何铭锋 张 融 刘溉善

1.湖南工业大学机械工程学院湖南 株洲 412007

2.湖南工业大学文学与新闻传播学院湖南 株洲 412007

1 概述

香薰，在中国有着悠久的历史，从西周开始，到汉、晋、隋、唐、宋、元、明、清，不但在香料上越来越讲究，而且在器具的制作上越来越精美[1]。进入现代社会，随着人们生活水平的不断提高，商场出现了品类繁多的香薰器具，其中包括各式香熏机。香熏器具消费市场主要集中在北美、欧洲、日本等地区[2]。随着消费升级，中国消费者的生活品质得到提升，中国香熏机市场也在平稳增长。根据百度指数，2020年2月1日至2020年2月29日我国用户通过网络查询香薰机的人群情况如图1所示，可见，对香薰机感兴趣的人群主要集中在20～39岁的青年人，且男女比例大致相当。因而，设计师可以针对青年消费者的需求设计香熏机。

香薰机主要部件有雾化片、电路板、呼吸灯、防干烧装置、风扇。其工作原理是：通过陶瓷雾化震荡片的高频震荡产生自然飘逸的水雾，风扇将雾化的水以及精油通过出风口吹散到空气当中。香薰机与传统加湿器功能结构（见图2）有相似之处，但也有不同，传统加湿器多用吸水棉散雾。若人们在传统加湿器中加入精油，则吸水棉容易堵塞，加之加湿器采用的塑胶材质易受精油腐蚀，因此，传统加湿器的香薰效果较差。

市场现有香薰机采用传统的2.4 MHz雾化片技术，因而其雾化颗粒较大，能耗高，且香薰机必须搭配适配器才能在24 V或者12 V电压下工作，各国家地区的标准不同导致适配器难以通用。此外，本团队与企业进行项目研发时，基于内外部竞争环境和竞争条件下的态势分析（strengths weakness opportunities threats，SWOT）发现，现有香薰机的主流产品多采用无印良品香薰机的造型语意和结构以及技术方案，品牌形象、功能同质化严重。

在“一带一路”倡议中，“文化先行”是我国与沿线国家交流和合作的方式之一[3]。香薰是东方器物之美与西域香料之嗅相结合的产物。因此，本团队与“香系丝路”系列香薰机厂商合作时，在产品设计中注入文化元素，融合“美学生活”，以创意引领商业模式创新[4]。

2 设计方案

2.1 品牌设计

本团队提出“香系丝路”系列香薰机研发思路，以区隔品牌形象。提炼“一带一路”沿线国家的地域特色，以“云岭”“安卡”“秘境”“克洛丽丝”等产品意象，展现中国、埃及、意大利、希腊等国风貌（如图3所示）。系列个性化的产品外观设计有通用化的产品技术平台作为支撑，既解决了产品外观个性化、多样化的需求，又提供了平台统一、供应链一致的产能保证。

2.2 技术方案

“香系丝路”系列香薰机采用5 V电压的微量雾化片。相对于传统的12 V或24 V的电压要求，其优势在于能耗低，降低了对用电环境的要求，扩展了产品的使用场景。加之产品内部设置聚能环，在5 V低电压状态下出雾效果仍然良好。“香系丝路”系列香薰机的电路如图4所示。图中，Y1连接雾化片，F1连接风机。主控芯片接受到按键信号后，通过控制MOS管，驱动雾化片和风机工作。

雾化片采用超声波雾化片。其工作参数如下：电压为5 V，电频率为3 MHz，功率为5.5 W，雾化量为 10～30 mL/h 二档位，电容为 1 000～1 600 PF。其特点有：1）驱动电压低；2）转换效率高，雾化量大，能源节省90%；3）雾化片呈圆环形状，中间喷雾，工作稳定。

为防止产品出现干烧的现象，本团队在产品的内部设计了水位传感器。当液面低于传感器时，产品停止工作。该传感器采用电容式水位检测原理，电容C计算公式为

式中：ε为介电常数；

A为电容的极板正对面积；

d为极板间距。

在空气中和水中的介电常数是不同的。因此，当ε发生变化时，C会随之变化，即探水针在有水和无水的情况下，C值不同。水位传感器通过检测C值来判断容器是否有水。

2.3 产品优化设计

本团队对“秘境”香薰机进行优化设计。

1）原方案采用间歇式吹风，意图产生时而山雾环绕的情景。但是目前的技术无法解决透明罩挂水雾影响产品内景观感的问题。最终方案保留了山的概念，摒弃雾环绕山峦的概念，通过山体内腔出风，提炼了火山出雾之意境。

2）原设计是在挡水片上置一人坐看山起云涌之景，偏向工艺品风格，使产品残次率较高。加之采用山体内腔出风后，挡水片藏在山体内不所见，因此将挡水片变为小豆芽并加入水位刻度，这既节约成本，又避免开盖时弄湿台面（见图5）。

3）产品由圆柱体变成鼓型，采用大于90°的拔模角度可提高拔模成功率，使线条富有弹性，产品更具亲和力（见图6）。

此产品经过多轮的优化设计，现已成功上市，并获得2020年红点产品设计奖（见图7）。此产品取得了良好的社会效益和经济效益，成为校企合作创新创业教育平台的成功案例之一。

3 结语

中国的香薰文化博大精深。经过几千年的发展，香薰产品已成为方便快捷、提升生活品质的日用产品。但是，目前市场上的香薰机存在品牌形象、功能同质化严重，雾化颗粒大，能耗高，适配器难以通用等问题。针对上述问题，本团队从品牌、技术、产品外观3个层面对“香系丝路”系列香薰机进行了创新设计。1）本团队根据“一带一路”沿线国家的地域特色，设计了“云岭”“安卡”“秘境”“克洛丽丝”等产品意象。2）香薰机采用5 V电压的超声波雾化片，以降低产品对用电环境的要求；其内装水位传感器，以防止产品出现干烧的现象。3）对“秘境”香薰机进行优化设计，通过山体内腔出风展现火山出雾之意境，挡水片为带水位刻度的小豆芽，机身为鼓型，采用大于90°的拔模角度，使线条富有弹性。“秘境”香薰机已成功上市，并获得2020年红点产品设计奖。可见，“文化创意+传统工业产品”可以提升产品的附加值，为制造业的转型升级提供新途径。