山东科技大学 艺术与设计学院 修朴华
摘要：可折叠结构是日常生活中很常见的结构，它从产生开始就充任了“一体多用”和“节约空间”的角色，使多功能集于一体成为了可能。城市生活，比过去任何时候都要紧张和忙碌，生活形式也越来越多样化，特别是在现有的生活空间非常有限的情况下，人们越来越迫切要求更复杂更智能的产物，可折叠的功能多样化的产品就是这种产物。多元化折叠机制是一个更新的产品，让产品更个性化，人性化，在满足人对基础产品功能需求的同时，更加满足人复杂的审美需求、更细腻的心理和舒适享受。
针对这一现象，本文将研究折叠产品对现有社会生活下人的影响，探讨折叠结构在生活产品中的应用与研究，找出产品中折叠机构设计创新的原则，通过创新折叠的构造来完善产品的功能体现，进而完善产品本身，提高人们的生活品质。
关键词：折叠结构；产品设计；多功能;空间处理
中图分类号：TB472 文献标识码：Ａ
文章编号：1003-0069(2017)08-0046-02
Abstract：Collapsible structure is very common in everyday life. It generates from the beginning with the role of "multi-purpose " and "space-saving", so set all function in one is possible. City life is busy than any time in the past and life forms are increasingly diverse, particularly under the existing living space it is very limited. It is increasingly urgent for more complex and intelligent products, so foldable functional products are produced. Diversification folding mechanism is a newer product, making the product more personalized to meet the basic human needs of the product features, while it is more complex to meet the aesthetic needs of people, more delicate and psychological comfort.
In response to this phenomenon, this paper will examine the impact on the existing product to social life and to explore the application and research the folded structure in life products, find products and innovative folding mechanism design principles and innovative folding structure to improve product features, and thus improve the product itself and improve the quality of people's lives.
Keywords：Folded structure; Product design; Versatility; Save space
绪论
（一） 研究的背景
如今21世纪，工业产品制造以及产品设计发挥着越来越重要的作用。先前的研究是工业生产制造方法指导产品开发，外部方面通常从产品外观、产品颜色、产品材料来实现理论指导和实践，它通常是忽略了人——消费者的真实想法，因此，设计生产的产品能够使特定消费者满意，但产品不符合大众用户的心理需求。
那么，如何做出产品用户心目中所期待的完美设计作品。折叠结构是结构设计中最常见也是最有创意方向的结构，折叠结构的结构变化众多，结构设计方向广，创新理念多，但是当今关于创新折叠结构的研究成果并不完美，所以产品折叠结构的研究是非常重要的。
（二） 课题的研究意义
折叠结构的应用与研究对产品设计的发展前景有非常大的引导意义，特别是在以这种折叠结构为主的便携式产品上。面对原材料的供应紧张，从世界市场上来看未来的产品设计，其产品结构必然会向折叠、节省和提高空间的使用效率等方面发展，因此折叠结构是产品设计的重要环节。
产品设计中一个重要的部分是结构设计，结构设计是产品设计的灵魂，也是整个产品设计过程中最复杂最广泛的系统，是一个起非常重要作用的关键链接在产品形成的过程。伴随着经济快速发展和人们生活质量的提升，如今只有一个单一功能且结构造型笨重的产品已不能感动产品消费者，折叠结构在产品中的调查和探究，将研究创新的折叠结构设计如何改变这种情况，设计一个功能，款式创新，能够打动用户的产品，改进现有产品设计可折叠的结构层次，而折叠结构还节省了人们的生活空间，避免了材料的浪费，它是产品设计未来重要的发展方向。
一、 折叠结构的现状调查与分析
我国人口众多，产品设计目标人群也比较广泛，对产品中折叠结构的研究可以有效解决当前人口众多、空间紧缩等问题，折叠结构的特殊功能也能使它的受众变得广泛，日后发展空间、发展前景会非常广。因此对折叠结构的发展状况进行分析与研究是十分重要的一个课题。对解决现有社会生活的一些问题有重要意义。
（一） 产品设计中折叠结构的发展现状
1.国外发展状况:国外城市化程度高，城市空间狭小，这就必然迫使其国内的设计偏向那些能够有效地提高空间利用率的折叠结构产品设计。在折叠式产品的研究领域中以日本、新加坡等发达国家的研究水平较高，再者他们比较重视原创，因而产生了大量好而精的作品。这其中最出彩的就数德国了，德国号称世界上最严谨的国家，其折叠产品的发展进程也是位居世界首位，其严谨的产品设计理念和完美的人性化，在产品上得到了很好的体现，产品制作工艺也是世界顶尖水平。德国甚至设计出了世界上最小的折叠电动车（如图1）。
2.国内发展状况:现如今，我国的折叠产品虽然继承了前人的设计理念，但是在创新和概念设计方面和国外还存在不小的差距，目前国内的折叠产品还很单调，在形式上缺乏新意。
（二） 折叠结构的定义及分类
1.折叠结构的定义:折叠结构是一种存在两种工作状态的独特结构，包含展开状态和收纳状态，即用时打开，不用的时候可以折叠收起来的结构，所以那些有折叠结构的产品就有了便于携带和存储的功能，缩短了操作时间、提高了工作效率。
2.折叠结构的分类:折叠是由“折”和“叠”相组合而形成的。“折”和“叠”有不同的字义，但是却存在一些关联性，所以在生活中经常连起来使用。
从“折”的含义上分类：1.轴心式折叠结构：轴折叠结构是由一个或几个轴为中心的折叠结构，所谓轴折叠也被称作“折叠式”结构。轴心式可折叠结构在产品设计中是最基础也是应用最普遍的折叠形式，最常见的雨伞、户外遮阳伞等都是。2.平直式折叠结构：平直式是根据数学上的平行理论进行折叠的一种结构，平折公式是基于结构平行的数学理论，直接类型分为两种结构：一种是“伸缩”，二是“定向”，平行结构，在使用时，方向是随时间变化的。活动之间的平面结构的一个优点是灵活，外观结构变化丰富。比轴向结构简单，成本低，广泛应用于各种类型的产品设计。
从“叠”的含义上分类：1. 重叠式：“叠”的含义是若干结构的堆积、重叠。最常见的如叠放起来的餐具、塑料靠椅（如图2）和一次性纸杯等都利用了重叠式的放置储存方式。2.套式：一般是由大小不一样但是形态上相同的管套外形的产品重新放到一起的状态，就是大的形态可以完全容纳小的形态。3.卷式：卷式构造的产品收起时的动作是“卷”，折叠完成后通常呈筒状。
二、产品中折叠结构设计的分析与研究
（一） 可折叠结构在产品设计中的目的与功能
1.可折叠结构在产品设计中的目的:一个产品，通常有各种产品的身份。从人们对这种“多功能产品”需求的现状，我们可以发现单一功能的产品已经不能满足于人们的需求。对产品设计这样“多功能需求”的大众之声，促使着产品设计师对产品“多功能”的探寻与设计。
2.可折叠结构在产品设计中的功能
（1）有效利用空间。折叠产品占的空间变小了，对厂家统一生产、运输和存储的利用率起着非常重要的作用。
（2）折叠结构使产品具有便携性。例如便携式折叠家具，它起源于北方游牧民族用的“胡床”和“交椅”，也就是现在所用的“马扎”（如图3），“折椅”的前身。
（3）折叠结构能实现产品不同功能的转换。不同功能的转换即一物多功能，不同功能的转换经常被运用在日常产品设计中。家具设计中，折叠桌椅（如图4）的设计就是这样设计出来的。
（4）折叠结构能降低运输和储存成本。折叠后运输放置比展开状态下运输所用空间小很多，节约了包装材料。另外对于厂家来说运输成本降低，还能够有效地利用生产资源和能源。
（5）带有折叠结构的产品使用起来更安全。折叠结构的设计有时可以保护产品的精密、脆弱部位，像单反相机不用时镜头收起重叠，保护精密的镜头。
（二） 产品中折叠结构设计的要素分析
1.产品中折叠结构的工作原理:折叠结构主要属于产品平面运动结构的范畴。折叠结构的产品一般是具有两种以上的稳定状态，包括全折叠状态、全展开状态和半展开状态。如果产品在折叠状态时，折叠结构通常是呈现密集的方形，因此折叠产品这时候的体积会较小，会便于储存和运输；在需要用产品时，折叠结构就可展开到产品工作状态。通过折叠结构各个状态之间的相互转化，使得产品能呈现出不同的外观，满足人们在不同时段对产品的不同需求。
2.产品中折叠结构设计的尺寸要求
（1）尺寸设计要用到的概念很多，例如，①最大极限尺寸：允许实际尺寸的最大值。②最小极限尺寸：允许实际尺寸的最小值。③基本尺寸：设计时所确定的尺寸。④实际尺寸：零件制成后实际测得的尺寸。
（2）产品零件要有互换性，就是同一批零件，不经过挑选和加工，任意哪一个都可以顺利地安装到产品上去，并且满足了产品的性能要求。公差是产品中零件尺寸设计必须要考虑。
三、便携式可折叠电动车设计方案分析
（一）设计理念及设计目标
可折叠电动车有两个工作状态，展开时是一辆形式普通的电动车，折叠时的外形是根据便携式行李箱的形状演变而成。行李箱是人们熟悉的便携式产品，特点是便于运输和储存。折叠电动车的折叠状态就是借用了行李箱的这个优点，行李箱的外形首先让人们忘却了传统的、笨重的电动车，从而在使用时有一种新颖的感觉，心情更愉悦。其次是折叠后行李箱的外形设计更小巧，更节约空间，便于人们的携带。
（二）设计定位和构思
通过前期的市场调研和分析，结合设计目的和设计理念，折叠电动车设计定位如下：
①使用环境定位：学生公寓、家庭、生活体验区；②造型定位：整体简洁大方，折叠后便于携带和储存；③适用人群定位：小户型居民，工作地点交通拥挤，短距离的代步等。
设计构思是设计萌芽阶段，清晰的构思是把握好设计方向和设计主线的必备条件。在经过市场调研和设计定位的分析后，根据使用环境的特点和目标人群的特点，选取便携的行李箱作为创意来源，经过抽象和概括将行李箱的造型元素和折叠结构运用到产品的整体造型和主要细节中。（如图5）
（三）产品说明
此设计为便携式可折叠电动车，这款车的设计有两个工作状态，一个是工作时的状态（如图6），即展开时是一辆电动车，主要功能是搭载人。另一个是储存时的状态（如图7），折叠完成后形似行李箱，因为造型灵感就来源于具有便携性的行李箱，即把展开时的工作状态，经过折叠使其体积变小，形状形似行李箱，便于携带、储存。
全车总质量28kg左右，折叠后一个成年人可以轻轻松松搬起来。另外体积变小，可以放入后备箱（如图8），不用占用停车空间，节约空间。刹车是最先进的电子刹车，拧油门键，车子前进，松油门自动刹车，非常安全且人性化。电池使用锂电池，环保又健康，主要适用于短距离内的代步使用。骑行模式最快时25千米，续航20-26公里，制造工艺精密，造简洁、实用。
总结
通过本文的研究，让我看到了折叠结构在产品设计中的重要体现，产品设计的重点在于如何创新产品中的结构，而折叠结构又是产品结构中的最独特最有设计空间的一块，在如今快速发展的社会，人类的数量不断增加，自然资源也被人类不停地消耗，同时我们居住的生活空间也在逐渐变得狭小。
分析中国近些年的产品设计发现，由于创新能力不足，虽然基本上都能满足消费者的需求，但产品整体表现却不足以满足现在的消费者，所以折叠结构的创新，在外观、结构等产品的造型设计上就显得更加有意义！
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