可变容量式移动电源设计毕业论文.doc

可变容量式移动电源设计毕业论文目 录1 绪论11.1移动电源背景11.2 移动电源简介11.3移动电源工作原理21.4移动电源类型21.5设计类型与设计任务32 元件的选择32.1电路板的选择32.1.1电路板概述32.1.2电路板选择方案32.1.3各方案的比较与选择62.2锂电池的选择62.2.1锂电池概述62.2.2锂离子电池的特性72.2.3锂聚合物电池的特性82.2.4两种电池的比较与选择82.2.5锂离子电池品牌、体积与容量的选择92.3其他元件的选择102.3.1触点的选择102.3.2电线的选择113 外壳的设计113.1材质的选取113.2基本外形的确定133.3组合方式的设计与选择143.3.1组合体概述143.3.2组合方式选择153.3.3各方案的比较与选择194 产品的建模204.1三维设计和制造软件的选择204.2产品的建模过程214.2.1电路板外壳上盖建模过程214.2.2电路板外壳下盖建模过程284.2.3电池外壳上、下盖建模过程394.2.4外壳其他部件的附图445 产品的组合与装配455.1产品的装配456 产品使用说明476.1电量显示476.2充电显示476.3充电方法476.4适用设备476.5注意事项48总 结49参考文献50致 谢511 绪论1.1移动电源背景移动电源，也叫“外挂电池”、“外置电池”、“后备电池”、“数码充电伴侣”、“充电棒”、“充电宝”，有一韩国公司和国内的迈程maxE也给自己的产品起了一个叫“手机恋人”的个性化名字，“移动电源”这个概念是随着目前数码产品的普及和快速增长而发展起来的，其定义就是方便易携带的大容量随身电源。目前数码产品功能日益多样化，使用更加频繁，与我们日常生活的关联也越来越密切，如何提高数码产品使用时间，发挥其最大功用的重要性就更加刻不容缓。移动电源，就是针对并解决这一问题的最佳方案，随身携带一个移动电源，就可以实现于室外随时随地为多种数码产品移动充电。1.2 移动电源简介 随着21世纪全球经济的快速增长发展，人们生活水平不断的提高，随身携带式的电子产品也越来越多，如笔记本电脑，平板电脑，手机，数码相机，摄象机，便携式DVD，PDA，MP3，MP4，GPS，保暖设备，医疗保健设备等。它们都要用到电池，但这些设备的随机电池都会因为电池容量低而显得不能满足设备的正常使用时间。当出差或旅游时又是这些设备的工作高峰期，所以就会出现手机正在打电话时，数码相机正在拍照时，PSP游戏机玩的正起劲时。PDA正在工作时等等，而这时候电池却都没电了，让您感觉很无奈和无助。而您也不可能把每种设备都配一个备用电池。不但要花费很多钱去买每一款设备的电池。同时也给出行增加了携带的负担。所以为了解决这一让人烦恼的问题。 经过不断的研究和探索，终于开发出了一种移动电池，它可以解决众多移动设备的电源供给问题，从而彻底解决缺电之苦，使工作和旅游无优无虑。产品容量高，单机容量可达8000mAh。智能电量指示，日系巅峰电源管理技术 ，采用聚合物锂离子电芯。广泛用于5v的设备。如：手机，数码相机，摄象机，便携式DVD，PDA，PSP（游戏机），MP3，MP4，GPS移动电视等等。1.3移动电源工作原理 移动电源是一个集储电，升压，充电管理于一体的便携式设备。储电介质一般采用锂电电芯，因为锂电电芯体积相对小巧，容量大，市场流通广，价格适中，被广泛用于数码产品。锂电的电压在2.7-4.2V 之间，电压随着电量的下降而下降。而2.7-4.2V的电压是不能直接给其它数码产品充电的，因为数码产品的锂电电压也是2.7-4.2V,同电位的电压之间是不能充电的。所以移动电源向外输出电能是必须要有升压系统，把2.7-4.2V 的锂电电压升压到5V，这样就可以给其它数码产品充电了，如手机，MP4，平板电脑，PSP等。当然，移动电源不是一次性设备，它可以反复使用数百次以上。所以当移动电源电能使用完后，我们必须给移动电源充电。其原理和给手机充电一样。连接到5V的USB电脑接口或USB充电器上即可给移动电源充电。所以移动电源内部还必须有充电管理系统。充电管理系统能根据锂电的电压，自动调节充电电流。过程有：预充，恒压充电，和浮充充电等。1.4移动电源类型市场中目前流行的移动电池的几大类型如下类型一: 带照明功能的移动电源,产品内设置了节能超强的LED照明灯,更省电.如果移动电池的容量单用于LED照明灯上,根据内置电池电芯的容量大小可以使用3-30个小时甚至更加.这个就取决于电池容量。类型二: 无LED照明设备的移动电池.这样的移动电池不带任何可扩展功能,优点就是这类型的充电电池容量非常大,适合做专业的外置强大移动电池。类型三: 太阳能转换电量的移动电池.带太阳能电路板的移动电源,在使用的过程中可以通过太阳光充电从而达到补足电量.这类移动电池广泛应用于特种部队和特殊行业上.民用设置上现在也逐步应用起来。类型四: 安全著称的移动电池.以现在市场上最新技术与最新锂聚合物电芯生产制造的安全移动电池,相比之下,比太阳能移动电源的转换率更高,以储备电能的电量传输到电子设备,随时实现可随充随用.边打边充.方便快捷,安全保护的优点.安全性做到最高。1.5设计类型与设计任务现有移动电源产品根据电池升压原理广泛应用于手机、相机、MP3、MP4等数码设备的充电。产品出厂时容量是固定的，不能改变电量，耗尽必须充电才能继续使用。很多用户平时不需要大容量的时候背着很大的电源很不方便，买小容量，又怕出差不够用 。 本设计的移动电源电量是可以增加或减少的，比如用户在不出远门的时候，不需要那么大容量的时候，可以选择少带容量减少了体积和重量方便携带；出差或者旅游时可以选择多带容量，满足自己数码设备的充电需要 改变了传统移动电源电量固定不变的做法。 把传统移动电源的主板部分和电池部分分开。主板部分和电池部分有卡扣或者滑槽或者更好的结构设计，组合以后就可以正常使用。电池部分可以互相连接达到增加容量的目的要求外观设计适合年轻人超酷超帅的感觉。2 元件的选择2.1电路板的选择2.1.1电路板概述电路板的名称有：线路板，PCB板，铝基板,高频板,PCB，超薄线路板,超薄电路板，印刷（铜刻蚀技术）电路板等。电路板使电路迷你化、直观化，对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起重要作用。移动电源的电路板可以说是整个移动电源内部的核心，不仅负责将内部电芯所输出的电压转换成标准的5V输出电压之外，也肩负着多种安全保护的责任。一款移动电源的输出能力的好坏在很大程度上都要取决于内部的电路设计和元器件的用料。2.1.2电路板选择方案方案一5V/12V双路输出，电路板尺寸：73MM*35MM*12MM。价格：35元1.整体板面做工整洁，没有人工加工的部分，其它板子，接头几乎都是后期加工的，经常由于手工失误，导致电烙铁碰到芯片，影响芯片以后的使用。2.电路板带4个电量显示指示灯，别的电路板一般只带3个，而且我们的是发光体的LED，其它电路板是LED灯泡。相对与电路本身的用电量来说，这个板子更节能，更省电。还能更好的显示电池剩余状态。3.电路拥有5V 12V双路输出功能，这是最大的优势。别的电路板一般只有一个5V输出端口。4.本电路板拥有2路输入，2路独立控制、检测功能，而且还自带平衡充功能，当其中一路电池的电压过低，或者过放的时候，会自动停止该电路的对外供电，同时会自动调整另一个电池的电量来进行充电补偿，防止电池过放。图2.1 5V 12V双路输出电路板方案二5V3A输出，尺寸：20*65*10mm，价格：25元1.大功率移动电源电路板 2A充电，4级电量显示最新版5V3A输出，2A充电（改由TP5000开关型充电芯片，发热更小，充电效率更高）。2.板上由一个全彩LED完成充电及电量指示，电量指示：红10%以下，黄10%-30%，蓝30%-50%，白60%-90%，绿90%以上。给移动电源充电时，红灯表示充电，绿灯表示充满。检测电量则是按一下电量开关后相应颜色亮2秒钟左右。3.3A输出电流不是指移动电源就会输出3A电流给你设备充电，3A是指此升压板的最大输出电流，只要接入的设备需求电流在此电流范围内都可以使用，实际输出电流是根据你设备的需要电流而定的。4.输入电压：2.5V-4.2V锂电池（可并联多节锂电使用）。升压输出电压：5V。额定输出最大电流：3A因为输出没有限流所以大家不要过载使用。充电输入：5V2A(充电口尺寸 3.5* 1.35）。充电指示：红充绿满，输出负载指示：蓝灯。5.保护功能：已经集成了被升压锂电的保护电路，防止过放、过冲图2.2 5V3A输出电路板方案三DC- 5V 升压电路板，尺寸：33*20*10mm，价格：15元1.采用原装美国进口芯片，和扩流 MOS管，绝对不是国产芯片。2.输出电流扩大到额定1A，最大可以输出1.5A，采用2A 的肖特基二极管，余量充值。3.采用新方案设计，电路设计不需要电解电容和钽电容（电解电容寿命短，钽电容有爆炸的危险）。采用的现在高端电路上用的陶瓷电容（MCC）3颗。纹波非常低，只有几十毫伏，同行很多纹波都达到了500毫伏之大,对设备会造成一种无形的伤害，严重会导致设备工作异常或损坏。4.同样带 负载指示灯兼欠压指示（当电池电压小于2.7V 指示灯在带负载的情况下会熄灭，当电池电压大于2.7V 带负载的时候指示灯亮，不带负载的时候指示灯 微亮）。5.电路转换效率高，效率高的时候超过90%，在单节锂电池的效率最低也大于80%，不像同行有些效率只有60-70% 的效率。6.输入小功率反接保护，如果你电池带有2A 的保护板 当你输入电源正负极接反后，保护板会保护，注意当没有保护板或者输入电流大于2A ，输入反接保护会失效，会导致模块损坏，切记。7.超低静态电流，新版，静态电流将低于100微安。连接在电池上无需加开关。图2.3 5V升压板2.1.3各方案的比较与选择方案一价格略高，具有双电压输出，并且独立控制输入、输出，还带有4个电量指示灯，容易查看，具备一般的过载保护。但是体积过大，本移动电源设计只需5V输出即可，另外一个输出用不上。总体来说不符合可变容量式移动电源的要求。方案二价格适中，有全彩LED灯作为电量显示，并且配备了电量显示开关，另外这个灯还可以作为充放电和负载提示灯，简单易用。最好的是可以直接连接锂电池，增加其易用性，同样也具备电路保护功能，非常符合可变容量式移动电源的要求。方案三价格低廉，电路过于简单，而没有加电池保护只是一个简单的升压，安全性不足，也没有配备电量显示。出于对用电器的安全以及功能性考虑，排除方案三。综上所述，决定采用方案二的电路板作为可变容量式移动电源的电路板。2.2锂电池的选择2.2.1锂电池概述锂电池是指电化学体系中含有锂（包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物）的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池通常是不可充电的，且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。目前为止可充电的锂电池有：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池和铅酸电池。而广泛用于移动电源的是锂离子电池和锂聚合物电池。2.2.2锂离子电池的特性锂离子电池俗称“锂电”，是目前综合性能最好的电池体系。锂离子电池负极是碳素材料，如石墨。正极是含锂的过渡金属氧化物。锂离子电池的优点：工作电压高，锂离子电池的工作电压在3.6V，是镍镉和镍氢电池工作电压的三倍。比能量高。锂离子电池比能量目前已达140Whkg，是镍镉电池的3倍，镍氢电池的1.5倍。循环寿命长。目前锂离子电池循环寿命已达1000次以上，在低放电深度下可 达几万次，超过了其他几种二次电池。自放电小。锂离子电池月自放电率仅为6-8，远低于镍镉电池(2530)及镍氢电池（3040)。无记忆效应。可以根据要求随时充电，而不会降低电池性能。对环境无污染。锂离子电池中不存在有害物质，是名副其实的“绿色电池”。图2.4 锂离子电池2.2.3锂聚合物电池的特性锂聚合物电池是更新一代电池，在1999年大批量进入市场。锂聚合物电池除电解质是固态聚合物、而不是液态电解质外，其余与锂离子电池基本相同。聚合物电解质材料是由溶体组成的普通薄膜，在溶体中主体聚合物如聚乙烯的氧化物作为不移动的溶剂。锂聚合物电池的优点是可制成任意形状和比较轻，这是因为它不含重金属和有保持电解质不外泄的塑料壳。它们的性能都较好，理想状态的锂聚合物电池容量达几千mA/h，且更安全。固态电解质像一个密封凝胶，在充电过程中不会轻易自然解体。图2.5 锂聚合物电池2.2.4两种电池的比较与选择锂聚合物电池和锂离子电池技术都能代替Ni-Gd电池。但是价格太高，市场还未完全接受，特别是锂聚合物技术。Darnell集团公司的分析家Brush认为：聚合物电池不会永远比锂离子电池贵，目前的生产情况确实贵了许多，这就推动了锂离子电池技术的发展。以前用于笔记本电脑的锂离子电池成本是41.42美元，用于笔记本电脑的聚合物电池成本是60.80美元。锂聚合物电池在相同体积下比锂电池容量大，且完全没有记忆效应（锂离子电池还是有记忆效应的，只是比较小而已）。锂聚合物电池其实是一种凝胶状物质，容易做成各种形状。而且不含有害的重金属元素，是“绿色电池”。基于移动电源的可变容量性，必须选择方便并联并且容易分清正负极的锂电池，最终选择锂离子电池作为可变容量式移动电源所用电池。2.2.5锂离子电池品牌、体积与容量的选择从锂离子电池的安全性，实用性等各个方面来看，决定使用德朗能.次世代锂电池。德朗能.次世代锂电池型号表：产品型号容量(mAh）重量(g）内阻(m)外形尺寸（mm）典型容量最小容量直径高度ICR1865022002150478018.20.264.50.5ICR1865020002000458018.20.264.50.5ICR1849014001350338018.20.248.50.5ICR1767014001350368016.80.264.80.5ICR1750011001100298016.80.249.50.5ICR17360750700199016.80.235.30.5ICR16430600600179016.50.233.90.5ICR14650950900228014.10.264.50.5ICR14500750700208014.10.248.50.5ICR1443065065017270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽。耐热塑件,模温宜取60-80度。3. 如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。4. 如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。3.2基本外形的确定由于本移动电源的主板部分和电池部分是分开的。主板部分和电池部分有卡扣或者滑槽或者更好的结构设计，组合以后就可以正常使用。电池部分可以互相连接达到增加容量的目的要求。根据上文的电路板、锂电池以及各项元件的选着，以及参考别人设计的移动电源作为参考，本移动电源的形状主要是以方形为主。在一个个长方体之间用卡扣或者滑槽或者更好的结构设计来组合使用。基本形状如下图：图3.2 外壳基本形状如图3.2，最上面的长方体是电路板外壳，下面两个长方体是电池外壳。通过增加或减少电池来改变移动电源的容量。3.3组合方式的设计与选择3.3.1组合体概述组合体按其组成形状不同可分为：叠加式（堆积）和截割式1叠加体：由两个或两个以上的基本几何体叠加而成的叠加式组合体，简称叠加体。2截割体：由一个或多个截平面对简单基本几何体进行截割，使之变为较复杂的形体，是组合体的另一种组合形式。3既叠加又截割：叠加和截割是形成组合体的两种基本形式。在许多情况下，叠加式与截割式并无严格的界限，往往是同一物体既有叠加又有截割。由基本几何形体组成组合体时，常见有下列几种表面之间的结合关系：1两基本形体几何体上的两个平面互相平齐地连接成一个平面，则它们在连接处（是共面关系）而不再存在分界线。因此在画出它的主视图时不应该再画它们的分界线。2如果两基本几何体的表面相切时，则称其相切关系。在相切处两表面似乎光滑过渡的，故该处的投影不应该画出分界线。注：（1）只有平面与曲线相切的平面之间才会出现相切情况。（2）画图时，当曲面相切的平面，或两曲面的公切面垂直于投影面时，在该投影面上投影要画出相切处的转向投影轮廓线，否则则不应该画出公切面的投影。3如果两基本几何体的表面彼此相交，则称其为相交关系。表面交线是它们的表面分界线，图上必须画出它们交线的投影。3.3.2组合方式选择方案一直滑道式组合方式：图3.3 直滑道式组合方式直滑道式组合方式是在电路板外壳下方增加滑道、凸槽和触点；电池外壳上方增加与电池外壳下方相匹配的触点、凹槽和导轨；电池外壳下方增加与电路板外壳下方一样的滑道、凸槽和触点。组合方法：首先将电池外壳上方的轨道（有凹槽的一端）对准电路板外壳（电池盒外壳）下方的滑道口，然后推进去，到最后使电池外壳和电路板外壳的触点、凹凸槽相结合，以达到通电和牢固的效果。拆解方法：源组合方法推入的反方向推出即可。1. 采用比较简单易懂的组合方法，让每个人都可以容易上手。2. 正负极都在一个方向，不容易混淆，并且只能从一个方向进入才能达到通电的效果不会烧坏电路板。3. 在多次组合、拆解之后滑道依然会结合牢固不容易磨损滑道。4. 但是在多次组合、拆解之后凹凸槽会有比较大的磨损导致最后定为效果不佳，以及触点接触不良。5. 出于触点结合牢固的方面考虑，触点会比表面高0.10.2mm，在多次组合、拆解之后容易磨损电路板外壳的下表面和电池外壳的上下表面。方案二旋转滑道式组合方式：图3.4 旋转滑道式组合方式.1图3.5 旋转滑道式组合方式.2旋转滑道式组合方式是在电路板外壳下方增加触点、挡板、圆形滑道、定位槽和凸槽；在电池外壳上方增加与电池外壳下方相匹配的触点、凹槽和导轨；电池外壳下方增加与电路板外壳下方一样的触点、挡板、圆形滑道、定位槽和凸槽。组合方法：首先找准正负极（切记不能接反），将电池外壳上方的凹槽对准电路板外壳下方的定位槽房间去，然后将电池外壳逆时针旋转，直到凹槽到了挡板的位置使电池外壳和电路板外壳的触点、凹凸槽相结合，以达到通电和牢固的效果。拆解方法：源组合方法旋转的反方向旋转即可。1. 采用比较新颖的组合方式，更加适合年轻人群。总体来说实际操作比较简单，让绝大部分人懂得如何组合，简单易用。2. 因为轨导轨体积过小，在多次组合、拆解之后很可能另轨道断裂，抗撞击能力比较弱。3. 由于凸槽与定位槽在两边都可以相结合，所以需要在外壳上标明正负极，以防止电池接反，烧坏电路板。4. 但是在多次组合、拆解之后凹凸槽会有比较大的磨损导致最后定为效果不佳，以及触点接触不良。5. 出于触点结合牢固的方面考虑，触点会比表面高0.10.2mm，在多次组合、拆解之后容易磨损电路板外壳的下表面和电池外壳的上下表面。方案三2+1卡扣式组合方式：图3.6 2+1卡扣式组合方式2+1卡扣式组合方式是在电路板外壳下方的一边增加两个触点，在触点的一边增加一个大卡槽，另外一边增加两个小卡槽；在电池外壳上方一边增加与电池外壳下方相匹配的两个触点，在触点一方增加一个活动大卡扣（活动卡扣是由按钮控制），另一方增加两个小卡扣；电池外壳下方增加与电路板外壳下方一样的触点和卡槽。组合方法：由上文得知，2+1卡扣式组合方式主要是通过两个小的固定卡扣、卡槽和一个大的活动卡扣、卡槽组成。首先将电池外壳上方的固定卡扣扣在电路板外壳下方的小卡槽里，然后将两个外壳相互靠近使得电池外壳上方的活动卡扣与电路板外壳下方的大卡槽结合，这是触点也会变成通路状态，从而达到通电和牢固的效果。拆解方法：首先按住活动卡扣的按钮，向两边掰开使得活动卡扣和卡槽分离，然后再将固定卡扣和卡槽分离即可。1. 采用比较新颖的组合方式，更加适合年轻人群。总体来说实际操作比较简单，让绝大部分人懂得如何组合，简单易用。2. 正负极都在一个方向，不容易混淆，并且只能通过一种方式来组合电路板部分和电池部分，达到通电的效果，不会使正负极反接而烧坏电路板。3. 由于使用卡扣结合并且有一个是活动卡扣，在多次组合、拆解之后滑道依然会结合牢固不容易磨损卡扣、卡槽。4. 出于触点结合牢固的方面考虑，触点会比表面高0.10.2mm，但是触点不用摩擦外壳表面，是触点与触点直接相接，不会损坏表面。3.3.3各方案的比较与选择方案一采用的组合方式简单明了，容易操作。正负极都在一个方向，只能通过一种方式才能通电，保护电路板。滑道与导轨、凹凸槽以及触点都有很好的结合。但在多次使用后恐怕不能达到一开始那么好的效果，并且触点会有点突出，会磨损外壳表面。方案二采用新颖的旋转组合方式，让人耳目一新的感觉。操作起来也比较简单，滑道与导轨、凹凸槽以及触点都有很好的结合。但是在多次组合和拆解之后，导轨体积过小容易断裂，凹凸槽会有较大的磨损，触点也会磨损外壳表面，以致达不到最初接触良好的效果。方案三采用卡扣式设计，并且配备了一个活动卡扣，使用很方便，也很有特色。当然，使用起来也很方便。由三个卡扣来连接电路板外壳和电池外壳，相对于前两个方案更加牢固。有了一个活动卡扣，在多次使用后不会对卡扣和卡槽有太大的磨损，而且触点直接接触，不磨损外壳表面。在长期使用后依然会达到比较好的牢固和通电效果。综上所述，结合移动电源的实际情况和可变容量的特点，决定采用方案三2+1卡扣式组合方式来作为本可变容量式移动电源的组合方式。4 产品的建模4.1三维设计和制造软件的选择本产品设计主要用到cad类的软件，cad应用在产品实体建模的设计上。本毕业设计在本人所学专业课课程和校外实习期间所在实习单位cad/cam软件使用的实际情况基础上，综合考虑，从实际出发，选取SOLIDWORKS作为主要设计软件。图4.1 solidworks 20104.2产品的建模过程为了正确表达产品的构思，并且为后面的各个元件组合做准备，需要对外壳进行产品的建模。建模采用的是SW2010，下面是建模过程。4.2.1电路板外壳上盖建模过程首先点击sw2010菜单栏的“新建”选项标，系统弹出如图4.2所示选项卡，选择新建零件默认模块，点击确定进入零件建模界面。图4.2 电路板外壳上盖新建零件进入零件建模界面后点击左上的“草绘”图标，弹出草绘基准面选择选项卡，如图 4.3所示，选取“上视基准面”作为第一个绘图面，进行电路板整体尺寸的绘制。图4.3电路板外壳上盖准备草图绘制进入草图绘制模块后，根据设计构思和实际数据，进行尺寸的标注如图4.4所示。图4.4 电路板外壳上盖基本尺寸的绘制基本尺寸标注完毕后，点击图4.4所示左边的“拉伸基体/凸台”命令，系统自动退出草图绘制界面，进入三维草图拉伸模块，对标注好的草图进行拉伸处理。各项参数如图4.5所示，设定完毕后按左边的绿色勾进行确定退出。图4.5 电路板外壳上盖拉伸 拉伸之后的模型需要进一步进行外观优化，达到设计要求，下面一步是进行倒圆角，单击菜单栏上的“倒圆角”图标，按照图4.6所示进行参数的设定和倒圆角边线的选择，勾选“切线延伸”圆角半径为0.5mm，完成后按退出。图4.6 电路板外壳上盖圆角此时零件为实体，需要进行“抽壳”处理作出壳体模型。点击选中实体的下视面（选中后变蓝色）单击菜单栏的“抽壳”图标，弹出参数特征设定选项，输入如图4.7所示各项参数并勾选“显示预览”进行模型的抽壳操作预观察，确认无误后按退出。图4.7 电路板外壳上盖抽壳 抽壳完成之后，需要对外壳上表面进行拉伸切除，用来给电路板的灯留出位置。选中上顶盖面为基准面，然后点击“拉伸切除”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.8所示。图4.8 电路板外壳上盖灯泡位置草图草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸切除界面，切除方式为“完全贯穿”预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.9 电路板外壳上盖灯泡位置拉伸切除 灯泡位置拉伸切除之后，需要对外壳前表面进行拉伸切除，用来给电路板的按钮、usb口和充电口留出位置。选中前表面为基准面，然后点击“拉伸切除”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.10所示。图4.10 电路板外壳前表面接口草图草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸切除界面，切除方式为“给定深度”，距离为1.5mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.11 电路板外壳上盖接口位置拉伸切除由于电路板外壳的上下盖之间也是采用卡扣式设计，一边为卡扣，另一边用螺丝。所以在上盖内表面需要制作卡槽，也就是对内表面的右面进行拉伸切除。选中内表面的右面为基准面，然后点击“拉伸切除”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.12所示。图4.12 电路板外壳内表面卡槽草图草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸切除界面，切除方式为“给定深度”，距离为0.5mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.13 电路板外壳上盖内表面拉伸切除然后需要绘制螺丝孔，选中内表面的上面为基准面，然后点击“拉伸基体/凸台”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.14所示。图4.14 电路板外壳内表面螺丝孔草图草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸界面，拉伸方式为“给定深度”，距离为5.5mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.15 电路板外壳上盖内表面螺丝孔拉伸至此，电路板外壳上盖的建模完成！ 最终效果图如图4.16所示，产品的材质选择ABS树脂（Acrylonitrile Butadiene Styrene）,按下图标对建模好的文件进行保存，把文件名改为 “电路板外壳上盖”。图4.16 电路板外壳上盖4.2.2电路板外壳下盖建模过程由于“新建零件”和电路板外格上盖与下盖所选的基准面是一样的。所以之前三步参考“电路板外壳上盖建模过程”。下面直接由拉伸基体/凸台开始。基本尺寸标注完毕后，点击左边的“拉伸基体/凸台”命令，系统自动退出草图绘制界面，进入三维草图拉伸模块，对标注好的草图进行拉伸处理。拉伸方式为“给定深度”，距离为3.5mm，设定完毕后按左边的绿色勾进行确定退出。图4.17 电路板外壳下盖拉伸 拉伸之后的模型和电路板外壳上盖一样，进行倒圆角，单击菜单栏上的“倒圆角”图标，按照图4.18所示进行参数的设定和倒圆角边线的选择，勾选“切线延伸”圆角半径为0.5mm，完成后按退出。图 4.18 电路板外壳下盖圆角圆角完成后需要对模型进行拉伸切除，用来组合电路板外壳和电池外壳。选中下顶盖面为基准面，然后点击“拉伸切除”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.19所示。图 4.19 电路板外壳下盖组合草图草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸切除界面，切除方式为“给定深度”，距离为2mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.20 电路板外壳下盖组合拉伸切除然后需要绘制usb和充电口垫板，选中上表面的上面为基准面，然后点击“拉伸基体/凸台”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.21所示。图4.21 电路板外壳下盖垫板草图草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸界面，拉伸方式为“给定深度”，距离为2mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.22 电路板外壳下盖垫板拉伸接下来，是上盖和下盖卡扣的绘制，选中上表面的上面为基准面，然后点击“拉伸基体/凸台”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.23所示。图4.23 电路板外壳下盖卡扣草图1草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸界面，拉伸方式为“给定深度”，距离为2mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.24 电路板外壳下盖卡扣拉伸1还要进行进一步拉伸，选中刚刚拉伸的右表面为基准面，然后点击“拉伸基体/凸台”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.25所示。图4.25 电路板外壳下盖卡扣草图2草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸界面，拉伸方式为“给定深度”，距离为0.5mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.26 电路板外壳下盖卡扣拉伸2接着，需要创建基准面来绘制卡槽。点击“草图”，“基准面”按钮，会出现如图4.27所示，按照图片所给尺寸建立基准面。最后预览无误之后按完成退出。图4.27 电路板外壳下盖草图绘制然后点击左上的“草图”图标，选取刚刚创建的基准面作为第一个绘图面，进行卡槽尺寸的绘制。接着点击“多边形”按钮。会出现如下图绘制画面，按照以下参数和尺寸进行绘制：图4.28 电路板外壳下盖卡槽草图草图绘制完成后点击草图绘制图标退出草图模式，然后点击“拉伸切除”图标。直接进入拉伸切除界面，切除方式为“给定深度”，距离为5mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.29 电路板外壳下盖卡槽拉伸切除这样一个卡槽就完成了。由于其他两个卡槽的建立基准面和拉伸切除基本一致，就不一一说明。出于绘图的方便，只需最后将3个建立的基准面隐藏。下面直接到触点的拉伸切除。选中内表面的上面为基准面，然后点击“拉伸切除”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.30所示。图4.30 电路板外壳下盖触点草图1草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸切除界面，切除方式为“给定深度”，距离为0.5mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.31 电路板外壳下盖触点拉伸切除1接着需要对触点槽进行进一步优化而达到通电的效果。选中触点槽为基准面，然后点击“拉伸切除”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.32所示。图4.32 电路板外壳下盖触点草图2草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸切除界面，切除方式为“完全贯穿”。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.33 电路板外壳下盖触点拉伸切除2现在，电路板外壳下盖已经基本完成，只需要加上螺丝孔即可。选中外表面的上面为基准面，然后点击“拉伸基体/凸台”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如下图所示。图4.34 电路板外壳下盖螺丝孔草图草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸界面，拉伸方式为“给定深度”，距离为1.5mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.35 电路板外壳下盖螺丝孔拉伸接着是两次拉伸切除，由于方法比较简单，不做详细介绍，详情请看图纸。电路板外壳上盖的建模完成。最终效果图如图4.36所示，产品的材质选择ABS树脂,按下图标对建模好的文件进行保存，把文件名改为 “电路板外壳下盖”。图4.36 电路板外壳下盖4.2.3电池外壳上、下盖建模过程由于电路板外壳下盖和电池外壳下盖见过过程基本上一直，只是电池外壳下盖少了一个垫板拉伸，所以电池外壳下盖的建模不在本文重复介绍。下图是电池外壳下盖模型：图4.37 电路板外壳下盖而电路板外壳上盖和电池外壳上盖的建模有很多一样的地方，下面主要挑选不一样的来详细说明。电池挡板绘制：选中下表面为基准面，然后点击“拉伸基体/凸台”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.38所示。图4.38 电池外壳上盖电池挡板草图1草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸界面，拉伸方式为“给定深度”，距离为19.5mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.39 电池外壳上盖电池挡板拉伸之后对挡板进行拉伸切除，选中内挡板的左面为基准面，然后点击“拉伸切除”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如下图所示。图4.40 电池外壳上盖电池挡板草图2草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸界面，拉伸方式为“给定深度”，距离为1mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.41 电池外壳上盖电池挡板拉伸切除给活动卡扣预留位置：首先对上表面进行拉伸切除，给卡扣腾出空位。选中上表面为基准面点击“拉伸切除”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如图4.42所示。图4.42 电池外壳上盖卡扣位置草图草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸界面，拉伸方式为“给定深度”，距离为1.5mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.43 电池外壳上盖卡扣位置拉伸切除接着是给卡扣按钮部分的拉伸切除：选中左表面为基准面点击“拉伸切除”图标，sw系统进入需要切除的草图绘制所有尺寸如下图所示。图4.44 电池外壳上盖卡扣按钮位置草图草图绘制完毕，按下草图绘制图标退出草图模式，直接进入拉伸界面，拉伸方式为“给定深度”，距离为1.5mm。预览无误之后按完成退出。切除界面如下图示：图4.45 电池外壳上盖卡扣按钮位置拉伸切除 拉伸之后的模型需要进一步进行外观优化，达到设计要求，下面一步是进行倒圆角，单击菜单栏上的“倒圆角”图标，按照图4.46所示进行参数的设定和倒圆角边线的选择，勾选“切线延伸”圆角半径为1mm，完成后按退出。图4.46 电池外壳上盖卡扣按钮位置倒圆角至此，电路板外壳上盖的建模完成！ 最终效果图如图4.47所示，产品的材质选择ABS树脂,按下图标对建模好的文件进行保存，把文件名改为 “电池外壳上盖”。图4.47 电池外壳上盖4.2.4外壳其他部件的附图由于建模过程比较简单，所以电路板上盖按钮和活动卡扣的建模过程不在文中写出，详情请看图纸。下面是最终效果：图4.48 电路板外壳按钮图4.49 活动卡扣5 产品的组合与装配5.1产品的装配 在外壳建模完成后，需要与其他元件相组合，从而观察是否达到匹配的效果。装配图是表达机器或部件的图样，主要表达其工作原理和装配关系。在机器设计过程中，装配图的绘制位于零件图之前，并且装配图与零件图的表达内容不同，它主要用于机器或部件的装配、调试、安装、维修等场合，也是生产中的一种重要的技术文件。下面是产品的装配图：图5.1 装配体为了更好的展现“可变容量式移动电源”的结构，特地制作了产品的结构爆炸图：图5.2 爆炸视图6 产品使用说明本品是一款便携式可变容量数码移动电源，采用高性能聚合物电芯，容量可自行改变，它兼具充电器和后备电池的双重功能，采用USB输出，通过选配放电输出线加转接头，可以给平板电脑，手机,电子书，游戏机,数码相机DVD IPOD，IPHONE，IPAD，PDA,MP4,MP5,PMP，PSP等带USB充电的设备充电；充电方式采用电脑USB对其充电，使用起来非常方便，随时随地为您解决设备没有电的烦恼6.1电量显示按住电路板外壳按钮2秒后，指示灯会亮。指示灯指示：红10%以下，黄10%-30%，蓝30%-50%，白60%-90%，绿90%以上。6.2充电显示给移动电源充电时，红灯表示充电，绿灯表示充满。6.3充电方法使用5V输出电源适配器加上标配的充电转接头对本产品直接充电。6.4适用设备可以给所有带USB充电的设备使用，如平板电脑，学习机，手机，PSP，IPOD，IPHONE，IPAD，MP4，PMP,GPS,蓝牙，数码相机等。 操作使用方便 1.选好与数码产品相对应的电压 2.选好要用的数码产品对应的转换头 3.将选好的转换头插入你所用的数码产品上 4.精确显示电池电