手电筒毕业设计毕业设计

1、吉林化工学院毕业设计论文I摘要手电筒是人们生活中最常见的的物品。一款手电筒的设计不仅要考虑到舒适与方 便，还要考虑到它的美观性与时尚性。 小小的手电筒虽然不起眼，但是当人们在走夜 路、外出旅行、停电应急等时侯，它的作用就会突显出来。它不仅给人们提供照明， 甚至在某些特殊情况下，还关系到人们的生命安全。通过对当前国内外手电筒市场的 调查与研究，总结广大消费者对现有手电筒缺陷的意见反馈，设计一款时尚、安全、 功能齐全的手电筒的想法应运而生。我设计的目的是让只有一种照明功能的手电筒， 通过巧妙的结构与外形设计，同时拥有手电、台灯以及床头灯的功能，以满足使用者 的多方面需求。在本文中，我们可以详细地了

2、解到手电筒的发明、发展历史，国内外 手电筒的市场现状，与手电筒相关的应用技术，人机工程学、设计色彩学的简单介绍 以及它们在手电筒设计中的实际运用。关键词：时尚；美观；安全；需求；手电筒吉林化工学院毕业设计论文 AbstractThe flashlight is the most com mon supply in our daily life, A flashlight desig n should con seder not only its comfortable ness and convenien ce,but also its beauty and vogue.A small fla

3、shlight while ordin ary, but whe n people go out the road trip, blackouts, resp onse time, its necessity will be apparent.lt not only provide people the lighting, or, in some special cases, related to peoples life safety. Through the current domestic and international market investigation and study

4、of flashlight, summarizes the consumers of existing flashlight defect of the feedback,a design idea of a vogue, safe, complete function flashlight come into being. My desig n purpose is to let an only lighti ng function flashlight, through the ingenious structure and appeara nee desig n, gather the

5、fun cti on of a flashlight, desk lamp and the berth lamp, to meet the various requireme nts of users. In this paper, we can detaiLEDly un dersta nding the inven tio n and developme nt history of flashlight,market situati on at home and abroad, and the applicati on of the releva nt tech no logy, and

6、huma n engin eeri ng, desig n color scie nees simple in troducti on and their practical applicati on in the desig n of a flashlight.Key words： vogue； beautifull; safe； requirement; flashlight目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 摘要 I HYPERLINK l bookmark2 o Current Document Abstr

7、act II HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 目录 III HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第1章绪论 1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1.1选题的目的和意义 1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.2国内外研究现状及发展趋势 1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.3设计实施方案及主要内容 2 HYPERLINK l bookmark14

8、 o Current Document 第2章市场调查 5 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.1手电筒的历史 5 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 手电筒的发明 5 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 手电筒的发展 5 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.2现代手电筒特点 8 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.3手电筒的选购 9 HYPER

9、LINK l bookmark26 o Current Document 第3章设计应用技术一一LED 10 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 3.1LED的构成和相关知识 10 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 3.2LED的发光原理 12 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3.3LED技术的应用 12 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 3.4LED的优缺点 14 HYPERLINK l boo

10、kmark36 o Current Document 第4章人机工程设计 18 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 4.1人机工程学理论 18 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 4.2理论在设计中的应用 19 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 第5章多功能手电筒设计 23 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 5.1主要结构 23 HYPERLINK l bookmark46 o Current Doc

11、ument 5.1.1可旋转灯头 23 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 灯身 24 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 5.1.3功能拓展结构 25吉林化工学院毕业设计论文 # HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 5.2材料选用 27 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 5.3色彩设计 27 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 5.3.1色彩的搭配原则

12、27 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 5.3.2产品设计中的色彩应用 28 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 5.3.1“小黄蜂”的色彩运用 31 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 5.4效果图 34总结 38致谢 39 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 参考文献 40吉林化工学院毕业设计论文 第1章绪论1.1选题的目的和意义手电筒是我们日常生活中的必备用品，一款手电筒的设计不仅要考虑到舒适与方

13、 便，还要考虑到它的美观性与时尚性。 小小的手电筒虽然不起眼，但是当人们在走夜 路、外出旅行、停电应急等时侯，它的作用就会突显出来。它不仅给人们提供照明， 甚至在某些特殊情况下，还关系到人们的生命安全。因此，设计一款时尚、安全、功 能齐全的手电筒的想法应运而生。我设计的目的是让只有一种照明功能的手电筒，通过巧妙的结构与外形设计，同时拥有手电、台灯以及床头灯的功能，以满足使用者的多方面需求。尤其对于在外求 学，条件有限的学生群体更为实用。 除了可以把它当做手电使用以外， 还可以改变它 的造型作为台灯，在寝室熄灯后，还能将它夹在床头上，作为床头灯应急。而且一款 外形靓丽的手电筒也可以作为一种精美别

14、致的摆设。取名“小黄蜂”意在与电影变形金刚中的“大黄蜂”呼应，强调它外形的变 化多样，功能丰富。同时在造型与配色时，也充分考虑“黄蜂”的元素，使其具有可 爱的外形，和亮丽的颜色，更能让年轻人接受。1.2国内外研究现状及发展趋势（1）现状中国是制造业大国，我国早期的产品造型设计往往都采用仿制的方法， 照搬或模 仿国外已成型的产品造型。还记得那个老式的“大头”铁手电筒，在过去的几十年里， 着实占领了我国的手电筒市场。其外形没有丝毫改变，早已使广大消费者产生了视觉 疲劳和使用疲劳。后来的手电筒设计，虽经历了无数次的变化，但都是在形态方面很笼统地进行添 加，脱离于其他各方面的因素，独立存在。不能与人、

15、环境很好的结合。灯头越来越 多，亮度越来越高，体积越来越大,很多国内外的手电筒名牌，如菲尼克斯，神火,狼眼等，都积极地在灯光亮度强度方面做文章， 但外形、功能等方面并没有充分考虑 到人性化因素，很难与人们日益增长的生活需求相适应。趋势随着我国对工业设计的逐步重视，手电筒的设计也会随着这股设计潮流日臻完 善。在各个方面上，不断改进，不断融入新的元素，使其更加完美，更能满足消费者 的需求。纵观当下所有产品，特别是个人产品、家用产品都在由小型化、轻量化、降低成 本和社会化系统等，向着更加个人化、多用途的方向发展，也更加注重家庭的因素， 因为家是社会的最小单位，人是其中的扮演者，随着物质文明、精神文明

16、的不断充裕， 个人的消费范围也随之扩大，对生活水平的要求也在逐步的提升， 因此也左右着市场 的消费倾向。预计未来的工业产品设计，将吸收国内外造型风格的优点，强调形体的变化统一， 比例协调，简洁明快，在使用上注重产品的安全性，舒适性，方便性等特点，使人们 从中得到美的形感享受。对于手电筒来说，并不能局限在“筒”的概念中，而是要结合多种因素，随着大 的消费趋势的转变，也会进行合理的转变。今后的手电筒设计会日臻完善，更加人性 化，在满足广大消费者使用功能的基础上，还会满足人们的审美需求，精神需求，和 文化需求。1.3设计实施方案及主要内容设计的任务是解决“人、机、环境、社会”系统中存在的问题，其设计

17、的出发点 是人，旨在通过生产技术手段把人的创造思维转变为实体的产品，实现为人服务的目的，解决生活中的各种问题。因此，在产品设计中注入人文理念，探讨产品所蕴含的 人性化设计观念和根植于时代特性和地理特性的文化价值观念，能为产品设计提供更深层次的理论依据，使产品更合乎人性，使人与生存环境的关系更为和谐。 随着社会 的发展，设计所具有的人性的意义就将越来越显示其重要性，人性化的设计观念是合乎时代发展要求的。本文设计的针对群体主要是学生及年轻人，因此在美观、舒适、 功能、材质造型选择上，要求就更高。在设计过程中，要考虑到方方面面，点点滴滴, 不容马虎。我们所设计的产品应是在机能和外观上有明显改善的产品

18、。著名的设计师维克多巴巴纳克在20世纪60年代末出版了他最著名的 为真实世界的设计，通过这本著作 提出了自己对于设计的三个问题：（1）设计应该为广大人民服务，而不是为少数富裕国家服务。这里他特别强调 设计应该为第三世界的人民服务。（2）设计不仅应该为健康服务，同时还必须考虑为残疾人服务。（3）设计应该认真考虑地球的有限资源使用问题，设计应该为保护我们居住的 地球的有限资源服务。一件产品的外观，包括五个基本的领域：结构、材料、造型、体积与表面（含色 彩）。而人性化的产品会最大限度的迁就人的行为方式，体谅人的情感，使人感到舒 适。设计优良的产品，必然是人、环境、经济、技术、文化等因素巧妙融合、平衡

19、的 产物。开始一项产品设计的动机可能来自各个方面，有的是为了改进功能，有的是为 了降低成本，有的是为了改变外观，刺激消费，以吸引购买者，更多的情况是上述几 方面兼而有之。本课题实施方案如下：对课题进行相关的市场调查和分析对已有的产品造型和结构设计进行分析，并通过绘画草图进行新外形的创意。在已定外形的基础上通过现在产品功能的分析确定产品功能的分配。核查校对，定稿。应用相关软件进行绘图，得出满意的效果图搜集相关资料，进行论文写作手电筒不仅要向更美观、更舒适方向发展，而且更需向多种功能的方向发展。据 悉,目前手电筒的附加功能主要有以下几种：（1）安装有尖锐的微型铁榔头，在关键时刻，可作为安全锤、救生

20、锤，打碎车 窗玻璃或房屋玻璃逃生（2）附带有螺丝刀，小剪刀等一系列工具，为日常生活带来很大方便，尤其适 合外出旅行携带，免去携带大量工具的烦恼。（3）很多手电筒带有调节亮度模式，必要时可当做台灯，甚至还安装有强光灯， 在出现事故时可作为强光警示灯。今后，随着电子高科技的飞速发展，照明技术的发展定将日新月异。同时，功能更 加齐全的手电筒将会不断问世，其应用范围也会更加拓宽。本设计中对以下几方面要着重研究和下功夫：（1）通过调查和分析现有手电筒的缺点和不足及其发展前景，确定手电筒的功 能。（2）确定设计产品的外观和不同部分材质的选择是一个需要耐心的工作。（3）对于调查使用者的舒适性、人机因素等方面

21、需要着重用心（4）通过相关软件绘制产品效果图，并进行渲染修改得出较满意的效果图尤为 重要。因为最终的效果好坏才是能真实反映设计的优劣，好的效果图也能给人直观的 视觉感受。第2章市场调查2.1手电筒的历史手电筒，是一种手持式电子照明工具。一个典型的手电筒有一个经由电池供电的 灯泡和聚焦反射镜，并有供手持用的手把式外壳。虽然是相当简单的设计，它一直迟 至19世纪末期才被发明，因为它必须结合电池与电灯泡的发明。 在早期因为电池的蓄 电力不足，因此在英文中它被称为flashlight，意即短暂的灯。2.1.1手电筒的发明现代文明的确应感谢美国发明家托马斯爱迪生， 是他制成了第一盏具有商业价 值的白灯，

22、为人类带来了光明。然而，康拉德休伯特也应受到同样的尊敬，100年前从俄国移民到美国的他发明了手电筒。休伯特下班回家，一位朋友自豪的向他展示了一个闪光的花盆。原来，他在花盆里装了一节电池和一个小灯泡。电门一开，灯泡照亮了花朵，显得光彩夺目。休伯特看得入了迷，这件事给他以启示。他有时在夜晚黑暗中走路，高一脚低一 脚很不方便，就在不久前他还不得不提着笨重的油灯到漆黑的地下室找东西。他想， 如果能用电灯随身照明，不是实用方便吗？于是，休伯特把电池和灯泡放在一个管子 里，结果第一个手电筒问世了。2.1.2手电筒的发展移动照明工具的发展可追溯至人类社会发展的初期一一原始社会。自从人类学会钻木取火以来，移动

23、照明经历了从火、油、蜡烛到手电的发展历程。移动照明工具经 历过无数的变革，出现过火把、油灯、蜡烛、煤油灯到白炽灯泡手电、氙气灯泡手电， 发展到现在琳琅满目的LED手电等。 油灯经过了多次改进。油灯用油从动物油改为 植物油，最后又被煤油取代。为了防止风把火吹灭，人们给油灯加上了罩，从早期的 纸糊罩到后来改用玻璃罩，这样的油灯不怕风吹，便于户外移动照明。在使用油灯照明的同时，人类仍然在寻找其他的移动照明方法。公元前3世纪左右，有人用蜂蜡做成了蜡烛。到了 18世纪，出现了用石蜡制作的蜡烛，并且开始用机器大量生产。100 多年前英国人发明了煤气灯，使人类的照明方法向前迈进了一大步。火把、蜡烛、油 灯、

24、煤气灯这些可移动照明工具，都没有离开火，都是靠物质燃烧发出的光来照明的19世纪末，爱迪生发明了电灯，从此改写了人类照明的历史，人类走向了用电照明的 时代。雏形：图2- 1老式手电爱迪生发明灯泡，法拉第发明电池，发明了真正意义上的手电。但其灯泡发光性 能却十分不稳定，时明时暗，故名“ Flashlight ”。直到六十年代后期， 随着碱性电 池的出现，手电的“照明功能”才算完成。第一代手电：图2-2虎头电筒特征：钨丝灯泡+碱性电池，以表面电镀的铁皮作外壳第一代手电，俗称“老式手电”，灯泡一般采用钨丝白炽灯泡，发光效率低，使用寿命较短，易被烧坏。电池 采用大号碱性电池，容积大但续航能力不高。手电的

25、外壳为表面电镀的铁皮，轻质但工艺简单。第二代手电:图2-3纳丽德T6A特征：灯泡充入保护气体+高性能电池，以铝合金作为外壳材料的第二代手电， 无论在性能还是外观方面都有了全新的突破。 第二代手电的一个典型代表是采用氪气 灯泡+碱性电池，灯泡寿命更长，电池续航时间更持久。以铝合金作为外壳材料，表 面采用氧化处理工艺，工艺精细，外观精美，色彩丰富，质感颇佳。另一典型代表是 采用氙气灯泡+锂离子电池，灯泡寿命更长，亮度大大提升，色温更高，并提出“战 术手电”的概念，为手电开辟了一片崭新的市场。第三代手电：图 2- 4LED手 电特征：全新发光技术的应用LED色温达到了前所未有的高度，接近甚至超过白光

26、的色温，功耗更低。第三代手电最主要的特征是采用了LED灯泡，由于LED本身结构的原因，可靠性更好。发光模式亦首次出现在手电上，一经推出，广受欢迎。第四代手电图2-5myTorch智能手电特征：内置开放式可编程智能控制芯片，可通过专用软件自定义发光模式一一智 能手电。全新一代手电纳丽德 myTorch智能手电(Smart Torch)，将传统手电调光技术与IT技术相结合，内置开放式可编程智能控制芯片，用户可通过专用软件定制 个性化的手电发光模式的新一代手电筒的总称。2.2现代手电筒特点多变幻LED光源可利用红、绿、篮三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有 256 级灰度并任意混合，即可产生

27、256X 256X 256=16777216中颜色，形成不同光色的组合 变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。利环保环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小， 而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色 照明光源。咼新尖与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品，成功融合了计算 机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术， 具有在线编程，无限升级，灵活多变的特点。2.3手电筒的选购看电池，有普通电池和锂电池两种，虽然锂电为可充电电池，但寿命低，

28、 约2年, LED勺寿命约10年，可根据实际情况来选择。看灯泡，灯泡熄灭的情况下，肉眼是很难区分它的好坏的，可以在点亮的 情况下看灯泡的一致性。看光圈，好的LED手电筒光圈为均匀的一个圆，差的LED手电光斑分为黄 蓝两色不均匀分布。看亮度，好的LED手电筒亮度高，衰减速度慢。看防水，好的LED手电筒具备防水功能，抗震性能好，即耐摔.看外观，这个大家比我会看，我不多说了。我选择的是铝合金外壳，美观 大方。选品牌，品牌是质量的另一个界定标准，没有好的质量不可能成为一个知名的品牌，所以在选择手电时，需要了解一下品牌手电。根据手头的宽裕程度，可以 选择不同品牌手电。Surefire,手电业内当之无愧的

29、王者，当然价格也都是霸王级别的； In ova,美国时尚手电的先驱，价格也不便宜；Maglite和LED Len ser这两个都是民用手电，但是由于是外国货，价格被炒得也很热，当然质量不比国内的纳丽德、Fenix、Jetbeam Olight但是也还很好；Fenix、纳丽德、Jetbeam国内高品质手电的领航者， 在国际上也比较出名，价钱都差不了多谢，纳丽德会稍微低于其余两者。第3章 设计应用技术LED3.1LED的构成和相关知识LED（ Light Emitting Diode ），主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种 物料所组成。LED中文意思为发光二极管）是一种能够将电能转化为光能

30、的半导体，它改变了白 炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED勺特点非常明显，寿命长、光效高、低辐射与低功耗。白光LED勺光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150lm/W（ 2010年）。将LEDf普通白炽灯、螺旋节能灯及 T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯的光效为12lm/W,寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm/W,寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lm/W,寿命 大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED光效理论上可以超过150lm/W,寿命可大 于100000小时。有人还预测，未来的LED寿命上限将无穷大。然

31、而，LED丁的工作原理 使得在大功率LED照明行业里散热问题变得非常突出，许多 LED照明方案不够重视散 热，或者是技术水平有限，所以目前量产的大功率LED丁普遍存在实际使用寿命远远不如理论值，性价比低于传统灯具的尴尬情况。为了提高LED丁具的使用寿命，真正做到适合商业化的量产，LED照明行业正在独立或者和专业的导热材料供应商合作加 紧研制新型导热材料，比如导热塑料等等。大功率LED，一般指大于0.65W,这一点不同公司内部也会有不同的标准，因为目前在大功率LED领域还没有形成大家一致认可的行业标准。光强与流明比小功率大， 但同样散热也很大，现在大功率大多是单颗应用，加上有效散热面积很大的散热

32、片， 也出现了集成在一起的LED丁矩阵，但是散热效果不是很好。小功率一般是0.06W左右 的。现在LED?电一般是用小功率用的，光散不散，取决于 LED勺发光角度，有大角度 小角度之分，小角度不散，大角度才散。市面上的手电筒一般是用草帽头做的。效果 很好。现在就担心有些厂家不重质量，拿的次品 LED做电筒，用不了多久就有死灯。LED勺亮度是跟LED勺发光角度有必然关系的丄ED的角度越小它的亮度越高,没有 什么超亮不超亮的,那是骗小孩的,如果是质量好的LEE不管是哪家LED厂家生产的大 家的亮度都差不多的，只是生产工艺不一样，使用寿命略有不同，因为大家用的都是那 几家国外的LED芯片.如果是5M

33、啲LED18度角的白光的发光强度只有几百 MCD如果是 15度角的光强就要去到一万多两万 MC的了，光强相差好几十倍了，如果是用于照明用 的,在户外最好是用大功率的LEDT,亮度就更高了 ,单个功率有1W,3W,5W还有的是用 多个大功率组合成一个大功率的LED功率去到几百都有.色温和亮度没关系，而亮度和流明值有关来看几个相关概念：（1）光通量（Im）由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度，我们不能直接用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量，必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单位 光通量 来衡量。光通量用符号表示，单位为流明（Im ）。（2）发光强度（cd）光通量是说明某一光源向四周空间发

34、射出的总光能量。 不同光源发出的光通量在 空间的分布是不同的。发光强度的单位为坎德拉，符号为 cd,它表示光源在某单位球 面度立体角（该物体表面对点光源形成的角）内发射出的光通量。1 cd = 1 lm/1 sr（sr :立体角的球面度单位）。（3）亮度（cd/m2）亮度是表示眼睛从某一方向所看到物体发射光的强度。单位为坎德拉/平方米cd/m2，符号为L，表明发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量， 它等于 1平方米表面上发出1坎德拉的发光强度。（4）色温（ Color Temperature）当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度就称为该光源的色温，用绝对

35、温度 K （开尔文，开氏度=摄氏度+ 273.15）表示。（5）显色性（Color rendering property）原则上，人造光线应与自然光线相同，使人的肉眼能正确辨别事物的颜色，当然, 这要根据照明的位置和目的而定。光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做 显色指数（Ra）。显色性 是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一标准光源下所显示的颜色关系。Ra值的 确定，是将DIN6169标准中定义的8种测试颜色在标准光源和被测试光源下做比较，色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。Ra值为100的光源表示，事物在其灯光下显示出来的颜色与在标准光源下一致3.2LED的发光原理LED(

36、 Light Emitting Diode )，发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以 直接把电能转化为光能。LED勺心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着 LED丁株， 在一个支架上，是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。半 导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N 型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“ P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区LED发光的原理。而光里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料

37、决定的。图3- 1LED发光原理3.3LED技术的应用鉴于LED的自身优势，目前主要应用于以下几大方面:(1)显示屏、交通讯号显示光源的应用LED灯具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点，广泛应用于各种室内、户外显示屏，分为全色、双色和单色显 示屏，全国共有100多个单位在开发生产。交通信号灯主要用超高亮度红、绿、黄色 LED,因为采用LED信号灯既节能，可靠性又高，所以在全国范围内，交通信号灯正 在逐步更新换代，而且推广速度快，市场需求量很大，是个很好的市场机会。(2)汽车工业上的应用汽车用灯包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的 背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯以及头灯

38、等。汽车用白炽灯不耐震动撞 击、易损坏、寿命短，需要经常更换。1987年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯 由于LED向应速度快，可以及早提醒司机刹车，减少汽车追尾事故，在发达国家，使用LED制造的中央后置高位刹车灯已成为汽车的标准件，美国HF公司在1996年推出的LED气车尾灯模组可以随意组合成各种汽车尾灯。此外，在汽车仪表板及 其他各种照明部分的光源，都可用超高亮度发光灯来担当，所以均在逐步采用LED显 示。我国汽车工业正处于大发展时期，是推广超高亮度LED的极好时机。近几年内会 形成年产10亿元的产值，5年内会形成每年30亿元的产值。图3-2半导体照明 LED背光源以高效侧发光的背光源最为

39、引人注目，LED乍为LCDT光源应用， 具有寿命长、发光效率高、无干扰和性价比高等特点，已广泛应用于电子手表、手机、 BP机、电子计算器和刷卡机上，随着便携电子产品日趋小型化，LED背光源更具优势， 因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗和均匀一致方面发展。LED是手机关键器件， 一部普通手机或小灵通约需使用10只 LED器件，而一部彩屏和带有照相功能的手机则 需要使用约20只LED器件。现阶段手机背光源用量非常大，一年要用 35亿只LED芯片。 目前我国手机生产量很大，而且大部分LED背光源还是进口的，对于国产LED品来说， 这是个极好的市场机会。LED照明光源早期的产品发光效率低， 光强一般

40、只能达到几个到几十个 med 适用在室内场合，在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等方面应用。目前直接 目标是LED光源替代白炽灯和荧光灯，这种替代趋势已从局部应用领域开始发展。日本为节约能源，正在计划替代白炽灯的发光二极管项目(称为照亮日本)，头五年 的预算为50亿日元，如果LED替代半数的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于 60亿升 原油的能源,相当于五个1.35 X 106kW核电站的发电量，并可减少二氧化碳和其它温 室气体的产生，改善人们生活居住的环境。我国也于2004年投资50亿大力发展节能环 保的半导体照明计划。其它应用例如一种受到儿童欢迎的闪光鞋，走路时内置的LED会闪烁发光，仅

41、温州地区一年要用5亿只发光二极管；利用发光二极管作为电动牙刷的电量指示灯， 据国内正在投产的制造商介绍，该公司已有少量保健牙刷上市，预计批量生产时每年 需要3亿只发光灯；正在流行的LED圣诞灯，由于造型新颖、色彩丰富、不易碎破以及 低压使用的安全性，近期在香港等东南亚地区销势强劲， 受到人们普遍的欢迎，正在 威胁和替代现有电泡的圣诞市场。图 3- 3LED丁具家用室内照明的LED品越来受人欢迎，LED筒灯，LED天花灯，LED日光灯,LED光纤灯已悄悄地进入家庭！3.4LED的优缺点LED勺内在特征决定了它具有很多优点，诸如：一、体积小LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非

42、常小，非常轻。二、耗电量低LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗(单管0.03-0.06瓦)，电光功率转换接近 30% 般来说LED勺工作电压是2-3.6V,工作电流是0.02-0.03A ;这就是说，它消耗 的电能不超过0.1W,相同照明效果比传统光源节能近80%三、使用寿命长有人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动 的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，在恰当的电流和电压下，使用 寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。四、高亮度、低热量LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。五、环保LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银

43、会造成污染，同时LED也可以回收再 利用。光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可 以安全触摸，属于典型的绿色照明光源六、坚固耐用LED被完全封装在环氧树脂里面，比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动 的部分，使得LED不易损坏。七、多变幻LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256 级灰度并任意混合，即可产生256X 256X2 56=16777216种颜色，形成不同光色的组合 变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。八、技术先进与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品。它成功融合了计 算机技术、网络通信技

44、术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化 产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特 点。但LED技术还有一些缺点：第一点，LED发光二极管已被全球公认为最高效的人造照明技术。虽然国内还有 不少人在商家误导下认为LED是用来替代LCD液晶的显示技术，但实际上这种高能效照 明技术从上世纪六七十年代就已经开始应用，如今从各种指示灯、路灯、节日彩灯再 到笔记本、电视背光都在广泛采用LED照明。由于其高能效，人们普遍认为用LED丁取 代传统的灯泡、荧光灯是一种非常环保的做法。然而，近日由美国加州大学艾尔文分校进行的一项调查却显示，使用LED勺环保功效很可能

45、会被其包含的有毒物质所抵消。 在该校社会生态学系和公共健康项目共同 进行的这项研究中，他们分析了市场上常见的圣诞树彩灯组中的红色、黄色、绿色和蓝色的LED丁，其中既包括高亮度LED也包括低亮度产品。结果显示，这些LED丁中包含有锑、砷、铬、铅以及其他多种金属元素。其中， 部分LED丁的有毒元素含量已经超过了监管部门制定的标准。比如在低亮度红色LED灯中，研究人员发现其铅含量超标达到 8倍，镍含量也超标2.5倍。实际上在美国加州法律中，绝大多数 LED丁都已经被明确定义为有毒垃圾，如果 使用普通填埋的办法处理将会污染土壤和地下水。而如果LED丁破碎，还可能会对直接接触的人体健康造成损害。但至今，

46、无论各国政府还是民众都对LED丁的环境和健康危险知之甚少。该报告表示，LED中的砷、铅、镍和铜元素对人体和环境的影响最为严重，未来 应当进行更为细致深入的调查，以促进政府对 LE尸品的安全使用和回收处理制定规 范。简单的说，大家应该清楚，虽然 LED勺能效非常高，但它绝非完全环保的选择， 只是蕴含的潜在危险和其他照明技术不同罢了。第二点，LED需要由于单个发光面比较窄，通常大规模集成在线路板上，形成一 个比较大的发光源，由此会造成大量热量积累，有时会击穿电路板。所以LED丁的散热一定要好。第三点，人眼最不能接受的是蓝光和UV光（即紫外线光），蓝光杀伤人眼活性细胞 的能力是绿光的10倍，而UV光

47、杀伤人眼活性细胞的能力又是蓝光的10倍，长期接触大 量低波长的蓝光能大量杀伤人眼活性细胞，最终癌化形成斑块。而LED白光形成主要是靠450-455NM波长蓝光激发荧光粉，其中波长越低击发能力越强，通常LED勺波长出 厂控制在500NML内，即450-455NM，或455-460NM，属于伤害最强的区段，如果波长 变大，那么激发荧光粉的能力就下降，效率降低。人们为了追求亮度，通常更会加强 LED勺蓝光强度，点灯时间越久，荧光粉衰减越快，进而导致人眼接触的蓝光波段的 光照越强烈，从而对人眼造成伤害。所以LED丁具在道路交通的LED导航指示、LED各灯、LED台灯的使用上具有一定的 不利因素，容易让

48、人在使用过程中产生头晕眼花、 不舒服的感觉，甚至长期使用会变 成眼晴伤害，使得患眼病的机率会有所提高。第4章人机工程设计4.1人机工程学理论人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关科学知识， 研究组成人机系统的 机器和人的相互关系，以提高整个系统工效的新兴边缘科学。人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力，以及人受机器、作业和环境条件的限制。人机工程学还研究人的训练，人机系统设计和开发，以及同人 机系统有关的生物学或医学问题。对于这些研究，在北美称为人因工程学或人机工程 学，苏联称为工程心理学，欧洲，日本和其他国家称为工效学。人开始使用机器就构 成了人机系统。第二次世界大战期间，

49、人们认识到对制造出来的各种高效能的新式机 器和机器系统（生产、运输、通信、武器和航空飞行器等）进行操纵和控制时，整体系 统的工作效率在很多情况下是由其中人的活动来决定的。如雷达运行时，要求操纵人员接收和分辨出显示器上显示的各种信息， 根据这些信息在很短时间内作出决策和进 行操作。若雷达设备的全部潜力没有发挥出来，至少部分原因是操纵人员不能掌握这 个电子设备的复杂操作。建立人机系统，必须考虑以下五个方面：人员选择训练（包括训练设备）、设备设 计、操作程序和环境。建立复杂的人机系统，除了这五个方面外，还要考虑人机系统 的系统性能、人和机器的特性等，采用系统科学或信息科学的方法来设计和分析， 然 后

50、进行系统试验，检查系统性能和操纵人员操纵的难易程度。一般说来，人机系统要反复试验和使用才能逐渐完善。人机系统中，操纵人员是 人机系统中的主体，设计和运用人机系统时应当充分发挥人在人机系统中的能动和主 导作用。设计人员要和操纵人员密切配合， 使人机系统达到要求的性能和指标， 同时 保证操纵人员操纵简便。安全舒适和提高系统工效。人机工程学是一门年轻的科学。人机系统中人的特性、能力和限制已经有大量测 试数据可查。从系统分析角度研究人机系统，在原有设备基本不变的情况下，由于考 虑了人的动态特性而进行系统分析，再适当改动设备，就能显著提高工效。如手动控 制系统，即操纵人员直接参与的用手连续控制的系统，在

51、飞机、火炮、雷达、汽车、 舰船和航天飞机等方面已广泛应用，在工业生产中也得到广泛应用。任何产品都是为人而设计的。从设计的本质来说，在产品设计过程中，任何观念 的形成均需以人为基本的出发点。 作为一个设计师来说，并不是不去考虑物与物关系 这方面的因素，而是在设计理念上要更加强调人性化设计。 后者较前者更为重要。因 此就产品设计的本质来说，以人性化为主应看作是首要的设计理念。注重人性化的设 计，正是工业设计所追求的崇高理想， 即为人类造就更舒适、更美好的生活和工作环 境。4.2理论在设计中的应用本次设计的手电筒主要是针对学生消费群体，更应该把造型、色彩、材质、趣味 等鲜活的因素放在尤为重要的位置上

52、。 因此，工业设计中的人性化设计理念在这次毕 业设计中发挥着重要的作用，给我指明了设计的方向，告诉我如何设计才能达到让消 费群体真正喜欢和满意的效果。人体工程学(Ergonomics)是40年代后期发展起来的一门技术科学。按照国际工 效学会所下的定义，人体工程学是一门“研究人在某种工作环境中的解剖学， 生理学 和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用； 研究在工作中、家庭 生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学”。人 体工程学者运用这些科学以实现两个主要目标： 人类潜能的挖掘和维护人类的健康与 幸福。简言之，人体工程学必须在各方面做到“以人为本”，并

53、且工作环境不应该降 低了人类的能力发挥。人体工程学是由6门分支学科组成的，即：人体测量学、生物力 学、劳动生理学、环境生理学、工程心理学、时间与工作研究。人机工程学还研究人的训练，人机系统设计和开发，以及同人机系统有关的生物 学或医学问题。对于这些研究，在北美称为人因工程学或人机工程学， 苏联称为工程 心理学，欧洲，日本和其他国家称为工效学。人机工程学是产品形态设计过程中不可 缺少的美学要素。主要体现在它能使产品功能与形式更好的实现统一，人机工程学提 供了符合大多数人的心理、生理乃至审美要求的数据参数，使得产品形态的设计在不 影响功能发挥的情况下得到充分发挥。 而这种形态的发挥正是以人为出发点

54、， 实质便 是在产品功能之外寻求最舒适宜人的产品表现方法，从而获得最大的经济效益、最大的情感效益和审美效益。所谓人性化产品，就是包含人机工程的产品，只要是“人”所使用的产品，都应 在人机工程上加以考虑，产品的造型与人机工程无疑是结合在一起的。 我们可以将它 们描述为：以心理为圆心，生理为半径，用以建立人与物（产品）之间和谐关系的方式， 最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的肌能，保护人体健康，从而提高生产 率。仅从工业设计这一范畴来看，大至宇航系统、城市规划、建筑设施、自动化工厂、 机械设备、交通工具，小至家具、服装、文具以及盆、杯、碗筷之类各种生产与生活 所创造的“物”，在设计和制造时都

55、必须把“人的因素”作为一个重要的条件来考虑。 若将产品类别区分为专业用品和一般用品的话， 专业用品在人机工程上则会有更多的 考虑，它比较偏重于生理学的层面；而一般性产品则必须兼顾心理层面的问题， 需要 更多的符合美学及潮流的设计，也就是应以产品人性化的需求为主。那么，对于一件产品是如何来评价它在人机工程学方面是否符合规范呢？以德国Sturlgart设计中心为例，在评选每年优良产品时，人机工程上所设定的标准为：（1）产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合；（2）产品是否顺手和好使用；（3）是否防止了使用人操作时意外伤害和错用时产生的危险；（4）各操作单元是否实用；各元件在安置上能否使其意义毫无疑问

56、的被辨认；（5）产品是否便于清洗、保养及修理。通过对人机工程学理念的学习与思考，让我对这款多功能手电筒的设计充满信 心，因为它更加全面的考虑到产品的舒适性、安全性、美观性、可靠性与功能性的统。早| r. afc 隼耳黑t cmGE *9 78 7中6 7申7 61 小7 6小6 或直世4的宇*与爭群齢:W存廿睿翼萨恳吒畫桂尺寸和长烬图4 1手部人机工程分析尺寸|翊 %dc|95 血|A手长1731S92051741S9B禅长度9S107H689?7105C拇指长度445158404753D餅长度647279606774E丰宽7&7956976訂F最加E把直径455259434S53图4 2手部

57、各部位尺寸统计根据对人手各部位的尺寸分析，结合人机工程学的相关理论，确定了多功能手电 筒的基本尺寸。图4 3多功能手电筒尺寸第5章 多功能手电筒设计5.1主要结构5.1.1可旋转灯头最为手电筒，无论功能再多，其主要功能必然是照明，灯头则是其最关键的部分。 本次设计的“小黄蜂”手电筒，就像电影变形金刚中的“大黄蜂” 一样灵活多变, 灯头部分设计成可旋转式，以满足不同的照明角度。图5- 1可旋转灯头（0度）图5-2可旋转灯头（90度）从图中可以清楚的看到，在灯头旋转部的黑色条纹，形态酷似蜜蜂的腹部条纹, 采用硅胶材料，可以增加其摩擦力，方便旋转。5.1.2灯身灯身的设计不仅要考虑到人使用时的舒适性

58、，还要考虑到按钮，电路，电池，以 及充电插头等部件的布局合理性， 让使用者不仅握着舒服，还要用着方便。本次设计 在灯身边缘部分都采用了倒角，并且选用磨砂的硅胶材质做外表面，让使用者手持更 加舒适和稳定，更有效的防止打滑。图5 3灯身腹部（整体）图5 4支架凹槽、充电插头推钮、指示灯支架底端的凹槽设计，为抠取支架提供方便。图5 -5电源按钮图5 6充电插头5.1.3功能拓展结构本次设计的多功能手电筒除了作为手电外， 还可以通过其拓展结构，变换为台灯 和床头灯，而实现这些功能的结构除了可旋转的灯头外， 还有灯身背部的夹子和灯身 腹部的支架。当需要作为台灯时，只需把灯头向灯身腹部旋转90度，再将腹部

59、的支架抠出，折叠到适当角度，就可以立在桌面上，可供看书写字。而打开灯身背部的夹子，夹在床头上，并将灯头旋转到所需角度，即可作为床头 灯使用。把所有的部件还原后，又变回一盏可爱的手电。图5-7台灯支架F*a=F*c图5-8灯身背部弹簧夹子在夹子的末端，有一个凸起，为捏起夹子提供方便5.2材料选用本次的手电筒设计摒弃以往光滑的塑料外壳，表面采用磨砂的硅胶材质，可以有 效的防止打滑，灯身背部的夹子由于强度的要求， 不能采用塑料材质，而是采用了铝 合金，但在其表面仍然是薄薄磨砂的硅胶材质。之所以选用硅胶表面，是因为它的一系列优点。硅胶(Silica gel; Silica )别名：硅橡胶是一种高活性吸

60、附材料，属非晶态物质， 其化学分子式为mSiO2nH20。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除 强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。而最重要的一点，就是硅胶防滑作用和弹性，使手感更佳，而且具有减震作用， 可在很大程度上防止使用时脱手、摔坏。5.3色彩设计531色彩的搭配原则色彩搭配既是一项技术性工作，同时它也是一项艺术性很强的工作， 因此，设计 者在设计网页时除了考虑网站本身的特点外， 还要遵循一定的艺术规律，从而设计出 色彩鲜明、性格独特的网站。特色鲜明一个网站的用色必须要有自己独特的风格，这样才能显得个性鲜明，给浏览者留下深刻的印象。搭配合理网页设计虽然属于平面设计的范畴，但它又