基于可拓思维的定量取药装置设计

张超 莫永立 魏听

摘要：本研究以老年人为目标人群进行用户研究，对其常服用保健药品的药瓶展开调查分析，发现现有老年保健药品的药瓶存在用户服药不方便，药物易受污染和受潮等问题。运用可拓学方法对相关问题和产品进行拓展分析和变换，确定解决问题的思路，完成了一种可满足多种需求的定量取药装置的结构和外观设计方案。

关键词：老年用户；取药；定量；可拓学；通用设计

中国分类号：TH47 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2018）03-0123-02

随着人们对身体保健日益重视，老年人保健药品的消费量越来越大。保健药品具有营养性和食物性的天然药品性质，有明确的用法用量要求。通过市场调查发现，现有保健药品的包装设计缺少对老年人群体的关爱。老年用户在服药时，通常是先将药品从药瓶倒入手中，数取一定数量，再将多余的药品放回药瓶。由于老年人存在肢体控制力差、健忘和视力弱等生理问题，完成以上操作存在不同程度的困难，从而产生取药效率低、服药失误、药品污染和受潮等问题。在我国逐渐进入老龄化社会的背景下，如何快捷有效地解决老年人定量取药的相关需求，改善其服药过程，保障卫生和安全，提高生活体验，显然是非常有意义的。

1 产品与用户调查

研究小组通过调查药店、超市和电商网站，分析了安利纽崔莱、善存和汤臣倍健等常见品牌的产品得知，保健药品的形状主要有圆柱型胶囊、椭圆球软胶囊型、片状型、矩圆型、圆型和樱桃型等，主要用于补充维生素、矿物质、蛋白质和钙质等，常用的药瓶是主要有旋盖闭合式和翻盖闭合式两种，没有准确定量的功能。部分用户使用定量药盒来解决定量服药问题，需要提前划分数量装入药盒的小格内，但仍然不能解决药品污染和受潮的潜在风险。通过检索专利同样发现，与药瓶相关的技术专利均未涉及有定量取药装置。与隔离空气和防潮除湿有关的技术方案均存在一定问题，如结构繁琐、技术不成熟、操作不便和制造成本相对较高等，并未产生明显的社会经济效益。

用户调查结果表明，46%的被调查者都认为通过手直接服用药品存在健康隐患，78%的被调查者承认定量取药过程会遇到因手抖、站立不稳、视力不佳和注意力难以集中等原因，导致每次取药物都会倒出数量过多的药品，88%的被调查者认为将倒出来的多余药品重新放回药瓶中会产生污染。66%的被调查者认为长期服用的药品容易受潮，

2 产品设计方案

采取正确的新产品开发策略是新产品成功的先决条件，研究小组运用可拓创新方法对问题展开研究。可拓学是蔡文学者于1 983年创立的一门原创性横断学科，是用形式化的模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法。可拓学将矛盾问题用一种形式化的方式表示（物元、事元、关系元），通过3条路径、5种基本变换（置换、增删、扩缩、分解、复制）、4种基本运算（与、或、积、逆）获得创新方案，并通过可拓优度评价，获取最佳方案。目前，广泛应用在机械工程、建筑设计、工业设计、信息科学、管理学、市场营销等多个领域。由于可拓学具有形式化描述事物特征的能力，在创意产生过程中，可以循序渐进，在思维充分发散时保证事物特征得到有效的关联，得到有效的方案。

1）首先，根据项目要求，建立产品基元模型，设基元为B，则B=（O，c，v），其中，0为研究对象，c为关于研究对象0的特征，v为关于特征c的量值。产品具有的特征，包括造型、色彩、材料、工艺等感官要素特征，机构和功能特征，用户需求、人机交互等人因特征，使用环境、情感、品牌文化要素等附加特征。用多维物元模型描述为：

其中，Om为取药装置研究对象，Cm为装置Om的特征，Vm为装置Om关于特征Cm对应的量值。在研究中，先对取药过程产生的问题进行拓展分析，将问题定义为事元，对应产品的功能元，然后确定产品需要具备的功能，包括主要功能和附加功能，形成产品的基本原型。 2）由发散到收敛思维模型。基于可拓学理论，创意过程是一种先发散后收敛的过程，经过“一值多征”、“一值多物”、“一物多值”的物元发散过程。

O定量物品=（量杯，勺子，碗，墨盒，抽屉，饮水机，物理包装物，…）；

C老年人=（行动迟缓，健忘，迟缓，老花，颤抖，疾病，…）；

对定量取药需求进行发散分析、收敛分析，发现此过程与饮水机的使用过程以及其用户需求类似，从而获得了设计研究的突破口。通过设计一种直接与药瓶连接的装置，可以实现定量取药的功能，还可以单独作为药盒，又可以代替瓶盖的密封功能，避免瓶内药物受到污染或者受潮，便可解决以上问题。

3 产品设计方案细节

1）产品通用性设计。本装置可单独当做药瓶使用，便于携带和取药。通过搭配螺纹配件，可以衔接配合市面上最常用的35mm、40mm和45mm口径的药瓶，通用性良好。可调整的出药口空间，可通过的单粒药品厚度最大为15mm，适用于大部分保健药品（厚度均在4mm至8mm之间）（如图1所示）。

2）装置细节设计。由挡板、分隔件、储存腔和旋转装置组成。对多种形状药片进行了精确测量，在扇形区域储存药片，并且通过旋转装置实现调整挡片之间的间距，可以使得不同尺寸的药品顺利通过出药口（如图2所示）。

3）色彩设计方案。研究成果表明，随着年龄的增长，老年人的眼球晶状体内的蛋白质会逐渐变成黄褐色，其所感知的色彩会倾向于黄色调，对鲜艳的橙色、红色和黄色保持相对高的敏感度。因此在产品颜色搭配上选择了暖色系，实现视觉上的“无障化”（如图3所示）。

4）使用方式设计。主要分为三步，首先将旋转装置顶部的橙色旋钮，调整出药口空间的挡板，适应所服用药品的体积，锁定只允许进入一颗药，达到定量控制；然后将瓶子倒置，旋钮瓶身，将药品隔离开来，一次操作隔离药品数量为3或者4粒；最后旋扭透明窗口，拿取药品服用（如图4所示）。

5）結构设计。本装置由7个零部件组成，结构清晰，螺纹配合方式使得部件之间的链接更稳固和方便拆卸，生产管理和包装运输便利（如图5所示）。

4 结论

本装置设计以实现精准量取保健药品为目的，在产品功能、使用过程、形态、色彩、结构、材料工艺和人机关系等方面进行了探讨，通过可拓创新思维的介入，找到解决问题的切入口，为解决老年人定量服药困难提供了可行的设计方案，体现了对生活的深入洞察和对弱势群体的良好关怀。本装置满足携带药品、密封药瓶和防潮等使用需求，体现了良好的通用性和实用性。