【正文】 和國輕工行業(yè)標準，玩具電動機，北京：中國輕工總會， 1998 [12]中華人民共和國家標準，機動玩具機芯型號編制方法，北京：國家標準局， 2020 [13]靳桂芳，機動玩具設(shè)計原理與實例，北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 。 3．對塑料結(jié)構(gòu)件的設(shè)計，需要有更多的工程背景；對塑料件的注射過程進行模擬，以分析塑料件結(jié)構(gòu)對注射工藝的 影響，以獲得較好的注射件結(jié)構(gòu)。 ，不同的部件再進行裝配，可以在早期發(fā)現(xiàn)問題，解決問題比較方便。采用整體式結(jié)構(gòu)，兩圓軸同外殼相聯(lián)接。電極片在電池箱中的安裝，在電池箱內(nèi)部兩端注射有插槽，把電極片插入槽中，再通過電極片上的腳子固定。 電池箱設(shè)計 電池箱是存放干電池的一個部件，其結(jié)構(gòu)主要有立式、臥式、 手操縱式、分離式。 本設(shè)計的驅(qū)動就輪采用了橡塑組合輪。 玩具中的輪子主要有三類，即全塑輪、全橡膠輪、橡塑組合輪。圖 是本設(shè)計中的控制凸輪，由于玩具飛機中對運動要求不高，凸輪廓線的設(shè)計主要考慮加工工藝性，廓線不要有太大的變化，以減少沖擊。 為了滿足玩具小的尺寸結(jié)構(gòu)，玩具齒輪齒數(shù)可以根據(jù)要求做得很少，一般小齒輪的齒數(shù)為 6~10。同時，為了使機構(gòu)外廓尺寸協(xié)調(diào)和結(jié)構(gòu)勻稱，相鄰兩級傳動比差值不宜過大。由電動機輸出軸 I 的 Z1 齒輪 ?軸Ⅱ的 Z2 齒輪 ?軸Ⅱ的 Z3 齒輪?軸Ⅴ的 Z6 齒輪 ?軸Ⅴ的 Z4 齒輪 ?軸Ⅵ的 5 齒輪，帶動同軸的主動輪旋轉(zhuǎn)。如盡量減少零件的個數(shù)以減少裝配的工作量，結(jié)構(gòu)盡量簡單以利于注射成型。 玩具機芯設(shè)計的基本要求 、外形設(shè)計相輔相成 機芯在玩具中不是一個完全獨立的部件，是為玩具的執(zhí)行機構(gòu)的主動件提供所需的旋轉(zhuǎn)運動，而執(zhí)行機構(gòu)的其他構(gòu)件安裝在機芯殼體或玩具的外殼上。 玩具電動機一般采用永磁式直流電動機。葉片與葉片座之間采用塑料銷定位，螺釘聯(lián)接的方式以固定。 圖 是本設(shè)計左、右外殼聯(lián)接柱的設(shè)計。 卡口、按扣配合主要利用塑料件的彈性，目前常用的兩種配合方式。本設(shè)計在直升飛機尾部采用相對較厚的設(shè)計，尾部側(cè)翼采用粘接的方法，而不是采用與外殼整體的形式，這樣在尾部側(cè)翼與外殼聯(lián)接處沒有應(yīng)力集中。 玩具設(shè)計也要“以人為本”，這是設(shè)計者應(yīng)追求的境界。例如大小、形狀差別不大的零件可以用不同的顏色區(qū)分，零件形狀盡量采用對稱結(jié)構(gòu)，盡量設(shè)計倒角、圓角結(jié)構(gòu)便于裝配。 電路結(jié)構(gòu)是指電動玩具中線路的連接、開 關(guān)與外殼的連接、電池箱與箱蓋的配合形式。 玩具結(jié)構(gòu)設(shè)計 玩具結(jié)構(gòu)是指把零件與零件、零件與部件組裝在一起的連接方式。對于 擋風(fēng)玻璃的處理，沒有采用原始直升飛機的貼圖方式，而采用設(shè)計不同零件的方法，加上半透明彩色擋風(fēng)玻璃，使其外觀更加完美。 ，根據(jù)貼合率進行調(diào)整，本設(shè)計中將曲面和點云的貼合距離控制在 范圍之內(nèi)。 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 7 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 玩具直升飛機點云 經(jīng)去雜點后的點云，需進行點云的三角化，為重構(gòu)曲面做準備。 基于逆向工程的電動玩具直升飛機的設(shè)計 6 逆向工程的基本流程 逆向工程與一般的正向設(shè)計流程不同，其主要流程如圖 所示。 作為一名優(yōu)秀的玩具設(shè)計人員，必須掌握多方面的文化知識，綜合考慮各種因素，才能設(shè)計出好產(chǎn)品。消費 者購買一架玩具飛機，首先考慮的是從其外形出發(fā)，若外形吸引顧客，才能留住消費者的目光，才會有購買的可能，功能的考慮往往是第二步。實質(zhì)上只是一輛玩具汽車的變形。波音飛機公司使用 CATIA完成了整個波音 777 的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個奇跡，從而也確定了 CATIA 在 CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地 位。 CATIA 簡介 法國 Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企業(yè)，其產(chǎn)品以幻影 2020和陣風(fēng)戰(zhàn)斗機最為著名。 。 科研機構(gòu)少，專業(yè)人員缺乏。 品牌自有率低，對外依附嚴重。玩具材料應(yīng)用上也有迅速發(fā)展， 電動玩具多為全塑型，表面采用曲面印刷、熱轉(zhuǎn)印、貼紙等工藝進行裝飾 ， 機芯 趨于標準化、系列化、小型化 ，使玩具重量減輕，噪聲減小，使用安全。不久意大利制成會冒煙的火車頭。 將逆向工程應(yīng)用于玩具開發(fā)設(shè)計，可以提升玩具品質(zhì)，縮短研發(fā)周期。 逆向工程作為一種高效的產(chǎn)品設(shè)計方法，可以顯著縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，改進產(chǎn)品質(zhì)量，在國外已廣泛應(yīng)用工程設(shè)計領(lǐng)域，國內(nèi)在汽車等行業(yè)有較普遍應(yīng)用，在玩具行業(yè)應(yīng)用不甚普遍。 20 世紀20 年代，德國生產(chǎn)出能發(fā)出汽笛聲的電動火車頭。玩具企業(yè)數(shù)量迅速增加，玩具品種趨向豐富，玩具數(shù)量急劇擴大。中國是玩具生產(chǎn)大國，但遠基于逆向工程的電動玩具直升飛機的設(shè)計 2 遠不是一個玩具強國。目前的大多數(shù)中國玩具企業(yè) ，其生產(chǎn)離新標準要求仍有不小的距離，各種質(zhì)量問題突出。 ，要生產(chǎn)同類產(chǎn)品，由于其外觀設(shè)計專利或 使用習(xí)慣上需要修改時，通過逆向工程形成完整的圖紙或模型，進行進一步的改進。 ，通常逆向工程可以方便地對快速原型制造的原形產(chǎn)品進行快速、準確的 測量，然后找出產(chǎn)品設(shè)計的不足，進行重新設(shè)計，經(jīng)過反復(fù)多次迭代使產(chǎn)品完善。其用戶群體在世界制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。 ，只是模型上像一架直升飛機，僅能實現(xiàn)在地面的直線移動，此型飛機結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)含量低。玩具外殼不論在南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 5 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 功能使用、產(chǎn)品造型、售后服務(wù)等方面均具有極其重要的地位。在造型上，兒童都喜歡夸張、可愛的形象，尤其動畫片、漫畫故事中的人物、動物會給兒童留下很深的印象，設(shè)計玩具外殼時要充分利用兒童作品的影響力，在不侵權(quán)的基礎(chǔ)上對這些形象加以改變，使容易接受。表面采用彩色貼圖的方式。 圖 是本課題經(jīng)三坐標測量機點云拍攝，且去除雜點后的外殼點云。 ，進行倒角，不至于出現(xiàn)重面、缺面。并將尾翼和側(cè)翼都加厚， 加厚至 厚度。本課題的曲面都是參數(shù)曲面，調(diào)整修改比較容易。 外型結(jié)構(gòu)是指除內(nèi)臟以外的各零件之間的配合形式，如外殼與外殼之間、外殼與底板之間、輪軸與底板之間、整個機芯與底板之間、動作執(zhí)行機構(gòu)與外殼之基于逆向工程的電動玩具直升飛機的設(shè)計 10 間。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要考慮 盡量采用容易辨別、減少需要判別的情況，減輕裝配強度，少出差錯，提高裝配效率。為便于模具的制造，設(shè)計者必須在了解制件的成形 (型 )工藝要求情況下，結(jié)構(gòu)上加以合理設(shè)計，以簡化模具結(jié)構(gòu)、減少開模工序、提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。例如，在玩具表面盡量不要設(shè)計單獨的凸面，以避免應(yīng)力集中引起凸面的折斷；有的位置加上彈簧進行緩沖保護。前四種配合形式主要用于低端的玩具設(shè)計中。本設(shè)計左、右外殼的聯(lián)接采用自攻螺釘?shù)穆?lián)接方式，簡化模具 。由于玩具沒有嚴格的流體力學(xué)要求，同時本設(shè)計的直升 飛機不做空間飛行，因此葉片未采用流線型設(shè)計。電動機將電池中的電能轉(zhuǎn)換為電機輸出軸的轉(zhuǎn)動，來驅(qū)動傳動系統(tǒng)使玩具產(chǎn)生動作。機芯設(shè)計的合理與否，直接影響玩具動作的可靠性。 盡量用較低的成本、容易加工的方法，制造出能滿足基本功能的機芯。 。 輪系設(shè)計時，按照“前大后小”的原則分配傳動比比較有利。 玩具齒輪的標準齒形不是常用的漸開線，而是類似于鐘表中應(yīng)用的圓弧 直線齒型，這種齒型加工工藝簡單，比漸開線齒型圓滑旋轉(zhuǎn)輕松。 基于逆向工程的電動玩具直升飛機的設(shè)計 18 (a)單一圓柱齒輪 (b)雙聯(lián)圓柱齒輪 圖 圖 玩具飛機之冠齒輪 圖 玩具飛機之蝸桿 控制凸輪設(shè)計 原地回轉(zhuǎn)動作在一定時間 間隔內(nèi)重復(fù)，采用機械的控制方法，用平面凸輪的廓線的變化實現(xiàn)。輪子的主要功能是帶動玩具的行走和裝飾，對輪子的基本要求是滿足使用功能，即能在支撐面上作純滾動；在滿足使用要求的基礎(chǔ)上，造型要美觀。結(jié)構(gòu)簡單、成本低，是目前用的最多的一種結(jié)構(gòu)形式。 圖 玩具飛機底盤部裝 底盤上的一些孔，主要是機械傳動軸過孔。 電極片分正、負極，由于大部分玩具都是用兩節(jié)電池并列串聯(lián)使用，所以經(jīng)常 把正、負級做成一體。 圖 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 23 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 踏板設(shè)計 本設(shè)計中有兩個相同的踏板，主要用于飛機非運動狀態(tài)下的放置，其結(jié)構(gòu)如圖 所示。 ，若發(fā)現(xiàn) 干涉情況，應(yīng)仔細查找原因，如果零件尺寸不符合要求，應(yīng)該重新建立零件數(shù)模。 2．由于受學(xué)科水平的限制，本課題所選擇的直升飛機還是一般型的，要將飛機做成比較高檔，應(yīng)該需要有更多、更復(fù)雜的運動，如直升飛機真正在空中的復(fù)雜路線的飛行、飛機的起降、空中停留，需要有電子學(xué)、計算機、流體軟力學(xué)的相關(guān)知識。 最后要感謝的是本人四年的同窗，在 資源共享方面給予很大的幫助。 6．加強玩具標準的制定與實施。對相關(guān)軟件的應(yīng)用有更深的理解。 圖 底盤、電池箱和機械傳動系統(tǒng)部件 整機裝配 將底盤、電池箱、機械傳動部分同直升飛機左右外殼裝配，并將踏板裝配到整機，如圖 、 分別是裝配后整機模型。 鉸鏈形式，一種在箱體和箱蓋上分別注出軸孔，再用鉛絲將兩者裝在一起；另一種常見的結(jié)構(gòu)，是在箱蓋上注出兩個插片，在箱體上開出插槽，再用卡扣配合。電池箱的結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)電池尺寸設(shè)計，本設(shè)計使用兩節(jié) 1 號作為動力源。 圖 玩具飛機之驅(qū)動輪 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 21 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊