基于三網(wǎng)融合的立式機頂盒創(chuàng)新設(shè)計

摘要：文章圍繞如何在三網(wǎng)融合同等技術(shù)條件下進行立式機頂盒創(chuàng)新設(shè)計，在造型、結(jié)構(gòu)、散熱、可靠性方面分別提出了不同的設(shè)計思路和方法。外觀造型應(yīng)用設(shè)計學中的構(gòu)成設(shè)計、結(jié)構(gòu)形式提出和應(yīng)用無螺釘“金屬V型勾和卡位裝配”方式、散熱提出“煙囪型散熱設(shè)計”實現(xiàn)方法和應(yīng)用方式，設(shè)計出基于三網(wǎng)融合的立式機頂盒。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品創(chuàng)新；外觀造型設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計；散熱設(shè)計；立式機頂盒；三網(wǎng)融合 文獻標識碼：A

中圖分類號：TN948 文章編號：1009-2374（2017）02-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.019

本文課題來自企業(yè)三網(wǎng)融合開發(fā)項目，主要是針對目前新的城市家居環(huán)境中擁有平板電視和可提供電信、聯(lián)通、移動這三家公司出品的IPTV（互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)）的家庭所開發(fā)的立式融合型機頂盒。課題屬于企業(yè)現(xiàn)實性項目，整個過程中綜合考慮造型、結(jié)構(gòu)、模具、技術(shù)和成本等多方面的因素，合理地進行協(xié)調(diào)，做出最佳實現(xiàn)方式。設(shè)計過程中，以公司現(xiàn)有三網(wǎng)融合技術(shù)為支撐平臺，保證企業(yè)產(chǎn)品高質(zhì)量的同時，著力分析外觀造型、散熱方式、結(jié)構(gòu)方式、裝配方式、成本、可靠性等設(shè)計問題。

1 產(chǎn)品的用戶需求分析

1.1 產(chǎn)品的功能需求

基于三網(wǎng)融合技術(shù)平臺研發(fā)的家庭數(shù)字終端產(chǎn)品，利用寬帶網(wǎng)，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通訊等技術(shù)于一體，向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式服務(wù)的嶄新技術(shù)，實現(xiàn)觀看電視直播、電影點播、網(wǎng)上沖浪、娛樂等功能。

1.2 產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境

城市家居環(huán)境中擁有平板電視和可提供電信、聯(lián)通、移動這三家公司出品的IPTV（互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)）的家庭。

1.3 產(chǎn)品的個性化需求

（1）符合主流客廳使用環(huán)境，造型具有設(shè)計感、風格簡潔、色彩主流；（2）經(jīng)濟、實用、耐用、安全可靠；（3）擺放穩(wěn)定、利于散熱。

1.4 產(chǎn)品的市場推廣需求

用戶是可安裝融合型機頂盒的家庭；外觀設(shè)計風格簡潔、大氣；色彩黑白為主；擺放方式立式設(shè)計；散熱方面解決產(chǎn)品發(fā)熱量大；結(jié)構(gòu)、工藝、裝配等優(yōu)化創(chuàng)新降成本。

2 用戶需求功能的實現(xiàn)

2.1 產(chǎn)品外觀造型的確定

從目前城市中一般家庭的家居環(huán)境來看，電視機、電視柜、路由器等同類產(chǎn)品都以長方形、直線等元素造型為主，客體環(huán)境比較具有現(xiàn)代感。

因此，在設(shè)計中綜合考慮客戶、市場及現(xiàn)代家庭的審美需求，提出了在外觀造型設(shè)計中應(yīng)用構(gòu)成設(shè)計的理念。構(gòu)成是近代造型的常用概念，分為“形體”和“構(gòu)造”兩大部分，其原理可從視覺美、形式美、感官美和虛擬美的角度加以把握和理解。

在外觀整體造型設(shè)計中，應(yīng)用構(gòu)成設(shè)計中的對比構(gòu)成，將機頂盒用分割線手法按照1∶3的比例分成前殼和后殼，在前殼上做工藝槽，使得產(chǎn)品更具設(shè)計感。產(chǎn)品表面工藝采用前殼光面、后殼啞面相結(jié)合，形成強烈的對比，呈現(xiàn)出穩(wěn)重、大氣的風格。

在外觀細節(jié)造型設(shè)計中，應(yīng)用構(gòu)成設(shè)計中的對比、虛實構(gòu)成，并充分結(jié)合產(chǎn)品的特殊性（發(fā)熱量大），結(jié)合整體造型，用幾何線條將散熱孔和工藝槽平均分為3組，每組之間虛實結(jié)合、簡與繁對比、殼體兩側(cè)散熱孔對稱設(shè)計。給人一種視覺享受，也使得整個產(chǎn)品在視覺上更具立體感。頂面散熱孔和殼體兩側(cè)散熱孔使產(chǎn)品形成了“煙囪型散熱”效應(yīng)，從設(shè)計源頭上解決了散熱的問題，使外觀造型、構(gòu)成設(shè)計美學和散熱完美地結(jié)合在了一起。

2.2 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)確定

在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如何使產(chǎn)品盡可能做到外形美觀、使用性能優(yōu)良、成本低、可制造可加工性強、可裝配性、維修簡單、方便運輸以及對環(huán)境無不良影響等，是設(shè)計師一直以來研究和創(chuàng)新的課題。

因此，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時，將零部件分為前殼、后殼、金屬V型勾三個部件，從部件數(shù)量上控制成本，取消了傳統(tǒng)的螺釘裝配固定，減少了螺釘成本和人工成本；在實現(xiàn)方法上采用金屬V型勾和卡位裝配形式，免去了裝配時人工打螺釘固定殼體的環(huán)節(jié)，采用卡位裝配形式保證其安全可靠性。在打開方式上利用塑膠材料本身彈性和人手上捏力，通過彈性打開機器。

從以上結(jié)構(gòu)形式上提出和實現(xiàn)了無螺釘設(shè)計“金屬V型勾和卡位裝配”的結(jié)構(gòu)方式。

2.3 產(chǎn)品的散熱設(shè)計實現(xiàn)

散熱問題一直是留給設(shè)計師們值得深入創(chuàng)新和研究的課題。針對不同的產(chǎn)品散熱設(shè)計的合理性對產(chǎn)品有著至關(guān)重要的影響。如何應(yīng)用美學方式解決散熱是設(shè)計師的一個新思路。在產(chǎn)品的散熱設(shè)計中，散熱孔設(shè)計根據(jù)造型幾何分割，將殼體分成前后殼，散熱孔開在后殼頂面和后殼兩側(cè)面形成煙囪效應(yīng)，冷空氣從后殼兩側(cè)面進入，熱空氣從頂部流出，且盒體兩側(cè)無阻擋，利于輻射熱量形成空氣循環(huán)帶走熱能，有效地解決了塑膠立式機頂盒的散熱問題。

本課題通過研究立式融合型機頂盒外觀造型、構(gòu)成設(shè)計學、散熱之間的關(guān)系，巧妙的應(yīng)用“煙囪型散熱設(shè)計”散熱方式，完美地將三者之間的關(guān)系通過對比、虛實、對稱、幾何分段等構(gòu)成方式結(jié)合在一起，既解決了產(chǎn)品設(shè)計中的散熱問題，又很好地把構(gòu)成設(shè)計美學應(yīng)用到產(chǎn)品的造型設(shè)計中，使散熱設(shè)計和藝術(shù)效果都得到了充分的體現(xiàn)，將整個產(chǎn)品完整性、統(tǒng)一性、設(shè)計感呈現(xiàn)在用戶面前，使產(chǎn)品更具吸引力。

2.4 產(chǎn)品的成本控制和可靠性

在產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計中成本的控制和可靠性的設(shè)計主要有以下方式：減少零件數(shù)量、簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零件標準化、產(chǎn)品模塊化、設(shè)計穩(wěn)定的基座、設(shè)計導(dǎo)向特征、零件先定位后固定、防錯的設(shè)計、人機工程學的設(shè)計等。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計通過遵循面向裝配的設(shè)計指南，提高產(chǎn)品的可裝配性，從而提高產(chǎn)品裝配效率、減少產(chǎn)品裝配錯誤和裝配時間、提高產(chǎn)品裝配質(zhì)量等。本文所設(shè)計的立式融合型機頂盒從以下兩方面進行了成本的控制和可靠性設(shè)計：

2.4.1 成本的控制。（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計降成本，采用無螺釘設(shè)計，取消了傳統(tǒng)的螺釘裝配固定，減少了螺釘成本，降低人工裝配成本、減少裝配工序、提高了生產(chǎn)效率；（2）散熱設(shè)計減低成本，采用“煙囪型散熱設(shè)計”，取消了傳統(tǒng)金屬散熱塊導(dǎo)熱設(shè)計減少了金屬導(dǎo)熱塊和裝配螺釘，從根本上降低了部件成本和裝配成本；（3）降低維修成本，利用塑膠材料本身彈性和人手上捏力，通過彈性打開機器，取消了螺釘固定方式。使產(chǎn)品在后期維修維護中拆裝快捷，人工裝配方面少去了人工打螺釘環(huán)節(jié)，降低了維修成本，提高了工作效率、降低了產(chǎn)品報廢率；（4）材料工藝減少成本，材料采用普通ABS，ABS材料具有高流動性、價格便宜等特點。產(chǎn)品表面工藝前殼表面采用拋光處理，后殼表面采用細磨砂亞光蝕紋處理，通過前后光啞面體現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)。

2.4.2 可靠性設(shè)計。（1）外觀造型設(shè)計立式設(shè)計，整體造型底部寬，殼體底部的寬度充分保證了產(chǎn)品使用環(huán)境中擺放的穩(wěn)定性；（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計上使用“金屬V型勾和卡位裝配”，實現(xiàn)了無螺釘內(nèi)扣結(jié)構(gòu)形式，整圈內(nèi)扣和金屬V型勾相結(jié)合，保證產(chǎn)品的安全可靠性；（3）材料選用ABS，ABS材料的熱變形溫度為93℃～118℃，能充分保證產(chǎn)品穩(wěn)定性。ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟取穸群皖l率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用；（4）接口設(shè)計上布局插線的接口在殼體下半段，有利于殼體和接口之間相互支撐，使產(chǎn)品放置更加穩(wěn)固。

3 結(jié)語

從本文中梳理以下創(chuàng)新點：（1）構(gòu)成設(shè)計在外觀造型設(shè)計中的實現(xiàn)；（2）無螺釘設(shè)計“金屬V型勾和卡位裝配”的結(jié)構(gòu)方式的實現(xiàn)；（3）“煙囪型散熱設(shè)計”散熱方式的實現(xiàn)和應(yīng)用；（4）造型設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、散熱設(shè)計、裝配人工降低成本和保證產(chǎn)品可靠性。

以上創(chuàng)新點，基于三網(wǎng)融合的立式機頂盒設(shè)計項目，以用戶的需求為出發(fā)點，以產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計為目的，以市場為向?qū)?、以課題基礎(chǔ)為引導(dǎo)，以提高產(chǎn)品的附加值為責任。在保證產(chǎn)品必備功能的前提下創(chuàng)造性提出了幾點創(chuàng)新點，改善和創(chuàng)新了產(chǎn)品的合理性，讓用戶體驗更方便、舒適，外觀造型設(shè)計視覺上給人賞心悅目的享受，并成功解決了散熱、成本控制、可靠性等給企業(yè)帶來壓力的實際問題，同時也滿足用戶需求和符合市場對產(chǎn)品的需求、定位。在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計中體現(xiàn)了設(shè)計的價值，為公司提供了有責任的設(shè)計，為公司新產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

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作者簡介：龐力源（1986-），男，甘肅張掖人，供職于四川九州電子科技股份有限公司，研究方向：數(shù)字電視、數(shù)據(jù)通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)、三網(wǎng)融合產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計。

（責任編輯：黃銀芳）