榨汁机造型与结构设计说明书

长春工业大学

毕业设计、毕业论文

题目榨汁机造型与结构设计

学院机电工程学院

专业班级工业设计100108班

指导教师侯力莉

姓名滕怀志

2014年6月10日

1

长春工业大学毕业设计、毕业论文

摘要

本文从工业设计的角度出发，对家用榨汁机进行造型与结构设计。通过前期的市场调研，并查阅了大量的文献资料，了解并掌握了榨汁机的工作原理，对现有榨汁机的造型有了深入认识和设计想法。

此款榨汁机采用手动榨汁的方式，通过手摇把手转动，带动齿轮传动系统将力传递给螺旋推进杆进行榨汁，榨汁效率高，可以很好地实现渣汁分离。在结构造型方面，可以让使用者操作起来更加的协调舒适。榨汁机色彩主要以绿色为主，意味着新鲜的果汁给人们带来健康、安全的生活。整个榨汁机的材料使用食品级安全塑料PP，对于健康有保证，让人们可以放心安全使用。

在电器充斥生活每个角落的年代，采用传统的手动方式进行榨汁，可以让人们体验劳动的快感，燃起对生活的热爱。

关键词：榨汁机；手动；健康生活；设计

滕怀志：榨汁机造型与结构设计

THE SHAPE AND STRUCTURE DESIGN OF JUICER

Abstract

From the perspective of industrial design,the essay introduces the modeling and structural design of juicer machine. Through the pre-research about market of the juicer machine ,with the access to a large number of documents,it understands and master the working principle of juicer machine .What’s more,it has in-depth understanding of the shape and design ideas about the existing juicers.

The design of the juicer uses manual control way.By rotating hand grip,the driving force is transmitted to screw that is used to juice by the gear transmission system . The juicing efficiency is high ,you can achieve a good separation of the residue and juice of the fruits .In terms of structural modeling,it allows users to operate more coordinated and comfortable.Juicer color is mainly based on green,it means that the fresh juices can bring people healthy and safe life.Whole Juicer material uses food grade safe plastic material PP,it is guaranteed for healthy.So that people can be assured to use safely.

In the age of electric equipment,juicing by conventional way can allows people to experience the thrill of labor and arouse the love of life.

Key Words：Juicer；Manual ；Healthy Lifestyle；Design

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目录

中文摘要 ................................................................................................................................ I 英文摘要 ............................................................................................................................... I I 引言 . (1)

1 课题分析 (2)

1.1 选题背景 (2)

1.2 研究目的 (2)

1.3 研究意义 (2)

2 市场调研分析 (3)

2.1 国内市场 (3)

2.2 国外市场 (4)

2.3 产品对比 (4)

2.4 现有榨汁机分析 (5)

2.5 预景和展望 (6)

2.6 设计定位 (7)

3 设计方案 (8)

3.1 方案一 (9)

3.2 方案二 (10)

3.3 方案三 (11)

3.4 方案四 (12)

3.5 方案评估 (13)

3.5.1 评估方法 (13)

3.5.2最终方案的确定 (13)

4 设计要素分析 (14)

4.1 形态分析 (14)

4.2 色彩分析 (14)

4.3材质分析 (15)

4.3.1食品级安全塑料材质分类： (15)

4.3.2材料的确定 (17)

4.4人机工程分析 (17)

5 三维造型设计 (18)

5.1 建模软件的选择 (18)

滕怀志：榨汁机造型与结构设计

5.2 建模过程 (18)

5.3产品效果图 (25)

6 工程图设计 (27)

7 制作产品模型 (29)

7.1 快速成型机的工作原理 (29)

7.2 模型的加工过程 (30)

7.3 模型的后期处理 (34)

8 制作设计展板 (35)

结论 (36)

致谢 (37)

附录A 调查问卷 (38)

参考文献 (40)

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引言

产品设计会涉及到众多因素，而产品设计的关键所在是在设计中如何协调诸多要素间的关系。产品设计的各种因素可以归纳为人、技术、市场环境、审美形态四大要素。优秀的产品，源于在设计中艺术与工程的完美融合。而产品设计的核心在于创新。“一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进民族之林。”创意是别人从来没想过的天真想法，用自己所了解、熟悉的语汇表现出来[11]。因而产品的设计与创新又是民族创新能力的体现，这就要求我们突破传统理念的束缚，开拓新视野，寻找新思路，不断创新。对于造型设计来说，既要考虑形态的新颖与创新，给人以美的感受，又要始于周围的环境，既不会特别突兀，又要显得与众不同。

伴随着社会的发展人们生活水平的提高，人们对日常生活的要求也越来越高。水果传统的吃的方式已经无法满足人们的需求，榨水果汁成了吃水果的一种时尚方式。新吃法的出现就给市场带了新的机遇，伴随其诞生的是——家用榨汁机。榨汁机作为一种迅速快捷省时省力的新潮厨房用器，给果汁的需求者提供了更多的方便，已经成为许多家庭的常备品。并且，在榨汁的过程中给了人们更多的生活乐趣和操作体验。因此，榨汁机的设计也成为设计师研究的一个领域。

滕怀志：榨汁机造型与结构设计

1 课题分析

1.1 选题背景

近年来，随着广大群众生活水平质量的普遍提高，越来越多的人开始追求健康的生活方式。例如对于水果的消费，从之前的水果到后来的果汁饮料，再到现在的鲜榨果汁。果汁饮料给人们带来健康和方便的同时，也给人们带来担忧和顾虑。目前市场上出售的柠檬汁、橙汁等果汁，一来价格偏高，二来制作果汁的水果不新鲜，三来有些厂家添加其他成分，食品安全得不到保证。因此人们在水果消费方面又有了新趋势，即喜欢饮用鲜榨的纯果汁。鲜榨的纯果汁给人们带来的不仅仅是绿色、健康、时尚的生活方式，同时现榨现饮的方式能给人们带来生活新鲜感。因此设计一款结构简单，操作方便的手动家庭用榨汁机显得非常有必要。

1.2 研究目的

市场需求的增长促使厂家纷纷推出自己的家用榨汁机。一时间市场上各种榨汁机琳琅满目。目前市场上的榨汁机几乎都采用电动方式，以电机高速转动产生离心力进行榨汁。然而刀片高速旋转榨汁时产生的高温破坏了水果的营养成分，这与人们追求的健康生活相违背。而且榨汁机的结构容易使果汁透过部件连接处流到死角和电机中，这样不仅给清理造成不便，并且影响电机正常使用寿命，甚至还有一定的触电危险性。要避免这一些缺点就要设计一款结构简单的手动榨汁机，不仅不会破坏果汁的营养成分，而且不会有触电的为危险。虽然电动榨汁机能够在短时间内榨取果汁，但是随着电动榨汁机使用频率的增高，人们对于榨汁机的使用新鲜感已经越来越淡，反而是越来越希望能够用手动的方式榨取一杯新鲜的果汁，体验手动榨汁的操作乐趣。

1.3 研究意义

手动榨汁机设计是集工业设计、机械等相关学科知识于一体的系统设计，通过对题目的研究制作，可提高学生的设计、分析、解决问题的能力，为学生提供学习与实践的平台。通过手动榨汁机设计、造型、加工、装配、控制、调试，可以提高学生设计、应用软件、加工、装配、调试等综合应用能力，进而增强学生的创新意识。手动榨汁机设计可以有效的解决电动榨汁机的一些缺点，并且具有广阔的市场应用前景。

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2 市场调研分析

一件优秀的工业产品离不开前期的市场调研。在产品设计前期，市场调研能够探求市场现在和未来的需求状况，以便研发和设计新的产品；当设计的新产品小批量投产试销后，进行市场调研可以测试消费者的购买状况，了解消费者使用过程中对产品设计形式的意见，以便使产品设计不断适应这些需求，从而使产品赢得更多的消费者，不断扩大市场占有率；在产品设计的后期，针对已经上市的产品，了解消费者对于现有产品的设计意见，以便据此对现有的产品进行改良设计。

榨汁机的设计亦是如此，需要进行前期市场调研。家用榨汁机是一种用来榨取果汁的厨房器皿，目前市场上销售的榨汁机从操作上来说可分为两种：一是自动的，二是手动的。从工作原理来说可分为：刀片切削磨碎式和挤压式。一般刀片切削磨碎式的主要是自动榨汁机，而手动的几乎都是挤压原理。但是手动式的相对比较少，样式也比较单一，不像自动式的那样种类繁多。价格上也基本上是自动的相对贵些，除非是一些出自大师手里的经典手动榨汁机。

2.1 国内市场

中国大陆榨汁机市场目前正在处于导入期，分析其原因，一方面因为榨汁机进入中国市场较晚，普及率还不是很高，但最主要的原因还是我国居民消费水平还很低，消费者还没有形成引用鲜榨果汁的消费习惯，但是随着市场消费观念的逐渐改变，榨汁机正逐渐被消费者所熟悉，销量增长比较迅速，榨汁机将会成为不可或缺的厨房用品。榨汁机走进厨房必然成为一种新的生活潮流趋势，因此榨汁机有着广阔的市场前景和经济效益。2009年的饮食消费进入了敏感时期，一些消费者开始将更多目光投向了原生态无添加剂的“不过敏”绿色食品，榨汁机豆浆机份相关“手动”自制食品的产品都呈现出热销增长势头。

国内的榨汁机生产商主要有:璐瑶礼品有限公司,常州国安赛尔包装机械有限公司,上海沃迪,佛山市嘉亿电器有限公司,广东顺德好夫人多功能榨汁,广州市闪明电器有限公司等。国内生产的榨汁机相对来说技术上没有国外的那么完善，噪音也比较大。尤其在人机方面考虑的没有那么周全，造型上也跟国外的没有什么差别。而且市场上绝大多部分榨汁机产品计划都是采用的电动榨汁模式。虽然电动模式榨汁比较彻底，效率高，但是其自身也存在着一些问题。

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2.2 国外市场

国外的主要品牌有：飞利浦，西贝乐，德国博朗，苏泊尔，古利尔等。国外的品牌相对比较完善，功能也比较齐全，但是价格上相对较贵点，噪音也比较大。主要功能：干榨，湿榨，果肉混合和果肉分离，打粉等。但是手动也相对较少，很多都是生产自动的榨汁机，经典的就更少了。菲利普·斯塔克设计的榨汁机是少有的经典。如图2.1所示。

图 2.1 菲利普·斯塔克的外星人榨汁机

2.3 产品对比

鉴于目前市场上的榨汁机多采用电动模式榨汁，手动榨汁机寥寥无几，在此给出电动榨汁机和手动榨汁机的一下特点对比，如表1.1所示[8]。

表 1.1 两种榨汁模式对比

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通过上表中的对比可以看出，电动榨汁和手动榨汁各有各自的优势，但是鉴于目前的榨汁机市场普遍采用电动模式，因此设计一款手动榨汁机显得很有必要。

2.4 现有榨汁机分析

图 2.2 性别和选择种类对比

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图 2.3 年龄统计

图 2.4 国内销售前十名的榨汁机品牌

2.5 预景和展望

随着城市居民生活的改善以及人们生活环境、生活习惯的逐步变化，为居民生活带来极大便利的小型榨汁用品会越来越火爆，需求量将持续增长。我国加入WTO后,国外进口榨汁用品蜂拥而来，市场竞争将日趋白炽化.榨汁机走进家庭必将成为一种新的生活潮流。但是目前，榨汁机的普及率还不是很高，还未被人们完全接受，但随

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着居民生活观念的改变，榨汁机会成为人们日常生活中的一种时尚，会有原来越多的人开始消费榨汁机，因此榨汁机的市场前景广阔，有很大的发展空间。

通过初步分析，我们发现在购买榨汁机上，女的比男的明显要多。而在选择手动和电动方面，手动的相对少点。但我们发现了由于市场上销售的手动榨汁机比较少，而样式也不多，一部分已购买了电动的消费者最初是想选择手动的。初步分析后，我们看到手动榨汁机在市场上有很大的发展空间。

2.6 设计定位

本次设计的产品面向的目标人群是生活水平良好及追求生活品味的消费群体，产品材料主要为食品级安全塑料。产品简洁的外观造型以及方便的操作结构会成为本产品的焦点。同时，简单的操作以及操作的舒适感同样适合其他类型的消费者使用，相信该产品会在同类型市场内具有一定竞争力。

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3 设计方案

产品的设计活动是一种综合性的工作，它是从无到有，从想象到具体、是一个思维物化的过程，要求设计者具有创造地综合协调与解决设计目标系统内诸多因素的能力。而产品设计最开始的阶段是从设计方案草图开始的。有了好的灵感创意，将其记录在纸上，用方案草图的形式记载下来。方案草图越多，说明创意灵感越多，最后供确定的最终方案选择可能性就越多，而且对于创意灵感的激发以及灵感的碰撞提供可能。

创意是人类思维活动最高境界。在创新性设计过程中，人们的思维习惯性的会被一些惯性思维，传统思维所束缚干扰，那么人们将很难再设计思维创新方面得到突破性的进展，从而给设计者的思想方面带来技术上的禁锢影响，无法确定最佳的设计方案，进而影响到整个产品设计的全过程。因此这个阶段设计师应该多参考一些优秀的设计作品，从产品的物质观念看到功能的观念，学会将以物为中心的研究方法改变为以功能为中心的研究方法，进而激发自己的设计灵感，想出自己的设计创意，并用设计方案草图的形式表达出来。尽可能地提供多种功能方案，从其中选取出最优秀的设计方案。从需求与功能研究入手，有助于开阔思路，使设计构思不受现有的产品和使用功能的束缚。设计师在理性分析与思考后，现在需要更为感性的创造性设计思路。

这个阶段的主要任务是尽可能多提出设想方案，设计师可以借助于排列组合的方法寻求问题解决的多种渠道，利用分解问题的方法来提出多方案的变体。

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3.1 方案一

方案一如图3.1所示。

图 3.1 方案一

方案一是手动压榨式，属于改良设计，针对市场上已有的手动榨汁机产品进行改良。压榨部分的灵感来自于菲利普·斯塔克的外星人榨汁机创意，凹凸不平的表面增大了水果与榨汁机的接触面积。在榨汁器的底部有过滤孔，可以实现渣汁分离。操作手柄是一弧线形的手柄，上下捏合时可以保证上半部分完全压入下部分凹槽中，保证捏合更加的充分，可以榨出更多的水果汁。但是此款设计对于操作者来讲操作起来比较吃力，并且此款榨汁机只是比较适合压榨软质水果，对于硬质水果的压榨效果并不好。而且，产品材料选用优质不锈钢，不仅显得沉重而且价格昂贵。

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3.2 方案二

方案二如图3.2所示。

图 3.2 方案二

方案二的榨汁机产品方案采用手摇旋转式压榨，通过上方摇杆把手的旋转带动榨汁头进行旋转，榨汁头与细孔网相互摩擦挤压水果出汁，果汁通过中间凹陷的弧面流入下方的杯中，下方嵌入式果汁杯不是专用杯，方便快捷，但是此方案的榨汁机出汁率比较低，而且是实现榨汁分离比较困难。

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3.3 方案三

方案三如图3.3所示。

图 3.3方案三

方案三的创意灵感同样来自于菲利普·斯塔克的外星人榨汁机，不同的是外星人榨汁机按压的是水果，此款设计按压的是榨汁头部件，通过榨汁头按压、旋转放在过滤装置中的水果，实现榨汁；同时过滤装置实现果汁和果渣的分离。但是此设计只能针对橙子、柠檬的软质水果，对于苹果等硬质水果，榨汁效率不高，而且操作起来很吃力很费劲。

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3.4 方案四

方案四如图3.4所示。

图 3.4 方案四

方案四的灵感来自绞肉机和转笔刀，通过摇杆把手的旋转，带动里面的齿轮进行传动，齿轮带动机器内部的螺旋推进杆旋转，将进料口的水果挤压输送给位于前部的榨汁头，通过螺杆与榨汁头的挤压实现果汁的压榨，果汁回流到榨汁头底部，通过小口流入位于下面的果汁杯中，果渣通过前面的小口排出去，从而实现渣汁分离。与单纯的挤压果汁不同，此设计是将力作用在摇杆把手上，通过齿轮将力传递给螺旋推进杆进行榨汁，而且齿轮部分采用双齿轮，可以选择不同的榨汁速度。果汁杯不用时，可以嵌入榨汁机主体内部，不占地方可，以充分利用空间。底部采用吸盘装置，可以将榨汁机吸附在桌子表面，避免榨汁操作时榨汁机的移动。

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3.5 方案评估

工业设计活动是处理人与产品、社会、环境关系的系统工程，它不单是设计和生产的活动，它还关系到与消费者紧密相连的销售。工业设计活动集中表现为理解消费者的生活方式、把握消费者生活方式的变革，并倡导一种新的生活方式。问题的关键是产品的设计往往与消费者的期望值有太大的反差，因此，建立全面的评价体系是函待解决的问题，设计中创意、开发、反馈、评价和评估，再开发之环节是一个有机的整体。只有经过设计的感性和理性交融的评价过程，才一是完整的设计。

设计评估应该是设计师和消费者共同来完成的一项任务，需要对工业设计有广泛的认知和对产品系统设计的了解，只有不断地在设计—评价—再设计的反复中，才能提升对产品系统设计的认知和理解，也才能设计出真正以人为本的产品。

3.5.1 评估方法

设计评估应该动态的存在设计的各个阶段，也是现代企业所追求的“过程改良”的关键环节。只有通过严格评估并达到各方面的要求，才能降低批量生产成本投入的风险，让企业真正通过设计的利器获得效益。而对于学生校车的外观设计而言，应符合下列几项标准：

1.外形结构是否给人以平衡和稳定的感觉

2.外形比例协调性和整体性

3.恰当的装饰及装饰件的协调性

4.结构合理、材料与加工工艺可行

5.尺度与人体测量数据的适应及比例适当

6.安全及使用的方便

7.产品可以很好的与使用环境结合

3.5.2最终方案的确定

与指导老师讨论，考虑产品实际应用情况，一致认为方案四比较符合设计要求，外形简洁大方，不会占用太多空间；通过齿轮传动可以进行双速度的选择，同时，采用齿轮传动既节省人力，又操作简单。操作简单，并且在实用性、经济性、操作的便捷性、舒适性以及使用的安全性都是最佳的，这些都是我们设计人员所要关注的重点。最终确定方案四为最佳方案。

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4 设计要素分析

本次榨汁机的设计主要受米斯·凡德罗关于建筑的“少则多”思想的影响，“少”是空白而是精简，“多”不是拥挤而是完美。为达到功能第一而削减形式的极少主义设计，具有现代人所喜欢的简洁、精细、现代的风格特征，也迎合了现代人高节奏生活所追求的求简、求精、求快捷的心理特点。

4.1 形态分析

审视现在人所钟爱的各种工艺品，我们不难发现，其雏形都是具有功能的痕迹。功能的完美实现带来的是使用中的效率体验和舒适体验，这有些类似于现代的人机工程学给人带来的美感体验。它以功能的完美实现为目标，并发展出以功能为核心的审美理论，完善的功能本身就蕴含了审美的体验和感受。

本次榨汁机的设计遵循“少则多”的极少主义风格。少的一部分是其，外观外观上采用方块形式，配以倒角圆角，表现其外观造型；多的一部分是其功能结构，通过摇杆把手旋转带动齿轮传动，将力量传递给螺旋推进杆，推进杆将切好的水果推进到榨汁头部分进行榨汁，果汁通过斜面角度回流到底部的果汁杯中，水果渣通过前面的出渣口排出。

极少主义风格很好的将造型与结构天衣无缝地结合在一起，本次设计也是受极少主义风格的影响，实现了将简单的外观造型与结构结合在一起，从而实现产品的功能。

4.2 色彩分析

在工业产品中，一套好的色彩选择和配置，能给人产生强烈的心理作用，甚至可以左右人的情绪，改变人的行为和性格。因此，在产品设计中，合理利用色彩设计，不仅能满足人们身心匹配的需要，还能激起消费者不可抗拒的购买欲望。在同等技术条件下，产品的竞争取决于设计的竞争，对于一个成熟产品，要提升它的市场竞争力，改变其色彩相对于改变其形态和材质来说要方便，且容易出效果[8]。

产品的色彩使产品的物质功能，使用环境与人们的心理产生统一、协调的感觉。医疗器械的色彩应以调和为主，以追求安静的气氛；急救用品色彩应醒目，便于发现；高速运动的物体，色彩应对比强烈，以提醒人们注意；起重设备，应以深色为主，使人有稳固感。色彩在长期的设计实践中．已形成了一些固有的象征色，如在家用电器中，白色一般表示冷藏；红色或绿色则象征保鲜；冷色调代表送凉、消暑等。