电饭煲创新设计.docx

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电饭煲创新设计

北京师范大学珠海分校

本科生毕业论文

论文题目：

电饭煲创意设计

学院工程技术学院

专业教育技术学

学号0918020059

学生姓名江海洋

指导教师姓名王霄

指导教师职称工程师

指导教师单位珠海出入境检验检疫局技术中心

2013年5月11日

北京师范大学珠海分校学位论文写作声明和使用授权说明

学位论文写作声明

本人郑重声明：

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：

日期：

年月日

学位论文使用授权说明

本人完全了解北京师范大学珠海分校关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：

按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的的前提下，学校可以将学位论文编入有关数据库,提供网上服务。

（保密论文在解密后遵守此规定）

论文作者签名：

导师签名：

日期：

年月日

电饭煲创意设计

摘要

本设计研究内容为电饭煲创新设计，内容涉及电饭煲的创新功能、外形、材质、技术等。

全文分为五个部分：

第一部介绍了课题研究内容、研究方法、课题背景及研究的意义；第二部分是产品现状调查，分析了目前电饭煲的市场状况、品牌结构、电饭煲安全标准等；第三部分是设计定位，主要介绍了设计思路、设计概念以及产品的功能和用户的定位；第四部分是进行灵感搜集，对电饭煲创新设计，提出草图方案，并确定最终方案；第五部分是为选定方案做出三维模型、渲染效果图展示等。

现代意义上的产品创新是全方位全层次的，不再局限于外形创新上，而是进入了标准创新的时代。

谁掌握了领先的设计标准，谁就掌握了市场，缺乏创新者将永远处于世界的底层。

用户与产品的多重关系决定产品必将服务于人，而用户体验也必将成为产品的设计方向和意图。

本设计就着重于用户体验，基于现有科技设计理论可行的合理解决方案，为下一代电饭煲的发展提出新的可能。

关键字：

电饭煲；创新设计；用户体验

ElectricRiceCookerCreativeDesign

ABSTRACT

ThedesignresearchisdevotedonElectricRiceCooker.Itincludesinnovativefunctions,appearance,materialandtechniquesetc.

Thethesisdividesintofiveparts:

thefirstpartintroducesthecontentsofresearch，theresearchmethods,thebackgroundandsignificanceofresearch;Thesecondpartistheproductcurrentsituationinvestigation,concreteanalysisofthepresentsituationofelectricricecookermarket,brandstructureandricecookersafetystandards;Thethirdpartisdesignorientation,mainlyintroducesthedesignidea,designconcept,innovativefunctionsanduserorientation;Thefourthpartisinspirationcollection,tomaketheinnovativedesignandsketchscheme,anddeterminethefinalscheme;Thefifthpartistomakethe3Dmodelsandrenderingpicturesetc.

Modernproductinnovationisthefullrangeofallfacts,nolongerlimitedtotheappearanceinnovation,buttoentertheneweraofthestandard.Whohasmasteredtheleadingdesignstandards,graspsthemarket,thelackofinnovationwillalwaysbeatthebottomoftheworld.Userswithmultiplerelationshipsdecisionisboundtoservethepeople,andtheuserexperiencewillalsobecometheproductdesigndirectionandintent.Itconcentrateonuserexperiencethroughoutproject,andthedesignisbasedonexistingscienceandtechnologytomakethetheoryavailablereasonablesolutionandextendmorepossibilitiesforthedevelopmentofthenextgenerationelectricricecooker.

Keywords：

Ricecooker;Innovativedesign;Userexperience

前言

近年来，随着社会的进步、科学技术的发展、产品制造工艺的提高，各类产品的生产都在寻求突破，从外观到结构，从结构到功能都在力图打破传统，融入更多的创意，而不仅是满足单一的需求。

消费者购买产品时的观念也不仅仅局限于“质量好坏”了，因此，优秀的“产品设计”成为使产品在同类市场中脱颖而出的重要因素之一，谁能在创新中领先，谁就引领了行业的走向，谁的产品就能更具市场竞争力。

作为当代主要家用烹饪器具之一，电饭煲在中国可以说是家家必备。

自从二十世纪五十年代世界上第一台电饭煲在日本诞生以来，电饭煲经历了四个阶段的重大变化，将米饭的烹饪过程变得简单，容易操作，容易控制。

时至今日，各电饭煲厂家仍在探索改进电饭煲的可能，结合当代科学技术，希望进一步研发出新型的电饭煲，将米饭的烹饪带上一个崭新的高度。

因此，本文旨在通过研究电饭煲的种类和功能、分析电饭煲的工作原理、结合当今科技以及本人自身的知识技能，从电饭煲的外形、材质、功能、安全设计等方面，综合相关因素，寻求具有现实意义的创新突破，为电饭煲的改进和升级提供一些可能。

1.研究课题分析

1.1课题背景与研究意义

电饭煲由于制造成本低廉，经过六十年的发展已经是一个相当成熟的产业。

目前我国城镇家庭电饭煲的普及率基本已经达到100%，即每个家庭都有一台电饭煲。

电饭煲的主要生产地区在广东顺德，廉江，湛江，浙江这四个地方。

尤其是广东顺德的美的集团生产的电饭煲，已经连续数年市场占有率第一。

电饭煲市场目前的状况是市场趋向饱和，行业已经进入成熟期，技术方面自二十世纪末尾电磁加热技术应用后，至今再没重大突破，低端市场被杂牌垄断，两极分化。

除了煮普通白米饭外，如今的电饭煲在概念和功能都在实现新的延伸，以紫砂锅、电压力锅为代表的一些新型厨具逐渐开始向电饭煲的中高端市场渗透，由此从现在厂商推出的机型来，电饭煲市场开始走向停滞，急需一场重大的设计和技术革新来使电饭煲重新。

在突破传统的电饭煲造型并满足蒸煮等基本功能的前提下，结合现有科学制造技术，让用户拥有更加便捷的操作和使用体验，并能同时能满足用户对外观的要求。

全新设计后的电饭煲将包含领先的科技并融入时尚元素，更加符合年轻一代的审美需要，使消费者产生消费欲望，使电饭煲不在仅仅是常用小家电，更让其变身为能装点厨房的工业设计艺术品。

1.2研究内容

本课题的研究内容主要有：

（1）电饭煲种类和功能

（2）电饭煲的制造技术

（3）电饭煲炉的工作原理

（4）电饭煲的外形创新设计

（5）电饭煲的功能创新设计

（6）电饭煲的安全创新设计。

1.3研究方法

研究方法步骤：

（1）对市场情况进行了解和分析

（2）对各类光电饭煲的功能进行分析

（3）初步定位，绘制设计草图

（4）分析草图方案并选出最佳方案

（5）根据最佳方案加以进一步分析，包括造型分析、功能分析、技术可行性分析、整体效果分析等

（6）确定最终方案，进行建模和效果图以及产品宣传广告制作等。

2.产品现状调查

2.1市场状况

目前国内电饭煲市场非常成熟，产业链很完善，市场占有率前四名的品牌依次是美的、苏泊尔、格兰仕和奔腾，产品类型多种多样，其中在高端市场外资品牌松下和飞利浦也占有一席之地，而在低端市场，尤其是售价不足百元的电饭煲中，还有一些小品牌厂家也在分一杯羹。

以美的为首的大厂商生产的中高端电饭煲主题特点是功能种类多、制造质量好、售后服务也很完善，同时大厂商也有很强的研发实力，很多最新的技术都会用在自家的产品上。

而廉价的电饭煲则面向低消费人群，特点多为小巧、轻便、功能单一以及便于携带。

2.2产品类型

按盖与煲（锅）体的连接方式、密封程度来分有：

电饭煲和电饭锅两大类。

电饭锅：

锅盖与锅体分离，密封依靠锅盖与内锅本身的配合，俗称直筒锅。

电饭煲：

煲盖与煲体相连，利用密封圈来进行密封，密封性较好，俗称西施煲。

按功能来分有：

普通型和多功能型。

普通型：

仅有煮饭、自动保温功能。

多功能型：

除了有煮饭、自动保温功能外，还有煮粥、煲汤或预约等功能。

按控制系统的复杂程度来分有：

机械型、电子型、电脑型。

机械型：

利用机械杠杆控制。

常用于普通型电饭煲（锅）。

电子型：

利用机械杠杆和电子电路共同控制。

常用于多功能电饭煲（锅）。

电脑型：

利用集成电路控制。

常用于高档饭煲。

2.3调查分析

通过一系列调查可以分析出，电饭煲现在发展趋势应该是朝下四个方向：

方向一：

大按钮的应用

无论是高档电饭煲还是普通的圆煲，大按键的应用都是一个明显的趋势，因为任何产品的技术研发都是要以消费者的需求为向导的，而大按键的采用正是人性化的体现，让用户更容易直观的操作。

方向二：

显示屏的顶部操作

一些中低端电饭煲的操作显示屏大多是设置在侧面，但明显在顶部更符合人性化的思路，让用户不用弯腰即可看到显示屏进行操作。

目前的技术已经可以将电饭煲外部的隔热层处理得非常好，因此显示屏操作区域并不仅限于在侧面。

方向三：

电饭煲的压力可变化

电饭煲内部的压力可以由微电脑控制，从而进行变化。

在压力作用下，内胆里的水分和热量可以很充分的渗透到米粒内部，煮出好味道的米饭。

电脑模糊化程序会根据米的种类和功能来选择最合适的压力来蒸煮。

可变压力可以使米粒在水中不断翻腾，煮熟后口感也最好，也更加节能。

方向四：

IH技术在高端产品中的应用

IH技术即电磁加热技术，彻底解决了加热盘的几大弊端，是现在最先进的电饭煲加热方式，IH技术的工作原理是通过电磁线圈接通交变电流，直接对金属内胆进行加热，越过了加热盘的热量传导过程，升温迅速；而且很多高端IH电饭煲引入多级线圈，实现了对整个内胆的环绕加热，实现了绝对的均匀加热；IH电饭煲还能对米饭焖制过程实现精准程序控制，根据米饭各个加热阶段的需要设定不同的加热方案，米饭口感和营养成分都提升到了前所未有的高度。

我们可以看出，IH电饭煲具备替代传统加热盘电饭煲的绝对实力，目前阻碍IH电饭煲普及的因素主要是价格，相比价格已经跌入百元区间的加热盘电饭煲，IH电饭煲对普通家庭的吸引力还比较有限。

不过我们相信这种差距会随着技术更新及成本降低越来越小，IH电饭煲终将成为主流的电饭煲加热方式。

（IH加热示意图如图2-1所示）

IH加热示意图

2.4电饭煲安全标准分析

（1）器具为I类器具，Y型连接，防水等级为IPX7，属于便携式器具。

（2）额定电压为220V，电源性质为交流电（~），额定频率50，额定功率1500W。

（3）器具上的标志应标在器具的主要部位上，要求的标志应清晰易读，持久耐用。

（4）器具的结构和外壳应使其对意外触及带电部件有足够的防护，通常为类似手指的试验指，不能通过电饭锅外壳所开的孔而触及到带电部件，即使拿掉内锅也如此。

（5）器具在进行安装之前，其带电部件至少应由基本绝缘来防护。

（6）要求放在一个与水平面成10°角的倾斜平面上，电饭锅不能翻倒，当倾斜度达到15°角翻倒时，电饭锅各部位的温升点不能超过规定要求。

IEC标准还要求，当电饭锅内锅的容积大于3升时，在25°角倾斜面上会翻倒时，其内锅水泄出的速率应小于16L／min。

（7）器具在正常工作条件下，以1.15倍额定输入功率工作时，器具应工作至安全保护装置动作或者处于稳定。

（8）在工作温度下经防水试验后，电饭锅泄漏电流不能过大，不能超过0.75毫安，并且有足够的电气强度，以保证不会对人体造成危害。

（9）器具在1.06倍额定电压下，经受耐潮湿试验后，泄露电流不应超为3.5mA，电气强度1250V下不应击穿。

（10）器具在非正常工作条件下，以0.85倍额定输入功率工作时，器具应工作至安全保护装置动作或者处于稳定。

（11）器具在非正常工作条件下，以1.24倍额定输入功率工作时，器具应工作至安全保护装置动作或者处于稳定

（12）器具的运动部件应在正常使用中对人身伤害提供充分的防护，应尽可能坚固器具的使用和工作。

（13）器具应具有足够的机械强度，其结构应能经受住正常使用中可能会出现的野蛮搬运。

标准规定，对电饭锅外壳，每一个可能的薄弱点上用0.5J±0.04J的冲击能量冲击3次，然后还必须要能正常工作。

（14）器具进行固体绝缘的易触及部件，应有足够的强度放置锋利工具的刺穿。

（15）电饭锅过载、煮饭的限温器失灵、绝缘击穿等都可能产生导致着火危险的温度，所以电饭锅标准同时也规定应保证电饭锅内着火点产生的火焰应不会蔓延到火源近区以外，也不会对电饭锅的周围环境造成损坏。

（16）除非是为了使器具具有某种功能而设置的必不可少的粗糙或锐利的棱边，在器具上不应有会对用户正常使用或维护保养造成伤害的此类锐边。

（17）器具外壳的形状和装饰，不应使器具容易被孩子当作玩具。

（18）黄绿组合双色标识的导线，应只用作接地导线。

（19）只要是在元件合理应用的条件下，应符合相关的国家标注或IEC标准规定的安全要求开关应按规定工作循环10000次，温控器工作循环10000次。

（20）器具电源软线的导线，应具有不小于0.75平方毫米的标称横截面积。

（21）带有电源软线的器具，应有软线固定装置，该软线固定装置应使导线在接线端处免受拉力和扭矩，并保护导线的绝缘免受磨损。

（22）器具接地端子与接地金属部件之间的连接，具有的电阻值不应超过0.1欧。

（23）器具属无人照看器具，支撑载流连接件的绝缘材料部件应承受850℃和750℃的灼热丝试验试验期间产生的火焰持续不能超过2s。

（24）生锈可能导致器具不能符合标准要求的铁质零件，应有足够的防锈能力。

3.创新设计

3.1设计理念

它应该是什么模样？

是严谨的机械产品？

蒸煮米饭的工具？

这是设计者应该思考的，它应该体现出当今科技的最高水平，也应有最让人感觉新颖的外在。

因此设计理念是突破传统，用最新的技术做出最高端的产品，从而在高端市场发力，打响品牌，扩大市场影响力。

同时不可忽略的是用户体验，让电饭煲不在是一个冷冰冰的煮饭机器，而是一个智能化程度极高的先进科技产品和厨房中极具吸引力的装饰品。

电子电器产品都遵循技术决定结构，结构决定外形的设计程序，所以好的技术以及制造工艺的应用是外形创新的基础。

3.2用户定位

本次设计的产品定位于中等水平收入以上的家庭用户。

因为国内的电饭煲市场饱和程度较高，低端市场长期由以降低成本来使售价低廉、功能单一、做工普通的杂牌电饭煲占据，因此现在再推出一款新的电饭煲再以售价低来吸引消费者眼球，将难以打入市场，而只能用最先进的技术和最好的做工，以及创新外形和功能在高端市场做出品牌效应，配合各渠道良好的广告宣传才能引起消费者的广泛关注。

此外，本次电饭煲的设计上是定位家庭型，容量大，功能齐全，适合至少三个人以上的家庭使用，尤其适用于广东地区多子女家庭。

3.3设计思路

本次设计的电饭煲，研发名称为X-cooker，X代表绝对创新的下一代产品，因此X-cooker从以下几个方面进行全新的设计

3.2.1主要创新功能

除了现在市场上已有电饭煲的各种蒸煮功能以外，X-cooker还可以实现多种新功能以及通过新的结构来避免一些现在电饭煲使用中已有的问题。

（1）同时蒸煮两种不同硬度的米饭

在多成员家庭中，有些年龄大肠胃功能不好的家庭成员喜欢吃软一点易于消化的米饭，而年轻肠胃消化功能好的家庭成员则喜欢吃硬一点有嚼劲的米饭，因此能同时蒸煮两种不同硬度的米饭则可满足家庭成员不同的需求；

（2）解决“溢粥”现象

有些电饭煲在煮粥时会出现“溢粥”想象，就是米饭或者米汤直接从排气口出来，搞得满地狼藉，不方便清理。

现在已经有通过微电脑电子监控的方式来防止溢粥的技术，但如果能配合结构上的创新设计则可以更好的避免该问题。

（3）搭载智能操作系统，实现全球互联

近年来IT科技飞速发展，搭载智能操作系统的手机全面普及，运行智能操作系统的相机、电视等其他电子产品和家电也在逐渐新起。

在家电中运行智能操作系统能极大的改善用户体验，人机交互界面更加友好易于操作，应该是未来电子电器产品发展的一个趋势。

在X-cooker上运行AndroidCooker智能操作系统（基于Linux的开放源代码智能操作系统Android精简而成，不能运行Android应用），可实现对电饭煲烹饪时的各项数据进行精确的控制和记录，对选用最合适的参数对不同的食材进行烹饪，确保烹饪效果达到最佳，同时搭配上超大触摸屏也给用户提供了非常良好的UI界面，而且装上WLAN无线局域网和蓝牙通信模块后，可实现数据的上传，让全球用户将最好的烹饪方法及参数上传到云端共享。

3.2.2材质硬件选取

（1）外壳材质

X-cooker外部主要采用阳极氧化铝，用编程数控机床加工，经新版unibody一体成型工艺制造而成，并经过NewEdge边缘工艺技术处理，使外形具有富有张力拥有精确的自由曲线过度。

而阳极氧化铝材料本身则具有超强金属质感、高度耐刮伤、触摸后不留手印、超强硬度、绝缘、抗静电不吸尘且容易清洗、环保无毒、完全防火、耐候性佳、抗紫外线、色彩均匀一致、不褪色等优点。

（2）内胆材质

X-cooker标配大小双内胆，均主要采用高强度3mm加厚不锈钢，适用于IH电磁加热方式，热传导能力更好，无毒无害，小内胆外部采用防粘涂层，双内胆同时蒸煮后，容易清洁。

（3）操作面板

X-cooker正面上部是一个5.5寸分辨率为720p的触摸屏，采用三星OLED柔性屏幕，可沿着外壳有一定幅度的弯曲，不会有凹陷感，且表面覆盖一层康宁大猩猩二代防刮玻璃，有效保护屏幕，并加入FloatingTouch悬浮触控技术，保证了良好的触控操作体验。

此外还有一层特殊纳米涂层防止油污及指纹侵染屏幕。

面板部分采用高端IMD工艺，按照IP67防尘防水标准制造。

3.2.3智能操作系统

X-cooker运行AndroidCooker智能操作系统，该系统采用大图标清爽风格UI界面，保证用户能清晰快速的进行所需的各种操作和设置。

在操作面板后面是AndroidCooker操作系统的核心，MT6589四核处理器，由联发科生产，基于台积电28nm制造工艺，采用ARMCortex-A7CPU架构，功耗低，处理性能强，保证了电饭煲的智能工作，能精确控制并记录蒸煮时煲内温度、压力、火力大小、加温时间等参数，并可通过电饭煲搭载WLAN和蓝牙模块将不同分量不同类别的食材最佳烹饪参数和方法的信息上传到云端供全球用户下载分享。

手机端亦有相应的APP可以随时更新数据内容与电饭煲关联同步。

因为采用了全触屏操作，所以电饭煲外部没有任何实体按键，通电即直接自动启动系统，所有控制均在触摸屏内完成，省去了外部实体按键的必要，所以外观上电饭煲可以保持绝对的简洁和光滑的曲面曲线，这也是当代先进技术给工业设计带来的一个可能性。

4.方案设计与效果图绘制

4.1灵感来源

X-cooker的外形应具备十足的科技感，甚至有未来科技的感觉，所以从现有高端电子电器产品外形和科幻电影里面的经典设计中找灵感。

此外还决定在外壳上使用明显的LED灯作装饰，使产品更加炫酷，凸显其高端产品身份，同时也可以起到功能指示作用。

经过反复尝试，最终构思出了三个外形方案。

4.2方案草图

方案一：

如图4-1所示，该方案是参照了著名电脑品牌戴尔旗下的顶级高端系列Alienware笔记本电脑和苹果Macbook笔记本的外形元素进行设计，整体简洁匀称，操作面板在盖子上，低端有有内置LED灯装饰。

图4-1方案一草图

方案二：

该方案的灵感来源是外形设计是美国科幻电影中的著名人物钢铁侠、异形还有恶灵骑士的摩托车上面的一些元素，把这些科幻元素综合起来进行提炼，产品正面运用了精确光滑的曲面来造型，操作面板放在前方，外部用并加上了LED灯装饰。

如图4-2所示。

图4-2方案二草图

方案三：

如图4-3所示，该方案是在方案二的基础上改进而来，仍然保持了外部的简洁，但大胆在正面加入了夸张的LED灯对煲身进行包裹。

图4-3方案三草图

4.3方案确定

通过以上草图方案比较和分析，最终选定方案三，并重新绘制精细草图（如图4-4所示），并在此基础上对一些细节部分也作了进一步的创新设计。

如在内胆内壁开口边缘处加了一圈凹陷的纹理，使用户能更轻松的提取和移动内胆（如图4-5所示），还有采用了新型的电源插头（符合中国电源插头标准，八字扁脚型），体积更小，更易拔插，有环形指示灯指示电源是否接通，另有开关可直接关闭电源连接（如图4-6所示），避免频繁拔插插头引起触头磨损松动。

图4-4最终设计草图

重新绘制的草图，为了赋予了X-cooker外形上的独特感和科技感，对细节方面也做了进一步的设计，包括双层盖子的构造，以及LED灯的形状，还有电饭煲正面的弧面线条等。

图4-5内胆示意图

用户使用时，将拇指放入凹陷区域中，食指按住内胆边缘，即可轻松将内胆提起，方便了用户对内胆的使用，因此在内胆中设计了一圈凹陷形状。

图4-6插头示意图

在插头上设置LED指示灯，可以让用户远距离的可视电源是否接通，从源头上控制开关，使用电更加安全，让用户使用完毕即从电源插头处断开电源。

5.设计效果图展示

5.1标准外观

X-cooker外观配色方案有多种，标准版是黑白两种配色，如图5-1,5-2所示，后续还会根据用户需求配置更多的外观色彩

图5-1X-cooker白色版

图5-2X-cooker黑色版