無(wú)線信息終端之工業(yè)設(shè)計(jì)開發(fā)

摘要：無(wú)線信息終端是一款桌面型多功能的信息應(yīng)用設(shè)備，開發(fā)的主要目的是完成煙草行業(yè)的系統(tǒng)應(yīng)用及其拓展應(yīng)用。本文主要論述該產(chǎn)品開發(fā)的工業(yè)設(shè)計(jì)部分，詳細(xì)敘述產(chǎn)品ID、MD的開發(fā)全程，讓還未接觸實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)的未來(lái)設(shè)計(jì)師特別是在校生對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程有一個(gè)全面的了解。

關(guān)鍵詞：無(wú)線信息終端工業(yè)設(shè)計(jì)

中國(guó)分類號(hào)：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2015）06-0021-03

無(wú)線信息終端主要功能包含卷煙到貨確認(rèn)、防偽查詢，打碼到條拓展應(yīng)用展示，電訪系統(tǒng)、零售戶需求采集后的分析展示，零售終端庫(kù)存、價(jià)格采集及展示，客戶經(jīng)理預(yù)訪，經(jīng)營(yíng)戶投訴、煙草廣告通知下發(fā)、煙草公司市場(chǎng)調(diào)查、三員簽到及展示等。

一 市場(chǎng)調(diào)研分析：

產(chǎn)品定位

眼下經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展越來(lái)越依賴于信息資源共享，信息通信發(fā)展的不均衡導(dǎo)致的信息不均衡將會(huì)直接影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。在這種情況下，各大運(yùn)營(yíng)商紛紛舉起立足行業(yè)應(yīng)用的大旗。中國(guó)移動(dòng)提供的行業(yè)應(yīng)用，就是立足移動(dòng)互聯(lián)，向行業(yè)客戶提供語(yǔ)音通信、固定數(shù)據(jù)通信和移動(dòng)數(shù)據(jù)通信相互捆綁、相互結(jié)合的一攬子信息化解決方案，而我們的無(wú)線信息終端就是從行業(yè)應(yīng)用的角度出發(fā)，從硬件上兼容各種基本的應(yīng)用，從軟件上實(shí)現(xiàn)不同功能及應(yīng)用的模塊化設(shè)計(jì)，以期在未來(lái)與移動(dòng)合作的過(guò)程中，能夠第一時(shí)間響應(yīng)不同行業(yè)的不同需求，進(jìn)一步成為移動(dòng)緊密的戰(zhàn)略合作伙伴。

產(chǎn)品立項(xiàng)時(shí)以煙草行業(yè)應(yīng)用終端為切入點(diǎn)，先完成硬件平臺(tái)的開模及軟件平臺(tái)的初期搭建工作，后續(xù)應(yīng)可實(shí)現(xiàn)方便地在平臺(tái)上加入新的功能及應(yīng)用。

預(yù)計(jì)未來(lái)用戶類型或應(yīng)用

1 政府機(jī)構(gòu)，如政府培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、氣象局、自考辦等經(jīng)常需要發(fā)布各類信息的單位；

2 各類經(jīng)營(yíng)商戶，可與上級(jí)或下級(jí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行信息的互通。如各煙草專賣店可通過(guò)終端設(shè)備查詢煙草局庫(kù)存情況，并進(jìn)行訂煙操作。各連鎖經(jīng)營(yíng)機(jī)構(gòu)可通過(guò)終端向總店訂貨，總店也可以向各連鎖店發(fā)布各類信息等；

3 移動(dòng)聯(lián)盟商家?？赏ㄟ^(guò)終端實(shí)現(xiàn)話費(fèi)充值、小額支付等操作。

二 產(chǎn)品規(guī)格：

液晶：根據(jù)功能的不同，要求兼容三種不同規(guī)格的液晶；

鍵盤：十二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字鍵盤、四個(gè)對(duì)應(yīng)屏幕的快捷鍵、四向?qū)Ш芥I一組、其他功能鍵8個(gè)、一個(gè)一鍵通；

打印機(jī)：富士通熱敏打印機(jī)，打印紙規(guī)格為57X50；

刷卡、插卡、射頻區(qū)域

1 終端設(shè)有刷卡，刷卡槽內(nèi)有一片不銹鋼嵌件，以防止刷卡槽底面磨損。

2 終端設(shè)有IC卡插口，內(nèi)部做一個(gè)擋板，當(dāng)不使用IC卡時(shí)，可將開口封?。?/p>

3 考慮當(dāng)不需要刷卡、插卡時(shí)，可以將這些區(qū)域封掉：

4.射頻卡感應(yīng)區(qū)可考慮區(qū)域疊加

后接口

1 電源插座、電源開關(guān)、復(fù)位按鈕細(xì)孔、φ 3.5音頻口、[RJ11]普通話機(jī)接口1個(gè)、[RJ45]2個(gè)、USB的SLAVE和HOST標(biāo)準(zhǔn)接口各一、LPS/2]1個(gè)，外接密碼鍵盤或掃描槍、無(wú)線傳真RJ11接口1個(gè)、外置天線SMA接口。

2 后接口做成滑塊方式，要考慮到后續(xù)若有需要要能增加后接口，同時(shí)考慮PVC可以封掉不用的接口。

指示燈等其他細(xì)節(jié)

1 終端正面有4個(gè)指示燈，指示燈分別為“電源、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和報(bào)警”。

2 底面設(shè)有SIM卡和SIM卡蓋及鋰電池倉(cāng)。下蓋留有散熱孔及蜂嗚器出音孔。

3 底部設(shè)計(jì)一個(gè)支撐架，可以簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)液晶的視角。

4 正面出音孔設(shè)計(jì)不必太多孔，孔不能太大，盡量設(shè)計(jì)美觀。

5 結(jié)構(gòu)上要有放手寫筆的位置，當(dāng)不需要手寫功能時(shí)可以將該區(qū)域封住。

三 ID方案設(shè)計(jì)

通過(guò)市場(chǎng)分析、目標(biāo)定位及產(chǎn)品功能、技術(shù)規(guī)劃和成本規(guī)劃，信息終端初步歸納為：液晶區(qū)、數(shù)字鍵+功能鍵區(qū)、打印區(qū)、劃卡+刷卡+插卡區(qū)、天線等附屬部件區(qū)。設(shè)計(jì)上需要將這些“模塊區(qū)域”整體布局規(guī)劃，通過(guò)空間的演變把它們有機(jī)聯(lián)系在一起，同時(shí)造型、材質(zhì)、色彩上要符合現(xiàn)代工業(yè)美學(xué)。通過(guò)競(jìng)品分析、相關(guān)資料收集研究、大量手繪草圖，選擇一些較成熟可行的方案，繪制初步方案效果圖：

1初步方案（圖1）

2初步方案選型

經(jīng)過(guò)多方討論驗(yàn)證，從操作便利性和美觀性考慮出發(fā)，方案二模塊分布簡(jiǎn)明清晰、外形時(shí)尚精巧，更符合本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，具有拓展空間。

3方案二（以下稱“方案”）優(yōu)化設(shè)計(jì)（圖2）

優(yōu)化設(shè)計(jì)1

1）本方案在第一輪方案二的基礎(chǔ)上深入設(shè)計(jì)，仍然采用液晶為中心的翼展式設(shè)計(jì)；

2）經(jīng)過(guò)分析，原方案打印機(jī)尺寸不足，為了避免整體機(jī)型過(guò)大，把打印機(jī)移到右邊，和數(shù)字鍵模塊分布在一整組，這樣數(shù)字鍵的尺寸不夠大的問(wèn)題得以解決；

3）左邊窄區(qū)分布功能鍵和刷卡區(qū)以，天線和右邊的劃卡槽遙相呼應(yīng)，視覺平衡；

4）打印機(jī)采用方案三的隆起透明翻蓋，形態(tài)更飽滿豐富；

5）數(shù)字鍵、功能鍵、四向鍵等采用方案三的模塊，形態(tài)和尺寸、尺度、比例上更趨理性；

細(xì)節(jié)調(diào)整（從方案優(yōu)化設(shè)計(jì)1-方案優(yōu)化設(shè)計(jì)3的細(xì)節(jié)微調(diào)）

1）功能鍵集中排布在液晶周邊，射頻刷卡區(qū)和數(shù)字鍵區(qū)疊加放置，左邊的區(qū)域尺寸就可以進(jìn)一步減小，使整個(gè)機(jī)型更加小巧時(shí)尚；

2）原方案黑色液晶面板是弧面的。細(xì)化方案采用平面式液晶面板，更有利于按鍵排布；

3）優(yōu)化設(shè)計(jì)1、2中射頻尺寸不夠，優(yōu)化設(shè)計(jì)3中將射頻模塊疊在數(shù)字鍵盤之下。

4）石膏模型（圖3）

ID方案基本穩(wěn)定后，給出尺寸明細(xì)和細(xì)節(jié)說(shuō)明，交付廠家做石膏模型，并在石膏模型基礎(chǔ)上繪制細(xì)節(jié)調(diào)整說(shuō)明，返回廠家直接修改石膏模型。

5）結(jié)合石膏模型，對(duì)最終ID效果圖進(jìn)行調(diào)整，交付并配合結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（圖4）

四 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）關(guān)鍵尺寸的確定

1由于本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，為減少三維外形修改，提高設(shè)計(jì)效率、縮短設(shè)計(jì)周期，應(yīng)先在兩維平面內(nèi)作出精確的布局規(guī)劃。

2為保證液晶有較大的仰角，上蓋頂面與工作臺(tái)面的夾角確定為12.50。夾角太小，視角不夠，若角度太大，則下蓋和上蓋不少螺絲柱端面要傾斜很大的角度，會(huì)帶來(lái)結(jié)構(gòu)安裝工藝性不好等問(wèn)題。

3本產(chǎn)品外觀的特點(diǎn)是上蓋厚度比較薄，為此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具制造上增加了不少難度和成本——主要在刷卡槽的分模面處理方面。為保證外觀造型，上下蓋主分型面與設(shè)計(jì)水平面的夾角確定為6.50，這樣，分型面與上蓋頂面的夾角確定為1.8。，按鍵板柱子端面需傾斜8.30。

4考慮到上蓋脫模問(wèn)題，故將磁頭模組的擺放角度確定為沿脫模方向。所以刷卡槽底面與脫模方向垂直，與桌面夾角便為4.2。，這些參數(shù)能滿足刷卡時(shí)當(dāng)磁卡完全離開主機(jī)15.5公分時(shí)，仍不會(huì)擦到桌面。

機(jī)殼、面板及結(jié)構(gòu)件采用ABS，主要壁厚取2.7mm，打印機(jī)翻蓋采用透明PC，裁紙刀采用PC+ABS（耐磨性好于純PC），鏡片采用PMMA，導(dǎo)光柱及透明按鈕采用GP33。

上下蓋打六個(gè)螺釘，另在刷卡槽外側(cè)加兩組卡扣，防止配合面出現(xiàn)開口。面板與上蓋通過(guò)一個(gè)卡鉤、七個(gè)螺釘聯(lián)接成上蓋組件。

本系列產(chǎn)品上蓋中間掏空，設(shè)計(jì)有三種面板，配合三種液晶的裝配：

1帶觸摸屏大液晶：YMC240160-05ABGFLGL

2當(dāng)使用YMC240160-05ABJFLGL液晶（無(wú)觸摸屏）時(shí)，需配透明鏡片，從內(nèi)向外裝配，透屏與上蓋通過(guò)燙鉚聯(lián)接，燙鉚孔周邊設(shè)計(jì)有沉臺(tái)可儲(chǔ)存燙鉚擠出的材料，以提高裝配可靠性。

3當(dāng)使用LTV350QV-F05三星彩屏?xí)r，需設(shè)計(jì)一框架固定液晶。

（五）打印機(jī)及安裝結(jié)構(gòu)

使用富士通熱敏打印機(jī)，型號(hào)：628MCL101。打印機(jī)通過(guò)塑料結(jié)構(gòu)件固定在上蓋。

（六）打印紙及紙艙

采用寬度為575±0.5標(biāo)準(zhǔn)熱敏打印紙，最大直徑為中50mm；打印紙艙的位置設(shè)置（關(guān)系到打印機(jī)的走紙方向及負(fù)載大?。?yīng)參考628MCL101規(guī)格書中指引進(jìn)行設(shè)計(jì)。

紙艙軸向小端尺寸取58.3，徑向直徑取052。艙內(nèi)設(shè)計(jì)有兩條寬0.8高0.5的筋條，以減小打印紙轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的摩擦力。打印紙艙內(nèi)刻有裝紙方向圖標(biāo)。

（七）打印紙翻蓋

翻蓋為直翻式易裝紙結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見628MCL101資料。翻蓋核心尺寸，如兩片滾輪轉(zhuǎn)軸固定結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)圓孔的尺寸、間距、滾輪轉(zhuǎn)軸中心與翻蓋旋轉(zhuǎn)圓心的距離及連線夾角等需按規(guī)格書中的p.9/p.lO/p.ll/p.15/p.16的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)指引作設(shè)計(jì)。與之配合的上蓋轉(zhuǎn)軸直徑應(yīng)盡量做大（取φ3.8），以提高可靠性。

（八）裁紙刀

裁紙刀為PC+ABS材質(zhì)設(shè)計(jì)，比用純PC耐磨，但需多開一副模具（無(wú)法與翻蓋合模），裁紙刀與上蓋燙鉚加鎖螺釘連接。

（九）磁卡刷卡結(jié)構(gòu)

磁頭模組型號(hào)：43mm-2；另外還設(shè)計(jì)了封口條，當(dāng)無(wú)刷卡功能時(shí)，可封閉此刷卡槽。結(jié)構(gòu)形式與上蓋燙鉚連接。由于磁頭模組刷卡槽端口寬已有倒圓角，所以，上蓋刷卡槽寬度應(yīng)略大于磁頭模組的槽寬，以避免刷卡過(guò)程出現(xiàn)磕碰。上蓋刷卡槽寬度小端尺寸取1.85mm，當(dāng)有刷卡功能時(shí)，需預(yù)埋不銹鋼片，防止頻繁刷卡使刷卡槽磨損。

（十）線路板及排線連線布局

最多配置情況下有主線路板、功能按鍵板、四個(gè)快捷鍵按鍵板（含LED）、電話按鍵板和射頻感應(yīng)讀卡線路板及IC卡PCB共5塊板。當(dāng)使用LTV350QV-F05三星液晶時(shí)，由于柔性電纜長(zhǎng)度不夠接到主線路板，故須通過(guò)快捷按鍵板轉(zhuǎn)接到主線路板。打印機(jī)柔性電纜通過(guò)電話按鍵板轉(zhuǎn)接到主線路板上。應(yīng)充分考慮各PCB之間的排線連線工藝，輸出DXF文件時(shí)要確定排線焊盤及插座位置。

（十一）手寫筆

手寫筆放置在前端，可避開內(nèi)部排線的干擾，橫向抽出。上蓋有手寫筆的限位結(jié)構(gòu)，下蓋有手寫筆的終點(diǎn)卡位結(jié)構(gòu)。當(dāng)不配置手寫功能時(shí)，有配件可封住機(jī)殼開孔。

（十二）按鍵

本產(chǎn)品共有30個(gè)按鍵，除發(fā)送鍵為實(shí)心透明鍵外，其余為空心結(jié)構(gòu)，按鍵有方向識(shí)別結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，按鍵側(cè)面壁厚取1.0，頂面壁厚取1.4。

（十三）電池艙

電池艙能容納五節(jié)鎳氫電池組和1700mah方形鋰電池。電池艙內(nèi)有限位結(jié)構(gòu)，可防止沖擊震動(dòng)時(shí)電池對(duì)接插件可能造成的撞擊，在接插件另一側(cè)留有一定的空間以方便插拔及放置冗余導(dǎo)線。兩種電池的空間差異，可用EVA填充。

（十四）電池蓋及SIM卡蓋

采用彈性扣加鎖螺釘設(shè)計(jì)，方便生產(chǎn)檢驗(yàn)。電池蓋內(nèi)側(cè)刻有“L}’形標(biāo)記，作為粘貼海綿時(shí)對(duì)位之用。

（十五）外接天線

下蓋左側(cè)配外置B型天線，天線SMA頭由一鐵片定位，天線孔外側(cè)周邊設(shè)計(jì)有φ11.5沉臺(tái)，當(dāng)不配外置天線（使用內(nèi)置天線）時(shí)，可用PVC片封住天線孔。

（十六）散熱

下蓋兩側(cè)設(shè)計(jì)有隱蔽式散熱孔。

（十七）IC卡

上蓋前端設(shè)有半埋式IC插卡開口，開口周邊倒圓角，模具做抽芯實(shí)現(xiàn)。IC卡PCB固定在下蓋，與桌面平行，便于操作。另外也設(shè)計(jì)封口條，當(dāng)無(wú)插卡功能時(shí)，可封閉此開口。

（十八）射頻感應(yīng)讀卡

射頻感應(yīng)讀卡線路板寬度應(yīng)大于按鍵板尺寸，裝在按鍵板下方。

（十九）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)爆炸圖（圖5）

五 結(jié)構(gòu)手板制作

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成并協(xié)同硬件等各方進(jìn)行審核通過(guò)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)手板制作。同時(shí)制作表面處理工藝、皮紋、色彩、絲印等相關(guān)圖紙文件，并著手進(jìn)行產(chǎn)品外包裝、說(shuō)明書及各種說(shuō)明手冊(cè)的設(shè)計(jì)制作。

六 開模

逐級(jí)進(jìn)入DR3、DR4等一系列設(shè)計(jì)驗(yàn)證，進(jìn)入模具開發(fā)階段，完成試生產(chǎn)評(píng)審DR5，發(fā)行正式圖紙文件。

七 穩(wěn)定量產(chǎn)

至此，無(wú)線信息終端之工業(yè)設(shè)計(jì)開發(fā)告一段落，轉(zhuǎn)入后續(xù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)維護(hù)。

結(jié)語(yǔ)

本文從狹義上的工業(yè)設(shè)計(jì)著手，以實(shí)際項(xiàng)目作為研究對(duì)象，從務(wù)實(shí)的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)演練，覆蓋設(shè)計(jì)一般過(guò)程，并設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)中所面臨的問(wèn)題進(jìn)行細(xì)化分析討論。從本產(chǎn)品開發(fā)展示過(guò)程中，還帶給我們一些啟發(fā)：在前期市場(chǎng)調(diào)研需精準(zhǔn)——保證產(chǎn)品是否有生命力，不符合使用需求的產(chǎn)品無(wú)法存活；外觀必須講究美學(xué)——在物質(zhì)豐富時(shí)期產(chǎn)品常以顏值勝出；提升產(chǎn)品質(zhì)量需要從材料、工藝、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行加強(qiáng)。對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)從業(yè)者來(lái)說(shuō)，除了精通于分工明確的獨(dú)立工作，更需要對(duì)整體有全局把控，才能產(chǎn)生有成效的設(shè)計(jì)結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

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【2】林清安，《Proe/ENGINEER零件裝配與產(chǎn)品設(shè)計(jì)》，清華大學(xué)出版社

【3】曾海紅，《無(wú)線信息終端項(xiàng)目企劃書》，內(nèi)部資料

【4]洪張揚(yáng)，《無(wú)線信息終端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié)》，內(nèi)部資料