随着照明技术迅速发展,灯具在我们生活中扮演着越来越重要的角色,各行各业对照明灯提出了更高的要求,航空航天扩大了便携照明灯具的应用范围。本文以510研究所委托课题组的“航天员便携照明灯工业及结构设计”课题为研究对象,进行设计研究。航天员便携照明灯具有自身的特殊性,使用环境、使用者、结构等都不同于日常生活中我们所见的便携灯具。本文借鉴国内外相关领域的前沿技术,设计了一种航天员舱外作业单手手持照明,或在舱内固定做辅助光源照明的航天员便携照明灯。本文的主要工作总结如下:(1)对现阶段应用于国内的军队、船舶等特殊领域的便携照明灯做了详细的调研,分析了它们的工业及结构特性,总结了它们的优缺点。此外,对相关企业及航天光源器材设计者、航天员等进行了问卷调研,以了解并收集他们对航天员便携照明灯的感性意象、感性建议等,并充分分析510研究所给出的设计要求。(2)提出了航天员便携照明灯的造型设计感性要求,针对该要求,本文根据调研结果及产品设计的感性意象语义法则,进行航天员便携照明灯的造型意象词汇的收集、筛选,意象看板的生成,确立设计定位等,并构思绘制出多种造型设计方案,采用VRay软件渲染出方案效果图,最后基于AHP方法和TOPSIS方法进行方案的最终确立。(3)在满足510研究所给出的设计要求情况下,运用人机工效学理论对航天员便携照明灯的各个零部件进行了详细的结构设计,给出关键零件的三维图及工程图,完成零部件选型工作,并对其中的关键结构进行多种方案的设计,基于实验验证、方案定性评定及雷达图法进行筛选,确立最终方案。(4)对航天员便携照明灯进行装配可行性及可操作性分析说明,利用有限元软件ANSYS对航天员便携照明灯的关键结构及整体结构进行仿真分析,进一步验证航天员便携照明灯结构设计的可靠性。(5)提出了航天员便携照明灯色彩设计改善心理情绪的感性问题,针对该问题,本文结合样本采集及色彩语义搜索,提出了相应的设计方案,即单色设计和两色设计,其设计过程涉及基于因子分析的色彩意象筛选,基于灰色关联的色彩量化,以及基于灰色聚类的配色意象评估等,最后采用孟·斯宾瑟美度评价理论进行两色设计的最优方案确立,单色方案依据模糊层次分析及色彩心理学进行最终确定。