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背包伞的设计研究

摘要：本项目针对背包和雨伞的结合设计进行探讨，意在低碳生活，轻便出

行，主要服务对象为青少年。产品突破现有的雨伞结构，采用折叠方式巧妙与背

包结合；满足背包基本的储物功能同时搭载遮阳避雨的功能，实现了出行时解放

双手的功能。在雨伞的选材上，经过对现有产品的材料调查，最终采用了质量轻，

强度高的化学纤维。雨伞的结构上抛弃了原有的复杂的机械结构，改为简易的折

叠开合结构；取消了原有的尼龙材质伞面，改为强喷射气流伞面；节约成本同时

轻便了结构。

关键词：背包伞；设计；青少年

一、背包伞的造型分析

目前，市面上的雨伞普遍是传统手持式多折伞、直柄伞等常见伞，随着人

们生活质量不断提高，手持式多折伞的用户体验已经在生活中出现了很多不人性

化的问题，在某些情况下已经不能满足用户的需求，而衍生出来的自动折叠伞虽

解决了一部分人的用但需求，但因本身设计体积比普通折叠伞大，又因为自动折

叠的结构使得重量也大，从而也会增加携带的不便性。

我们将传统想法中的伞和背包结构结合起来，根据市场调查总结人们对于这

两者真正需要什么。深入调查和设计两者的结合方式。使人们能够更轻松遮风挡

雨，解放双手。

本产品主要研究：

一对传统想法中的伞和背包结构重新设计结合，以模型或者产品的方式呈

现出来；

二提供更好的便携性，符合人机交互，完全腾出双手；

三不能丢失传统伞的防雨、遮阳功能。

在人们的日程生活中，下雨天几乎人手会需要一把伞，而目前的多折伞的结

构复杂，使用寿命极短，且不易维修。如若雨天青少年未带雨伞，又会让父母担

心，该产品针对的人群为青少年和旅行人群，背包伞在解决储物同时带有遮雨和

遮挡阳光的功能，更完善的伞面设计使得使用者不受雨水的侵扰，完全解放人们

的双手。

创新点：

1背包与伞的结合，衍生出的一款跨界产品，真正做到一举两得。

2简易的伞面开合方式，并不需要复杂的机械结构。降低生产成本，方便日

后维修。

3解放双手，更加集中用户行走时的注意力，让人们的生活效率提升。

4研究雨伞与产品的结合将能够衍生出更多结合物。

二、背包伞的结构分析

雨伞的功能是供人遮雨，就发挥雨伞的功能作用而言，把人看作雨伞的组成

部分是完全合理的。因此，人在使用雨伞时组成了人--雨伞系统，该人一雨伞

系统中的人一雨伞界面关系可由(图一)来进行分析。

1.人与支撑部件关系

支撑部件主要有伞柄、伞把手、伞骨穆头等。伞柄是伞的主心骨,支撑着整

个伞。从人机关系来看，伞柄、伞把手、伞骨穆头等的位置和大小，以及它们之

间的相互关系，与手持雨伞人的手握位置和肌肉的动作有着密切的联系。伞把是

人撑伞时手握的部位，是关乎手握雨伞的舒适度，人在什么情况下才能平稳地拿

住伞;伞柄的压簧什么时候能很省力地按捏，人在收缩伞柄的时候，什么时候伞

骨穆头的位置是符合人所需要的长度，这些都是诀定于人体特性的设计参数。

2.人与撑开部件关系

撑开部件主要有伞骨、伞骨关圈等，构成伞面的支架。伞骨是支撑整个伞面

的,它能折叠能撑开,便于携带。为了能在使用时省力就该在伞骨、伞骨关圈、键

钮之间的关系来找关键。如伞骨的张开的大小，伞骨的高度，伞骨关圈上键钮的

大小是否符合手按键钮时的舒适度。

3.人与遮雨部件关系

伞面是伞中最重要的部分,担负着遮雨的责任，而伞面与伞骨的关系是支撑

与被支撑的关系，支撑骨架、伞面骨架和水平骨架套在同一个光圈上，连成一个

整体的雨伞伞骨支架，并贴合着伞面。伞面的张开大小、弧度，关系着人在伞下

不被淋湿。雨伞在使用时与人的关系密切，因此影响雨伞的人体因素也很多。二、

影响雨伞性能的人体因素雨伞在使用时与人的关系密切，因此影响雨伞的人体因

素也很多。

1.人的体格因素

一般人的最大肩宽为48699%，为了更好的防雨，伞面的直径是该数据的两

倍(1000)，使人在伞下有单手活动范围(上臂长31350%)。

2.人的上肢肌力

人打开伞的主要原动力来源于人的上肢肌力，当人握着伞把手,右手捏住伞

骨关圈，推开时用的省力程度，主要取决于伞骨结构中主伞骨，支伞骨，铰接座.

的灵活程度。伞柄内设计了一件压簧，应用作用力和反作用力的原理，收起伞时

压簧受到了挤压力，在打开伞时，压簧释放了挤压力，成为伞自动打开的动力。

伞柄的压簧，人在使用时，手按压簧受到了挤压力，这关乎