无针订书机的设计

1、成都理工大学毕业设计（论文）无钉订书机设计作者姓名：朱思源 学号：200906060120 指导老师：杨勇摘要社会的飞速发展，带来的是各种各样技术跳跃式的进步，这些都极大的改变了人们的生活水平和思想观念，人们对于生活品质和精神生活的追求有了更大的渴望和更高的要求，各种各样的产品出现，满足着人们不同的需求，他们的功能和外形也变得越来越精致，而其中作为文具产品中一员的订书机是我们大多数人必不可少的工具，是我们装订资料、文件的最好帮手。从市场上的订书机来看，现在的订书机种类繁多，有省力的订书机、有装订不同角度的订书机、有环保无针的订书机，但这些东西都有各种各样的缺陷，如环保无针的订书机这样一个产品既

2、有思想上的亮点又环保节约，却有着对纸张破坏程度较大，只能装订少量纸张的缺陷。本设计的创新点在于，在保证订书机省力、美观、环保无针、良好装订效果的情况下，提高订书机的装订纸张厚度。论文从市场调查、现有产品分析、设计可行性分析、结构解析以及成本估算等方面对设计的产品进行了详细的阐述。关键词：订书机 无针 低碳环保 胶水The design of new type staplerAbstract: Is brought about by the rapid development of society, all kinds of technology advances by leaps and bo

3、unds, greatly changed people's life level and concept, people for the quality of life and the pursuit of spiritual life had a greater desire and higher requirements, a variety of products to meet the needs of different people, their function and appearance became more and more delicate, of which

4、 as a member of stationery products of the stapler made the necessary tools for most of us, is our binding information, file the best helper.From the point of the stapler on the market, now the stapler sort is various, have energy stapler, stapler bound with different angles, with environmental prot

5、ection without needle stitching machine, but all these things have various defects, such as environmental protection without needle stitching machine as a design of the bright spot is in line with the concept of environmental protection to save products, has a paper damage is bigger, can only be bin

6、ding of a small amount of paper defects.Innovation point of this design is to, in guarantee stapler and effort, beautiful, environmental protection without needle, good binding effect, improve the stapler binding paper thickness.Papers from market research, analysis of existing products, design feas

7、ibility analysis, structure analysis and cost estimation for design products are in detail described.Key words: Stapler ；No needle ；Low carbon environmental protection ; Glue 目录第1章 前言1第2章 市场调查分析和研究22.1 订书机市场及使用需求调查22.2 无订订书机市场的调查42.2.1现有无订订书机种类42.2.2现有无订订书机优缺点52.2.3 订书机改良方向和趋势52.3 专利查询52.4 市场调查小结8第3

8、章 无订订书机设计方案93.1 设计方案一93.2 设计方案二103.3 设计方案三113.4 方案评估与选定113.4.1 评比项目重要权数123.4.2 各设计方案评比13第4章 产品详细设计134.1 无订订书机的主要功能144.1.1 无针装订144.1.2 省力装订144.2 功能原理分析144.2.1注入胶水装订可行性分析144.2.2装订结构可行性分析154.3 结构设计154.3.1 总体结构154.3.2 针头整体位移机构结构设计184.3.3 针头位移机构结构设计194.4 外观设计204.4.1 形态设计204.4.2 色彩搭配214.4.3 质感分析234.5 人机关系

9、分析234.5.1握把设计234.6 材料及加工工艺的选择244.6.1外壳、握把的材料244.6.2 胶水盒的材料254.6.3 十字刀头和压纹装置的材料254.6.4 插销及软管等零部件的材料254.7 成本估算及市场前景预测25结 论27致 谢28参考文献29第1章 前言人类的社会在不断的进步，人们对生活品质的追求也在不断的增强，各类设计如雨后春笋般冒出，满足着人们日益多元化、个性化的需求。在近十年来的时间里，办公文具改良设计的发展越来越受到人们的重视，它们的设计和改良极大的提高了我们工作的效率，使我们更好的适应这个节奏越来越快的世界，而其中订书机正是各类办公用品中最为常见的工具。在这样

10、的背景下，多种多样的订书机被设计出来，有从造型方面入手的，设计出各种各样漂亮的外形，使人们脱离单调枯燥的工作环境；有从机械结构入手的，设计出各种省力的订书机，使得用户的使用体验越来越好；也有从结合其他功能入手的，如加上可以更换订书机头的装置，加上可以简单取出订书钉的装置，这都给人们带来了很大的便利。但是这统统都还是基于一个核心开发的东西，那就是传统的订书机，它需要装订的订书钉，这样一来在面对一些特殊的情况使用时会不方便，如订书钉的不便于携带等等问题，而随着环境问题的恶化，人们对产品的需求重心逐渐向低碳环保这个方向过度，于是聪明的设计师们想办法解决这个问题，设计出了无针订书机，并生产出了产品，这

11、种订书机在装订纸张的时候只需要轻轻一按就能装订，不需要钉子，它是通过两种方式实现的一种是依靠巧妙的机械结构设计通过纸张的翻折，另一种是依靠压纹，但这都存在一个很大的问题，就是装订的纸张数量太少，最多只有8张，且对纸张破坏程度比较大，所以在这一方面还有很大的改进空间。该无订订书机的创新点就是在无针装订的前提下增加装订的效果和厚度，通过现有无针订书机技术和自己想法的结合，利用特殊针头打孔将胶水注入纸张达到更好的装订效果和装订厚度，更加便于平时的使用。第2章 市场调查分析2.1 订书机市场及使用需求调查社会的快速发展使我们进入了信息爆炸时代，越来越快的节奏和越来越多的脑力劳动使我们更加依赖和资料处理

12、相关的产品，订书机更是成为了一种必不可少的得力工具，而且随着时代的变化产品也被人们赋予越来越多的要求，应用于各种各样的行业，使用场所变得越来越广泛，一般情况主要应用于以下四个场所。 图 2-1 大学场所订书机使用情况1.在学校场所中订书机的使用人群主要是学生，用于一些小型资料的装订，比如老师布置的作业和自己写的资料以及一些活动策划方案，特点是装订数量都不大，比较适中，使用程度不太频繁，经常出现在需要装订的时候到处去借订书机或者因为不常用而找不到订书钉的尴尬情况。 2.在办公室场所中使用人群主要是文员，这里订书机主要用于一些公司资料文件的装订，特点是装订资料厚度变化较大，从几张到几十张不等，使用

13、订书机比较频繁，由于装订厚度的不确定经常需要更换订书钉或者订书机，装订起来比较费力，在资料的存放中由于订书钉的存在也不容易放置整齐。 图 2-2 办公室场所订书机使用情况3.在打印店场所中使用人群主要是消费者，对订书机的需求会很大，有时会用到较为大型的订书机，但对很多小型打印店来说一般会放置几个小订书机在店中供消费者使用，使用特点是非常频繁，而且存在很严重的浪费问题，每天消耗的订书钉非常多。 图 2-3 打印店场所订书机使用情况4.日常生活场所中订书机的使用，在家里订一订零散的便条，收据及发票等等较小的物件，但传统订书机对于很薄的装订物装订效果不好，且不便于携带，使用不方便，如图2-4,平时有

14、把零散发票装订在一起的需求。 图 2-4 日常生活使用订书机使用情况根据对订书机在各种使用场所的情况和特点的观察，发现人们对于订书机的功能有了更加丰富和细化的要求，对学校的学生和家庭日常生活使用者来说需要一款便于携带且不用那么麻烦准备订书钉的订书机；对办公室的文员来说需要一款适用较多厚度的且使得装订后的文件便于摆放的订书机；对打印店来说需要一款能节约成本不造成浪费的订书机，所以大家需要一种新型的能满足多项功能的订书机。2.2 无订订书机市场的调查2.2.1 现有无订订书机的种类根据网上资料以及实际购买发现现在市场上有两大类改良的无订订书机：1.基于传统装订方式的改良订书机，如： 图2-5 手握

15、式订书机 图2-6 360度转头订书机 图2-7 带秤购物提手 2.从低碳环保方向出发的无针订书机,如： 图2-8 无针订书机 图2-9 压纹式无针订书机2.2.2现有无订订书机优缺点市面上改良后的无订订书机满足了更多消费者不同的需求，外观也变得更加的美观和多样化，但仍存在着或多或少的问题。总体来讲，目前市场上的无订订书机的优点有：（1） 功能更加细化，比如更加的省力，便于携带，装订角度更全面。（2） 造型时尚美观，更加的环保节约。目前市场上无订订书机存在的缺点有：功能较为单一，比较针对于特殊的情况，有着各自的缺陷，如：握力订书机省力，装订厚度大，但是体积很大不便于携带；迷你订书机便于携带但订

16、书钉装载量小且装订效果比较差；无针订书机虽然环保小巧，但装订数量只有几张，无法完成较厚的装订任务。2.2.3 订书机改良方向和趋势在对现有订书机市场和使用需求进行调查之后，发现订书机的种类逐渐增多，功能也变得越来越贴合人们的需求，但仍有这样那样的缺陷且相对来说功能比较单一，满足一项功能之后很难再保证另外功能的效果。加上人们观念的日益改变，环保和节约意识的逐渐增强，订书机向无针方向的发展是一个必然的趋势，并且人们在省力和外观方面的要求也更多更高，而在这些基础上还要保持订书机的核心功能，即装订的效果，所以一款环保无针且装订效果良好的订书机将是符合人们需求的产品，同时结构要做到简单不复杂，便于人们的

17、操作和生产中的成本控制。2.3 专利查询在确立了产品的需求后，我们通过查询专利看是否有能满足市场调查分析的消费者需求的产品。 通过查询，发现关于无针订书机和环保订书机的专利较少，除开细节主体原理基本上是相同的，这里就最主要得一种进行分析，为了更好的对此专利进行了解，我购买了现有产品并将其拆卸，下面是专利图、原理图和拆卸后的结构图。 图2-10 无针订书机专利示意图 图2-11 无针订书机原理示意图图2-11 无针订书机实物结构示意图2.4 市场调查小结通过对订书机的市场、使用需求调查发现人们对于订书机的需求量更大更多，需求变得更加多样化、细致化，通过对现有改良产品的分析和专利的查询发现虽然市场

18、上虽然开发出了很多针对消费者各种各样更加细化需求的产品，但是功能都比较单一，存在着各种各样的缺陷，不能同时满足消费者的多项需求，使得消费者对于新型产品的接受程度不高，针对存在的这些问题和缺陷，在无订订书机的设计方面还有很大的改进空间。第3章 无订订书机设计方案根据前面的市场调查，已经明确确立了产品的设计方向，即无针环保的情况下保证装订效果。对无订订书机的设计，主要解决以下问题：1.保证环保无针；2.操作省力简单；3.保证良好的装订效果。对于问题2来说可以借鉴市面上各类省力的订书机的结构，所以可以等主要功能实现后在进行分析。问题1和问题3可以综合进行分析，为了解决问题1和问题3，首先要对市面上的

19、无针订书机的结构和功能进行研究，在通过查询专利，购买实物并对其进行拆卸后发现通过改进结构增加无针订书机装订厚度的难度很大，于是决定采取新的无针方案，最终采取了利用胶水达到无针装订效果的方案，对于这个基本思路我提出了以下三个设计方案。 3.1 设计方案一图 3-1 设计方案二演示方案一是通过在壳体内加装胶水，通过挤压从侧面涂胶对纸张进行装订。如图3-1所示，整个设计分成三个主要部分，第一个部分是壳体，在壳体里放有胶水盒子，可以向内注入胶水；第二个是手柄按压装置，在手柄按压装置的下部有一个小的突出装置，在按压手柄的时候挤压胶水盒，通过对胶水盒的压力使胶水挤出来；第三部分是出胶孔，结构可看右边的示意

20、图，当纸张放入按压口后，通过按压手柄使胶水从出胶口挤出涂抹于纸张侧面达到装订效果。考虑到从侧面装订对胶水的粘合强度要求较高，选择了热熔胶，它的初始粘合程度和凝固粘合程度相同，粘合效果很好，但熔点在65度左右，需要增加加热装置，将加热装置设定在胶水盒和出胶孔之间。具体过程是，当纸张被放入压口，按动手柄使手柄底端装置对胶水盒产生挤压同时启动加热装置使胶水融化，融化的胶水通过胶水孔被涂抹至纸张侧面，达到无针装订目的。3.2 设计方案二图 3-2 设计方案二演示方案二主要是参考注射器的原理，通过挤压胶水盒让胶水通过针头涂抹在纸张之间的孔洞来达到无针装订的目的。如图3-2所示，此设计方案也主要由三部分组

21、成，第一部分是订书机主体，在订书机外壳的上部有一个椭圆形开口，在开口内是一个椭圆体空腔，可以放入胶水。第二部分是在空腔底部靠前部位置有一圆形针头，针头内部是空心的便于胶水流出，针头的端部形状为楔形，便于胶水的流出和涂抹，结构如图右下角所示。第三部分是一个胶水挤压装置，位置在胶水空腔底部，作用是在下压时挤压空腔挤出胶水。具体过程是，当纸张放入装订区后，按压订书机上部，针头刺入纸张同时纸张对挤压装置产生压力，挤压胶水腔，胶水从针头流出涂抹在纸张的孔洞，达到无针装订的目的。3.3 设计方案三图 3-3 设计方案三演示方案三结合了现有市场上的压纹订书机，利用洗发露挤出的方式通过按压将胶水挤压进入纸张达

22、到无针装订的目的。如图3-3所示，订书机的按压方式结合了市面上较为省力的手握式订书机的方法即利用杠杆原理达到省力便于装订的目的，在订书机前部有上下两个波浪形压舌，这是结合了市面上压纹无针订书机的技术，当装订的纸张小于五张的时候可以选择使用压纹结构部分装订，当厚度超过五张时，将装订纸张深入放置进装订口，在压纹装置后方有一十字形刀头，在刀头的上方连接有按压按钮和回路装置，包括按压挤出胶水装置及按压向上抬高刀头的装置，当纸张在装订的时候，按动订书机后部把手，带动机构向下运动，首先十字刀头会刺穿纸张，纸张逐渐和按压按钮接触并对其产生压力，按压按钮受到压力挤出胶水的同时，引发回路装置使十字针头向上产生一

23、定的抬起，预留出纸张的空隙，胶水通过导管从十字刀头底部和按钮的结合处挤出并注入纸张中，达到无针装订的目的。 3.4 方案评估与选定三个无订订书机的方案都有各自的想法和侧重点，核心都是利用胶水来达到无针装订，其中方案一采用侧面装订方式，方案二和方案三采用穿刺装订的方式，作为一种较为日常的工作，三个设计方案都考虑了人机关系以求达到最好的使用效果。但最终的方案的选定需要利用工业设计方法学的知识进行综合评定，其中最为重要的指标包括：整体外形、功能、实用性、结构工艺、人机交互和市场认可度。接下来将对三个方案的各个指标进行权重的分析，并加以评分，计算出综合得分后选择得分最高的设计方案来进一步改进和实施。3

24、.4.1 评比项目重要权数对于订书机这样一个产品来说，是属于日常生活中人们经常使用的产品，所以就要求其使用简单，携带方便，并且保证外观的美观性，而且最重要的是其实用功能要好，这样市场认可程度才高。因此在评比中选择影响无订订书机的几个最主要的因素进行分析，并对各个因素的权重比例进行简要的分析和说明。在此选择的对无订订书机影响较大的因素有：整体外形、功能实用性、结构工艺、人机交互、绿色环保这五个方面，各因素的权重系数见表3-1。表3-1 评比项目重要权数评比项目整体外形系数功能实用性系数结构工艺系数人机交互系数绿色环保系数评比项目的重要性权数0.200.250.150.200.20各评比项目权重分

25、析：整体外形：订书机作为一种大批量生产的日常办公用品，使用量较大，一个好的外观形态将使整个产品在大量的同类产品中脱颖而出，而且随着社会的发展人们对于产品的美观有了更高的要求，外观甚至决定了一个消费者第一眼看上去这个产品的水平高低。方案一中产品的外形比较漂亮，有一种硬朗的感觉；方案二中为了便于实现功能选用的一般产品的外观，较为一般；方案三中采用了一种鲸鱼型的外观，在兼顾功能的情况下保证了一定的外观美观性。 (0.20)。功能实用性：功能实用性一直是功能性产品中最重要也是最核心的一个标准，外观、工艺、环保等一系列因素的实现都是基于保证功能的情况下，这相当于一个产品的心脏。三个方案从装订过程的实现来

26、说，方案一较为麻烦；从装订效果来说，方案二较差。(0.25)结构工艺：结构工艺是决定一个产品加工的难易程度和经济成本的根本因素，对于一个真正能投放市场的产品来说影响较大。方案一和方案三的结构实现较为复杂对工艺要求较高；方案二的结构实现较为简单。(0.15)人机交互：随着社会的发展，生活水平的提高，人们对于产品的使用体验有了越来越高的要求，人机关系受到越来越多的重视，对于订书机这样的日常办公文具，人机关系占有很大的比重。方案一和方案三都选取了较好的人机设计，能在使用时更加省力；方案二由于采用了传统的方案所以人机设计较差。(0.2)绿色环保：随着各种环境恶化事件的发生以及人们教育水平的提高，整个社

27、会都在提倡“低碳、绿色、环保”理念，一个产品具不具备环保的特性已经不是一个评判标准的问题，而已经上升到社会责任感的高度上来。方案三结合了压纹无针订书机的功能，可以再纸少时不用胶水，环保程度要优于方案一和方案二。(0.2)3.4.2 各设计方案评比表3-2 各方案综合评比表 项目方案整体外形系数×权重功能实用性系数×权重结构工艺系数×权重人机交互系数×权重绿色环保系数×权重总分方案一9×0.208×0.255×0.158×0.207×0.207.55方案二7×0.207×0.2

28、58×0.157×0.207×0.207.15方案三8×0.209×0.256×0.158×0.208×0.207.95每个方案的每个评比因素按照10分制，根据对各自方案的优缺点的分析，做出了如上表3-2所示的评分，得出了最后的总分，得分最高的作为最优方案。根据分数方案三为最优方案。第4章 产品详细设计经过了前期的市场调查和同类产品调查，针对发现的问题提出了三个设计方案，并通过评比得到了最为优化的方案。从一个产品设计的过程来说，选出一个方案只是这个产品设计真正的开始，在初步方案中的很过构思想法以及对结构的设计还需要

29、经过更加细致精细的调查才能明确的实现，在深入挖掘的过程中才能发现更多的问题和错误，也能打开新的思路，使得整个产品真正符合市场消费者的需求，解决现实场景中出现的各种问题。该无订订书机的核心创新点在于，在保证外形美观、良好的装订厚度和装订效果的条件下达到无针环保装订的效果。4.1 无订订书机的主要功能该无订订书机的主要功能有两个：环保无针装订。4.1.1 无针装订无针装订是该无订订书机的核心功能，并且针对装订纸张厚度的部分通过两个机构实现，在针对5张及以下的纸张装订时，采用订书机前部的压纹装订机构，方便快捷且对纸张损伤程度达到最小；在针对5张以上的纸张装订时，采用后部的针头装订实现，大概过程可描述

30、为，针头刺入纸张对纸张造成孔隙，在持续刺入的过程中按压按钮同纸张接触并产生压力，胶水从胶水盒中通过管道进入针头底部和压力按钮接触的空隙，并注入纸张达到无针装订的效果。4.1.2 省力装订该无订订书机设计中结合了人机方法学和机械省力结构，在对握把的设计上采用了一定的弧度，上握把宽于下握把，整个订书机整体呈鲸鱼形，便于人的手掌在按压时更好的贴合掌心，使用更加舒适，在按压方式上参考了市面上其他订书机的受力机构，最终选择握力式按压方式，这种结构能使得消费者在装订按压的过程中用更小的力取得更好的装订效果。 4.2功能原理分析整个设计在功能原理上比较简单，利用一般市面上洗发露压取装置的方法，通过按压手柄出

31、胶，同时利用十字针头增大对纸张的切割面积，并通过将胶水注入纸张产生的切口空隙而达到装订纸张的目的。4.2.1注入胶水装订可行性分析整个设计的核心就在于采用胶水达到无针装订的作用和效果，注入胶水装订是否可以实现是整个设计能否成功的关键所在。对于注入胶水装订这个想法有两个方面需要解决，第一个方面是胶水的选择方面，有没有胶水能够达到注入装订的效果，这是个需要研究的问题，通过对市面上印刷行业的装订方式的调查以及对各类胶水的效果和性能进行了查询，最后选择出两种胶水：1、JL-1009A纸塑胶 ：是环保型水溶性胶粘剂，不含毒质及不含危害臭氧层物质，胶液主要成分为：35%VEA丙烯酸脂聚合物，10

32、%特种象胶，10%增粘树脂，45%水。【性能参数】纸塑胶外观：微黄色乳液 固含量：“50±2% 粘度：25000mpa.s(25) PH值：6.07.5 纸塑贴合后耐高温:80 纸塑贴合后耐高温:-302、JL-1009B水性黄胶:是环保型水溶性树脂胶粘剂，胶液主要成份为35%VAE丙稀酸脂聚合物质,10%特制橡胶.10%增粘树脂，45%水。【性能参数】水性黄胶外观 微黄色乳液固含量“55±2% 粘度25000mPas25PH值6.07.5 纸塑贴合后耐高温80 纸塑贴合后耐低温30最后经过对性能和粘合效果的分析，考虑到产品环保低碳的要求，决定选择纸塑胶作为产品使用胶水。4

33、.2.2装订结构可行性分析在对胶水装订方式的可行性进行验证并选择了相应的胶水之后，就需要对这个注入过程进行可行性分析，是否能达到我们预想中的效果，首先是注入方式上，最开始是选择将针头制作成空心针头，通过按压装置使针头在刺穿纸张的同时从针头向纸张孔隙喷涂胶水，但这种方式对于工艺要求比较高，且喷涂效果很差，于是考虑在打孔后由外部向打好的孔隙能填充胶水，为了便于功能的实现，将针头设计为前小后大，并在填充胶水的过程中有一个向上抬起的动作，保证胶水的填充，这些构想是可以通过一些机械结构的配合做到的。4.3 结构设计4.3.1 总体结构该无订订书机由输胶软管、出胶装置、针头位移机构内壳、针头位移机构外壳、

34、压力按钮、十字针头、插销、订书机按压手柄、压纹齿、订书机外壳、胶水盒组成，详细结构见4-1模型爆炸图、图4-2整体结构展示图、图4-3整体尺寸图。具体实施步骤为，按压订书机手柄8使手柄旋转向下，带动十字针头部分和压纹齿上部向下运动，在向下运动的过程中，针头部分通过插销7和外壳10上的竖直开口对针头整体形成约束控制整体垂直上下运动，随后针头6在手柄8的作用下刺入纸张，同时压纹齿对纸张产生压力，形成第一道装订，随着针头6的向下刺入，压力按钮5触碰纸张并产生压力，发生向上的位移，此时胶水在压力的作用下从胶水盒11沿输胶软管1进入针头部分，同时压力对由3、4结构和插销组成的针头位移机构产生作用，针头6

35、向上抬起一段距离，预留出纸张间的孔隙，这时胶水从压力按钮5和针头6底部交接处注入纸张缝隙完成装订。 图4-1 模型爆炸图1-输胶软管 2-出胶装置 3-针头位移机构内壳 4-针头位移机构外壳 5-压力按钮 6-十字形针头 7-插销 8-订书机按压柄 9-压纹齿 10-订书机外壳 11-胶水盒 图4-2 整体结构展示图图 4-3 整体尺寸图4.3.2 针头整体位移机构结构设计该无订订书机工作结构主要分为两个机构，一个控制针头和出胶装置整体的上下位移，一个控制在出胶过程中针头的微小上下位移，先来看整体的位移，订书机的按压方式采用的是握力式，利用了杠杆原理，但这会使运动的过程中有一个弧度，为了保证装

36、订的效果要使针头在对纸张进行穿刺的过程中保持垂直的运动。考虑到这样的因素，我利用一种滑块机构来实现这种运动过程。1-连杆 2-外壳运动槽 3-插销 4-连杆运动槽图4-4 针头整体位移机构示意图如上图4-4所示，订书机初始状态如图左侧，当按压握把带动连杆1向下运动，插销3在运动槽2和运动槽4的共同约束是保持垂直的上下位移，如图右侧。4.3.3 针头位移机构结构设计该无订订书机采用的是像纸张打孔并注入胶水装订的原理，为了保证良好的装订效果必须保证注胶的充分和顺利，考虑到到十字针头刺入纸张后和纸张是一个紧密的配合，此时注胶效果会很差，必须考虑在注胶是一定程度的抬起十字针头保证注胶的空隙。考虑到这样

37、的情况，通过对打火机机构的研究设计出了以下机械结构保证功能的实现。 图4-6 针头位移机构模型示意图1-针头连接部外壳槽 2-插销 3-按钮部外壳槽 4-外壳图4-5 针头位移机构示意图如上图4-5、图4-6所示，当十字针头刺入纸张程度加深，纸张逐渐触碰到右图紫红色压力按钮，并对其产生向上压力，带动按钮外壳上的槽向上运动，并使和十字针头相连的插销2顺着外壳槽1向上运动，带动十字针头向上位移为注胶留出预留的空隙。具体过程如下，如图4-6紫色十字针头沿着向上最内一部分和插销2紧密相连，且在底部放置有弹簧，在结构的作用下弹簧对插销2有一个顺时针方向的力，使插销2紧贴于外壳槽1的左边，当纸张触碰到紫红

38、色按钮并对其产生压力，会使紫红色按钮向上移动带动和按钮相连的壳上的槽3向上运动，槽3左侧倾斜部分对插销2有一个向右的力，使插销2沿着槽1向上位移，当完成装订动作后，在弹簧的作用下，紫红色按钮弹回，带动槽3和插销2向下运动，同时弹簧对插销2有一个顺时针的力，使插销2向左运动达到初始状态。过程示意图见图4-5，由左至右为初始状态、装订注胶状态、装订完成回复状态，箭头指弹簧对插销2的施力方向。4.4 外观设计外观设计的好坏决定了产品给人的第一印象，一个好的外观设计会吸引消费者去关注和了解，还会提升产品的品质，给人一种高档的感觉，订书机作为一种常用的日常文具，有一个良好的外观设计也是消费者是否选择购买

39、和使用的重要因素。4.4.1 形态设计该设计的整体外观如图4-7所示，整个设计前部体积较大，延伸到尾部的把手部位逐渐变小，整个形态看上去像鲸鱼，给人一种可爱小巧的感觉，在产品前部为了保证功能开了一个竖直的开口，但如果整体就这样会显得比较单调，于是在尾巴把手的旋转处加了一个圆形的旋转盘，让整个形态看起来更加的协调。整个外观设计总体来说走的是简洁大方的路线，在产品前部采用了大量曲线，使得整个设计的感觉显得柔和，前部和后部把手的大小的变化给人一种对比的感觉，避免了因简洁设计而带来的单调感。图4-7 无订订书机整体形态示意图4.4.2 色彩搭配有研究说明颜色可以影响人的心情，而色彩本身也是带有情绪的，

40、如红、黄等暖色调能让人感到积极向上的情绪，蓝色给人沉稳冷静的感觉，紫色给人高贵典雅的感觉，所以色彩的搭配对一个产品很重要，订书机作为经常使用的办公用品，一个好的色彩搭配可以带给使用者更好的用户体验。1.色彩搭配方案一主体颜色为蓝色，圆形旋钮和插销用紫红色来点缀，蓝色在这里采用的是浅蓝色，纯色给人的感觉太亮，加入了一定的灰度，主要营造一种宁静，幽雅，平静中酝酿着力量，像海的感觉一样。紫红色象征着高贵和神秘，用于点缀整个蓝色，避免色彩上过于单调，在日常的办公中人很容易因为繁杂的工作而心烦意乱，而这样色调的搭配不会给人强烈的刺激，让人感觉简单而安静。 图 4-8 色彩搭配方案一2.色彩搭配方案二主体

41、颜色为墨绿色，圆形旋钮采用了棕色。绿色代表了一种环保生机的感觉，但翠绿等颜色虽然更能表达这样的感觉但感觉上不够沉稳，作为一个处理文件的工具，更应该体现出一种严谨的感觉，配上棕色的按钮，整体给人严谨、认真像工程师一样精细的感觉。 图 4-9 色彩方案二3. 色彩搭配方案三主体采用的是浅棕色，圆形旋钮采用的是深棕色。选择浅棕色的原因是它的灰度很高，对比度不强，是一种很柔和的颜色，属于暖色系，而深棕色的圆形旋钮和主体是相似色，配合起来很协调，整个产品看起来像一个巧克力蛋糕，给人一种暖暖的，温馨的感觉。 图 4-10 色彩方案三4. 色彩搭配方案四主体颜色采用的是黑色，圆形旋钮采用了深棕色。黑色是属于

42、比较庄重肃穆的颜色，也是看起来很硬朗的一种颜色，而加入了一点深棕色使得整个整体看起来变得活泼可爱了一点，而且也不会颜色过于太亮，产生强烈的对比，给人一种不舒服的感觉。图 4-11 色彩方案四4.4.3 质感分析无订订书机外壳选用ABS材料，ABS材料具有良好的综合性能，拥有良好的韧性和机械性能，易加工，加工尺寸精准稳定便于特色等特点。在保证外壳强度和硬度的情况下节约成本，保证外壳光滑的质感。图 4-12 材质组合图胶水盒用的是pp材料，将胶水盒做出透明的便于观察表现整个产品不同的视觉感官，避免过于单调的情况出现。4.5 人机关系分析订书机作为一种人们经常使用的便捷工具，必然要考虑到人的使用体验

43、，所以在设计中要充分考虑消费者的生理和心理，把握好产品的人机关系，提升消费者使用体验，达到“人-机-环境”的协调。4.5.1握把设计该无订订书机采用的是握力装订的方式，利用杠杆原理比较省力，可以做到单手操作，在握把上的设计上要做到手掌抓握舒适就要考虑到把手的长度、宽度及弧度等因素。图 4-13 握把长度尺寸图1.握把长度设计。为了使用是的方便和省力，在前方工作部分长度和握把长度上要达到一个合适的比例，采用如图的尺寸，握把长度为48mm，根据数据，人的掌宽一般在71-97mm之间（5%女性至95%男性数据），而48mm的长度使得使用时尾部基本达到或略微超过手掌心中部，使用起来比较舒适。图 4-1

44、4 握把宽度尺寸图2.握把宽度设计。在把手的宽度设计上既要保证美观又要使消费者使用舒适，在握把的上半部分采取了18mm的宽度，当用虎口卡住此处时这个宽度比较舒适，下半部分使用了16mm的宽度，便于手掌的第二指节部分抓握住下把手。图 4-15 握把形态示意图3.握把形态设计。该订书机通过抓握方式发力，考虑到发力时的舒适性，设计了握把如下形态，如图4-15所示。在握把上部是一个轻微弧度，当虎口接触到握把上部的时候能很好的贴合。握把下部于手指接触部分弧度比上部大是为了更好贴合抓握时与之接触的手指第二指节部分。4.6 材料及加工工艺的选择产品在投入生产时选择的材料和加工工艺将决定产品最终的质量的好坏，

45、但并不是说越好的材料和加工工艺就越好，在加工产品时首先要选择合适的材料，选太好的材料不仅在功能上是一种浪费也会提高生产的成本，而加工工艺也是控制产品质量和成本的重要因素，和材料的选择一样都必须选择合适的，所以在材料和加工工艺的选择上需要详细的调查和斟酌。4.6.1外壳、握把的材料在外壳和握把材料的选择上采用ABS材料，ABS材料在价格上比较便宜可以达到有效控制成本的目的，从性能上来说ABS是由丙稀腈、丁二稀、苯乙烯单体共聚而成的无定型聚合物；它具有良好的综合性能，既高的冲击韧性和良好的机械性能，优良的耐热、耐油性能和化学稳定性，尺寸稳定、易机械加工，表面还可镀金属，电性能良好，这就保证了外壳的

46、硬度和易加工程度。该无订订书机的塑料外壳的加工工艺是注塑成型，这种工艺非常适合批量生产，速度快，成本低，制作形状多样，尺寸精确。4.6.2 胶水盒的材料为了产品整体的美观和便于观察胶水的量，胶水盒设计做成透明或者半透明，选择的材料是PP材料，在价格上比ABS便宜，而且表面刚度高，防划能力优秀并且拥有良好的化学耐受性，非常适合作为装胶水的容器。胶水盒的加工工艺选择注塑成型。4.6.3 十字刀头和压纹装置的材料十字刀头和压纹装置对于强度和硬度都有较高的要求，所以在这里选用不锈钢材料，不锈钢既能保证强度也有良好的化学耐受性。在加工工艺的选择上采用冲压和磨削工艺。4.6.4 插销及软管等零部件的材料对

47、插销来说作为一个传动零件需要达到强度高、耐磨性强的特点，所以选择不锈钢作为插销的材料，而本设计的传统结构中插销承受力量较大，选择强度高的双相不锈钢作为插销材料。再加工工艺上选择磨削工艺。输胶软管为了保证灵活性选择橡胶作为材料，考虑到要通过胶水需要良好的化学耐受性，采用Viton氟橡胶。加工工艺上选择混炼胶加工。4.7 成本估算及市场前景预测通过对市场上同类产品的调查，目前市场上环保无针订书机价格在10-40元不等，国内自主加工生产的无针订书机价格为15元左右，而日本国誉公司生产的无针订书机价格为30-40元，通过对比国内产品和日本产品发现，两种产品在功能实现上采用了相同的原理，制作工业上日本所使用的材料和工艺要好于国内产品，但成本差距上并不像零售价格体现的那么明显，达到两到三倍的差距，经分析这是因为品牌带来的价格增益，所以在成本估算上不予计算，最终分析市面上无针订书机在规模生产的情况下价格为10元左右，而本设计在使用材料上和结构上要略微复杂，考虑到要提供压纹齿的材料，以及一些其他零件，成本要高出市面上的这类产品，大概成本经估算后为20元。虽然在价格成本上相对于市面上的无针订书机要高出不少，但市面上现有产品的局限性太高，不能达到一般的装订厚度的要求，且该产品的装订过程比较巧妙和新颖，便于携带适用范围较广，所以具有不错的市场前景。结 论通过平时生活中自己所见所遇