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目 錄 內(nèi)容摘要................................................................ I Abstract................................................................. II 1 導(dǎo)言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 1.1 主題來(lái)源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 1.2 方便閱讀架的研究目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 1.3 方便閱讀架的課題規(guī)劃................................................ 2 1.4 方便閱讀架的意義及市場(chǎng)前景.......................................... 2 2 課題設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 2.1 課題名稱．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 2.2 設(shè)計(jì)要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 3 工作原理與制作過(guò)程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 3.1 概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 3.2 工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 3.3 方便閱讀架各個(gè)零部件及其功能介紹．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 4 各部件設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 4.1 同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 4.2 步進(jìn)電機(jī)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 13 4.3 動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15 4.4 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20 5 總結(jié)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 5.1方便閱讀架的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)............................................... 28 5.2方便閱讀架的不足及未來(lái)發(fā)展........................................... 28 參考文獻(xiàn)................................................................ 29 附錄：開(kāi)題報(bào)告(數(shù)據(jù)報(bào)告) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 30 致謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 38 譯文 面向提高加工零件幾何質(zhì)量的機(jī)床優(yōu)化調(diào)整 摘要: 制造工業(yè)必須提升其工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，這就是為什么工業(yè)需要質(zhì)量可控性工具以及方法的原因。在本文中，為了盡可能保證適用于零件的一系列功能設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，我們提出了一個(gè)允許機(jī)械工具優(yōu)化調(diào)整的方法。設(shè)備必須使用ISO標(biāo)準(zhǔn)定義的最大的材料設(shè)備。 根據(jù)所提出的方法做出了一個(gè)幾何模型。富含調(diào)整參數(shù)的互換性邊界構(gòu)成了該模型的基礎(chǔ)。這個(gè)幾何模型和第一批生產(chǎn)零件的對(duì)比使我們獲得了調(diào)整參數(shù)的變量。這些變量可以直接糾正了（機(jī)床）其后的零件在最大程度上遵循功能需求時(shí)機(jī)床的特定行為。至少，這個(gè)方法給出了統(tǒng)計(jì)型進(jìn)程控制邁出了的第一步。 關(guān)鍵詞：調(diào)整; 幾何質(zhì)量控制; 機(jī)械加工; 公差 引言 如今市場(chǎng)的波動(dòng)和時(shí)尚要求越來(lái)越需求創(chuàng)新和不同的模式。隨著批量規(guī)模的縮小，在盡可能降低花費(fèi)同時(shí)減少延遲的情況下設(shè)計(jì)生產(chǎn)最優(yōu)產(chǎn)品是必要的，因此，必須采用并行工程的概念，這在工業(yè)和學(xué)術(shù)領(lǐng)域是眾所周知的。零件的設(shè)計(jì)，計(jì)劃進(jìn)程甚至是產(chǎn)品系統(tǒng)都要同時(shí)進(jìn)行。 圖1展示了集成設(shè)計(jì)和制造中包含的不同項(xiàng)目。我們注意到產(chǎn)品（或工作部件），制造進(jìn)程（機(jī)器加工，成型，裝配等等）以及制造原料（機(jī)械，工具）以便于獲得生產(chǎn)進(jìn)度，同時(shí)還有可制造工作部件甚至是制造系統(tǒng)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目標(biāo)由規(guī)定所有操作，資源以及最適于功能需求的實(shí)際機(jī)制所必要的進(jìn)程組成。這個(gè)交互作用必須解決幾個(gè)問(wèn)題：產(chǎn)品質(zhì)量，預(yù)期壽命，產(chǎn)品反應(yīng)能力等等，而且約束條件為：花費(fèi)，市場(chǎng)，安全性，合法性等等。為了解決這些諸多問(wèn)題，方法，模型和工具已被使用。對(duì)于每個(gè)使用者（設(shè)計(jì)室，制造，銷售，生產(chǎn)等等）其中的任何一個(gè)都必須是具有代表性，而且貫穿產(chǎn)品生命周期的幾個(gè)階段。 在本文中，我們將致力于制造產(chǎn)品的幾何質(zhì)量。其中一種提高產(chǎn)品質(zhì)量的方式是通過(guò)以下方式控制幾何公差： -調(diào)整機(jī)床以便于在最大程度上遵循適用于零件的功能需求。 -模擬制造失誤引起的幾何影響并調(diào)整參數(shù)以遵循功能需求。 因此，我們提出一些工具和方法允許我們解決第一點(diǎn)。我們工作在大規(guī)模生產(chǎn)的制造環(huán)境中。這些零件有相同的尺寸且每種型號(hào)的零件都彼此相隔開(kāi)。我們假設(shè)它們是嚴(yán)格關(guān)注局部變形和整體變形。這就是為什么制造誤差比實(shí)際變形大的原因，因?yàn)閮H有調(diào)整和公差是可控的。此外，我們也可連接調(diào)整參數(shù)的值和功能需求的值，即適用在機(jī)械零件中。這樣，目標(biāo)是為了控制機(jī)床的調(diào)整參數(shù)，使它滿足功能需求。 調(diào)整任務(wù)與公差任務(wù)，為了了解調(diào)整的問(wèn)題，首先我們不得不定義公差作業(yè)。公差作業(yè)是機(jī)械制造幾何定義的一個(gè)子集。僅限于幾何方面，設(shè)計(jì)產(chǎn)品需要兩個(gè)研究。 第一個(gè)由選擇被設(shè)計(jì)的解決方案和提出實(shí)際機(jī)械制造的制造進(jìn)程組成。實(shí)際制造是功能需求的解釋。這項(xiàng)研究的主要目的是獲得技術(shù)繪制。繪制需要極其重視各零件間的關(guān)系，尤其是制造生產(chǎn)中的（關(guān)系）。 第二個(gè)研究分析并驗(yàn)證了先前研究的結(jié)果。機(jī)械制造的兩個(gè)方面在同一時(shí)間被研究。 -定義了名義上幾何的標(biāo)注尺寸。 -對(duì)實(shí)際幾何和名義上幾何之間的細(xì)小偏差感興趣的公差。 因此，我們現(xiàn)在可以根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)給出公差的目標(biāo)： 公差的目標(biāo)包括控制機(jī)械制造中介于實(shí)際幾何和名義幾何間的小偏差以便于最大程度遵循其功能需求。 如果問(wèn)題是控制制造前小偏差的影響，我們不得不解決一個(gè)模擬產(chǎn)品繪圖的問(wèn)題來(lái)展示結(jié)果。 如果小偏差的控制發(fā)生在制造期間，我們不得不調(diào)整機(jī)床。 因此，調(diào)整是常用公差問(wèn)題中的實(shí)踐性和技術(shù)性方面。調(diào)整和公差有著相同的目的。 機(jī)床的調(diào)整 3．1 功能要求和ISO語(yǔ)言 關(guān)于調(diào)整的定義，優(yōu)化調(diào)整需要一個(gè)功能要求的準(zhǔn)確表達(dá)。通常，裝配和定位是兩個(gè)有幾何表達(dá)的被研究的功能要求。 邊界的概念巧妙的解釋了裝配環(huán)境。如果它所有加工點(diǎn)沒(méi)有任何一個(gè)妨礙互換性邊界，這個(gè)機(jī)械裝置的零件就能配合其他所有部分。ISO標(biāo)準(zhǔn)5允許材料在最大需求條件下在垂直方向的使用。這種情況描繪了近乎完美的邊界概念和功能需求裝配。如果一個(gè)被制造零件整體位于互換性邊界的良好一側(cè)，它才適合使用。在不違反邊界條件下如果一個(gè)零件的物質(zhì)接近邊界反而更好。因此，偏差，更準(zhǔn)確的說(shuō)，是遵循功能、介于部件和邊界的數(shù)值評(píng)估差值。 另一方面，ISO標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言并不能被準(zhǔn)確翻譯其定位的功能需求。實(shí)際上，標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言不能完全地考慮不同形式的影響或局部變形的影響。根據(jù)技術(shù)繪圖，主要影響是優(yōu)良零件不與其他零件相容，且根據(jù)功能（需求）優(yōu)良零件也被拒絕（使用）。因此，這個(gè)產(chǎn)品不是最優(yōu)的。 實(shí)際上，根據(jù)ISO語(yǔ)言中的定位條件，沒(méi)有人可以使機(jī)械工具最優(yōu)化。除了公差帶中的錯(cuò)誤分布之外，公差的ISO幾何模型考慮了所有形式的特征偏差。因此，裝配的兩零件間的位置偏差并不被推測(cè)為有實(shí)際關(guān)聯(lián)。這就是為什么這篇文章提供了一種僅考慮裝配條件的方法的原因。此外，為了加大優(yōu)化程度，裝配條件必須采用材料需求最大值以及垂直方向。 圖3展示了調(diào)整過(guò)程中出現(xiàn)的不同數(shù)量以及零件加工的防未知干擾調(diào)整。 調(diào)整機(jī)床要求連接加工表面和機(jī)床的工作部分。由于調(diào)整工作、加工進(jìn)程以及機(jī)床的動(dòng)靜行為造成的許多錯(cuò)誤和未知性，因而這不能一次成功。這些不確定性就是制造偏差的起因。為了控制一些例如螺栓、可逆性位移和導(dǎo)軌缺陷等一些不確定性因素影響，機(jī)床建造人員會(huì)在傳統(tǒng)機(jī)床的數(shù)控單元或可調(diào)下降保護(hù)器中放置一些調(diào)整元素。這些參數(shù)的修改允許不確定帶相較于實(shí)際位置產(chǎn)生位移。這個(gè)顯示數(shù)量的尺寸就是長(zhǎng)度。 反過(guò)來(lái)，（因?yàn)椋┧_保遵循功能需求，所以加工的尺寸數(shù)量更加復(fù)雜。所以在實(shí)踐中，這些需求必須被翻譯為兼容長(zhǎng)度的尺寸。因此，測(cè)量任務(wù)的目標(biāo)是評(píng)定功能的遵循情況以及在兼容調(diào)整參數(shù)下給出測(cè)量數(shù)量。顯示數(shù)量和測(cè)量數(shù)量的差值給出測(cè)量參數(shù)調(diào)整值。 3．3 調(diào)整模型校正測(cè)定 我們規(guī)定在互換性邊界的幾何表現(xiàn)（圖）上建立一個(gè)模型。與調(diào)整參數(shù)一致的尺寸的變化，允許我們對(duì)模型變形。例如，這允許我們用調(diào)整最佳的模型去配合通過(guò)被坐標(biāo)測(cè)量機(jī)初次加工的零件給出的幾何圖。在移動(dòng)和變形模型之后，尺寸的變化給出了調(diào)整參數(shù)精確的調(diào)整值。因此，在已經(jīng)介紹了這些校正后，接下來(lái)被加工零件就有更多機(jī)會(huì)去配合最佳互換性邊界，因而符合功能需求。 幾何調(diào)整方法 為了解釋提出的方法，我們使用了工業(yè)調(diào)整問(wèn)題中具有代表性的應(yīng)用。下面的技術(shù)繪圖（圖4） 根據(jù)ISO2692標(biāo)準(zhǔn)中的敘述規(guī)定了被制造零件。其第一功能就是要遵循裝配環(huán)境：當(dāng)蓋子位于A平面且一根軸穿過(guò)C圓筒時(shí)，兩個(gè)螺栓必須與零件配合。蓋子是在傳統(tǒng)機(jī)床上加工，用一個(gè)鉆孔工具鉆出兩個(gè)直徑為12.5mm的孔，位于A平面。一個(gè)鉆孔工具完成直徑28mm的孔。三個(gè)縱向可調(diào)下降保護(hù)器將每個(gè)床身固定在工作位置。機(jī)器給出其他的交叉位置以及鉆孔指示。 這與數(shù)控機(jī)床沒(méi)有區(qū)別；僅是我們來(lái)處理數(shù)字中斷罷了。 幾何調(diào)整模型 幾何調(diào)整模型是基于垂直條件的幾何特征結(jié)構(gòu)。特征安裝在準(zhǔn)確位置。這個(gè)模型必須包括使用最大材料需求定義數(shù)據(jù)的特征。最小幾何約簡(jiǎn)元素和尺寸特性代表著每個(gè)特征。然后這個(gè)模型根據(jù)機(jī)床的可調(diào)整能力被參數(shù)化。L1和L2使縱向孔位置參數(shù)化。R1、R2和R3使孔直徑參數(shù)化。L1，L2，R1，R2，R3在ISO17450-1的協(xié)調(diào)下均被參數(shù)化，換句話說(shuō)，根據(jù)波音的定義它們幾乎是關(guān)鍵流程參數(shù)， 初始調(diào)整，鉆孔以及測(cè)定。 首先，機(jī)床根據(jù)零件的表面尺寸被初次調(diào)整。接下來(lái)，第一個(gè)零件被加工。通過(guò)使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)定作業(yè)從被加工零件的表面提取點(diǎn)?，F(xiàn)在，一系列被測(cè)點(diǎn)Mi代表者每個(gè)特征。 調(diào)整模型和被提取點(diǎn)間的偏差 我們現(xiàn)在還在尋找調(diào)整模型和被提取點(diǎn)之間的最佳配合。我們必須指定被測(cè)點(diǎn)Mi和屬于調(diào)整模型其自身的點(diǎn)I之間的偏差。出于這個(gè)考慮我們采用隔離初始調(diào)整模型而是使用點(diǎn)I的運(yùn)動(dòng)定義的非共面直線對(duì)位移的原則。我們采用被測(cè)點(diǎn)和移動(dòng)模型表面的點(diǎn)之間偏差的準(zhǔn)確表達(dá)。 這種方法表明通過(guò)表面特征的幾何特性和被測(cè)點(diǎn)的知識(shí)，約束可以確定移動(dòng)模型的表面點(diǎn)。然而，常規(guī)加工特征中一直是可行的：平面，圓柱，球，圓錐，拋物線，大齒輪表面等等。對(duì)于初始位置的最小幾何約簡(jiǎn)元素的認(rèn)知定規(guī)定了初始調(diào)整模型。微位移非共面直線對(duì)正式表達(dá)了初始約簡(jiǎn)元素的移動(dòng)。 這個(gè)關(guān)系給出了投影在R基準(zhǔn)面上的點(diǎn)O出位移因素： -α，β，γ 是R基準(zhǔn)面中S小三角位移的構(gòu)成。 -u,v,w是屬于S的點(diǎn)O變化的微小位移的構(gòu)成。 這個(gè)SDT也可以被等同的描述為一個(gè)4*4矩陣。 這些數(shù)學(xué)關(guān)系允許我們輕松的計(jì)算出每個(gè)特征（通過(guò)其自身的幾何約簡(jiǎn)元素定義）的不同模型（表面的，運(yùn)動(dòng)的）和依附于零件定義的其特別因素（特性）。 運(yùn)動(dòng)約簡(jiǎn)元素描繪出了調(diào)整模型。被測(cè)點(diǎn)Mi和表面點(diǎn)I之間的偏差被運(yùn)動(dòng)約簡(jiǎn)元素正式求出。初始模型的原始因素允許變大而產(chǎn)生形變。 因此，對(duì)于每種形狀（平面，圓柱），偏差從初始模型的約簡(jiǎn)元素中表達(dá)其自身，被測(cè)點(diǎn)，非共面直線對(duì)的未知數(shù)以及模型初始因素的變化。 圖7展示了小于被測(cè)點(diǎn)和其表面點(diǎn)間偏差的不同操作。 這個(gè)模型代表了依附于機(jī)床的表面零件，與機(jī)床的調(diào)整因素相一致的初始因素，且每個(gè)缺口代表著首批零件和表面零件間的偏差。未知數(shù)允許我們將不同數(shù)據(jù)的機(jī)床和坐標(biāo)測(cè)量機(jī)配合。未知數(shù)和因素的變化會(huì)改變偏差。解決調(diào)整因素的校正解決校正等于找到約束條件下最優(yōu)化問(wèn)題的答案。答案的目標(biāo)是找出最適合被測(cè)點(diǎn)的移動(dòng)形變模型。盡管如此，被測(cè)點(diǎn)并不違反模型的限制。 數(shù)學(xué)描述為： 目標(biāo) 零件和調(diào)整模型的最佳配合 我們找到了最大偏差的最小值 約束 對(duì)任意偏差小于零，如果正交矢量的方向沒(méi)有偏離問(wèn)題，就沒(méi)有被測(cè)點(diǎn)違反模型的限制 因素 SDT未知數(shù)和模型自身的特別因素 約束條件下最優(yōu)化的結(jié)果給出了特別因素的準(zhǔn)確值，這樣之后的零件就能最好的適合功能需求。經(jīng)典求解程序軟件的使用可以通過(guò)數(shù)字法或分析法來(lái)解決這個(gè)優(yōu)化（問(wèn)題）。 圖8展示了改良環(huán)的回轉(zhuǎn)（運(yùn)動(dòng)）。 圖9展示了調(diào)整模型和首批零件之間最佳配合的最后相關(guān)位置。 我們已經(jīng)將這種方法在一些實(shí)際加工中運(yùn)用。我們注意到首批零件（加工）之后機(jī)床調(diào)整應(yīng)有一個(gè)合理、迅速的改良。確實(shí)，這個(gè)進(jìn)程糾正了初始靜態(tài)調(diào)整偏差但是卻留下了一些與首批零件加工偏差一致的錯(cuò)誤。通常來(lái)說(shuō)，靜態(tài)調(diào)整錯(cuò)誤比制造錯(cuò)誤要大?？紤]了接下來(lái)的零件，我們已經(jīng)規(guī)定了一個(gè)策略來(lái)改良機(jī)床調(diào)整以及糾正殘余加工錯(cuò)誤。以簡(jiǎn)單的例子，零件j之后的因素p的糾正 Cj等同于零件j獲得的因素Pj的對(duì)立變化，被j除。 結(jié)論評(píng)論： 因?yàn)槲覀兦蟪隽苏{(diào)整因素在最符合功能需求條件下的調(diào)整值，（所以）提出的方法是最優(yōu)化的。有了這個(gè)方法，盡管每次糾正是屬于單維空間，我們?nèi)钥梢钥刂票患庸ち慵娜S方面。 即使它們不與調(diào)整因素相一致，這個(gè)方法也允許我們控制偏差引起的影響。描述那些偏差是沒(méi)有必要的。例如，孔的半徑的增加會(huì)控制鉆孔工具和支撐平面間的角度偏差；然而，我們沒(méi)有必要去確定它。 這個(gè)方法的運(yùn)用足夠控制公差。公差的模擬不需要工藝。調(diào)整方法和經(jīng)驗(yàn)允許我們根據(jù)功能需求去控制制造偏差。根據(jù)單個(gè)進(jìn)程的實(shí)踐選擇，零件是最優(yōu)制造的。 至少，這種方法是數(shù)控進(jìn)程的第一步。與監(jiān)督因素一致的偏差；調(diào)整因素控制進(jìn)程。 英文文獻(xiàn)翻譯 內(nèi)容摘要：本設(shè)計(jì)擬設(shè)計(jì)一種老年人閱讀時(shí)使用的放大鏡擱置的擺放支架，它不僅可以按照老人閱讀的速度調(diào)整縱向（y）/橫向（x）的位置，實(shí)現(xiàn)類似我們利用電腦閱讀時(shí)的自動(dòng)滾屏操作。該閱讀書(shū)架是利用直線電機(jī)設(shè)計(jì)的一種新穎的機(jī)械結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)利用手動(dòng)遙控控制放大鏡能在x和y方向自如的移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)閱讀不同的區(qū)域。本設(shè)計(jì)基于機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化、力學(xué)、材料學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)學(xué)科的知識(shí)體系的前提下完成設(shè)備的發(fā)明和制做。應(yīng)用機(jī)械專業(yè)的相關(guān)知識(shí)完成產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)，應(yīng)用力學(xué)，材料學(xué)的相關(guān)知識(shí)完成對(duì)產(chǎn)品的受力、壽命，成本等方面的檢測(cè)，在工業(yè)設(shè)計(jì)的知識(shí)體系下應(yīng)用美學(xué)與外觀設(shè)計(jì)等知識(shí)對(duì)產(chǎn)品的外觀進(jìn)行美化，使產(chǎn)品更人性化，更安全。應(yīng)用各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的預(yù)期設(shè)計(jì)功能，主要運(yùn)用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲杠，同步齒形帶，等簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)放大鏡移動(dòng)的控制。 關(guān)鍵詞： 力學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì) 自動(dòng)化 步進(jìn)電機(jī) 機(jī)電一體化 Abstract: This design is proposed to design a place bracket for magnifying glass used in the reading of the old people. It can not only adjust the vertical (y) / horizontal (x) position according to the speed of the old people reading, to achieve the automatic roll screen operation similar to the use of computer reading. The reading shelf is a novel mechanical structure designed by using linear motor, and it can be implemented using the manual remote control a magnifying glass moving freely in the x and y directions, in order to realize the reading different area. This design based on mechanical design and automation, mechanics, materials science, industrial design or related professional discipline knowledge system to complete the invention of the equipment and manufacturing. Application of mechanical professional knowledge to complete the overall design of the product, Applied mechanics, materials science related knowledge to complete the product's force, life, cost and other aspects of the detection, Under the knowledge system of industrial design, the application of aesthetics and design knowledge to beautify the appearance of the product, to make it more humanity, more secure. Application of various transmission mechanism to achieve the expected design product function, mainly using the stepper motor drive screw, simple mechanical structure such as synchronous cog belt to achieve control of the movement of the magnifying glass. Key Words: mechanics Mechanical design Automation Stepper motor Mechatronics II 助老型全自動(dòng)“方便閱讀架”機(jī)械、控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作 Automatic "convenient reading frame" design and manufacture of the mechanical and control structure 2 助老型全自動(dòng)“方便閱讀架”機(jī)械、控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作,主要結(jié)構(gòu)構(gòu)成,同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 直線電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 調(diào)焦機(jī)構(gòu),,X方向,,,同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括39步進(jìn)電機(jī)，同步帶，皮帶輪，連接桿，放大鏡，連接片，直線軸承，緊定螺釘，緊固螺母，螺栓等組成。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由安裝在左側(cè)的39步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)左側(cè)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，放大鏡調(diào)整結(jié)構(gòu)通過(guò)螺栓固定在皮帶上上方通過(guò)連接片將放大鏡與連接桿上的直線軸承連接固定，從而可以使皮帶可以帶動(dòng)整個(gè)放大鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)沿X方向平移。由于整個(gè)放大鏡調(diào)整裝置是吊裝在連接桿上的，從而皮帶不會(huì)發(fā)生傾覆現(xiàn)象，可以正常平穩(wěn)運(yùn)行。,,Y方向,,放大鏡固定在皮帶上，通過(guò)皮帶的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)放大鏡左右運(yùn)動(dòng)。 放大鏡通過(guò)支架固定在兩皮帶輪間的連桿上，因此皮帶不會(huì)發(fā)生側(cè)翻的現(xiàn)象，支架和連桿之間安裝有一個(gè)直線軸承，減小放大鏡左右運(yùn)動(dòng)的阻力。在放大鏡左側(cè)安裝了調(diào)焦絲杠，讀者可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)焦旋鈕，可以控制放大鏡沿Y軸運(yùn)動(dòng)達(dá)到調(diào)焦的目的。,Z方向,步進(jìn)電機(jī)絲杠機(jī)構(gòu)包括42步進(jìn)電機(jī)、彈性聯(lián)軸器、絲杠螺母、軸承座、橫向連接軸、螺釘、十字螺釘、托板支架、緊定螺釘、緊固螺母等組成。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由42步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠上的絲杠螺母通過(guò)橫向連接軸帶動(dòng)整個(gè)同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)Y方向運(yùn)動(dòng)。,單片機(jī)控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)主要用來(lái)控制電機(jī)的啟停以及正反轉(zhuǎn)，選擇51單片機(jī)進(jìn)行控制。單片機(jī)的P0.0，P1.1端口接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的PUL（脈沖信號(hào)負(fù)端）， P1.0，P1.2接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的，DIR（方向信號(hào)負(fù)端），其公共正 端接到單片機(jī)VCC端口。由于單片機(jī)VCC電源為+5V，所以無(wú)需串接電阻R。 步進(jìn)脈沖信號(hào)CP：通過(guò)高低電平的組合，產(chǎn)生脈沖序列。 驅(qū)動(dòng)器每接收一個(gè)CP信號(hào)，就驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。 CP脈沖頻率改變會(huì)使電機(jī)轉(zhuǎn)速改變 方向控制：方向電平信號(hào)DIR用于控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，此端為高電平時(shí)，電機(jī)一個(gè)轉(zhuǎn)向；此端為低電平時(shí)，電機(jī)為另一個(gè)轉(zhuǎn)向。,速度調(diào)整：定時(shí)器定時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)，脈沖頻率越低，轉(zhuǎn)速越慢； 定時(shí)器定時(shí)時(shí)間越短，脈沖頻率越高，轉(zhuǎn)速越快； 紅外接收：按動(dòng)遙控器的按鍵，單片機(jī)接收某一個(gè)按鍵的鍵值， 實(shí)現(xiàn)該鍵值所對(duì)應(yīng)的功能。,優(yōu)點(diǎn),1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)制造。 2、操作方便，控制靈活，適合老年人使用。,缺點(diǎn),1、速度控制不是很方便。 2、整體結(jié)構(gòu)偏重。 3、自動(dòng)化程度不高。, 助老型全自動(dòng)“方便閱讀架”機(jī)械、控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作 1. 論文題目 助老型全自動(dòng)“方便閱讀架”機(jī)械，控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作 2. 論文結(jié)構(gòu) 2.1 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)想 論文的總體結(jié)構(gòu)將做如下安排： 1.綜述目前機(jī)電一體化發(fā)展和應(yīng)用的現(xiàn)狀，社會(huì)老齡化問(wèn)題出來(lái)的各方面問(wèn)題以及機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。 2.將服務(wù)老年人的任務(wù)和機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出一種能夠幫助高齡老人，總結(jié)市場(chǎng)上現(xiàn)有閱讀書(shū)架的結(jié)構(gòu)特征和特點(diǎn)，將其與機(jī)械結(jié)構(gòu)巧妙結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，對(duì)其整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化。 3.對(duì)于助老型全自動(dòng)“方便閱讀架”結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工作原理進(jìn)行研究及闡述。 4.對(duì)“方便閱讀架”的結(jié)構(gòu)和零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、裝配。為該方便閱讀架進(jìn)行程序的編寫(xiě)及調(diào)試，使其按預(yù)定的工作狀態(tài)運(yùn)行。 2.2 選題研究的目的、意義 人口老齡化問(wèn)題是當(dāng)今世界各國(guó)都要而臨的一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。人口老齡化的發(fā)展導(dǎo)致老年人口過(guò)多，影響人口年齡結(jié)構(gòu)，結(jié)養(yǎng)老事業(yè)造成巨大壓力。對(duì)于我國(guó)，這尤為突出，一是我國(guó)老年人曰的絕對(duì)數(shù)量很大，1996年我國(guó)65歲以上的老年人曰已達(dá)0. 86億，同年60歲以上的老人已達(dá)1. 30億;二是我國(guó)人口老齡化的發(fā)展速度快，一般西方國(guó)家從人口成年型國(guó)家進(jìn)入老年型國(guó)家要經(jīng)過(guò)50--80年，而我國(guó)大約用不了20年。[1] 目前高齡老年人閱讀是他們了解社會(huì)的一種主要渠道，但是高齡老人閱讀確實(shí)存在不小的困難，高齡老人的眼睛已經(jīng)嚴(yán)重老花，他們閱讀時(shí)不僅需要帶上高深的老花鏡，還要手拿放大鏡，這樣才能勉強(qiáng)閱讀，這種閱讀方式不僅勞累，還要隨著閱讀的部位的不同手持放大鏡不斷改變位置，增加了不少的閱讀負(fù)擔(dān)。本設(shè)計(jì)擬設(shè)計(jì)一種老年人閱讀時(shí)使用的放大鏡擱置的擺放支架，它不僅可以按照老人閱讀的速度自動(dòng)調(diào)整縱向（y）/橫向（x）的位置，實(shí)現(xiàn)類似我們利用電腦閱讀時(shí)的自動(dòng)滾屏操作，還可以按照手動(dòng)控制的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制改變放大鏡的位置，以實(shí)現(xiàn)閱讀不同的區(qū)域。 2.3 主要解決的問(wèn)題 目前市場(chǎng)上的閱讀架，功能比較單一，大多只單單提供了固定書(shū)籍位置的功能，并不能滿足高齡老年人閱讀的需求，本設(shè)計(jì)要解決的問(wèn)題主要是為老年人閱讀看報(bào)提供一個(gè)操作簡(jiǎn)單，方便實(shí)用的自動(dòng)化機(jī)械產(chǎn)品，以幫助老年人在視力受老花眼限制的狀況下更好地閱讀。有了既定結(jié)構(gòu)的放大鏡閱讀架能夠免去老年人手持放大鏡的不便，可以讓雙手解放出來(lái)去做其它事情，還能避免佩戴眼鏡的不適。閱讀架可以通過(guò)調(diào)節(jié)按鈕實(shí)現(xiàn)放大鏡上下左右平移，同時(shí)能夠保證移動(dòng)速度均勻，優(yōu)化老年人的讀書(shū)條件。整個(gè)控制過(guò)程使用紅外遙控實(shí)現(xiàn)，讓使用者可以通過(guò)按鍵選擇放大鏡的移動(dòng)狀態(tài)。讓產(chǎn)品充分發(fā)揮機(jī)電一體化產(chǎn)品的特點(diǎn)，使其運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易輕便，滿足老年人的讀書(shū)看報(bào)需求。 2.4 主要工作 主要任務(wù)是利用直線電機(jī)設(shè)計(jì)一種新穎的機(jī)械結(jié)構(gòu)，控制放大鏡的擺放之間能在x和y方向自如的移動(dòng)，其移動(dòng)的速度是可調(diào)的，其不僅可以實(shí)現(xiàn)不同速度自動(dòng)移動(dòng)，還可以實(shí)現(xiàn)利用手動(dòng)的控制手動(dòng)移動(dòng)。本設(shè)計(jì)要求學(xué)生能按照設(shè)計(jì)的基本要求，設(shè)計(jì)出裝配的零件圖，還應(yīng)當(dāng)對(duì)控制系統(tǒng)有一個(gè)初步的設(shè)計(jì)，同時(shí)還建議本設(shè)計(jì)最好能制作出實(shí)物。 1.繪制該“方便閱讀架”裝配圖一張 2.根據(jù)裝配圖繪制全套零件圖 3.進(jìn)行閱讀架采購(gòu)零件和制作全過(guò)程 4.編制該閱讀架的全部控制程序 5.對(duì)閱讀架進(jìn)行調(diào)試 2.5 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 1.該閱讀書(shū)架將傳統(tǒng)書(shū)架與放大鏡，單片機(jī)控制系統(tǒng)集成在一起，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方式從而解放雙手，極大提升了老年人閱讀體驗(yàn)。 2.該閱讀書(shū)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，攜帶方便，成本低廉，易于生產(chǎn)制造，適合推廣，是一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用型產(chǎn)品。 3.該閱讀書(shū)架固定板與移動(dòng)板之間的距離可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同書(shū)脊厚度的放置，提高了書(shū)籍的放置平整度，書(shū)架的傾斜角度還可以根據(jù)不同的閱讀習(xí)慣進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到良好的閱讀效果。 4.結(jié)構(gòu)輕便，加工簡(jiǎn)單方便、成本低。 3. 文獻(xiàn)綜述 3.1 步進(jìn)電機(jī)基本原理 步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件.是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展.步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增.在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào).它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的力向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角’).它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量.從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度.從而達(dá)到調(diào)速的日的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī).利用其沒(méi)有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn).廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(VR) . 永磁式步 進(jìn)電機(jī)(PM).混合式步進(jìn)電機(jī)(HB)和單相式步進(jìn)電機(jī)等。[6] 3.2 機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用與發(fā)展 機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門(mén)有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。其基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。 機(jī)電一體化基本結(jié)構(gòu)要素： 1.1 機(jī)械本體部分 機(jī)械本體就像人體的身軀骨架，它是系統(tǒng)所有功能元素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu)包括機(jī)身框架機(jī)械連接等。 1.2 動(dòng)力部分 動(dòng)力部分與人體內(nèi)臟產(chǎn)生能量去維持生命運(yùn)動(dòng)一樣，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力功能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使系統(tǒng)按照控制要求正常運(yùn)行。 1.3 傳感部分 傳感部分就像人的眼鼻耳口等感覺(jué)器官將系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)變成可識(shí)別的信號(hào)，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過(guò)分析處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。 1.4 驅(qū)動(dòng)部分 驅(qū)動(dòng)部分就像人體的肌肋腱接受大腦指揮驅(qū)動(dòng)四肢運(yùn)動(dòng)一樣，在控制信息作用下驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。 1.5 執(zhí)行部分 執(zhí)行部分如同人的四肢由大腦支配完成各項(xiàng)工作任務(wù)一樣，根據(jù)控制信息和指令完成各種動(dòng)作和功能執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件一般采用機(jī)械電磁電液等機(jī)構(gòu)。 1.6 控制及信息處理部分 控制及信息處理部分猶如人的大腦指揮和控制全身運(yùn)動(dòng)并能記憶思考和判斷問(wèn)題一樣，將來(lái)自各傳感器的檢測(cè)信息集中存儲(chǔ)分析加工并根據(jù)信息處理的結(jié)果按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令控制整個(gè)系統(tǒng)。有目的的運(yùn)行它一般由計(jì)算機(jī)可編程序控制器數(shù)控裝置以及邏輯電路A/D 與D/A 轉(zhuǎn)換I/O 輸入輸出接口和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備等組成。[2] 3.6 同步齒形帶的相關(guān)應(yīng)用與發(fā)展 帶傳動(dòng)按功能可分為摩擦傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)。摩擦傳動(dòng)包括:平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)等;嚙合傳動(dòng)有同步齒形帶(簡(jiǎn)稱同步帶或齒形帶)傳動(dòng)。20世紀(jì)70年代以前，平帶傳動(dòng)在動(dòng)力帶傳動(dòng)中占有一定地位，但70年代后期開(kāi)始，平帶傳動(dòng)的生產(chǎn)急速下降，到了80年代，同步帶傳動(dòng)的生產(chǎn)和應(yīng)用逐漸增加，同步帶傳動(dòng)從以往統(tǒng)計(jì)上被列在“其它帶傳動(dòng)”里，單獨(dú)分類出來(lái)。 與傳統(tǒng)的帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)相比較，同步齒形帶傳動(dòng)中，同步帶的工作面有齒，帶輪的輪緣表面也制有相應(yīng)的齒槽，依靠帶與帶輪之間的嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，無(wú)滑動(dòng)，能保證恒定的傳動(dòng)比，預(yù)緊力小。同步帶通常以鋼絲繩或玻璃纖維繩為承載層，氯丁橡膠或聚氨醋為機(jī)體，帶薄而且輕，故可用于高速度，傳動(dòng)時(shí)效率可達(dá)98%，使用方便，用途廣泛，集帶、鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)于一體。故在機(jī)械、儀器儀表、化工、生物醫(yī)療器械、辦公自動(dòng)化設(shè)備、紡織機(jī)械等方面有廣泛的應(yīng)用前景。[3] 3.7 同步齒形帶功能和應(yīng)用 同步齒形帶按功能來(lái)分有以下兒種: (1>動(dòng)力傳動(dòng):這種以傳遞動(dòng)力(能量)為主，傳遞運(yùn)動(dòng)(信息)為輔的傳動(dòng)裝置，一般要求傳動(dòng)的承載能力高，抗疲勞性能好、壽命長(zhǎng)，所以對(duì)齒帶的骨架材料要求強(qiáng)度高，曲撓疲勞性好。常用的傳動(dòng)方式為轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)動(dòng)，在這種傳動(dòng)方式中，帶呈封閉狀，主從動(dòng)軸傳動(dòng)比恒定。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)，數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)裝置，均為動(dòng)力傳動(dòng)，通過(guò)齒形帶傳動(dòng)將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到各運(yùn)動(dòng)部件。 (2>運(yùn)動(dòng)傳遞:這種傳動(dòng)以傳遞運(yùn)動(dòng)(信息)為主，傳遞動(dòng)力(能量)為輔，傳動(dòng)過(guò)程中，外載荷較小，但要求運(yùn)動(dòng)精確。所以對(duì)齒帶的材料要求在力的作用下帶的變形量小。這種傳動(dòng)常用的傳動(dòng)方式為轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)或步進(jìn)式移動(dòng)。通常又有二種結(jié)構(gòu)形式:(d>直線機(jī)頭:同步帶與被驅(qū)動(dòng)的機(jī)頭固聯(lián)時(shí)，同步帶夾持在移動(dòng)機(jī)頭上，組成一個(gè)閉環(huán)(如圖la); Cb)直線工作臺(tái):同步帶的兩端與工作臺(tái)固定在一起，主動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)軸線固定并通過(guò)兩個(gè)滾子保證輪與帶的嚙合，輪轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)齒帶與工作臺(tái)一起移動(dòng)(圖1b); Cc)直線臺(tái)車:齒帶的兩端固定在機(jī)架上，而主動(dòng)輪則配置在托架上，由兩個(gè)彎曲的滾子來(lái)保證輪與帶的嚙合，輪轉(zhuǎn)動(dòng)后，使與主動(dòng)輪聯(lián)接在一起的托架一起作直線移動(dòng)(圖c)(見(jiàn)Breco公司產(chǎn)品說(shuō)明(1),(2), (3))。圖2為德國(guó)Stoll公司的CMS系列電腦控制高性能釗一織橫機(jī)機(jī)頭運(yùn)動(dòng)小意圖，機(jī)頭與同步齒形帶固聯(lián)，齒帶輪由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使帶作來(lái)回直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)頭在有實(shí)際作用的織釗一上來(lái)回作步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，最高線速度可達(dá)3米每秒橫機(jī)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)確保機(jī)頭的定位精度。保證織物質(zhì)量(見(jiàn)St011公司產(chǎn)品說(shuō)明(德))。除此以外，利用同步齒形帶傳遞運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用還有很多，如機(jī)器人的機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制、繪圖儀中筆尖的運(yùn)動(dòng)控制、噴墨打印機(jī)中噴墨頭的位置控制、數(shù)控機(jī)床中的進(jìn)給裝置都屬于這類運(yùn)動(dòng)。 (3)特殊功能:在這類傳動(dòng)中，通常在齒形帶的背而鑄造一些特別外形，如在帶背后做成輸送帶等，完成特殊功能。圖3中(a)為輸送帶，(b)為牽引帶，(c)為存儲(chǔ)帶。 3.8 老年人情感產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則 老年人讀報(bào)器的設(shè)計(jì)采用情感設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，老年人的情感體驗(yàn)作為整個(gè) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和最終落腳點(diǎn)。將老年人讀報(bào)的每一個(gè)細(xì)節(jié)需求點(diǎn)和每一個(gè)設(shè) 計(jì)策略相結(jié)合，把他們的意識(shí)到的和他們下意識(shí)的情感需求放到首位。所以整個(gè) 產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)遵循以下五點(diǎn)基本原則: 1.安全性原則 我們都知道，老年人的身體機(jī)能逐漸衰退，對(duì)產(chǎn)品的使用能力和反應(yīng)都不如從前。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)要考慮到老年人使用時(shí)的各種不便和危險(xiǎn)情況事先做出預(yù)防，根據(jù)他們的生理特征和使用的環(huán)境場(chǎng)所避免不利的因素發(fā)生。產(chǎn)品的材質(zhì)上要盡可能運(yùn)用防滑，耐摩系數(shù)較高的材料方便拿握，即使摔也不易損壞。材料的環(huán)保性上要安全綠色，以防他們較低的免疫系統(tǒng)易受到侵襲。屏幕的光亮度要適中，太亮?xí)?duì)老年人的眼睛產(chǎn)生刺激，太暗則對(duì)他們的眼睛造成負(fù)擔(dān)，容易出現(xiàn)疲勞。 2.易用作原則 易用強(qiáng)調(diào)的是在不看任何說(shuō)明書(shū)，無(wú)人指導(dǎo)的情況下，就可以自然的適應(yīng)和 使用。使用的方法應(yīng)當(dāng)是十分自然的，采用多渠道的設(shè)計(jì)提示方法，輸入和提示 語(yǔ)言不僅從視覺(jué)上還將從聽(tīng)覺(jué)、肢體語(yǔ)言等多方面進(jìn)行引導(dǎo)，從產(chǎn)品形態(tài)就能理 解使用方法。在他們年輕的時(shí)候沒(méi)有太多使用電器的經(jīng)歷，上網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)更少，這一點(diǎn)尤其重要。 3.合理性原則 合理性原則是產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必須遵守的一點(diǎn)，它是既是最基本的也是很必要的。老年人產(chǎn)品的合理性就要求產(chǎn)品符合老年的年齡特點(diǎn)、老年人的人體工程學(xué)、行為習(xí)慣等要素，以這些為參考標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展設(shè)計(jì)方案，修改設(shè)一計(jì)細(xì)節(jié)，在形態(tài)、材料、顏色、結(jié)構(gòu)、功能等方功}做出相對(duì)應(yīng)的調(diào)整來(lái)完善產(chǎn)品。 4. 實(shí)效性原則 老年人都有著勤儉節(jié)約的美德，他們不習(xí)慣鋪張浪費(fèi)，堅(jiān)守著務(wù)實(shí)的生活態(tài) 度和樸素的消費(fèi)理念。在功能設(shè)置上不要畫(huà)蛇添足應(yīng)以實(shí)用為主，形態(tài)和界面設(shè) 計(jì)上也不必過(guò)于花哨，復(fù)雜的功能設(shè)計(jì)和華而不實(shí)的形態(tài)界面不僅增加了產(chǎn)品的 售價(jià)更加大了產(chǎn)品的操作難度。老年人產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)在耐用性、可靠性和穩(wěn)定性上 多下功夫。 5.適當(dāng)性原則 適當(dāng)設(shè)計(jì)理論實(shí)際上是一種適度設(shè)計(jì)的理論，它主張為滿足消費(fèi)者合理的、 適度的消費(fèi)需求，讓產(chǎn)品引導(dǎo)消費(fèi)者正確的消費(fèi)觀念。老年人產(chǎn)品功能上的適當(dāng) J勝體現(xiàn)在功能實(shí)用、簡(jiǎn)便，減少使用頻率低的附加功能設(shè)置。形態(tài)上的適當(dāng)性體 現(xiàn)在清晰而明確的按鍵設(shè)計(jì)及樸素大方的造型特點(diǎn)。 4. 參考文獻(xiàn) [1] 李日邦，王五一，譚見(jiàn)安，何洋，楊林生. 我國(guó)人口老齡化發(fā)展的階段、趨勢(shì)和區(qū)域差異[J].1999,(06),No 2,Vol 18. 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