包

5、括13个数字10口、6个PWM输出、5个模拟输入口。如图10（3）传感器与精确的伺服电机。触动传感器（图1）：通过激发、释放触动传感器前端的按钮，可以进行记数。前端按钮带有十字孔，既方便安装固定传感器，也方便制作缓冲器装置。（4）编程环境。编程环境分为自带的编程环境以及由第三方提供的编程环境。但两者都是可以在Windowsxp等多环境运行。编程语言建立在C/C++基础上的，其实也就是基础的C语言，LEGO、Arduino等语言只不过把相关的一些参数设置都函数化，是设计师更方便掌握技术语言。2设计实践通过对标准套件构建原型工具

6、的学习，我们通过设计实践进一步详细说明如何运用。实践内容目标设定：现在的加湿器普遍都只能固定在一个位置进行加湿，为了均衡湿度，使空气湿度保持在60%这个对人体健康的最佳值。所以我们重新对加湿器进行改良，希望它可以在湿度满足要求的情况下自动移动到下一个场所进行加湿。为了实现加湿器感应湿度移动加湿的功能，我们选取Arduino标准套件来构建实验原型，探索功能实现的可行性。首先我们根据功能设计，选择了Arduino标准套件的原型扩展板、面包板、不同颜色的小灯、湿度感应器、电机、电池、底盘、滚轮。然后单独连接，分别确认移动以及湿度感

7、应功能可实现。针对移动功能，我们先将面包板、原型扩展板、电机、电池、滚轮组装，接着在电脑里安装的编程环境下编写移动的程序，并输入到扩展板中，验证程序输入后是否可动。通过实验我们确认移动功能已经可以实现。3总结通过利用标准套件构建原型进行产品设计功能的验证和推敲，使描述抽象的湿度检测概念相较以往原型构建的方式，有了更直观有效的表现。在实践的过程中，我们也发现涉及编程、机械、信息技术的知识也可以花费较少时间快速掌握。因此，在产品设计中充分运用标准套件构建产品原型,不仅可以快速的解决功能验证方面的问题，还可以拥有更好的互动性，更重

8、要的是便于设计师快速掌握、自由运用，为设计创新带来新契机，从而提升产品设计。参考文献：[l]JamesFloydKelly.LEGOMINDSTORMSNXT.ApressPress,2006.[2]DanSaffer・JumpingBairiers:UsingDesigntoAidTec