多功能开瓶器的设计.docx

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多功能开瓶器的设计

摘要

开瓶器是在1858年由美国人伊慈拉·华纳发明的到了1925年李曼进行了改良，并在世界范围内广泛普及。

我国开瓶器的历史，大体分为民国时期（启蒙阶段）和建国初期（手工生产阶段）；60年代（机器生产阶段）；80年代开瓶器进入了转折、发展时期（长足发展阶段）。

到了现在开瓶器已经发展到了一个鼎盛的时代，电动式、气压式、多功能式不断在更新和进步。

开瓶器的出现不但代表了人们生活水平的提高还代表了国家机械发展和制造工艺的提高。

一个简简单单的开平器是集合了机械制造的原理和物理学的心血。

例如压强原理、杠杆原理的利用，齿轮的结构、螺旋头的结构、力的支点上的零件组合都考经验一步一步摸索出来的。

每一个开瓶器都是机械工艺上的艺术品。

都值得我们去思考学习。

本文我主要通过调查和介绍市面上通用开瓶器的起源和形成发展及开瓶器的种类还有特色，分析基本参数和开启瓶时运用到的原理。

例如开瓶齿口的规定尺寸，螺旋钻头的规定尺寸和螺旋据距，杠杆原理的运用，最后确认开瓶器的制造材料和使用的原理等基本参数。

再通过以上的分析资料结合大学三年所学的机械基础知识和现实所需的功能，运用CAD制图软件绘制实体图，展现一个可以为大家生活带来真正方便的多功能开瓶器。

关键词：

实用方便

第1章通用开瓶器的种类

开瓶器是我们在数以万计的生活经常会见到用到的生活用品之一。

它在早期因为工艺技术的困难造型单一，数量有限，加之经济不发达，所以没有得到广泛普及和运用。

但到了现在随着工艺技术的进步和人们对日用消费品的迫切需求和对美的渴望，开瓶器的形状和功能越来越多，与我们的生活也越来越密切无论在厨房还是酒店、医院商场你都能见到它的身影。

但事实上市场上的开瓶器的种类较少，总结起来只有、罐头、饮料、瓶塞这三种开瓶功能的开瓶器。

以下是市场上常见的开瓶器介绍。

1.1饮料开瓶器

（如图1所示）饮料开瓶器上我们在商场和小买店经常见到的一种它的造型多变，但无论如何变化它的功能和特点还是一样一个把手和一个开齿口的结构，它主要运用在我们日常饮用的啤酒和可乐等压缩的金属瓶盖当中，也有的制造商为了增加吸引顾客可以改造为挂式饰或钥匙扣等，其设计和工艺比较简单可以大量的制造所以价值比较低。

饮料开瓶器中住要起到开瓶功能的是开瓶器的开瓶齿口。

图1饮料开瓶器

1.2瓶塞开瓶器

瓶塞开瓶器住要是为方便开启一些瓶口有木塞的高贵样酒而设计的开瓶器。

其造型及制造材料因为洋酒商家的要求各有不同，制造精美的可以作为有价值的收藏品或改造成有价值的挂饰品。

市面上瓶塞开瓶器主要有单杆手旋式、杠杆式、气压式、电动式。

单杆手旋式开瓶器（如图2所示单杆手开瓶器）

图2单杆手开瓶器

杠杆式开瓶器（如图3所示杠杆式开瓶器）

图3杠杆式开瓶器

气压式开瓶器（如图4所示气压式开瓶器）

图4气压式开瓶器

电动式开瓶器（如图5所示电动式开瓶器）

图5电动式开瓶器

1.3罐头开瓶器

如图6、7所示罐头开瓶器是住要是为方便开启一些我们日常食用的罐头而设的开瓶器。

其造型及制造材料因为罐头的要求各有不同，因为设计和制造的工艺比较复杂所以价值也比其他的开瓶器高。

也因为设计的结构问题，比较难和其他开瓶器一样组合成其他的日常用品和改造成有价值的饰品或收藏品。

图6罐头开瓶器

图7罐头开瓶器

第2章开瓶器的原理的的基本参数

2.1饮料开瓶器

1）饮料开瓶器通常惯称之为“起子”或“瓶起子”。

由于其工艺简单所以构成的材料也比较广泛通常是金属和朔胶制造而成。

2）它的结构主要由把手、开瓶齿口，等组成。

3）通常规定尺寸：

开瓶齿的尺寸：

半径为1.5-2CM

把手的规定尺寸：

0.5cm＊8cm

饮料开瓶器的使用原理是我们日常经常会看的杠杆原理，其原理的定义就是：

一根硬棒，在力的作用下，能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。

杠杆平衡条件：

动力臂×动力=阻力臂×阻力（L1F1=L2F2）

杠杆是一种简单机械；一根结实的棍子（最好不会弯又非常轻），就能当作一根杠杆了。

上图中，方形代表重物、圆形代表支持点、箭头代表用，这样，你看出来了吧？

在杠杆右边向下杠杆是等力杠杆；第二种是重点在中间，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；第三种是力点在中间，动力臂小于阻，是费力杠杆.所以把手的长度必须把握好，方便人以最小的力气开瓶。

支点也必须设计合理。

如下图8所示：

（图8）

饮料开瓶器制造工艺、结构比较简和运用的原理是我们日常经常会使用的杠杆原理，所以可以根据人们的需要制造成不同的形状、尺寸和改造成不同日常使用的小饰品如钥匙扣，指甲剪等生活用品。

但也会因为杠杆原理设计的不合理使使用者的开瓶的力度增加或造成开瓶齿口的短裂无法长久使用。

是一种比较容易生产但不能长久使用的开瓶器。

开瓶器的主要部位为开瓶开瓶齿口。

2.2瓶塞开瓶器

1）瓶塞开瓶器因为其造型的美观和独特除了作为开瓶器之外可以作为一种有价值的收藏品所以其构成材料主要有：

不锈钢、朔胶、铁、红木、皮革，等各样高级的材料。

2）它的传的统结构主要由把手、长脚插起、短脚插起等组成。

3）其主要的特征是开瓶器的头部必须是用螺丝形状。

4）主要零件尺寸：

螺旋转头长度为7CM，螺旋距为0.5CM。

把手8CM＊05CM

单杆手旋式：

体积轻巧，使用简便，很多餐厅都用此类开瓶器。

杠杆式：

先将螺旋体插入木塞内，再把两侧升起的把手用力往下

按，利用杠杆原理可以很轻易地就把木塞拔出来。

气压式：

这是一个充满了二氧化碳的小瓶罐，顶部有中空的细长尖刺，当尖刺完全插入木塞时，只要轻按瓶底，压缩的二氧化碳就会被推入酒瓶内，慢慢地将木塞挤压出来。

电动式：

长相如同一把手枪，有螺旋体的头，外面有透明罩子可固定瓶盖，把手内装有四个电池，只要一按开关，木塞就拔出来了，使用方式简单省力。

但所有的瓶塞开瓶器必须设置一个力点的支点来作为拉出木塞的必须条件。

如下图9所示

图9使用原理图

瓶塞开瓶器虽然多种多样但主要利用的是螺丝头（如图10所示）转入木塞内，拔出瓶颈的木塞。

但因为开瓶器的螺丝头受的力比较大容易断裂，所以瓶塞开瓶器的设计住要集中在如何利用螺丝头拉出木塞。

但为了拉出木塞时人所化的力气，出现了电动和气压式的瓶塞开瓶器，但缺点是所花的成本和研究比较贵。

图10螺旋钻头

2.3罐头开瓶器

1）罐头开瓶器的主要是运用在开启金属制造的罐头，所以组成的材料主要是：

不锈钢，铁，朔胶等

2）罐头开瓶器的结构主要由把手、齿轮、旋转把手等组成。

，用把手上的胶圈代替人手增加防滑力和摩擦力。

轻易打开瓶盖。

如下图11所示。

图11罐头开瓶器使用的原理图

第3章多功能开瓶器

随着生活水平的提高生活当中的开平器也越来越多但市面大多数的开瓶器使用效率根本不足，只有一种开启，存在在许多的缺陷。

使用的方面也有限制。

市面上的多功能开瓶器大多数只能用华丽的外表包装来吸引够买者的欲望。

没注重到开瓶的效果和作用。

使用的寿命也有限。

为了能补全市面上开瓶器的不足点，我根据市面上的各类开瓶器工作原理我设计了一中多功能的开瓶器。

以下是基本开瓶器参数的分析。

3.1多功能的设计前的分析和材料整理

1）大多数设计注重外表的华丽，没有注重开瓶的功能。

例如钥匙扣开瓶器和红酒开瓶器。

2）多数设计功能的单一和结构的简单。

市面上的开瓶器大多数才只能有开一种瓶的功能。

没有开起多种瓶盖的功能。

3）使用的寿命不长。

大多数的开平瓶因为只注重开瓶器外型的美观所以在设计上忽视了机械结构上的不足，没有加以改进。

使使用的寿命不长

4）在开瓶器设计时没有以成本和物品真正的使用目的出发。

例如气压式和电动式的瓶塞开瓶器虽然使用起来方便，但成本和价格太高，其使用的范围也太小，无法让一般的群众接受。

1）在设计动能开瓶器住要从选择材料开始考虑，使用成本一般和容易打造的金属材料和其他辅助材料。

2）在设计时结合多种开瓶的使用原理和使用方法，增加开瓶的功能。

3）在设计上注重结构上的比较经常使用的部位加以加固或者改造，使使用的寿命加长。

4）在设计的使用方法上也要加以注意人打开瓶时所用的力气，尽量以最小的力开最多的瓶，

5）在外型上以轻巧和方便携带为外观设计。

市面上大多数的开瓶器都以华丽的外表和名贵的包装来吸引消费者的目光，许多消费者买回去后根本能用到的功能有限，而且因为不同的瓶盖还需要购买多种的开瓶器回家，使用的寿命也有限。

日久过后只能以废铁或杂物处理，中国是一个资源缺乏的大国。

为了设计一个在大家生活上能长久使用的日常用品和实质的用品。

我设计一个多用的开瓶器。

能开启我们日常经常使用的饮料和洋酒。

开瓶经常在我们的生活当中出现也与我们的甚或越来越密切。

一个新的实用的多功能开瓶器不但能帮助我们日常生活过得跟方便，而且它还是一个新新的市场，其发展的能力和价值更加无法估量。

它的增长和市场的发展息息相关。

是我国有待发展和开发的新产业。

我的设计概念主要来源于市面上三种开瓶器的特点和运用同原理。

在把这三种原理通过合理的设计和结合组成以个新的多功能。

1）饮料开瓶器主要利用的是杠杆原理，其主要起开瓶作用的是开瓶齿口和把手。

2）瓶塞开瓶器因为主要利用的是螺丝头，开瓶时利用外力拉动螺丝头，拔出瓶塞。

3）罐头开瓶器是使用了摩擦力的原理。

用摩擦力加大阻力使人更加容易打开光滑的瓶盖。

3.2多功能开瓶器工作原理

1）杠杆原理

2）摩擦原理

1）开启洋酒。

2）开启日常经常饮用的汽水和啤酒。

3）开启日常厨房常见的调味料盖。

第4章多功能开瓶器的基本参数

4.1多功能开瓶器示意图

（图12多功能开瓶器示意图）

（图13多功能开瓶器示意图）

4.2多功能开瓶器的构成材料与组成零件、尺寸

不锈钢，

铁，

塑胶等

多功能开瓶器主要开启的功能有3种分别由5个零件组成：

1）三角固定铁片

图14三角固定铁片尺寸图

图15三角固定铁片实体图

作用：

固定所有零件。

2）支力把手

图16支力把手尺寸图

图17支力把手实物图

作用：

开啤酒瓶盖时当力臂和支点。

和开启调味料瓶盖。

3）红酒把手固定器

图18红酒把手固定器尺寸图图19红酒把手固定器实体图

作用：

固定左边把手的旋转角度。

4）螺旋钻头

图20螺旋钻头尺寸图

图21螺旋钻头实体图

作用：

开启红酒木塞。

1）开启红酒时的状态

图22使用示范图

使用原理：

螺旋钻头钻入木塞当中，以右边把手的齿口压住瓶口作为支点，以左边把手作为力臂，往上拉，使得钻头离开瓶口。

2）开启瓶盖时状态

图23开启瓶盖时

使用原理：

把可拆装的把手固定器拆下来，两个把手向后180度旋转，利用弧型夹住瓶盖旋转，扭开瓶盖。

总结

多功能开瓶器的设计与研究，是我所选的毕业设计题目。

我选择这个题目的原因是我在专业上的课程学习上并不是很优秀，但我的机械基础学习的好可以。

加上我对机械有一定的研究兴趣，所以我选择了这个毕业设计作代表我大学三年来所学的结束。

刚开始，我对“多功能开瓶器的设计与研究”的理解是只要在商场上随随便便买几个开瓶器再把零件图分析和组装起来就可以构成一个有多功能的开瓶器。

但后来我通过上网的调查和实际上的接触，我发现一切并不是我所想象的那么简单一个简简单单开瓶器里头除了有机械上的原理还有许多力学上的知识和工艺问题。

我发觉我太渺小了。

原来每一个机械的制造品都包含了大量的研究和前人的心血。

所以我放下之前轻蔑的态度，认真的对待。

我们在分析过程中，我遇到了许多的问题因为每一个开瓶器都自己的特点和力学上的原理。

我曾经遇到的主要问题：

1.开瓶器的基本参数的基本整理

问题的产生：

市场上的各种开瓶器因为因消费者的需要不同，改造成各种不同的造型的开瓶器，没有规定的尺寸。

解决方法：

自己亲自购买开瓶器和实际上去调查市面上大多数的瓶盖做一个符合生活当中大多数能运用的开瓶器尺寸。

2.开瓶器开瓶运用原理

问题的产生：

开瓶器中运用的是力学中的杠杆原理，所以设计结构上必须动力臂大于阻力臂，否则会造成费力的开瓶器。

解决方法：

在设计多功能开瓶器时注意好把手的和支点上的结构配合。

减少开启时人所毫的力气。

3.设计功能与制造结构上的配合。

问题的产生：

刚开始的时候我设计的多功能开瓶器是“I”字形的，其功能只有2种开瓶功能。

而且制造的结构简单。

但不实用。

解决问题：

通过我指导老师的帮助加上我们在网上参考其他的开瓶器的结构最后把造型改为倒“U”的结构造型，把把手的外侧设计长弧形，可以开启第三种的瓶盖。

如下图所示

5.开启红酒时缺少支点的支撑

问题的产三生：

在设计完U形的结构后我发现开启红酒时缺少支点螺旋钻头钻进木塞后难以把出来。

解决问题：

通过老师的指点和我个人的理解，发现如果在一个把手上设计一个可以固定的零件可以解决这个问题，但新的问题又出现了。

加上一个固定的零件。

影响了原来的设计把手180度的旋转。

不能达到开启调味料瓶盖的功能。

最后通过老师的讲解，我把设计的加固零件改为可拆型的零件。

通过我这次的毕业设计我深深的体会到，自己在专业知识上的严重不足，原来在机械设计基础上又那么多道理和细节是我平时没有去留意。

同时我们的生活当中原来是存在那么多的机械制造基础的知识。

我所学的远远不够，之前还以为毕业后能独当一面。

但我的知识是多么的渺小。

我决心在毕业后还要继续在自己的生活上多加研究和学习我的专业知识。

把自己的眼光放的长远一点。

在以后工作上细心点。

紧记住自己在这次设计上的失败点。

不能样样靠别人。

认真工作，将来努力做到“今天我以高职院为荣，明天高职院以我为荣”。

参考文献

徐爱华主编.单片机应用技术教程.北京：

机械工业出版社,2003.7

胡伟，季晓衡编著.单片机C程序设计及应用实例.人民邮电出版