基于移动办公需求的多功能旅行箱设计研究

徐柯童，王子鸣，曹中淏，张晶晶

基于移动办公需求的多功能旅行箱设计研究

徐柯童，王子鸣，曹中淏，张晶晶

（武汉理工大学，湖北 武汉 430000）

当今社会，随着生活、工作节奏加快，人们常常需要在机场、车站等一些候车场所利用等待时间进行办公。为了能够给人们带来更便捷的移动办公体验，往往需要一些辅助工具以满足移动办公需求。但额外增加辅助物品与商务人士的简行观念并不相符，反而会为其增添负担。旅行箱是差旅人士出行必不可少的用品之一，对差旅人士常携带的旅行箱进行了创新设计，通过用户需求调研以及结构创新，为差旅人士带来更便捷的生活、工作体验。

移动办公；旅行箱设计；差旅人士；创新设计

1 项目研究背景和意义

党和国家在发展经济的政策中多次明确提出：在毫不动摇地巩固和发展公有制经济的同时，也必须毫不动摇地鼓励、支持和引导非公有制的发展。发展比较有优势的劳动密集型企业，鉴于箱包行业投资门槛低、污染少、资金周转快、传统工艺与现代技术相结合，属于劳动密集型企业，能大量解决剩余劳动力，使其成为国家产业政策鼓励发展的行业。近年来，中国行李箱行业发展速度较快，受益于行李箱行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大，行李箱行业在国内和国际市场上发展形势都十分被看好。但是，市场调研结果显示，目前国内市场销售的旅行箱总体呈现出需求量大，但功能局限、外观单一等特点。

“移动办公”也可称为“3A办公”或移动OA，即办公人员可在任何时间、任何地点处理与业务相关的任何事情。这种全新的办公模式，可以让工作人员摆脱时间和空间的束缚。单位信息可以随时随地通畅地进行交互流动，工作将更加轻松有效，整体运作更加协调。

随着现代生活节奏的加快以及生活、工作方式的改变，人们的时间观念越来越强，在客运高峰时期，部分差旅人士经常遇到无座、无桌台、附近电源插座被占用等情况，这都会直接或间接影响到差旅人士移动办公的工作效率。通过用户调研，研究表明大多数人认为在差旅途中遇到这些情况时，都将给自己的工作、生活带来一定的不便。

对此，目前市场上也有一定的相关产品来辅助移动办公，比如“smartoo”移动智能便携办公桌，如图1所示，适用各种类型的行李箱拉杆，可进行松紧调节，兼容性强，采用折叠设计，不占用额外空间。但是，它仍然具有一定的体积，并且影响行李箱的造型美观，不完全符合差旅人士的出行观念。

图1 “smartoo”移动智能便携办公桌

另外，“便携式移动电源”解决了差旅人士出门在外电子产品续航能力不够的问题，并且适用于多种型号的插头，但是充电一般较慢，且需要被额外携带。

通过对箱包产业以及移动办公的研究，作为差旅人士经常携带的物品——旅行箱，在国内目前其整体外观单一、功能局限，移动办公旅行箱将在此基础上进行相关创新和设计，使其不仅在尺寸、材料、外观等上有一定的改进，更赋予其移动办公功能，来满足不同人群的所需，具备创新性、实用性、多功能性。因此，本文研究的意义在于对行李箱进行创新设计，从而满足差旅人士对移动办公的需求，有助于提高差旅人士在旅途中的办公效率，使其可以更有效地利用不可避免的等待时间，同时符合差旅人士的简行观念，并为旅行箱的设计提供一种新的可能，有助于商务旅行箱销售市场的发展。

2 方案设计

确定设计整体构思：明确移动办公旅行箱基本属性——盛装物品和移动办公。为了实现承装物品这一基本属性，就要明确旅行箱内部空间大小，即实际容积，此时就要考虑旅行箱的箱体大小、材质选择等方面。

为了实现移动办公这个基本属性，必须在客流量大、没有座位的情况下提供座位，同时具备能够放置笔记本等工作工具的桌台。在此基础上，通过工业设计的探讨与整合，移动办公旅行箱应该还具备一定的稳定性，同时车轮、箱体、座架、工作台等应该统一和谐并具备一定美感。因此，必须对旅行箱的部分结构进行创新设计，使其具备相应的基本属性。

另外，在确定旅行箱基本属性的情况下，必须确定需要解决的问题并进行分析和整合设计。

2.1 箱体的大小、材质的设计研究

旅行箱的体积感取决于实际的高度、宽度和厚度这三个方向的尺寸大小和比例关系。厚度大的旅行箱给人感觉有很强的功能性和体积感，容易留下厚重、醒目、坚实、豪华等印象；厚度小的旅行箱则立体感较弱，显得轻薄、纤弱，但会给人雅致、精巧的印象。因而不同的旅行箱在人们印象中都会有一个固定的比例关系，即对体积感的认同。

通过对市场所售拉杆箱尺寸的调查总结后，基于方便实验研究与模型的制作，采用按18寸（1寸≈3.33 cm）行李箱３∶２的比例缩放，再结合实际进行部分尺寸调整，确定具体模型尺寸为：箱体为350 mm×215 mm×490 mm（不带轮），拉杆为450 mm（折叠时）、800 mm（展开时），座板离地为380 mm，桌板离地为500～700 mm（可调节）。

市面旅行箱最常见的材质为ABS，最新研究出一种PC材质，主要特点是轻，表面比较柔韧、刚硬，相对价格较高。

在设计初期进行模型制作，选择材料时需要从多个方面进行考虑。

所选材料应满足零件的工作条件要求。由于零件工作条件具有的复杂性，在选择零件时应对其工作条件进行一定分析。考虑其受力状态、载荷性质以及工作温度和环境介质。

零件制作工艺应避免过于复杂，应考虑零件的可获得性。零件的选择必须从实际出发，尽量避免设计出不可获得零件，以致本末倒置，充分利用实验室资源。

材料的经济性。模型的制作过程中以目的为导向，使模型具有研究性，体现经济性，充分表达出设计者的思想。在考虑了以上几个因素后，拉杆箱框架使用铝合金型材搭建而成。而承重较强的拉杆部分采用航空级数的铝材，保证了整体的牢固性和稳定性。拉杆箱的箱体则选用了3 mm亚克力板。亚克力板利用激光切割机其切割到所需尺寸，其他部位的零件因其复杂性与唯一性，不易购买到成品，因此利用实验室3D打印机打印而成，所使用的材料为PLA。

2.2 功能创新设计研究

为了实现移动办公这个基本功能，可以对旅行箱的部分结构进行创新设计，使其达到相应的基本功能：①增加折叠式座板装置，且通过拉杆变形得到，不额外增加箱体本身的质量，拉杆机构展开时形成符合人机工程学的座板系统，解决等待场所无座等不便情况，如图2所示。②迷你工作台。可放置笔记本电脑、咖啡、平板电脑等的迷你工作台，可随时随地更方便地使用笔记本电脑。且与折叠座板结合，为移动办公人士提供各种情景下坐式办公的便利，如图2所示。③拉杆箱轮子的收起弹出结构。拉杆箱在展开座板系统和工作台后，轮子缺少足够的摩擦力使得箱体保持相对静止，而且暴露在外的轮子在托运或转移过程中，极易与外界物体碰撞导致轮子掉落。所以，轮子可收起弹出的拉杆箱可以让人们的旅行工作轻松自如、事半功倍，对于提高人们生活舒适性具有重要意义，同时具备较大的市场价值，如图3所示。④共享排插设计。共享排插配备2个二孔插头和2个三孔插头，以及2个USB口，USB的输出电流为1 A，可满足绝大多数电子设备的充电需求，例如常用的手机、平板电脑、小灯等，如图4所示。

图2 折叠式座板装置

图3 拉杆箱轮子的收起弹出结构

图4 共享排插

2.3 结构的设计研究

为了保证上述功能的实现，可以通过一些具体的结构设计来实现。迷你工作台部分采用旋转结构且与箱体结合比较容易实现，而折叠式座板装是利用拉杆的结构变化实现的，其中需要考虑到3个关键的技术性问题。

2.3.1 拉杆的承重问题

此设计中拉杆系统展开之后要承重最高90 kg，满足正常成年人的使用效果。支撑杆连接处是在拉伸杆中间，因此需要计算杆受压的弯矩不超过理论极限值（90 kg）。

令≈900 N（90 kg的成年人），计算简图如图5所示。

由图5可知，BD杆为二力杆，取ABC杆为隔离体，受力分析图如图6所示。

图5 计算简图

图6 受力分析图

由静力平衡方程得：

可得d=1 600 N，Cy=﹣935 N，Cx=20 N。

杆ABC可简化为图7。

图7 简化后的杆ABC

经过分析知最危险截面为B点左侧：压=（Ay·/+Ax/）=30.5 MPa＜[]硬铝=370 MPa，故符合要求。

2.3.2 拉杆旋转后固定方式的解决

在旋转副处均在预订固定位置处提前设置的外加固定约束，利用桌板（拉伸杆）在旋转是与固定不动的挡块相对位置逐渐接近直到重合后无法继续旋转达到固定效果。

2.3.3 拉杆与箱体的整体性结合问题

通过斜面让杆件在两个不同使用位置时，实现不同的三维延展方向，也就是需要支撑时利用斜面满足夹角的要求，收纳时又可以紧贴斜面实现不占用空间同时美观的效果。

2.4 “协同性”设计实践验证

结合传统工艺与先进技术，在实现手绘技艺传承与创新的同时，结合新时代技术，利用PS、犀牛等先进软件进行深层次的渲染，通过木质模型、油泥模型以及其他材料的创新和融合，进行系统设计方法体系创新及应用，实现实践与理论的循环互动提升，达到效果表现上的创新，深化结构层次，并利用这种全局意识的“协同性”特征对所设计的产品进行系统性分析。

3 方案图展示

方案图如图2、图3、图4所示。

4 结语

随着科学技术的日新月异，设计概念的内涵和外延都在不断发生变化。工业设计将信息转变为商品价值，为推动社会发展作出了巨大的贡献。尤其是箱包设计也已经越来越受到世界各国和人们关注。此款旅行箱集多种功能于一体，结构简单紧凑，可提供支持移动办公的桌板、座板并且具备万向轮的收起弹出结构。当遇到电源数量有限且被占用的情况时，本旅行箱内置弹出式排插设计，可实现电源共享，且有储电功能，提高了差旅人士的工作便利性。所有操作十分简单易学，适合多个年龄层，解决了出行途中移动办公的诸多问题，将为旅行箱包的设计创新领域作出一定的贡献。

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2095－6835（2020）20－0009－03

TB472

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.20.003

徐柯童（2000—），女，湖北襄阳人，武汉理工大学艺术与设计学院，2018级在读本科生，工业设计专业，研究方向为产品设计。

〔编辑：张思楠〕