基于Pro/E的多功能眼鏡架的三維建模設(shè)計(jì)

牛海俠

（安徽三聯(lián)學(xué)院 安徽 合肥 230601）

1 引言

近幾年來，在國內(nèi)外的眼鏡行業(yè)都在悄然發(fā)生著巨大的變化，尤其是在眼鏡大展中，我們可以看到一種具有創(chuàng)意和個性的多功能眼鏡的身影現(xiàn)身。這樣的多功能眼鏡在具有一般眼鏡的功能之外，又加入了更多實(shí)用的功能以滿足消費(fèi)者的需求，這樣的創(chuàng)意型眼鏡是科技的具體應(yīng)用，是一種創(chuàng)新產(chǎn)品。

對于需要矯正視力的人來說，眼鏡的重要性不言而喻。尤其是這些年，市場上對于眼鏡的需求量不斷增加。隨著眼鏡行業(yè)的不斷發(fā)展壯大以及消費(fèi)者群體的擴(kuò)大，消費(fèi)者的年齡結(jié)構(gòu)和需求層次也發(fā)生很多變化。這使得從事眼鏡行業(yè)的企業(yè)不斷從新的方向更新產(chǎn)品，更加注重多元化的需求，進(jìn)入更多實(shí)用的功能，使得這些眼鏡產(chǎn)品得到消費(fèi)者的青睞，同時，也在市場上奪得先機(jī)。

老年人需要的老花鏡，夏天的太陽鏡等已經(jīng)在眼鏡市場占據(jù)了很大的比例，伴隨著國家對創(chuàng)新的重視程度逐步提升，時尚、個性的復(fù)合型眼鏡一定會在未來的市場中奪得一席之地。這會改變我們傳統(tǒng)的對眼鏡的認(rèn)識，同時也會成為年輕人的時尚標(biāo)志，由此可見，多功能復(fù)合型眼鏡的產(chǎn)業(yè)前景是相當(dāng)可觀的。甚至可以利用活性劑、酵素等一些具有吸附功能的物質(zhì)制造透明薄膜，以及二氧化鈦納米管薄膜貼在鏡片表面，實(shí)現(xiàn)鏡片自我清潔功能[1]。

目前，市場上的眼鏡大多數(shù)普通的太陽鏡、老花鏡、近視鏡等，尤其是一些近視鏡的消費(fèi)者，經(jīng)常會因?yàn)榻暥葦?shù)的增加需要重新配眼鏡，這樣會帶來一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也會造成社會資源的浪費(fèi)[2]。

因此，本次設(shè)計(jì)的是一種新型的多功能眼鏡框架，它能夠自動調(diào)節(jié)瞳距，這樣能給消費(fèi)者帶來很多方便，同時，讓這樣的眼鏡還具有其他的收音機(jī)功能、MP3功能、導(dǎo)航功能、太陽能電源功能等，讓普通的眼鏡得到升級改造，同時具有多種功能，極大地方便了消費(fèi)者的使用，很多程度上減少了社會資源的浪費(fèi)。

本次設(shè)計(jì)選用的是塑料架。因其材質(zhì)輕，不易引起過敏，多受老人、兒童喜愛，現(xiàn)也受到了年輕人的熱捧和好評。本次設(shè)計(jì)的多功能眼鏡框架最大的亮點(diǎn)在于它的瞳距可調(diào)節(jié)的功能，在框架的設(shè)計(jì)上，要預(yù)留出瞳距調(diào)節(jié)按鈕的位置，將其設(shè)計(jì)在右眼鏡腿的內(nèi)側(cè)，這方便消費(fèi)者使用右手調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)按鈕。在很大程度上節(jié)約了社會資源，消費(fèi)者再也不會因?yàn)檠劬暥葦?shù)的增加而經(jīng)常重新配置眼鏡。

在多功能眼鏡架設(shè)計(jì)的過程中，一定要考慮到外觀的時尚和美觀，因此，MP3的接線的接口位置設(shè)置在眼鏡架的下方以方便走線，MP3、收音機(jī)的開關(guān)和聲音調(diào)節(jié)按鈕都設(shè)置在左側(cè)的鏡腿內(nèi)側(cè)，其余的音頻調(diào)節(jié)都有耳機(jī)來實(shí)現(xiàn)。同時，設(shè)計(jì)過程中要充分體現(xiàn)綠色環(huán)保節(jié)能的理念，因此，所有需要的電能都由太陽能提供。在眼鏡框的設(shè)計(jì)中，留出太陽能電池板的安裝位置，我們將太陽能電池板分別裝在眼鏡腿的左右兩側(cè)外部，以更好的吸收太陽能能源。

本次設(shè)計(jì)采用Pro/E軟件，這個軟件是一款強(qiáng)大的三維造型設(shè)計(jì)軟件。是由美國的PTC公司開發(fā)的。它包括眾多的模塊，比如，草圖功能、三維模型建模功能、零部件的裝配設(shè)計(jì)功能、運(yùn)動仿真功能以及模具設(shè)計(jì)制造功能、鈑金件的設(shè)計(jì)功能等。運(yùn)用Pro/E軟件設(shè)計(jì)多功能眼鏡，設(shè)計(jì)者可以運(yùn)用對應(yīng)的模塊實(shí)現(xiàn)三維模型設(shè)計(jì)、部件的虛擬裝配、干涉檢驗(yàn)等，對零件的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對潛在的問題進(jìn)行預(yù)測和優(yōu)化設(shè)計(jì)[3]，以減少實(shí)際的修改次數(shù)，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。

2 設(shè)計(jì)步驟

2.1 創(chuàng)建鏡架三維模型。

應(yīng)用【拉伸】命令，對多功能眼鏡框進(jìn)行拉伸造型，得到多功能眼鏡框基本形狀。繼續(xù)應(yīng)用【拉伸】【去除材料】命令，創(chuàng)建多功能眼鏡框的多功能部位和眼鏡前燈部位。進(jìn)行【倒圓角】，完成多功能眼鏡框的造型。最終完成圖如圖1所示。

圖1 多功能眼鏡框完成圖的前后視圖

2.2 多功能部位、鏡片、鼻架和前燈的設(shè)計(jì)

多功能部位以及鏡片、鼻架和前燈的完成圖如圖（2、3、4、5）所示。多功能眼鏡框的多功能部位、鼻架、鏡片和前燈的設(shè)計(jì)相對簡單，用到了一般的【草繪】、【拉伸】、【打孔】、【倒角】等常用工具。

圖2 多功能部位建模

圖3 鼻架的完成圖

圖4 鏡框的完成圖

圖5 前燈的完成圖

2.3 鏡腿的設(shè)計(jì)

（1）在鏡腿的設(shè)計(jì)中，通常使用的工具有掃描伸出項(xiàng)、掃描切口、拉伸、倒圓角、投影等。

（2）選擇【插入】【掃描】【伸出項(xiàng)】，繪制鏡腿草圖。

圖6 鏡腿上的太陽能電池板圖

圖7 多功能眼鏡成品

3 結(jié)論

利用Pro/E野火版5.0對多功能眼鏡進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)。利用虛擬樣機(jī)展示產(chǎn)品的形狀、功能，這樣就讓這個設(shè)計(jì)過程可以操作，隨時方便修改。同時，這樣的虛擬設(shè)計(jì)和裝配技術(shù)幫助設(shè)計(jì)者能時時看到產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)，并且很方便的管理數(shù)據(jù)和進(jìn)行參數(shù)變更，對設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行干涉檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以得到最合理的設(shè)計(jì)方案。