第一章绪论
1.1课题研究背景
消费者对于一个产品的优劣评判多以视觉感官作为标准。而功能作为产品设计中的重要因素，设计师、消费者也应当重视这一部分，运用模块化设计方法可用于产品优化设计。人们对灯具功能的需求推动了模块化结构在灯具设计上的思考。
通俗来说，模块化设计就是把产品的一些要素,依照其不同的功能与外观划分成成不同的组件，通过设计连接结构，将其组合在一起,使其变成一个新的产品系统。积木式是表达模块化设计的经典语言。以乐高积木为例。乐高积木是一种砌砖类玩具。大部分积木都是由塑料制成，顶部有圆点，底部有孔可以嵌入圆点。有2600多种形状，可以组装成各种形状。这种结构连接方式，通过积木的可重复性，穿插结构以及多面结构结合使得其有更好的拓展性和结构稳固性。
灯具产品设计是体现新型结构组合方式的优秀设计载体之一。灯具是集合实用功能和艺术装饰于一体的日常用品，兼具艺术审美和生活氛围感营造的功能。从古至今人们都离不开光源，可以说光源是伴随着人类的成长也在不断变化升级，人们的物质生活在不断提高，照明技术和照明载体也发生变化，从材质，形式和照明方法都有不同的进步。
进入21世纪,在工业4.0的大环境下，我国灯具设计也逐渐开始面临挑战，我国的产品设计一直追崇着西方的设计方法，市场上的产品同质化严重。灯具设计一直是设计行业的热门话题，设计方法设计思维也在不断进步，以人为本是设计师应该在设计时着重体现的，人们有越来越多需求，对生活质量的追求越来越高。即灯具设计在一定程度上已经是为人们生活仪式感做服务，为人们个性定制化做服务。现阶段灯具模块化设计理念是近年的设计趋势，灯具模块化设计融入设计师们的理念和灵感，顺应了当下人们对生活品质的追求和艺术审美。
1.2课题的研究现状
1.2.1国内研究
随着国家大力建设制造业改革，提出2025中国智造以来，工业设计迎来巨大提升变革。模块化设计方法提供了一种新的思维方式，是设计领域一种简单而深刻的思维变化。模块化设计理论在我国也正在进行深入的研究，模块化设计方法的评价系统也逐步完善。有了侯亮，唐任仲的抛砖引玉，汪彬提供了模块化设计方法论。徐燕申的理论研究是国内公认的模块化理论。
而灯具在近些年的设计行业中，模块化设计趋势明显，围绕家装灯具和家居灯具的灯具设计越来越多运用模块化设计理念。国内对灯具设计的研究，很大一部分是对灯具在历史上的演变和发展历史的研究。结合灯具历史对现代灯具设计进行研究，研究方向主要集中在文化内涵和传承上。例如孙建军的《中国灯具简史》和薛红岩的《中国灯具艺术研究》对中国灯具的发展历程和相关的文化历史背景进行了研究和探索。祝燕琴和李卫峰对灯具的组成进行了分析，提出以功能为设计目的。造型和色彩是灯具营造视觉感官的具体方式，材料技术基础是实现灯具设计功能的基础，一个完美的灯具是在良好的物质技术条件之上，将造型和颜色与之结合而创造出来，文章主要强调外观功能。
1.2.2国外研究
笔者通过国外文献数据库学习发现，对模块化设计的研究主要集中在：功能区分，生产流程，周期成本控制，敏捷制造，产品族模块化特点等方面。Erens将产品结构分为固定和可变部分，在固定和可变的结构中寻找一个最佳平衡点。Ulrich指出，产品模块化和产品设计过程中有两个相互影响的特点。一是模块化程度受功能实现条件和物理结构配合设计中技术基础的影响。二是模块化物理结构优化程度取决于
欧X家对于灯具设计的研究相对领先于其他国家，专业学科确立早，行业人员更专业。欧X家的灯具设计主要是起源于包豪斯的现代主义，后现代主义设计理念趋向强调人文情感和感性因素，灯具设计也变的开始追求情感化和个性化。灯具设计主要集中在特定灯具产品的研究、特殊功能灯具的设计与制造、特殊灯具配件或电路设计的研究。在外文文献数据库中，对灯具设计进行研究中有论述提出了台灯的创新功能元素和创新插图的研究方向主要的创意是将灯具分为几大功能元素如：灯罩、底座、铰链和管道。这些创造性的功能元素有三种连接类型：组装型、复合型和集成型。通过以上分析可以看出，国外相关论文对模块化结构在灯具设计中的应用还没有研究。但国内外对模块化结构、灯具设计等方面的研究为本文深入研究灯具设计及后续的积木式模块化结构设计实践提供了一些参考。
1.3课题研究的主要内容和意义
通过对灯具模块化设计的研究，以积木结构式为出发点，找到合适的模块化设计方法。通过分析积木结构的含义和分类及其在现代设计中的应用，探讨了积木结构在当代设计中的发展趋向，分析积木结构运用于灯具设计的优势，在灯具产品中运用积木结构的转化设计与需求入手。于积木式结构提供可行性实践，试图提出一套基于积木式结构的创新灯具设计方案。
灯具模块化设计理念是绿色设计的一种体现。应用模块化设计，可以缩短产品开发时间和制造周期。系列产品的快速增长能够迅速应对市场的变化，可以有效地延长产品的生命周期。从而有效减少资源浪费和产品报废对环境造成的损害。便于产品的再利用、维修和回收。
1.3.1课题研究方法和内容
本论文研究拟用：
文献收集法与调查法进行分析和总结，通过改良优化设计的方法进行设计研究。拟在图书馆及互联网上搜集关于“模块化设计”与“灯具设计”方面的文献，从有关文献资料中了解及研究灯具模块化设计方法，通过分析已有的产品，了解模块化产品市场现状，针对高定制化这一方面进行研究通过了解灯具发展历史，从不同时期的灯具设计风格中提取元素，以工业4.0为基础，试图论证如何通过灯具模块化设计在满足人们个性化需求的同时，产品设计周期缩短，延长产品使用寿命。研究内容分为四部分：
阐述课题研究背景与研究意义了解模块化设计应用于产品设计的作用，分析灯具设计为什么要应用模块化设计。如何以积木结构为例融合模块化设计进行灯具设计。分析灯具设计的发展现状与发展历史，进行积木结构模块化的原型创建。基于积木式结构的灯具设计实践，围绕模块化结构高定制化来展开设计
1.3.2本章小结
在这一章中，阐述了课题研究的内容和意义，了解国内外对于灯具研究进行了那些方面的探索，对积木结构应用于模块化灯具设计提供一定参考，简单概述了课题研究方法与研究路线。
第二章积木式模块化设计应用
2.1 模块化与模块化设计
2.1.1 模块化理论基础
结构分析和功能实现是产品设计的基础，针对产品功能特点提出单个模块应具有独立功能或具有联动使用功能，“一个最优的设计必须保持功能需求的独立性”因此，模块组件应具有独立的功能并与产品所具有的其他功能可以联合叠加或在此基础上进行扩展。产品功能独立性的研究拓展了对产品体系结构与产品体系结构关系的进一步研究，也是产品模块化设计的理论基础。
2.1.2 模块化设计优势
模块化设计优势可分为以下几点：
第一，解决高定制化的需求：模块本身的设计是通过模块的转换来增强产品多样性的设计。为了产品功能的多样性和形态，可以添加不同的功能模块或不同的组合。可同时考虑产品的形式和功能要求。针对不同的消费群体。最大限度地满足不同的审美需求。
第二，有利于产品升级：产品升级是每个企业参与市场竞争的必要手段。是企业保持市场活力的重要保证。经常有前瞻性产品的企业可以获得更大的利润。采用模块化设计的思想，可以通过替换产品设计中的一个或多个模块来升级产品。在产品设计过程中，只需重点设计几个更新模块就可以完成。无需对产品进行整体翻新设计。加快产品升级
第三，降低成本：模块化设计是符合工业生产一般规律的工业规模设计。标准化每个产品模块，产品的最终形状只是模块组合的结果。因此，在产品设计阶段，可以设计非标准或功能模块，降低生产成本，以满足产品市场的需求，产品的制造阶段也是一样的。不需要更改的基本标准或功能模块允许大规模的标准生产模式，减少了因产品更改而不断增加生产成本的可能性。产品的组装阶段也是一样的。对于小的模块，模块设计的思想是安装简单，用户可以很容易地安装。对于消费者而言他们可以任意选择何种模块以达到最佳的定制性。降低消费者使用成本。
第四，缩短产品设计周期：产品设计周期越长，企业的成本和市场风险就越高。如何在有效范围内缩短产品的设计周期，是各公司积极探索的问题。而模块化设计在这种条件下开发新产品具有良好的优势。在产品设计的初始阶段，制定出好的设计计划。产品分为几个模块配置，有些模块是标准产品模块，有些模块不是，通过标准模块和非标准模块的结合，可以完成一个或一系列的新产品设计。只需重新设计非标准模块，并将其与标准模块结合。这样，一个或多个产品的重新设计可以在短时间内完成。
第五，延长产品生命周期：就产品设计而言，如何延长产品的使用寿命，最大限度地提高产品使用价值，减少浪费，是我们现阶段积极探索的问题之一。我们目前熟悉两种有效的延长产品生命周期的方法：一种是由于零件损坏而被动地修理和再利用过时的产品；另一种是直接回收因消费者不满被动淘汰的不良产品，经过简单的清洁处理后再利用。二是通过改变产品的功能部件，将废旧产品转变为全新的产品形态，通过这种创新手段达到延长产品生命周期的目的。符合模块化产品设计思想可以应用其功能模块自由组合、自由替换的特点。
2.2乐高积木种类研究
乐高积木种类大致可分为砖块式，孔梁式（科技式积木）
砖块式：砖块式主要以几何体为载体，如下图，以凸/凹作为连接方式，在相互堆叠上，连接结构使其稳固。
图2-2-1（来源网络)
单纯为砖块式零件很难做出具有有效支撑的结构，多以外形塑造，表达艺术形式为方向，像素组合化设计形式。
孔梁式：孔梁式颗粒其独特设计的零件能够给予积木本身强大的结构支撑。不同种类的插销和各类变种的轴，和插销结合形成结构稳定，支撑力强的高稳定框架
图2-2-2（乐高世界）
连接轴、栓类零件主要的结构件是两种形态的孔梁
两种孔梁对比：
凸点孔梁：带凸起点位的，这种梁的特点是能直接和标准凸点积木连接，如下图。
科技梁： 光滑曲面且不带凸点，其特征为结构更加轻便，高度标准统一8mm，随着科技零件的种类的完善补充，不在依赖凸点砖块，如下图。
除了有无凸点以外，两个版本的孔梁，其新版的孔梁零件长度主要为奇数单位。因为之后的科技类套装中加入了动力马达，而传动中心必然在零件中心，也就是奇数模式，所以相应的连接组件都会围绕奇数单位进行展开
2.3积木零件结构分析
2.3.1 传统积木零件组合结构分析
这种以砖块式为代表的颗粒，其组合方式是以积木零件顶部的突起和底部的凹槽通过嵌入咬合，层层叠加的形式完成积木间的组合，如下图
图2-3-1（图片来源：乐高世界）
但仅仅只有在一个方向上的堆叠，不足以支撑结构的可靠性，因此在产品设计中往往作为元素堆叠使用，利用独立个体组合实现更多功能性趣味性
2.3.2 非传统科技式积木零件组合结构分析
非传统科技式积木使用了全新的连接方式，通过孔洞和轴，栓类零件的拼插来完成。这种连接机构，有效增加强度，提供多方向的啮合，其中还可以获得可活动部件用以杠杆连接方式，不同的支点与锚点实现结构的变换。如下图
图2-3-2（图片来源：乐高世界）
搭建方式变得更自由，连接方向不仅限于某个方向的叠加，得益于这种结构，能够实现的功能大大增加，增加二维度连接将结构牢牢锁住，合理的搭配以及连接能够使结构本身承载更多负荷。其中，积木块的高度具有固定值，得益于科技式的零件设计，可实现结构锁定。
图2-3-3（图片来源网络）
两根梁的高度加上2个三分之一高的薄板分开，高度等于3个孔水平单位。因此两根梁可以使用正交梁和联接销子来实现锁定——这样可以使结构更牢固。如上图
图2-3-4（图片来源：乐高世界）
另外，此外，斜柱还可以用来建立一个更完美的垂直间距。可以搭建出直角三角形、等边三角形等。如下图
图2-3-5（笔者自制）
此外，通过种类丰富的积木零件也可以实现张拉结构，如下图
图2-3-6（图片来源网络）
连接销子是这种科技砖块最重要的连接组件，是起到穿插固定结合的关键支撑部件。
图2-3-7（笔者自制）
2.4乐高积木，模块化运用于产品设计中的原则及因素
2.4.1 安全性原则
根据人本主义心理学家马斯洛的需求层次需求理论：
图2-4-1(图片来源网络）
人们有从低到高的多层次需求，而安全需求则处于需求层次的最底层。换言之，安全原则是产品设计的最基本原则。具体来说，在生活产品中，应考虑材料的使用是否考虑到对人类健康最重要的人类使用。而作为以积木式为结构的模块化设计，其中连接结构尤为重要，一方面模块组合依托连接方式而改变，一方面是灯具是用电产品，对于灯具模块族之间的衔接是否紧密，使用时是否安全，电流通过性，保护机制等都是设计时应考虑到的。
2.4.2 实用性原则
生活用品，特别是人们每时每刻都需要的光源用具，可用性是第一要素，在保证实可性的前提下，延伸出：可用-实用-易用，灯具设计要以人为本。从“人”的基本使用需求来看，产品在具有一定的实用性和易用性的同时，使人们能够从形式和功能上清楚地了解灯具的使用方法。采用模块化设计的灯具应易于使用，以便人们能够独立使用单个模块系列。
2.4.3 生态原则
模块化设计的最大特点是模块可以重用，可以分解成具有独立功能的单元。模块化灯具是在XXX背景下，以新的消费需求为导向的产品。灯具的设计必须在形式和功能上创新，必须具有艺术表现形式。模块化灯具应具有多种功能特性，并应根据消费者的需要，根据内部空间，在配置时除了自身的基本功能外，还应合理增加附加功能。而模块化最重要的就是其模块组件和连接方式，灯具在现代日常生活中已经作为一种艺术表达方式，通过不同的模块，不同的材质组件，构建生态服务，满足消费人群的需求点，符合人们对定制化，个性化的需求。
2.5现有模块化产品案例分析
2.5.1 元素重复使用组合
市面上有较多的灯具模块化案例和对灯具模块化进行的讨论，如下图中，
这款Drop Light吊灯是以一个单独的灯具组件作为核心，这一核心组件内置电池，使用充电进行供能。可以通过一个吊顶组件，组合成吊顶灯。除了核心组件外，仅有两种额外辅助组件，进行吊顶灯和台灯的转换。
图2-5-1（来源YANKO Design）
PL-Y模块化照明系统具有可互换的模块，用户可以根据自己的偏好设置自己的照明模式。灯光核心组件以英文字母“Y”的形式呈现，可以单独或组合使用，三角形两端有连接点，可通过两端进行组件间的连接达到不同的装饰效果。Led位于组件内部，提供了良好的散热环境。
https://nordicgarner.com/products/led-hexagon-light-magnetic-wall-light-touch
这一个模块化的瓷砖灯主体是一个独立的光照核心组件，可以通过触摸开关，六边形的每条边都有独特的连接接口，通过磁吸和卡扣固定，每块都内置电池，用户可根据自己的安装出不同的装饰风格。
这类设计形式以多个相同的拥有独立功能的部件，通过不同组合/独立使用，实现功能的多样化，使分别独立的个体可以服务于人群，满足用户不同的需求
2.5.2 元素堆叠使用组合
这种家具由一个底座结构组成，可以容纳不同的存储模块，每个模块都有多种不同尺寸的组合可能性。每个储藏室都可以通过固定在门上的木板改变颜色。通过更换不同模块实现对空间的合理利用。
https://www.behance.net/gallery/31086753/YOUMO-Smart-Modular-Power
这款模块化排插设计，将功能分为若干个模块，通过通用接口组合使用，用户自行可以选择功能进行连接。
http://gd.kidp.or.kr/product/product_list01.asp?schYear=ALL&schPrize=&schCode=&search_id=PRODUCT_KOR_NAME&schProduct=Modular+&x=13&y=27
这款数字音频处理器恰好使用积木元素进行设计，每个模块都做成相应的积木砖块，分别连接至底盘，有效扩展了应用与便携性。
这一类型的产品通常在一个底座结构上展开，将功能做出各类型模块，与底座共同使用达到多功能的效果
2.5.3 穿插链接交错使用组合
《警灯》是2014年的作品iF设计奖–概念设计条目。它去掉了裸露的电线，仅通过灯之间的连接就完成了电路
其中应用线，块，滑轮进行连接，可根据用户需求进行外观上的定制
图2-5-7（来源YANKO Design)
“瓷砖”系列，由于其模块化的特性以及允许照明单元在X轴和Z轴上旋转的独特接头，它可用作工作灯、落地灯和壁灯。壁灯模式下，灯悬挂在天花板上，电芯连接在两侧。
图2-5-8（来源YANKO Design）
Dot模块化货架系统金属框架点搁板有许多孔，可以轻松插入搁板、挂钩和其他配件。白色胶合板搁板易于调节，非常适合小型生活空间
https://www.homecrux.com/modular-shelf-designs/95013/
https://www.designlibero.com/portfolio/design-3-0-hybrid-production-xxi-t/
这一系列围绕多种类型的结合连接部件展开，用户可以通过不同的主体连接件和多种尺寸的木棍进行组合，按照自己的想法进行安装，这一系列包括衣架，桌子，吊灯，书柜，椅子等涵盖家居使用范围的产品。高度定制化符合用户的需求，不断更新的多种连接件可以实现更多的造型，能都快速更新产品线。
这一类型的模块化设计将模组，底座进行拆分，通过固定锚点或辅助工具进行安装，拓展性更强，用户选择性更高，参与感更强，但对结构的要求较高
2.6积木式模块化结构在产品设计中的优势
第一，产品之所以能够模块化，是依靠连接结构，将结构拆分进行设计。而积木恰好具有拆分组合的优势，利用积木结构能够很好的将连接点进行转换设计，将积木的易拆分易组合的特点体现出来
第二，积木的设计语言符合当代消费者的需求，高定制化的产品体验，用户选择变得更加多种多样。
第三，人们天然的对堆砌，堆叠方式有着下意识的行为，人们总会将一些与之匹配的形状物进行整合，而积木作为这一最明显的代表物体来说，将积木结构应用在产品设计上将是一个良好开端
第四，积木结构是建立在接口与接口的设计上，而模块化结构接口设计也是重点之一。着眼现代产品设计史,接口设计一直是设计师们不断努力想突破的重点，现实生活中常见的插头是延续了几百年的经典设计之一，至今仍在不断优化改进。其中接口设计是模块化设计的重要因素，因此积木结构对于接口设计具有良好的参考价值。
2.7本章小结
本章介绍了模块化设计的理论研究现状与模块化设计理念，应用模块化设计进行产品设计的优势，分析模块化设计的应用点，了解模块化设计是如何建立这些优势的。分析了积木的种类和其连接特点，为选取何种连接方式应用于模块化设计提供参考。例举了市面上部分模块化设计产品，了解到三种基本模块化设计类别，从积木类别和现有产品中进行总结，尝试创建积木结构模块化设计原型。
第三章 基于积木式模块化结构的灯具产品设计
3.1 灯具设计的发展背景
3.1.1 灯具设计的市场现状
中国照明协会对中国几大照明产区进行了统一分析。常州，沈阳，北京，华南，天津，武汉，临沂，郑州和上海作为中国几个主要的销售和生产区域，覆盖了中国的南北，总销售额超过两百亿。随着时代的进步和经济的持续发展，中国家庭照明市场也日趋复杂。到今天为止，一个以许多大城市为中心的主要灯具市场已经形成。随着与国际市场的融合，出口产业已成为当前中国照明企业的主营业务之一，其中广东中山市是中国最著名的首都，灯具市场发展成熟，势必需要引入新的创新活力。中国灯具的主要消费人群是城市人口，年龄在18岁至30岁之间。这个年龄段的人更愿意理解新事物，有一定的经济条件。同时，随着“自己动手”的流行，你一个人做的事情往往更有价值，这也点燃了每个人的思维和想法，每个人都是设计师。
3.1.2 灯具设计的用户需求
时代在进步，消费者对产品的认知和理解也发生了改变，因此，用户需求的导向也可大致分为社会、科技、人文精神三个方向。
从社会角度为导向，随着物质生活水平的提高，用户不再满足于单纯的功能性产品，开始渴望拥有个性化的需求以及参与感，追求一种精神层面的满足。人们使用灯具的情景为工作地点与住宅，对于常驻场景的使用提升与用户粘性的培养是目前灯具设计的趋向
在科技的引导下，日用品与智能化相结合，为人民提供更为便利的使用情境，这也是现代设计的一个热门话题，也是用户对灯具科技化提出的设计要求。
灯具作为一种兼具装饰艺术作用的生活产品，其在生活场景中担任着终于的角色。购买灯具的第一因素是装饰性和创意性，功能与价格为第二因素，用户们往往会喜爱自定灯具所渲染的氛围，以满足自己对空间环境，精神层面的需求
3.2 现代灯具设计的发展趋势
自19世纪以来，灯具设计的发展一直被视为一种独立的产品设计，现代居室灯具设计大概经历了早期探索、初期发展、高度发展、多元化设计四个阶段
| 阶段 | 时间 | 风格类型 | 代表 | 特点 | 作品 |
| 早期探索 | 19世纪-20世纪初 | 工艺美术 | 威廉·莫里斯(William Morris) | 折衷表达材料之美,推崇自然主义，忠于材料和适应使用 | |
| 新艺术 | 路易斯・康夫特・蒂夫尼
(Louis Comfort Tiffany） | 强调自然曲线，有机的自然形态
灯具设计围绕着有机曲线的风格，在装饰上着重表现动植物的自然形态 | |||
| 初期发展 | 20世纪初-40年代 | 基于荷兰风格派和俄罗斯构成主义的影响-包豪斯 | 玛丽安娜·布兰特（Marianne Brandt) | 简洁抽象
技术艺术统一 | |
| 斯堪的纳维亚风格 | 汉宁森(Paul Henningsen) | 将现代主义简单明快与传统设计风格融合注意产品功能的同时强调人文因素 | |||
| 高度发展 | 20世纪40年代-60年代 | 现代主义 | 理查德·萨帕（Richard Sapper） | 功能主义,极简，标准化 | |
| 斯堪的纳维亚风格 | 汉宁森(Paul Henningsen) | 趋向工业化生产方向与探索功能、即使、美学协调发展方向 | |||
| 多元化设计 | 20世纪60年代至今 | 波普主义 | 赫克托·索查斯（Ettore Sottsass） | 追求形式上的异化及娱乐化的表现主义，新奇的搭配图案、强烈的色彩对比 | |
| 后现代 | 亚历山德罗·门迪尼
（Alessandro Mendini） | 折衷调和，表现形式前卫夸张，其思想内涵却以传统为展开，思考设计如何与消费文化结合 | |||
| 孟菲斯 | 埃托·索特萨斯(Ettore SOTTSASS） | 大胆个性化的风格，常用响亮的颜色和富有新意的图案，多采用波形曲线，曲面与直线的组合，具有任意性和展示性 | |||
| 解构主义 | 英戈.莫端尔
（Ingo Maurer） | 形而上的思想传统，打破现有的单元化秩序，对结构反感，追求支离破碎的不确定感 |
3.3 积木式结构在灯具设计上的体现
首先，积木结构紧凑灵活，无需外界帮助即可实现对接、活动和自锁，同时具有较佳的受力性能。因此，在灯具设计中采用积木结构应了解其结构的合理性和连接的牢固性。其次，积木结构具有便于装配和组装的优点。如今，照明产品的组装和分销是灯具市场面临的挑战之一，照明产品的组装投入了大量的人力成本，随着人们对多元化设计的思考，消费者希望与易于移动、组装和拆卸的产品建立更密切的关系，并希望他们能感受到产品的实用性和参与性。随着家庭空间的多样化和复杂化，消费者对灯具需求变高，希望它们能有功能叠加或功能转换。
如这一款名为Xlighying的模块化灯，将灯块与灯座进行拆分，同时灯块设置有连接插口，如此一来就可以将多块灯块进行组合，而灯座进行连接电源输出光源，这样就可以构建一个无限延长的灯具模组。而两者互相结合仅仅是通过中间相互咬合，靠重力提供垂直向下拉力。
图3-3-1（来源pinterest）
而下图这款MODLI模组灯则将灯体与灯座进行组合的同时，还可以通过灯座的额外连接口进行拓展，发光源为led灯带，在保证自由弯曲的同时保证光源的散布，其接口为类似插座的设计。利用多种模块化灯座，进行不同组合方案达到造型与功能的变化。其核心组件是灯带，连接辅助组件是多种多面接口，以多种类型接口组件服务单一主体核心，这也是一种模块化设计思路
图3-3-2（来源pinterest）
最后，积木结构可以体现在坚固实用的结构上，可以进行修复。现代设计理念更注重环境问题和材料的二次使用，但许多现代灯具在组装、运输和实际使用过程中，由于损坏量小，难以修复。如果将塑料材料用作连接件，由于塑料模型是一次性生产的，因此如果塑料模型损坏，则很难修复。且因为灯具产品本身的多样性，较难找到同样的配件替换，可能导致整个灯具产品的损坏和丢弃。在这一点上，使用积木结构的现代灯具产品有一定的优势。运用积木结构的灯具产品如果出现局部的破损，可以进行局部的替换，修复难度相对较低。好的设计应该是技术与艺术的完美统一，这是我们在结构创新中应该思考的
3.4 积木式模块化结构和产品设计的关联性
风格是创作者在审美对象上的独创性和自己的创造性设计表现，应用模块化设计可以表现出具有区别于传统灯具独特的标签，而模块组件之间的风格应该是统一的，这样建立的模块化系列设计风格是一致的，可以深入引入人们的脑海。积木作为一种另类结构构筑方式，有其独特的艺术形式，单纯以元素进行重组设计就具有观赏性。假以使用结构性更强的积木结构，势必为产品设计展现出更大的多样性，给予创作者更丰富的表现形式。
3.5 积木式模块化结构和产品设计的重要性
完善灯具产品的功能形式，增强用户和灯具产品之间的互动性，使其从灯具
的使用过程中获得参与感和认同感。而积木的特性之一就是结构的拆装魅力，将积木结构的可拆卸的特性运用到灯具设计上，利用积木结构的秩序性和科学性合理设计用户拼装程序，在照亮用户生活的同时还可以让用户参与灯具的创造过程，增强产品与用户的黏性，在一定程度上创新现有的灯具产品形式。优化灯具的结构设计，延长灯具产品的使用寿命。将积木结构运用到灯具设计中，使得灯具产品成为可以拆卸和组合的单元体，更适合系统化的生产。而它的拆装特性让灯具产品的修复变得更为简单，只需替换需要的配件就可以完成修复，从而延长灯具的使用周期，符合现代的环保理念。
3.6 本章小结
通过研究灯具的发展现状，了解到目前灯具行业具有良好的发展前景，用户需求不断上升，我国灯具市场具有饱和趋势，应加强创新增加活力，为消费者提供更多样的选择。分析了灯具发展历史可以发现灯具发展趋势多极化，功能化，风格发展趋势由早期传统和标新立异的融合过渡成为追求技术与实用与审美的平衡，为接下来在积木结构灯具设计中提供了方法和方向。
第四章 基于积木式模块化的灯具产品设计实践
4.1系列化灯具产品设计概念设计
模块化设计的优势在于多种多样的组件，这必然需要以系列为承托，其中包括有家居台灯、落地灯、吊灯、挂壁灯，能够涵盖家居灯具使用环境。同时，应具有人机关系的相关配合设计。根据xxx发布的报告，中国男性平均身高在167.1cm，女性为155.8cm，普通楼层层高为2.8m，以此为设计提供参考，可以总结出以下：
图4-1-1（来源：笔者自制）
在前文的分析基础上，结合灯具评价体系作为参考，拟选用LED作为光源，其具有节能，光源效果好，使用寿命长的等优势。可调节光源偏向色，提供一体化小型化的光源模组。以模块组件形式构建有效光源利用率的遮光罩，在材质的选择上应用多种材质进行组件的差别化，通过材质实现不同光源反射率。
在光源散热上，考虑到LED体积小，发热量集中，可选用铜管进行导热，利用空气进行热量传导，增加LED耐用性。
结合上文的案例分析以及本课题以积木结构出发，设计拟选用几何体作为设计元素，通过变化几何形体，演变成各种不同形态组件以适应家居光照环境。
4.2积木式模块化结构的融入
4.2.1 积木结构的选取
进行积木结构的融入时，根据灯具总体的设计方向，以几何体为主，因此结合面为面面结合，需要满足易拆卸，易组合，符合生产规律的结构
通过上述所示，从易操作与使用的优势上看，选取轴连接符合本次灯具设计的形态，以此作为实践对象。在几何形体选择上，单纯的矩形形状利于生产，利于安排内部空间，倾向现代主义风格。
4.2.2 组合方式和模块化结构设计
组合方式：
结合上文，组合结构以几何形状为承载主体，组合方式以插拔为主，增加面面结合阻尼，通过摩擦力进行组件间的稳定。通过设计不同连接组件，辅以核心组件实现不同形态与功能。
在日常使用中，灯具的位置一般较为固定，一旦装配完成短时间内不会移动，因此模块化结构设计应符合易操作的同时具有良好的稳定性。由此进行对接口的设计，如下图
图4-2-1接口连接
多层的凹槽和凸起横条进行相咬合，多层间隙可以提供较高阻尼阻力，倒圆角的边缘利于相结合，四周形状嵌合提供定位，方便用户进行安插操作。
图4-2-2空气流通间隙
进行安装时空气通过四角倒圆角空隙流出，如上图
模块化设计：
灯具的模块化应用可以增加使用场景，涵盖台灯、吸顶灯、落地灯、壁灯、吊灯场景，通过核心组件+辅助组件组合成为不同形态的功能产品。
通过单独设计具备连接、功能为一体的主体部件，设计系列化模块族，围绕主体进行模块组件设计，延用通用的接口设计。
4.2.3 科技创新设计
将wifi面板模块与感光元件加入灯具设计中，可有效增强用户使用体验感，wifi模块提供远程操作与详细数据调节，这样当模块组合成不方便用户用手去进行开关时便可以通过wifi模块进行控制。而感光元件是灯具是否能够智能判断环境做出适宜灯光效果的功能元件，感应周围环境和人们在使用过程中所需要何种灯光。
4.3设计方案展示
设计说明：主体集成光源、触控、远程控制，感应组件，接口拔插设计易操作，用户学习成本低，多种多样的组件供用户选择提供高个性化。光源利用反射/折射进行光影扩散，可以通过组件提供情景光影照射的模式，不同材质也可以提供不同的灯具外观样式。
为满足人们对高个性化追求，满足大众对于室内灯具独立定制的氛围要求，设计一款系列化模块灯具族。易操作组装有利于人们快速上手安装，接口连接设计易于设计。同时为了满足生产运输需要，主体核心具有方便运输，功能集成化高，使用寿命长的要求。对于消费者来说是选择丰富，可DIY的模块化灯具，对于企业来说，具有快速更新换代，方便运输和损耗部件易更替的产品。
这一产品的设计目的在于为用户提供乐趣的灯具氛围营造，表现自己艺术审美风格。灯具是可以随用户心情去变换的，易操作组装可以很好的服务用户突发的变换行为，提供更多的灯具形态可能性。
总结积木是一种自由搭配，随心所欲的个性化方式，人们可以根据自己的喜好去使用安排产品，将这种思维方式应用到灯具上，旨在服务现代人们越来越多的需求，提供更好的产品选择形式。希望能够促进灯具设计的创新发展，为人们提供更完好的产品体验更多样的选择性。
本文从灯具设计模块化方向进行入手，通过了解积木方面的知识，进行灯具设计结合，分析了灯具模块化的重要性，积木结构跟模块化的关联性，了解灯具发展历史和设计趋势，分析市面上已有的模块化产品，为方案构思提供明确的方向。本课题主要方向是寻求高定制化系列灯具，人们会偶尔进行空间转换和情景改变，以此设计这一组合灯具，具有模块化，易操作组装的灯具系列，为积木结构应用于灯具模块化提供方法和可行性。鉴于个人能力不足，有些方面未能了解全面，希望通过之后的学习弥补不足。
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致谢
春华秋实，转眼间我已经是毕业生了，回首前几年在校园里的点点滴滴，我的心中还是有诸多的不舍。大四的最后一个学期已经开始，我的毕业也设计终于完成了。这也意味着我的大学生活即将结束，我即将正式的踏入社会，不再是一名学生了。在学校生活的日子里，我认识了很多的老师和同学，不管是生活上还是学习中我都受益良多。
在做毕业设计的过程中，我要感谢我的的导师，感谢老师始终给予我的悉心教导，才让我在做毕业设计的时候没有迷茫。因为她的引导和启迪，我才能对毕业设计进行较深入的研究，并在设计中得以体现。
感谢和我一起生活，相处四年的舍友们，是缘分让我们相遇，愿我们大家走上社会正式工作以后的生活都能够顺利。同时，我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的家人和朋友，是你们的支持让我有了无限的动力。
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