裘纯超毕业设计数控101毕业设计 裘纯超

金 华 职 业 技 术 学 院 JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY 毕业综合项目成果 （2013届） 题 目 “冬暖夏凉”电脑桌造型设计 学 院 机电工程学院 专 业 数控技术 班 级 数控101 学 号 201031020290121 姓 名 裘纯超 指导教师 林忠 李银海 2013年 1 月 5日 金华职业技术学院毕业综合项目成果 目 录 1摘要………………………………………………………………………………………… 1引言………………………………………………………………………………………… 1 市场背景的分析…………………………………………………………………………1 1.1市场分类 …………………………………………………………………2 1.2同类产品不同结构的分析…………………………………………………………2 1.3调查统计 …………………………………………………………………4 2 电脑桌的设计………………………………………………………………………5 2.1 说明……………………………………………………………………5 2.2人机关系分析………………………………………………………………………7 2.3 产品定位……………………………………………………………………11 2.4 最终方案………………………………………………………………………11 3 造型设计…………………………………………………………… 12 3.1零件………………………………………………………………………12 3.2 电脑桌的装配……………………………………………………………………15 3.3电脑桌的渲染………………………………………………………………………19 4 结论 ……………………………………………………………………………………20 谢辞 ………………………………………………………………………………………20 参考文献 …………………………………………………………………………………21 “冬暖夏凉”电脑桌造型设计 机电学院 数控专业技术 裘纯超 摘要:现代社会科技日益创新，生活中的产品广泛使用，对使用的东西要求也越来越高，不仅要求美观，而且用起来方便简易又要健康安全。本课题主要通过收集、查阅多种相关资料，确定了产品的材料和设计方案，并通过NX6.0对笔记本电脑桌进行创新改进、三维造型设计、装配、等工作，从而帮助我更好地学习其相关知识与技巧，提高UG软件的应用能力和应职应岗能力。 关键词: 造型设计 冬暖夏凉 电脑桌 装配 渲染 UG 引言 随着改革开放的深入，电子信息技术不断的发展，电脑开始普及于我门的日常生活工作中。笔记本电脑更因其外观漂亮，便于携带深受年轻一代网民的欢迎。已经成为个人电脑的主流产品。如何更加方便的使用笔记本电脑，提高其使用寿命是很多网民关心的话题，而传统的固定式电脑桌难以适应使用者新的需求。市场呼唤新生代电脑桌的面世。能够满足人们舒适便捷的要求，也需要更加人性化。新型笔记本电脑桌设计趋势应更体现以人为本的理念，符合人体工程学的原理。让人们无论在生活还是在工作中都体验到科技进步带来方便舒适。 本次课题设计使用的软件是UG NX6.0。此软件可对许多二维及三维空间应用环境进行处理，是应用较广，实用性大，多功能的软件之一。 本人在选择本课题后，对具体资料进行分析处理，以一名外观设计师的角色，学习及运用UG软件基本知识，完成笔记本电脑桌的创新改进、三维造型设计、装配。 1市场背景分析 1.1市场分类 市场上销售的笔记本电脑桌按照其用户的不同，结构的不同，材料的不同等 种因素分类。不同材料制作成的电脑桌影晌到电脑桌的价格、性能和用途。目前的电脑桌分以下三种材料制做而成: (1)木材材料类: 木的又可以分为实木、密度板、防火板，目前以实木（松木）和密度板的居多，外使用喷涂彩色油漆或贴彩色胶纸。木料材料电脑桌坚固、价格相对较低，耐用、美观。在电脑桌市场上是最常见的，也是销量最大的。 (2)合成材料类:它的主要材料是三合板十塑料。这类材料制做成的电脑桌承载重量有限制、易损坏，但重量较轻、价格便宜。较常见，用户群也比较多。 (3)金属材料类:它的主要材料是轻型铝合金。金属材料制做成的电脑桌在重量上较轻、安装简便、价格合理。是市场上刚兴起的一种电脑桌。 1.2同类产品不同结构的分析 图1-1 平面式电脑桌 图1-1虽然这是一款不怎么好用的床上电脑桌，但在中国至少有100万个用户在使用它。特别在高校，几乎人手一个。但这款桌子不好用，准确地说，这是一款可以在床上用的桌子，而不是床上笔记本电脑桌。因为作为床上笔记本电脑桌，需要具有最基本的三个特征：1. 桌面倾斜度可以调节；2. 桌面高低可以调节；3. 支持坐着使用、半躺着使用、平躺着使用。而这款产品，三个特征都不具备。下面这款桌子也是我购买的第一款床上笔记本电脑桌： 图1-2倾斜式电脑桌 图1-2 这款产品具有笔记本电脑桌的三个最基本特征。但缺点是桌面不能水平，或者说桌面调节角度范围太有限。我想在床上看书的时候，坐着或半躺着还行，躺下就看不到书页了。但是，如果只是在床上用笔记本电脑桌，而不要求其它用途，这是一个不错的产品：两个斜桌腿正好支撑我的左右小臂，它的结构是单转轴的，躺着使用的时候，人的双腿可以蜷曲，不容易疲劳。 图1-3金属材质电脑桌 图1-3 这个产品做工很好，人造板桌面，金属和注塑件桌腿，很精致。见图1-3。但桌子高度不可调，而且调整桌面倾斜度的时候，脑袋和手都要放到桌面背后，我谓之人机工程设计不合理。见图1-4。 图1-4实际操作示意图 图1-4可以看出，笔记本电脑桌子悬空了。 图1-5 操作示意图 图1-5 这款产品与前面的几个产品相比，改进得比较完善。可调节高度，角度，两腿之间的距离。即可坐着使用，又可以半躺，平躺等姿势都可以使用。但是桌面面积太小，其他设置不全，不利于鼠标等的使用。 1.3调查统计 设计一个好的笔记本电脑桌一定要做好市场调查，因此我做了一份调查问卷，里面包括了大学生所面临的问题我对在校的300名大学生进行了调查，结果表明： 颜色方面：有30%的人喜欢用深褐色的电脑桌，他们认为这样看起来不太脏，能保持一点清洁，60%的同学认为黄色的比较好看，而只有10%的同学购买白色的电脑桌。 样式方面：有87%的同学喜欢用可以放在床上的电脑桌，他们认为，这样用起来更舒适且少占用了地下的空间，方便了其他同学。而13%的学生喜欢用放在地板上的电脑桌，他们认为，放在地上比较方便。 大小方面：几乎全部的学生都认为电脑桌占用了他们宿舍的一定可用的空间，影响了合适的放置其他物品。有54%的同学喜欢用小巧，可折叠的电脑桌，这样可以节省宿舍内的空间，46%的同学喜欢用较大而且功能较多的电脑桌，他们认为这样可以在电脑桌上放一些物品，比如说：放书，放水杯等，这样个人的空间相对就大了一点儿。 2 电脑桌的设计 2.1方案说明 图2-1平面式电脑桌 图2-1：桌面材料为高密度压缩板，桌面为木质纤维一次模压成型，表面光滑,耐磨易清洁,四周边上有包边。脚为钢制,表面电镀处理,光亮不生锈,可折叠。加全金属支撑架。桌子整体比较精致,面板厚度约1.5公分左右，加固折叠脚,采用全新钢材用专用模具一次冲压而成。不用的时候，可折叠支撑脚，不占空间。价格实惠。 缺点是不可按照使用者的需求调节高度和斜度。使用者必须保持按电脑桌的高度和角度进行操作。 图2-2倾斜式电脑桌 图2-2：该款电脑桌的主要材料采用铝镁合金，可以很好的吸收并分散电脑的热量。桌腿的折叠设计可以最大化的减小所占的空间，在你外出或不使用的时候方便携带和收纳。真正的多用途桌，而且小巧玲珑，无须组装，打开即用，一秒锁定按键技术，调节方便稳固。还可以用做餐桌、学习桌、笔记本电脑支架、写字台等。根据您需要的任意高度与角度随心所欲调整笔记本屏幕。全方位多角度的特性在娱乐时可设置任意高度与角度，尤其是放在床上躺着欣赏电影，这种美妙的感觉你应该体验一下。 缺点是：因为采用铝镁合金材料，成本较高，价格也随着高。在校的大学生可能接受不了这个价格。使用者的范围较小。 图2-3升降式电脑桌 图2-3：此款设计为可移动可升降落地式多功能床上笔记本电脑桌，可用作餐桌、电脑桌、沙发边桌、床边桌。桌面为优质中密度板（表面高档PVC、耐磨美观大方），铝合金骨架、底架优质钢管（黑色喷塑）。使用过程中可以按照使用者的需求调节高度和桌面的斜度。支撑架下方安装四个轮子，轮子还带有锁定件，可移动到适当位置后，按下轮子锁可以保证稳定使用。 缺点是：需要的材料成本较高，之随价格也较高。使用后不能折叠，占用一定的空间位置。 图2-4折叠式电脑桌 图2-4：此款是可折叠式笔记本电脑桌。材料是木质材料，安全可靠。成本相对较低。除了在床上笔记本电脑桌用途外，还可以用于阅读，写作，吃饭等功能。支撑腿和斜腿通过螺纹连接，可以自由调节高度和斜度，适合于人机工程学。桌面设有可调节高度的挡板，对使用者很方便。 缺点：桌面空间较小，不能方便的使用鼠标等其他设备。 图2-5新型折叠式电脑桌 图2-5：此款是可折叠笔记本电脑桌。支撑脚可调节高度，做工精细，优质的楠竹，先将厚竹去皮后切割成3X4厘米粗细的竹条，然后经过特殊工艺高压上胶制成大型板材，全过程要经过30多道工序.特有的工艺使竹纤维更坚固美观耐用，较松林和杉木家具楠竹家具更不易弯曲和断裂且环保。且其顺纹抗拉强度、抗压强度很好。因此完全不用担心承重能力。产品的边角这些细节被精心的设计打磨得很光滑没有毛刺，淡淡的清香加漂亮的竹纤啡色维很显主人的档次和品味。为了有助于笔记本电脑的散热，留有散热孔。 2.2人机关系分析 如今随着时代的发展，笔记本电脑在大学生中越来越普及。但是我们发现，宿舍中的电脑桌的高度是为台式机设计的，而笔记本电脑的显示器并无台式电脑笔记本的底座加高部分，所以我们在其上使用笔记本电脑时会感到脊椎不舒服。但宿舍的电脑桌高度还要满足我们的日常学习，所以我们决定以可调节的方式改良宿舍的电脑桌高度尺寸。 设计功能：桌子具有可调节性，不仅满足平时工作学习，也能满足笔记本电脑的使用。 （1）主要尺寸分析 设计中涉及到的人机尺寸如表2-1、表2-2、表2-3所示。 表2-1我国成年人坐姿人体尺寸 表2-2我国成年人人体主要尺寸 表2-3我国成年人人体水平尺寸 进行尺寸的取舍后，确定的尺寸有：坐姿眼高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿臀宽、坐深、坐姿肩高、坐姿膝高、坐姿两肘间宽、小腿加足高、前臂长、上臂长。 预期的使用人群：大学生 因为这是属于一般的工业产品，为了达到90%的满意度，我选用P99和P1 作为尺寸上、下限值的依据。 以下是参考数据以及参考依据： 表2-4我国成年人主要尺寸调查 测量项目 男 女 参考依据 P5 P95 P5 P95 坐姿眼高 749 847 695 783 根据坐时的眼高可以确定电脑桌在使用电脑时适合眼睛高度的大概位置 坐姿肘高 228 298 284 215 根据坐时的肘高确定学习或用电脑时手臂最舒适的高度 坐姿大腿厚 112 151 113 151 确定桌子的容膝空间的高度 坐姿臀宽 295 355 315 382 确定桌子的容膝空间的长度 坐深 421 494 401 469 确定桌子容膝空间的宽度 坐姿肩高 557 641 518 594 根据坐时的肘高确定学习或用电脑时手臂最舒适的高度 坐姿膝高 456 532 424 493 确定桌子的容膝空间的高度 坐姿两肘间宽 371 489 348 378 确定桌子的合适长度 小腿加足高 383 448 342 405 确定桌子的容膝空间的高度 前臂长 216 258 193 234 确定手臂前伸时的长度 上臂长 289 338 262 308 确定手臂前伸时的长度 （2）人机分析 ①显示器与人眼的人机分析 人机工程学的原理上讲显示器的上方应不高于坐姿的眼睛水平视线，显示器的下方应不高于水平视线，显示器的下方应不低于水平视线向下40度角的方向，显示器的中心应在水平视线以下10度角~20度角上下。显示器表面应保持一定的斜度以与人的视线相垂直。眼睛与显示器的距离一般应提倡在70cm左右，即为一臂距离。如果因电脑桌的不足或电脑放置的不当使电脑系统达不到以上参数，对人的视力健康就会产生不良影响。 ②坐姿的人机分析 当人在操作电脑时，多是采取前倾的坐姿，这样人的腰背部就脱离了椅子的靠背，手臂离开了椅子扶手，只剩下椅面支撑人的臀部，造成一种不稳定的状态。所以我们会设计一种可调式的桌子，当你使用和不使用笔记本的时候都能感到较为舒适。 （3）尺寸确定 综合分析之后得出以下数据。 ①长度的确定： 长度必须大于坐姿臀宽、两肘间宽，所以取最大的臀宽的宽度为489mm，由于需要一定的活动空间，所以需进行适当加大，长度范围确定为大于500mm，在长度范围之内，且考虑到宿舍空间限制，所以长度仍定为540.0mm。 ②宽度的确定 为了适合男女使用，又能在人的能够到的范围内，取男坐深第九十五百分位为宽度方向的最小值以及前臂长+上臂长+手长的最小值为宽度方向上的最大值可知：宽度范围为300~350mm，所以尺寸选择340mm 。 ③可调节桌面的长和宽 根据所查询到的市面上的笔记本电脑的大小，笔记本电脑的长度范围为300~400mm，宽度范围为220~250mm，所以确定可调节桌面的长度为540mm，宽度为340.0mm。 2.3产品定位 （1）材料 天然楠竹新型材料更适应现代家居装修潮流，经过特殊碳化处理的楠竹，不仅健康、环保、坚硬、耐磨而且古色古香，别具一格；木质材料相对便宜，又轻巧。可以达到便携快捷的设计目标。而且对身体没有任何害处。 （2）用户 此款笔记本电脑桌针对广大年轻人而设计的。对于白领繁忙的工作，或是大学生拥挤的寝室空间，为他们设计便携快捷，不占空间的笔记本电脑桌是很有发展前途。 （3）功能 ①可以折叠的笔记本电脑桌，折叠后的厚度只有5厘米。 ②可以任意调节桌腿的高度，满足不同人群的各种需求。 ③可以调节角度的桌面，彻底解放你的脖子，玩电脑、看书、看杂志更轻松写意。 ④小巧的抽屉，可以用来放置简单的文具、手机等，不至于让你丢三拉。 ⑤人性化的杯托设计，让你在工作娱乐的同时，及时补充水分与能量。 ⑥桌面电脑镂空花纹，既美观又便于电脑散热。 ⑦特殊设置的保暖加热器，让寒冷的冬天也可以舒服的使用电脑。 ⑧脑桌轻巧便于携带，无论是在房间，户外，都可以随时随地的使用。 2.4最终方案 图2-6新型折叠式电脑桌 我的最终方案是如图2-6所示。这款笔记本电脑桌除了具备基本的电脑桌的功能，还符合了人机工程学原理，适应了使用者不断提高的需求。电脑桌还增加了usb风扇和低功率加热器，让你不管是在炎热的夏季还是寒冷的冬天都可以舒适的使用它。材料是采用木质材料，对人体没有任何害处，价格相对较低，广大使用者能够接受。 3造型设计 3.1零件设计 （1）桌面 设计效果图3-1所示。桌面是电脑桌的主要操作区，他的尺寸按照人机工程学原理而定的。规格面板:整540×340（mm），翻盖部分370×340（mm），材料选用高山竹木材料。桌角大圆角设计，正面符合人体工程学原理的波普弧线，桌面光滑，富有质感。在桌面中心操作区域的梅花双散热孔设计，既美观又实用。在其反面安装了ＵＳＢ风扇，在炎热的夏天，我们也可以确保电脑安全使用，再也不用担心温度过高影响电脑的性能和稳定性。透过散热孔，风扇缕缕微风帮助电脑迅速的降温。这样的散热防护，能够让你心爱的电脑度过舒适清凉的每一天。 电脑桌正面的挡板设置，让你在调节桌面角度的时候，不用担心电脑的下滑，人性化的杯托，让你工作娱乐的同时，及时补充水分与能量。在这样的冬天，我们使用电脑手都会感觉很冷。结合实际，我在杯托正下面，设计了一个低功率加热器，通过ＵＳＢ接线输出的电压，经过电热丝加热，在方形小毛毯的包围下，传递出大约在３５～４０℃的热量。让我们在寒冷的冬天，能够舒适的使用电脑。这样就达到了冬暖夏凉的效果。如图3-1所示。 A B C D 图3-1 桌面设计效果图 （2）调节支撑杆 调节支撑杆的用途是实现翻盖与电脑桌的连接，实现调整斜度、稳定支撑于电脑桌上的主要零件。安装在电脑桌正下方，材料是金属材料。调节支撑干分５级，可以实现0°到55°的调节，无论是玩电脑，看书，看杂志，都能够轻松自如。如图3-2所示。 　　　 　　　　　　　　　　　　　 图3-2调节支撑杆 （3）支撑脚 支撑脚是电脑桌与地面接触的零件。有使电脑桌稳定的功能，其设计涉及与使用者使用时舒服不舒服，稳定不稳定等多种问题。材料是采用木质材料。此零件重复使用在电脑桌的左右两边。尺寸规格是 400×40×10（㎜），圆弧半径为20（㎜）。如图3-3所示。 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　图3-3支撑脚 （４）斜腿 斜腿是电脑桌实现调节高度和斜度功能的主要零部件，连接于连接块儿和支撑脚之间。材料是采用木质材料。此零件重复使用在电脑桌的左右两边。 尺寸规格是350×40×10（㎜），圆弧半径为20（㎜）。调节螺母有拧紧和松开的作用，按使用者的需求调节电脑桌高低，螺母和斜腿两个固定件相互匹配，保持状态。使用完了之后可以将电脑桌叠起来，便于携带和存储。如图3-4所示。　 　　　 A B 　　　 C D 　　　　　　　　　　　　　　　　图3-4斜腿 3.2电脑桌的装配 图3-5装配前视图 图3-6装配后视图 图3-7装配俯视图 图3-8电脑桌装底部装配效果图 此图片是笔记本电脑桌各零部件装配起来后的最终效果图。装配方式是螺纹连接。通过螺纹连接，拧紧固定件之间的凹凸面匹配，实现调节高度和斜度后的稳定性。 在实际操作中，通过螺母的调节，来进行斜腿高低的升降。斜腿最大升降高度有80mm，达到400~480mm的高度需求。这就可以满足不同人群的使用需求。同时也可以通过支撑脚角度的调节，实现0°~120°的角度调节控制，进而能够影响电脑桌高低。如图3-9为调节高低的实际操作示意图。 A B 图3-9电脑桌实际操作示意图 在设计过程中，我重点对于电脑桌的散热和保暖功能进行设计。如图3-10所示，在桌面中心操作区域的梅花双散热孔设计，在其反面安装了ＵＳＢ风扇，透过散热孔，风扇缕缕微风帮助电脑迅速的降温。这样的散热防护，在炎热的夏天，我们也可以确保电脑安全使用，再也不用担心温度过高影响电脑的性能和稳定性。 图3-10风扇效果图 在保暖设计这方面，结合实际，如图3-11所示，我在杯托正下面，设计了一个低功率加热器，加热器其实就是毛毯包裹着的电热丝。经过电热丝加热，在方形小毛毯的包围下，传递出大约在３５～４０℃的热量。让我们在寒冷的冬天，能够舒适的使用电脑。这样就达到了冬暖夏凉的效果。 图3-11加热器效果图 3.3电脑桌的渲染 根据调查能确定，消费者们喜欢颜色鲜艳的多功能伸缩式阅读架。所以选的色彩大多数是蓝，绿，粉，黄。因为人看书到一段时间后会有点疲劳的，，鲜艳的颜色会让人提神的。 而我考虑到实际的材料和合理美观的颜色因素，将笔记本电脑桌渲染成橡木，使产品更贴近于生活。如图3-12所示最终渲染效果图。 图3-12最终渲染效果图 4 结论 这一次我的课程设计题目是笔记本电脑桌的改进设计，这题目虽然难，但相当有意思，我利用俩天时间进行市场调查，摸清了市场上各种不同的电脑桌，利用两天时间做出各种方案，指定最终方案。在指导老师的指导之下，开始了产品的设计。在课程设计中期恰逢元旦，随着上交报告日期的临近，不顾日夜努力完成了任务。课程设计过程中，我反复浏览了以前的课程教材，查阅了网上的有关资料，不仅仅学到了专业知识，更使我懂得如何做事。 最后关头的灵机一动让我们顺利的实现了题目的所有功能要求。从这次的设计中，我们学到如何用百度进行搜索，并收藏了许多课程设计论文网站，以便在以后的设计中用到。在专业知识方面，我们也有了很大的进步，以前不知道的电脑桌的样子，现在闭着眼睛都可以想象出好几种品牌电脑桌的样子。在飞速发展的今天，我们只有关注当下才能顺利毕业，才能更好地在将来的工作中去锻炼自己，磨练自己，修炼自己。 在对笔记本电脑桌的造型设计、装配及渲染过程中，我培养出了自己的学习能力、创新能力和思维能力，并学习了Unigraphics NX6.0的各种基本实体建模指令，由易到难，循序渐进，使自己完全掌握了该软件所特有的强大功能。而发现问题到解决问题的过程使我对设计方面的知识也奠定了一定的基础。学习的过程也是累积的过程，通过此次毕业设计，我对自己有了一个更全面的认识，当我完成这个设计的时候，我感到无比的喜悦，我会更加努力的学习，更充实自己，把自己学习到的技能发挥到工作生活中。 谢辞 几个月来，李银海老师渊博的学识和严谨的治学态度，以及给予我的支持和指导让我终生难忘，非常感谢您在这段时间里给予我的帮助，对于您作为我的指导老师，我感到十分荣幸。 我在课题设计的过程中,遇到了许多的困难,但是您一直在旁边细心教导,鼓励我克服了这些困难,从而掌握了对论文写作的基本思路，感谢你在忙碌之中抽取时间给我指导论文，纠正错误。这些日子和您相处的很快乐,同时我也会好好记住您的教诲,在将来的工作中,不负所望,永远做您的好学生。在此论文完成之际，特别向李老师致以衷心的感谢和崇高的敬意！我还要感谢帮助我的同学和其它老师，在你们的帮助下，使我很快的完成毕业论文，在此我也要感谢我的父母，在你们的默默支持下，让我完成我的大学梦想。 最后，祝我的母校金华职业技术学院蒸蒸日上，机电工程学院所有的老师身体健康，桃李满园。 参考文献 [1] 赵生超.中文版UG NX6经典学习手册[M].北京希望电子出版社，2009，1：10~50； [2] 金波.典型零件测量与计算机绘图[M].北京科学出版社，2009，12：57~90； [3] 江洪.UG NX6典型实例解析[M].北京机械工业出版社，2010，8：190~217； [4] 钟平福.UG NX7.5产品设计及数控加工案例解析[M].北京化学工业出版社，2011，8：182~190； [5] http://www.amazon.cn/gp/product/images/B008DQUTYK [6] http://wenku.baidu.com/view/936c272f647d27284b7351e9.html