基于PROE的鼠标产品结构设计与建模.doc
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1、装订线湖北文理学院 毕业设计(论文)报告纸 基于PRO/E的鼠标产品结构设计与建模摘要:本文通过对鼠标发展现状、趋势的调查以及鼠标结构设计要求的分析,针对家庭用户的需求特点和人体工程学的研究成果,提出相应的鼠标外壳设计方案。然后运用PRO/E三维软件来进行鼠标的结构设计,设计中进行了鼠标的外观结构分析、色彩分析以及充分考虑了人机工程学,应用PRO/E软件的高级建模技术对鼠标进行三维建模、虚拟装配。这样在设计阶段就能直观、全面地反映设计意图,无需制造出昂贵的实物样品,即可分析产品结构、性能,及时发现设计问题,缩短设计开发周期。应用PRO/E对鼠标进行结构设计既减轻了工作量,又节省了资金,大大提高
2、了产品的设计开发效率,符合现代技术的发展要求。关键词:鼠标;Pro/E软件;三维建模;虚拟装配Mouse product structure design and modeling based on Pro / E Abstract:This article through to the mouse development present situation, the trend of the investigation and analysis of the design requirements of the mouse structure, for home users demand c
3、haracteristics of human body engineering and the research results, put forward the corresponding mouse shell design scheme. Then use PRO/E 3 d software to the mouse structural design, design in the appearance of the mouse structure analysis and color analysis and the full consideration of the human
4、engineering, PRO/E application software of the senior modeling technology to the mouse on the 3 d modeling, virtual assembly. So in the designing phase intuitive, reflect design intention, need not make expensive real sample, product structure, performance can be analyzed, and the timely discovery d
5、esign problems, shorten the design development cycle. PRO/E application to the mouse for structure design not only reduce the workload, and save money, greatly improving the product design development efficiency, comply with the requirements of the development of modern technology.Keywords: mouse, P
6、ro/E software, 3d modeling, the virtual assembly.目录1绪 论11.1 本课题研究的目的及意义11.2 鼠标技术的现状和发展趋势11.3主要技术指标21.4本章小结22鼠标的设计方案32.1 鼠标的类型32.2 鼠标设计的目标人群42.3 人因工程在鼠标设计中的应用42.4 鼠标的设计原则62.5 设计方案的比选62.5.1鼠标类型的选择62.5.2鼠标造型方案的选择72.6 本章小结93鼠标的结构设计103.1 鼠标的结构分析103.2鼠标 的主要零件的三维造型113.2.1创建鼠标上盖113.2.2创建鼠标下盖233.3本章小结274鼠标的装
7、配与编辑组件284.1鼠标的装配284.1.1鼠标的模型分析284.1.2鼠标的装配284.2编辑组件分析314.2.1渲染组件314.2.2偏移组件324.3本章小结335本文总结34参考文献35附 录36致 谢39-II-装订线湖北文理学院 毕业设计(论文)报告纸1绪 论1.1 本课题研究的目的及意义近年来,我国网络建设创造了举世瞩目的奇迹。国家网络的规模容量、技术层次,服务水平都发生了质的飞跃。一个即将跨入世界先进行列的网络基本框架已经构成。为计算机产品制造产业的发展开拓了巨大的市场。随着计算机时代的来临,新颖、时尚且功能超强的计算机产品日见增多,鼠标作为电子计算机的输入设备随着计算机技
8、术的发展也一同发展着,Windows系统的广泛使用更进一步推广了鼠标的应用,使得鼠标逐渐流行起来,并最终成为了电脑的标准配置。然而随着人们消费水平的提高,人们对鼠标的功能、选型提出了更高的要求。人们的消费观念在发展,消费产品的设计水平也随之提高。因此,产品外观设计与功能配置的好坏决定了一个产品的成功与否。往往一款具有漂亮外观的鼠标能够大大提升它的市场竞争力。所以鼠标的外观和功能的设计日趋重要。1.2 鼠标技术的现状和发展趋势随着我国网络事业的发展,计算机正逐步走进千家万户,而鼠标作为计算机的重要配件之一也具有着巨大的市场。面对市场的巨大挑战,鼠标外观设计就要迎难而上。为了能够更直观、更全面地反
9、映设计意图,可在计算机内部建立相应的三维实体模型。而PRO/ENGINEER是美国参数技术公司研制的CAD/CAM软件就具有这个功能它是一个全方位的3D产品开发的软件,集成了零件设计、产品装配、曲面造型、模具设计、逆向工程以及机构仿真等诸多功能,广泛应用于消费电子产品、家用电器、汽车、航天设备及玩具等各个行业的产品,也是国内中小型企业设计软件中的最佳选择。它主要由工业设计模块、机械设计模块、功能仿真模块、制造模块、数据管理模块、数据交换六大模块构成。PRO/E技术的发展与应用水平己成为和衡量一个国家的科学技术现代化和工业现代化的重要标志。近几年来,随着计算机技术的飞速发展,PRO/E技术己经由
10、发达国家向发展中国家扩展,而且发展的势头非常迅猛。因为当今世界工业产品的市场竞争,归根结底是设计手段和设计水平的竞争,发展中国家的工业产品要在世界市场占有一席之地,就必须采用PRO/E技术。我国PRO/E技术的研究和开发工作起步相对较晚,自80年代开始,CAD技术应用工作才逐步得到了开展,随后PRO/E也有了应用,国家逐步认识到开展PRO/E应用工程的必要性和可靠性,并在全国各个行业大力推广PRO/E技术,同时展开PRO/E技术的开发和研制工作。随着POR/E技术的不断研究,开发与广泛应用,对POR/E技术提出越来越高的要求,因此POR/E从本身技术的发展来看,其发展趋势是集成化、智能化、和标
11、准化。1.3主要技术指标1、本设计应符合消费电子产品设计的安全标准及规范,结构设计合理,造型新颖独特,美观大方。2、在设计鼠标曲面时,应要考虑手持的舒适程度,应考虑大部分人的手持方式,设计时应考虑外观和结构空间的问题。在构造曲面时,要随时检查所建曲面的状况,注意检查曲面是否光顺,是否扭曲,曲率变化情况等,以便及时修改。3、设计功能结构时,需要考虑电路部分的位置问题。4、设计过程要预留间隙,以免模具的一些误差导致零件无法装入等现象发生。1.4本章小结本章主要对鼠标的研究目的和意义做了具体的说明,通过对鼠标技术和现状发展趋势的分析,更加深入的了解了对鼠标产品设计是非常必要的。- 39 -2鼠标的设
12、计方案2.1 鼠标的类型鼠标的标准称呼应该是“鼠标器”,英文名“Mouse”,从1968 年12 月9 日,全世界第一个鼠标诞生于美国加州斯坦福大学到现在已经有44年的历史了。鼠标的使用是为了使计算机的操作更加简便,来代替键盘那繁琐的指令。鼠标的分类:1、按接口类型:可分为串行鼠标、PS/2鼠标、USB鼠标三种。串行鼠标是通过串行口与计算机相连,有9针接口和25针接口两种,这是最早的鼠标。PS/2鼠标通过一个六针微型DIN接口与计算机相连,它与键盘的接口 非常相似,使用时注意区分。USB鼠标是通过USB接口进行连接的鼠标,是目前主流的接口类型。 另目前市场是有一些双接口的鼠标主要是指USB鼠标
13、外加一个USB转PS/2的接口的鼠标。2、按键类型分为:两键鼠标、三键鼠标、滚轴鼠标和感应鼠标。两键鼠标和三键鼠标的左右按键功能完全一致,一般情况下,我们用不着三键鼠标的中间按键,但在使用某些特殊软件时(如AutoCAD等),这个键也会起一 些作用;滚轴鼠标和感应鼠标在笔记本电脑上用得很普遍,往不同方向转动鼠标中间的小圆球,或在感应板上移动手指,光标就会向相应方向移动,当光标到达预定 位置时,按一下鼠标或感应板,就可执行相应功能。 3、按其工作原理:机械鼠标、光电鼠标和激光鼠标。机械鼠标主要由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成。当你拖动鼠标时,带动滚球转动,滚球又带动辊柱转动,装在辊柱端部的光栅信
14、号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向的位移变化,再通过电脑程序的处理和转换来控制屏幕上光标箭头的移动。光电鼠标器是通过检测鼠标器的位移,将位移信号转换为电脉冲信号,再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的光标箭头的移动。光电鼠标用光电传感器代替了滚球。光电鼠标使用广泛,由于他的工作原理,多数人选择光电鼠标时会选择布制的鼠标垫配合使用。激光鼠标和光电鼠标最大的区别是激光是不可见光,就是用肉眼去看鼠标的底部,可以发现不像光电鼠标那样发红光。激光鼠标定位准确,但缺点是不能在玻璃上使用。目前市场上比较好的技术是微软的蓝影技术和罗技的无界技术,这两个技术都突破了激光鼠标不能在玻璃上使用的局
15、限,并且不用鼠标垫也可以很准确的定位,但为了更好的保护鼠标,还是建议大家选择在鼠标垫上使用。2.2 鼠标设计的目标人群从目前的鼠标市场来看,大部分鼠标被用在办公室、网吧、教学等场合,而且在技术含量上,应用于办公、网吧等场合的鼠标比较成熟。综观国内的鼠标市场,新颖独特而又融合了科技与时尚两大要素的家庭专用鼠标则很少。所以这次的设计初步确定设计一种家庭专用鼠标,经过调研参考,首先家庭中主要使用电脑的为年轻的上班族和年轻的夫妻,小孩和老人用的较少,考虑到一般的成年男女的手掌大小,鼠标尺寸设计过大长时间使用会出现手腕疲劳现象,尺寸设计较小握起来会比较困难,移动也不方便,所以初步拟定鼠标外廓尺寸110m
16、m65mm30mm(长宽高)。2.3 人因工程在鼠标设计中的应用人体工学是诞生于第二次世界大战后的一种技术,除了我们常见的造型设计外,人体工学实际上还包括了如按钮的位置安排、说明文字的设计等多种方面。而概括来说,实质上,所谓人体工学,在本质上就是使工具的使用方式尽量适合人体的自然形态,这样就可以使用工具的人在工作时,身体和精神不需要任何主动适应,从而尽量减少使用工具造成的疲劳。鼠标的人体工程学目的就是最大限度地满足人们使用鼠标时在手感以及舒适度和使用习惯方面的要求,尽量减轻长时间使用时身心的疲劳程度,尽量避免产生肌肉劳损的症状,从而最大限度地保护用户的身心健康而且提高用户的工作效率。 主要肢体
17、与鼠标外形人手的结构中,与鼠标相关的部分向上包括前臂,而向下则有手腕、手掌、手指等结构。前臂内部包括尺骨、桡骨等主要的骨骼人就是依靠这两根骨头的交错来完成手腕的旋转的。而手腕结构中主要是一快腕骨,它的转动使得人的手腕可以仰俯。而人的手掌则主要由两组肌肉组成,一个是拇指屈肌和外展肌组成的肌群,一个是小指屈肌及展肌组成的肌群,在两个肌群指间有一条沟壑。对于不同的人,这条沟的深度和宽度是不同的。而这条沟内部,则是人手主要神经和血管所走的地方。手指的结构则相对比较简单,每个手指包括三个指节,并在一定范围内可以作横向的展开。 1、对于上臂来说它的自然形态应该是使尺骨和桡骨接近平行的状态,这种状态,也就是
18、当上臂和手掌平放桌上的时候,上臂和手掌呈接近垂直的倾斜状态,使用掌外侧触及桌面的形态。 因为这种形态下,上臂的主要肌肉和血管不会发生扭曲,所以即便长时间保持这个姿势,也不会出现肌肉疲劳和缺氧情况多彩曾经推出过一款“竖着”使用的鼠标,虽然由于和大多数人的使用习惯不合而没有普及开来,但这种设计思路的确是符合人体工学要求的。 图2.1手握鼠标2、对于手腕结构来说多次的试验证明,当人的手腕呈“仰起”状态时,则“仰起”的夹角在15度30度之间的时候(如图2.1所示),是最舒适的状态,超出这个范围,会导致前臂肌肉处于拉伸状态,而且也会导致血流的不畅。 3、对于手掌来说其最自然的形态就是半握拳状态。而鼠标的
19、造型设计,实际上就是要尽量贴合这个形态。分解开来,它包括三个概念:(1)要使鼠标外壳紧密贴紧人手掌的两个主要肌群拇指肌群和小指肌群。使它们能够贴紧而又不受压迫。受压迫会导致手掌处于疲劳状态,而贴不紧又有握不住的感觉。 (2)要使鼠标外壳紧贴掌弓而又不压迫它。也就是鼠标外壳要贴紧手掌中间的那条“沟”。如果它不能贴紧,那么手心就会有“悬空”的感觉,而如果压迫了它,因为下面是手主要动脉和神经的必经之地,时间长了以后会导致手缺氧。 (3)鼠标的最高点应该位于手心而不是后部的掌浅动脉弓,否则会造成手掌产生压迫感。2.4 鼠标的设计原则1、要使鼠标外壳紧密贴紧人手掌的两个主要肌群拇指肌群和小指肌群。使它们
20、能够贴紧而又不受压迫。受压迫会导致手掌处于疲劳状态,而贴不紧又有握不住的感觉。2、要使鼠标外壳紧贴掌弓而又不压迫它。也就是鼠标外壳要贴紧手掌中间的那条“沟”。如果它不能贴紧,那么手心就会有“悬空”的感觉,而如果压迫了它,因为下面是手主要动脉和神经的必经之地,时间长了以后会导致手缺氧。图2.2手掌握鼠标的角度3、鼠标的最高点应该位于手心而不是后部的掌浅动脉弓,否则会造成手掌产生压迫感。对于手指,手指的自然形态应该是五个手指都不悬空,而且处于呈150 度左右(如图2.2所示)的自然伸展状态。而对于鼠标设计来说,手指部分的一个特别要求,就是当手指自然伸展时,第三指节的指肚应该正好处于鼠标按键的微动开
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