创新型多功能插线板.doc

1创新型多功能插板设计构想韩 权 刘景页 李 阳 指导教师：申志荣 李冠强（陕西科技大学理学院 陕西 西安 710021）摘 要：目前市场上的插线板往往样式单一、功能简单且存在众多安全隐患，本设计针对这些问题对提出了对现有插线板进行改进的一些创新性的想法，以方便人们的生活及工作，让其更好地为人们服务本设计主要针对三个方面对现有插线板进行改进，针对每个方面再提出一些具体的设想，根据这些理论设想制作模型，并做具体说明关键词：插线板，USB，模块，自动断电Innovative multi-function board design conceptionABSTRACT：Currently on the market lug plate often style single, function is simple and the presence of so many potential safety hazard, this design in the light of these problems, put forward to the existing lug plate to improve some innovative ideas, for people's life and work, let its better service for people. This design is aimed at three aspects to the existing lug plate was improved, for each aspects and puts forward some concrete ideas, according to these theories imagine making model, and make specific instructions.KEY WORDS: patch board，USB，module ，Automatic power off1 现有插板的类型与功能世界各国的插头插座形式分为3 类 【1】 : 扁型插销形式、圆型插销形式、三圆型和矩形的插销形式( 我国主要采用这种形式的插销)。

随着人们生活方式的改变, 插线板出现了多种形式，如电源插板根据控制形式可以分为无开关、总开关、多开关3种类别;按用途分为防水型、普通型; 按使用场所分为家用型、公共型、工厂型;按所接电器类型, 又可以分为通用型、专用型;按使用方式有可以分为固定插板、移动插板 ;按插孔的数量又可以分两相、三相、多相额定电流 10（A） 环境温度 -10-42（℃）壳体材质 ABS+PC 导电体材质 Cu产品认证 GB2099.3-1997 额定电压 220-250（V）质量认证 CE 3C表1-1 普通插排的技术参数 【2】22 设计模型结构介绍本设计的外部结构为拼接式，即将具有不同功能的模块拼接起来组成主体插线板，模块间通过三孔插销来连接，结构精巧、简单，且方便使用，用户可以根据自己的具体需求改变所连接模块个数或连接具有不同功能的模块，因此本设计可以适用于各种不同空间环境与不同工作需求此外该插板采用绿色高亮 LED 灯作为产品开关，按下开关，绿色 LED 灯亮即说明电路连通，并通过断开或闭合火线起到控制插线板总电路开关的作用插线板表面为两孔及三孔插头，这是大家都比较常见的样式此外我们还在插线板内部安装了 USB 接口和电流表，USB 插口的接入为我们在电子产品的使用中提供了不少便利，用户不必再为电子产品专门携带充电器，只需一根轻巧的数据线就可以轻松对电子产品进行充电。

而电流表的接入主要针对的是用电安全问题，这款插线板可通过的最大电流为 10A，当总电流接近 10A 时，电流表可起到安全提示的作用，用户可根据电流表的提醒来具体的改变所连接模块和用电器的数量，当电流超过 10A 时会启动自动断电装置，以避免火灾等危险的发生（由于时间等原因，电流表与自动断电装置的设想暂时没有在模型中展示出来，我们将在寒假改进模型，并融入以上功能） 图 2-1 CAD 模型外观图图 2-1 中①为数字电流表显示屏②为绿色 LED 开关③为 USB 借口④为三孔插口⑤为模块间 2 孔连接插口注：模型照片详见附件3 创新点及其优势介绍这款创新插板将主要针对以下三个方面对现有插板进行改进：1 234531）模块化的整体设计插板的样式设置为拼接式，结构精巧、简单，且方便使用分成若干个小的模块可以方便维修，若有部分模块损坏，可直接对单个模块进行更换，这样一来不仅节约了插线板使用成本，而且避免了资源浪费，因此更加经济环保此外用户也可以随时添加或更换具有不同功能的新模块，这也为方便用户使用及日后插线板的多元化发展提供了更大的潜在发展空间2）USB 接口的植入电子产品的硬件配备目前正在向着统一化、规范化发展，目前大多数电子产品的充电功能都通过一端带有 USB 接口的数据线来实现，而充电器的样式又多种多样，如果能将 USB 接口直接融入插线板，就省去了电子产品单独配备充电器的必要，所有的电子产品都可以通过数据线与插线板连接来实现充电功能，以每个充电器单价 10 元，国内平均每人拥有 2 部电子产品（、mp3等）进行估算，如果本设计可以大范围投入使用，全国至少可以节约 300 亿元的充电器生产成本（如果考虑电子产品的损耗等因素，这一数值将会更大） 。

因此这一设想的实现不仅为用户的使用提供了方便，也必将大范围减少电子产品成本，而减少充电器的生产业意味着资源的合理利用资源利用和经济环保正是我们提出此构想的重要因素之一3）安全充电据统计, 在2007 年插头插座的抽查中: 国家质检局抽样合格率为80. 4%, 其中, 小型企业产品抽样合格率只有68. 4%;有的地方质检局的抽样合格率最低仅为10% 【3】 每年因插座漏电等导致的人身伤亡事故高达数百起插头与插座接触时引起的火花或飞弧和塑料都极易引发火灾不合格的电源插座， 给消费者带来巨大的安全隐患和生命危险而现有的插线板主要存在的安全问题是当使用电流超过额定电流时没有任何相关提示，通常模块化的插板也给我一个无奈的感觉就是不知道组合多少个模块才能不超过负荷，这就导致了生活中存在的主要用电安全问题，本设计中通过加装电流表的方式来解决这个问题，电流表的安装可以显示插板总的工作电流量，提示用户适当调整用电器数量，以避免发生类似插板起火等安全事故当总工作电流超过额定电流时将触发自动断电装置以避免安全事故的发生4 成本估算及分析考虑到经济因素，主模块可不接入 USB 接口等辅助功能，通过模型的制作，主模块的成本大约在人民币 20 元左右。

普通带有 2 个 USB 接口的模块成本在人民币 12 元左右，普通不带 USB 接口的模块成本在人民币 2 到 4 元因此多个模块组合起来插线板的成本价约在 30 到 45 元之间，而拼接成现有普通插线板成本在人民币 25 元左右，用户可在购买主模块后根据需求及自身情况选择购买不同模块的组合以公牛牌插线板为例，市面现有普通插线板的价格在人民币 20 到 40 元之间，高档插线板价4格在人民币 80 元左右因此如果能正式投入生产，本款创新型多功能插板的售价应与市面现有插线板售价不会有太大出入，模块拼接的设计也使得用户在购买插线板时拥有更多的选择，符合经济环保的产品设计理念5 市场需求量的估算1）牙刷供求关系的估算方法 【4】牙刷供求关系的估算方法：假设中国人口数量为13.5 亿，全国人口刷牙的百分比80%，牙刷使用寿命是2 个月牙刷年需求量=1350000000*0.8*12/2=64.8 亿2）插线板市场需求量估计假设中国现在人口数量为15亿，每个家庭平均约3人，每个家庭平均配备5个插线板，插线板使用寿命为1年插线板年需求量=1500000000*（5/3）*1=25亿6 小结本产品以节能、环保为设计理念，以经济、实用为创造宗旨，在现有插线板的基础上对插线板进行改良和改造以使其更加符合用户方便使用的诉求，带给用户更好的使用体验，让用户能够从生活的细节处也得到更贴心和安全方便的服务。

本设计的特点是市场上现有的插线板所不具有的，而且整体设计简易可行，成本较低，所以该实用新型设计具有较宽广的市场前景参考文献【1】 黄晓波. 家用插头插座分析[ J] . 芜湖职业技术学院学报, 2003, 5( 2) : 89- 90.【2】 百度百科［EB/OL］ ． 肇庆市金鹏电子集团有限公司. 关于移动式智能插座的设计探讨[ J ] . 家电科技, 2008, ( 7) : 50- 51.【4】 百度文库［EB/OL］ ．。