（机械工程专业论文）dvd刻录机dmrxw320k的结构设计与研究.pdf

大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘要 随着计算机技术的发展，人们对于数据存储的要求也越来越高。c d r r w 光盘由 于容量的限制已经不能满足多数用户的需求，人们把目光转向大容量的d v d 光盘，从 而促进了d v d 刻录技术的发展。目前，索尼、先锋、松下及国内的多家公司都推出了 普及形d v d 刻录机，市场竞争异常激烈。随着刻录技术的发展，设计出功能强大、成 本低廉的d v d 刻录机，已经成为光存储领域关注的焦点。而产品的结构设计是制约d v d 刻录机发展的主要因素，其不仅影响产品造型的具体实现，在电气、机芯等部件的合理 布置及性能评价等方面也具有重要作用。 本文根据中国华录松下公司d v d 刻录机结构开发与设计技术要求与指标，通过研 究分析d v d 刻录机d m r 。x w 3 2 0 k 的主要结构、技术指标以及相关基准，确立结构设 计的总体思路。对主要部件如前面板、底板、托盘门、外门等的选材、尺寸进行了详细 分析、设计，并在设计中对各个部件的相互配合进行了确认与验证，从而全面、准确地 完成了各个新部件的结构设计。另外，本文在总结前产品问题点的基础上，通过比较研 究，根据相关的装配要求，对各结构性能进行了优化，重点对本机种中运用的卡扣、螺 纹等装配进行了结构设计，保证了结构件之间配合状态的合理性与稳定性。此外，刻录 机d m r - x w 3 2 0 k 结构设计中采用了黑色高光涂装的先进工艺，进一步提升了该机种 的品质感和市场竞争力。 结果表明，整机的结构均满足了装配的要求，脚踩、跌落等各种性能评价试验也全 部通过，产品的各种指标均达到松下公司的社内标准及刻录机的企业标准，具备了闪亮 上市，抢夺市场的产品品质。 关键词：d v d 刻录机：结构设计：装配：性能测试 d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 - k 的结构设计与研究 d e s i g na n dr e s e a r c ho ns t r u c t u r ef o rd v d r e c o r d e rd m r - - x w 3 2 0 - - k a b s t r a c t w 汕t h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g y ，t h e r ei sg r o w i n gd e m a n df o rd a t a s t o r a g e a st h es t o r a g el i m i t a t i o n , c d 一鼬7 r wc a r ln o ts a t i s f yt h er e q u i r e m e n to fu s e r s s o ， p e o p l et u r nt of o r e c a s td v d w i t hb i g g e rs t o r a g e ，w h i c hp r o m o t e st h ed e v e l o p m e n to fd v d c o p yt e c h n o l o g y a tp r e s e n t ，s o n y ，p i o n e e ra n dp a n a s o n i c a sw e l la so t h e rc o u n t r i e s d e v e l o p e dt h ep o p u l a rd v dr e c o r d e r ，w h i c hi n c r e a s e dt h ei n t e n s i t yo fm a r k e tc o m p e t i t i o n w i t ht h ed e v e l o p m e n to fd v dc o p yt e c h n o l o g y ，d v dr e c o r d e rw i t l lp o w e r f u lf u n c t i o na n d l o wc a s th a sb e c o m ef o c u so fa t t e n t i o ni no p t i c a ld a t as t o r a g ef i e l d t h es t r u c t u r ed e s i g no f d v dr e c o r d e ri st h em a i nf a c t o rt h a tl i m i t st h ed e v e l o p m e n to fd v dr e c o r d e r w h i c h i n f l u e n c e st h ep r o d u c tm o d e l i n g ，t h er e a s o n a b l ea r r a n g e m e n to fc i r c u i ta n dd r i v e ra sw e l la s p r o p e r t ye v a l u a t i o n b a s e do nt h et e c h n i c a lr e q u i r e m e n t sa n di n d e x e so fs t r u c t u r ed e s i g no fc h p a v cd v d r e c o r d e r t h em a i ns t r u c t u r e ，t e c h n i c a li n d e xa n dr e l a t e dr e f e r e n c eo fd v dr e c o r d e r d m r x w 3 2 0 ka r er e s e a r c h e da n da n a l y z e d e s p e c i a l l yt h eg e n e r a li d e aa n dm e t h o dt o s t r u c t u r ed e s i g ni si n t r o d u c e d h o wt os e l e c tt h em a t e r i a lo fm a i np a r t s ，s u c ha sf r o n tp a n e l ， f l o o r ，t r a yd o o r ，a n t ep o r ta n ds oo n ，i sp r e s e n t e di nd e t a i l a n dt h ea s s e m b l i e so ft h e s ep a r t s h a v eb e e nc o n f i r m e da n dv e r i f i e dd u r i n gt h es t r u c t u r ed e s i g n t h es t r u c t u r ed e s i g no fa l lo f t h en e wp a r t sh a sb e e nc o m p l e t e df u l l ya n da c c u r a t e l y o nt h eo t h e rh a n d ，o nt h eb a s i so f p r o b l e m ss u m m a r i z e df r o mf o r m e rp r o d u c t s ，t h r o u g ht h ec o m p a r e dr e s e a r c h ，t h ea s s e m b l y r e q u i r e m e n ti st h o u g h to u ta n dt h es t r u c t u r ep e r f o r m a n c ei sa l s oo p t i m i z e d s p e c i a l l y ，t h e a s s e m b l i e so fb u t t o na n dt h r e a da r ed e s i g n e dt oc o n f i r mt h er a t i o n a l i t ya n ds t a b i l i t yo f a s s e m b l ys t a t eb e t w e e nt h es t r u c t u r ep a r t s f u r t h e r m o r e ，t h ea d v a n c i n gt e c h n o l o g yo fb l a c k a n dh i g h - l i g h tc o a ta p p l i e dd u r i n gt h es t r u c t u r ed e s i g no fd v dr e c o r d e rd m r x w 3 2 0 - k s o t h es e n s e so fq u a l i t ya n dm a r k e tc o m p e t i t i v e n e s so ft h i sp r o d u c ta r ee n h a n c e df u r t h e r 1 1 1 er e s u l t ss h o wt h a tt h es t r u c t u r eo fd v dr e c o r d e rd m r - x w 3 2 0 km e e t st h e r e q u i r e m e n to fa s s e m b l ya n dp a s s e st h ea l lk i n d so fp e r f o r m a n c ee v a l u a t i o nt e s t s f o ri n s t a n c e t h et r e a d i n gt e s tb yf e e ta n dd r o pt e s ta n ds oo n ，t h ei n d e x e so fd v dr e c o r d e r d m r - x w 3 2 0 kc a nb eu pt ot h ep a n a s o n i cc o m p a n ys t a n d a r da sw e l la st h ee n t e r p r i s e s t a n d a r d ，w h i c hi sp r o v i d e dw i t ht h eh i g hq u a l i t ym a n u f a c t u r e dt ot a k em o r em a r k e ts h a r e s k e yw o r d s - d v dr e c o r d e r ；s t r u c t u r ed e s i g n ；a s s e m b t y ；f u n c t i o nt e s t l l 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任6 学位论文题目：d v d 刻录机d m r x w 3 2 0 k 的结构设计与研究 作者签名 日期：丝年上月上e l 大连理工大学专业学位硕士学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题目：d v d 刻录机d m r x w 3 2 0 k 的结构设计与研究 作者签钔锰亟二 导师签名：掣 日期：巡年月上日 日期： 翌：2 年l 月二e l 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1 绪论 1 1课题背景及意义 随着人们越来越注重生活的质量与品位，拥有数码相机、数码摄像机的家庭通常把 珍贵的家庭历史资料保存在光盘中使其成为永久的纪念【l - 2 】；与此同时，电视机已经进 入大屏幕时代，以液晶、等离子等为代表的新型大屏幕电视机，可以提供5 0 英寸以上 高清晰的画面，而价格也越来越低廉，对h d t v 级别清晰度的节目有着巨大的需求 3 - 4 1 。 但是传统的无线、有线、卫星电视，对于世界上绝大多数观众而言，由于技术、资金、 法律等方面的原因，还不能真正进入我们的生活，因此高清晰光盘可能是我们享受 h d t v 最佳的选择。在大屏幕高清晰电视机迅速进入市场、h d t v 迅速获得观众的认可 的时刻。 然而d v d 想争夺市场占有量，产品价格是极其重要的因素。据统计，在过去的4 年 时间内，d v d 的价格已跌了近7 0 n 。虽然价格下降打破了d v d 市场扩展的屏障，也促进 了d v d 消费量的较快增长，但据业内人士的调查统计，目前国内市场d v d 机的利润空间 已不足2 0 0 元，d v d 可能面临像当年v c d 一样残酷的市场竞争环境【5 j 。业内人士分析说， 近一两年来，众多厂家看中了d v d 市场的巨大发展前景，纷纷加入了这个领域，使得d v d 生产规模不断扩大。但同时，由于d v d 不断强调功能的创新，当一些老型号的产品功能 无法满足现有消费需求而形成大量库存时，“跳楼价”就似乎成为惟一的处理办法。于 是，d v d 市场不可避免地陷进了一片价格跳水的漩涡当中。尽管当今的d v d 市场依然繁 荣，但重蹈当年v c d 的覆辙似乎已不可避免，因为新的替代产品已经到来，先进的技术 取代落后的技术，这是自古以来的发展道理。 随着d v d 系统日渐普及，生产成本日渐降低，以刻录式d v d 作为存储媒体的新一代 d v d 刻录机，无疑会是未来发展的大趋势【6 7 】。它集播放和刻录于一身，并且与电视信号 接口，可以第一时间的对电视音视频信号进行同时刻录，而且，它支持d v d - r a m 和d v d - r 的刻录，提供多种刻录模式供选择，既方便又快捷。随着d v d 刻录技术和信息技术的发 展，d v d 刻录机的性能将更出色，功能也将更强大。像内置大容量硬盘，兼容其它刻录 媒体，高倍速刻录，与n t e r n e t 互联等功能虽然在国内都在开发当中，有些功能已经 实现商品化，然而在日本等市场，相关的成熟产品已经问世，与之的产品技术在2 0 0 4 年也陆续的进入中国，在小规模生产、销售之后，业内人士分析认为，d v d 刻录机已经 得到人们的认可，不难想象，在不久的将来，汇集刻录、播放于一身、接轨电视信号、 d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 - k 的结构设计与研究 数码摄像机、数码相机等媒体的d v d 刻录机必将赢得广大消费者的青睐而成为家用消费 品的主流【8 1 。 d v d 刻录机的优势明显，但是，刻录机与普通的d v d 最大的区别在于刻录机采用更 高的工作频率，同时增加了多路的输入信号，有模拟输入( 音视频的模拟信号) 和数字输 入( d v u s b h d d 等) ，同时引入t u n e r 的射频信号。所以刻录机各个信号之间的串扰比普 通d v d 要严重的多。怎样解决好数字、模拟信号的完整性，使各信号能够正确、高质量 的传输，是d v d 刻录机研发者面临的重要问题之一【9 - l o 】。采用信噪比高的a d c d a c 芯片 是解决问题的一个方法，同时在p c b 布线中要考虑到高频、射频信号的串扰，做到数字 模拟的分离。同时，在电源线以及地线的处理上也要比d v d 严格的多。随着功能的强大 和涵盖面的增多，对于总线布局等方面要注重个信号之间的串扰问题，保证各种视频、 模拟等信号高质量的传输，确保刻录机正常的运行刻录功能，以保证刻录机在激烈的市 场竞争中能占有一席之地，变成了重中之重，只有用最低的成本实现高性能的信号处理， 才能确保d v d 刻录机功能的正常运转，同时保证产品原价的控制，得以在严酷的影碟市 场中占据有利地位。 研究工作定位于基于d v d 刻录机结构的开发技术。结构设计效果作为d v d 刻录 机产品的一个重要组成部分，对整机的整体品质有较大的感观性及实用性影响。可以预 见，未来的高清数字媒体领域将会与结构技术密不可分。对于d v d 刻录机结构技术的 相关应用领域的研究，将具有广泛而先进的应用。 1 2d v d 刻录机的发展及研究现状 1 2 1 发展历史 一直以来，d v d 刻录机和刻录技术的发展是相辅相成的，1 9 9 0 年第一台光盘刻录机 c d r 投入商业化用途，人们开始对刻录技术有了肤浅的认识。在1 9 9 9 年1 2 月，先锋于 日本率先推出了世界上首部以d v d 作贮存媒体的数码刻录机d v r - 1 0 0 0 ，此后d v d 刻录机 市场就不再平静。日立、松下等国际知名厂商都迅速出击，意图抢占这个新市场。刻录 技术发展到如今，经历了c d r 、c d r w 、d v d r a m 、d v d - r r w 的发展过程，虽然目前c d r r w 刻录技术已经是非常成熟，但海量数据存储的需求也在增加。因此，超刻技术与 8 0 0 m b 9 0 m i n 、8 7 0 m b 9 9 m i n 超常光盘也在兴起并在逐渐普及之中，同时，带有超大硬盘 的刻录机已经问世，与网络接轨技术也在酝酿之中，这也说明了存贮量是刻录机将来发 展的重中之重【1 1 1 2 j 。 一2 一 大连理工大学专业学位硕士学位论文 目前，d v d 刻录的技术有三大类，五种规范( d v d - r a m 、d v d - r r w 、d v d + r r w ) 。不过， 为了最终得到技术上的统一，方便用户的使用，目前一些公司推出了d v d - m u l t i 规范和 d v d r w 规范( 又称为d v d d u a l ) 。其实它们并不是新的刻录技术，而只是现有的不同标 准的d v d 刻录技术的综合产物f 1 2 。3 1 。据业内专家分析，d v d 的下一代标准将采用蓝色激 光技术，比目前的红色激光波长要短许多，因此最大存储容量可达2 7 g b - 3 0 g b 悼1 5 】。但 目前的标准仍然呈现出难以统一的势头趋势，其中有b d ( b l u - r a yd i s c ) 、a o d ( a d v a n c e d o p t i c a ld i s k ) 以及中国台湾省工研院光电所提出来的h d - d v d 三个标准。随着时间的推 移，标准的统一是必然的，更大存储容量技术的发展也将顺应媒体信息大爆发的时代潮 流翻。 业内专家曾预测，截止到2 0 0 9 年，全球d v d 刻录机销售量将达到1 0 0 0 0 万台。而 据s t r a t e g ya n a l y t i c s 公司最新消息称，2 0 0 8 年的增长率将比去年增长1 0 8 。目前， 日本的d v d 用户正在向d v d 刻录机转变，据松下社内销售部统计，在2 0 0 8 年北京奥运 会开幕的前一个月里，松下的刻录机仅在日本国内的销量就达到了i i 0 多万台，而美国 和欧洲的d v d 用户现在也已经将d v d 刻录机转变。s t r a t e g y 公司还预测，2 0 0 9 年d v d 刻录机销售量将比2 0 0 8 年增长17 6 。 市场份额如此快速增长，可以明显看出d v d 刻录机前景非常广阔。当然，除了声画 品质的改善和诸多优势外，要想成为市场主流，打开大众消费市场，产品价格是否具有 竞争力亦是重要的一环【l6 1 。松下公司在2 0 0 8 年d v d 刻录机( 附带4 0 0 g 硬盘) 的平均成本 价格将为7 9 9 9 美元。这是d v d 刻录机市场上史无前例的“大众消费者价位 。对于消 费者来说，这无疑又是一颗刺激入极度兴奋的重磅炸弹。如此可见，有强大的技术和可 接受的价格支持，d v d 刻录机市场红火的日子已指日可待。相信在不久的将来，越来越 多的家庭将会真正享受到d v d 刻录机为人们带来的完美数码家庭世别1 。7 1 。 1 2 2 国内外的研究现状 从d v d 面世到现在短短几年时间，d v d 产业己经不争地成为数字媒体领域的支柱 产业，为大量电影片厂、消费电子公司带来了巨大成功。据不完全统计，2 0 0 3 年全球的 d v d 零售额为9 4 亿美元。在好莱坞的总体收入中，d v d 业务贡献了超过一半的份额。 追求高品质影音消费的观众毫无保留地拥抱了d v d 这个新产品，其发展速度之快甚至 超过了手机和p c t 倦一9 1 。 从2 0 0 3 年开始，国内相应推出几款d v d 的换代产品，包括e v d 、h v d 、h d v 等。 其中e v d e 直译为增强型多媒体盘片系统，俗称“新一代高密度数字激光视盘系统”， 是中国自行研发、拥有自主知识产权的光盘和播放机工业标准。2 0 0 3 年2 月，国家信息 d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 - k 的结构设计与研究 产业部正式将e v d 颁布为中国数字光盘领域推荐标准。e v d 的分辨率达到了 1 9 2 0 x1 0 8 0 ，属1 6 ：9 的宽银幕规格，在高清电视上观看可达到较传统d v d 五倍的清 晰度。但是，e v d 、h v d 、h d v 这些标准都是基于现有d v d 所采用的6 5 0 纳米红色 激光技术，可以看作是现有d v d 标准的改良【2 0 之1 1 。 g l 0 g 2 口 g 3 - _ ， 图1 1 高清晰d v d 发展趋势 f i g 1 i d e v e l o p m e n t t r e n do fd v dw i t hh i 【g hq u a j i t y d v d 的国际舞台也同样不平静，d v d 论坛在技术上开始走一条完全不同于现行 d v d 的路线：用蓝色激光d v d 取代现行的红色激光d v d ，从而催生了蓝光技术的诞生。 2 2 - 2 3 1 同样，作为持有蓝光技术的公司也并非一个统一的阵营。蓝光d v d ( b l u e - r a yd i s c ) 是由索尼、三星、日立、l g 、松下、先锋、飞利浦、夏普、汤姆逊等9 家厂商于2 0 0 2 年初讨论制定的下一代高密度d v d 标准【2 4 彩】。该标准采用了波长为4 0 5 纳米的蓝紫激 光，其单面单层容量高达2 5 g b ，是目前普通d v d 盘片容量的5 3 倍；双层蓝光d v d 的 存储容量更是达到了惊人的5 0 g b 。h d d v d ( a o d ) 由东芝与n e c 联合推出。这项技术 同样是以4 0 5 纳米波长的蓝紫激光为基础，但是在盘片规格上与蓝光d v d 互不兼容， 因此东芝也将这项技术暂时名命为a o d ( a d v a n c e do p t i m a ld i s k ) ，以便与蓝光d v d 相 区别【2 6 1 。容量方面，单层单面的只读型h d d v d 容量为1 s g b ，双层h d d v d 的存储容 量可以达到3 0 g b 。 一4 一 大连理工大学专业学位硕士学位论文 目前，在蓝光技术上走在前面的s o n y 等企业提出的蓝光规格匆己经得到了世界 d v d 论坛的内。虽然蓝光技术阵营内部尚有分歧，但随着戴尔、惠普、微软等t i 企业 巨头的加入，预示着蓝光d v d 成为新一代d v d 的选择似乎己经没有什么疑问。 中国d v d 市场巨大的潜力，正吸引着众多国外厂商纷纷涌入，d v d 企业之间、国产 机与洋品牌之间新一轮市场争夺战已经上演。目前，国内视盘机生产企业，基本可以分 为两大阵营：一、影碟机专业生产厂商，如万利达，新科，步步高等，此阵营成员数量 众多，品牌繁杂，产品市场占有率较高，但企业实力、信誉良莠不齐：二、大型家电生 产企业，如t c l 、创维等，此阵营成员较少，只局限于国内几大家电巨头，其普遍特点 是以彩电品牌著称于世，影碟机产品则被隐于彩电品牌光环之后，影碟机产品品牌知名 度不高，但企业品牌知名度、美誉度均高，深受消费者信赖。从目前市场的走势来看， 无论是影碟机专业厂商的代表万利达，还是大型家电生产企业代表t c l ，均己投向了+ r w 阵营【2 7 1 。 中国华录松下电子信息有限公司( 大连) 在2 0 0 4 年开始从日本松下大阪a v c 社导 入d v d 刻录机系列产品，并于当年生产了d m r - e 5 5 y p - s 和d m r - e 6 5 y p s 两个品种的d v d 刻录影碟机，一举开创了在国内的集中刻录、影碟播放、s c a r t 端子输出、p cc a r d 和 s oc a r d 等多种媒体集于一身的产品，开创了国内市场的新纪元。在2 0 0 5 年，华录松 下又强势推出了刻录机e s i o g k - s ，并且在年末计划开发生产带2 0 0 g 超大硬盘的刻录机 e h b o g k - s ，并且在2 0 0 8 年计划将刻录机的产量增长到1 8 0 万台，在2 0 0 9 预计达到2 0 0 万台【2 鼬9 1 。 无论怎样，d v d 刻录机市场的一场大战已经开始了：饱受d v d 市场低迷煎熬的各大 小厂商们，已经虎视眈眈，行业标准尚未明朗，标准之争仍将继续，然而不管怎样，买 回一款最新技术的d v d 刻录影碟机，在家中看自己编辑、刻录的d v d 影片，应该是指日 可待了。 1 3 主要研究内容 本文主要研究d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 k 的主要结构并对其进行了结构设计，其 主要内如为： 第一章是绪论，简介了刻录机技术发展的现状，明确了本文进行该项研究工作的意 义和重要性，并提出了本文的研究方向。 第二章对刻录机的刻录系统进行了概要分析，并比较全面的介绍了刻录机 d m r - x w 3 2 0 k 结构设计的基本步骤。 d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 - k 的结构设计与研究 第三章详细介绍了刻录机d m r x w 3 2 0 k 前面板、底板等主要部件的结构设计， 以及涉及产品性能的相关结构形状的设计。 第四章对刻录机d m r - x w 3 2 0 k 的结构设计优化项目及装配的相关设计进行了深 入的描述，并针对相关的设计进行了性能试验评价。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 2d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 一k 的主要结构及设计标准 本章对d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 k 的主要结构进行了概述，并对其结构设计的要 求及基准进行了阐述，从而确定了本款刻录机结构设计的总体思路。为了叙述更加简明、 清楚，本文后续的内容将“d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 k ”简称为“刻录机x w 3 2 0 ”。 21 主要结构及功用 刻录机中，由工程材料按合理的连接方式进行连接，且能安装电子元、器件及机械 零、部件，使设各成为一个整体的基础结构，称为刻录机的结构。刻录机x w 3 2 0 的基 本结构如图2 1 所示。 图2 i 刻录机x w 3 2 0 的主要结构 f i g2 】m a i n s t r u c t u r e o f d v dr e c o r d e r x w 3 2 0 d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 - k 的结构设计与研究 在图2 1 中：1 ) 、前面板；2 ) 、电源键；3 ) 、托盘门；4 ) 、顶板；5 ) 、f l 装饰片； 6 ) 、外门；7 ) 、开仓键；8 ) 、底板；9 ) 、后面板；l o ) 、底板支架；1 1 ) 、硬盘支架。 其中，前面板用以安装前面板其他组件，并与底板、顶板等装配，构成整机外形正 面外形。底板为整个机器的支撑结构，安装电气p 板及相关的内部部品。前面板、顶板、 底板、后面板等构成整机的外形。托盘门：对机芯托盘门进仓后进行遮挡，保证前面板 外观的一致性。另外，外门对d v 孔、s d 插槽、操作键及b c a s 插槽进行有效遮挡， 并保证前面板外观的一致性；硬盘支架用于空间安装硬盘，并保证硬盘在振动等试验中 的品质。内部的支架和外形件的内部结构，以及连接用螺钉等一起构成了机芯、电气p 板等的支撑、固定结构。 2 2 结构设计的技术指标及相关要求 2 2 1结构设计的技术指标 结构设计的技术指标也就是产品设计的技术指标，是设计、制造与使用的唯一依据， 也是检验产品质量的客观标准。为了正确地进行刻录机x w 3 2 0 的结构设计，在设计初 期，进行了大量的相关产品市场调研工作，对同类或相似类型产品的结构与使用情况进 行了解析、对照，如表2 1 所示。在深入世界上同类或相似类型产品的结构与使用情况 的基础上，确定了该机种结构的形式，对产品的结构设计进行了明确化，最终了该产品 的各项技术指标，结构设计将围绕怎样满足这些技术指标来具体推进。 表2 1同类或相似类型产品 t a b 2 。1t h es i m i l a ro rs i m i l a rt y p ep r o d u c t s 品牌型号 东芝 夏普 r d s 6 0 0 6 0 0 g b 数字调谐 r d s 3 0 0 3 0 0 g b 数字调谐 d v a c w 5 2 2 5 0 g b 数字调谐 d v a c w 5 5 ，4 0 0 g b 数字调谐 d v a c w 3 8 8 0 0 g b 数字调谐 刻录机x w 3 2 0 的企划负责部门根据市场需求制定了该机种基本的技术指标： ( 1 ) 可进行硬盘刻录，可进行蓝光光盘的读取、刻录； ( 2 ) 能进行硬盘、光盘与s d 卡之间的节目互录，能接受b c a s 节目内容； ( 3 ) 前面板上有d v 插孔，可以进行无遥控器下的各项操作； 大连理工大学专业学位硕士学位论文 ( 4 ) 机器的造型需满足企划部门的要求，机身较前机种短型化； ( 5 ) 辐射相关要求需优于前机种。 2 2 2 结构设计的相关要求及基准 刻录机x w 3 2 0 在结构造型设计方面，希望其内部结构与外部造型都体现一种简洁 稳重、典雅又大方的美感。另外，结构的设计还要考虑到内部各部分元件摆放问题，使 其尽量能排布整齐有序，这不仅是为了美观，更重要的是让电路能稳定地工作，杜绝相 互之间的干扰。 单个部品及整机外观相关的要求及相关的检测方法如下： ( 1 ) 前面板等成型部品的翘曲要求，一般在0 3 m m 以下。翘曲值用三维测量仪器 ( o g p ) 进行检测、确认； ( 2 ) 底板等钣金部品的毛刺要求，一般要求在0 0 5 m m 以下。用三维测量仪器( o g p ) 进行检测、确认； ( 3 ) 整机各缝隙、段差要求一般为设计0 2 m m 以下；用o 0 1 - l m m 的塞尺进行检 测、确认。 t - , l a 蝴3 。 r 。 。c 柳 4， ， 一 j j 糯抽0 臁“t 图2 2 刻录机x w 3 2 0 项部间隙及侧面段差的规格值 f i g 2 2 v a l u e so f t o pg a pa n ds i d es t e po fd v dr e c o r d e rx w 3 2 0 d e d 17 o - 0 札3 。啪1 0 暑 图2 3 刻录机x w 3 2 0 顶部段差及底部间隙的规格值 f i g 2 3 v a l u e so f t o ps t e pa n db o t t o mg a po f d v dr e c o r d e rx w 3 2 0 d v d 刻录机d k 皿- x w 3 2 0 - k 的结构设计与研究 2 3 结构设计的基本步骤 详细熟悉该产品的技术指标及相关的评价项目后，对结构设计进行了简单的步骤安 排。 2 31 划分零件并画出结构方框图 划分零件是将电原理方框图合理地过渡到结构方框图，它是确定结构方案的关键。 划分零件时应确定各组合单元的装配、连接，分清各组成部分的相对位置和配合方式， 选择可靠的机、电连接方案。此外，还要对通风散热、重心分配、操作使用以及制造工 艺、组装顺序等问题做综合考虑。 刻录机x w 3 2 0 的系统框图如f ： 曲24 划承机 _ 3 加刚糸轨框幽 f i g2 4 s y s t e m f l 射i l e o f d v dr e c o r d e r x w 3 2 0 为实现各电气、软件的功能实现及其他参数考虑，在参考前机种及类似机种结构的 基础上，对产品的零件进行了初步的划分，最终设计的结构构成圈如下。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 - - 图2 5 前面板组件的结构构成图 f i g 2 5 s t r u c t u r ef o r m a t i o nf i g u r eo ff r o n tp a n e l 一1 1 d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 - k 的结构设计与研究 臣巫回 图2 6 本体组件的结构构成图 f i g 2 6 s t r u c t u r ef o r m a t i o nf i g u r e 一1 2 大连理工大学专业学位硕士学位论文 2 3 2 确定产品的外形尺寸 考虑产品的各项技术指标的同时，综合评价了机芯等内置电气件的总体布局，初步 设定了该产品的外形尺寸。 长：2 4 2 m m ( 不含后面板端子) ； 2 5 2 r n m ( 含后面板端子) ： 宽：4 3 0 r a m ( 同所以松下刻录机宽度值) ； 高：5 9 m m ( 同所以松下非四合一刻录机的高度值) ； 2 3 3 进行面板设计与内部支架的排列 面板的大小是在初步确定总体布局和外形尺寸的基础上，根据各部件的大概布局来 选材相对标准尺寸；而面板上的各种操作装置和显示装置的选择和布置，一般根据电原 理图的要求、人机工程和造型等进行考虑。 内部的支架是根据各元、器件的外形尺寸及其相互关系，并考虑通风、减振、屏蔽 等要求来确定的。 对于能转动、串动的零部件等应预先设计其动作的行程，以确定其空间尺寸。 2 3 4 确定各零部件结构形式绘制结构草图 刻录机的结构设计属于工程设计，也是造型设计的一部分。 结构是通过产品外观体现出产品的造型的，外观是能被人记忆的具体形象，通过艺 术造型的外形将给人以美的感觉和艺术享受。对于设备的使用功能而言，设备外观( 形) 还能体现产品的精神功能【3 0 】。 2 4 本章小结 本章首先明确了刻录机x w 3 2 0 结构设计的主要部件组成及相关的功用，并介绍了 结构设计的技术指标和相关要求，为后续设计工作的开展做出了宏观的框架。在此基础 上，构筑了刻录机x w 3 2 0 结构设计的基本步骤，将本次设计工作进行了阶段性的安排。 d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 - k 的结构设计与研究 3d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 一k 的结构设计 3 1 引言 结构设计( s t r u c t u r ed e s i g n ) 是界面设计的骨架，它是通过对用户研究和任务分析，制 定出产品的整体架构。另外，结构设计还是用户界面设计的核心部分，在确定用户界面 的主用功能方面具有重要作用。d v d 设计的成败与否，很大程度上取决于其结构设计。 电路的布局局限于结构的设计，而电路的性能也依赖于电路布局的合理与否。 本章根据刻录机x w 3 2 0 的基本结构，对其前面板、底板、托盘门等部品的结构进 行了分析与设计，使其达到产品对结构的整体要求。 3 2 前面板设计 3 2 1前面板的基本结构及功能 图3 1 为前面板的基本结构图，从图中可以看出，刻录机的主要功能键都排列在前 面板上，其结构设计的是否合理，直接会影响到机器内部电路摆列的合理性，对整台机 器的品质有着举足轻重的作用。 图3 1前面板组件的结构构成图 f i g 3 1 s t r u c t u r ec o m p o s i t i o no ft h ef r o n t p a n e lu n i t 大连理工大学专业学位硕士学位论文 其中，通过电源键对整机进行通电、断电的操作，通过开仓键控制机芯托盘的进出 仓，当机芯托盘进仓后，用托盘门进行遮挡装饰。而f l 装饰片用来显示相关的操作文 字及图形，并对遥控器接受信号进行透过性控制。下部的外门打开后可以进行s d 卡、 d v 线及b c a s 卡的插入拔出操作，并可通过操作键对产品的各种功能进行操作控制。 最后，通过前面板将下述的各部件进行组装及合理布置，达到顾客操作方便且坚固耐用 的结构形式。 3 。2 2 选材 前面板是d v d 刻录机的重要组成部分，在材料的选择上有严格的指标与要求。要求 其材料必须具有：非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、一定抗水性、电绝 缘特性以及很微小的吸湿倾向。 聚苯乙烯( p o l y s t y r e n e ，简称p s ) ，是由苯乙烯单体( s m ) 聚合而成的，目前工业 上主要采用本体聚合法和悬浮聚合法获得，是一种热塑性非结晶性的树脂，主要分为通 用级聚苯乙烯( g p p s 、俗称透苯) 、抗冲击级聚苯乙烯( h i p s 、俗称改苯) 和发泡级 聚苯乙烯( e p s ) 。其主要特点及用途如表3 1 所示。 表3 1不同型号p s 树脂材料的特性及用途 t a b 3 1c h a r a c t e r sa n dp u r p o s e so fd i f f e r e n tt y p e sp se o l o p h o n ym a t e r i a l d v d 刻录机d m r - x w 3 2 0 - k 的结构设计与研究 鉴于前面板选材上的要求不同型号树脂材料才特性及有点，本设计中前面板使用材 料是“g p p s 8 6 6 ”。 323 壁厚设计 板的厚度直接影响到其他零件的生产周期、模塑零件的刚性、公差以及零件质量， 如表面光洁度、翘曲和空隙等。 一般情况下，板厚增加，元件强度会提高，但有时板厚增加强度反而降低。如何按 照执行标准进行厚度的设计，更好地满足前面板强度需求，这对前面板设计能否成功具 有重要意义。 为了设计符合指标的前面板厚，在设计初期做了许多相关试验。 ( 1 ) 有必要考虑一下所用材料是否可以得到所要求。流程与的比率对注塑工艺中 模腔填充有很大影响。如果在注塑工艺中，要得到流程为长而薄，则聚合物应具有相当 的低熔融粘度( 易于流动熔解) 是非常必要的。为了深入了解聚合物熔化时的流动性能， 可以使用一种特殊的模具来测定流程，如图32 和图3 3 所示。 1 2 0 0 o 喜哪 善m 董 星4 2 0 。 0 i n j e c t 【o npg e s s lr e m p 图3 2 螺旋模具中流动特性 f i g3 2 f l o wb e h a v i o r i nas p i r a l m o u l d 大连理工大学专业学位硕士学位论文 图3 3 不同粘度聚合物的流动距离 f i g3 3f l o w l e n g t h s w i t hd i f f e r e n t m e l t v i s c o s i t i e s ( 2 ) 挠曲模量与的函数关系 一块平板的抗挠刚度由材料特有的弹性模数和该块版的横截面的转动惯量所决定。 如果未经任何考证就自动增加以改进塑料制品的日h 性，通常会导致出现严重问题，对结 晶材料尤为如此。对玻璃纤维增强材料，改变也会影响玻璃纤维的取向。靠近模具壁面， 纤维按照流体流动方向取向。而在模具壁面横截面的中央部位，纤维取向混乱，从而导 致出现湍流，如图3 4 所示。 s 、so 圈3 4 纤维在中心和边缘的取向 f i g3 4 f i b r e o r i e n t a t i o nc o r ez o n e l e d g e z o n e l s o d v d 刻录机d m r - x 、2 0 k 的结构设计与研究 对于玻纤增强塑料，有一个可精确区分出制品刚度的边界区，这个边界区将随而减 少。这就解释了为什么当增加则挠曲模量将减低，如图3 5 。根据标准测试条( 3 或2m m ) 所确定的强度值不能直接用来确定，否则将产生偏差，为估计出制品的性能，有必要使 用安全系数。 l 、 ，t ：2 0 0 0 e ，7 ：o 蠡 ，j - ， _ 髫气呵雾5 g r 7 譬1 0 0 0 ( ? 。y j j j 薹一：。戳熟&p e tj 、弓 ，? 鼍潲 拳一一曩 隧0 一 罨一， j2o o o 图3 5 不同壁厚时的挠曲模量 f i g 3 5 f l e x u r a lm o d u l u sa saf u n c t i o no f w a l lt h i c k n e s s 根据以上分析，由于厚度的增加不仅决定了机械性能，还将决定成品的质量。如果 不考虑后果就增加，将使材料和生产成本增加，而刚性并未有增加。 在塑料零件的设计中，很重要的一点是尽量使均匀。同一种零件的不同可引起零件 的不同收缩性，根据零件刚性不同，这将导致严重的翘曲和尺寸精度问题，如图3 6 。 为取得均匀的，模制品的厚壁部分应设置模心，如图3 7 。此举可防止形成空