淺談多功能可旋轉(zhuǎn)臺燈的設(shè)計

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

【關(guān)鍵詞】多功能；可旋轉(zhuǎn)；臺燈

一、選題背景

臺燈是家庭中最常見的照明燈具，以前臺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，各種形狀的熒光燈開始被廣泛用于臺燈中的照明光源。隨之而來的問題也出現(xiàn)不少——消費者在使用臺燈后往往會感到眼睛很不舒適，嚴重時眼睛酸痛，視力明顯下降。對此我們認為很有必要設(shè)計一款具有強大功能同時又有助于健康的臺燈.

二、機構(gòu)選型

（1）設(shè)計方案的提出。臺燈的設(shè)計其主要目的是為了達到減少臺燈對人視力的傷害，設(shè)計出便攜的，實用的臺燈，故在設(shè)計中應(yīng)重點考慮三個方面：一是臺燈燈套的旋轉(zhuǎn)性。臺燈的燈套需設(shè)計成能在三維空間自由旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)，故不能設(shè)計為緊連接。二是臺燈連桿的可伸縮性。如果想要做到臺燈的運動空間的最大化，必須增加臺燈連桿的可伸縮性，可以使臺燈在現(xiàn)有的長度范圍內(nèi)做到照明范圍的最大化。三是底座重量的確定。對于臺燈，由于燈桿部分要隨情況而伸縮或拉長，故造成上半部分重心的不固定性，對底座支點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)計出連桿所能達到的最大伸縮長度，進而計算出臺燈上半部分對底座支點造成的最大力矩，最后才能確定出臺燈底座所需的最大重量。（2）設(shè)計的技術(shù)要求及指標。臺燈設(shè)計的重點在于燈桿處的伸縮部分的選擇，因為整個臺燈的亮點在于自身的可旋轉(zhuǎn)性和可伸縮性，可旋轉(zhuǎn)性取決于臺燈燈套部分的設(shè)計，而可伸縮性則取決于燈的連桿部分的選擇，下面是對連桿的設(shè)計提出的三種設(shè)計方案。伸縮桿的三種設(shè)計方案：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。利用雨傘桿上的點和孔的固定原理，在臺燈內(nèi)桿上設(shè)置如下圖1所示的機構(gòu)實現(xiàn)桿的收縮。

圖1

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

圖2

以上三種設(shè)計方案都有各自的好處。對于第一種設(shè)計方案，其優(yōu)點在于控制桿的伸縮量精度比較小。也就是說桿的最小伸長距離可控制在一個齒間距；但是對于這種方案，在實際生產(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)計思想，所以此方案也不適合。第三種設(shè)計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現(xiàn)導(dǎo)線內(nèi)置以及桿伸縮的基本要求，而且工業(yè)實現(xiàn)其結(jié)構(gòu)也簡單。綜上所述，我們小組決定選擇第三種桿伸縮設(shè)計方案。

三、設(shè)計的技術(shù)要求及指標

（1）臺燈底座設(shè)計為可旋轉(zhuǎn)式，即能夠根據(jù)情況調(diào)節(jié)光源位置。（2）臺燈主體部分運用連桿，彈簧以及多邊形盤通過運動副的形式構(gòu)成，以實現(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，連桿設(shè)計為中空結(jié)構(gòu)，便于內(nèi)設(shè)導(dǎo)線，增加臺燈整體外形的美感，同時也減輕了臺燈的整體重量。（4）燈套設(shè)計為可在三維空間內(nèi)自由轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)。

四、設(shè)計創(chuàng)意

設(shè)計創(chuàng)意的主要亮點在于：第一，以往課題命題“臺燈”往往只要求實現(xiàn)臺燈的功能，而“多功能臺燈”則在原有的基礎(chǔ)上增加了可伸縮性，既增加了課題設(shè)計的難度，又方便了小組成員之間的分工協(xié)作。第二，對于一些實現(xiàn)相關(guān)功能的機構(gòu)設(shè)計，在參考了以往一些方案的基礎(chǔ)上，“多功能臺燈”進行了一系列的改進，達到了課題創(chuàng)新的要求。

參 考 文 獻

[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)計坊．Pro/ENGINEER 4.0機械設(shè)計教程實例[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機械設(shè)計教程實例[J]．人民郵電出版社，2006（2）

[4]梁萍．Pro/ENGINEER 三維實體實例教程[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（下）[J]．電子工業(yè)出版社，2007

[6]林清安．Pro/ENGINEER野火3.0中文版動態(tài)機構(gòu)設(shè)計與仿真（下）[J]．電子工業(yè)出版社，2007