电脑机箱设计中新型节能方式的探讨

华中农业大学楚天学院本科毕业论文文献综述分类号 密级华中农业大学楚天学院本科毕业论文 电脑机箱设计中新型节能方式的探讨 Computer case design new energy-saving way discussed学生姓名：操 捷学生学号：082505033学生专业：工业设计指导教师：陆 超华中农业大学楚天学院艺术设计传播学院二一二年五月目 录 摘要2 关键词2 Abstract3 Key words3 前言41. 绪论4 1.1 机箱结构41.2 机箱作用51.3 机箱发展现状5 1.4 机箱设计理念5 2. 电脑机箱设计中新型节能方式的探讨5 2.1整体封闭性5 2.2屏蔽电磁辐射5 2.3 散热与屏蔽性能62.4 金属接触节能63. 毕业设计作品分析63.1机箱设计要素分析6 3.1.1风道分析6 3.1.2结构分析6 3.1.3节能分析63.2设计理念73.3确定整体设计方案7结语9参考文献10致谢11电脑机箱设计中新型节能方式的探讨摘 要随着互联网的发展和高端技术的进步，现代人的生活与电脑越来越密切了，无论是工作. 学习还是娱乐，电脑成了人们生活中必不可少的一部分。电脑周边产品的个性化设计，现代化功能和创新风格如同一泓清澈的小溪悄悄的流入了人们的学习和生活之中，在个性化的设计逐渐普及时，各种新型材料的出现把产品的设计向前推向了一个新的高度。人们在追求简约，个性化的同时更加重视低碳环保。 本次设计主要研究电脑周边产品电脑机箱以及电脑机箱能源结合的设计，首先通过市场调查，确定了目前电脑机箱的市场需求和消费群体，根据现有电脑能源以及材料的分析来了解到人们对电脑机箱的需求。在设计中，最大限度的解决节能这一重要环节的问题。关键词 电脑机箱；设计；新型节能方式Computer case design new energy-saving way discussedAbstractWith the development of the Internet and high-end technology progress, the life of modern and computer more and more close, whether it be work. Learning or entertainment, computer become an indispensable part of peoples life. Computer peripheral products of personalized design, modern function and innovation style as a limpid stream quietly into the peoples study and life, in personalized design grew in popularity, all kinds of new materials in the product design forward to a new height. People in the pursuit of contracted, personalized and pay more attention to low carbon environmental protection. This design research computer peripheral products computer case and energy of the combination of the computer case design, first by market research, determine the current computer case market demand Key words Computer case；Design；New energy-saving mode前 言随着计算机在中国家庭的普及，机箱的设计从设计理念和制造材料上都发生了很大的创新，今机箱发展中的变化从侧面反应了个人电脑硬件系统发生的变化，而功能的变化则更加体现了消费者对个人电脑使用舒适性和人性化的要求。近年来，内部的全折边、免螺丝设计、防辐射弹片现在也已经成为机箱的标准功能配置，同时也方便了消费者的使用。各种实用的功能纷纷亮相在电脑机箱上，极大的扩展了机箱的功能。相信随着机箱产品同质化的愈演愈烈，机箱厂商一定会开拓出更多更实用的功能来满足消费者的不同需要。1. 绪论1.1机箱结构机箱结构是指机箱在设计和制造时所遵循的主板结构规范标准。每种结构的机箱只能安装该规范所允许的主板类型。机箱结构与主板结构是相对应的关系。机箱结构一般也可分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等结构。机箱作为电脑配件中的一部分，它起的主要作用是放置和固定各电脑配件，主要起承托和保护作用，电脑机箱具有电脑防辐射的重要作用，它不像CPU主板能提高电脑整体性能，往往不会在乎电脑机箱。从尺寸上来看BTX平台主板比ATX主板小。ATX则是目前市场上最常见的机箱结构，扩展插槽和驱动器仓位较多，扩展槽数可多达7个，而3.5英寸和5.25英寸驱动器仓位也分别至少达到3个或更多，LPX、NLX、Flex ATX则是ATX的变种，多见于国外的品牌机 ，国内尚不多见，而AT和Baby-AT是多年前的老机箱结构，现在已经淘汰； EATX和WATX则多用于服务器/工作站机箱；现在的大多数机箱都采用此结构；Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“迷你机箱”，扩展插槽和驱动器仓位较少，扩展槽数通常在4个或更少，而3.5英寸和5.25英寸驱动器仓位也分别只有2个或更少，多用于品牌机；而BTX则是下一代的机箱结构。1.2 机箱作用机箱的作用有三个方面：首先，它提供空间给电源、主机板、各种扩展板卡、软盘驱动器、光盘驱动器、硬盘驱动器等存储设备，并通过机箱内部的支撑、支架、各种螺丝或卡子夹子连接件将这些零配件牢固固定在机箱内部，形成一个集约型的整体。其次，它坚实的外壳保护着板卡、电源及存储设备，能防压、防冲击、防尘，并且它还能发挥防电磁干扰、辐射的功能，起屏蔽电磁辐射的作用。再次，它还提供了许多便于使用的面板开关指示灯等，让操作者更方便地操纵微机或观察微机的运行情况。1.3 机箱发展现状机箱的发展方向为智能化、人性化和个性化，在机箱的个性化方面，各大厂商更是各显神勇。有从材质上创新的，如金河田的皮革面板机箱等；有从面板或者侧板造型上创新的，如增加液晶显示屏、透明侧板、动物造型等，使机箱不再是以前的中规中矩、千篇一律的形象，成为家居生活中一道亮丽的风景线。说到个性化，不能不提及近年来十分盛行的MOD（机箱改造）。MOD始于国外，可是说他们是更加狂热的DIY爱好者，他们追求更多的是具有张扬个性的作品和自己动手的乐趣，这也从一个侧面反应出了广大消费者追求机箱个性化的作品和自己动手的乐趣，这也从一个侧面反应出了广大消费者追求机箱个性化的趋势和潮流。1.4 机箱设计理念机箱的外形是众多消费者考虑的重要因素之一，这有一点道理，满足人们对电脑家电化的需求，甚至可以成为家装的亮点。机箱的制作材料也是消费者考虑的重要因素之一。机箱的外壳通常是由一层1毫米以上的钢板制成，在它上面还镀有一层很薄的锌。内部的支架主要由铝合金条或者铝合金制成。好的机箱，外壳采用较厚的钢板，能承受较大的压力。同时外层和内部支架边缘切口平整圆滑，不会因为在装卸的时候不小心而把手划破。这里特别需要说明的是机箱的制作用塑料。一些高性能的机箱前面板都采用硬度很高的ABS工程塑料制作。这种塑料面板的优点就在于结实稳定，能长时间保持色泽，长期使用也不会开裂。2. 电脑机箱设计中新型节能方式的探讨2.1 整体封闭性封闭性好是防止磁场外泄的关键，封闭性好不仅仅是各个部件紧密接触，而是各个组成部分要互相连通，成为一个导体。如果各部分之间结合的很严密但是金属部分没有充分接触，也不能很好的屏蔽磁场。尤其是前面板是直接而对用户的一面，前置面板内的机架如果采用镂空设计对于用户而已是非常危险的。2.2 屏蔽电磁辐射 物理学上的电磁屏蔽指的是在一个由导体构成的相对封闭的空间内，外部磁场不能进来，而内部磁场又不能外泄，内外部磁场完全隔离的一种现象。比如有的时候为了防止某些天线受到外部磁场的干扰，使用导体材料制成一个外罩将天线封闭起来，导体材料的导电性能越好效果越好。机箱的五金结构以及防辐射性能大部分取决于机箱板材的材质和工艺，更关键的是封闭性是否严密。目前在市面上通用的机箱生产工艺一共有两种。一种是镀锌板；另外一种是普通冷轧板。这两种材质都是可以防辐射的，只是性能有一定差异。2.3 散热与屏蔽性能毫无疑问，机箱另一个主要性能就是散热，几乎没有一款密闭透风的机箱，而通风散热和防辐射是互相矛盾的，因此二者之间要有一个适当的平衡。机箱通风孔往往是引起电磁泄漏的一个重要因素。测试表明，当通风也的最大直径达到5cm时，屏蔽性能会下降60dB以上。同时如果采用六角型散热也可以有效增大散热面积而且还能保持节能的性能。2.4 金属接触节能在每个部件之间采用了绝缘处理，比如喷涂油漆，甚至全部喷漆，这将影响五金架构部件之间的金属接触，即使部件之间接触严密但是也可以通过喷涂层外泄，部件之间绝缘也阻止了等磁体的形成，事实表明，只要保证美观的而采用双面喷漆处理的机箱侧挡板会大大影响机箱的节能性能，这是因为双面喷洒会让导电板材导电性能下降。3. 毕业设计作品分析3.1 机箱设计要素分析3.1.1风道分析机箱风道即是空气在电脑机箱内流动的通道，包含有流动方向和风量两个要素，合理完善的机箱风道能够将机箱内几个发热大户（如CPU和显卡）堆积到机箱内的热量迅速排出到机箱外，并将冷空气重新补充进机箱，与外界空气形成对流，大大加强机箱的散热性，保持机箱内电子元件的凉爽工作环境，延长使用寿命，降低硬件故障的发生率和系统的不稳定性。机箱内的风道在机箱内基本上是采用的S型路线进行运转。3.1.2结构分析机箱是一个载体，机箱内部存在散热风道，机箱是防辐射的重要工具，要想设计出理想的机箱，机箱结构的分析是机箱设计的第一步。机箱设计之前，应该完全明白机箱的结构和机箱的风道运行原理。（如：图01）3.1.3节能原理一款高档的机箱会在钢板的表面通过特殊工艺镀上一层锌，锌层越厚就意味着防辐射能力越强。一般市场常见的机箱是基本上都是采用镀锌钢板，根据生产工艺以及镀锌量的不同，主要分为热浸镀锌钢板和电解镀锌钢板。热浸镀锌钢板的镀锌量要以达到每平方米45克以上，而电解镀锌钢板的镀锌量只有20克左右，热浸镀锌钢板对电磁波尤其是对低频电磁波具有更强的吸附性，同时具有更好的散热性和导电性，可有效低御电磁波。3.2 设计理念根据我的设计理念，结合机箱设计要素，本方案的设计原则为：1、 包含常规机箱所有常见的结构，保证各个电脑板卡的安装2、 充分考虑风道设计，保证风道顺通3、 在材料和装配方面保证最小的辐射效果4、 尺寸应该按照现有电脑配件为参照进行设计5、 零件应便于加工，能方便进行组装6、 目前IT技术的进步，为机箱的发展注入了更多的活力和内涵。本方案一改最初的那种外观和色调呆板、功能单一的“白铁盒”形象，无论在外观色彩、制作工艺、机箱材质，还是在多功能、扩展性等方面都有了质的飞跃，机箱的发展正朝着功能化、健康化、时尚化以及人性化方向发展。3.3 整体方案确定对于机箱整体的设计，需要根据设计目标，详细确定设计方案。据机箱结构设计要求、风道设计要求和节能设计要求，设计任务如下：1、 确定各电脑零件尺寸并手工绘制草图2、 根据草图进行三维建模3、 装配三维零件模型4、 形成必要的机箱零件图和总装配图5、 做出实体模型4. 结语综上所述，与众多计算机其它配件相比，由于机箱并不会对计算机性能带来直接影响，随着目前板卡类产品的调价以及不同计算机性能方面很难有质的飞跃的情况下，个性化、多功能化、时尚化、节能化的机箱产品逐渐成为消费者们一个新诉求点。同时，随着机箱电脑市场发展，其目标人群年龄段也逐渐差异化开，以18至25岁左右的年轻群体为主。消费的群体会更多的在意其造型的独特性，创意性，因为个人产品的使用也体现了个人的审美型态。参考文献1 成大先. 机械设计手册.化学工业出版社，20042 朱龙根.机械设计.机械工业出版社，20053 刘智莉.机械原理.承德职业学院学报，2008.44 於记波.精通Auto CAD机械设计.建材与装饰，2010.55 杜雯.工业设计与人体工程学.河池论坛，2009.16 李乐山. 工业设计思想基础M. 中国建筑工业出版社7 李世国. 体验与挑战:产品交互设计M. 江苏美术出版社。8 梁梅. 意大利设计M. 四川人民出版社9 张凌浩. 产品的语意M. 中国建筑工业出版社。10 罗一平. 美术信息学M. 中山大学出版社11 丛书. 现代十大设计理念M. 江苏美术出版社12 杨德林. 产品设计与开发M. 东北财经大学出版社13产品设计 同济大学出版社14 沈杰编. 理解与创新:体验产品设计的思维激荡M. 江苏美术出版社。15 Visual thinking （America） Arne Heim Teng Shouyao translation of Sichuan peoples Publishing House. 16 Apparatus of evolution （America） Ding Peizhi Chen Yuexia t