車(chē)載膠囊咖啡機(jī)設(shè)計(jì)研究

史耀軍　石海麗

摘要：隨著咖啡文化在國(guó)內(nèi)的興起，喝咖啡已經(jīng)成為人們生活休閑的一種方式，成為生活中的一部分。車(chē)載膠囊咖啡機(jī)在使用環(huán)境、使用方式上創(chuàng)新，讓人們對(duì)咖啡機(jī)的使用有了新的認(rèn)識(shí)。也給人們?cè)谏钪刑峁┝司薮蟊憷１疚膹氖袌?chǎng)背景、功能、結(jié)構(gòu)、材料、技術(shù)和人機(jī)關(guān)系的角度對(duì)車(chē)載膠囊咖啡機(jī)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)和研究，讓人們?cè)谑褂迷摦a(chǎn)品的過(guò)程中感到方便和其帶來(lái)的快樂(lè)。

關(guān)鍵詞：車(chē)載 膠囊咖啡機(jī) 創(chuàng)新 研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2018）03-0124-03

引言（咖啡、膠裹、汽車(chē)、生活環(huán)境）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們已經(jīng)進(jìn)入了高效率的快時(shí)代，交通工具的更新迭代使得我國(guó)的汽車(chē)文化日益蓬勃發(fā)展。汽車(chē)成為人們生活工作的必需品，在一定程度上也彰顯了社會(huì)地位和品質(zhì)。汽車(chē)的內(nèi)部環(huán)境已經(jīng)成為我們生活環(huán)境中的一個(gè)重要組成部分，除了汽車(chē)內(nèi)飾以外，車(chē)用產(chǎn)品也越來(lái)越豐富。

隨著咖啡文化在中國(guó)逐漸興起，各大城市的繁華地段和商務(wù)辦公場(chǎng)所附近隨處可見(jiàn)風(fēng)格迥異各有特色的咖啡店。咖啡具有幫助消化、解除疲勞和提神等作用，而成為了我們?nèi)粘Ｉ钪械某Ｒ?jiàn)飲品。而膠囊咖啡機(jī)的出現(xiàn)，使得喝咖啡變成了高效且享受的事情。但即便膠囊咖啡機(jī)已經(jīng)簡(jiǎn)化了喝咖啡的程序和節(jié)省了大部分時(shí)間，其使用環(huán)境還是受到限制。車(chē)載膠囊咖啡機(jī)既保證了咖啡的品質(zhì)口感又能達(dá)到產(chǎn)品的便攜與使用環(huán)境的適用性?；谄?chē)時(shí)代的背景，將膠囊咖啡機(jī)與汽車(chē)結(jié)合必將產(chǎn)生高科技之間碰撞的火花。

一、環(huán)境背景

汽車(chē)的普及使人們的生活得到了很大便利，既能節(jié)約時(shí)間又能提高效率，也豐富了人們的生活。在工作、學(xué)習(xí)、生活中我們很大部分時(shí)間都是在車(chē)上度過(guò)的，除開(kāi)家庭、辦公室生活，汽車(chē)成為了我們生活的第三大空間。汽車(chē)用品行業(yè)也隨著汽車(chē)市場(chǎng)高速發(fā)展而日益品類(lèi)繁多。車(chē)載冰箱、空調(diào)、音響等一系列產(chǎn)品使得我們?cè)谲?chē)內(nèi)空間的生活中更加舒適。人們也將目光轉(zhuǎn)移到更多的小家電產(chǎn)品上，重新整合結(jié)構(gòu)功能使其能在車(chē)內(nèi)環(huán)境同樣能服務(wù)人們。

咖啡作為日常飲品已經(jīng)滲入到我們生活中，對(duì)于很大一部分人咖啡甚至變成必需品。隨處可見(jiàn)大大小小形色各異的咖啡店，咖啡產(chǎn)業(yè)的興起，使得人們無(wú)形之間漸漸接受了咖啡。人們對(duì)咖啡的需求增大，不僅僅想在咖啡店品嘗美味咖啡，因之而出現(xiàn)了家用的個(gè)人咖啡機(jī)。起初咖啡機(jī)的制作工藝很大程度上決定了咖啡的口感，人們需要掌握一定的操作使用技巧以及注意咖啡粉的研磨程度，還有咖啡粉與水的比例。

二、市場(chǎng)分析

為了使沖煮咖啡的過(guò)程能簡(jiǎn)單易學(xué)，讓使用者不用費(fèi)勁就能掌握機(jī)器的使用方法，出現(xiàn)了半自動(dòng)和全自動(dòng)的咖啡機(jī)?，F(xiàn)在的咖啡廳以及飯店等地用的就是全自動(dòng)的咖啡機(jī)，只需事先把咖啡粉和水等原料放進(jìn)機(jī)器，輕輕一按按鈕就可以得到一杯美味的咖啡。全自動(dòng)咖啡機(jī)很大程度上的改變了咖啡的沖煮方式，簡(jiǎn)化了咖啡沖泡過(guò)程中的繁瑣程序，快速又高質(zhì)量地完成咖啡的沖泡。

可是全自動(dòng)咖啡機(jī)的機(jī)器昂貴，且需要定期專(zhuān)業(yè)維護(hù)清理，作為家用電器產(chǎn)品，無(wú)形中增加了經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本，且需求量不像咖啡廳那樣多，以至于咖啡粉不能及時(shí)用掉，會(huì)影響咖啡口感。膠囊咖啡機(jī)既保持了全自動(dòng)咖啡機(jī)簡(jiǎn)單陜捷的優(yōu)勢(shì)，又能保證咖啡粉的新鮮度以及減少清洗的工作量。已經(jīng)逐漸入侵咖啡機(jī)的市場(chǎng)。

三、工作原理

現(xiàn)在市面上咖啡機(jī)的工作原理都是高壓沖煮的方式，是一種快速高效的咖啡沖煮方法，也就是我們平時(shí)聽(tīng)到的Espresso。文章要介紹的車(chē)載膠囊咖啡機(jī)也是采用這種工作原理。首先是將咖啡粉研磨均勻，再放進(jìn)容器內(nèi)壓緊填實(shí)，形成一個(gè)結(jié)實(shí)緊密的咖啡塊，以對(duì)抗沖煮時(shí)較高的熱水壓力。為了方便人們研究出了膠囊咖啡，先統(tǒng)一地把咖啡粉壓縮到膠囊中，使其成為一個(gè)個(gè)獨(dú)立的咖啡塊，加氮?dú)饷芊獗ｕr，然后使用時(shí)將其裝進(jìn)咖啡機(jī)里。在沖煮過(guò)程中，鍋爐加熱水溫升高壓強(qiáng)變大，煮沸的熱水順著管道進(jìn)入膠囊中，熱水充滿咖啡塊中的縫隙，充分萃取每一?？Х榷狗?，短時(shí)間內(nèi)就能得到一小杯濃郁香醇的濃縮咖啡。水沖入咖啡塊的壓力與咖啡塊本身的阻力是決定一杯咖啡口感的關(guān)鍵。

四、產(chǎn)品設(shè)計(jì)

（一）產(chǎn)品定位

產(chǎn)品適用人群定位：汽車(chē)愛(ài)好者，喜歡自駕出行，注重生活品質(zhì)，喜歡喝咖啡，愿意接觸嘗試新事物。

產(chǎn)品功能定位：產(chǎn)品體積不宜過(guò)大，充電裝置要適合于汽車(chē)內(nèi)環(huán)境，重新布置工作模塊位置，操作簡(jiǎn)單易懂，需清洗部件拆卸方便。

產(chǎn)品的CMF定位：手感溫和，易清洗，耐化學(xué)藥品性，具備一定的機(jī)械性能，視覺(jué)美觀，給人高端細(xì)致的感覺(jué)。

產(chǎn)品市場(chǎng)定位：目標(biāo)消費(fèi)群是中高級(jí)消費(fèi)行為和消費(fèi)能力的人群，產(chǎn)品應(yīng)體現(xiàn)高端品質(zhì)生活享受。

產(chǎn)品使用環(huán)境定位：自駕外出旅行、出差，需要在車(chē)內(nèi)度過(guò)一定時(shí)間。

（二）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

如圖中所示是一般的膠囊咖啡機(jī)的工作原理圖，由水箱、水泵、鍋爐以及釀造系統(tǒng)構(gòu)成，水泵將水抽出送到鍋爐內(nèi)加熱成高溫水蒸汽，輸進(jìn)釀造系統(tǒng)中，就能制作出一杯美味的咖啡。如果將產(chǎn)品的使用場(chǎng)所變成汽車(chē)內(nèi)部，還需在基本的工作原理上重新設(shè)計(jì)（如圖1）。

由于車(chē)內(nèi)環(huán)境有限，所以產(chǎn)品應(yīng)在滿足使用功能的條件下，盡可能的做到節(jié)省空間。在一般汽車(chē)固有的空間設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，來(lái)限制設(shè)計(jì)咖啡機(jī)的尺寸造型。進(jìn)而需要重新設(shè)計(jì)機(jī)器內(nèi)部的各部分結(jié)構(gòu)排布。

（如圖2）所示為咖啡機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，接通電源后，同樣的工作原理，水泵將水箱的水抽出，通過(guò)鍋爐加熱生成高溫水蒸汽，不同的是簡(jiǎn)化了釀造系統(tǒng)，只是將水蒸氣通入現(xiàn)成的膠囊咖啡塊中，將咖啡萃取出來(lái)。

（三）產(chǎn)品色彩分析

產(chǎn)品的色彩在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中起到很重要的作用。人們?cè)诟兄豢町a(chǎn)品的最初，造型色彩占了很大的比重。人是視覺(jué)動(dòng)物，對(duì)色彩的感受比其他觸覺(jué)、味覺(jué)來(lái)得更加強(qiáng)烈。色彩可以引導(dǎo)著人們的精神感覺(jué)，在設(shè)計(jì)中色彩的運(yùn)用可以賦予產(chǎn)品不同的心理感受以及語(yǔ)義傳達(dá)。色彩的選取要滿足產(chǎn)品需要，符合人們的正常認(rèn)知和審美情趣。每一種色彩都具有其自身的特點(diǎn)，常用的色彩與心理感受的關(guān)系（如表1）所示。

不同的色彩以及不同的色彩組合都會(huì)給人不同的感覺(jué)，本產(chǎn)品采用白色作為產(chǎn)品主色，藍(lán)黑色作為輔色，給人干凈整潔，高端商務(wù)的感覺(jué)。

（四）產(chǎn)品介紹

產(chǎn)品的造型配色簡(jiǎn)潔干凈，時(shí)尚高端，圓柱造型最節(jié)省空間，配合車(chē)上的手剎旁放杯子的凹槽尺寸，適應(yīng)現(xiàn)有車(chē)內(nèi)的環(huán)境。產(chǎn)品造型上采用整體分割、切割設(shè)計(jì)，上端缺口處置有滴濾口，方便用杯子接取滴濾出來(lái)的咖啡。（如圖3、4、5、6）為車(chē)載膠囊咖啡機(jī)的各個(gè)細(xì)節(jié)展示，產(chǎn)品語(yǔ)義明確，操作方便簡(jiǎn)單，產(chǎn)品背面是咖啡機(jī)接入線以及電源開(kāi)關(guān)和水箱水量顯示。由于機(jī)器底部要坐入凹槽內(nèi)，所以操作按鍵以及電線插口最好置于機(jī)器中部以上，當(dāng)電源線接入后只有按下電源開(kāi)關(guān)鍵機(jī)器才會(huì)正常運(yùn)作，水量顯示條可以顯示水箱水量，水量不足時(shí)燈光會(huì)變成紅色。

產(chǎn)品正面有咖啡滴濾開(kāi)關(guān)，當(dāng)按住開(kāi)關(guān)時(shí)咖啡滴濾口就會(huì)有咖啡滴濾出來(lái)，松開(kāi)即刻結(jié)束。當(dāng)咖啡沖泡完成指示燈就會(huì)閃綠色光，滴濾口下面有紅外線感應(yīng)裝置，如果按下開(kāi)關(guān)的同時(shí)沒(méi)有杯子容器接住，報(bào)警指示燈就會(huì)閃紅光，并不會(huì)滴濾出咖啡來(lái)。產(chǎn)品頂端設(shè)有膠囊填放處，可打開(kāi)蓋子放取膠囊。

（如圖7、8）所示為車(chē)載膠囊咖啡機(jī)專(zhuān)用充電線，一端接入點(diǎn)煙口，另一端充電插頭與機(jī)器電源插口連接，逆變器能將車(chē)上點(diǎn)煙口輸出的12VDC轉(zhuǎn)變?yōu)?20VAc供機(jī)器使用。插頭處設(shè)計(jì)有一圓餅狀塑料設(shè)計(jì)，可以便于插頭的安插與拔取。配件充電線的設(shè)計(jì)風(fēng)格與機(jī)器整體造型統(tǒng)一，簡(jiǎn)潔實(shí)用不失美感。

（五）產(chǎn)品配件規(guī)格（如表2、3）

（六）產(chǎn)品材料工藝分析

材料的選擇是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要部分，它不僅僅對(duì)產(chǎn)品的外觀影響巨大，在一定程度上還決定了產(chǎn)品的機(jī)械性能。在材料的選用方面，首先要考慮到材料本身的固有特性，其次還有使用環(huán)境和材料的加工工藝等。保證產(chǎn)品可以抵抗一般的摔打撞擊，和日常的磨損；在很大溫度范圍內(nèi)保證產(chǎn)品的各種機(jī)械性能；易清洗不易腐蝕，不受油漬和一般化學(xué)物質(zhì)侵入；車(chē)內(nèi)密閉空間產(chǎn)品保證沒(méi)有異味且無(wú)毒性；質(zhì)量輕，方便拿取運(yùn)輸，減少運(yùn)輸成本。

產(chǎn)品外殼材料選用ABS，ABS廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。此外ABs還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和黏接等二次加工。

ABS樹(shù)脂的主要特點(diǎn)：

1.較好的抗沖強(qiáng)度和一定的耐磨性。

2.耐寒性能良好，適應(yīng)溫度范圍40℃～100℃。

3.良好的耐油性、耐水性和化學(xué)穩(wěn)定性。

4.電性能良好，其絕緣性很少受溫度、濕度的影響。

5.無(wú)毒，無(wú)臭，不透水但略透水蒸氣。

結(jié)論

車(chē)載膠囊咖啡機(jī)的創(chuàng)新之處在于它能在車(chē)內(nèi)特定環(huán)境下，滿足人們想要喝一杯品質(zhì)咖啡的需求。只需一杯水和準(zhǔn)備好的膠囊就可以在車(chē)上沖煮出一杯美味的咖啡。在時(shí)下最流行的膠囊咖啡機(jī)上，做了結(jié)構(gòu)空間上的修改，適應(yīng)車(chē)內(nèi)的環(huán)境和實(shí)際的需求：配合車(chē)上點(diǎn)煙口的充電條件；體積輕小拿取存置方便；沖煮咖啡的量適宜，避免浪費(fèi)資源。車(chē)載膠囊咖啡機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究，不僅要解決結(jié)構(gòu)功能上的重置，以及材料選擇、部件配合、加工工藝，等技術(shù)性問(wèn)題，同時(shí)也滿足了產(chǎn)品造型美觀，顏色搭配合理，以及人機(jī)工程學(xué)等工業(yè)設(shè)計(jì)科學(xué)的問(wèn)題。車(chē)載膠囊咖啡機(jī)的設(shè)計(jì)在保證正常功能的前提下，擴(kuò)大了產(chǎn)品的使用場(chǎng)景和條件，方便快捷地在車(chē)上沖煮咖啡，同時(shí)使用戶在方便沖煮咖啡的同時(shí)，更好地享受設(shè)計(jì)所帶來(lái)的舒適的車(chē)內(nèi)空間體驗(yàn)，提高了現(xiàn)代都市高速生活的品質(zhì)。