电水壶设计详解.doc

电水壶设计详解l 电水壶的简介电热水壶是最新流行快速煮沸开水及饮料的家用电器产品。适用于家庭、机关、企事业等单位。其结构合理，工艺先进，并具有热效率高、耗电量少、性能可靠、安全卫生等优点。电热水壶壶盖的开盖结构，属于家用厨房煮水器具技术领域，安装于壶盖的壶盖座体上，壶盖座体通过钮簧旋转固定于壶体，所述开盖结构包括按钮、前端锁扣和前端锁扣复位弹簧，按钮下部抵顶前端锁扣，前端锁扣的前端在壶盖扣合时卡于壶体上，其特征在于还包括后端锁扣、定位块和定位块其下的定位块复位弹簧，后端锁扣的端部抵顶定位块，定位块安装于与壶体固连的固定座上，前端锁扣和后端锁扣联动，即在按钮下移时，前端锁扣回缩联动后端锁扣回缩，后端锁扣回缩后定位块可弹起顶靠后端锁扣一侧。为克服现有技术壶盖开盖结构合盖后开盖不畅，锁扣容易卡在壶体的缺陷，提供一种结构简单，自锁稳定，开盖轻松自如的壶盖开盖结构。l 电水壶市场调查分析随着电水壶行业进入企业越来越多，市场竞争也日趋激烈，产品同质化不可避免，差异化营销应运而生。近年来，电水壶产品也由传统的烧水功能逐渐呈现多样化。 （1）、“养生壶”等概念产品的出现。 近年来，众多概念电水壶产品在市场上出现，而且深受消费者的青睐。“养生壶”就是其中一款概念产品，产品专为泡茶设计，可根据茶叶种类来选择所泡茶叶的时间。（2）、技术的升级换代，过滤、保温功能的渗入。目前，电水壶产品大多采用集智能温控、防干烧、超温保护等功能于一体的加热装置。在提高产品安全性的同时，电水壶生产企业还十分注重水质的改善，如东菱的“快速过滤水壶”，配装了过滤芯，是一款能够改善水质的电水壶。同时，电水壶还开始注重保温功能，这更加符合中国传统的饮水习惯。 （3）、外观附加功能的升级。 电水壶厂家开始注重产品外观的个性化设计，比如外观附带闪灯效果的，未烧开时灯是红色的，烧开后灯变成蓝色的。这一功能的特点从实用的角度来看，可以直观告诉消费者水烧好了，带有类似这种功能的电热水壶受到越来越多消费者的喜爱。 （4）、产品安全性能达标率不高。 安全性能一直是电水壶产品所面临的问题，据统计，目前国内市场有35%的电水壶产品存在安全隐患，致使电水壶普及难度提高。在不合格的电水壶产品中温控器是主要的原因，而采用STRIX温控器的电水壶产品一般都是合格的。目前，中国电水壶产业品牌竞争格局仍然不是很清晰，品牌集中度不高，品牌需进行自身提升，努力让自身品牌成为电水壶行业符号。因为悠美定位在高端，所以竞争对手中很自然的摒弃了一些中低端的品牌，竞争品牌锁定在传统百货渠道的几个大品牌中，如特福、博朗、飞利浦、伟嘉、三洋、ACA、美的、龙的、九阳等。l 电水壶市场趋势预测 (一)产品发展趋势（1）、底盘式电水壶持续增长。电水壶产品在未来的几年间依然会保持着持续的增长。目前，国内市场上的电水壶产品有一半以上的都采用底盘式加热方式，还有相当的市场份额属于直插式产品。而国外，在欧洲直插式的份额已不到20%，近80%的市场都是底盘式的。所以中国底盘式电水壶产品市场空间也将逐渐提升。但由于中国更新换代的市场较小，直插式电水壶产品还将有一定的市场空间，但将逐渐递减。（2）、产品功能持续创新。目前，电水壶产品为了除烧水外，已经陆续将保温、过滤等功能渗入至电水壶产品，还可以用来烧茶、煮咖啡等，电水壶产品功能还将持续增多。 (二)价格变化趋势 2007年2009年，中国电水壶市场将会继续呈现增长势头，电水壶价格也将表现稳定，电水壶产业也将趋于成熟。当然，价格消费区间将不会发生变化，仍然保持现有的价格区间不变。 (三)品牌发展趋势2007年2009年，电水壶品牌阵营结构将会可能发生比较大的调整。以国外品牌为代表的阵营销量正在逐渐下降，而国内品牌的销量正在逐步提升。现在正是电水壶产业发展的特殊时期，随着一线品牌的自身传播与推广，品牌集中度也将越来越高。而如果三四线品牌继续不注重终端形象的展示和自身品牌的提升，其将逐渐淡出产业舞台。目前中国城镇消费者的电水壶普及率相对于前几年的5%-7%，2006年有所上升；达到15%左右，但参照英国电水壶市场80%-90%的普及率，中国电水壶的城镇家庭拥有量相对较低。华经视点研究中心调研得出，目前中国电水壶市场生产企业对产品的推广乏力，消费者对品牌的认知度较低，随着消费者对电水壶产品认识的不断提高，电水壶在国内的市场容量将会有大幅提升。以城镇居民30%的拥有率为目标，每年的市场容量将增长300万台以上。其次，虽然目前中国饮水机的普及率很高，但由于饮水机存在体积大，反复加热，存在二次污染等问题，也为电水壶行业提供了机会。作为时尚的欧式家电代表，2006年电水壶开始从外销转向国内发力，市场潜力在20亿元以上，可见中国电水壶市场的发展潜力还是很巨大的。l 电水壶的设计流程1对电水壶市场调查的总结电水壶的外观进要新颖大方的设计比较能够受到市场的欢迎，造型宜圆润，色彩以鲜艳色彩为主，高档产品可适当配不锈钢，提高产品档次。因为产品功能比较单一，所以可从使用方式，使用便利方面作考虑。人性化设计是重点。造型方面可以两方面入手，1是仿生造型及卡通造型2是现代感造型；色彩搭配方面宜简洁明快，鲜艳色彩。局部可适当配以银灰。不锈钢，铝合金等材料可以增加现代感。电水壶可考虑加入数码定时等。还可以增加语音提示等人性化功能。2电水壶的外观设计电水壶的外观要由专业的设计外观的人员来针对所定位的消费群体的心理、喜好来分析并进行外观设计。设计电水壶的概念图并设计外观的实际尺寸。再对外观进行合理的色彩设计和搭配后执照一定的技术模式来实现产品的具体化，就是做出最初的手板模型制作。这也是对设计方案的一种检验。3电水壶的软硬进行设计对新产品制定书面的规格说明：把产品的使用功能、使用说明、使用的寿命、重量、外形、颜色、装配、温度环境、耐候性、跌落性测试、负载大小的测试、材料清单等书写成一系列的规格书。由电子工程师来设计电路板的图纸，并且也要把零件的外观、尺寸的规格、产品的功能、零部件、生产、装配还有电路板应该注意的事顶书写成规格书。4.电水壶的结构设计提出电热水壶结构的开发计划。设计出的成品要符合模塑原则：模具制作容易、成型后易加工、还要保持水壶的性能。然后依据成品所要求的机能来决定其形状、尺寸、外观和材料。把调放PROE描线,依比例画了个骨架模型3.初步结构安排,作总装图,骨架置顶,下面紧跟三个子装配, 4.简单的拆分一下各组件结构,拔模,及出模和分模面考虑等等. 电热水壶的壶体与电源分体结构，烧水时接通电源，水沸时自动断电，操作安全。采用大功率加热，加热速度快，烧开一壶水只需45分钟，具有自动控温，水开后自动断电功能，并设置防干烧、超温双重保护。电热水壶的基本结构如图所示，主要由壶体、电源连接器、发热器、蒸汽感应控制器和防干烧温控器等零部件组成。l、壶体 装水容量18L用耐高温塑料制成。按壶盖按钮，可以打开壶盖。水位窗印有最低水位MIN、最高水位若MAX，注水多少一目了然。提手上端装有指示灯，亮红光表示通电加热熄灭表示水已烧开。提手下端装有开关按键，按下按键自动烧水，水烧开后，按键自动复位。2电源连接器由接电底板、接电插座和电源线等组成。壶体插入接电插座自动通电，拿起壶体自动断电，使用安全。2电源连接器由接电底板、接电插座和电源线等组成。壶体插入接电插座自动通电，拿起壶体自动断电，使用安全。3，发热器是烧水热源，其结构如图2所示。它主要由不锈钢电热管、连接端盖、底座和接电插头等组成。发热器功率1500W，用8mm不锈钢电热管制成，两引脚通过底座的触点与接电插头连接，同时电热管的中点(即发热温度最高点)与连接端盖焊成一体，用于防干烧传递热量。发热器底座内部装置防干烧温控器，上方装置蒸汽感应控制器。发热器自成电源回路。4，蒸汽感应控制器其作用是水烧开后自动断电，结构如图3所示。它主要由热双金属片、动静触点、弹簧片、摆动架和按键等组成。蒸汽感应控制器装在发热器插口上，感温部分正对蒸汽管。热双金属片(型号：ISC-108SP)由热膨胀系数不同的两种金属片轧制成片状，其中一片膨胀系数较大，而另一片较小。控制器末按下按键时(如图3a)，摆动架的触杆压住动触片，动静触点呈断开状态。按下按键后(如图3b)，摆动架动作，热双金属片受压通过支点1往右摆，与此同时，触杆离开动触片，动静触点呈闭合状态，接通电源，发热器发热。热双金属片感温后，热膨胀系数大的伸长多，使双金属片向热膨胀系数小的那面弯曲如图3b的弧形虚线所示。当水烧开时，大量蒸汽经蒸汽管冲到热双金属片，弯曲度达到最大极长多，使双金属片向热膨胀系数小的那面弯曲如图3b的弧形虚线所示。当水烧开时，大量蒸汽经蒸汽管冲到热双金属片，弯曲度达到最大极限而产生作用力F，热双金属片闪动复位，带动摆动架、按键动作，动静触点断开。5防干烧温控器防干烧温控器设计得很巧妙，安装在发热器的底座内，其剖面结构如图4所示。它主要由凸半球形热双金属片、触杆、动静触点、支架等组成。防干烧温控器凸半球形热双金属片与电热管连接端盖凹半球形吻合，能很好地传递电热管热量。若水壶无水时接通电源，电热管立即高热，热量通过连接端盖传给热双金属片而反向变形，如图中弧形虚线，触杆顶开动触片，动静触点断开而切断电源。当电热管冷却至常温时，热双金属片恢复原态，动静触点闭合。电热水壶电路原理电热水壶电路较简单，除指示灯电路外，一般不用导线而采用接片、触点连接电路，如图5所示。XP是带接地的三极电源插头，XB是电源连接器，S是开关按键，STl是蒸汽感应控制器，ST2是防干烧温控器，R是降压电阻，HL是加热指示灯，EH是电热管。接通220V交流电源，按下S，HL亮红光，EH开始升温。约加热5分钟，水烧开沸腾，产生大量蒸汽冲入蒸汽管，STl感温而断开，切断电源，HL熄灭，EH停止加热。STl一经断开就不能自动复位，水温降低后，若要再加热须重按S。若壶内无水通电，约经25秒钟，ST2自动断开电源，防止烧坏电热管。冷却后注水，电热水壶恢复正常。电水壶结构设计成型后检查三维模型的干涉、间隙、并且进行多次机构模拟，对两零件之间的配合要考虑好公差、虚位的问题，预留出足够的空间。然后就绘制结构零件图、爆炸图、产品规格检验表以方便购买零件和检查样品记录。制作结构手柄和零件样品。利用做手板样品的时间准备其它的东西如：充电片、螺丝等。同时要报价给模具厂并订好模块。还有在出工程图时要标明零件的本质、是否有喷漆、电镀等要进行标明，并注明产品出货成形时有可能形成的缺陷：如缩水、毛刺、熔接痕等的允许范围等。对送来的手板要严格要求和图纸进行对照并进行检测和鉴定。最后做设计开发零件规格确认的：零件承认计划和量产准备计划。5.电水壶开模在正式开发模具之前，应先与模具厂签定模具开发合同，同时把经过正规审核的图纸（图纸应注明塑料的牌号、透明度、技术要求、生产产量等）和产品的样品移交给模具厂。模具厂在接到任务书之后，也应做好相应的准备，收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工以及特殊加工的资料等。做好准备后，先消化塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性、尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能等方面有何要求？制件的几何结构、斜度、镶件等情况是否合理？缩水、披峰、熔接痕的允许程度，有无喷漆、电镀、胶接、钻孔等后加工？选择之间尺寸精度要求最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于制件要求的公差，能否成型出合乎要求的制件？还需了解塑料的塑化和成型工艺参数。同时还要消化工艺资料，分析工艺任务书提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型是否恰当、能否落实？成型材料应当满足塑料制件的强度要求、具有好的流动性、均匀性和各向性、热稳定性。根据制件的用途，成型材料应满足染色和电镀的条件、装饰性能、必要的弹性和可塑性、透明性等。6. 电水壶样品验证，提交测试报告模具生产出来后，即可进行新产品的试制，新产品的试制是对设计方案可行性的检验和技术经济上对产品进行全面的验证。要避免设计一回事而试制又一回事。更可以了解设计时的计算和假想与实体之间的真正差异，也是一次重要的评定工作。新产品试制出来后，从技术经济上对产品进行全面的试验、检测、鉴定这样做不仅有利于新产品的进一步完善产品的设计，消除可能存在的隐患，而且更可避免产品大批量投产后可能带来的巨大损失。此时的测试产品面对了所有设计的功能要求并且能够达成一个完整的设计评估。所有的设计都经过仔细严格的检查检讨后，就可以建立产品的细节和规格。规格上一定要明确说明产品所必须符合的要求，它包括：制造方法、尺寸公差、表面加工、分模面的位置、毛边、变形、颜色以及测试规格等。然后提交测试报告。7. 电水壶量试通知，召开量试正式会议，进行量试产品测试和验证 小批量的生产出样品后，就要召开量试的正式会议，对出来的整批产品进行一套完整的测试、验证。看看产品是否达到预期的