基于用户研究的家用厨余冷藏垃圾桶设计研究

张伟东 金信琴

摘要：针对居民厨房使用的厨余垃圾桶，厨余垃圾含有极高的水分与有机物，居民在现在生活中时间紧张，没有时间处理垃圾导致厨余垃圾腐坏、产生恶臭、细菌。通过用户研究的设计理论，设计并发放调查问卷，通过调查问卷对目前厨余垃圾桶问题进行提取，并进行用户访谈对得到的问题进行深入研究，得到用户的需求，通过用户的需求建立画像，研究用户日常对垃圾桶使用的需求，并对需求进行分析。完成对家用厨余冷藏垃圾桶的设计研究。该垃圾桶具有简约风格的外观，利用半导体制冷原理，使厨余垃圾不会腐坏并产生细菌，同时利用半导体进行制热，对垃圾桶进行消毒烘干，同时具备语音播报、自动开盖功能。家用厨余垃圾桶的设计外观简约、环保、卫生。

关键词：用户研究家用冷藏厨余垃圾桶卫生

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2021）02-0106-03

引言

随着人们对生活追求的日益提高和对垃圾分类素质的提高，垃圾桶作为日常生活中的重要组成部分，不只是一个藏污纳垢的容器，更能体现一个家庭的形象和生活品位。厨余垃圾已经是人们生活中占比较大的垃圾，而厨房使用的垃圾桶已经满足不了人们的需求，厨余垃圾容易腐坏，产生恶臭。人們不能总是及时的将厨余垃圾处理掉，厨余垃圾就会产生细菌、飞虫，并危害人们的身心健康。本文设计了一款环保实用的家用厨余冷藏垃圾桶，可以有效地将厨余垃圾进行冷藏，使厨余垃圾不易腐坏，制冷部分使用半导体一端制冷将垃圾桶内胆降温，半导体另一端放热用来高温消毒烘干处于垃圾桶，以便人们可以不用担心厨余垃圾的腐坏和垃圾桶的卫生问题。

2003年10月，国家出台了《城市生活垃圾分类标志》。根据国家制定的统一标志，生活垃圾被重新划分为四类，它们分别是可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾和其他垃圾2。可回收物代表着可以进行回收和资源利用再次利用的垃圾，其中包括纸类、塑料、玻璃、织物和瓶罐等，通常用蓝色的容器进行垃圾的收集，而有害垃圾则表示垃圾中含有害的物质，通常需要进行特殊的安全处理的垃圾，其中就包括电池、灯管和日用化学品等，通常用红色的容器进行垃圾的收集，而其他垃圾则表示在分类以外的垃圾，通常用灰色的容器来进行收集。厨余垃圾桶通常被称为不可回收垃圾桶，通常用绿色的容器来进行垃圾的收集，在日常生活中厨余垃圾主要来自于居民在生活中进行食品加工、饮食等产出的垃圾，其中通常包括剩菜、剩饭、骨头、果肉残渣，食品废弃物等，而这些垃圾主要来自于家庭的厨房，餐厅、酒店、饭店、食堂、市场和其他与食物处理加工的行业有关。厨余垃圾桶需要具备的的特点，密封性好，隔离层漂浮于厨余垃圾层表面，隔离病毒，抑制细菌繁殖，杜绝蚊虫滋生，苍蝇满天飞。特殊时期添加消毒烘干杀菌剂起到防疫功能。

一、家用厨余冷藏垃圾桶的用户研究

用户研究在产品的设计中通常是设计流程中需要进行的第一步，用户研究通过对用户的理解，对用户的目标、需求进行分析。本课题通过用户研究分为两个部分，第一个部分定量研究，是通过网络发放调查问卷，用数学的方法对想得到的结果进行数量的分析，第二定性研究，定性研究通常是指通过发掘问题、理解事件现象、分析人类的行为与观点以及回答提问来获取敏锐的洞察力，来获取用户对的需求，结合用户的需求建立用户画像，并进行产品设计。

（一）定量研究

定量研究采用问卷调查的方法对用户进行前期分析，所谓问卷是一组与研究目标有关的问题，或者说是一份为进行调查而编制的问题表格，又称调查表【3】。从线上问卷调查，线下用户行为分析两个维度对剖析，进行产品定位。发布使用厨余垃圾桶的问卷调查，有效问卷206份。根据调查问卷数据表明，本次调查主要用户群体为18岁-60岁之间的用户，如图1所示，18岁以下为少年和青少年，一般不会去厨房做饭等，所以产生的厨余垃圾是少量的，而18岁-60岁之间的用户，已经满足了所有家中产出厨余垃圾的条件，所以问卷发放时，发放的群体为18岁-60岁的用户，对目标群体进行定位后，通过对厨余垃圾产出量进行调查，如图1所示，在对居民用户关于倒垃圾的频率进行调查，每天倒一次垃圾的用户达到65%。两天清理一次垃圾的用户达到30%，如图2所示。而在调查的数据表明每天清理一次垃圾的人都和垃圾腐坏，滋生细菌、产生异味有关。根据数据可以看出65%的用户一天清理一次垃圾，并且这些用户厨余垃圾的产出量都在50%以上，而这些65%用户中61.5%的人一天清理一次垃圾的原因是由于垃圾腐块，滋生细菌，才会一天清理一次垃圾，其中38.5%%的人是由于产生异味才一天清理一次垃圾。30%的人两天清理一次垃圾，两天清理一次垃圾的人，家中厨余垃圾的产出量占总垃圾的25%以下。而三天以上清理一次垃圾的人是几乎没有厨余垃圾的产出。

调研问卷的问题主要围绕用户对于厨余垃圾在日常生活中出现的问题，并且对目前厨余垃圾桶有什么需求，以上是调查问卷部分问题的分析，通过调查问卷已经初步了解到用户需要每天对厨余垃圾进行处理最主要的原因是由于厨余垃圾会腐烂并且产生异味，所以需要每天都处理厨余垃圾，根据对用户的定量研究、得到厨余垃圾有自身的问题，并且厨余垃圾桶目前功能上也满足不了人们的需求，共有以下三点问题：

1.厨余垃圾本身含有较大的水分，非常容易腐烂，并且滋生飞虫等;2.厨余垃圾桶在控制自身成本的前提下功能受限，只能满足最基本的需求;3.厨余垃圾桶长时间使用会导致细菌滋生，然而用户家中不具备消毒烘干功能。

（二）定性研究

定性研究是通过用户访谈来分析用户的行为与观点以及回答提问，通过观察来获取用户的需求，根据研究的需要对12位用户进行访谈，主要以用户的信息、用户在生活中关于厨余垃圾的问题和对厨余垃圾桶有什么需求的问题进行访谈，下表是用户访谈的代表性人物，本文选择三名用户的访谈统计结果进行展示，如表1所示。

通过对用户进行访谈，对用户的功能需求进行分析和研究，得到目前家用厨余垃圾桶的主要用户对功能上的需求，并且根据调查问卷和用户访谈进行对功能需求所占的权重进行分析，得出冷藏功能是目前用户对家用厨余垃圾桶最重要的需求，其次分别为消毒烘干功能、语音功能、自动开盖功能如图3所示。

（三）用户画像建立

用戶画像的建立，用来建立目标用户、联系用户诉求与设计方向的有效工具，用户画像在各领域得到了广泛的应用，在实际操作的过程中往往会以最为浅显和贴近生活的话语将用户的属性、行为与期待的数据转化联结起来【4】。用户画像是用来代表实际用户的虚拟代表，用户画像所虚拟的用户角色不是凭空虚拟出来的，而是根据产品和市场的数据进行建立出来的，虚拟出来的用户角色需要可以代表使用产品的主要用户和目标群体如图4所示。

二、产品设计定位

（一）产品使用环境定位

家用厨余垃圾的使用环境的定位为，满足产生厨余垃圾的家用厨房、大型餐厅、酒店等。厨余垃圾桶可以根据厨余垃圾的产生量来生产大小不同的厨余垃圾桶。

（二）产品功能定位

1.冷藏、消毒烘干功能：厨余垃圾在日常生活中问题是易腐坏、产生细菌，影响人们的身心健康，所以需要及时的将厨余垃圾处理掉，可是由于人们的生活比较紧凑早上的时间经常的不够用，晚上下班回来很累又不愿意活动，所以经常导致厨余垃圾腐坏了、产生细菌了，人们才想起来去扔掉，所以增加了冷藏功能可以使厨余垃圾不会腐坏并且产生垃圾。厨余垃圾桶经过通电使半导体制冷器开始进行工作，半导体连接两块金属，一端连接冷一端连接热，将半导体连接冷的一端连接厨余垃圾桶内部，厨余垃圾桶内部金属部分会进行降温，从而达到使厨余垃圾冷藏。

高温消毒烘干功能可以帮助人们考虑垃圾桶的卫生问题，半导体制冷片导体连接两块不同的金属，接通直流电，则一个接点处温度降低，另一个接点处温度升高，高温可以是垃圾桶进行杀菌消毒作用，如图所示5。

半导体制冷器（Thermoelectriccooler）是指利用半导体的热电效应制取冷量的器件，又称热电制冷器，如图6所示。用导体连接两块不同的金属，接通直流电，则一个接点处温度降低，另一个接点处温度升高。

半导体制冷器里主要由半导体制冷片和散热装置等构成。若将电源反接，则接点处的温度相反变化，这一现象称为珀耳帖效应，又称热-电效应，纯金属的热电效应很小，若用一个N形半导体和一个P形半导体代替金属，效应就大得多。实用的半导体制冷器是由很多对热电元件经并联、串联组合而成，也称热电堆5。半导体制冷片的温差大概可以达到70"C。冷端温度可达-10°C～-20"C，热端的温度可以达到50°C～60°C，通过增加热电堆级数即可使两端的温差加大。但级数不宜过多，一般为2～3级问。

2.自动翻盖功能可以帮助人们省去弯腰动作，并且厨余垃圾桶由于冷藏功能需要桶盖，厨余垃圾桶盖用手去打开也是不卫生，所以设计自动翻盖功能也是非常有必要，这里选择红外线传感器，利用其能感应到人靠近垃圾桶的功能，当人体进入厨余垃圾桶感应区域并进行扔垃圾的动作时，红外感应自动开门装置将会使垃圾桶盖自动打开，当人体离开感应区延迟几秒桶盖自动关闭【7】。自动翻盖设计避免了人开门造成的病菌传染，同时可以使冷藏功能降温得到保证。自动开盖系统设计流程图如图7所示。

3.语音功能设计，如今国家提倡垃圾分类，厨余垃圾桶设立语音功能，每天早上会听到“早安”，晚上会听到“晚安”，可以给一些在外地打工的人们制造一些温暖，使厨余垃圾桶更加人性化，每当人们向垃圾桶里正确投放垃圾时，可以听到“非常感谢”、“太棒了”。通过语音播报可以鼓励人们正确投放垃圾，并且可以吸引小朋友进行厨余垃圾的分类，此类功能需要在垃圾桶内部设置一个传感器，每当感应到投放垃圾就会发出语音。

（三）造型定位：产品造型风格采用简约时尚分割，适合于各种厨房，整体由几何形体堆砌而成，简洁大方，给人一种简约美，不添加任何多余的线条装饰，功能突出。

（四）产品材料定位：厨余垃圾桶桶身塑料选用100%优质聚丙烯（PP），100%优质聚丙烯（PP）具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐候性强;投递口圆角设计，安全无利口;表面光洁，减少垃圾残留，易于清洁;可相互套叠，方便运输，节省空间与费用;能在零下30”C内使用，并且在零上65*C区间温度内正常使用;有多款颜色选择，可根据分类需求随心搭配;广泛适用于各种环境，更可用于垃圾分类收集，如物业、工厂环卫等。

（五）色彩定位：色彩会直接影响使用者的感管，强烈具有冲突感的色彩搭配，通常会造成用户视觉疲劳【8】。而厨余垃圾桶的色彩主要以白色为主，搭配微量黑色，体现了产品的简约感，同时在使用场景中也不会显得突兀，易于搭配。

厨余冷藏垃圾桶在功能上由半导体制冷器、半导体制热、红外感应自动开门装置、语音系统组成，这些功能将使厨余垃圾桶更加符合用户对产品的使用需求。在材料上通过使用聚丙烯（PP）材料来制作桶身主体，色彩搭配上通过白色和黑色的搭配来体现简约感。

三、厨余垃圾桶设计

通过从结构、功能、材料、工艺等各个方面进行深入的设计研究，最终形成实际方案，使产品的细节完整，符合用户的需求，设计要素完美的融合。

（一）结构展示，底面细节图可以看到电池模块、充电接口、输送热量模块、热级和冷极。电池模块，电池通过释放电量给半导体片使半导体片工作，半导体通电后正负极开始工作，有垃圾时制冷使厨余垃圾冷藏，可以保存得更久，热量通过底部垃圾桶散热孔散发掉，当厨余垃圾桶没有垃圾时，半导体制热，通过两侧的导热条进行输送热量，使厨余垃圾桶消毒和烘干。在电池没电时通过USB充电接口进行充电，如图8所示。

（二）功能展示，家用厨余冷藏垃圾桶上放具备语音播报功能，语音播报功能在家用厨余冷藏垃圾桶上方可以清楚的进行语音播放，通过每次丢垃圾家用厨余垃圾桶会进行语音播报，对用户进行感谢，并且在每天对用户进行问候。家用厨余冷藏垃圾桶前放具备自动开盖功能，通过红外接收器感应到人体时，将信号进行方法通过信号识别系统识别是否进行开盖。制冷功能通过对半导体进行通电，使半导体进行制冷，对内胆进行导冷。制热系统通过对半导体通电使半导体放热对厨余垃圾桶两侧导热条进行加热，使厨余垃圾桶进行烘干消毒，如图9所示。

3.通过产品前期的调研工作进行了草图的绘制，选择方案图的择优选择，最终选取最适合方案进行手绘效果图绘制，根据手绘效果图外观与结构进行合理的电脑效果图绘制，电脑效果图采用Solidworks软件建模，Keyshot进行渲染。产品经过渲染后，整体造型效果以及场景使用图，如图10所示。

产品造型风格采用简约风格并对长方体逆行分割，通过分割出的空间将各个功能模块放入，各个功能模块组合形成了具备多种功能的家用厨余冷藏垃圾桶，适合于各种厨房，整体简洁大方，产品的色彩为符合核心用户的喜好，在颜色上，主题颜色选择白色并且搭配微量黑色，使得厨余垃圾桶简约整洁，让人有干净卫生的感觉。在功能上采用了半导体进行制冷冷藏和制热消毒烘干，根据产品本身的功能的需要，厨余垃圾桶桶身塑料选用100%优质聚丙烯（PP），桶身相互之间可以进行相互叠套，运输方便，可以节省空间与费用，并且优质聚丙烯能在-30°C～65"C区间温度内正常使用，材料符合了产品对功能的需求，可以在-30°C～65"C之间相互转换。

结論

本研究通过对用户进行定量研究、调查问卷分析、定性研究、用户访谈、建立用户画像，得到用户对于厨余垃圾用的需求，对垃圾桶进行功能附加设计，增加了语音播报功能、自动开盖功能，并通过半导体制冷器一端制冷对厨余垃圾进行冷藏，使厨余垃圾不易腐坏，另外，一端进行制热，并使用该热量对厨余垃圾桶进行消毒烘干。。

参考文献

【1】吴文勇.垃圾分类背景下城市公共垃圾桶视觉设计研究【J】.包装工程，2020（08）：7.

【2】孟竺君，仓诗建，田原源.现代城市分类垃圾桶设计研究【J】.设计，2018（17）：106-107.

【3】萧浩辉.决策科学辞典【M】.北京：人民出版社，1995.

【4】汪强兵，章成志.融合内容与用户手势行为的用户画像构建系统设计与实现【J】.数据分析与知识发现，2017（2）：80-86.

【5】吕艳，黄骏半导体制冷技术研究趋势分析【J】.产业创新研究，2019（11）：234-235.

【6】蒲又祯，杨通豪，杨杰.聚丙烯材料在汽车零部件上的应用与展望【J】.塑料科技，2020，48（08）：138-141.

【7】肖闽杰，曲延瑞.室内智能垃圾桶产品设计研究【J】.设计，2017（24）：122-124.

【8】胡雨霞.石海林.色彩构成和视觉心理在工业设计中的应用【J】.设计，2014.12：114-116.