模塊化可拼裝插座設計畢業(yè)論文.doc

模塊化可拼裝插座設計畢業(yè)論文 目錄前 言11. 設計準備階段21.1 模塊化插座的概念21.2 現(xiàn)有排插存在的一些問題21.3 插座的功能分析32. 設計調研與分析32.1 插座的市場調查32.2 插座現(xiàn)有產品42.3 設計需求分析42.4 插座使用環(huán)境分析52.5 人機系統(tǒng)分析52.6 產品顏色的選定52.7 材料方案分析53. 設計階段73.1 設計思路的提出73.2設計思路與解決方案的討論73.3設計草圖103.4設計建模與渲染124優(yōu)化方案階段164.1方案的評估與分析16參考文獻16致謝161模塊化可拼裝插座設計 前 言插排是基于傳統(tǒng)的改進，就是通過將許多的插座通過設計的思維組合在一起，那么在一個插座上面就可以出現(xiàn)很多的孔，提高使用效率。毫無疑問，采用這樣的設計是有很多的可取之處，可以完美的達到一座多用，不僅可以節(jié)省了使用空間，而且還可以節(jié)省線路資源，確實是一個特別簡單但卻實用的發(fā)明創(chuàng)新。一般情況下插排是多個插座的組合，帶著電源線和具有多個插座插頭可以隨時移動的插座，而插座一般情況下說的是那種固定不可移動的并且大多指的是五孔插座。 對于大多數(shù)消費者來說，因為其所受教育原因，又或者其他的緣故，他們大多數(shù)人的電子電器知識水平和安全用電常識是不夠或者相對缺乏的，也很少人會認真的去了解其安全常識，因此其設計水平將會直接影響人們自身的生命和家庭的財產安全，所以說我們應該重視產品的設計，特別在安全方面。經過大量的市場調研，我了解到對于插座這樣的日常生活離不開的產品，人們最關心因素都有以下幾個方面，按照重要性分為價格、質量、品牌、外形，最后是材料等等。現(xiàn)在我國插座行業(yè)目前整個行業(yè)狀況是比較混亂的，首先因為中國現(xiàn)代化建設起步比較晚。而且當前的技術水平和顯存的監(jiān)督管理手段是有所欠缺的，致使整個插座產品的市場價格體系極其的不規(guī)范。對于這樣的市場現(xiàn)狀，就需要我們設計產品的時候要用更高的安全規(guī)范標，選取品質更好的原材料。 當今經濟社會的發(fā)展異常異常迅速，人們的生活水平變化很大，各種各樣的家用電器，高科技數(shù)碼產品，電腦，在每個普通家庭中越來越普遍，因此插座的作用越來越凸顯用途也越來越廣泛。在當今插座市場上充斥著各種各樣、種類繁多、質量大多也都魚目混珠，一種稱得上好的產品對于消費者來說就很重要。一決定個好的插座有以下幾個方面所體現(xiàn)，通過對銅線的粗細的選擇、材料的考究、結構的設計和安全性能的考慮，這是一個良好產品應該注意的。在當今的市場上，也有存在很多年的大企業(yè)，他們主要有公牛插座、飛利浦、子彈頭等，他們是整個行業(yè)的領軍企業(yè)，也有我很多要學習的地方，此次所設計的插座我以插座的安全性為基，圍繞實用性，功能性展開。本次設計的插座不僅需要考慮安全性，而且需要考慮設計插座的外觀是否出色、實用性能的優(yōu)劣和使用是否方便簡潔?？紤]到當今插座使用中存在的問題，安全方面主要是家里有小孩他們特別喜歡把手指往插座里面伸，其次插座因為插孔涉及過大或者其他什么原因易漏電，插孔孔距過近就會干擾其他插頭的使用，從而影響使用效率。除此之外插座市場上現(xiàn)存的大多數(shù)產品外觀都是單一的直板式，色彩單調，毫無特色。在安全方面我設計的插座，主要通過改變插孔結構的方發(fā)，來實現(xiàn)對電路通斷和節(jié)能省電的控制。本次插座的設計目標就是要徹底的顛覆以往插座的使用觀念，使插座不光是為能滿足其使用的原始功能，而且還可以通過優(yōu)化達到了功能和外觀的完美融合，旨在改變人們對于插座的觀念以及認識，創(chuàng)造出令人眼前一亮的產品。1. 設計準備階段1.1 模塊化插座的概念插座是指的是擁有一個抑或多個以上可供電路接線插入的基座，是電器之間的連接件，隨著電器使用的增多，插座也成為只用最多的使用裝置。電源插座是為眾多電器提供電源接口的裝置，作為所有電器所必須用到的產品。由于城市化的進程，人們生活水平的提高，普通民眾使用電器也越來越多了，民眾普遍認為電源插座上面插孔數(shù)量過少，使用也很不便利，插排也隨之出現(xiàn)。然而現(xiàn)存的插排也存在很多缺點，模塊化的插座，通過更加自由的組合，可以自由設定插孔數(shù)量的多少，因需要改變模塊結構，適合更多的使用環(huán)境。1.2 現(xiàn)有排插存在的一些問題 （1）市場上存在的很多使用電器的充電裝置，插頭經常會和變壓器結合在一起，隨之體積就會較大，從而遮擋其他的插孔，相互之間插頭會相互影響就，就大大降低插座的使用效率，并不能物盡其用并且，這樣的問題在市場上普遍存在，幾乎所有人在日常生活中都會遇到這情況。 （2） 插頭與插孔之間的連接過緊不利于插拔，也是經常遇到的另一個普遍存在的事情。既往下來我們來分析一下這個問題所產原因：因為每一種插頭由不同的生產廠商生產，即使有國家標準，但從工藝和做工上說還是會有些許的不同，很顯然這個問題是客觀崔在的，很難完全去消除這個問題，但也是能從插座的外形形和插孔的位置分布上，提出一種便于插拔的電源插座。（3）插線板外觀都幾乎是直板式的太多單一、色彩單調，不具有美感。（4）4插線板的安全性問題，插孔沒有保護裝置，可能有誤將手指伸入從而引起觸電的危險的兒童；而且可能存在漏電現(xiàn)象，易于發(fā)生事故。（5）插座中插口的數(shù)量都是固定的，時常會有插口數(shù)過多或者過少的情況，不能物盡所用。（6）會存在的插線板的纜線長短不合理，并不容易收放，相互容易纏繞在一起，不夠美觀。1.3 插座的功能分析 （1）功能定義：連接電源與用電器 （2） 功能分析：裝飾功能 功率過大自動跳閘 指示燈產品-插座上下殼體內部電源 系統(tǒng)電線長短設計開關控制和顯示電路設計旋轉設計排插孔設計材料選擇（3）功能整理：圖1-1功能整理2. 設計調研與分析2.1 插座的市場調查（1） 如今市場上的插座需求量比較大的插排是直板式的（2）工作上班一組對于可分離的模塊化的排插是比較感興趣的（3）安全性能是消費者購買產品最基本的前提。（4） 由于當今數(shù)碼產品比較普及，因此帶有USB插口的插座也是一種比較好的選擇（5）注意環(huán)保，美觀，人性化（6） 模塊化的插座市場上幾乎還沒有（7）插座的市場很大，因為人人需要。2.2 插座現(xiàn)有產品圖2-1 插座現(xiàn)有產品2.3 設計需求分析本次的插座設計要注重人性化考慮，充分考慮不同消費者的需要，從而做出適合不同人群的產品，考慮到更多的消費人群的需求，使他們在使用插座的過程中是感到滿意的、便捷的、賞心悅目的。是一個設計者理應思考的問題，在設計的過程中我們可以通過對造型、材料、工藝、色彩、裝飾、圖案 等審美要素進行構思和優(yōu)化，以得到更加人性化的設計，從而滿足不同消費者的需要。IT白領和時尚愛好者是我們設計所針對的主要消費人群。圖2-2 主要消費人群2.4 插座使用環(huán)境分析圖2-3插座使用環(huán)境分析2.5 人機系統(tǒng)分析（1）電源按鍵和插孔槽的大小尺寸和分布。（2）指示燈和面板的的人性化設計。（3）插座的外形和尺寸的設計。2.6 產品顏色的選定本設計的定位是數(shù)碼愛好者和IT人士，因此再設計上應該簡約而不簡單，最好選取以單色為主，首選白色，輔以其他色彩為裝飾，盡量做到簡約而時尚。令人愉悅，做到養(yǎng)眼我輔，首選綠色等2.7 材料方案分析外殼材料進口PC料： PC料由聚碳酸酯這種化學材料組成，人們常稱之為防彈膠。熱學性能比較好，其耐熱性、阻燃性、抗沖擊在眾多的外殼材料中是最好的，除此之外可以減少紫外線對外殼材料造成損傷，這種材料在中高檔產片中應用相對的廣泛，因為PC料具備良好的材料性能，應用這樣的材料可以有效的提高產品的安全性。當今世界上PC料的供應廠商是很稀少的，在全世界范圍也只有通用公司、拜爾公司、以及帝人三家國外公司供應。國產PC料：因為這紅材料國內不具有生產能力，市場上現(xiàn)存的PC料正常情況下都是回收回再加工的，在性能方面相對于進口PC料還是有很大的差距。尼龍66：相對于其他的原料在強度方面尼龍66是最強的，但是卻也存在一些問題，因為就材料本身來說本身存在異味，硬度方面也有差距，阻燃性能不好、耐熱性能不佳以及抗沖擊性能都不夠優(yōu)越，抵檔的的產品常用在插座后座，以降低成本。ABS材料：ABS材料染色性能優(yōu)越，特別易于染色，不易燃燒，易于加工并且成本相對較低。然而材料的質地強度弱，塑形差，可使用壽命相對較短，使用一段時間后表面容易出現(xiàn)裂紋，材料顏色容易泛黃色。載流體黃銅：是由銅和鋅按照一定的比例所組成的合金材料，以前的插座制造中，內部載流體使用最多的就是黃銅，因為黃銅具有出色的導電性能，今年來慢慢發(fā)現(xiàn)其抗氧化性和韌性方面并不優(yōu)秀，特別是插座在經過長期使用后，插孔銅件表面極易被氧化，從而出現(xiàn)接觸電阻增大現(xiàn)象;因為韌性較差在長時間的拔插之后，就會產生變形嚴重，接觸不良現(xiàn)象，無法保證安全用電。 錫磷青銅：錫磷青銅是當今插座市場使用最為廣泛的載流體。通電能力異常優(yōu)越，并且很難出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，在滿足安全性能的同時還有很強的抗疲勞性能，并且彈性極強，抗氧化性也特別的優(yōu)秀，本材料呈現(xiàn)紫紅色，工作溫度最高可以達到250。所制成的插孔簧片是目前最好的載流體材料。市場上有名的插座，使用廣泛在，是最好的載流體材料，載流體制造的過程中采用一體化設計，減少連接件之間的組合，采用連續(xù)模工藝，從而可以降低連接之間的電阻，可以有效的降低與觸電間的發(fā)熱現(xiàn)象，提高安全性能，提高插座的使用壽命。觸點材料銀鎳合金觸點：具備出色的導電能力、硬度也比較適中，也不容易發(fā)生氧化還原反應從而導致生銹，銀鎳合金是現(xiàn)在生產廠商使用最多，性能也比較優(yōu)秀的材料。銀鎘合金觸點：其導電能力也很優(yōu)秀，硬度也相對較好，但是鎘這種元素是屬于重金屬，對人體是有害的，基于安全方面的考慮，所以說并不太適合做觸點材料。純銀做觸點：銀的導電性能相當優(yōu)秀，但是相對于銀合金，純銀硬度較軟，其次是氧化后，電阻就會增加，從而會造成觸點發(fā)熱，容易造成安全問題，而且純銀的成本較高，所以效果不如銀鎳合金。3. 設計階段3.1 設計思路的提出（1）改善插座的整體外型，改變插座的結構。（2）采用模塊化的機構設計，人們可以根據(jù)需要購買模塊的數(shù)量。（3）改良插座的安全性能，提高插座的質量。（4）采用更加人性化的設計，是它看起來更加美觀改變人們對插座古板的認識。3.2設計思路與解決方案的討論（1）從模塊化出發(fā)在本次設計中我采取從部分到整體的設計思想，從模塊化的思路出發(fā)，模塊相當于部分，而組裝在一起就相當于整體，整體與模塊之間相互依存、但是有可獨立存在。我們需要考慮到如何在兩個模塊之間進行連接，接口的選擇將是這次我設計中需要面對的難點，設計一款易于連接又能不易脫落的接口。 （2）控制和顯示上的實現(xiàn)方法采用基座設計，增加插座的穩(wěn)定性，在基座上可以設置開關，指示燈方面指示燈可以在電流功率超出限定值的時候，其亮度可以發(fā)生相應的變化，可以防止功率過高，從而可以有效的起到保護作用， （3）電源線過長的解決方案 旋轉收藏、長短可接（接口的設計）、設計一個小段設計，導線可以實現(xiàn)自由連接，從而有效的解決導線過長或者過短的情況。（4）排插插孔設計 常用插孔安全性分析圖3-1插座插孔類型在市場上最常見的就是以上兩種類型的插座插孔，上圖左邊的。屬于萬用孔插座，右邊的屬于組合孔插座，對于這兩種插座插孔的不同之處，許多消費者都不很了解，會以為萬能孔的插座插座比較方便，這其實是一種誤區(qū)，查閱相關的知識應該知道，左邊的屬于淘汰品，而右邊的屬于最新的新國標，已經在四年以前在全國范圍內強制實施。在“新國標”的設計標準里對插孔的選擇做出了了統(tǒng)一標準，禁不再對老標準提供支持，然而和我們所理解的不同，萬能插座并不是很好的?！靶聡鴺恕钡闹饕康氖菫榱吮Ｗo消費者的人身安全，而在市場上常見的“萬用插座”并沒有統(tǒng)一的尺寸標準，安全問題是一直存在的問題。除此之外，插孔口是比較大的，而且外面大多數(shù)沒有保護裝置，“插拔力”特別不易控制，從而造成插頭的松動，經常會有電火花的出現(xiàn)，存在比較多的安全隱患，尤其存在電高峰期，特別容易引起火災和觸電危險。因此應該選用組合孔插座。（5）插孔的安全設計圖3-2插孔的安全設計我們知道在日常生活中我們知道插座的安全問題一直困擾著我們，如上圖圖3-2.插孔的安全設計所示在結構上采取了一定的設計， 首先在銅片的外部設置安全阻隔裝置，而這種裝置是和一個開關相聯(lián)系的，當兒童將手伸進去的話，首先擋板可以起到很好的保護作用，其次當兒童用鐵棍或者鐵絲伸入其中也是可以實現(xiàn)安全的，并不會發(fā)生觸電事故，只有將插座的兩個同時插入導電體才會發(fā)生事故，這種結構很好的保護了兒童的自身安全，是一種很好的安全插座的設想。（6）插頭的選擇 圖3-3插座插頭的選擇如上圖圖3-3所示目前市場主要存在以上兩種插頭，左邊的是三頭插頭，右邊的是兩頭插頭，三頭插頭相對兩頭的多了一根接地線，基于安全方面的考慮，我們應該選擇三頭插頭。 （7）附加其他實用功能增加排插的附加價值，提高性價比（如充電器、臺燈、記時、溫度計）（8）防塵防塵，解決方案 倒置的設計、直立式設計、插孔的封閉設計（如加上橡膠封口）3.3設計草圖圖3-4設計草圖1如上圖圖3-4設計草圖1所示，本設計的思路從俄羅斯方塊的概念出發(fā)，這樣的設計有很多優(yōu)點，首先可以因為是模塊化的所以可以自由的實現(xiàn)拼裝，提高插座的使用率，可以根據(jù)需要購買相應的模塊數(shù)量，更加人性化，在拼裝過程中可以根據(jù)自己的喜好，加上自己的獨創(chuàng)設計，本設計雖然簡約但不簡單。圖3-5設計草圖2如上圖圖3-5設計草圖2所示本設計主要是針對兩頭插座的設計，本設計可插兩頭插座的數(shù)量將會明顯增加，采用立體化的設計，有效的提高插座的使用率，但是本設計也有缺陷，因為只是適用兩頭插座，現(xiàn)在家具中有相當一部分的插座要使用三頭插座，所以說這種插座還是需要進行改進。圖3-6設計草圖3如上圖圖3-6設計草圖3所示，本設計也是從模塊化的思路出發(fā)，機構上采取正方體與球體相結合的方式，從外觀上更加美觀。采用底座設計，底座上加上在現(xiàn)代家居中比較流行的的USB插口。插座的每個面周圍使用熒光材料，及時在夜間也可以很方便的找出插頭的位置，在基座上設置總開關，方便節(jié)能，以及可以控制電路的通斷，另外在上面設置顯示燈，正常通電的情況下燈是綠色的，而出現(xiàn)電流過高的時候，就會有紅燈亮起，提醒電流出現(xiàn)過大的情況。連接導線上使用接口，可方便增加連線的長度。同時連線和單獨的模塊也可以實現(xiàn)連接，可以不通過基座，這個可以根據(jù)實際情況，自由的選擇。同時在連接卡口的設計中，我設置了雙向的卡口設計，在轉向一邊的話可以實現(xiàn)電路的暢通，然而當轉向另一邊的時候，就會實現(xiàn)電路的閉合，這個很容易可以看出以為當轉向另一邊的時候模塊間是不對齊的，3.4設計建模與渲染圖3-7導線連接部分結構圖3-8個兩模塊連接圖3-9基座與燈泡連接圖圖3-10卡口口設計圖3-11卡口槽設計圖3-12遠距離的兩模塊連接圖4優(yōu)化方案階段4.1方案的評估與分析（1）從根本上改變插排的外型，豐富插座的外型設計。（2）采取模塊化設計，顧客可根據(jù)實際情況購買插口的個數(shù)，更加節(jié)省材料并且使用方便。（3）通過獨特的結構設計，提高了插座的安全性能，這樣消費者就可以放心使用了，而且很難發(fā)生觸電事故。（4）情趣化設計，促使插座的連接方式發(fā)生了很大的改變，改變人們對以往插座古板的印象。（5） 通過結構設計，完美的將插座的實用性和美觀性做到了完美的統(tǒng)一。（6） 巧妙的將插座和燈泡連接在一起，可以實現(xiàn)一口多用。（7） 基座上設置USB插口，更加貼近實際需要。參考文獻1 北京市建筑設計研究院編 建筑電氣專業(yè)設計技術措施M.中國建筑工業(yè)出版社，1998：10-112 李明主編，住宅設計規(guī)范M（GB500961999）.中國建筑工業(yè)出版社，1999:2-43 李天恩主編小康住宅電氣設計M.中國建筑工業(yè)出版社，1999:3-54 全國建筑電氣設計技術協(xié)會編建筑電氣設計通訊M中國建筑工業(yè)出版社，2001：4-75（日）田口藍迪著；林青華譯. 插座M. 桂林市：漓江出版社, 2003.6薛澄岐主編. 產品色彩設計M. 南京市：東南大學出版社, 200