工程创新思维与方法大作业Word文件下载.docx
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1研究的必要性:
随着生活水平的不断提高,人们越来越重视身体和精神方面的享受。
寒冷的冬天,暖气进入千家万户,炎热的夏天,+-8风扇,空调逐渐进入人们的生活。
随着天气的逐渐转热,制冷设备又掀起一波畅销热潮。
目前,电风扇市场上的产品价位主要集中分布在100元~800元之间,以台式扇、落地扇、升降扇、气流扇、空调扇等机型为主。
艾美特、美的等一线品牌的电风扇产品在市场上,分布都比较齐全。
相对于一线品牌而言,二线品牌的企业在产品的分布上就或多或少的存在着“隐形空间”,诸如富士宝偏重于空调扇产品的研发与推广。
要想在艾美特、美的主导的市场上分一杯羹,产品型号的完善分布是不可忽缺的重要环节。
电风扇企业可从两方面着手:
(1)、从做价格产品向做产品价格过渡:
做产品价格意味做有核心技术、有竞争力的产品,可以提高产品售价;
(2)、从做产品价格再向做品牌产品过渡:
做品牌产品意味做有自主品牌、自主知识产权的产品,可以获得持续的产品销售溢价。
电风扇的功能正在向便捷,健康,节能等方面发展。
在外观上更加新颖,亮丽,富有美感。
当然这些都是针对城市这个大市场的。
各类风扇各有千秋。
吊扇是最传统的,历史最悠久的风扇,它有着风力均匀,自然的优点,受到广大顾客的喜爱。
其缺点也是十分突出的:
不便于移动,扇叶上附着的灰尘不便于清除。
台式扇相比吊扇而言,易于移动,扇叶上的灰尘便于清除,缺点是风力太过集中,长时间对着吹对身体极为不好。
周围很多人都抱怨台式扇把人吹的腰疼,肩膀阴天不适等。
因此在农村很多人还是倾向于用吊扇。
由于吊扇扇叶上的灰尘不便于清除,给用户带来了很多困扰。
扇叶上那令人讨厌的灰尘总给人一种不卫生的感觉。
签于此,发明一种易于除尘的吊扇是很必要的。
2同类产品分析:
(1)吊扇的工作原理:
吊扇主要由扇叶、扇头、悬吊装置及调速器组成。
吊扇的扇叶普遍采用1.5-2mm的铝板冲压成型,多为三叶长条形结构。
扇头是吊扇的核心部件,由定子、转子、滚珠轴承和上下端盖等组成。
吊扇电动机目前一般多采用单相交流电容运转式电动机。
它与台扇和落地式电风扇不同之处是采用封闭式外转子结构。
这种结构的特点是定子固定在电动机中间,外转子绕定子旋转,从而带动与之相连接的扇头和外壳一起转动。
风叶安装在扇头外壳上,随着扇头外壳的旋转送风。
吊扇的调速器通常是采用电抗式调速开关盒来控制的,开关分别接到电抗器的各个抽头上,以调节加于电风扇电机的端电压,使电机在不同电压下获得不同的转矩,从而得到不同的转速,达到调速的目的。
目前很多家庭采用电子调速器来实现电风扇无级调速,使用时,先打开电源,使电风扇电机在高速挡启动,待启动完毕后,用户可根据需要调节风量。
(2)吊扇的性能:
吊扇的风力均匀柔和,自然清新不会给人带来各种身体上的不适,特别适合老年人使用。
现在的吊扇更加美观轻盈,节能省电,使用更加便捷,款式多样,能够满足用户的个性化需求。
(3)吊扇的结构特点:
吊扇结构紧凑,占用空间小。
扇叶和扇头分离,易于运输,安装方便。
现有吊扇的不足之处在于扇叶上附着的灰尘难以清理。
我们的新型吊扇很好的克服了这一不足之处,它利用遥控实现扇头的升降,便于处理扇叶上的灰尘进行清理。
扇头的升降通过可伸缩杆,弹簧和电磁继电器实现,在电磁继电器闭合时在磁性力作用下,伸缩杆卡扣收缩,扇头在自身重力作用下下降,弹簧起到缓冲作用,下降到最低点断开电磁继电器。
清理完毕后,在外力,弹簧力,重力作用下上升,最终在卡扣的作用下扇头固定好。
三、方案总体描述,拟实现的功能与应用场合及特点
1总体描述:
我的产品是基于上课时,老师说的风扇的打扫问题而展开的。
现在的风扇清理是一个比较严重的问题。
针对这个问题,我利用所学过的知识,提出了一下设想:
我们将风扇的叶片做成可以伸缩的,当我们使用时,我们可以通过电控按钮将风扇的叶片伸展出来,当不用的时候,叶片可以收回去。
这样就避免过大的面积与空气接触,这样风扇上面的灰尘就会少很多。
我们为了便于清理风扇,将风扇的杆设置成可以伸缩的。
工作过程是这样的:
伸缩杆通过卡扣连接,正常情况下,卡扣张开伸缩杆处于收缩状态;
清理电扇叶时,通过遥控开关使电磁继电器处于通电状态,此时电磁铁具有磁性,在磁力作用下,卡扣收缩,伸缩杆在扇头重力与弹簧弹性力作用下伸长,使扇头下降,然后进行灰尘清理工作。
清理完后,断开电磁继电器,用力伸缩杆上升。
图
(1)新型吊扇使用时的效果图
2拟实现的功能:
在炎热的夏天,吊扇可以给你带来清新柔和的自然风,给你带来凉爽,让你舒舒服服度过炎热的夏天。
添加升降功能后,便于处理扇叶上面的污垢,给你带来焕然一新的感觉,同时使房间看起来更加清洁卫生。
给爱好清洁的人以视觉上的享受,让好奇的孩子们尽情享受看风扇时那种快感,再也不怕被扇叶上的灰尘迷眼啦。
并且我们可以在风扇的主体上面画一些画,这样可以美化我们的房间。
3应用场合与特点:
清理扇叶上的灰尘是一种具有挑战性的工作,腿脚灵活的人勉强可以胜任这一工作,但也是相当的危险;
而年迈的老人只能棍子上绑一扫把,草草一扫了事。
而遥控升降吊扇可以轻松解决这一难题,使人们的新年过的喜气洋洋。
因此该产品可用在广大家庭中,比起台式电风扇更加舒适安全。
吊扇产生的风力均匀柔和,不会对人的身体健康带来危害,是一种安全舒适的家电产品,给人的夏天送来丝丝凉意,让人轻松舒服的度过炎热的夏天。
总之,遥控升降吊扇可用于大多数家庭,尤其是家中有老人的家庭,老人的健康是全家人的福气。
考虑到高端市场主要被空调老大哥占领,遥控升降吊扇主要针对中低端市场。
而全球大多数人还是处于中低收入水平,因此中低端市场大有可为。
吊扇价格低廉,耗能少,安全舒适的特点是它在中低端市场占有一席之地。
四、工作原理与结构
1吊扇工作原理示意图如图1所示:
图
(2)
吊扇工作原理是:
通电线圈在磁场中受力而转动。
能量的转化形式是:
电能转化为机械能,同时由于线圈有电阻,所以不可避免的有一部分电能要转化为内能。
叶片伸缩:
在吊扇的内部装上一个滑轨,里面装有液压式的支柱,当按下伸缩开关时,液压支柱将叶片伸展出去,这样就可以按下风扇转动的按钮。
遥控升降部分原理为:
通过遥控开关控制电磁继电器的电路连通与断开,当电路连通时,电磁继电器具有磁性,吸引卡扣使其收缩,扇头在自身重力与弹簧
弹性力的作用下下降,当下降到最低点时,断开电磁继电器开关,清理扇叶上的灰尘;
清理完毕后,扇头在外力和弹性力的作用下上升,在最高点时,卡扣张开,伸缩杆
不能伸长,扇头固定。
此时就可以正常工作。
图(3)可伸缩杆
2分析计算:
一层楼的高度大约在3~4米,普通吊扇悬杆长度大约为0.5米,普通人身高1.7米,初步估算伸缩杆长等于弹簧长,大约等于3~4—0.5—1.7=0.8~1.8米。
吊扇重力大约为100牛,在清除灰尘时尽量使吊扇受力平衡。
因此有弹簧刚度大约为100除以0.8~1.8等于55~125。
学生教学楼层高大约为4米,因此为学生教学楼安装时,伸缩杆与弹簧长取为1.8米,为普通用户安装时一般取为1米。
3.使用时的注意事项:
大家在使用的时候不要将水溅到开关上面,在清理的时候,不要用湿抹布进行清理。
遥控板放置在高处,不要放到小孩可以够到的地方。
擦灰尘时断开电源,以防发生触电事故。
扇头下降时,远离扇头正下方,以免撞伤。
五、总结
在设计的过程中用到了课程中学到的很多思维方法。
如联合组合法,将液压支柱与吊扇联合起来,想到了可升降的吊扇;
逆向思维法,正常情况是想到用手臂的外延功能来清除灰尘,比如用棍棒绑扫把来清除灰尘,升降吊扇将扇头下调来清除灰尘;
学科交叉联想,用到物理学中的电磁继电器和遥控开关;
提问法,提出问题分析解答;
打破思维定式法,逆向思维就是打破思维定势的一种等等。
创造技法,比如在原有产品上附加新的功能,联想组合法等技法。
学习完这门课程,给我最大的其实就是我们每一个人都可以进行创造,每个人都有不同的思维方式,我们可以运用不同的方法进行创造。
在上课期间,同学们都能积极的发言,这样调动了大家的学习积极性。
我在这门课上,学习了许多新的知识,对我以后的工作,学习,生活都有很大的帮助。
我感觉这门课程在大学期间是很有必要的一门课程。
这篇论文的写作,对我以后的毕业设计有一定的作用,我们再也不会盲目的去写论文了。
也谢谢老师对我们的教诲。
我诚恳的说声:
老师,您辛苦了。
六、参考文献:
1《普通行为创造学》(第三版)庄寿强著
2《机械设计》(第四版)1996邱宣怀著
3《机械工程材料》第二版赵程杨建民主编
(注:
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- 工程 创新 思维 方法 作业