人性化设计理念在家用压力锅结构创新中的应用

伍尚凯，苏惠斌，陈育贵，黄志荣，吴琼

（1.广东凌丰家居用品股份有限公司，广东 云浮 527400；2.南京工业大学艺术设计学院，江苏 南京 211816）

0 引言

民以食为天，人们饮食、烹饪需求的多样化促进了各品类、功能炊具的开发与创新设计。家用不锈钢压力锅作为炊具的重要一员，凭借其制作食物的特殊技术性能和市场售价高等特点而被特定需求的用户群体和企业经营创收所青睐。但必须意识到所面临的重要问题，国内大多数企业对于压力锅结构等核心技术创新及使用方式等人性化设计方面掌握不够。因此，有必要结合人性化设计理念来探究压力锅的核心技术创新亮点，以便为相关企业的设计活动明确关键技术突破点和创新方向，从而落实行之有效的产品创新，最终让家用压力锅能更好地为提升民生幸福感服务及促进产业发展。

1 人性化设计理念概述

人性化设计强调坚持以人为本的设计理念，关注到用户物质需求（生理、行为习惯）与精神需求（思维观念、心理、情感、情绪及认知等），包括安全可靠、实用（技术、功能）、美观（风格、造型）、便捷舒适（触觉方面的人机交互、结构、材料及工艺；视觉方面的形与色、元素及肌理）、人文（文化、关怀及可持续）和商业经济等方面，涉及科学技术理性和文化艺术感性层面，兼顾个性、多样（多功能、通用、包容）及精细化体贴等特点[1-3]。产品的人性化设计以人机工程学为基础，追求人、产品和环境关系的和谐，它是人类自身需求的特点对设计的内在要求[4]。人性化设计理念应用广泛，渗透到现代人生活方式及工业产品设计的方方面面，包括汽车设计、装备设计、电子产品及日用家电与厨具等。家用厨具中的压力锅与人们的生活关系密切，如何依据人性化设计理念及特点进行压力锅的创新设计值得设计人员深入思考，以求设计品能更好地满足提升生命质量及产业经营等方面的价值诉求。

2 家用压力锅结构创新

2.1 家用压力锅创新途径

家用压力锅这一民生日用炊具在人们餐饮、烹饪等需求方面具有重要价值。压力锅区别于普通锅具，一方面是对于压力的控制要求；另一方面是技术水平（结构复杂、装配零部件及工艺繁多）的相对复杂。其原理是通过密闭的锅内空间来控制压力大小，进而控制蒸汽及沸点温度，最终实现食物烹饪的多样化、多口感、快捷、营养丰富及跨越地理海拔限制。其主要用材包括不锈钢、铝合金及铸铁等，不锈钢较昂贵，但质感佳、使用寿命较长、双层保温高效节能；铝合金较便宜、质量轻、导热快，但不耐用。其细分种类按压力大小、技术水平、灶台能源环境等差异分可为高压锅、微压锅、纯机械式、明火加热式、电加热（机电一体化）及智能式等，其中机电兼具型压力锅技术难度相对更高。

随着我国社会经济水平提升、技术进步、人们生活节奏加快及生活质量的提高，消费者对于厨具的重视程度逐渐增强，这有力促成了用户对家用压力锅需求层次的升级，促进了压力锅产品的使用率提高和创新步伐加快[5]。家用压力锅创新的途径多样，一方面是系统性的创新，整合了市场商业趋势、设计、技术、消费群体诉求、人文等宏观因素；另一方面，包括产品设计内部要素如结构、外观造型（方法、题材、符号）、功能、使用方式、CMF、细分品类、灶台环境适应性等微观层面的创新。家用压力锅产品创新的目的是以创造性、协调性、差异化及可视化的方式来解决问题，从而满足生活与生产方面的用户需求和市场经济需要，最终塑造具有实用、审美、人文及经济等多元价值的创新型产品。文章重点从纯机械式不锈钢压力锅的结构要素展开相关研究。

2.2 家用压力锅结构创新

家用压力锅结构创新是设计内部要素途径的创新。纯机械式压力锅的技术水平受结构、工艺、材料等因素影响，其中结构则甚为关键，包括锅体的内、外结构，如锅盖控制方面的开合结构、锅身能量转换方面的储能结构、气阀热传导方面的散气结构（安全性）等，应注重确保内部结构的操作控制、能量转换和动力运输的可靠性，以及装配连接件的标准化[6]。

目前压力锅常用的压力结构系统中，“匚(fang)”式结构是较为主流的。这是一种精度较高的压控式、闭环式压力控制方式，很好地解决了压力安全性及控制问题，同时可以大幅减少原材料，这种结构从理论上来说几乎可把压力爆炸的发生率控为零[7-8]。此外，匚式结构有利于减少沸腾烹饪及汽化热的损失，有效地保持食物形体及营养成分[9]。结构的合理、安全可靠及巧妙性等方面影响到与技术、材料等的良好匹配，影响产品整体的安全性、功能的运行平稳性以及人机交互的舒适性等。综合来看，压力锅结构创新关系到技术的可靠、用户使用的整体舒适体验、市场销售的品质口碑及长远经济效益。此外，家用压力锅结构创新也应遵循一定的重要程度等级区分，首先重视安全合理性，其次是高效节能性、便捷舒适性及个性美观性等。明确结构创新点的主次，以便切实、严谨科学地落实新产品。

3 家用压力锅结构人性化设计

主要从家用不锈钢压力锅的结构创新中探究人性化设计，具体体现在不同部件的安全性、高效性及便捷舒适性，多方面的人性化考虑共同促成用户与产品、环境的和谐关系。

3.1 气阀的压力控制安全性

气阀是压力锅盖子上的重要结构部件之一，结构的合理性、力学可靠性、材料耐用性等方面的安全性问题是首要考虑的，这些都为设计的人性化奠定基础。气阀的作用是方便用户及时控制压力大小（必要时快速泄压），由此掌握食物的形状变化、口感及健康程度。

以凌丰品牌的一款高性能热销压力锅为例，其设计符合压力锅GB15066-2004的压力安全标准，其气阀系统具有多重安全结构的防护屏障，包括气阀旋钮结合安全阀孔、安全窗口来共同实现压力的安全控制[5]。此款压力锅通过“匚”式夹钳口弧形的压力开合结构，将锅体与锅盖紧紧箍住，气密性十分牢靠。气阀旋钮（电木或不锈钢材质）可以调节高中低压（5、60、90及120kPa等）级别的压力差设定，也可以是零压差能控制锅内气压在0至1.2bar之间；安全阀孔的作用，当锅内压力超过预设值时，阀孔自动开启释放多余蒸汽，从而保障锅具及人身安全；阀孔的作用，在锅内有压力时，阻碍按键开关无法轻易打开锅盖；安全窗口的作用，当锅内固定压力值过大且无法通过压力气阀调节及安全阀孔释放压力时，安全窗口内的密封硅胶圈会在一分钟内迅速及时微调，将蒸汽从安全窗口排出，由此更精密度地控制锅内不同的气压值以达到理想的烹饪效果和更高安全级别。气阀安全系统结构有效避免了人身伤害（防烫）及其他物品的损坏，确保了厨房烹饪环境的整体安全性，营造了人机环境的和谐。压力锅的气阀安全系统如下图1所示。

图1 压力锅的气阀安全系统

3.2 锅身的烹饪方式高效性

传统压力锅的单层锅身已不能很好地起到隔热保温、免火续煮（焖烧）功能，实用性，便利性也大打折扣。如何做到充分利于热能，离不开双层不锈钢真空夹层结构密封技术（结合单向排气阀对气压做出相应的反应），由此便于避免热能的损失及维持锅内蒸汽压，达到储能、节能、省时及高效率烹饪的目的[10]。针对目前市场上的不锈钢压力锅，关于双层锅身与普通锅身在同环境下进行对比测试，可发现双层压力锅比普通锅节省约30%以上的能源和烹饪时间，有效避免了大量热能的浪费问题。在兼顾饮食口感、健康营养的同时真正给下厨者带来高效便捷。此外，锅内壁有清晰的水位线刻度用来提醒用户快速添加所需水量，方便准确控制食物容量及变化程度，体现了人性化的细节体贴；锅底为平底，结合铝材复合型导磁底，利于快速均匀加热、适应多种灶台环境，很好地实现了热传导和使用场景的兼容性。锅身的标准化相对明确，目的是方便批量化配套、有效控制生产成本。锅身相关的人性化细节，双层不锈钢压力锅锅身结构、夹层中的单向排气阀、内壁水位线（见图2）。

图2 锅身相关的人性化细节

3.3 开合盖的交互方式便捷性

锅盖也是压力锅中非常重要的部件，其结构设计将在很大程度上影响整体安全性能和使用性能[11]。压力锅的开合盖结构涉及结构力学和材料力学问题，关乎安全性、可靠性（密封）、操作舒适性（简单、便捷、省力、低噪音）等人性化效用。通过调研对比市场上现有的代表性（热销或潜力型）竞品品牌压力锅，以及结合国内国际标准规范，基本界定目前压力锅比较常见的开合盖结构根据内盖、外盖、封闭式、开放式的不同，具体形式呈现为旋合型（A）、落盖型（B）、压盖型（C）和匚式夹钳型（D）4种类型[5]。下文对此4种结构类型配以线稿图及类似产品实体图，以便于直观感受不同的结构创新。

经过竞品的开合盖结构对比后发现，第一，旋合型（A）为相对较早出现的一种，其特点是操作开合盖时需双手分别抓住锅盖手柄和锅身手柄，以反方向错位方式旋开或合上，此结构要求用户兼顾双手、视觉、方向感等多方面对准位置，缺少人性化的方便且易产生噪音；其优点是结构相对简洁，表面易清洗。第二，落盖型（B）的技术独创性明显，但也需双手操控才便于打开锅盖，而且开合盖时需把锅盖先伸入锅内，当旋转相应角度后再扳动手柄来实现扣合，操作体验不够便捷、卫生。第三，压盖型（C）的原理是依靠旋转螺杆方式实现锅盖密封，操作起来需用户双手用力和对位准确，若施力过小则易因旋合不紧而出现漏气现象。第四，匚式夹钳型（D）利用人机工程学原理，其结构特点是改纵向受力为横向受力，锅盖与外锅刚性连接，锅盖与内锅通过硅胶密封圈实现稳固密封。

总的来说前三种开合盖结构都具有一定创新性，但基本皆需用户双手操作，人性化程度不够完善。而夹钳型只需用户先用一个手指轻按一次交互面板上对应按键（具有锁住和打开的逻辑性指示图标），再用单手提起锅盖即可实现开合，此方式减少了交互步骤，使用起来更加轻松省力、便捷且噪音低，其切实完善地满足了用户使用的人性化需求。此外，此不锈钢夹钳型开合盖通过不锈钢与电木材料结合力求轻量化、高强度；开合盖内的密封圈可拆卸，清洗方便；按压力锅的GB15066-2004标准进行过“破坏性测试”，确定蒸煮等过程中锅口不会出现漏气、溢出水现象，尽可能让用户避免因使用问题而产生畏难情绪、畏惧心理及挫败感，符合人性化设计的体贴与周到。如图3所示，分别为4种典型开合盖结构及部分相关细节。

图3 典型开合盖结构及部分相关细节

4 结语

现代工业化商品的设计重视以技术、功能为主体，技术创新为功能提供保障且有利于企业掌握产品竞争的核心优势。压力锅结构作为技术范畴的关键要素，其创新点的明确把握与人性化设计理念的合理融合是压力锅创新设计成功的有力支撑。文章重点指出了压力锅安全性方面的气阀控压、高效性方面的锅身烹饪及舒适性方面的开合盖交互等人性化结构创新点，意在为压力锅相关的设计研发及企业生产制造明确核心技术差距及关键创新突破口方面提供一定的参考，有利于推动压力锅产品打破技术创新壁垒及助推相关产业的稳健、可持续发展。当然，压力锅设计创新不完全局限于结构等技术层面，设计师还可从功能配备的多样性（一锅多用的内部空间）及外观造型的艺术审美性等方面进行塑造，更多的创新研究及实践有待进一步提出并完善。