【正文】 市場調(diào)查 手電筒的歷史 手 電筒，是一種手持式 電子照明 工具。雖然是相當簡單的設(shè)計，它一直遲至 19 世紀末期才被發(fā)明，因為它必須結(jié)合電池與 電燈泡 的發(fā)明。 手電筒的發(fā)明 現(xiàn)代文明的確應(yīng)感謝 美國 發(fā)明家 托馬斯 然而，康拉德 休伯特下班回家，一位朋友自豪的 向他展示了一個閃光的花盆。電門一開，燈泡照亮了花朵，顯得光彩奪目。他有時在夜晚黑暗中走路，高一腳低一腳很不方便，就在不久前他還不得不提著笨重的油燈到漆黑的地下室找東西。 手電筒的發(fā)展 移動照明工具的發(fā)展可追溯至人類社會發(fā)展的初期 ——原始社會。移動照明工具經(jīng)歷過無數(shù)的變革，出現(xiàn)過火把、油燈、蠟燭、煤油燈到白熾燈泡手電、氙氣燈泡手電，發(fā)展到現(xiàn)在琳瑯滿目的 LED手電等。油燈用油從動物油改為植物油，最后又被煤油取代。 在使用油燈照明的同時，人類仍然在尋找其他的移動照明方法。到了 18世紀，出現(xiàn)了用石蠟制作 的廣東南方職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 7 頁 共 32 頁 蠟燭 ，并且開始用機器大量生產(chǎn)?；鸢?、蠟燭、油燈、煤氣燈這些可移動照明工具，都沒有離開火，都是靠物質(zhì)燃燒發(fā)出的光來照明的。廣東南方職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 8 頁 共 32 頁 雛形 ： 圖 2－ 1老式手電 愛迪生發(fā)明燈泡， 法拉第 發(fā)明電池，發(fā)明了真正意義上的手電。直到六十年代后期， 隨著堿性電池的出現(xiàn)， 手電的 “照明功能 ”才算完成。電池采用大號堿 性電池，容積大但續(xù)航能力不高。 廣東南方職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 9 頁 共 32 頁 第二代手電 : 圖 2－ 3納麗德 T6A 特征：燈泡充入保護氣體 +高性能電池，以鋁合金作為外殼材料 的 第二代手電，無論在性能還是外觀方面都有了全新的突破。以鋁合金作為外殼材料， 表面采用氧化處理工藝，工藝精細，外觀精美，色彩豐富，質(zhì)感頗佳。 第三代手電 ： 圖 2－ 4LED手電 特征：全新發(fā)光技術(shù)的應(yīng)用 ——LED。第三代手電最主要的特征是采用了 LED燈泡，由于 LED本身結(jié)構(gòu)的原因，可靠性更好。 第四代手電 圖 2－ 5myTorch智能手電 特征：內(nèi)置 開放式可編程智能控制 芯片 ，可通過專用軟件自定義發(fā)光模式——智能手電。 廣東南方職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 11 頁 共 32 頁 （ 1） 多變幻 LED光源可利用紅、綠、籃三基色原理，在計算機技術(shù)控制下使三種顏色具有 256級灰度并任意混合，即可產(chǎn)生 256256256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。 （ 3） 高新尖 與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比， LED光源是低壓微 電子 產(chǎn)品，成功融合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、 圖像處理 技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是 半導(dǎo)體 光電器件 “高新尖 ”技術(shù)，具有在線編程，無限升級，靈活多變的特點。 （ 2） 看燈泡，燈泡熄滅的情況下，肉眼是很難區(qū)分它的好壞的，可以在點亮的情況下看燈泡的一致性。 （ 4） 看亮度，好的 LED手電筒亮度高，衰減速度慢。我選擇的是鋁合金外殼，美觀大方。根據(jù)手頭的寬裕程度，可以選擇不同品牌手電。 廣東南方職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 13 頁 共 32 頁 第 3章 設(shè)計應(yīng)用技術(shù) —— LED 的構(gòu)成和相關(guān)知識 LED（ Light Emitting Diode），主要由支架、銀膠、芯片、金線、環(huán)氧樹脂五種物料所組成。據(jù)分析，LED的特點非常明顯，壽命長、光效高、低輻射與低功耗。將 LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及 T5三基色熒光燈 進行對比，結(jié)果顯示：普通白熾燈的光效為 12lm/W，壽命小于 2021小時，螺旋節(jié)能燈的光效為 60lm/W，壽命小于 8000小時， T5熒光燈則為 96lm/W，壽命大約為 10000小時，而直徑為 5毫米的白光 LED光效理論上可以超過 150lm/W，壽命可大于 100000小時。然而， LED燈的工作原理使得在大功率 LED照明行業(yè)里散熱問題變得非常突出，許多 LED照明方案不夠重視散熱，或者是技術(shù)水平有限，所以目前量產(chǎn)的大功率 LED燈普遍存在實際使用壽命遠遠 不如理論值，性價比低于傳統(tǒng)燈具的尷尬情況。 大功率 LED，一般指大于 ，這一點不同公司內(nèi)部也會有不同的標準，因為目前在大功率 LED領(lǐng)域還沒有形成大家一致認可的行業(yè)標準。小功率一般是 。市面上的手電筒一般是用草帽頭做的。現(xiàn)在就擔(dān)心有些廠家不重質(zhì)量，拿的次品 LED做電筒，用不了多久就有死燈。光通量用符號 Φ表示，單 位為流明（ lm）。不同光源發(fā)出的光通量在空間的分布是不同的。 1 cd = 1 lm/1 sr （ sr： 立體角 的球面度單位）。單位為坎德拉 /平方米 [cd/m2]，符號為 L，表明發(fā)光體在特定方向單位立體角單位面積內(nèi)的光通量，它等于 1平方米表面上發(fā)出 1坎德拉的發(fā)光強度。 （ 5） 顯色性 (Color rendering property) 原則上，人造光線應(yīng)與自然光線相同，使人的肉眼能正確辨別事物的顏色，廣東南方職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 15 頁 共 32 頁 當然，這要根據(jù)照明的位置和目的而定。通常叫做 顯色指數(shù) （ Ra） 。Ra值的確定，是將 DIN6169標準中定義的 8種測試顏色在標準光源和被測試光源下做比較，色差越小則表明被測光源顏色的顯色性越好。 的發(fā)光原理 LED（ Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的 半導(dǎo)體 器件，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。半導(dǎo)體芯片由兩部分組成，一部分是 P型半導(dǎo)體 ，在它里面 空穴 占主導(dǎo)地位，另一端是 N型半導(dǎo)體 ，在這邊主要是電子。當電流通過 導(dǎo)線 作用于這個芯片的時候，電子就會被推向 P區(qū)，在 P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED發(fā)光的 原理。 圖 3－ 1LED發(fā)光原理 技術(shù)的應(yīng)用 鑒于 LED 的自身優(yōu)勢，目前主要應(yīng)用于以下幾大方面： （ 1） 顯示屏 、交通訊號顯示光源的應(yīng)用 LED 燈具 有抗震耐沖擊、光響應(yīng)速廣東南方職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 16 頁 共 32 頁 度快、省電和壽命長等特點，廣泛應(yīng)用于各種室內(nèi)、戶外顯示屏，分為全色、雙色和單色顯示屏，全國共有 100 多個單位在開發(fā)生產(chǎn)。 （ 2） 汽車 工業(yè)上的應(yīng)用汽車用燈包含汽車內(nèi)部的儀表板、音響指示燈、 開關(guān) 的背光源、閱讀燈和 外部的剎車燈、尾燈、側(cè)燈以及頭燈等。 1987年，我國開始在汽車上安裝高位剎車燈 。此外，在汽車儀表板及其他各種照明部分的光源，都可用超高亮度發(fā)光燈來擔(dān)當，所以均在逐步采用 LED 顯示。近 幾年內(nèi)會形成年產(chǎn) 10億元的產(chǎn)值， 5 年內(nèi)會形成每年 30 億元的產(chǎn)值。 LED是手機關(guān)鍵器件，一部普通手機或小靈通約需使用 10只 LED器件，而一部彩屏和帶有照相功能的手機則需要使用約 20只 LED器件。目前我國 手機生產(chǎn)量很大，而且大部分LED背光源還是進口的，對于國產(chǎn) LED產(chǎn)品來說，這是個極好的市場機會。目前直接目標是 LED光源替代白熾燈和熒光燈，這種替代趨勢已從局部應(yīng)用領(lǐng)域開始發(fā)展。我國也于 2021年投資 50億大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保的半導(dǎo)體照明計劃。 圖 3－ 3LED燈具 （ 6） 家用室內(nèi)照明的 LED產(chǎn)品越來受人歡迎， LED筒燈 ， LED天花燈 ， LED日廣東南方職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 19 頁 共 32頁 光燈 ， LED光纖燈已悄悄地進入家庭！ 的優(yōu)缺點 LED的內(nèi)在特征決定了它具有很多優(yōu)點，諸如： 一 、體積小 LED基本上是一塊很小的芯片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常小，非常輕。一般來說 LED的工作電壓是 ，工作電流是 ；這就是說，它消耗的電能不超過 ，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能近 80%。它為固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、 光衰 等缺點，在恰當?shù)碾娏骱?電壓下，使用壽命可達 6萬到 10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長 10倍以上。 五、環(huán)保 LED是由無毒的材料作成，不像 熒光燈 含水銀會造成污染，同時 LED也可以回收再利用。燈體內(nèi)也沒有松動的部分，使得 LED不易損壞。 八、技術(shù)先進 廣東南方職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 20 頁 共 32頁 與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比， LED光源是低壓微電子產(chǎn)品。 但 LED技術(shù)還有一些 缺點 ： 第一點 ， LED發(fā)光二極管已被全球公認為最高效的人造照明技術(shù)。由于其高能效，人們普遍認為用 LED燈取代傳統(tǒng)的燈泡、熒光燈是一種非常環(huán)保的做法。在該校社會生態(tài)學(xué)系和公共健康項目共同進行的這項研究中，他們分析了市場上常見的圣誕樹彩燈組中的紅色、黃色、綠色和藍色的 LED燈，其中既包括高亮度 LED，也包括低亮度產(chǎn)品。其中，部分 LED燈的有毒元素含量已經(jīng)超過了監(jiān)管部門制定的標準。 實際上在美國加州法律中，絕大多數(shù) LED燈都已經(jīng)被明確定義為有毒垃圾，如果使用普通填 埋的辦法處理將會污染土壤和地下水。但至今，無論各國政府還是民眾都對 LED燈的環(huán)境和健康危險知之甚少。簡單的說，大家應(yīng)該清楚，雖然 LED的能效非常高，但它絕非完全環(huán)保的選擇，只是蘊含的潛在危險和其他照明技術(shù)不同罷了。所以LED燈的散熱一定要好。而LED白光形成主要是靠 450455NM波長藍光激發(fā)熒光粉，其中波長越低擊發(fā)能力越強，通常 LED的波長出廠控制在 500NM之內(nèi)，即 450455NM，或 455460NM，屬于傷害最強的區(qū)段，如果波長變大，那么激發(fā)熒光粉 的能力就下降，效率降低。 所以 LED燈具在道路交通的 LED導(dǎo)航指示、 LED路燈、 LED臺燈的使用上具有一定的不利因素，容易讓人在使用過程中產(chǎn)生頭暈眼花、不舒服的感覺，甚至長期使用會變成眼晴傷害，使得患眼病的機率會有所提高。運行在 Windows 7操作平臺下。如圖 廣東南方職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 23 頁 共 32頁 實驗步驟 首先，新建文件，類型“零件”，子零件“實體”。工業(yè)設(shè)計是在人類社會文明高度發(fā)展過程中，伴隨著大工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)、藝術(shù)、和經(jīng)濟相結(jié)合的產(chǎn)物。產(chǎn)品設(shè)計的出發(fā)點和歸宿是以促進人的全面發(fā)展為導(dǎo)向，不斷的滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)的和精神的需要。也是把握市場、消費者心理和喜好的關(guān)鍵；是成為優(yōu)秀設(shè)計所必經(jīng)之路。整個設(shè)計是從這些信息的基礎(chǔ)上建立出來的，充分考慮了外觀造型、用戶的喜好、操作心理及現(xiàn)代的設(shè)計思想和流行方式等問題。 2. 造型與功能完 美結(jié)合，形態(tài)銜接流暢，功能細節(jié)細致和諧。 4. 本次設(shè)計最大的創(chuàng)新是通過各個部件的結(jié)構(gòu)變型而變換功能，使一盞手電筒額外具有臺燈和床頭燈的功能。產(chǎn)品外觀的設(shè)計也需要同相關(guān)技術(shù)結(jié)合，從技術(shù)上進行完善和實現(xiàn)。本次設(shè)計是在余國惠老師的精心指導(dǎo)下完成的，老師為我們創(chuàng)造了很好的學(xué)習(xí)環(huán)境和交流機會，從論文的選題，理論研究，方法的選擇到論文完成的整個過程，處處浸透著老師的心血和汗水。老師淵博的知識，較高的學(xué)術(shù)水平，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度使我受益匪淺，而且這些收獲會對我以后的工作和學(xué)習(xí)起到很大的指導(dǎo)和教育作用。畢業(yè)設(shè)計中和同學(xué)們的積極討論，共同研究，互相幫助，對我的論文的完成起到了很好的