王雪洋 劉琪琪 沈方圓 孫秋月 趙艷艷

傳統(tǒng)雨傘是人們雨天出行、戶(hù)外活動(dòng)的必備工具，在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜匾巧?。傳統(tǒng)雨傘在使用過(guò)程中存在著種種不便，如必須用手撐起雨傘、容易損壞、不易攜帶東西或騎行等。項(xiàng)目組基于這些問(wèn)題發(fā)明了可背式雨傘器，它方便了人們的出行，給了人們使用雙手去做更多事情的機(jī)會(huì)，也在這個(gè)小的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)低碳出行以及環(huán)境環(huán)保問(wèn)題。跟以往創(chuàng)新的解放雙手雨傘器相比，它是將雨傘與雨傘器為一體式結(jié)合，或者說(shuō)是一種解放雙手的雨傘輔助裝置。傳統(tǒng)的雖然很便捷，但是卻有一個(gè)共同的缺點(diǎn)——成本高而且不能夠與傳統(tǒng)的雨傘很好地契合。我們的這項(xiàng)雨傘器與常見(jiàn)的雨傘可以達(dá)到幾乎完美的配合，并實(shí)現(xiàn)低成本，簡(jiǎn)單便利，安全可靠。

雨傘的背景與現(xiàn)有技術(shù)的不足

雨傘是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的工具，傳統(tǒng)雨傘在使用時(shí)存在諸多不便：傳統(tǒng)的雨傘需要一只手用來(lái)支撐，如果攜帶東西會(huì)帶來(lái)不便，甚至?xí)斜挥晁驖竦那闆r。單手撐傘會(huì)使手臂酸痛，這種情況也會(huì)使人們產(chǎn)生不愉快的心情，帶來(lái)許多不必要的麻煩，出行時(shí)因單手束縛不能夠完全實(shí)現(xiàn)一邊打傘一邊做需要兩只手完成的事情。在此基礎(chǔ)上，我們創(chuàng)新發(fā)明出“第三只手”——“解放雙手——可背式雨傘器”。

解放雙手雨傘器的設(shè)計(jì)是基于現(xiàn)代意義的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)意義強(qiáng)調(diào)的是對(duì)產(chǎn)品造型、結(jié)構(gòu)、功能三方面的綜合設(shè)計(jì)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的背景下，工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)該具有明確的使用功能和與之相適應(yīng)的造型配合適當(dāng)?shù)募夹g(shù)材料、結(jié)構(gòu)工藝等方面的支撐，制造出符合消費(fèi)者需求的產(chǎn)品。對(duì)于另外一種類(lèi)似的雨傘用于自行車(chē)或者電瓶車(chē)上的在形態(tài)上做改善，因?yàn)樵谛熊?chē)過(guò)程中有空氣流動(dòng)，如果形狀上不做改變就會(huì)導(dǎo)致行車(chē)過(guò)程中阻力加大，不僅費(fèi)電費(fèi)油，而且如果不符合空氣動(dòng)力學(xué)，就很容易出現(xiàn)安全隱患。

如今市面上也出現(xiàn)了各式各樣用來(lái)協(xié)助雨傘的發(fā)明，但大多數(shù)依然存在著不可避免的麻煩和疏漏。雨傘作為生活的日用必需品，加以?xún)?yōu)化改變定會(huì)為生活帶來(lái)一定的便利。本發(fā)明結(jié)合經(jīng)調(diào)研詢(xún)問(wèn)的結(jié)果綜合出一項(xiàng)較為滿(mǎn)意的方案，既可以很大程度填補(bǔ)已有不足，更為新的創(chuàng)造打開(kāi)思想的源泉。

雨傘器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)勢(shì)

該產(chǎn)品主要是為了實(shí)現(xiàn)解放雙手的目的，不需用手撐傘即可在雨天出行。該新型雨傘神器是將解放雙手雨傘器與雨傘袋相結(jié)合，在不使用時(shí)是一個(gè)可以裝雨傘的雨傘袋，需要時(shí)可以將雨傘袋拆開(kāi)，變形為雨傘器，背在身上，將雨傘固定便可實(shí)現(xiàn)解放雙手。雨傘神器用的是可伸縮肩帶，肩帶可自由調(diào)節(jié)，固定可靠且有可固定傘把頭部的底座，通過(guò)將傘柄固定于腰間，放置于拉鏈中使用。閑置時(shí)還可以通過(guò)微小巧妙的按扣無(wú)損傷地附著于背包帶上，或是斜挎包、單肩包等。如同一個(gè)小小的掛飾，質(zhì)量輕且不占太多空間。

我們還將設(shè)計(jì)優(yōu)化安全款，其特殊塑料材質(zhì)在晚上有反光特性，有一定的安全保障作用，降低雨天中發(fā)生危險(xiǎn)的可能性。該肩背式固定雨傘不僅能夠方便人們的生活，還能夠充分利用有限的空間資源，雨傘的打開(kāi)與雨傘的關(guān)閉都能夠充分地和背包整合在一起，最大限度地方便了人們的出行。雨傘器的材料不會(huì)出現(xiàn)傘把偏移傾斜的情況，大大提升了雨傘在使用中的穩(wěn)定性。在為雨傘使用提供便利的同時(shí)，還為大眾出行增加了一份安全保障。

如二維圖像所示，使用時(shí)將雨傘固定在拉鏈中和底座內(nèi)，傘把放置于拉鏈內(nèi)。另外，拉鏈也可起到再次固定傘把的作用。底座為PC塑料材質(zhì)，且內(nèi)有軟棉襯墊和卡墊以適應(yīng)多種規(guī)格的雨傘，既美觀(guān)又安全、輕便簡(jiǎn)潔，不會(huì)產(chǎn)生笨重感，行走方便?？蓪?shí)現(xiàn)解放雙手的好處，消除了單手撐傘、單手拎東西的煩惱，給人們生活帶來(lái)了極大的便利。使用方法簡(jiǎn)單便捷，攜帶與使用時(shí)簡(jiǎn)潔輕便，不會(huì)給人們帶來(lái)不必要的麻煩，更能給人們節(jié)省體力。外形美觀(guān)，質(zhì)量輕，便于攜帶，即使穿著厚重也可使用，并且能起到緊縮衣服、御寒的作用。在有風(fēng)的天氣可減少風(fēng)的阻力，雨天自由出行不再成為煩惱。解放雙手雨傘器一方面提高了人們的生活質(zhì)量，還更大程度地便捷了人們的生活，更好地滿(mǎn)足了人們的需求。

一件成功的作品，需要不斷地改進(jìn)，善于發(fā)現(xiàn)自己的缺點(diǎn)，將存在的不便之處改為優(yōu)勢(shì)。雨天常伴大風(fēng)，常將雨傘刮得歪扭，而這項(xiàng)設(shè)計(jì)將更好地輔助其肩部條帶與腰部的長(zhǎng)度達(dá)到完美的角度配合?？烧{(diào)節(jié)的功能也會(huì)擴(kuò)大更多的適宜人群，利用背帶上的可調(diào)節(jié)扣，通過(guò)簡(jiǎn)單的拉伸，達(dá)到最佳的效果。傘的安放角度將風(fēng)阻大大降低，防止被刮掀的現(xiàn)象，全遮蓋的360度安放也不會(huì)讓雨滴打落在身上。即便目前出現(xiàn)了迷你版的口袋雨傘，卻依然可以實(shí)現(xiàn)完美的配合，達(dá)到多種規(guī)格的高度契合。風(fēng)大的時(shí)候，傘面常在托舉使用時(shí)被高強(qiáng)度風(fēng)流刮成“倒掀狀”。有了雨傘器，雨傘放置高度降低，既不阻擋視線(xiàn)又能減少一定量的風(fēng)阻，并且固定更牢，在雨中能夠更好地出行。

雨傘器背帶的使用材料

近年來(lái)隨著工業(yè)的不斷提升，珍珠棉包裝材料憑借自身強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)和環(huán)保再造功能，被應(yīng)用于各行各業(yè)當(dāng)中。因?yàn)檎渲槊抻袦p壓、墊層、輕柔、緩解重力的作用，所以利用珍珠棉材料制作雨傘器的背帶材質(zhì)，并且隨著用戶(hù)的需求，肩部背帶越做越大以增大肩膀與背帶的接觸面積，可以大大降低肩部的負(fù)擔(dān)。由于具有卓越的回彈性，使它可經(jīng)拉伸后恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。根據(jù)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)，通過(guò)不斷優(yōu)化，肩帶在防水性、輕便性上得到很好的體現(xiàn)。

背帶是根據(jù)人的體形設(shè)計(jì)的，能夠讓重量幾乎均勻地分布到身體的每個(gè)位置。還有一些特殊的織帶，比如有一種寬度不一的織帶，稱(chēng)為寬窄帶，一般用作豎列。織帶的承重力非常好，所以一般用來(lái)連接背帶并用作側(cè)拉帶?？棊б话闩c擋扣或插扣配合使用，既保證了使用中的舒適性，還為結(jié)實(shí)可靠帶來(lái)有力支撐。采用這種傳統(tǒng)插口既保存了其特有的開(kāi)關(guān)方便的特性，更與雨傘器的結(jié)構(gòu)達(dá)成高度配合，操作簡(jiǎn)單，拆裝方便。

該發(fā)明的產(chǎn)品服務(wù)特色主要表現(xiàn)在：解放雙手雨傘器按照可實(shí)施、可操作和可控的原則，通過(guò)對(duì)雨傘的輔助，不需要用雙手去進(jìn)行固定，而是直接背在身上。將普通常用雨傘與雨傘器進(jìn)行結(jié)合，不僅能夠在晴雨天出行時(shí)增加攜帶物品的數(shù)量，而且為逛街購(gòu)物、取快遞、冬天手不碰傘桿方便保暖、搬運(yùn)物品、雨天騎車(chē)出行等戶(hù)外活動(dòng)帶來(lái)了便捷。另外，該雨傘器制作簡(jiǎn)單、投資較小，僅需要幾種材料便可制作而成。其屬于輕資本投資項(xiàng)目，可實(shí)施性較強(qiáng)。

雨傘器的工作原理

雨傘從結(jié)構(gòu)上可分為手動(dòng)式、半自動(dòng)式和全自動(dòng)式三種。結(jié)合雨傘的工作原理：雨傘的主體結(jié)構(gòu)由傘柄、傘骨、傘面三部分組成。傘柄是雨傘的支撐骨架，對(duì)雨傘起到主要支持作用，傘骨用來(lái)支撐傘面并負(fù)責(zé)傘面的開(kāi)合，而傘面則起到遮風(fēng)擋雨的作用。

傘柄上通常具備強(qiáng)力壓縮彈簧，雨傘正是借助它強(qiáng)大的彈力將傘面撐開(kāi)。經(jīng)結(jié)構(gòu)研究可得知彈簧的兩端均未固定，其自身可沿著傘柄整體上下滑動(dòng)。彈簧在撐開(kāi)雨傘的同時(shí)，將自身也舉了起來(lái)，傘骨和彈簧組成的特殊結(jié)構(gòu)完成了傘的開(kāi)合。傘骨和傘面對(duì)彈簧產(chǎn)生壓力的同時(shí)，也給了彈簧以支持，只要彈簧的彈力足夠大，就能將自身舉起，將雨傘撐開(kāi)。

該作品由可伸縮肩帶、固定傘把的拉鏈和支撐傘把的底座組成，肩帶為長(zhǎng)寬狀，固定在肩上可增大受力面積，以消除局部受力所產(chǎn)生的酸痛感。肩帶可自由調(diào)節(jié)位置，更多地滿(mǎn)足了人們對(duì)傘自由放置位置的需求。該設(shè)計(jì)采用由多條固定帶組成的三角固定結(jié)構(gòu)，一條圍繞在腰間，一條在身前從右肩至腰部左下方，一條在身前從右肩處垂直向下拉伸至腰間。通過(guò)利用物理力學(xué)的分配原理，做到結(jié)構(gòu)合理，受力均勻。

如原理圖所示，1處為承受風(fēng)阻力，2處為雨傘重力，3處為分散肩部壓力，4處為固定傘柄力，5處為整體三角結(jié)構(gòu)核心力。對(duì)雨傘原理進(jìn)行充分解析，是達(dá)到與雨傘器的工作高度匹配的關(guān)鍵所需。雨傘器很好地借助了傘桿的支持力，使兩者達(dá)到力的均衡。本發(fā)明還具備高度靈活性和可調(diào)節(jié)性，既保障雨傘本身的用途，還充分達(dá)到解放雙手的目的。產(chǎn)品應(yīng)用三角固定的方法固定在身上，不會(huì)出現(xiàn)傘把偏移傾斜的情況。使用時(shí)將雨傘固定在拉鏈中和底座內(nèi)，傘把放置于拉鏈內(nèi)。另外，拉鏈也可起到再次固定傘把的作用，操作時(shí)將雨傘固定在拉鏈和底座上并穿戴在身上，過(guò)程簡(jiǎn)單易做，單人便可完成。

結(jié) 語(yǔ)

我們?cè)O(shè)計(jì)的可背式雨傘器，給出了裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作原理、使用材料等設(shè)計(jì)。經(jīng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)多次試驗(yàn)調(diào)試，能夠在滿(mǎn)足不同環(huán)境下、不同身高使用者的高度需求的同時(shí)解放其雙手。裝置簡(jiǎn)單、成本低廉、使用方便并且安全有保障，為傳統(tǒng)及新型雨傘的多種不足提供了有效的解決方案。

市場(chǎng)上有很多各種各樣的雨傘，普通雨傘的居有量還是比較大的。解放雙手雨傘器有很多優(yōu)勢(shì)，可以在方便人們出行的同時(shí)提高生活效率，改善人們的生活質(zhì)量。它是雨天出行的好工具、好幫手，攜帶和使用的雙便捷將會(huì)在一定程度上改變?nèi)藗兊纳?，給雨天出行的人們?cè)鎏聿簧贅?lè)趣。