机电产品创新设计大赛作品设计说明书.pdf

机电产品创新设计大赛 参赛作品说明书 作品名称：简单“幸福生活”新式台灯设计 New-style design project of table lamp to simple ‘Happy Life’ 原名：具有“断电保护”和“定时提醒”功能台灯设计 小组成员：张利 张胜 张宝龙 许淑红 专业年级：2009 级 机械专业 指导老师：宁淑荣 目录 设计灵感： 2 设计原理及思路： 2 设计作品的功能、创新点解说： 3 创新点1：4 创新点2： 7 创新点3： 9 实物作品完善与改进： 10 作品的推广： 10 设计作品实物图： 11 程序附录： 12 1 设计灵感： （一）、现在许多家长担心的除了孩子的学习成绩外，还有就是孩子眼睛的 度数。现在学生的眼睛近视无论人数比例还是眼镜度数都呈现了大幅上升的趋势， 其中很大一部分原因是因为学生不注意用眼时间。如果孩子在家中所使用的台灯 除了能调节光亮之外 （现在大多数台灯都已具备光线调整功能），还能够提醒用 眼时间，并且在持续用眼时间过长时采取强制断电措施，让孩子的眼睛暂时休息 一段时间，就能够有效保护孩子的眼睛。 （二）、在我们的日常生活中所使用的普通台灯虽然具有可任意旋转定姿的 功能 （由可塑性的灯身完成），但是只有一个灯头，并且只能提供一种灯光。现 代“幸福生活”中我们对生活质量也同样注重，我们所需要的台灯不仅仅要能给 人们提供物理上的感受（照明），而且要给使用者带来心情上的体验。闲暇时， 可以坐在灯前欣赏，让你平常使用的台灯给你带来幸福与快乐的享受，产生一种 心灵上的互动。我们独特的可旋转式灯头设计鼓励人们多去触摸，感觉。每天与 自己的心爱台灯玩耍，享受其中DIY 的乐趣。 （三）、在生活中你是否有过忘记关灯的经历，你是否有让灯亮一个大白天 的教训。“幸福生活”当道的今天，在大家都在为节能减排而贡献自己的一份力 量，你是否为你浪费一天的电而内疚，是否为你付出的不必要电费而心疼。如果 在我们的生活中使用的台灯能够具有光线强度判断电量开关和人体红外线监测 的功能那么这些问就都能够迎刃而解了。 设计原理及思路： 如果要实现以上功能可以使用硬件来实现，比如采用继电器及其驱动电路， 但是其体积较大，消耗电量也较多，并且现在越来越多的装置的众多功能大都通 过软件在通用性强的硬件的支持下实现的。其好处是：若想改变、以及扩充其功 能，均可通过对软件的修改来扩充实现其功能。所以，我们采用模块化的单片机 系统来实现相应功能。 2 模块化单片机系统的使用实现了弱电控制强电，即实现了在安全电压范围内 控制对人体来讲相对危险的强电。用单片机控制的双向可控硅过零触发电路可以 实现5V 电压的单片机来控制220V 交流电的大功率交流负载。 在此基础上我们实现了“断电保护”、“定时长断电”、“亮度调节”和“时间 长度微调”功能。我们的此单片机控制系统可推广到工业大功率负载的控制中去， 安全可靠、易于实现。 可旋转式两灯头设计则是采取在一个灯头上不同位置安装两个灯管，一个是 日常照明灯管，另一个是为生活平添乐趣的DIY 灯管。使用这个台灯我们可以通 过简单的旋转来实现不同灯管的转换，进而产生不同的灯光效果，而不仅仅是依 靠华丽的灯罩来进行装饰。为安全起见，我们设计采用插针式的供电装置，外包 有隔电橡胶软套。 可旋转式三灯头设计将两灯头设计中插针式的供电结构改为刷卡式供电结 构。这样的设计结构能方便灯头实现单方向的完全旋转。为实现准确定位，在旋 转灯头的轴和灯座上设计有棘轮机构。 在功能的扩展方面我们让我们所设计的作品具有感知外界光线强度和感应 人体红外线的功能。该功能的实现我们采用市场上批量销售的普通灯具感应开关， 简单易行并且功能可靠。并且通过调整该开关之后的调整螺丝我们可以方便的改 变可感应的距离和外界光线强度。使我们每次坐在台灯前面时，通过自己的调整 都能够有一个舒适良好的工作、学习氛围。 原设计为实现“断电保护”，即为一次断电之后，在再次通电时用电设备（台 灯）在无人状态下不会自动通电。若想使用电设备（台灯）再次通电必须人为动 作才可以。使用红外线人体感应开关对该项