基于彈出（互換）式功能型墻體插座的研制*

王鑫鑫　楊旭　勾柯楠　顏興旺　鄭臣生　王美惠（沈陽航空航天大學，遼寧沈陽110136）

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基于彈出（互換）式功能型墻體插座的研制*

王鑫鑫楊旭勾柯楠顏興旺鄭臣生王美惠
（沈陽航空航天大學，遼寧沈陽110136）

摘要：插座在日常生活中隨處可見，但在使用的過程中總會遇到這樣的尷尬，常常找不到使用規格，該文設計一款彈出（互換）式功能型墻體插座，通過功能塊和腔體的設計，電路結構的設計、計時器的設計實現了功能塊的可彈出、可更換、可計時等多用途的使用需求，成本低廉，足以滿足日常生活的使用需求，具有一定的推廣價值。

關鍵詞：插座；多功能；彈出

*大學生創新創業項目（dx514307）

Abstract:Sockets can be seen everywhere in our daily life, but in the process of using we always meet such embarrassing situations. We often cannot find appropriate specifications. In this paper, we design a functional wall socket. By the design of the function block and cavity, the design of the circuit structure and the timer, we can achieve the function block that can meet the needs of pop-up, replaceable and timekeeping. The product is cheap enough to meet the requirements of the daily life and it also has certain promotion value.

Keywords:socket; multi-function; pop-up

引言

隨著經濟的發展和人民生活水平的不斷提高，開關插座的使用合理程度受到很大關注。插座這個小小的電器元件，在家居設計時往往被人遺漏，往往總會有設計不合理的時候，在日常生活中卻隨處可見，處處會用到，但在使用的過程中總會遇到這樣的尷尬，需要給手機充電時找不到手機插口或者找到了只有三插口的插座；用電腦學習時，找插座，找到的插口卻只能插雙插頭，總是讓我們懊惱不已，買外接插排，不僅多花費了一筆費用，用后還需要收拾，增添諸多不便，針對這些情況，我們設計出一款功能型墻壁插座，來解決這一問題。

一、功能型插座的功能介紹和具體研究思路

針對現有雙插頭和三插頭插座使用的不變性，以及受損后維修不變性，我們對插座進行創新設計制造，解決弊端。設計一款具有彈出式、可更換的功能型萬用插座有兩孔、三孔、U口、開關、充電計時功能等滿足多用途的需求。設計該插座主要考慮功能塊如何彈出、功能塊和主體電源怎么來連接、充電電路如何計時等問題。

采用原始86盒的基礎設計功能插座，這樣不用修改墻體結構。插座采用阻燃性、絕緣性、抗沖擊性能好的尿素樹脂來制造，插座結構分三部分來制造一個是座體、一個是功能塊、一個計時器。

座體包括與墻體連接的面板和容納功能塊的腔體，面板的制造主要考慮兩個定位孔的中心距還有和計時器連接的卡簧。而腔體的制造主要考慮接觸金屬針的固定和功能塊固定卡頭的軌跡的制造。

圖1　

圖2　

圖4　

功能塊的制造主要考慮與腔體的連接固定還有外側插座地方的功能區的豐富。采用功能塊帶凸頭，插入后旋轉進入腔體孔后固定。功能塊插體功能區的豐富，正面采用一個常用的五孔口，四面分別采用三孔、兩孔、雙U、開關。

（一）彈出式結構設計

彈出式結構設計的設計必須要滿足安全、可靠、穩定。

鑒于需要滿足功能塊便于彈出、固定和電源連接及便于制造，我們大體想到了三種設計思路：1.應急開關結構式。2.內存卡槽彈出式結構。3.圓珠筆式結構（如圖1）。

應急開關結構式：是功能塊按入固定，按入的過程中腔體側壁有個塑料彈片進行固定，旋轉彈出式結構，旋出時，柱體有個凸點，轉離塑料彈片，從而靠彈簧的彈力彈出。

內存卡式結構：采用側面卡簧式結構。內存卡按入固定，再次按入彈出。

圓珠筆式結構：四周面卡簧是按入固定，再次按入彈出。不能滿足電源插頭往復插拔的使用要求。

經過過拆解、類比、設想、研究最終得出所需設計結構如圖2所示。

該插座設計結構為功能塊和墻體兩部分結構。功能塊為一端為柱體、一端為長方體。柱體為固定區，長方體的五個面為功能區，功能塊插入并向右旋轉固定。腔體結構為一個帶面板的柱形殼體。工作時，功能塊插入腔體向右旋轉固定，使用時插頭插入功能區，這時柱體有一個向后的回彈（在范圍內），靠柱體上的凸頭起固定功能，拔出時，也是靠凸頭把功能塊固定，防止在插頭拔出時，把功能塊拔出。

圖3　

（二）電路結構設計

電路中的電線采用錫磷青銅片彈性好，抗疲勞，不易氧化，特別是經過酸洗磷化抗氧化處理后導電性能更穩定。觸點采用導電性、耐磨性、降低電弧等綜合性能最好的銀鎳合金。電源是靠腔體底部的接觸針和與其同心的圓形接觸片來導通零線和火線的。腔體的接觸針和功能塊的接觸孔實現公母互相偶合并能轉到，從而實現電源的連接。

電路從外部進入插座的大體走勢如圖3所示。插座內部的電路圖如圖3所示。

（三）計時器設計

在整個插座的使用過程中，有很多情況需要記憶時間，電子計時器能準確記憶充電時間和使用時間，并用數字醒目顯示，還能人工清零，并進行下一輪的計時。由于本文設計為充電計時，時間要求不過于嚴格，故本文計時器前兩位用小時表示，后兩位用分鐘表示，時間單位的變動可以通過軟件來更改。開關S1控制計時過程，SB1為清零開關。具體電路如圖4所示。

二、結束語

通過功能塊和腔體的設計制造、電路的分析連接實現了功能塊的完美彈出和固定；功能塊的功能區可以滿足多用途的功能需求；計時器的連接滿足了手機充電的計時功能，彈出（互換）式功能型墻體插座的研究制造成本低廉、使用方便具有一定的推廣和使用價值。

參考文獻

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作者簡介：王鑫鑫（1995-），男，漢族，山東省乳山市，學生，研究方向：飛行器設計與工程。

中圖分類號：F407.6

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）01-0197-02