电动橡皮的创新改良设计

【摘要】随着社会的发展以及人类环保意识的增强，绿色设计理念已经广泛被认可，成为当前工业设计的潮流。环保之路，重在大众的生活习惯和态度。基于绿色设计理念，我们以电动橡皮为例，试图将绿色设计理念引入到日常生活中，不断发现和改进我们的生活用具和生活习惯，使我们使用的产品更绿色，生活方式更绿色。

【关键词】电动橡皮；绿色环保；保护环境

一、研究背景及意义

随着社会的发展以及人类环保意识的增强，绿色设计理念已经广泛被认可，成为当前工业设计的潮流。绿色设计（Green Design）也称为生态设计（Ecological Design），环境设计（Design for Environment）等，其基本理念是：在设计阶段就将环境因素和预防污染措施纳入产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。对工业设计而言，绿色设计的核心是“3R”（Reduce，Recycle，Reuse），基本要求是产品不仅要减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，而且要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用。绿色设计的具有以下三个基本特征：

1、安全性。设计不能危及使用者的人身安全以及正常的生态秩序，这是“绿色设计”的前提。材料的使用要充分考虑到对人的安全性。

2、节能性。未来的设计应以减少用料或使用可再生的材料为基础，这也是“绿色设计”的一个原则。

3、生态性。“绿色设计”应努力避免因设计不当和选材的失误而造成的环境污染与公害。“绿色设计”应提倡使用自然环境下易降解的材料和易于回收的材料。

基于以上绿色设计的主要特征，我们试图将绿色设计理念引入到日常生活中，不断发现和改进我们的生活用具和生活习惯，使我们使用的产品更绿色，生活方式更绿色。在此，我们选取了一款广大中小学生必备常用的文具——电动橡皮，进行了绿色设计的改进。

目前，市面上的学生用电动橡皮均是使用干电池，但是干电池是我们生活中极为严重的污染源之一。废电池的其主要成分为锰、汞、锌、铬等重金属，废电池无论埋在大气中还是深埋在地下，其重金属成分都会随渗液溢出，造成地下水和土壤的污染，日积月累，会严重危害人类健康。本次课题，我们秉承绿色设计理念，一方面用充电电池替换电动橡皮干电池电源的设计，减少了干电池的使用数量，延长了电池的使用寿命；另一方面在电动橡皮的使用方式、外观造型、清洁效能等方面做改良设计，让产品更安全、节能、生态。从产品的经济性来看，单是电池一项也非常具有竞争力。据调查，市面普通的干电池的售价为2元/节，一个电动橡皮一年耗用48节，也就是一年的电池费用是96元；相比而言，一个充电电池成本是20元，可以用2-3年，第一年扣除成本就可以节省76元钱，剩余1-2年不再产生费用。据此测算，充电电池的使用次数和寿命远远大于普通干电池，所以我们将电动橡皮进行改良设计，不仅节约资源，缩减成本，还可以产生不菲的经济效益，有广阔的市场前景。

二、研究的基本內容以及拟解决主要问题

通过市场调研分析得到的结论，针对本次设计，我们准备从以下两方面入手进行设计的创新改良。

1、电路连接与控制电路设计。主要解决基于中小学生文具可充电动橡皮的安全、美观和使用方便。一个是充电电路，接口采用USB防水接口设计，外接常用电源适配器或电脑USB接口充电，低压供电；设计充电指示控制电路，采用充电指示灯设计，充满电时绿灯，电池没电时红灯，电量多少由亮灯数量显示，电量充足后，绿灯亮即不再充电。另一个是电机转速控制电路，采用转速多挡设计，设低、中、高三种转速，擦拭时根据纸张软硬不同选用不同挡位，以达到擦拭最佳效果。再一个是电源电压与环境温度采样电路设计，用数字化控温器来控制内部工作的温度变化，让电机在额定电压范围内达到最佳效果，避免充电过程中电源温度过高问题。

2、外观的改良设计。通过调研发现，目前市场上常见的电动橡皮外观都比较呆板，缺乏吸引力，针对这种情况，首先改变原有的传统外观设计，引入卡通、传统文化和时尚潮流元素，造型上更高端大气，使产品设计更符合青年学生的欣赏口味；其次是引入手指嵌入设计和手拿防滑设计等理念，操作更加灵活方便，使得产品更具有手感，实用性增强；再次外型材料可选用TPR材料（热塑性橡胶材料），可一次性直接加工成型（如注塑，挤出，吹塑等）。

三、小结

电动橡皮的问世改变了以往修画难的问题，改良版的电动橡皮，外观更加美观，使用更加方便，并且节约了成本，对缓解环境污染也做出了贡献。

电池成本降低之路：规模化和回收资源化先行 降低电池成本，一直都是产业内重要的解决方向。除了电池体系改善和使用寿命提升带来成本降低外，当前主要的降成本方案是规模化和回收资源化。以最大限度的改善地球环境，产品的改良设计最终的目的是能够影响的所有的使用干电池作为原动力的产品进行改良，减少地球的污染。

另外，通过本次课题的设计，我们也希望环境问题能够引起更多人的注意，并加入到保护环境、爱护资源的行列。

指导教师：刘美红、陈丽红；参与人员：陈亮、张凯越、黄永浩

本次课题为山东英才学院大学生专项课题，课题编号：15YCYBXS05

【参考文献】

[1] 范承志. 电路原理[M]. 机械工业出版社， 2010.

[2] Donald A.Norman. 未来产品的设计[M]. 电子工业出版社， 2009.

【作者简介】

李群跃（1995—），山东省德州人，山东英才学院本科在校生，主要研究方向：产品设计。