文/東北大學(xué)機(jī)械學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè) 蔣瑤希 葛瓊穎 趙新軍

1 引言

人類自誕生以來(lái)從未停止過(guò)對(duì)美與整潔的追求，家用清潔工具作為家庭清潔的輔助幫手，是每個(gè)家庭必不可缺的必需品。它給人們的清掃工作帶來(lái)了便捷，為人們的生活增添一份清爽。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，生活水平日益提高，人們對(duì)家用產(chǎn)品的要求不再只停留在實(shí)現(xiàn)基本功能上，而是追求更人性化。交互式的使用體驗(yàn)，在提高生活品質(zhì)的同時(shí)讓家務(wù)不再勞累。本文基于TRIZ理論分析家用地面清潔工具的發(fā)展與演變，進(jìn)而預(yù)測(cè)未來(lái)家用地面清潔工具的發(fā)展趨勢(shì)，為該產(chǎn)品進(jìn)一步的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供有價(jià)值的理論參考。

2 地面清潔工具的誕生和發(fā)展演變

2.1 孕育時(shí)期

早在原始社會(huì)，人們便開(kāi)始思考如何能將地面上的垃圾輕松移去，保證周圍環(huán)境的整潔，他們把草木枝條聚成捆，用它去“劃拉”，將散落的垃圾聚集成堆，這便是掃帚最初的雛形。

2.2 正式誕生

在中國(guó)的夏朝時(shí)期，人們從受傷野雞拖地爬行受到啟發(fā)，用雞毛做成了第一把掃把，即雞毛撣子（圖1）。由于使用的雞毛太軟不耐磨損，人們又換上竹條、草等材料，將其改制為耐用的掃把。

圖1 雞毛撣子

2.3 發(fā)展階段

在十八世紀(jì)的美國(guó)，由于富蘭克林政府對(duì)高粱栽植產(chǎn)業(yè)的推廣，一次新的嘗試推動(dòng)了掃把的發(fā)展，美洲、歐洲乃至世界各地開(kāi)始應(yīng)用一種用高粱穗做的掃把。

2.4 近代現(xiàn)況

隨著人們生活水平的不斷提高，掃把的用料也越來(lái)越考究，也更加細(xì)分，包括清掃衣服、衣柜、木質(zhì)地板等專用的小掃把。但除了增加了掃把的大小，改進(jìn)了材質(zhì)，在其他方面并未做出太大的改變；

最近幾十年，由于科技的進(jìn)步，才對(duì)于掃帚這一傳統(tǒng)工具有了一些質(zhì)的變化，增加了一些功能，并考慮了多種使用情景，且演變出了吸塵器和掃地機(jī)器人。

3 基于TRIZ理論的地面清潔工具的發(fā)展分析

隨著人們更加關(guān)注設(shè)計(jì)的交互體驗(yàn)與人性化關(guān)懷，地面清潔工具的發(fā)展也更加多元化，人們對(duì)地面清潔工具的要求也越來(lái)越高。

3.1 獨(dú)立站立的掃把

掃帚不用時(shí)總是只能靠墻，這多少有些麻煩，這把可以直立的掃帚，只要向下施力便可折疊掃帚頭，再順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)一下把手，掃帚便可以穩(wěn)固直立。使用時(shí)，只需逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)把手，再將掃帚頭調(diào)整到工作狀態(tài)即可。這款掃把的設(shè)計(jì)運(yùn)用了TRIZ理論中空間維數(shù)變化原理和自服務(wù)原理。站立著的掃帚解決了收納的問(wèn)題，同時(shí)也讓掃帚的取用變得方便順手，見(jiàn)圖2。

圖2 站立掃把

圖3 Ropo掃把

圖4 多用掃把

圖5 可發(fā)光掃把

圖6 可分離掃把

Ropo是一款不倒的掃帚畚箕組合：造型非常漂亮，就像是一顆洋蔥頭，但思路和孩提時(shí)玩的不倒翁類似，將底部變成球形，并將重心下移，于是，整個(gè)畚箕可以完全憑借自己站立，即便你去碰它一下，它也能恢復(fù)直立。這款掃把的設(shè)計(jì)運(yùn)用了TRIZ理論中的組合原理、曲面化原理和局部質(zhì)量原理，在不使用的時(shí)候，掃把和簸箕組合，共同完成直立。將底部變成球形，將中心下移，下部質(zhì)量變大，使之可自然直立見(jiàn)圖3。

3.2 多用掃把

如圖4所示，這款新式漏斗掃把出自設(shè)計(jì)師Li Weisi之手，由掃把頭、漏斗以及金屬手柄構(gòu)成。掃把頭采用了可伸縮設(shè)計(jì)，通過(guò)金屬手柄，可以控制掃把頭伸出或者縮進(jìn)。在掃把頭上，帶有橡膠材質(zhì)的漏斗，嵌套在金屬桿上。在使用的時(shí)候，非常簡(jiǎn)單，只需要轉(zhuǎn)動(dòng)金屬桿，先將掃把頭轉(zhuǎn)出，然后清除高處墻角的灰塵。這款掃把運(yùn)用了TRIZ理論中多用性原則、自服務(wù)原則和嵌套原則。通過(guò)自身結(jié)構(gòu)的改變，掃把不再單單清掃地面，也可清掃高處墻角的灰塵。同時(shí)伸縮結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間。

家中柜子、床底等底部區(qū)域常常是不容易清理的死角，因其空間狹小、易被物體遮蔽，把體積大的家具搬運(yùn)、移動(dòng)時(shí)再清掃，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，增加清掃困擾。Lighting-up的發(fā)明，如圖5所示，把手電筒與掃把相結(jié)合，解決陰暗處照明的問(wèn)題。這支會(huì)發(fā)光的掃把是將開(kāi)關(guān)、電池設(shè)計(jì)在掃把的握柄，以LED照明，打開(kāi)開(kāi)關(guān)后掃把的刷毛會(huì)發(fā)亮照明，照亮被各式家具遮蔽的角落。該設(shè)計(jì)運(yùn)用了TRIZ理論中多用性原則和顏色改變?cè)瓌t，在掃把上面加入手電筒的功能，使得暗處變亮，從而解決了清掃暗處的問(wèn)題，不需要單獨(dú)再拿手電筒，讓清掃變得容易。

3.3 具有“先見(jiàn)之明”的掃把

弧形掃把的設(shè)計(jì)考慮到灰塵和一些重量輕的垃圾可能隨著人們掃地的動(dòng)作，從掃把兩側(cè)飛走，人們必須重復(fù)清潔，增加了清潔工作量。此款掃把將掃把頭設(shè)計(jì)成弧形，防止垃圾從兩側(cè)飛走。該設(shè)計(jì)運(yùn)用了TRIZ理論中預(yù)先作用原理和曲面化原理，通過(guò)改變掃把頭的結(jié)構(gòu)，將掃把頭由直線變成曲線結(jié)構(gòu)，使灰塵和細(xì)小垃圾不會(huì)從掃把頭兩側(cè)飛走，使垃圾清理更加方便，進(jìn)一步提高了清潔效率。

在清掃的過(guò)程中，頭發(fā)和一些線狀垃圾很容易纏在掃把頭上，影響清潔效率，有時(shí)纏在掃把頭上的垃圾會(huì)四處亂飛影響后面的清潔工作。如圖6所示可分離掃把將掃把和簸箕結(jié)合，在簸箕上加鋸齒物，幫助掃把“順毛”，使得清潔更加方便簡(jiǎn)單。該設(shè)計(jì)運(yùn)用了TRIZ理論中的分割原理、組合原理和借助中介物原理，借助簸箕，利用簸箕的特殊結(jié)構(gòu)，使得掃把頭上纏繞的雜物更容易與掃把頭分離，同時(shí)將垃圾掃進(jìn)簸箕里，使得清理更加容易。

3.4 三合一掃把

如圖8所示的三合一掃把，用于清掃窗臺(tái)、家具等小面積的地方。它的外形設(shè)計(jì)非常漂亮，由天然馬鬃和山毛櫸制作的掃帚和注塑成型的簸箕。在簸箕把上還有一個(gè)小孔，掃帚把可以插入這個(gè)孔中進(jìn)行收納，而更重要的是這個(gè)孔可以用來(lái)向垃圾袋傾倒簸箕上的垃圾，這樣做可以更好地避免垃圾四處掉落。該設(shè)計(jì)運(yùn)用了TRIZ理論的組合原理、曲面化原理和嵌套原理。通過(guò)改變簸箕的結(jié)構(gòu)，在上面加圓柱曲面，掃把穿過(guò)孔，使得掃把收納、垃圾清理更加方便，同時(shí)同柱面可當(dāng)把手使用，使工作達(dá)到最佳狀態(tài)。

4 未來(lái)地面清潔工具的發(fā)展趨勢(shì)分析

通過(guò)對(duì)掃把的歷史、發(fā)展演變和基于TRIZ理論的研究，在掃把設(shè)計(jì)順應(yīng)現(xiàn)階段科技與文化的發(fā)展?fàn)顩r下，可以分析得出如下4個(gè)掃把的發(fā)展趨勢(shì)。

4.1 掃把的多功能性。掃把將在功能和形式上有更進(jìn)一步的發(fā)展，作用不再局限于原有功能，除蜘網(wǎng)、擦玻璃等功能都會(huì)與其結(jié)合。如今雖然電子產(chǎn)品盛行，但是掃把依然不可替代，在不同的環(huán)境使用者對(duì)掃把有更加具體細(xì)微的要求，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)掃把時(shí)也應(yīng)考慮使用者在不同使用環(huán)境的多種需求。

4.2 掃把的互動(dòng)體驗(yàn)性。使用者在使用掃把時(shí)，不再是簡(jiǎn)單重復(fù)式的枯燥乏味的機(jī)械操作，而是讓使用者與掃把有更多的互動(dòng)，并在使用過(guò)程中體會(huì)到勞動(dòng)的樂(lè)趣，讓掃地不再是一個(gè)繁瑣的任務(wù)，而是一種充滿游戲感的體驗(yàn)過(guò)程，并且滿足使用者心理需求。掃把設(shè)計(jì)會(huì)更加人性化、更注重交互，更加具有情懷

4.3 掃把的智能化。在物質(zhì)與科技高速發(fā)展的今天，設(shè)計(jì)掃把時(shí)加入智能化設(shè)計(jì)，主要有兩個(gè)方面的發(fā)展方向。一是可以簡(jiǎn)化人們的操作，減輕人們的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，如現(xiàn)在已有的掃地器和掃地機(jī)器人等產(chǎn)品，在未來(lái)或許有更進(jìn)一步的發(fā)展；二是加入AR、VR、MR等技術(shù)，掃地的過(guò)程與游戲結(jié)合，讓家務(wù)變成一種娛樂(lè)項(xiàng)目，在繁重的學(xué)習(xí)工作生活中讓人們放松一下。

4.4 掃把的教育意義。在素質(zhì)教育日益受到重視的今天，教育孩子愛(ài)護(hù)干凈、熱愛(ài)勞動(dòng)也是家長(zhǎng)們不可忽視的內(nèi)容。掃把有著悠久的歷史，并且作為日?？梢?jiàn)的清潔工具，具有其特殊的地位與作用。

5 結(jié)論

不掃一室，何以掃天下。掃把的發(fā)展體現(xiàn)了諸多TRIZ理論的應(yīng)用，它的發(fā)展規(guī)律反映了在物質(zhì)條件日益豐富的今天，人們對(duì)產(chǎn)品的態(tài)度已經(jīng)不再是單純的應(yīng)用，而是希望使用過(guò)程更加舒適更加愉悅，甚至這個(gè)過(guò)程可以給予人們精神層面的滿足感，體現(xiàn)了人們對(duì)舒適整齊的生活環(huán)境、細(xì)致入微的生活體驗(yàn)、高品質(zhì)的生活的不斷追求與美好渴望。

掃把的存在是為了人們更好地生活，它的出現(xiàn)、普及、發(fā)展是歷史的選擇也是歷史的必然結(jié)果。掃把起于夏代，伴隨著人們走過(guò)秦皇漢武，走過(guò)唐宋元明，見(jiàn)證了朝代更迭、歷史興衰，歷史的煙塵滾滾而來(lái)，它走過(guò)的地方卻在煙塵中留下一片潔凈。掃把已陪伴人們幾個(gè)千年，雖然現(xiàn)在也有掃地機(jī)器人等現(xiàn)代電子產(chǎn)品出現(xiàn)，但就目前來(lái)看，短期之內(nèi)，它仍然會(huì)成為人們生活必不可少的一部分，對(duì)其的設(shè)計(jì)和研究也會(huì)繼續(xù)前行。掃把最初的存在是為了讓人們掃去灰塵，有干凈之所可供生存，而如今，在霧霾頻頻的地方，在物欲橫流的世界，拿起掃把，掃去屋中灰塵，得一片窗明幾凈，掃去心中塵埃，還心底一片明凈。

[1]趙新軍.技術(shù)創(chuàng)新理論（TRIZ）及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]關(guān)于打掃工具的歷史進(jìn)程—百度文庫(kù)，https://wenku.baidu.com/view/

[3] 圖片來(lái)源，https://www.vcg.com/creative/805346721

[4]圖片來(lái)源，http://www.wowsai.com/zixun/8590-2-0.html/

[5]圖片來(lái)源，https://www.jjxsp.com/archives/1842.html/；

[6]圖片來(lái)源，http://www.zznews.gov.cn/news/2015/1218/197468.shtml/；

[7]圖片來(lái)源，http://tech.sina.com.cn/elec/znjj/new/2015-02-27/docichmifpx8841140.shtml/；

[8]圖片來(lái)源，http://go.cndesign.com/；

[9]圖片來(lái)源，http://www.visionunion.com/article.jsp?code=201307030026/；