模块化家用空气净化器设计研究

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论文字数:**** 论文编号:lw202313194 日期:2023-07-16 来源:论文网

1空气净化器产品的调查研究


1.1空气净化器的国内外研究概况及发展趋势
空气净化器发展到现在,共经历了两代产品,第一代产品是利用吸附、过滤、磁化、静电吸尘等消除烟尘净化器。这种空气净化器以物理净化为主,存在明显的缺点就是对病原菌、异臭异味、微生物、病毒等没有很好的去除效果。第二代产品主要以产生臭氧、负离子为主要功能。臭氧具有消毒、杀菌、除臭去味等功能。单纯过滤灰尘、烟雾等污染物的净化器价格较低,售价大概在几百元左右。而对甲醛、苯等一些有毒物质有吸附作用的净化器则售价相对较高,价格从一两千元至五六千元不等。国内外的各路厂商也不遗余力地要挤进空气净化器市场,尽管国内空气净化器市场潜力巨大,但就目前而言,市场中仍然没有统一的行业标准,空气净化器产品还处于一种无序竞争的状态。国外空气净化器的产品设计和产业发展已经相当成熟,不同种类污染物的针对性过滤技术的研宄也已经达到很高的水平。早在20世纪80年代之前,国外空气净化器的研究只限于物理方法层面,并没有取得很大的突破。进入20世纪80年代以后,空气净化器的研宄重点开始转向净化方式。在近年来的研宄中,已成功采用先进的纳米技术,研制了高效率催化技术。从国外空气净化产业的发展来看,它是随着空气净化技术的演变过程而不断地发展的。大致经历了三个阶段:
①启动阶段。处于消费的引导期,市场刚刚开始形成,空气净化产业只是由少数几个厂家来支撑,尚未完全形成产业的规模化。
②产业规模化阶段。空气净化产品己被越来越多的消费者所认同,销售量迅速上升进而带动了稳定的市场,大大地推动了产业的规模化发展。
③产业成熟阶段。市场消费日趋饱和,特别是欧盟、美国等发达国家,空气净化产品的消费转向了周期性消费,市场己经非常成熟。
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1.2空气净化器的工作原理和净化技术及其优缺点的研究
空气净化器的工作原理主要有两种,即被动过滤和主动过滤。被动过滤是空气净化器净化室内空气时,通过自身的风机使室内的空气不断经过空气净化器,污独的空气经过净化模块时,通过各种净化技术,将空气中的灰尘、有毒气体和颗粒物去除,最后清洁的空气由出风口送出。而主动过滤则和被动过滤相反,根本区别在于其摆脱了滤网和风机的控制,主动向空气中释放净化杀菌因子,对空气净化更高效[5]。目前除了一些大型的新风系统、中央空调广泛使用,很多小型家电中广泛的使用各种空气净化系统,深受广大家庭的喜爱,最常见的家电有以下几种:空气净化器、负离子发生器、冷风机、家用臭氧消毒器以及吸尘器、空调等,都对室内空气中的一些污染物有着很好的去除效果。由于目前的室内空气物种类多,各类净化技术都有其自身的优点和缺陷,采用单一技术对室内空气中的多种污染物进行处理,难以取得令人满意的效果。因此,这里需要对各类空气净化技术进行比较研宄,以便空气净化技术得到新的发展和应用,设计出适应消费者需求的净化产品己成为必然趋势。
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2模块化设计及其设计方法的研究


2.1模块化设计的概述
所谓的模块化设计,是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能和不同规格的产品在功能分析的基础上,设计划分出一系列的功能模块,并且通过模块的选择和重组形成新的产品,从而满足市场的不同需求的设计方法。产品模块化设计就是将产品划分成几个部分,并且每一部分都是具有独立功能的模块,具有相同的连接接口和一致的输入、输出接口的单元,可以重用和互换,相关模块的不同排列组合就可以形成不同的产品。在产品设计中,通过不同模块的重组,可以构建出不同需求的产品,满足客户的定制化需求,也可以使产品生命周期中的生产、釆购、物流和服务资源简化⑴。就家用空气净化器设计而言,就是将相同的要素组合在一起,构成具有特定过滤功能的子系统,将这个子系统与其他产品要素进行多种组合,构成新的系统,比如将多种空气过滤功能组合在一起,可以形成多种不同组合形式的系列化产品。要使企业在激烈的市场竞争中处于有利地位,必须增强产品创新能力、缩短设计周期和提高用户化程度,同时又要降低成本,保证质量及良好的售后服务,传统的产品设计方法己无法满足这些要求,定制化的产品将成为未来的市场主要发展趋势。模块化设计不仅可以使其更好地适应技术的快速升级,更可以降低成本,使产品更好地满足不同消费者对产品的定制化需求,适应不同阶层的消费群体的需要。
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2.2模块化设计理论的国内外研究概况及发展趋势
模块化设计兴起于20世纪60年代,经过几十年的发展,模块化设计的思想与其应用领域都获得了极大的拓展。模块化设计发展至今,己经渗入到我们生活中的每个角落,从生产模块化到企业内部组织结构模块化,模块化不但有利于产品和组织结构的设计,还应用于创新方式之中,因此,模块化设计也越来越多的得到国内外研究的重视。模块化设计首要确定一个可拆分的模块化的系统,并且要遵循界定模块间关系的规则,保证不同模块设计之间没有影响;每个模块的设计研发或设计改进无需考虑其他模块;详细规定模块之间如何相互作用,模块之间相互位置的安排、联系及信息传递等;并用标准来检验模块的性能是否符合设计规则。模块化不是产业演变的终极状态,因为模块化设计也有其自身局限性,模块化系统的联系规则应该随环境的变化而改变,否则模块化的产品设计形式可能阻碍创新。应当根据产品特点决定模块化的设计重点,掌握模块化的最优规模,避免过度模块化,并非所有的产品都适合模块化设计,盲目的模块化设计容易进入模块化误区,反而会阻碍设计创新。目前国内对模块化设计理论研宄也进行了深入研宄。模块化是一种解决复杂问题的有效方法,其优点在于各个模块的相对独立性、模块组合的系统性和通用性。因此模块化技术和思想得以在产品及其生产过程、组织设计中得到广泛应用。对模块化的关注和研究,将为促进我国产业结构优化升级,提升产业国际竞争力提供有益的启示和有效途径。
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3模块化家用空气净化器产品设计实践........19
3.1模块化家用空气净化器设计的重点........19
3.2产品设计分析及设计定位........20
3.2.1产品设计分析........20
3.2.2设计定位........21
3.3设计过程........23
3.3.1 设计草图........23
3.3.2确定方案和设计深化........25
3.3.3计算机辅助设计及效果图........27
3.3.4 设计细节展示........33
3.3.5模型制作........37
3.4设计评价........39


3模块化家用空气净化器产品设计实践


3.1模块化家用空气净化器设计的重点
从模块设计角度来说,家用空气净化器的设计中最重要的就是模块的划分,包括确定哪些模块是系统的构成要素,它们是怎样发挥作用的。在空气净化器的设计过程中,将绿色设计思想与模块化设计方法结合起来,运用模块化设计方法将空气净化器的产品结构和过滤功能进行成重组,并同时满足产品的功能属性和环境属性,一方面可以缩短空气净化器研发与制造周期,增加产品系列,提高空气净化器的产品质量,更快的应对市场和环境的变化;另一方面,可以减少或消除对环境的不利影响,实现用户化产品的批量化生产及大规模生产条件下的个性化,使产品在成本、性能以及产品多样性之间找到最佳平衡点。通过对空气净化器产品的调查研宄以及模块化设计理论的研宄,针对我国现阶段面临的主要环境问题,将二者进行有机的结合,运用模块化设计方法和程序指导家用空气净化器产品设计,具体步骤如下:模块化空气净化器的设计与生产必须符合一定的空间环境和使用时限。因此,在进行设计之前应该做好使用者需求的调查与分析,并对模块化家用空气净化器投放市场做前期的预测,以确定产品的定位的正确性。有了初步的系列产品定位的同时,应仔细分析空气净化器的各个功能模块,即空气净化器的过滤功能单元。例如过滤的基本功能、辅助功能、特殊功能等。

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结 论


本课题在设计研发过程中结合当前的社会现实,运模块化设计理论对现有的产品进行分析,并与国外研宄成果进行对比,设计出一款适合中国国情的家用空气净化器产品,能够使消费者可以根据自己当前所处的环境自由的选择和组合产品的过滤功能模块,形成新的应对环境变化的针对性产品。不仅可以缩短空气净化器的制造周期,而且使产品具有很大的灵活性和适应性。运用模块化理论设计的家用空气净化器可以打破消费者购买产品的局限性,消费者可以根据室内空气质量问题的不同选择最佳的解决方法,这种产品能快速响应用户的多品种、小批量的需求,具有很强的市场竞争力,是符合现阶段的消费需求的,且具有广阔的市场前景。本次产品设计以功能分析为基础,通过功能相同而性能用途不同的各个模块的互联组合来实现新产品的创新和研发,用以加快产品的创新速度、分散创新风险、降低研发费用,并解决顾客定制化需求。并验证了模块化设计理论在产品设计研发中具有理论指导作用,运用模块化设计方法进行产品设计可以通过整合产品功能并利用现有模块或创建新模块来达到使产品适应市场和技术变化的目的,同时本次课题也对模块化设计理论的适用范围进行了补充,为今后同领域问题的研究提供参考。
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参考文献(略)


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