產(chǎn)品設(shè)計(jì)-基于人類太空移民計(jì)劃情境的茶具產(chǎn)品的探析及設(shè)計(jì)創(chuàng)新

PAGE15目錄第1章緒論 51.1研究背景和意義 51.1.1研究的背景 51.1.2研究的意義 51.2研究方法和內(nèi)容 61.2.1研究方法 61.2.2研究內(nèi)容 6第2章茶文化及茶具產(chǎn)品調(diào)研分析 82.1茶具產(chǎn)品調(diào)研 82.1.1產(chǎn)品種類調(diào)研 82.1.2產(chǎn)品材質(zhì)調(diào)研 82.2茶文化分析 9第3章太空情境下茶具產(chǎn)品的物理性質(zhì)和設(shè)計(jì)要點(diǎn) 103.1太空中水的流動(dòng)規(guī)律 103.1.1太空中飲水的安全溫度 103.1.2太空用水的使用規(guī)范 103.2太空情境茶具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 103.2.1太空茶具所要重點(diǎn)體現(xiàn)的文化 103.2.2無需在太空茶具中重點(diǎn)體現(xiàn)的文化 10第4章太空茶具產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì) 124.1太空茶具產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)創(chuàng)新 124.2太空茶具產(chǎn)品的材質(zhì)選擇創(chuàng)新 124.3太空茶具產(chǎn)品的顏色使用創(chuàng)新 134.3太空茶具產(chǎn)品的風(fēng)格體現(xiàn)創(chuàng)新 134.5太空茶具產(chǎn)品的安全管理創(chuàng)新 134.6太空產(chǎn)品創(chuàng)新案例分析 13第5章總結(jié) 13參考文獻(xiàn)： 16致謝 17第1章緒論1.1研究背景和意義1.1.1研究的背景2020年將會迎來三年一度的“火星臨日”現(xiàn)象，各國抓住這次機(jī)會開始了大量的火星探測計(jì)劃，人類的航空夢想自50年前的登月熱之后又一次被點(diǎn)燃，而這次的航空熱不僅僅再只是美蘇兩國的相互競爭，中國、歐盟、印度、伊朗、阿根廷等國家都參與到了此次航空熱之中。航空活動(dòng)也不僅僅是國家財(cái)力，科技的體現(xiàn)，更是國家文化輸出的重要平臺。在2016年的“67屆國際宇航大會上”，SpaceX的CEO，ElonMusk先生，第一次提出了人類移民火星的計(jì)劃，人類的星際移民也第一次提上日程。截止到2020年1月19日23時(shí)30分，獵鷹9號火箭在空中爆炸，完成了宇航員在航天任務(wù)中出現(xiàn)大型事故的逃生測試后，SpaceX的已經(jīng)完成了包括Starship的建成、火箭回收技術(shù)的實(shí)裝應(yīng)用等在內(nèi)的大量前期準(zhǔn)備工作，在Musk先生的計(jì)劃中，僅僅4年后就會有第一批科研人員前往火星，在2050年前往火星的人數(shù)將達(dá)到100萬人。同樣在中國，也有類似的計(jì)劃開始醞釀，我國自主的火星移民計(jì)劃不會晚于2040年。在目前的學(xué)術(shù)界，有大量的科研人員在致力于產(chǎn)品的太空創(chuàng)新，尤其是在宇航員生活用品設(shè)計(jì)上，大量的創(chuàng)新型產(chǎn)品被送往太空，例如2016年10月17日，我國宇航員景海鵬和陳冬在神州十一號飛船上面第一次使用了我國自主研發(fā)的太空杯，喝到了在太空的第一口茶。與此同時(shí)在國外以NASA為首的航天科研機(jī)構(gòu)也在對太空杯進(jìn)行改良研究，直至目前一款利用毛細(xì)管作用的杯子讓宇航員成功的用類似于地面的方式喝到了咖啡，除了飲具，宇航員的衣食住行都有著大量的設(shè)計(jì)需求，許多的科研人員與設(shè)計(jì)師們開始投身到太空生活用品的設(shè)計(jì)中來。1.1.2研究的意義在ElonMusk先生的論文《讓人類成為一個(gè)多行星物種》中說明了星際移民的意義，這里就不加贅述，主要講解在航天計(jì)劃過程中文化輸出的意義及航天茶具的具體意義。首先文化輸出的是中國當(dāng)代文化中對人類健康向上發(fā)展的有\(zhòng)o"價(jià)值"價(jià)值的東西，即能夠代表中國的國家形象，代表中國人民的形象，代表中國民族文化的形象。其本質(zhì)是傳遞真實(shí)、全面的傳播中國文化，獲得在國際中公平的話語權(quán)。茶道文化作為我國原創(chuàng)的，能夠代表中國的國家、人民形象，代表中國民族文化的形象，對其的再創(chuàng)新以及再傳播對我國的文化輸出有著非凡的意義。而在全球共同關(guān)注的航天事業(yè)中，航天活動(dòng)更成為了文化輸出的重要平臺。其次不單單是文化輸出，對于時(shí)常面對著儀器，需要時(shí)刻保持緊張狀態(tài)的宇航員來說，來點(diǎn)熱茶再好不過了。茶中的多酚物質(zhì)可以清除自由基、抗氧化；咖啡堿與單寧利尿、防輻射；多糖促進(jìn)冠狀動(dòng)脈血液循環(huán)，保護(hù)高體力消耗下的心臟；還有補(bǔ)充維生素、消食等種種好處。在50年前，阿姆斯特朗在踏上月球的時(shí)候說到，“我是世界上最孤獨(dú)的人”而如果在靜謐的航天過程中，喝上一口家鄉(xiāng)的熱茶，我相信如此遠(yuǎn)在“光年之外”的宇航員們也能體會到家鄉(xiāng)的溫暖。1.2研究方法和內(nèi)容1.2.1研究的方法本論文在撰寫過程中主要運(yùn)用了以下兩種研究方法：通過閱讀文獻(xiàn)、影視資料、學(xué)術(shù)論文等找出問題并解決問題，因選題原因無法做到實(shí)驗(yàn)與功能性調(diào)研，需通過大量的書籍來全面、客觀、正確的了解所要研究的問題。通過收集資料，了解并使認(rèn)識系統(tǒng)化的活動(dòng)。通過資料，圖片，自己的心得和市場的需求來進(jìn)行相關(guān)資料搜集、整理、分析以形成自己的觀點(diǎn)。1.2.2研究的內(nèi)容在第一章的緒論中，主要介紹本論文的研究背景，分析太空茶具的時(shí)代背景與研究意義，并概述茶文化以及太空產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范。第二章主要針對茶文化及茶具產(chǎn)品進(jìn)行了調(diào)研分析，以深入了解茶文化的歷史進(jìn)程，并對現(xiàn)有茶具茶產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)研分析。之后探究了太空飲茶所相關(guān)的物理規(guī)律，分析水在太空中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)和解決辦法。最后文章從產(chǎn)品造型，技術(shù)，材料，外觀，顏色等方面深入研究太空茶具的設(shè)計(jì)辦法。。第2章茶文化及茶具產(chǎn)品調(diào)研分析中國有著4700年的茶文化歷史，無論過去現(xiàn)在都是國家文化的重要組成部分，同時(shí)我也相信這種情況未來也不會改變，可是如果有一天人類真正的大規(guī)模邁向太空，傳統(tǒng)的飲茶方式并不能滿足極端條件的飲茶需求，傳統(tǒng)的茶具必將在此情境下迎來一次新的大變革。2.1茶具產(chǎn)品調(diào)研一套完整的茶具包括茶匙，匙置，茶夾，茶海，茶葉，茶盤，茶壺，茶則，燒水壺，杯托，品茗杯，聞香杯，等12個(gè)部分，但是現(xiàn)代的茶具套裝往往會縮減工具的數(shù)量已達(dá)到方便快捷的目的。2.1.1產(chǎn)品外觀種類調(diào)研根據(jù)調(diào)查現(xiàn)在市面上的茶具品類主要分為矩形，圓形，殘缺/變異型等。矩形讓人感覺典雅，莊嚴(yán)，樸素。圓形包容，活潑，生動(dòng)。殘缺/變異型給人時(shí)尚，前衛(wèi)的感覺，最具視覺沖擊。茶具類產(chǎn)品經(jīng)過千年的傳承，新型的茶具產(chǎn)品的種類已經(jīng)與過去有了不小的差別，新型茶具許多采用了玻璃材質(zhì)，外觀上設(shè)計(jì)心態(tài)多變，相比于傳統(tǒng)茶具更加符合現(xiàn)代人的審美。2.1.2產(chǎn)品材質(zhì)調(diào)研1、陶土茶具：造型古樸，光潔無暇，用其泡茶即不會奪茶真香，又無損湯氣，能較長時(shí)間保持茶葉的色、香、味。2、瓷器茶具：古樸雅致，瓷質(zhì)厚重，保溫性能較好，固為斗茶行家所珍愛。3、玻璃茶具：用玻璃茶具茶葉的整個(gè)沖泡過程及茶湯的色澤可一覽無余，使人在品茶的過程中得到一種動(dòng)態(tài)的藝術(shù)欣賞。4、金屬茶具：用金、銀、銅、錫等金屬制作的茶具密封性能好，有較好的防潮、防氧化、防光、防異味的效果，尤其是錫作為貯茶器具的材料，有較大的優(yōu)越性。5、竹木茶具：它物美價(jià)廉，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。直到現(xiàn)在，仍然被廣大群眾所喜愛。2.2中國茶文化分析中國茶道精神應(yīng)該概括為“怡、清、和、真”四個(gè)字。首先“怡”字代表“怡情養(yǎng)性”首先強(qiáng)調(diào)的就是身，茶有保健，強(qiáng)身健體的作用，也就是修身，其次就是養(yǎng)性，怡情，人們以茶悟道，從而怡然自得，提高生活質(zhì)量。“清”字就像是佛教的代名詞，清苦，清心，清凈，茶清如露，茶禪一味。為人清廉，清正，清心寡欲，清心健體。“和”字代表儒家思想的主要體現(xiàn)，仁，義，禮，智，孝，以“和”為核心，中華民族向來崇尚中庸之道，以“和”為貴。同時(shí)以茶會友也是“和”的體現(xiàn)?！罢妗贝碇兰摇疤烊撕弦弧闭軐W(xué)思想的體現(xiàn)。例如返璞歸真，道法自然，守真養(yǎng)真等哲學(xué)思想。還有真情真意，真善真美，真誠守信等茶道和為人精神?！扳?、清、和、真”四字所代表了我國的茶道精神和文化，除內(nèi)在文化之外，茶道文化還包含了沏茶、賞茶、聞茶、飲茶以及環(huán)境，茶具等相關(guān)因素都包含在“品茶”二字之中，是茶文化的重要組成部分。太空情境及茶具設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.1太空物理空間及環(huán)境特點(diǎn)在太空中一切物體處于無重力或微重力環(huán)境中，在此空間中，大部分物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地球存在許多的不同?；谔仗厥獾沫h(huán)境特點(diǎn)，對飲茶中所需的水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究就顯得格外重要。3.1.1太空中水的流動(dòng)規(guī)律在太空低重力或無重力環(huán)境下水的流動(dòng)呈現(xiàn)無規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)，且在太空中水分子間相互吸引的，邊緣的水分子受到的向中心的力大些，有像中間運(yùn)動(dòng)趨勢，成大水滴狀漂浮于空間中。3.1.2太空中水的安全溫度在太空無壓力環(huán)境下可以說水在任何溫度下都在沸騰，無時(shí)無刻都在轉(zhuǎn)化為水蒸氣。并且在不同的大氣壓作用下，水的沸點(diǎn)也不同。沏茶的標(biāo)準(zhǔn)水溫是90-100攝氏度，但是太空飲水的安全溫度在50度以下，過高的水溫會燙傷宇航員的皮膚以及傷害食道。3.1.3太空飲水的相關(guān)規(guī)范航天員在太空生活對水的需求量很大,根據(jù)航天器飛行時(shí)間的長短、航天器工作方式的不同，設(shè)計(jì)了多種水供應(yīng)方式，在各種航天器上使用，以滿足航天員生命保障的要求。消耗式水供應(yīng)。短期載人航天器水的儲備按每人每天2。5千克考慮（只考慮飲用水），采用貯水器供水,產(chǎn)生的廢水不考慮重復(fù)使用，為純消耗式。在太空中飲水因?yàn)樗倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律的問題，只能使用“吸”這個(gè)動(dòng)作進(jìn)食。就像宇航員通過牙膏管進(jìn)食一樣。3.2太空情境茶具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在天空中飲水自然是有許多的技術(shù)難點(diǎn)，而本論文的重點(diǎn)就是如何制作在解決這些難點(diǎn)的同時(shí)在未來的太空時(shí)代傳承茶文化的茶具產(chǎn)品。1、太空中水的無規(guī)律運(yùn)動(dòng)：除了使用類似于牙膏的吸食方法外，可利用水的張力問題對茶杯的造型進(jìn)行改良，采用窄口杯可以讓水的吸附在杯子里，防止水的流失。2、對于沏茶溫度的把控：沏茶的最佳溫度在90-100攝氏度，采用電磁加熱的方式可避免在不同大氣壓環(huán)境下水無法上升到沸點(diǎn)以上的問題，但傳統(tǒng)的家用電熱水壺采用沸騰斷電的方式在不同環(huán)境下并不實(shí)用，應(yīng)該為溫度監(jiān)測，在適當(dāng)溫度下斷電。3、太空中茶葉殘?jiān)奶幚恚阂驗(yàn)闊o重力環(huán)境，茶葉最好采用茶包的方式浸泡，避免茶葉的無規(guī)則飄動(dòng)。而浸泡過的茶包里會殘留不少的水分子以及細(xì)小茶渣，倉促丟棄容易造成安全隱患，因此當(dāng)茶包用完時(shí)，可采用封閉包裹茶包，然后丟棄。3.2.1太空茶具所要重點(diǎn)體現(xiàn)的部分在未來所要發(fā)展的太空飲茶方面“怡、清、和、真”是茶道發(fā)展最重要的核心哲學(xué)思想。除此之外，在我看來聞茶，飲茶，是太空茶具所要重點(diǎn)體現(xiàn)的部分，在太空中，茶分子沒有了空氣分子的阻擋，它們可以一直做直線運(yùn)動(dòng)，更快擴(kuò)散出去，讓品茶的人可以快速的聞到茶香。而飲茶更是品茶最關(guān)鍵的部分，需要被重點(diǎn)重現(xiàn)。3.2.2無需在太空茶具中重點(diǎn)體現(xiàn)的部分所謂無需重點(diǎn)體現(xiàn)的部分意思是其不是茶文化的關(guān)鍵所在，并且難以在低重力或極端環(huán)境下重現(xiàn)的部分，其中有沏茶以及品茶環(huán)境。首先在太空中難以重現(xiàn)傳統(tǒng)的沏茶工藝，所謂的功夫茶更是無法完整還原，沏茶的過程最好通過密閉的機(jī)器來完成。還有品茶環(huán)境雖然可以在太空重現(xiàn)地球的飲茶環(huán)境，但是與茶具設(shè)計(jì)關(guān)系不大，切并不是主要部分。太空茶具產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)太空茶具類產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)時(shí)刻注意無重力環(huán)境下的用水安全，把握太空用水規(guī)范，根據(jù)水的性質(zhì)進(jìn)行進(jìn)行設(shè)計(jì)，符合航天標(biāo)準(zhǔn)化章程。同時(shí)不能一味的追求創(chuàng)新，產(chǎn)品需要準(zhǔn)確把握茶文化的文化內(nèi)涵，不能脫離飲茶文化的哲學(xué)根本。4.1太空茶具產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)創(chuàng)新在一整套茶具的12個(gè)部件中茶葉，茶壺，燒水壺，品茗杯，四樣是最不可缺少的部分，但可對其進(jìn)行設(shè)計(jì)組合，盡量減少操作的繁瑣程度，例如燒水壺與茶壺為一體，類似于咖啡機(jī)的浸泡辦法。另外茶葉的包裝需采用茶包的形式避免茶葉飄動(dòng)。茶杯的設(shè)計(jì)可以采用吸食的辦法。而倒茶的方式可用利用氣壓將茶壺內(nèi)的茶水添加至茶杯中。在茶具中還需要一個(gè)必不可少的功能，就是講煮好的茶水降溫功能，不可直接導(dǎo)出熱水?；蚴强衫妹?xì)管作用設(shè)計(jì)杯體形狀，例如上例太空杯，或是采用窄口瓶的的設(shè)計(jì)原理，讓水分子間的相互吸引力發(fā)揮作用，防止水的溢出，增加宇航員的飲用體驗(yàn)以及飲品的飲用率。對于產(chǎn)品的造型方面盡量以功能性考慮優(yōu)先，再無重力漂浮的環(huán)境下盡量保證宇航員可以輕易控制產(chǎn)品的動(dòng)向，方便拿取和固定。4.2太空茶具產(chǎn)品的材質(zhì)選擇創(chuàng)新吸管式飲水袋主要采用TPU面料或是類似環(huán)保的新型聚氨酯材質(zhì)，一般這種材質(zhì)都具有其它塑料材料所無法比擬的高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐氣候等特性，同時(shí)他具有高防水性透濕性、防風(fēng)、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優(yōu)異的功能。敞口太空杯應(yīng)采用鋼化玻璃材質(zhì)，保證杯體的極端狀態(tài)下的高穩(wěn)定性，確保杯體不會粉碎，還要具有高通透性，利于用戶觀察液體的狀態(tài)。傳統(tǒng)的茶具制造材料并不完全使用于太空環(huán)境，應(yīng)使用復(fù)合材料技術(shù)，新的成型工藝、加工工藝，保證產(chǎn)品在極端環(huán)境下的穩(wěn)定表現(xiàn)，耐高溫、耐低溫、不易變形、抗撞擊、耐磨等都是重要的選材指標(biāo)。現(xiàn)階段的選材辦法不應(yīng)采用市場導(dǎo)向辦法以降低生產(chǎn)成本為重要考慮標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采用最合適的，以用戶最高標(biāo)準(zhǔn)選取材料。例如凱夫拉纖維這是一種新型的宇航服所用材料，不僅輕柔且堅(jiān)固，在極端高溫的環(huán)境下也擁有極好的表現(xiàn)。4.3太空茶具產(chǎn)品的顏色使用創(chuàng)新改變了傳統(tǒng)的茶具制造材料后產(chǎn)品顏色成為了重要的體現(xiàn)茶文化的形象窗口，選取主體顏色應(yīng)做到古樸典雅，以灰色或是棕色為主色調(diào)。但同樣為了安全，用于加熱的水壺，應(yīng)當(dāng)有帶紅色的警示標(biāo)志，以免認(rèn)為的誤操作。茶杯以及茶壺部分要做到擁有足夠的可視度，保證用戶可以觀察到水的狀態(tài)，或是電子數(shù)據(jù)的顯示裝置，增加產(chǎn)品可操控性。4.4太空茶具產(chǎn)品的風(fēng)格管理創(chuàng)新上文曾提到，完整的茶文化不單單指茶，飲茶所在的環(huán)境同與茶具同樣是茶文化的重要方面，雖然我們在當(dāng)前背景下難以做到在太空中建造飲茶室，但是我們可以通過對茶具產(chǎn)品的外觀創(chuàng)新來適應(yīng)太空環(huán)境，將產(chǎn)品的風(fēng)格更加傾向于類似航天器的現(xiàn)代化風(fēng)格，具有一定的科技感。4.5太空茶具產(chǎn)品的安全管理創(chuàng)新無論如何在太空中的用水、飲水安全都是最重要的設(shè)計(jì)中心，熱水在無重力環(huán)境下可能會造成嚴(yán)重的損失。所以在設(shè)計(jì)的過程中需要確保在燒水時(shí)水壺的固定，以及避免人為的誤操作，在倒入水、飲水的過程中保證器皿的密閉性，避免水的溢出。在燒水壺上一定貼有明顯的警示標(biāo)志，避免誤操作以及不必要的損失。4.6太空產(chǎn)品創(chuàng)新案例分析這是一款由NASA和工程公司IRPI共同研發(fā)的太空用水杯：這款杯子利用表面的張力、濕氣和幾何形狀來防止里面裝盛的液體溢出。杯子的底部都很寬，但到了杯子的開口處附近就出現(xiàn)了一個(gè)緊收的V字形，這樣的形狀能夠利用毛細(xì)管作用將杯子里的液體引導(dǎo)至杯口附近。這樣的杯子可以在零重力或微重力環(huán)境下模擬地球的飲水習(xí)慣，而且這樣的設(shè)計(jì)不僅環(huán)保，宇航員能和到的水也比袋裝用吸管喝的器具要多。總結(jié)隨著將要來臨的太空時(shí)代，以及大量的太空探索任務(wù)，加上航空航天的私人化，將會有無數(shù)的相關(guān)設(shè)計(jì)產(chǎn)品涌現(xiàn)，本文所講的只是其中的一部分，茶具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)辦法。但是在茶具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)背后，卻不單單是簡單的茶具造型設(shè)計(jì)，還包含了包括文化傳播與創(chuàng)新，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，等等的相關(guān)領(lǐng)域。在了解了我國的茶文化以及太空飲茶的相關(guān)技術(shù)與規(guī)范后寫下的基于人類太空移民計(jì)劃情境的茶具產(chǎn)品的探析及設(shè)計(jì)創(chuàng)新，從產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、顏色、安全、文化傳播等等反面為太空茶具的設(shè)計(jì)進(jìn)行了理論指導(dǎo)。也許有人會問人類的多星球化是否是目前迫在眉睫的課題，這個(gè)問題沒有人能夠回答，但是在ElonMusk先生的帶領(lǐng)下，人類的星際移民進(jìn)程已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的階段，各國也在爭先恐后的發(fā)展航空航天產(chǎn)業(yè)，隨著航天計(jì)劃的數(shù)量激增，航空航天在未來的幾十年之中會出現(xiàn)大量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求，在此背景下航天相關(guān)產(chǎn)品無疑會成為一個(gè)重要的設(shè)計(jì)方向，我們會需要大量的創(chuàng)新科技產(chǎn)品