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手電筒的創(chuàng)新設(shè)計-閱讀頁

2025-03-24 14:12本頁面
  

【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
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