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模塊化卷筒式投影幕研究

2020-08-07 08:51楊鋒王皓昱陳國(guó)良張蕾
科技風(fēng) 2020年20期
關(guān)鍵詞:模塊化

楊鋒 王皓昱 陳國(guó)良 張蕾

摘?要:為簡(jiǎn)化卷筒式投影幕的維修與升級(jí)管理,一種模塊化卷筒式投影幕得以研發(fā),在維修、升級(jí)方便的同時(shí),業(yè)主還可以根據(jù)自身需求來(lái)選擇不同的模塊。

關(guān)鍵詞:模塊化;卷筒式;投影幕

1 技術(shù)背景

投影機(jī)是一種常用的顯示設(shè)備,廣泛用于家庭、辦公、教學(xué)和娛樂(lè);卷筒式投影幕是最常用的幕布系統(tǒng)之一,使用方便,應(yīng)用廣泛,但也存在一些弊端需要改進(jìn)。

投影幕的幕布或者電機(jī)損壞后只需更換損壞的配件即可,但現(xiàn)在的投影幕在生產(chǎn)時(shí)沒(méi)有考慮到更換及維修方便的需要,更換工作量大,非專業(yè)人員難以對(duì)受損的幕布或電機(jī)進(jìn)行更換,而專業(yè)人員上門維修的維修費(fèi)又貴。同時(shí)隨著使用方對(duì)幕布要求的提高,需要幕布具有更多的功能,如讓幕布能夠自動(dòng)延時(shí)收起;在現(xiàn)有技術(shù)條件下,要讓幕布具有這些功能,只能選擇購(gòu)買新的符合要求的投影幕,增加了采購(gòu)成本,為解決這些問(wèn)題,一種新的技術(shù)得以研究。本技術(shù)已獲得實(shí)用新型授權(quán)[1]。

2 卷筒式投影幕的模塊化制造

產(chǎn)品的模塊化分解與集成,是解決產(chǎn)品制造復(fù)雜性的有效方法[2],成為全球零部件工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)[3]。卷筒式投影幕一樣可以采用模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)制造,這樣可以帶來(lái)三個(gè)優(yōu)勢(shì):(1)投影幕的零部件損壞后,非專業(yè)人士也可以通過(guò)更換零部件所屬的模塊來(lái)進(jìn)行維修,非常方便;(2)投影幕的使用方可以根據(jù)不同的使用要求來(lái)選擇不同的模塊;(3)當(dāng)投影幕因新技術(shù)的應(yīng)用而更新?lián)Q代時(shí),使用方只需要購(gòu)買新的模塊就可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代,而無(wú)須更換整個(gè)投影幕。另外投影幕返廠維修,務(wù)必會(huì)影響教學(xué)。要實(shí)現(xiàn)卷筒式投影幕的模塊化制造,需要做到以下兩點(diǎn):(1)獨(dú)立性,投影幕的每個(gè)模塊必須具有獨(dú)立性,能夠單獨(dú)地進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn);(2)接口的兼容性,各模塊之間的接口要設(shè)計(jì)成固定的樣式,以實(shí)現(xiàn)兼容。

為實(shí)現(xiàn)這兩點(diǎn),如下圖所示,將投影幕分成三個(gè)模塊:幕布箱模塊(含幕布)、開(kāi)關(guān)模塊(由電線和開(kāi)關(guān)組成)和電機(jī)模塊,部分模塊包含子模塊,每個(gè)模塊會(huì)在后面詳細(xì)介紹。

3 投影幕的不同模塊研究

3.1 幕布箱模塊研究

幕布箱是模塊化制造投影幕放置幕布的部件,由罩體、轉(zhuǎn)軸和幕布組成,幕布箱的右邊與電機(jī)模塊連接,左邊與開(kāi)關(guān)模塊連接;當(dāng)投影幕配備兩個(gè)電機(jī)模塊時(shí),幕布箱左側(cè)與電機(jī)模塊連接,開(kāi)關(guān)連接在任一電機(jī)模塊上。幕布箱轉(zhuǎn)軸中心設(shè)置有貫穿轉(zhuǎn)軸兩端的中繼導(dǎo)線,中繼導(dǎo)線用于開(kāi)關(guān)模塊向電機(jī)模塊的供電。幕布箱模塊中幕布是比較容易損壞的配件,如果僅因?yàn)槟徊嫉膿p壞而更換整個(gè)幕布箱模塊是不太經(jīng)濟(jì)的,最好的辦法是僅更換幕布。

因以上原因?qū)⒛徊枷淠K設(shè)計(jì)成箱體和幕布兩個(gè)子模塊。為了達(dá)到快捷更換幕布的目的,可在幕布上靠近轉(zhuǎn)軸的位置設(shè)置拉鏈,當(dāng)幕布發(fā)生破損、污染或老化時(shí),可通過(guò)拉鏈直接更換幕布。

3.2 電機(jī)模塊研究

電機(jī)模塊由電機(jī)箱和電機(jī)組成,電機(jī)模塊設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于與幕布箱模塊的結(jié)合,為了電機(jī)模塊的更換方便,電機(jī)模塊與幕布箱模塊之間的接口設(shè)計(jì)成統(tǒng)一形式。

不采用模塊化制造的投影幕,電機(jī)是直接安裝在幕布箱里的,電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)控制幕布的收放。而采用模塊化的方式設(shè)計(jì)后,電機(jī)安裝在電機(jī)模塊中,電機(jī)的轉(zhuǎn)軸從模塊中伸出,幕布箱模塊的側(cè)面也要有供電機(jī)軸插入的凹槽。幕布箱側(cè)面的凹槽要能夠與電機(jī)從電機(jī)箱模塊中伸出的轉(zhuǎn)軸相契合,建議將伸出的轉(zhuǎn)軸和凹槽設(shè)置成能夠契合的三角形,這樣可以起到良好的驅(qū)動(dòng)效果,電機(jī)模塊和幕布箱連接后,電機(jī)軸將能夠驅(qū)動(dòng)幕布箱中的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)幕布箱中的幕布實(shí)現(xiàn)升降。電機(jī)模塊和幕布箱模塊可通過(guò)螺絲或卡扣進(jìn)行連接,當(dāng)電機(jī)損壞后,只需將電機(jī)模塊取下,換上新的電機(jī)模塊即可。

3.3 電線/開(kāi)關(guān)模塊研究

電線/開(kāi)關(guān)模塊由三部分組成:電線1、開(kāi)關(guān)、電線2,電線1與幕布箱連接,電線2上帶有插頭和電源連接;開(kāi)關(guān)用于連接電線1和電線2。電線1與幕布箱之間的接頭采用三孔橡皮塑料軟線接頭,類似電腦上給電腦主機(jī)或顯示器供電所用的三孔電源接頭,電線1、電線2與開(kāi)關(guān)之間的接頭采用單孔或雙孔橡皮塑料軟線接頭,類似于筆記本電腦電源線供電所用的接頭。

開(kāi)關(guān)與電線的獨(dú)立設(shè)置的一個(gè)原因是為了維修方便,另外也可以選擇不同功能的開(kāi)關(guān)??梢赃x擇直接通過(guò)手動(dòng)控制幕布升降的開(kāi)關(guān),也可以選擇帶來(lái)芯片能夠設(shè)置程序自動(dòng)控制幕布升降的開(kāi)關(guān);許多高校在多媒體教室配備了中央控制器,可設(shè)置不包含開(kāi)關(guān)的線路,直接與中央控制器連接,通過(guò)中央控制器來(lái)控制投影幕的升降。

4 結(jié)語(yǔ)

模塊化制造是當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),卷筒式投影幕采用模塊化的理念制造可以降低成本、便于維修和更新?lián)Q代,具有更佳的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn):

[1]楊鋒,陳國(guó)良,張蕾.一種模塊化制造投影幕[P].中國(guó)專利:201721219497,20180417.

[2]吳正剛,韓玉啟,宋華明.復(fù)雜產(chǎn)品的模塊化制造戰(zhàn)略研究[J].中國(guó)機(jī)械工程,2005,16(20):18261830.

[3]Baldwin C Y,Clark K B.Managing in an age of modularity[J].Harv Bus Rev,1997,75(5):8493.

基金項(xiàng)目:南通理工學(xué)院中青年科研骨干培養(yǎng)計(jì)劃(ZQNGG312)

作者簡(jiǎn)介:楊鋒(1983—),男,江蘇南通人,碩士,工程師,研究方向?yàn)榻饘俦砻嫣幚砼c腐蝕防護(hù)、重工業(yè)、高等教育。

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