張錦輝，劉雙喜

（深圳龍崗職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東深圳 518172）

TOP-DOWN在手機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張錦輝，劉雙喜

（深圳龍崗職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東深圳 518172）

在Pro/E產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，TOP-DOWN設(shè)計(jì)方法適合產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程，應(yīng)用越來(lái)越廣。以設(shè)計(jì)步步高無(wú)繩電話機(jī)為例，詳細(xì)闡述了TOP-DOWN在手機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。TOP-DOWN設(shè)計(jì)方法符合產(chǎn)品生命流程，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更中非常方便，因此，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。

Pro/E軟件；TOP-DOWN；從頂向下；從底向上；產(chǎn)品設(shè)計(jì)；話機(jī)

1 TOP-DOWN概述

TOP-DOWN是自頂向下設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)稱，在裝配設(shè)計(jì)中應(yīng)用，設(shè)計(jì)時(shí)先確定總體思路、設(shè)計(jì)總體布局，然后設(shè)計(jì)零部件，從而完成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)，它是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中通用的方法和思路[1]。

相對(duì)TOP-DOWN設(shè)計(jì)方法，另外一種相反的設(shè)計(jì)方法是DOWN-TOP設(shè)計(jì)。在Pro/E軟件中進(jìn)行產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)時(shí)，可以先把一套產(chǎn)品的每個(gè)零件先設(shè)計(jì)好，再拿到裝配中進(jìn)行裝配，裝配完成后再檢查各零件的設(shè)計(jì)是否符合要求，是否存在干涉等情況。如果確認(rèn)需要修改，則分別更改單獨(dú)的零件，然后再在組件中再次進(jìn)行檢測(cè)，直到最后完全符合設(shè)計(jì)要求。由于整個(gè)過(guò)程是自下（零件）而上（裝配）的，所以無(wú)法從一開(kāi)始對(duì)產(chǎn)品有很好的規(guī)劃，產(chǎn)品到底有多少個(gè)零件只能到所有的零件完成后才能確定。這種方法在修改中也會(huì)因?yàn)闆](méi)有事前的仔細(xì)規(guī)劃而事倍功半。這種自下而上的設(shè)計(jì)，在有現(xiàn)成的產(chǎn)品提供參考，且產(chǎn)品系列單一的情況下還是可以使用的，但在全新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)或產(chǎn)品系列豐富多變的情況下就顯得很不方便。

TOP-DOWN設(shè)計(jì)是指從已完成的產(chǎn)品進(jìn)行分析，然后向下設(shè)計(jì)。將產(chǎn)品的主框架作為主組件，并將產(chǎn)品分解為組件、子組件，然后標(biāo)識(shí)主組件元件及其相關(guān)特征，最后了解組件內(nèi)部及組件之間的關(guān)系，并評(píng)估產(chǎn)品的裝配方式。掌握了這些信息，就能規(guī)劃設(shè)計(jì)并在模型中體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。

下面以圖1、圖2所示步步高無(wú)繩電話為例，詳述使用TOP-DOWN設(shè)計(jì)方法與流程。設(shè)計(jì)流程：（1）骨架模型設(shè)計(jì)；（2）后殼及部分電池蓋設(shè)計(jì)；（3）電池蓋設(shè)計(jì)；（4）面殼、按鍵及屏幕設(shè)計(jì)；（5）膠墊設(shè)計(jì)；（6）PCB、聽(tīng)筒、話筒設(shè)計(jì)；（7）整體設(shè)計(jì)修改。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，骨架模型文件集中提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，零部件在骨架模型改變時(shí)能自動(dòng)更新，能有效減少不必要的父子關(guān)系，使后期產(chǎn)品設(shè)計(jì)變得更高效。

2 骨架模型設(shè)計(jì)

（1）在總裝模型樹(shù)中建立裝配關(guān)系，先設(shè)計(jì)骨架、前殼、后殼三個(gè)部分，前殼部分的子裝配有PC板部分、前殼、屏幕、按鍵、聽(tīng)筒和橡膠墊，其中PC板部分又包括PC板、耳機(jī)孔、數(shù)據(jù)孔和電源，后殼部分的子裝配有后殼、電池和電池蓋三個(gè)。

（2）如圖3所示，在骨架文件中設(shè)計(jì)機(jī)身輪廓曲面，按鍵、聽(tīng)筒、數(shù)據(jù)孔、電池蓋等輪廓曲線，以控制子裝配中的零件。為方便后期子裝配零件的修改，所有參照盡量選取軟件的TOP、FRONT、RIGHT三個(gè)基準(zhǔn)平面。

圖1 無(wú)繩電話正面

圖2 無(wú)繩電話背面圖

圖3 機(jī)身、按鍵及電池蓋輪廓

（3）對(duì)設(shè)計(jì)的輪廓曲面、曲面進(jìn)行發(fā)布幾何，并對(duì)發(fā)布的幾何進(jìn)行重新命名，以方便后期零件設(shè)計(jì)時(shí)辨識(shí)，同時(shí)，一些零件設(shè)計(jì)需要的參照面也在骨架模型樹(shù)中提前設(shè)計(jì)，以便后期調(diào)用。

3 后殼及部分電池蓋設(shè)計(jì)

（1）在模型樹(shù)中激活后殼零件，復(fù)制骨架模型中發(fā)布的幾何，包括：分割、凹坑、電池蓋、電池蓋配合，并在復(fù)制幾何的基礎(chǔ)上進(jìn)行具體的特征設(shè)計(jì)。

（2）設(shè)計(jì)后的后殼如圖4、圖5所示。

圖4 后殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖5 后殼外部結(jié)構(gòu)

4 電池蓋設(shè)計(jì)

（1）在模型樹(shù)中激活電池蓋零件，復(fù)制骨架模型中發(fā)布的幾何，包括：分割、凹坑、電池蓋、電池蓋配合，并在復(fù)制幾何的基礎(chǔ)上進(jìn)行具體的特征設(shè)計(jì)。電池蓋卡扣設(shè)計(jì)時(shí)需要參照后殼進(jìn)行設(shè)計(jì)，但為了避免參照交叉對(duì)后期設(shè)計(jì)造成混亂，所有零件參照都設(shè)置在骨架模型中。

（2）設(shè)計(jì)后的電池蓋如圖6、圖7所示。

圖6 電池蓋內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖7 電池蓋外部結(jié)構(gòu)

5 面殼、按鍵及屏幕設(shè)計(jì)

（1）在模型樹(shù)中激活面殼零件，復(fù)制骨架模型中發(fā)布的幾何，包括：上下分割、機(jī)身、屏幕、按鍵、按鍵及PCB等參照，并在復(fù)制幾何的基礎(chǔ)上進(jìn)行具體的特征設(shè)計(jì)。

（2）設(shè)計(jì)后的面殼如圖8、9所示。

圖8 面殼外部結(jié)構(gòu)

圖9 面殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)

（3）按鍵及屏幕設(shè)計(jì)時(shí)要參照面殼設(shè)計(jì)尺寸，特別是屏幕卡扣位置。設(shè)計(jì)后效果如圖10、11、12所示。

圖10 話機(jī)屏幕

圖11 按鍵外部結(jié)構(gòu)

圖12 按鍵內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖13 膠墊結(jié)構(gòu)

圖14 話機(jī)前視圖

圖15 話機(jī)后視圖

6 膠墊設(shè)計(jì)

（1）在模型樹(shù)中激活膠墊零件，復(fù)制骨架模型中發(fā)布的幾何，包括：按鍵、按鍵及PCB等參照，并在復(fù)制幾何的基礎(chǔ)上進(jìn)行膠墊設(shè)計(jì)。

（2）設(shè)計(jì)后的膠墊如圖13所示。

7 PCB、聽(tīng)筒、話筒設(shè)計(jì)

在模型樹(shù)中分別激活PCB、聽(tīng)筒、話筒零件，復(fù)制骨架模型中發(fā)布的幾何，分別包括：（PCB）按鍵及PCB等參照，（聽(tīng)筒）話筒和聽(tīng)筒、按鍵及PCB等參照，（話筒）話筒和聽(tīng)筒、按鍵及PCB等參照，并在復(fù)制幾何的基礎(chǔ)上進(jìn)行PCB、聽(tīng)筒、話筒零件設(shè)計(jì)。

8 整體設(shè)計(jì)修改

根據(jù)話機(jī)零部件設(shè)計(jì)結(jié)果，測(cè)試整機(jī)能否達(dá)到設(shè)計(jì)意圖，并進(jìn)行適當(dāng)修改。在產(chǎn)品修改時(shí)，盡量修改骨架模型參數(shù)，以便每個(gè)零件能共用骨架模型參數(shù)，而不至于參數(shù)混亂，不利于后期產(chǎn)品變更。設(shè)計(jì)后話機(jī)如圖14、15所示。

9 結(jié)束語(yǔ)

TOP-DOWN設(shè)計(jì)在話機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)思路清晰，利于產(chǎn)品變更，適合產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程，提高了設(shè)計(jì)效率。

［1］趙學(xué)躍.ProE Wildfire 5.0立體詞典：產(chǎn)品建模［M］.杭州：浙江大學(xué)出版社，2010.

TOP-DOWN in the Application of Mobile Phone Product Design

ZHANG Jin-hui，LIU Shuang-xi
（Longgang Vocational and Technical Schools，Shenzhen518172，China）

In the Pro/E product design,top-down design method fits the process of product design,therefore,it appears wider application. This paper,taken Bubugao cordless telephone design as an example,illustrates the application of top-down in mobile phone product design.Top-down design method is consistent with the product life process,it’s very convenience in the product design change,therefore, it appears increasingly wider application.

Pro/E software；top-down；from top to down；from down to top；product design；telephone

TH122

：A

：1009－9492(2014)11－0083－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.11.023

張錦輝，男，1977年生，河南人，大學(xué)本科，中學(xué)一級(jí)。研究領(lǐng)域：數(shù)控技術(shù)應(yīng)用。已發(fā)表論文3篇。

(編輯：向 飛)

2014－05－07