淺談多功能可旋轉臺燈的設計

【摘 要】設計產品為多功能可旋轉式臺燈，設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.

【關鍵詞】多功能；可旋轉；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計一款具有強大功能同時又有助于健康的臺燈.

二、機構選型

（1）設計方案的提出。臺燈的設計其主要目的是為了達到減少臺燈對人視力的傷害，設計出便攜的，實用的臺燈，故在設計中應重點考慮三個方面：一是臺燈燈套的旋轉性。臺燈的燈套需設計成能在三維空間自由旋轉的機構，故不能設計為緊連接。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上，設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）設計的技術要求及指標。臺燈設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性和可伸縮性，可旋轉性取決于臺燈燈套部分的設計，而可伸縮性則取決于燈的連桿部分的選擇，下面是對連桿的設計提出的三種設計方案。伸縮桿的三種設計方案：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，在臺燈內桿上設置如下圖1所示的機構實現(xiàn)桿的收縮。

圖1

（3）總結利弊設計的模型。如圖2所示，在外桿端面增設一個帶彈簧的夾子，在夾子的前端設置一個小圓柱形突臺，控制桿的伸縮原理與第二種設計方案相同。

圖2

以上三種設計方案都有各自的好處。對于第一種設計方案，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，在實際生產中，很難將連接內外桿的滑塊完好的放入桿中。而第二種方案好在其內在設置能夠保證完美的外觀，但是其內在設置又影響了整體桿架導線內置的設計思想，所以此方案也不適合。第三種設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)導線內置以及桿伸縮的基本要求，而且工業(yè)實現(xiàn)其結構也簡單。綜上所述，我們小組決定選擇第三種桿伸縮設計方案。

三、設計的技術要求及指標

（1）臺燈底座設計為可旋轉式，即能夠根據(jù)情況調節(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成，以實現(xiàn)光源位置的調節(jié)控制。（3）連桿部分增設齒形滑槽，以增加桿的可伸縮性，同時，連桿設計為中空結構，便于內設導線，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）燈套設計為可在三維空間內自由轉動結構。

四、設計創(chuàng)意

設計創(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”則在原有的基礎上增加了可伸縮性，既增加了課題設計的難度，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)相關功能的機構設計，在參考了以往一些方案的基礎上，“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]．清華大學出版社，2008（5）

[2]博創(chuàng)設計坊．Pro/ENGINEER 4.0機械設計教程實例[J]．清華大學出版社，2008（6）

[3]學茗齋電腦教育研究室．Pro/ENGINEER 4.0機械設計教程實例[J]．人民郵電出版社，2006（2）

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

[5]林清安．Pro/ENGINEER野火3.0中文版基礎零件設計（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)機構設計與仿真（下）[J]．電子工業(yè)出版社，2007