玩具模块化设计研究

（湖北工业大学 430070）

模块化是指在面对一个复杂问题时，将系统从上至下分解为几个部分，从而便于管理的一种方法。模块化设计是将一系列不同功能的产品，或是相同功能不同规格、性能的产品进行功能分析，再对模块的构成模式进行分析和选择，使形成功能最大、系统最优、效益最佳的分解与重组，从而生产出大量变型产品供市场需求。

随着社会产业结构的变化，产品大多数都采用标准化的大规模机械生产。但随着人们生活品质及需求的提高，大家都开始追求产品的独特性和多变性，注重个性化及DIY，这与批量化生产存在着冲突，模块化则是基于这个矛盾而孕育出来的方法。

模块化的高效、便捷、环保使其在各领域中都有广泛运用，玩具设计中就有体现，例如七巧板、乐高等。随着人们生活情调的提高，玩具不再只是面向儿童，而是面向各年龄段人群。除娱乐类玩具外，观赏、收藏等没有具体玩法的玩具也受到越来越多人的青睐，并且这类人对个性化也有需求，模块化恰巧能满足这一点。

一、玩具中模块化的设计原则

（一）造型的连续性与整体性

模块化玩具作为一个整体，其各个模块在造型上要具有元素相似性或几何相关性。格式塔心理学指出运用相似、接近、连续的要素可以呈现出整体的视觉效果，因此在玩具的模块化设计中可采用这两点使其达到造型的延续统一。

模块的元素相似性，是指在模块化玩具设计中每个模块之间所运用的点、线、面的风格、处理方式、应用比例等具有相似性。如将玩具中的每个模块局部都采用镂空、凸起等点状元素；每个模块轮廓线条均采用整体流线局部直线或整体直线局部流线的组合方式；每个模块整体或局部均采用切面等特征性明显的元素。此外，色彩、材质、肌理等属性也可表达各模块间的元素相似。

模块的几何相关性，是指在模块化玩具设计中各模块所构成的空间关系，其相互之间存在着平行、垂直、同轴等几何关系。除大关系外，小的零部件与模块间也存在形位相关性。

（二）结构的合理性与兼容性

模块的互换性，在模块化玩具设计中每个模块接口的形态、结构、尺寸、参数都应该标准化，从而实现模块间的成功互换，不仅能满足使用者的求异心理，也能以最少成本最大地实现生产上所需的量与质。其相同的或是功能一致的模块接口都是标准化的，不影响接口结构的模块功能和形态则可以各不相同。

模块的通用性，在模块化玩具设计中每个模块都可以交互使用，提高了产品间的使用率，这种模块化的建立形成了产品的系列化，而模块实现通用需要以结构的合理与兼容为前提。

（三）功能的独立性与相关性

模块的功能相关性，指的是在进行模块化玩具设计的模块划分时，将那些构成一个功能的零件合并组成为一个模块，也就是说每个模块本身就具备一个独有的功能，并且每个模块都是独立的，可以单独进行设计、生产、拼装、升级、维修，每个模块在产品开发到销售每个阶段都互不影响，延长了产品寿命，减少了资源浪费。

（四）方式的可变性与多样性

每个模块不同方式的组合使玩具具有可变性和多样性，这也是少变为多的体现，组合化也是产品创新的一种策略，满足了千变万化的市场需求及不同环境对造型的局限。

方式的可变性就是用可变方向、位置等状态的模块组合成一个模块化玩具，其中每个模块都可根据需要进行拼装，组成具有其他功能或空间的新产品，并且不影响产品寿命，可反复变换。这种方式就是以独立、可变的玩具模块的不同拼装来满足需求和环境的变化，而不需要借助其他产品，以不变应万变（模块数量不变），以少变应多变（只变模块的放置状态），节省资源和空间。

实现玩具模块组合的方式变化需要对模块进行灵活运用，对模块化玩具的每种玩法进行分析，并记录每种状态下所匹配的结构、接触面的形态，以及拼接面的尺寸，使所有模块在每种状态下都能完美契合，再通过模型进行检验。

二、玩具中模块化的应用形式

（一）改变空间

模块化设计在构成空间时有“面与面”和“体与体”两种构成方式，区别在于前者每个模块本身不具备独立功能，只有通过组合构成一定空间或结构才有功能；后者则每个模块本身就具备功能，可根据需要叠加扩充空间，组成一个整体。

层叠组合，是将两个以上的面状模块在不影响产品功能的前提下进行拼装。每个模块都是相同的，可以完全契合，具有规律感、节奏感。这种方式降低了生产成本；穿插式结构免去了金属连接，绿色环保，并实现了造型、空间的自定义；层叠组合也节省空间，便于收纳运输，这种方式可以运用在具有一定空间的玩具设计中。

排列组合，也称积聚组合，是由两个以上相同或相似的体状模块在不影响产品功能的前提下进行规律组合。这些相同的模块通过改变放置的位置、方向、数量、排列顺序来达到多变性，相似模块的排列还可以形成视觉冲击的美感，例如由大到小排列可以形成空间扩散的视错，这种方式可以运用在摆件、拼图类玩具设计中。

（二）增加功能

模块化玩具的设计方式将玩具分为了具有独立功能的多个模块，这些模块可以是部件也可以是系统。

模块化增加功能的方式有两种，一种是每个模块都具标准化的接口，并具有相似性，但功能不一，这些功能模块不仅具有独立性还具有互换性，可以相互拼接、替换，通过拼装不同的模块从而组建出拥有不同功能及造型的产品。另一种是每个模块具有不同功能，接口不一，需要匹配安装，这种方式适用于玩具的功能划分设计，每个模块可单独使用，也可集合在一起变为多功能玩具。

三、模块化在玩具中的实例应用

本次设计的是桌面玩具“智能养花盆”（图1），可实时检测植物是状态，辅助养花，将实用与娱乐相结合，利用模块化进行组合，满足不同人对所需检测信息不同的需求。花盆的整体造型采用仙人掌元素，主体为养花模块，底部为检测土壤状态的模块，侧枝为DIY可变模块，包含温度检测、语音、光强等模块，可根据需要进行功能组合。单元模块的接口结构可插入花盆的外壁凹槽内，采用磁力吸附，可随意调整位置，改变其造型。模块化的优点在于可以单个更换模块，不会影响到整体系统。这个智能花盆还有APP（图2）与之匹配使用，将从各模块所收集的信息反馈到平台，从而提醒和辅助使用者养花。

图1

图2

四、总结

依据以上的设计可以发现模块化在玩具设计中应用的优势，外形上更具整体性，功能上更具选择性，结构上更具简洁性，方便自由组装，更具人性化。对于玩具设计而言，模块化是一种很好的设计形式，不仅应用领域广泛，还节约资源，在今后的玩具设计中思考模块化的合理性让它能在该领域得到广泛的运用和推送。