毕业设计论文基于ProE的手机充电器外壳设计.doc
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1、基于Pro/E的手机充电器外壳设计 基于Pro/E的手机充电器外壳设计作者姓名: 专业名称:机械设计与制造指导教师:34摘 要计算机仿真设计是制造业中的新型手段,是应用电子计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性比较逼真的模仿。它是一种描述性技术,是一种定量分析方法。通过建立某一过程和某一系统的模式,来描述该过程或该系统,然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻画系统的特征,从而得出数量指标,为决策者提供有关这一过程或系统得定量分析结果,作为决策的理论依据。运用计算机软件对运动和动力学仿真分析,从而验证、修改、优化设计方案,使得以前需要组织研究团队,进
2、行复杂设计计算,制造物理样机验证结果的设计过程大大简化,节约成本。下面我们通过proE对手机充电器外壳进行结构设计、参数设计及三维建模。关键词:三维建模 仿真技术AbstractComputer simulation design is new in manufacturing, which means to apply a computer system structure, function and behavior and participation of control system for dynamic process of thinking and behavior of com
3、parative lifelike imitation. It is a descriptive technology, is a kind of quantitative analysis method. By establishing a process and a system model, to describe this process or the system, then use a series of purpose, conditional computer simulation experiment to depict the system characteristic,
4、thus draws quantitative index for decision makers with this process or systems quantitative analysis results, as decision theory basis.Using computer software means of movement and dynamics simulation, which testified, modify, optimizing design scheme, making that need to be organized research team,
5、 before the complex design calculation, manufacturing physical prototype design of the results of the validation process, saving cost greatly simplified. Below we through the pro E of cell phone charger shell structure design, parameter design and 3d modeling.Key words: 3d modeling,The simulation te
6、chnology目 录摘 要IAbstractII目 录III前 言1绪 论21 手机充电器简介22 电话的市场调研43 手机充电器的市场走向51 材料的选取1011ABS树脂的性质101.2 ABS树脂的材料展望101.3 ABS树脂的管材的特点112 面底壳的设计132.1 止口线的制作132.2 螺丝柱的结构142.3 主扣分布162.4 接触头的滑槽的设计172.5 散热窗、贴主标的位置,支撑凸点的设计182.6 USB 的固定结构193 压盖的设计203.1 压盖装配位置的结构设计203.1 压盖装配位置的结构设计214 各部分的安装设计224.1 插头安装的设计224.2 PCBA
7、 板的固定结构224.3 接触头的安装254.4 压盖的安装254.5 充电器的整体视觉26设计总结27致 谢28参考资料29附 件30前 言光阴似梭,大学三年的学习一晃而过,为具体的检验这三年来的学习效果,综合检测理论在实际应用中的能力,除了平时的考试、实验测试外,更重要的是理论联系实际,如这一设计基于Pro/E的手机充电器外壳设计。在高速发展的现今社会手机成为我们必不可少的通讯工具,随着手机市场的高速发展,手机的配套设施也进入高速的发展,对其要求也越来越高,手机充电器面对激烈的社会竞争也需要不断地进步才能跟上时代的脚步。本次设计以手机充电器外壳设计主线,综合了手机充电器的结构设计、参数设计
8、三维图像生成。把以前学过的基础课程运用到本次设计当中来,所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外,同时引用了Pro/E等技术,使用Office软件,力求达到减小劳动强度,提高工作效率的目的。 计算机仿真设计是制造业中的新型手段,运用计算机软件对运动和动力学仿真分析,从而验证、修改、优化设计方案,使得以前需要组织研究团队,进行复杂设计计算,制造物理样机验证结果的设计过程大大简化,节约成本。下面我们通过proE对手机充电器外壳进行结构设计、参数设计及三维图像生成。由于实际经验和理论技术有限,设计的错误和不足之处在所难免,希望各位老师批评指正。绪 论1 手机充电器简介 手机充电器主要按照使用的方式进行
9、分类。手机充电器大致可以分为座式充电器、旅行充电器和车载充电器。 所有手机充电器其实都是由一个稳定电源(主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。座式充电器:这类充电器一般多为慢充模式,充电时间较长,大约为 45 小时。11 座式充电器旅行充电器:大多数手机标准配置中只有旅行充电器。旅行充电器和座式充电器对电池充电的效果是一样的。这类充 电器携带方便,对于经常出外旅行的人来说比较合适,它一般是快速充电方式,充电时间为 23 小时,旅行充电器基本 都具有充满自停的功能,对手机不会有任何不良影响。 1.2旅行充电器车载充电器: 这类充电器可以方便用户在汽
10、车上为手机充电。 其原理是采用汽车点烟器的电流电压 1224V, “车充” 经 内部电路进行稳压,整流滤波后,输出合适手机充电所需电压,对电池进行充电。车载充电器的一端插入点烟器,另一 端连接手机,一般充电电流较大,属快速充电,一般充电时间为 6090 分钟。 现在一些大城市的主要商场、饭店、车站出现了一种给手机充电的装置,叫做“街头手机充电器” ,这种装置有一人多 高,分布有不同手机品牌的充电插头,只要把充电器上的小夹子往电池上一夹,再投进去一元硬币,您的手机就可以充 10 分钟的电,并可维持至少 5个小时的待机时间。 1.3 车载充电器 2 电话的市场调研 根据国家工业和信息化部在2011
11、年03月25日发布的全国电信业务统计显示,2011年2月,全国电话用户净增816.6万户,总数达到117229.4万户。其中,固定电话用户减少94.0万户,移动电话用户净增910.6万户。 1.固定电话用户:1-2月份,全国固定电话用户减少91.8万户,达到29346.5万户。固定电话用户中,无线市话用户减少172.6万户,达到2690.6万户,在固定电话用户中所占的比重从上年底的9.7%下降到9.2%。2008-2011年固定电话用户各月净增比较21 08-11年固定电话用户各月净增比较2.移动电话用户:1-2月份,全国移动电话用户累计净增1982.6万户,达到87882.9万户。移动电话用
12、户中,3G用户净增893.8万户,达到5598.9万户。2008-2011年移动电话用户各月净增比较22 08-11年移动电话用户各月净增比较3 手机充电器的市场走向手机业务优势凸显,一方面因手机有方便快捷的天然优势,另一方面得益于去年以来手机单向收费等资费优惠政策的全面实施。此外,第三代移动通信即3G试商用,手机报、手机电视等新鲜业务的推出,也吸引了更多人使用手机。”工业和信息化部运行监测协调局负责人说,这些数据显示手机“环保节能充电器”有着无限商机。21世纪是一个信息和经济的时代,人们钟爱出行、旅游,商业人士更是奔波世界各地,由于不同型号的手机需专一的配套充电器,出门在外关键时刻,遇到手机
13、没电,不是没有充电器,就是无电源可充。日常生活中使用手机,尤其是为了追赶潮流经常换手机的人们,一定都会为了有很多的手机充电器发愁,手机换新的了,以前的手机充电器留也不是、扔也不是,就算是狠心扔了,还是会觉得可惜、浪费了,这都是因为不同的手机充电器的技术指标和接口不同。就是在这样的市场需求之下,公司成功的研制开发出了适合市场上任何型号手机的万能充电器,该产品即充即用、携带方便。目前,就拥有6亿用户的庞大市场消费潜力,且随着手机用户不断的增加而上升。有预测称,2010年全球手机用户将达33亿用户,相对现在的实际情况,需求方面还有较大的空间,同时手机市场的看好促进通讯配件尤其环保节能手机充电器市场前
14、景非常乐观。锂离子电池本身的良好特性,使得其在便携式产品中(手机、笔记本电脑、PDA等)的应用越来越广泛,用于锂离子电池的充电器在设计和功能上也日趋完善。现在主要介绍了锂离子电池手机充电器的市场现况、发展前景,以及目前流行的电路设计3.1 锂电池锂离子电池具有较高的能量重量比和能量体积比,无记忆效应,可重复充电次数多,使用寿命较长,价格也越来越低。它的这些特点促进了便携式产品向更小更轻的方向发展,使得选用单节锂离子电池供电的产品也越来越多。锂离子电池的不足之处在于对充电器的要求比较苛刻,对保护电路的要求较高。其要求的充电方式是恒流恒压方式,为有效利用电池容量,需将锂离子电池充电至最大电压,但是
15、过压充电会造成电池损坏,这就要求较高的控制精度(精度高于1)。另外,对于电压过低的电池需要进行预充,充电终止检测除电压检测外,还需采用其他的辅助方法作为防止过充的后备措施,如检测电池温度、限定充电时间,为电池提供附加保护。由此可见实现安全高效的充电控制成为锂离子电池推广应用的瓶颈。锂电池充电器的基本要求是特定的充电电流和充电电压,从而保证电池安全充电。增加其它充电辅助功能是为了改善电池寿命,简化充电器的操作,其中包括给过放电的电池使用涓流充电、电池电压检测、输入电流限制、充电完成后关断充电器、电池部分放电后自动启动充电等。所有或者部分这些功能都可以在充电芯片中实现,当然,也可利用ASIC、分立
16、器件、或在微处理器的基础上用软件实现。目前,市场上手机充电器种类繁多,但其中也有很多质量低劣的不合格产品。在去年产品质量国家监督抽查结果中,将近40的厂家生产的充电器不合格。其主要问题出现在: 与交流电网电源的连接,电源端子骚扰电压,辐射骚扰场强和充电电压几个方面。另外,一些产品的低温性能、额定容量、放电性能、安全保护性能等方面存在质量问题。这些质量问题会影响到手机的正常使用,还会影响手机的使用寿命,严重时还可能伤害消费者。现在市场上发现有一些假冒伪劣手机电池便携式充电器。这些充电器由于价格非常低,携带方便,有许多手机用户更愿意使用这些充电器来对电池进行充电。劣质充电器实际上就是一个没有安全保
17、证的简易变压器,由于内部缺少保护电路等保证安全的零配件,因而重量较原装品轻很多。但实际上,由于现在的手机电池多采用锂离子电池或镍氢电池作电芯,对充电器的电压、电流特性及安全保护有很高的要求。这些假冒伪劣充电器由于设计简单,采用劣质材料,加工手段粗糙,对手机电池的性能和寿命有很大损害。没有保护电路的充电器,由于不能保证充电时电流的稳定,因而会有烧坏电池甚至爆炸的危险。手机充电器的市场走向1. 目前,手机充电器可分为单槽形状和双槽型充电器,单槽形充电器正在受到双槽形的攻击。双槽形充电器除了具有慢速充电、快速充电、放电及镍镉、镍氢电池兼充的标准功能外,还有部分产品带有自动温度控制与电压控制,严防过充
18、的新功能,因而消费者应将倾向于选择双槽型充电器。2. 随着手机种类的日益增多,各种充电器因机型不同,电源端口的大小也不相同,从而不能互换使用,给消费者带来了不便。标准型充电器,是指可以连接所有手机底端电源插座(端口)的充电器。而且,生产的手机的电源端口将统一为适用于标准充电器的规格。这样,消费者将不必在每次换手机时同时购买新的充电器。由此可见,充电器在从坐式向便携式、双槽式等方向发展的同时,也开始向标准化、通用化的方向发展。3. 手机充电器的待机耗电量的降低逐步成为充电器的设计过程中的一个重要环节。相比于以前的充电器,今后生产的产品将会在各项功能完善的同时进一步降低本身的待机耗电量。为了达到这
19、一目标,可以设计一个判断AC适配器是否连接负荷(手机)的IC,当未连接负荷时,将AC适配器的直流输出方(2级电路)切换到高阻抗电路上。通过采取这一措施可以大幅减少待机时2级电路的消耗电流(可以达到数十A)。另外,还可以在输入交流100V方(1级电路)中设置切换电路。在未连接负荷时,通过开关切换电路来减少供应给直流输出方(2级电路)的功率从而减少耗电量。4.现在市场上的大部分充电器,只是针对锂电池或镍氢电池充电的,但是随着市场的发展,自动识别两种电池而进行相应的充电进程的充电器正在逐步占据主流。可以自动分辨锂电池或镍氢电池的座充能“防止将锂电放电的错误动作”,如果在充锂电池时不小心按到了座充上的
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