产品开发课程设计新型饮水机创新开发设计.docx
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产品开发课程设计新型饮水机创新开发设计
课程设计说明书
课程名称:
产品设计
课程代码:
6004029
题目:
新型饮水机创新开发设计
学院（直属系）:
机械工程与自动化学院
年级/专业/班:
学生姓名:
学号:
指导教师:
陈守强廖敏
开题时间:
2013年12月9日
完成时间:
2013年12月27日
目录
摘要2
引言3
1.新型饮水机可行性论证4
1.1饮水机开发的目的、意义4
1.2饮水机发展概况4
1.3新型饮水机的市场需求分析5
．1.4新型饮水机的原理方案及关键技术分析5
1.5新型饮水机的技术发展及市场前景进行分析5
2.产品原理设计6
2.1新型饮水机的总功能6
2.2新型饮水机的功能分解6
2.3新型饮水机的功能求解7
2.4功能原理分析7
2.5原理方案评价7
2.6产品的技术参数8
2.7整机控制原理图8
3.本次任务产品开发设计9
3.1新型饮水机外观设计9
3.2吸水装置9
3.3吸水装置的驱动机构9
设计体会11
致谢11
【参考文献】12
摘要
兴起于上世纪90年代的饮水机，在小家电领域里的热度随着近年来国人生活水平的质量提高而逐年攀升。
饮水机顾名思义就是解决人们饮水问题而诞生的家用产品，因提升人们的饮水质量和生活品位而成为时尚备受国人喜爱。
最初的饮水机是人们饮用桶装水的家用产品，分为立式和台式两大类。
为了满足国人的饮水习惯，饮水机的功能又实现了加热与制冷效果，此阶段的桶装纯净水为饮水机的诞生与发展起到关键作用。
随着人们生活水平的显著提高，现阶段饮水机的卫生性、安全性和方便性受到了人们的质疑。
现在越来越快的生活节奏让人们的饮水需求越难得到满足。
所以，现今急需一种方便，卫生，安全的新型饮水机出现，从而提高人们的饮水质量。
关键词：
新型饮水机质量卫生
abstract
Waterdispenser,wasstartedin1990sintheheatofthesmallhomeappliancefieldasinrecentyears,thequalityofthepeoplelivingstandardriseandriseyearbyyear.Waterdispenserasitsnameimpliesistosolvetheproblemofpeopledrinkingwaterandthebirthofhouseholdproducts,improvepeople'squalityofdrinkingwaterandthelifegradebecomefashionbythepeople.Theoriginalwaterdispenserispeopledrinkbottledwaterofhouseholdproducts,dividedintotwotypes:
verticalanddesktop.Inordertomeetthedrinkinghabitsofthepeople,thefunctionofwaterdispenserandimplementstheheatingandcoolingeffect,thisphaseofbottledpurifiedwaterplayedakeyroleforthebirthanddevelopmentofthewaterfountain.Atpresent,aspeoplelivingstandardsignificantlyincreasedwaterdispenserofhealth,safetyandconveniencearethepeopleofthequestion.Nowfasterandfasterpaceoflifetothemoredifficultitistogettomeetpeople'sdrinkingwaterdemand.So,nowneedaconvenient,health,safetyofnewtypewaterdispenser,soastoimprovethequalityofpeople'sdrinkingwater.
Keywords:
newtypewaterdispensershealthquality
引言
产品开发课程设计是学生第一次较全面的结合机械设计专业的产品开发初步训练，是
一个重要的实践性教学环节。
产品开发课程设计的目的在于；进一步加深学生所学的理论，培养学生应用所学过的知识进行产品开发的能力，使学生对机械产品开发的过程和方法有一个完整的概念，提高学生进行创新性思维、分析、运算、绘图、表达、以及运用计算机技术方面的能力，使学生得到一次较完整的产品开发的基本训练。
本课程设计以分组形式进行，每组学生以一台典型的机电一体化产品为样机，要求每个学生从设计开发新产品角度出发，对整机的功能原理进行开发设计，并完成其部分功能部件或系统使用化设计。
1.新型饮水机可行性论证
1.1饮水机开发的目的、意义
对于人来说，水是仅次于氧气的重要物质。
在成人体内，60%的质量是水,儿童体内水的比重更大，可达近80%。
如果一个人不吃饭，仅依靠自己体内贮存的营养物质或消耗自体组织，可以活上一个月,但是如果不喝水，连一周时间也很难度过。
体内失水10%就威胁健康，如失水20%,就有生命危险，足可见水对生命的重要意义，所以健康饮水十分重要。
在饮水机出现之前，人们都是用水壶烧白开水喝。
每次喝水都会去先放水，然后再烧水，最后还要等水凉了之后才能入口。
这是一件特别麻烦的事情，非常不符合现代人快节奏的生活效率，特别是在人口渴的时候，更让人急躁。
然而，饮水机的出现恰恰解决了这一问题，方便了人们的日常饮水需求。
饮水机采用的是经净化过的纯净水，可以直接引用。
饮水机通过电源加热到沸水温度，温控装置实现保温功能。
泡茶或者咖啡之内的可以直接接开水，若是口渴可以放一半开水放一半凉水，直接就能引用，若是夏天，直接接凉水。
饮水机的出现改善了人们的饮水方式，满足了人们的饮水需求，方便了人们的日常生活，提高了人们的生活效率，使饮水变得更加健康、方便。
1.2饮水机发展概况
兴起于上世纪90年代的饮水机，在小家电领域里的热度随着国人生活水平的质量提高而逐年攀升。
饮水机顾名思义就是解决人们饮水问题而诞生的家用产品。
因提升人们的饮水质量和生活品位而成为时尚备受国人喜爱。
最初的饮水机是人们饮用桶装水的家用产品，分为立式和台式两大类。
为了满足国人的饮水习惯，饮水机的功能又实现了加热与制冷效果，此阶段的桶装纯净水为饮水机的诞生与发展起到关键作用。
沁园、美的、安吉尔等企业为代表的饮水机企业占据了国内饮水机市场主要份额。
从整体市场走势来看，中国饮水机市场销量呈逐年递增趋势。
2006年，中国饮水机市场容量突破3300万台，产业规模达到1500亿。
与2005年相比，2006年饮水机零售量增长了33%，零售额增长了51%。
2007年，我国饮水机产量达到4000万台。
2008年上半年，我国饮水机产量不足1000万台，其中2008年前10月，冷热饮水机产量达到835万台，同比增长1.8%。
1.3新型饮水机的市场需求分析
随着人们生活水平的提高，对饮水的要求也日益提高，现阶段的人们迫切需要一个优质的饮水环境来跟上快节奏，高效率的生活步伐。
现在市面上的普通饮水机不管从卫生、安全还是便利方面来讲已经无法满足人们的需求，所以现在急需一类干净卫生，安全可靠，使用方便，自动化程度高的新型饮水机出现。
1.4新型饮水机的原理方案及关键技术分析
我们首先在三个方面对饮水机做了一定的创新设计，从在三个方面的改变，可以明显的改变人们在使用饮水机时减少一定的肢体动作。
第一，考虑到如今市场上大部分台式饮水机都是采用将桶装饮用水倒立的方式使用，这样不仅在装水时特别麻烦，而且不符合卫生要求。
所以新型饮水机采用桶装水直立形式进行简化设计，采用一个吸水装置使饮用水能够被吸入容积里加热。
吸水装置将是这项创新的一个技术难题。
第二，考虑到普通饮水机只用冷热两接口，部分已加制冷装置，新型饮水机在普通饮水机的基础上拥有一个温度表，一个水接口，可以放出指定水温的饮用水，使其更为人性化。
这一技术难题主要是温度传感器的添加。
第三，考虑到普通饮水机接水口基本都采用按动式，接水时不方便，所以新型饮水机采用感应式，当水杯放在接水口时饮水机能感应到这个动作自动放水。
这一问题的主要技术难题是传感器的安装位置问题及其传感器灵敏度等问题。
1.5新型饮水机的技术发展及市场前景进行分析
普通饮水机只具有加热，直接饮水等功能，虽然在一定程度上方便了人们的生活，实现了生活快节奏，但是在一定程度上体现出现代化、自动化的优越性。
在信息技术高度发达的今天，自动化的广泛应用加速了人们的生活节奏。
新型饮水机采用自动化的理念，通过液压技术与传感器技术等，实现了直立饮水，任意温度饮水，感应接水等功能，使生活自动化程度进一步加深，有效提高了生活质量。
发明创造则是运用自然规律或本质去解决具体问题的技术方案，创新发明能推动社会文化进步，通过专利分析，企业可以了解科技动态，行业动态，市场走向，新产品超势，进而预测，制定本企业的近、中、远发展规划，确定企业发展哪些产品以占据市场，保持企业的领先地位，扩大市场占有份额。
所以创新发明在社会中的重要位置是不容忽视的，拥有预期的社会效益。
该项目在原有传统饮水机的基础上进行改进，使改进后的饮水机更为方便简洁，更为人性化。
这种新型产品适合当下快速发展的步伐，满足人们快节奏的生活方式，是人们所向往的产品。
随着人们生活质量的提高，对饮水要求也跟着提高，新型饮水机的出现正好弥补了现阶段普通饮水机功能方面的不足，为人们提供了优质的饮水环境。
现阶段的饮水机市场比较低迷，正好出现的新型饮水机为饮水机市场注入了一股新鲜血液，能打开一片新天地。
由于饮用水资源的污染和日益破坏，近年来，水源污染影响供水水质的突发公共卫生事件频发，引起中央及社会各界的普遍关注。
如松花江水污染、广东北江镉污染、长江四川氨氮污染等。
据报道，从2001年到2004年，我国共发生水污染事故3988起，平均每年近1000起，每天2～3起。
近年来各地不断出现“癌症村”的报道，尤其淮河流域“癌症村”更令人关注。
水体被污染，生态环境被破坏最终要遗害于人类本身。
由此可见，水资源是水资源量与质的高度统一，在某特定的区域内，可用水资源的多少并不完全取决于水资源数量，而且还取决于水资源质量。
该新型饮水机保持传统饮水机的有点，避免二次污染，倡导健康饮水理念。
2.产品原理设计
2.1新型饮水机的总功能
热
2.2新型饮水机的功能分解
2.3新型饮水机的功能求解
2.4功能原理分析
功能元求解
功能元
1
2
3
A吸水
电动泵
手压泵
离心泵
B加热
电热
气热
2.5原理方案评价
取两种分功能各一解法组合，可组合的最多方案数
N=3*2=6
方案评选
考虑到饮水机的工作环境，，从方便等因素讲，得到一种最佳方案A1B1
2.6产品的技术参数
额定电压
220V
额定功率
50HZ
制热功率
550W
制冷功率
80W
制热水能力
>90℃5L/h
使用环境温度
10~38℃
防触电类型
I类
2.7整机控制原理图
3.本次任务产品开发设计
3.1新型饮水机外观设计
本新型饮水机以方便，卫生为目的，考虑到现存的饮水机都是将水桶倒立安装，非常繁琐，所以新型饮水机将水桶直立放在下方，由吸水装置吸入，上方出水。
这样的饮水机解决了每次安装桶装水的繁琐过程，也比普通饮水干净卫生。
3.2吸水装置
新型饮水机的核心技术便是吸水装置的设计。
该吸水装置利用大气压强，通过气缸的收缩与膨胀，将桶装水吸入到贮水缸中。
其中气缸采用可伸缩的软塑料制造，管道采用硬质塑料制造。
3.3吸水装置的驱动机构
吸水装置的驱动装置采用凸轮机构。
用电机驱动凸轮，凸轮的旋转带动气缸的伸缩，实现吸水过程。
其中凸轮采用硬质塑料制造。
设计体会
通过这次较全面的设计，综合运用了各学科的知识，较全面的运用了所学的基础知识及专业知识，通过这次毕业设计，让我有一个全新的感受。
“书到用时方恨少，事非经过不知难”，以前总认为学到的知识已经够了，可真正到运用的时候却发现那只是九牛一毛，
有些甚至不知道从何入手。
不过这也算是为我以后在类似情况下，敲响了警钟：
人只有在
不断的学习过程中才会知道自己的不足之处。
刚开始做设计时，我心里是非常焦急的，觉得压力很大。
然而，在指导老师和同学的帮助与鼓励下，我重新有了自信和动力。
我意识到今后不论遇到什么情况都要分析原因，不能干着急.先列出可能的情况后，沉着应对，必然能“化险为夷”。
总之，这次毕业设计能够圆满的完成，使我能够认识自我，受益非浅，分析问题、解决问题的能力有了很大的提高，并且发现了自己的不足之处，这些都将成为不可多得的经验与财富。
在设计期间学到许多在书本上学不到的东西，而且对于原本看图基本工就不扎实的我来说，无意是一次锻炼；别人的经验、互相协作的精神，我们相互交流，吸取别人的经验和教训，使我有很大的收获。
虽然设计结束了，但这也是我步入工作岗位的一个开始。
仅大学生涯所学实在有限。
我们只有对自己有了更高的要求，才能作为动力不断取得新的成绩。
致谢
经过三周的设计工作，在各位老师的辛勤的指导下，我终于完成了新型饮水机的设计。
在此，首先要对老师们表示衷心的感谢。
在设计过程中，我始终得到老师们的悉心教导和认真指点，使得我的理论知识和动手操作能力都有了提高。
在他们身上，时刻体现着作为科研工作者所特有的严谨求实的教学风范，勇于探索的工作态度和求同思变、不断创新的治学理念。
他们不知疲倦的敬业精神和精益求精的治学要求，端正了我的学习态度，使我受益匪浅。
在这里我对各位老师说声，老师，你们辛苦了，谢谢！
【参考文献】
［1］朱龙根主编，《机械系统设计》，北京，机械工业出版社，2001.5
［2］黄靖远高志陈祝林主编，《机械设计学》，北京，机械工业出版社，2006.4
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