一种轮椅设计方案生成方法与流程

本发明涉及一种轮椅设计方案生成方法，属于产品设计技术领域，尤其涉及一种轮椅产品dna的设计方法。

背景技术：

随着工业技术的不断发展，产品技术差异性对同类产品的影响变得越来越小，不同品牌的产品也越来越趋向于同质化。所谓“同质化”是指“同类产品中不同品牌的产品在功能、结构、造型风格甚至营销手段上相互借鉴模仿，产品差异性逐渐趋同的现象”。同质化现象导致产品竞争激烈，因此，如何通过设计创新赋予产品独特的造型风格，建立差异化的品牌造型特征，从而提高产品竞争力，受到越来越多的企业和学者的关注。

产品同质化问题在轮椅行业显得格外严峻，不同品牌轮椅的产品结构和造型风格极其相似，将不同品牌轮椅放在一起，如果不看品牌标志，用户很难区分出不同品牌轮椅。虽然轮椅可供用户选择的品牌众多，但因为产品趋于同质化，用户很难看出产品之间的差异性，于是在选择时往往具有随意性，降低了轮椅行业的发展活力。在这种情况下，设计创新成为了轮椅产业迫切需要解决的问题。

现阶段对轮椅的研究主要从机械结构和人机工程学方面对轮椅的功能结构进行分析，基于各种分析软件和人体测量学对轮椅结构和功能进行优化，但对于轮椅产品造型风格和用户认知意象之间的关系研究较少。本发明通过引入产品设计dna的概念，将产品dna的遗传和变异作为企业在设计产品过程中产品识别特征延续的关键，通过产品显性特征和隐性特征的提取，进行显隐性特征之间设计编码，保持产品设计风格的继承性和连贯性，从而解决轮椅产品品牌识别问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中轮椅产品设计中存在的同质化严重的不足，提供一种轮椅设计方案的生成方法，技术方案如下：

一种轮椅设计方案生成方法，包括以下步骤：

s1:分析轮椅产品的显性特征和隐性特征；

s2:根据轮椅产品的显性特征和隐性特征分析结果，提取出产品的显性特征参数和隐性特征参数；

s3:构建显性特征参数和隐性特征参数之间的映射模型；

s4:基于映射模型，进行产品dna编码组合，设计新的轮椅产品设计方案；

依据生理测评法和模糊综合评价法对多个新的轮椅产品设计方案进行试验验证和评价，选择出轮椅产品的最佳设计方案。

进一步地，步骤s1中的轮椅产品的显性特征为轮椅的形态、材质、色彩三个因素；轮椅产品的隐性特征为产品、用户、设计师三者之间构建的三个需求语意层次。

进一步地，步骤s2中的产品的显性特征参数和隐形特征参数的提取，包括以下步骤：

s21：通过设计形态分析法提取显性特征参数，通过对产品样品的特征进行对比，选择显著的显性特征参数；

s22：运用语义差异法，对用户的感知进行测定、量化和分析，对产品需求进行认知和获取，获得用户最为偏好的感性意象集，即隐性特征参数。

进一步地，步骤s3中的映射模型中的显性特征参数和隐性特征参数之间可以相互转化。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明通过提取轮椅的视觉识别特征，从而建立品牌差异化特征。通过借鉴生物dna概念引入了产品设计dna这一概念，研究轮椅产品显隐性dna，有利于保持产品识别特征的延续性和创新性。通过深入研究产品设计dna方法、设计形态分析法、语义差异法，生理评测法和模糊综合评价法的相关理论。对这些的设计方法进行整合并提出了一种针对轮椅设计dna的研究和验证方法。保持产品设计风格的继承性和连贯性，从而解决产品品牌识别问题，设计的产品能让消费者容易将其与其他品牌区分开。

附图说明

图1是本发明的轮椅设计方案生成方法的示意图；

图2是实施例的轮椅产品显性特征和隐性特征提取示意图；

图3是实施例的轮椅产品显隐性dna的映射模型示意图。

图4是实施例的生物dna和产品dna的复制过程示意图。

图5是实施例的轮椅显隐性dna编码组合方案示意图。

图6是实施例的轮椅眼动实验流程示意图。

图7是实施例的轮椅眼动实验中样本示意图。

图8是实施例的轮椅眼动实验中被试者在样本上的眼动轨迹示意图。

图9是实施例的轮椅眼动实验数据分析结果示意图。

图10是实施例的轮椅产品提取的感性意象词汇均值示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1~图10所示，本发明的一种轮椅设计方案生成方法，包括以下步骤：图1中的显性dna即显性特征；隐性dna即隐性特征，显性风格特征即显性特征参数，隐性风格特征即隐性特征参数。

s1:分析轮椅产品的显性特征和隐性特征；图2构建了轮椅显隐性特征的分析模型，显性特征分析主要从形态、材质、色彩三个方面进行。隐性特征主要基于产品语意学，对用户的轮椅需求语意进行分析，从轮椅、用户、设计师三者的关系入手，构建了轮椅设计语意的三个层次。弱化识别层次、明确使用层次和重视内涵层次三个语意层次进行分析。

s2:根据轮椅产品的显性特征和隐性特征分析结果，提取出产品的显性特征参数和隐性特征参数。

s3:构建显性特征参数和隐性特征参数之间的映射模型；

s4:基于映射模型，进行产品dna编码组合，设计新的轮椅产品设计方案；通过显隐性特征之间的设计编码组合，对产品进行新的方案设计。

依据生理测评法和模糊综合评价法对多个新的轮椅产品设计方案进行试验验证和评价，选择出轮椅产品的最佳设计方案。

具体地，步骤s1中的轮椅产品的显性特征为轮椅的形态、材质、色彩三个因素；

轮椅产品的隐性特征为产品、用户、设计师三者之间构建的三个需求语意层次。

具体地，步骤s2中的产品的显性特征参数和隐形特征参数的提取，包括以下步骤：

s21：通过设计形态分析法提取轮椅的显性特征参数，通过对轮椅产品样品的特征对比，选择显著的显性特征参数；通过设计形态分析法提取轮椅的显性特征参数，进行轮椅样品的特征对比，选择出较为显著的显性风格特征，分别为“车架采用圆弧倒角”、“座背垫装饰缝线”、“护裙板形态为流线型”、“辐条轮”、“x架折叠结构”加上主体色彩橙色和蓝色构成轮椅的显性特征参数。图1中的dnf问卷即设计形态分析法，英文全称是designformatanalysis。

s22：运用语义差异法提取轮椅产品的隐性特征参数，运用语义差异法对用户的感知进行测定、量化和分析，对轮椅产品需求进行认知和获取，获得用户最为偏好的感性意象集。语义差异法提取出轮椅的隐性特征参数，运用语义差异法，对用户的感知进行测定、量化和分析，对轮椅需求进行认知和获取，得到了用户最为偏好的感性意象集，分别为“难受的-舒适的”、“笨拙的-轻巧的”、“机械的-亲和的”、“粗糙的-精致的”、“复杂的-简洁的”、“理性的-感性的”、“难用的-易用的”。

具体地，步骤s3中的映射模型中的显性特征参数和隐性特征参数之间可以相互转化。图3为轮椅显隐性特征映射模型，产品的显性风格特征和隐性风格特征之间可以相互转化并相互影响，不同产品的显性特征具有不同的用户感知意象，通过产品显性特征与用户感性意象之间的映射关系，进一步探索如何满足用户感性需求的产品显性特征。

具体地，步骤s4中的产品dna的设计编码组合，图4为生物dna与产品dna复制过程对比图，产品dna可以通过类比生物dna复制过程，通过转录和翻译得到产品基因，产品基因通过不同的设计编码组合方式可以得到不同的设计方案，通过产品显隐性dna之间的解构和重组，从而保持产品的遗传性和创新性。产品dna编码组合，将轮椅产品的设计基因解旋为多种不同的产品dna，产品dna包含了不同的样式或不同的零部件信息，产品dna进行复制、重新组合，生成多个新的轮椅产品设计方案。根据提取出来的轮椅显性dna和隐性dna进行组合与编码，设计出轮椅新的设计方案，表现轮椅的显隐性特征，如图5所示。

最后采用生理测评法和模糊综合评价法对本实施例的结果进行验证：

1.基于眼动追踪技术的生理测量实验从视觉层面验证产品设计dna的一致性，包括如下步骤：

（1）设计轮椅显性特征对比眼动实验流程图；根据用户视觉认知特性，实验的科学性和可行性，建立轮椅显性特征对比眼动实验流程图，如图6所示。

（2）设计眼动实验样本；根据用户视觉认知特性，选取不同轮椅样本图片组合成一组轮椅对比样本。如图7所示，左边轮椅为设计方案，右边4款轮椅为不同品牌轮椅。

（3）开展眼动实验；将实验样本导入眼动仪中，通过轮椅之间的特征对比，选择出目标产品。

（4）图8为被试者的视觉运动轨迹图，根据被试者的视觉运动轨迹的最终注视点的位置，分析轮椅特征对比结果，从而得到轮椅dna一致性结果。图9为眼动实验轮椅样本中兴趣区域的注视点个数统计，可以直观地了解到aoi-2和aoi-3所代表的车架、护裙板、坐垫和背垫对应的被观察的次数最多，这些特征是被试者最为关注的，也是被试者最印象深刻的，结果也进一步验证了提取的轮椅设计方案中的显性特征是正确的，而aoi-1代表的车轮则给被试者的印象不够深刻。

2.基于模糊综合评价法，建立轮椅产品的因素集、评判集、权重集的评价数学模型，评判已经选取出的意象词汇在轮椅设计方案的符合度；轮椅意象词汇的模糊综合评价，包括如下步骤：

（1）确定轮椅产品的因素集u，就是评价指标；

因素集u＝｛，，…，｝;本实施例中，将步骤s22中提取出的轮椅产品感性意象词汇作为因素，建立因素集ｕ＝｛舒适的、轻巧的、亲和的、精致的、简洁的、感性的、易用的｝。

（2）确定模糊评判集v

评判集v＝｛，，…，｝；本实施例中，建立模糊综合评判集ｖ＝｛很符合，较符合，一般，不符合｝

（3）确定各因素权重集w

如图10所示为各感性意象词汇的均值得分图，权重集w＝｛，，…，｝；将感性意象词汇的均值得分进行归一化处理，得到感性意象集中各意向的权重，建立权重集w，本实施例中w＝{0.1444、0.1326、0.1396、0.1363、0.1545、0.1541、0.1384}。

（4）建立模糊综合评判数学模型，单因素判断

（a）首先，对每个因素即（i=1，2，…，n）进行评判，得到u（，，…，）；设计制作轮椅设计方案的感性意象评价问卷，即图1中的李克特量表，对问卷结果进行数据整理分析，得到每个因素的评价比例，如表1所示。

表1感性意象评估表

（b）其次，将每个因素的评判结果按顺序排列，得到模糊评判矩阵，如公式（1）所示：

（1）

其中，是对第i个因素ui（即评价指标）作出第j种评价vj的人数比例。具体到本实施例中，i=7，j=4，对轮椅设计方案的感性意象词汇进行模糊综合评判，根据评价数据得到模糊评判矩阵r，即

（c）将模糊评判矩阵和权重合成，最后得到评价矩阵和权重的合成结果，如公式（2）所示。

（2）

（5）模糊综合评判：进行矩阵合成运算

通过公式（2）计算得出评价矩阵r和权重w的合成结果，得到轮椅设计方案的感性意象词汇评价矩阵：

*

。

取数值最大的评语作为综合评判结果，最大值为0.31，对应的评判为“较符合”，因此验证得出本发明的轮椅设计方案生成方法的效果“较符合”。通过生理测评法和模糊综合评价法以定性和定量相结合的方式去验证轮椅产品dna的一致性。

本发明的轮椅设计方案生成方法通过引入产品设计dna的概念，将产品dna的遗传和变异作为企业在设计产品过程中产品识别特征延续的关键。本发明为轮椅产品在更新迭代过程中，建立品牌差异化识别特征提供有效的设计方法。通过轮椅产品显性特征和隐性特征的提取，进行显隐性特征之间设计编码，保持产品设计风格的继承性和连贯性，从而解决产品品牌识别的技术问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。