台式投影机造型及结构设计(编辑修改稿)

台式投影机造型及结构设计(编辑修改稿)内容摘要：

并没有因此而提高。 松下 液体自循环散热技术 ： 松下独特地采用了液冷方式。 基 于这种新开发的液体冷却系统 PTDW7000E 不但可有效地控制温度，减少灯泡因过热而受到的影响，而且在最新噪音抑制系统以及控制系统的配合下获得了极佳的静音设计，最大限度地减少了投影机工作时产生的噪音，同时也减少了投影机热气的排除，改善了投影环境。 联想 自动智能散热技术 联想自动智能散热技术，其实就是利用风扇转速自动智能调节技术；先进的散 热风道设计，整个散热系统仅配置两个风扇；当 投影机 内部温度过高时，机器高效散热风扇会自动提高转速，从而达到降温的目的，保证了 投影机 长时间连续工作的稳定性。 同时系统温度超出界限时，投影 屏幕 提示温度异常和关机信息，灯泡自动关闭。 虽然散热效果比较出色，但这项技术只在联想的一部分机型中得到了应用。 此外，还有 夏普四风扇变频智能散热系统 和 明基智能型 T型风流散热系统 等等，对投影机的散热系统都有良好改进。 在此不作赘述。 散热系统设计 本次设计针对光路系统的设计，采用如下设计： 图 散热风道示意图 针对投影机内部容易产生散热死角（即热点），影响散热效果，在此 内部 三 个风扇设计，既可保证重要部件的充分散热，又不留任何死角。 通过涡轮风扇以通过过 金属网直接对灯杯内部进行散热，然后通过外部的 “ 涡旋 ” 回路实现对于灯杯外壁的散热，同时避免了灰尘在灯泡内外壁的吸附。 灯泡散热子系统和散热主风通道联系，保证了快速空气流动和热量交换效率 . 风扇采用 智能变频涡轮风扇 和液压轴承风扇。 智能变频涡轮风扇可根据内部温度高低自动调整转速，保证散热的高效率；液压轴承风扇则可以保持长时间连续低噪音工作。 同时， 对风扇进行了改造，打造出 高效的散热 系统。 一般投影机 采用的散热风扇直径为60 mm，新型风扇的直径则达到了 100mm，增加了近 73%的风扇面积，优化了投影机内部整体空气流动系 统，增大了通风量，大幅度提高机器内部散热效率。 而且，大直径风扇降低了产品转速，有效降低恼人的噪音也是一大特色。 卓越的散热能力保证了主机内每个热源都可以得到充分的 通风散热，即便长时间使用也不致内部过热，提供长时间稳定画质表现。 机箱设计 机箱 造型设计原则 机械产品的造型设计，属于 “ 工业设计 ” 范畴。 工业设计是近代一门新兴的边缘学科，它是应用工程技术和艺术手段设计、塑造产品的形象，并将其最后统一在产品的功能、结构、工艺、宜人性、视觉传达、市场关系等而取得人 — 机 (产品 )— 环境和谐的一项创造性设计。 随着 时代的前进，科学技术的发展，人们审美观念的提高与变化，机械产品的造型设计和其它工业产品一样，不断地向高水平发展变化。 影响产品造型设计的因素很多，但是，现代产品的造型设计，主要强调满足人和社会的需要，使美观大方、精巧宜人的产品，为人们生活生产活动，并提高整个社会物质文明和精神文明水平。 这是现代工业产品造型设计的主要依据和出发点。 产品造型没计的原则是实用、经济、美观。 同时还要考虑市场销售、产品功能、适用人群等多方面因素， 现对其主要原则做出说明。 产品的功能 产品的功能是指产品的技术功能，它 是产品设计的主要目的，也是工业产品与消费者之间的最基本的关系。 产品造型设计应保证产品功能的充分发挥和顺利实现，并能最 大限度地发挥出来。 对产品进行造型设计时，应首先考虑内在质量，不能片面地追求造型的形式美而忽略性能的先进性、结构的完整性、技术的可靠性以及其它技术指标；在色彩设计时，应首先考虑给使用者或操作者以安宁、良好的工作情绪，减轻视觉疲劳，并有足够的视觉分辨能力，以保证工作效率、产品质量和安全操作，使产品功能得以充分发挥。 产品的美观 产品造型设计除了使产品充分地表现出其功能特点、反映先进的科 学技术水平外，还要给人以美的感受。 因此，产品造型设计必须在表现功能的前提下，在合理运用物质设计条件的同时，要充分地把美学艺术中的内容和处理手法融合在整个产品造型设计之中，并要充分利用材料、结构、工艺等条件体现产品造型的形态美、色彩美、工艺美。 （ 1） 形态美 所谓形态美，就是产品具有整体性和规则性，使人感到产品很完善。 形态创造指某种特定的造型风格、合理的色彩搭配等，将各部分有机地结合成一整体，给人以一种美感。 构成产品形态的造型单元是一些基本的几何体 (如立方体、圆柱、圆锥体、球体、棱锥体等 )，有时还用到 些较为简洁的曲线曲面。 从心理上讲，基本的几何体和简洁的曲线曲面，其形态规则、单纯，形象明确，给人以深刻的印象，并容易达到明快、丰富、抽象的艺术效果，富有时代气息；从生理上讲，人的眼睛习惯于接受简洁的垂直面、水平面以及现代交通工具流线型的曲线曲面轮廓；从工艺上讲，规整的形态适合于现代化大工业生产的特点，制造工艺简单方便，便于大规模、高质量、低成本的生产。 （ 2） 色彩美 所谓色彩美，就是具有一定形态产品的色彩配置，给人以一种愉悦的快感。 色彩能对人产生很重要的心理、生理影响，从而赋予色彩以精神功能。 对产品的色彩设计，应充分考虑色彩的精神功能，使所设计的色彩给人以美的享受，对人们的生产、生活和人类社会带来积极的效果。 （ 3） 工艺美 所谓工艺美，是指具有理性属性的工业痕迹，是指加工工艺、装饰工艺和材料质感给人的视觉感觉。 加工工艺是造型的手段，装饰工艺是使造型更具完美的条件，材料的质感则是造型具有内在的美的基础。 产品的宜人性 产品造型设计除了在形态和色彩方面满足人们的生理和心理需要外，在使用和操作方面，也要适应人们的生理和心理需要，即产品的宜人性。 为此，设计者在充分考虑人 机 环境因素的基础 上，应着重解决好如下几个问题： （ 1） 人与物的协调关系 首先是人的生理特征与物的协调关系，即产品外部构件的尺寸应符合人体尺寸的要求；操作力、操作速度、操作频率等要符合人体动力学条件；各种显示件要符合人接受信息量的要求，以使人感到作业方便、舒适安全。 其次是人的心理特征与物的协调关系，即产品的形态、色彩、质感给人以美的感受。 解决好人与物的协调关系对提高产品使用效能具有重要的意义。 （ 2） 物与物的协调关系 首先是单件产品自身各零件、部件的协调关系，它包括形态、大小及彼此间的连接关系，其中包含各零件 间的线型风格、比例关系等，其次是单件产品与构成相互关系的其它产品的协调关系。 （ 3） 物与环境的协调关系 即物与其所处的环境应相协凋。 对安放不动的产品 (即不经常更换位置的产品 )应与所处环境在形、色、质方面相协调；对运动的产品 (即经常变换位置的产品 )则应考虑各种变化的环境条件，使其与之相适应。 （ 4） 人与环境的协调关系 即使用产品的人与所处的环境应相协凋。 这就要求人所处的环境应具有良好的光源条件，应具有足够的照度，且分布要均匀，不产生阴影、眩目，在视野内无强烈对比；还应具有低噪声、无振动、无污染等气候环境。 产品的经济性 经济性作为一个设计原则应贯穿于产品设计的整个过程中。 由于产品进入市场就成了商品，而商品的价格与产品的成本有着很大的关系，因此这就要求设计者对产品的成本进行全面的、综合的考虑。 产品的成本主要包括材料成本、设计与制造加工成本、包装成本、运输成本、贮存费用和推销费用等。 另外，还有生产产品用的机器运行、使用和折旧费用，动力消耗费用，维修费用以及服务费用等。 在现代工业中，经济性不只是指产品的成本，也是指产品的使用效率和可靠性，由于现代工业产品是多品种、大批量，所以对产品设计还应符合标准化、系列化和通用化(即所谓的 三化 )的要求，使时空的安排、体块的组织、材料的选用等，达到紧凑、简洁、精确，以最少的人力、物力、财力和时间来求得最大的的经济效益。 箱体 造型设计 箱体外观 考虑 投影机 为家用，所以在设计上尽量不要过多繁琐的设计和操作，以便非专业人 员进行操作 和控制，我们在这里选择了长方体的设计箱体设计方案，如图 所示， 图 投影机箱体 从设计来看， 具有整体性和规则性 ，给人以一种美感。 产品形态 是基本的立方体 ， 简洁而不简单，稳重而不沉闷。 从心理上讲， 其形态规则、单纯，形象明确，给人以深刻的印象，并容易达到明快、丰富、抽象的艺术效果，富有时代气息；从生理上讲，人的眼睛习惯于接受简洁的垂直面、水平面以及现代交通工具流线型的曲线曲面轮廓；从工艺上讲，规整的形态适合于现代化大工业生产的特点，制造工艺简单方便，便于大规模、高质量、低成本的生产。 箱体材料选择 纵观市场上的投影机产品，其机箱材料大多为工程朔料，其优点显而易见就是价格低廉，制造方便。 但作为一家居用品，考虑到用户对金属质感的特殊要求，在此选择以铝合金为投影机箱体材料， 近几年，由于时尚的 变化 盛行，使用铝合金箱体的 投影机 已属常见， 如明基 C125 等多款， 从美观性上来说，造型硬朗，棱角分明，可以成为客厅的一件艺术品。 当然， 铝合金的材料选择 不单单是为了外观的漂亮，更多的则是着眼于金属所能提供的高性能。 强度好 .不易变形 ,价格低廉 ,重量轻 ，最重要的是其传热性能很好，可以为投影机内部的热量散失提供良好表现。 箱体 采 用挤压成型工艺制造，壁厚 3mm，内部还设有 零部件固定支撑构架 ，所有这一切赋予了这只轻巧箱体无比的高强度 ，可以承受偶尔的挤压和磕碰。 表面采用喷砂氧化工艺处理。 防尘设计 防尘重要性 防尘是 投影机设计 最受关注的话题 之一 ， 防尘功能其实从投影机诞生之日起就受到厂商的关注，由于投影机在工作中要散发大量的热量，所以一般投影机出于散热考虑，在投影机的机壳上一般都有开槽用于机器通风，同时还使用许多分扇进行散热，而高速气流很可能夹带微小尘粒，这些微粒很可能影响 内部元器件的性能和寿命。 同时投影机工作时经常会产生 静电，而静电往往也可以吸附微小的尘粒，造成投影机工作中另外一个障碍，这些灰尘虽然细微，但是都会对投影画面产生影响，从而影响到实际的投影效果。 另外，就是环境的影响，一方面由于我国很多地区普遍多沙尘天气，因此投影机在使用过程中难免受到灰尘困扰。 从通风散热的需要来看，如果用户灰尘不能及时清理，造成通风口阻塞，就可能使投影机内部元件烧毁。 另外，大量的灰尘也会影响到 投影机 的成像效果，使得投影效果大打折扣，影响 投影 效果。 如果投影机具备了防尘设计，则可以显著降低故障率，并延长投影机的工作寿命。 由于大量教学用户对投 影机的防尘功能需求显著提高，投影机的防尘功能成为厂商开发新产品时候需要重点关注的产品。 防尘设计 各家厂商都推出过一些具有防尘设计的投影机产品，不过，由于设计思想的差异，在投影机的防尘设计方式上也有所区分。 常用的设计方法为全密封防尘装置和 添加防尘网。 但由于全密封防尘装置的设计对结构设计要求太高，必然引起结构太过复杂，同时部件如果完全密封，就会造成内部热量过高，不容易满足散热要求，在这里选择添加防尘网的防尘设计的方法，但同时对传统的防尘网设计做出相关改进。 投影机 主要出入风口 采用金属材质的防 尘网， 并对防尘网加厚 ，能够过滤更多细小灰尘，最大程度上降低了灰尘进入投影机的可能，滤网采用的是简单易拆的结构设计，以便 可以拆卸清洗。 同时 在光学系统设计时考虑对灰尘的隔离效果，光学部件之间的缝隙全部以手工粘贴海绵条， 这样既 保护了光学部件，防止投影机在震荡时光路受损， 又减少由于缝隙引起的漏光现象，使投影图像亮度更高，显示效果更好；更重要的是有效阻挡了灰尘的进入和粘附，从根本上对投影机进行防尘保护。 第三步是以涡轮式风扇代替传统风扇，在防尘的同时也可以保证可靠散热。 4 零部件的选用 灯泡的选用 目前的采用的光源主要包括： UHP 灯（超能灯）、 UHE 灯和金属卤素灯。 UHP 灯泡是一种理想的冷光源，但由于价格较高，一般应用于高档投影机上UHP 灯产生 冷光，外形小巧，在相同功耗下，能产生大光量，寿命较长，衰竭时，即刻熄灭。 优点是使用寿命长，一般可以正常使用 4000 小时以上，亮度衰减很小。 UHP 光源的电弧亮度能超过小面积高效投影装置所需的 1Gcd/m2，为了达到更好的集光效果，近年来 UHP 光源的电弧极距减少到 ，其寿命达 10000 小时以上，功率为 200 瓦，配备于投影仪产品，重量 轻，体积小， 便于携 带，。