无针订书机的设计图文.docx
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无针订书机的设计图文
无针订书机的设计_图文
成都理工大学毕业设计（论文）
无钉订书机设计
作者姓名:
朱思源学号:
200906060120指导老师:
杨勇
摘要
社会的飞速发展，带来的是各种各样技术跳跃式的进步，这些都极大的改变了人们的生活水平和思想观念，人们对于生活品质和精神生活的追求有了更大的渴望和更高的要求，各种各样的产品出现，满足着人们不同的需求，他们的功能和外形也变得越来越精致，而其中作为文具产品中一员的订书机是我们大多数人必不可少的工具，是我们装订资料、文件的最好帮手。
从市场上的订书机来看，现在的订书机种类繁多，有省力的订书机、有装订不同角度的订书机、有环保无针的订书机，但这些东西都有各种各样的缺陷，如环保无针的订书机这样一个产品既有思想上的亮点又环保节约，却有着对纸张破坏程度较大，只能装订少量纸张的缺陷。
本设计的创新点在于，在保证订书机省力、美观、环保无针、良好装订效果的情况下，提高订书机的装订纸张厚度。
论文从市场调查、现有产品分析、设计可行性分析、结构解析以及成本估算等方面对设计的产品进行了详细的阐述。
关键词:
订书机无针低碳环保胶水
成都理工大学毕业设计（论文）
Thedesignofnewtypestapler
Abstract:
Isbroughtaboutbytherapiddevelopmentofsociety,allkindsoftechnologyadvancesbyleapsandbounds,greatlychangedpeople'slifelevelandconcept,peopleforthequalityoflifeandthepursuitofspirituallifehadagreaterdesireandhigherrequirements,avarietyofproductstomeettheneedsofdifferentpeople,theirfunctionandappearancebecamemoreandmoredelicate,ofwhichasamemberofstationeryproductsofthestaplermadethenecessarytoolsformostofus,isourbindinginformation,filethebesthelper.Fromthepointofthestapleronthemarket,nowthestaplersortisvarious,haveenergystapler,staplerboundwithdifferentangles,withenvironmentalprotectionwithoutneedlestitchingmachine,butallthesethingshavevariousdefects,suchasenvironmentalprotectionwithoutneedlestitchingmachineasadesignofthebrightspotisinlinewiththeconceptofenvironmentalprotectiontosaveproducts,hasapaperdamageisbigger,canonlybebindingofasmallamountofpaperdefects.Innovationpointofthisdesignisto,inguaranteestaplerandeffort,beautiful,environmentalprotectionwithoutneedle,goodbindingeffect,improvethestaplerbindingpaperthickness.Papersfrommarketresearch,analysisofexistingproducts,designfeasibilityanalysis,structureanalysisandcostestimationfordesignproductsareindetaildescribed.
Keywords:
Stapler;Noneedle;Lowcarbonenvironmentalprotection;Glue
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第1章前言.....................................................1第2章市场调查分析和研究.......................................22.1订书机市场及使用需求调查...................错误～未定义书签。
2.2无订订书机市场的调查........................................42.2.1现有无订订书机种类........................................42.2.2现有无订订书机优缺点......................................52.2.3订书机改良方向和趋势......................................52.3专利查询....................................................52.4市场调查小结................................................8第3章无订订书机设计方案.......................................93.1设计方案一..................................................93.2设计方案二.................................................103.3设计方案三.................................................113.4方案评估与选定.............................................113.4.1评比项目重要权数.........................................123.4.2各设计方案评比...........................................13第4章产品详细设计............................................134.1无订订书机的主要功能.......................................144.1.1无针装订.................................................144.1.2省力装订.................................................144.2功能原理分析...............................................144.2.1注入胶水装订可行性分析...................................144.2.2装订结构可行性分析.......................错误～未定义书签。
4.3结构设计...................................................154.3.1总体结构.................................................154.3.2针头整体位移机构结构设计.................................184.3.3针头位移机构结构设计.....................................194.4外观设计...................................................20
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4.4.1形态设计.................................................204.4.2色彩搭配.................................................214.4.3质感分析.................................................234.5人机关系分析...............................................234.5.1握把设计.................................................244.6材料及加工工艺的选择.......................................24
4.6.1外壳、握把的材料.........................................24
4.6.2胶水盒的材料.............................................254.6.3十字刀头和压纹装置的材料.................................254.6.4插销及软管等零部件的材料.................................254.7成本估算及市场前景预测.....................................25结论..........................................................27致谢..........................................................28参考文献.......................................................29
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第1章前言
人类的社会在不断的进步，人们对生活品质的追求也在不断的增强，各类设计如雨后春笋般冒出，满足着人们日益多元化、个性化的需求。
在近十年来的时间里，办公文具改良设计的发展越来越受到人们的重视，它们的设计和改良极大的提高了我们工作的效率，使我们更好的适应这个节奏越来越快的世界，而其中订书机正是各类办公用品中最为常见的工具。
在这样的背景下，多种多样的订书机被设计出来，有从造型方面入手的，设计出各种各样漂亮的外形，使人们脱离单调枯燥的工作环境;有从机械结构入手的，设计出各种省力的订书机，使得用户的使用体验越来越好;也有从结合其他功能入手的，如加上可以更换订书机头的装置，加上可以简单取出订书钉的装置，这都给人们带来了很大的便利。
但是这统统都还是基于一个核心开发的东西，那就是传统的订书机，它需要装订的订书钉，这样一来在面对一些特殊的情况使用时会不方便，如订书钉的不便于携带等等问题，而随着环境问题的恶化，人们对产品的需求重心逐渐向低碳环保这个方向过度，于是聪明的设计师们想办法解决这个问题，设计出了无针订书机，并生产出了产品，这种订书机在装订纸张的时候只需要轻轻一按就能装订，不需要钉子，它是通过两种方式实现的一种是依靠巧妙的机械结构设计通过纸张的翻折，另一种是依靠压纹，但这都存在一个很大的问题，就是装订的纸张数量太少，最多只有8张，且对纸张破坏程度比较大，所以在这一方面还有很大的改进空间。
该无订订书机的创新点就是在无针装订的前提下增加装订的效果和厚度，通过现有无针订书机技术和自己想法的结合，利用特殊针头打孔将胶水注入纸张达到更好的装订效果和装订厚度，更加便于平时的使用。
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第2章市场调查分析
2.1订书机市场及使用需求调查
社会的快速发展使我们进入了信息爆炸时代，越来越快的节奏和越来越多的脑力劳动使我们更加依赖和资料处理相关的产品，订书机更是成为了一种必不可少的得力工具，而且随着时代的变化产品也被人们赋予越来越多的要求，应用于各种各样的行业，使用场所变得越来越广泛，一般情况主要应用于以下四个场所。
1.在学校场所中订书机的使用人群主要是学生，用于一些小型资料的装订，比如老师布置的作业和自己写的资料以及一些活动策划方案，特点是装订数量都不大，比较适中，使用程度不太频繁，经常出现在需要装订的时候到处去借订书机或者因为不常用而找不到订书钉的尴尬情况。
图2-1大学场所订书机使用情况
2.在办公室场所中使用人群主要是文员，这里订书机主要用于一些公司资料文件的装订，特点是装订资料厚度变化较大，从几张到几十张不等，使用订书机比较频繁，由于装订厚度的不确定经常需要更换订书钉或者订书机，装订起来比较费力，在资料的存放中由于订书钉的存在也不容易放置整齐。
图2-2办公室场所订书机使用情况
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3.在打印店场所中使用人群主要是消费者，对订书机的需求会很大，有时会用到较为大型的订书机，但对很多小型打印店来说一般会放置几个小订书机在店中供消费者使用，使用特点是非常频繁，而且存在很严重的浪费问题，每天消耗的订书钉非常多。
图2-3打印店场所订书机使用情况
4.日常生活场所中订书机的使用，在家里订一订零散的便条，收据及发票等等较小的物件，但传统订书机对于很薄的装订物装订效果不好，且不便于携带，使用不方便，如图2-4,平时有把零散发票装订在一起的需求。
图2-4日常生活使用订书机使用情况
根据对订书机在各种使用场所的情况和特点的观察，发现人们对于订书机的功能有了更加丰富和细化的要求，对学校的学生和家庭日常生活使用者来说需要一款便于携带且不用那么麻烦准备订书钉的订书机;对办公室的文员来说需要一款适用较多厚度的且使得装订后的文件便于摆放的订书机;对打印店来说需要一
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款能节约成本不造成浪费的订书机，所以大家需要一种新型的能满足多项功能的订书机。
2.2无订订书机市场的调查
2.2.1现有无订订书机的种类
根据网上资料以及实际购买发现现在市场上有两大类改良的无订订书机:
1.基于传统装订方式的改良订书机，如:
图2-5手握式订书机图2-6360度转头订书机
图2-7带秤购物提手2.从低碳环保方向出发的无针订书机,如:
图2-8无针订书机图2-9压纹式无针订书机
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2.2.2现有无订订书机优缺点
市面上改良后的无订订书机满足了更多消费者不同的需求，外观也变得更加的美观和多样化，但仍存在着或多或少的问题。
总体来讲，目前市场上的无订订书机的优点有:
（1）功能更加细化，比如更加的省力，便于携带，装订角度更全面。
（2）造型时尚美观，更加的环保节约。
目前市场上无订订书机存在的缺点有:
功能较为单一，比较针对于特殊的情况，有着各自的缺陷，如:
握力订书机省力，装订厚度大，但是体积很大不便于携带;迷你订书机便于携带但订书钉装载量小且装订效果比较差;无针订书机虽然环保小巧，但装订数量只有几张，无法完成较厚的装订任务。
2.2.3订书机改良方向和趋势
在对现有订书机市场和使用需求进行调查之后，发现订书机的种类逐渐增多，功能也变得越来越贴合人们的需求，但仍有这样那样的缺陷且相对来说功能比较单一，满足一项功能之后很难再保证另外功能的效果。
加上人们观念的日益改变，环保和节约意识的逐渐增强，订书机向无针方向的发展是一个必然的趋势，并且人们在省力和外观方面的要求也更多更高，而在这些基础上还要保持订书机的核心功能，即装订的效果，所以一款环保无针且装订效果良好的订书机将是符合人们需求的产品，同时结构要做到简单不复杂，便于人们的操作和生产中的成本控制。
2.3专利查询
在确立了产品的需求后，我们通过查询专利看是否有能满足市场调查分析的消费者需求的产品。
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通过查询，发现关于无针订书机和环保订书机的专利较少，除开细节主体原理基本上是相同的，这里就最主要得一种进行分析，为了更好的对此专利进行了解，我购买了现有产品并将其拆卸，下面是专利图、原理图和拆卸后的结构图。
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图2-10无针订书机专利示意图
图2-11无针订书机原理示意图
图2-11无针订书机实物结构示意图
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2.4市场调查小结
通过对订书机的市场、使用需求调查发现人们对于订书机的需求量更大更多，需求变得更加多样化、细致化，通过对现有改良产品的分析和专利的查询发现虽然市场上虽然开发出了很多针对消费者各种各样更加细化需求的产品，但是功能都比较单一，存在着各种各样的缺陷，不能同时满足消费者的多项需求，使得消费者对于新型产品的接受程度不高，针对存在的这些问题和缺陷，在无订订书机的设计方面还有很大的改进空间。
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第3章无订订书机设计方案
根据前面的市场调查，已经明确确立了产品的设计方向，即无针环保的情况下保证装订效果。
对无订订书机的设计，主要解决以下问题:
1.保证环保无针;2.操作省力简单;3.保证良好的装订效果。
对于问题2来说可以借鉴市面上各类省力的订书机的结构，所以可以等主要功能实现后在进行分析。
问题1和问题3可以综合进行分析，为了解决问题1和问题3，首先要对市面上的无针订书机的结构和功能进行研究，在通过查询专利，购买实物并对其进行拆卸后发现通过改进结构增加无针订书机装订厚度的难度很大，于是决定采取新的无针方案，最终采取了利用胶水达到无针装订效果的方案，对于这个基本思路我提出了以下三个设计方案。
3.1设计方案一
图3-1设计方案二演示
方案一是通过在壳体内加装胶水，通过挤压从侧面涂胶对纸张进行装订。
如图3-1所示，整个设计分成三个主要部分，第一个部分是壳体，在壳体里放有胶水盒子，可以向内注入胶水;第二个是手柄按压装置，在手柄按压装置的下部有一个小的突出装置，在按压手柄的时候挤压胶水盒，通过对胶水盒的压力使胶水挤出来;第三部分是出胶孔，结构可看右边的示意图，当纸张放入按压口
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后，通过按压手柄使胶水从出胶口挤出涂抹于纸张侧面达到装订效果。
考虑到从侧面装订对胶水的粘合强度要求较高，选择了热熔胶，它的初始粘合程度和凝固粘合程度相同，粘合效果很好，但熔点在65度左右，需要增加加热装置，将加热装置设定在胶水盒和出胶孔之间。
具体过程是，当纸张被放入压口，按动手柄使手柄底端装置对胶水盒产生挤压同时启动加热装置使胶水融化，融化的胶水通过胶水孔被涂抹至纸张侧面，达到无针装订目的。
3.2设计方案二
图3-2设计方案二演示
方案二主要是参考注射器的原理，通过挤压胶水盒让胶水通过针头涂抹在纸张之间的孔洞来达到无针装订的目的。
如图3-2所示，此设计方案也主要由三部分组成，第一部分是订书机主体，在订书机外壳的上部有一个椭圆形开口，在开口内是一个椭圆体空腔，可以放入胶水。
第二部分是在空腔底部靠前部位置有一圆形针头，针头内部是空心的便于胶水流出，针头的端部形状为楔形，便于胶水的流出和涂抹，结构如图右下角所示。
第三部分是一个胶水挤压装置，位置在胶水空腔底部，作用是在下压时挤压空腔挤出胶水。
具体过程是，当纸张放入装订区后，按压订书机上部，针头刺入纸张同时纸张对挤压装置产生压力，挤压胶水腔，胶水从针头流出涂抹在纸张的孔洞，达到无针装订的目的。
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3.3设计方案三
图3-3设计方案三演示
方案三结合了现有市场上的压纹订书机，利用洗发露挤出的方式通过按压将胶水挤压进入纸张达到无针装订的目的。
如图3-3所示，订书机的按压方式结合了市面上较为省力的手握式订书机的方法即利用杠杆原理达到省力便于装订的目的，在订书机前部有上下两个波浪形压舌，这是结合了市面上压纹无针订书机的技术，当装订的纸张小于五张的时候可以选择使用压纹结构部分装订，当厚度超过五张时，将装订纸张深入放置进装订口，在压纹装置后方有一十字形刀头，在刀头的上方连接有按压按钮和回路装置，包括按压挤出胶水装置及按压向上抬高刀头的装置，当纸张在装订的时候，按动订书机后部把手，带动机构向下运动，首先十字刀头会刺穿纸张，纸张逐渐和按压按钮接触并对其产生压力，按压按钮受到压力挤出胶水的同时，引发回路装置使十字针头向上产生一定的抬起，预留出纸张的空隙，胶水通过导管从十字刀头底部和按钮的结合处挤出并注入纸张中，达到无针装订的目的。
3.4方案评估与选定
三个无订订书机的方案都有各自的想法和侧重点，核心都是利用胶水来达到无针装订，其中方案一采用侧面装订方式，方案二和方案三采用穿刺装订的方式，作为一种较为日常的工作，三个设计方案都考虑了人机关系以求达到最好的使用效果。
但最终的方案的选定需要利用工业设计方法学的知识进行综合评定，其中最为重要的指标包括:
整体外形、功能、实用性、结构工艺、人机交互和市场认可度。
接下来将对三个方案的各个指标进行权重的分析，并加以评分，计算出综
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合得分后选择得分最高的设计方案来进一步改进和实施。
3.4.1评比项目重要权数
对于订书机这样一个产品来说，是属于日常生活中人们经常使用的产品，所以就要求其使用简单，携带方便，并且保证外观的美观性，而且最重要的是其实用功能要好，这样市场认可程度才高。
因此在评比中选择影响无订订书机的几个最主要的因素进行分析，并对各个因素的权重比例进行简要的分析和说明。
在此选择的对无订订书机影响较大的因素有:
整体外形、功能实用性、结构工艺、人机交互、绿色环保这五个方面，各因素的权重系数见表3-1。
表3-1评比项目重要权数
评比项目整体外形功能实用性结构工艺人机交互绿色环保
系数系数系数系数系数评比项目的重要性权数0.200.250.150.200.20
各评比项目权重分析:
整体外形:
订书机作为一种大批量生产的日常办公用品，使用量较大，一个好的外观形态将使整个产品在大量的同类产品中脱颖而出，而且随着社会的发展人们对于产品的美观有了更高的要求，外观甚至决定了一个消费者第一眼看上去这个产品的水平高低。
方案一中产品的外形比较漂亮，有一种硬朗的感觉;方案二中为了便于实现功能选用的一般产品的外观，较为一般;方案三中采用了一种鲸鱼型的外观，在兼顾功能的情况下保证了一定的外观美观性。
（0.20）。
功能实用性:
功能实用性一直是功能性产品中最重要也是最核心的一个标准，外观、工艺、环保等一系列因素的实现都是基于保证功能的情况下，这
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