基于单片机的护眼仪--结构设计.docx

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1、摘要在科技发达的今天，手机电脑等机械电子产品基本离不开我们的日常生活，在这种需要大量用眼的时代下，护眼仪就此诞生了。不同人的面部轮廓不同，但穴位分布基本一致，所以该护眼仪的设计的根本就是从穴位分布入手，在材料可以变形的基础上，迎合面部轮廓各不相同的人，在护眼仪的功能作用下，可以帮助锤炼眼部的视椎神经和调节视神经，缓解眼部疲劳，清除淤堵。本次设计以护眼仪结构为设计任务，此产品外形光滑简单，用UG三维软件绘制产品。在绘制过程中要考虑到结构尺寸与人体匹配度，根据需求选择生产上应用的材料。用Ug软件绘制完成后再使用CAD导出二维三视图，最后通过调查分析证明该护眼仪结构可行。关键词：UG、机械、结构设计

2、、CADAbstractToday,withadvancedtechnology,mechanicalandelectronicproductssuchasmobilephonesandcomputerscannotbeseparatedfromourdailylife.Inthisera,whichrequiresalotofeyes,eyeprotectorswereborn.Differentpeoplesfacialcontourisdifferent,butthedistributionofacupointsisbasicallythesame,sothedesignoftheeye

3、protectioninstrumentisbasedonthedistributionofacupoints.Onthebasisofthedeformationofmaterials,itcaterstodifferentpeoplewithdifferentfacialcontour.Underthefunctionoftheeyeprotectioninstrumentalcanhelptotraintheopticnerveandregulatetheopticnerveoftheeye,relievethefatigueoftheeye,andremovetheblockage.T

4、hisdesigntakestheeyeprotectorstructureasthedesigntask.Theproductissmoothandsimpleinappearance,andtheproductisdrawnwithUG3Dsoftware.Intheprocessofdrawing,thematchingdegreeofstructuresizeandhumanbodyshouldbeconsidered,andthematerialsusedinproductionshouldbeselectedaccordingtothedemand.Afterthecompleti

5、onofdrawingwithUGsoftware,wecanuseCADtoexporttwo-dimensionalthreeviews.AtIastJhroughinvestigationandanalysis,thestructureoftheeyeprotectorisprovedtobefeasible.Keyword:UG,Mechanics,structuraldesign,CAD目录1绪论11.1 研究背景及意义11.1.1 研究背景11.1.2 研究目的及其意义11.2 国内外研究状况21.3 未来发展趋势21.4 研究的主要内容和目标21.5 本章小结32护眼仪的总体设计

6、32.1 概述42.2 护眼仪的设计要求42.2.1 护眼仪规格参数要求42.2.2 使用方式42.2.3 工作原理52.3 护眼仪的总体方案52.3.1 护眼仪的组成52.3.2 护眼仪的整体结构图63护眼仪各部件材料的分析及选型63.1 护眼仪主体外壳73.2 印制电路板83.3 开关按键83.4 松紧带93.5 按摩触头103.6 眼镜片墨镜103.7 被铁硼磁石114生产时塑件工艺分析124.1 概述124.2 工业塑件结构分析134.3 塑件的工艺分析134.4 塑件质量与体积的计算144.5 分型面的选择154.6 塑料成型设备的选取165结束语175.1 设计总结185.2 设计

7、难点185.3 设计创新点185.4 展望19参考文献20致谢20附录21附录121附录222附录31绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景根据有关部门的调查显示，失明的盲人超过五百万，视力低下者超过六百万，幼儿与青少年斜弱视超过一千万。中国的近视发病率已经从90年代初开始逐步攀升，截止到目前，位居世界第一。按照目前最新公布的数据显示，我国青少年的近视发病率已经超过了40%,本科及大专院校的学生近视率远超70%。我国青少年近视发病率超过40%已经处于较高比例，但该近视的发病率比例还会继续呈现上升趋势，尤其是在这种如同野兽的都市化与现代化进程下。我国的近视人数已经超过总人U比例的35%,

8、呈现出某种函数上升的趋势。导致近视的原因非常之多，在处于生长发育的时期，用眼过度与近视的发生有脱不开的关系，大部分人在看书时眼睛靠的很近，或者大部分时间在看电视或者电脑，这种情况下近视的概率就会变的非常大。其次大部分情况下，长期持续收缩的眼球内的睫状肌，导致后面进一步发展为更严重的近视，正是因为连续长时间的用眼，眼睛酸楚疲劳。在近视日益增长的年代，可见护眼仪对于现阶段社会护眼的重要性。1.1.2 研究目的及其意义在如今的快节奏社会下，对于我们学生来说，如果发生近视，就需要比同年龄段的学生多付出更多的努力，近视会导致眼睛看东西模糊甚至是眼睛干涩酸痛，让学生难以集中注意力以及产生各种各样的负面情绪

9、，很容易会让学生失去学习乐趣甚至是厌学，即使处于学习的状态，效率也是大打折扣。除此之外，在升学的时候会有很多专业对视力上做要求，因为近视而被报考专业拒之门外的，每年都是数不胜数，所涉及到的专业各种各样，触及多方面的领域，对学生的职业规划影响巨大。然后，对于上班族来说，近视会使其工作效率直线下降，长期的工作没状态，会让领导心目中的形象大打折扣，随着时间推移，也可能会失去工作。对于有些岗位，工作者自身形象也是有相当高的要求，所以近视也同样影响着求职者的未来规划。对此为了能够缓解不同年龄阶段的人们的用眼疲劳，护眼仪的设计就变得尤为重要，该产品也会逐渐成为某些人群的生活必需品。1.2 国内外研究状况目

10、前，国外发达国家护眼仪及护眼产品发展迅速，像日本的松下电器，美国西屋等品牌，在护眼仪领域已经具有了专门的生产体系和系列护眼产品专利。我国在护眼仪器的领域相对于发达国家来说，技术和视觉研究上都远远不如他们，所以制造出来的护眼仪体验舒适度上，效果没有国外这么的好。我国在对视觉研究上起步较晚，在视觉领域上专心研究单位部门都很少，许多的护眼仪程序技术都取自于国外，一些精密的零部件也都依靠外国进口。目前来说程序功能是大多数公司注意的重点，大部分的护眼仪都能做到震动和热敷的功能，但是在蓝牙，移动数据等功能里，产品效果并不是十分理想，因此在护眼仪当中让功能变得更多也是研究的一个重点。如果要提升人们使用电子产

11、品的体验感，设计出更好更优质的产品是不可或缺的，就护眼仪而言，如果能在目前的基础上加入更多的功能，让设计更加美观，提高舒适度，那么人们的生活质量都会有所提高。1.3 未来发展趋势在这种科技与经济迅速发达的时代下，各行业竞争都变得十分剧烈，在这种情况下，有越来越多的人会开始倾向于提高生活的品质，将目光更多的注重于产品的质量和体验效果上。所以，面对这样的趋势，相应的护眼方面的电子产品想要脱颖而出，必须要注重产品质量和品质。在现代社会，电子产品种类越来越多，人们也越来越依赖电子产品的使用，这又导致了，电子产品种类的增加，形成一种正反馈的趋势。目前的市场下，外观精美操作简单的护眼仪是十分热门的选择，护

12、眼仪的需求也会跟电子产品的增长成正比。未来的趋势下，就看哪家企业能够在技术上有革新突破，例如对空间的把控，如果能将护眼仪体积和重量缩小，那么护眼仪可能在未来会更加地趋向小体积、多功能。护眼仪的市场前景会变得非常好，我个人也是十分期待。1.4 研究的主要内容和目标本课题是要设计一个单片机护眼仪的结构，其优点是具有占用空间小、重量轻、制造简单、功能实现简单快速等。其中，护眼仪结构的产品主要有：A、护眼仪结构主体B、铉磁石C、松紧带D、开关按键等，本次所设计的护眼仪会尽量满足以下的标准：1、能够长期使用，并且功能稳定；2、外壳对护眼仪本体有保护作用，使用过程中不易摔坏；3、外观简单整洁，所使用材料对

13、环境与人体都没有污染；其主要的研究内容有：研究国内外护眼仪的技术现状，发展的过程以及目前存在问题等情况;研究护眼仪的工作原理及工作用途；护眼仪外观结构设计，包括外型结构及其材料选择；护眼仪结构材料的选型及设计；1. 5本章小结本章主要是介绍了护眼仪的背景和国内外的研究，通过分析其研究背景和发展过程，了解了国内外市场的趋势，并确定护眼仪技术如果想要成熟，确实是需要投入大量精力与时间的。对此这些资料都作为本次设计的参考，为后面的制作做好了充分准备。2护眼仪的总体设计2. 1概述护眼的结构分为，墨镜片，主体外壳，松紧带，开关按键，磁石触头。2.2 护眼仪的设计要求2 .2.1护眼仪规格参数要求参数规

14、格输入电压AC 100 至240V50或60HZ额定电压DC 5V额定电流1.0A额定功率5.0W使川环境远离强电（磁）场，大气压力：76kPa106kPa 温度：-OC+50C;和对湿度：注：电源适配器应获得“CCC”认证2.2.2使用方式图2.1护眼仪使用开关图2.1是为护眼仪设计的三个开关，模式分别为onoff,变换模式，频率调节。打开开关时，单片机马达会让整个护眼仪震动，可通过频率调节开关调节频率，也可通过变换模式按钮将功能变换为热敷。3 .2.3工作原理开关按键与单片机前部三个按钮（onoff,变换模式，频率调节）相连，按下对应的开关会触发单片机所对应的程序实现功能。2.3 护眼仪的

15、总体方案2.3.1护眼仪的组成护眼仪对于人机工程的指标要求很高，所以必须要慎重、严格地对其制作工艺及材料进行选择。市场中一些护眼仪会在与鼻子贴合的部分设置相应罩体，该罩体的凹部会让护眼仪与人体眼球和鼻子产生一定距离，护眼仪主体外壳如果无法直接解除鼻子和眼睛，在使用时对眼球和鼻子的承重上减小负荷，避免了使用后眼睛会有朦胧不清的感觉，但市场的设计对模具的成型要求高增加了生产成本。而该设计则是直接选择取消罩体，将鼻子外露，从而减少模具制作的成本。整个护眼仪采用模块组合式，由墨镜片，主体外壳，松紧带，开关按键，磁石触头组成。其中手指状按摩触头是最主要的部分，此触头用高纯度硅胶制成，具有很强的延展性，对人体舒适度极高，在触头里镶嵌铉铁硼磁石，该材料磁通量最佳，可根据不同频率而产生需要的按摩效果。2.3.2护眼仪的整体结构图图2.2护眼仪正视图图2.3护眼仪侧视图图2.2和图2.3是本此设计的护眼仪的结构图的正视图以及侧视图。由图可知，该设计的简单，外观饱满，具有流线型的特质。由于护眼仪结构比较注重密封性和对人体的舒适性，所以细节方面必须得严谨对待。3护眼仪各部件材料的分析及选型材料的选择优劣在人机工程学上有极大的差别，选用的材料如果不妥将会