基于弹出（互换）式功能型墙体插座的研制*

2016-03-25王鑫鑫杨旭勾柯楠颜兴旺郑臣生王美惠沈阳航空航天大学辽宁沈阳110136

高教学刊 2016年1期

王鑫鑫　杨旭　勾柯楠　颜兴旺　郑臣生　王美惠（沈阳航空航天大学，辽宁沈阳110136）

王鑫鑫杨旭勾柯楠颜兴旺郑臣生王美惠
（沈阳航空航天大学，辽宁沈阳110136）

摘要：插座在日常生活中随处可见，但在使用的过程中总会遇到这样的尴尬，常常找不到使用规格，该文设计一款弹出（互换）式功能型墙体插座，通过功能块和腔体的设计，电路结构的设计、计时器的设计实现了功能块的可弹出、可更换、可计时等多用途的使用需求，成本低廉，足以满足日常生活的使用需求，具有一定的推广价值。

关键词：插座；多功能；弹出

*大学生创新创业项目（dx514307）

Abstract:Sockets can be seen everywhere in our daily life, but in the process of using we always meet such embarrassing situations. We often cannot find appropriate specifications. In this paper, we design a functional wall socket. By the design of the function block and cavity, the design of the circuit structure and the timer, we can achieve the function block that can meet the needs of pop-up, replaceable and timekeeping. The product is cheap enough to meet the requirements of the daily life and it also has certain promotion value.

Keywords:socket; multi-function; pop-up

引言

随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，开关插座的使用合理程度受到很大关注。插座这个小小的电器元件，在家居设计时往往被人遗漏，往往总会有设计不合理的时候，在日常生活中却随处可见，处处会用到，但在使用的过程中总会遇到这样的尴尬，需要给手机充电时找不到手机插口或者找到了只有三插口的插座；用电脑学习时，找插座，找到的插口却只能插双插头，总是让我们懊恼不已，买外接插排，不仅多花费了一笔费用，用后还需要收拾，增添诸多不便，针对这些情况，我们设计出一款功能型墙壁插座，来解决这一问题。

一、功能型插座的功能介绍和具体研究思路

针对现有双插头和三插头插座使用的不变性，以及受损后维修不变性，我们对插座进行创新设计制造，解决弊端。设计一款具有弹出式、可更换的功能型万用插座有两孔、三孔、U口、开关、充电计时功能等满足多用途的需求。设计该插座主要考虑功能块如何弹出、功能块和主体电源怎么来连接、充电电路如何计时等问题。

采用原始86盒的基础设计功能插座，这样不用修改墙体结构。插座采用阻燃性、绝缘性、抗冲击性能好的尿素树脂来制造，插座结构分三部分来制造一个是座体、一个是功能块、一个计时器。

座体包括与墙体连接的面板和容纳功能块的腔体，面板的制造主要考虑两个定位孔的中心距还有和计时器连接的卡簧。而腔体的制造主要考虑接触金属针的固定和功能块固定卡头的轨迹的制造。

图1　

图2　

图4　

功能块的制造主要考虑与腔体的连接固定还有外侧插座地方的功能区的丰富。采用功能块带凸头，插入后旋转进入腔体孔后固定。功能块插体功能区的丰富，正面采用一个常用的五孔口，四面分别采用三孔、两孔、双U、开关。

（一）弹出式结构设计

弹出式结构设计的设计必须要满足安全、可靠、稳定。

鉴于需要满足功能块便于弹出、固定和电源连接及便于制造，我们大体想到了三种设计思路：1.应急开关结构式。2.内存卡槽弹出式结构。3.圆珠笔式结构（如图1）。

应急开关结构式：是功能块按入固定，按入的过程中腔体侧壁有个塑料弹片进行固定，旋转弹出式结构，旋出时，柱体有个凸点，转离塑料弹片，从而靠弹簧的弹力弹出。

内存卡式结构：采用侧面卡簧式结构。内存卡按入固定，再次按入弹出。

圆珠笔式结构：四周面卡簧是按入固定，再次按入弹出。不能满足电源插头往复插拔的使用要求。

经过过拆解、类比、设想、研究最终得出所需设计结构如图2所示。

该插座设计结构为功能块和墙体两部分结构。功能块为一端为柱体、一端为长方体。柱体为固定区，长方体的五个面为功能区，功能块插入并向右旋转固定。腔体结构为一个带面板的柱形壳体。工作时，功能块插入腔体向右旋转固定，使用时插头插入功能区，这时柱体有一个向后的回弹（在范围内），靠柱体上的凸头起固定功能，拔出时，也是靠凸头把功能块固定，防止在插头拔出时，把功能块拔出。

图3　

（二）电路结构设计

电路中的电线采用锡磷青铜片弹性好，抗疲劳，不易氧化，特别是经过酸洗磷化抗氧化处理后导电性能更稳定。触点采用导电性、耐磨性、降低电弧等综合性能最好的银镍合金。电源是靠腔体底部的接触针和与其同心的圆形接触片来导通零线和火线的。腔体的接触针和功能块的接触孔实现公母互相偶合并能转到，从而实现电源的连接。

电路从外部进入插座的大体走势如图3所示。插座内部的电路图如图3所示。

（三）计时器设计

在整个插座的使用过程中，有很多情况需要记忆时间，电子计时器能准确记忆充电时间和使用时间，并用数字醒目显示，还能人工清零，并进行下一轮的计时。由于本文设计为充电计时，时间要求不过于严格，故本文计时器前两位用小时表示，后两位用分钟表示，时间单位的变动可以通过软件来更改。开关S1控制计时过程，SB1为清零开关。具体电路如图4所示。