【摘 要】設(shè)計(jì)產(chǎn)品為多功能可旋轉(zhuǎn)式臺(tái)燈，設(shè)計(jì)思維的提出主要是由于生活中所用臺(tái)燈大多都不很理想.

【關(guān)鍵詞】多功能；可旋轉(zhuǎn)；臺(tái)燈

一、選題背景

臺(tái)燈是家庭中最常見(jiàn)的照明燈具，以前臺(tái)燈所采用的光源大多是普通白熾燈泡。隨著制燈工藝技術(shù)的提高，近年來(lái)，各種形狀的熒光燈開(kāi)始被廣泛用于臺(tái)燈中的照明光源。隨之而來(lái)的問(wèn)題也出現(xiàn)不少——消費(fèi)者在使用臺(tái)燈后往往會(huì)感到眼睛很不舒適，嚴(yán)重時(shí)眼睛酸痛，視力明顯下降。對(duì)此我們認(rèn)為很有必要設(shè)計(jì)一款具有強(qiáng)大功能同時(shí)又有助于健康的臺(tái)燈.

二、機(jī)構(gòu)選型

（1）設(shè)計(jì)方案的提出。臺(tái)燈的設(shè)計(jì)其主要目的是為了達(dá)到減少臺(tái)燈對(duì)人視力的傷害，設(shè)計(jì)出便攜的，實(shí)用的臺(tái)燈，故在設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮三個(gè)方面：一是臺(tái)燈燈套的旋轉(zhuǎn)性。臺(tái)燈的燈套需設(shè)計(jì)成能在三維空間自由旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，故不能設(shè)計(jì)為緊連接。二是臺(tái)燈連桿的可伸縮性。如果想要做到臺(tái)燈的運(yùn)動(dòng)空間的最大化，必須增加臺(tái)燈連桿的可伸縮性，可以使臺(tái)燈在現(xiàn)有的長(zhǎng)度范圍內(nèi)做到照明范圍的最大化。三是底座重量的確定。對(duì)于臺(tái)燈，由于燈桿部分要隨情況而伸縮或拉長(zhǎng)，故造成上半部分重心的不固定性，對(duì)底座支點(diǎn)造成的力矩也不確定，故必須在考慮好燈套和連桿的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出連桿所能達(dá)到的最大伸縮長(zhǎng)度，進(jìn)而計(jì)算出臺(tái)燈上半部分對(duì)底座支點(diǎn)造成的最大力矩，最后才能確定出臺(tái)燈底座所需的最大重量。（2）設(shè)計(jì)的技術(shù)要求及指標(biāo)。臺(tái)燈設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于燈桿處的伸縮部分的選擇，因?yàn)檎麄€(gè)臺(tái)燈的亮點(diǎn)在于自身的可旋轉(zhuǎn)性和可伸縮性，可旋轉(zhuǎn)性取決于臺(tái)燈燈套部分的設(shè)計(jì)，而可伸縮性則取決于燈的連桿部分的選擇，下面是對(duì)連桿的設(shè)計(jì)提出的三種設(shè)計(jì)方案。伸縮桿的三種設(shè)計(jì)方案：一是工具刀伸縮模型。從工具刀上找到的靈感，在連桿部分增設(shè)齒形滑槽，以增加桿的可伸縮性。二是雨傘伸縮模型。利用雨傘桿上的點(diǎn)和孔的固定原理，在臺(tái)燈內(nèi)桿上設(shè)置如下圖1所示的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)桿的收縮。

圖1

（3）總結(jié)利弊設(shè)計(jì)的模型。如圖2所示，在外桿端面增設(shè)一個(gè)帶彈簧的夾子，在夾子的前端設(shè)置一個(gè)小圓柱形突臺(tái)，控制桿的伸縮原理與第二種設(shè)計(jì)方案相同。

圖2

以上三種設(shè)計(jì)方案都有各自的好處。對(duì)于第一種設(shè)計(jì)方案，其優(yōu)點(diǎn)在于控制桿的伸縮量精度比較小。也就是說(shuō)桿的最小伸長(zhǎng)距離可控制在一個(gè)齒間距；但是對(duì)于這種方案，在實(shí)際生產(chǎn)中，很難將連接內(nèi)外桿的滑塊完好的放入桿中。而第二種方案好在其內(nèi)在設(shè)置能夠保證完美的外觀，但是其內(nèi)在設(shè)置又影響了整體桿架導(dǎo)線內(nèi)置的設(shè)計(jì)思想，所以此方案也不適合。第三種設(shè)計(jì)方案和第二種方案的基本原理原理相同，但是他能夠很好的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線內(nèi)置以及桿伸縮的基本要求，而且工業(yè)實(shí)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。綜上所述，我們小組決定選擇第三種桿伸縮設(shè)計(jì)方案。

三、設(shè)計(jì)的技術(shù)要求及指標(biāo)

（1）臺(tái)燈底座設(shè)計(jì)為可旋轉(zhuǎn)式，即能夠根據(jù)情況調(diào)節(jié)光源位置。（2）臺(tái)燈主體部分運(yùn)用連桿，彈簧以及多邊形盤(pán)通過(guò)運(yùn)動(dòng)副的形式構(gòu)成，以實(shí)現(xiàn)光源位置的調(diào)節(jié)控制。（3）連桿部分增設(shè)齒形滑槽，以增加桿的可伸縮性，同時(shí)，連桿設(shè)計(jì)為中空結(jié)構(gòu)，便于內(nèi)設(shè)導(dǎo)線，增加臺(tái)燈整體外形的美感，同時(shí)也減輕了臺(tái)燈的整體重量。（4）燈套設(shè)計(jì)為可在三維空間內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

四、設(shè)計(jì)創(chuàng)意

設(shè)計(jì)創(chuàng)意的主要亮點(diǎn)在于：第一，以往課題命題“臺(tái)燈”往往只要求實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈的功能，而“多功能臺(tái)燈”則在原有的基礎(chǔ)上增加了可伸縮性，既增加了課題設(shè)計(jì)的難度，又方便了小組成員之間的分工協(xié)作。第二，對(duì)于一些實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，在參考了以往一些方案的基礎(chǔ)上，“多功能臺(tái)燈”進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，達(dá)到了課題創(chuàng)新的要求。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]詹友剛．Pro/ENGINEER中文野火版教程[J]．清華大學(xué)出版社，2008（5）

[2]博創(chuàng)設(shè)計(jì)坊．Pro/ENGINEER 4.0機(jī)械設(shè)計(jì)教程實(shí)例[J]．清華大學(xué)出版社，2008（6）

[3]學(xué)茗齋電腦教育研究室．Pro/ENGINEER 4.0機(jī)械設(shè)計(jì)教程實(shí)例[J]．人民郵電出版社，2006（2）

[4]梁萍．Pro/ENGINEER 三維實(shí)體實(shí)例教程[J]．西南交通大學(xué)出版社，2010（2）

[5]林清安．Pro/ENGINEER野火3.0中文版基礎(chǔ)零件設(shè)計(jì)（下）[J]．電子工業(yè)出版社，2007

[6]林清安．Pro/ENGINEER野火3.0中文版動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真（下）[J]．電子工業(yè)出版社，2007