电热水壶设计调研

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1、目录第一题：安全阀1.各零件图2.装配图第二题：机电作品一.摘要二.提出问题三.分析问题3.1工作原理3.2发展历史3.3分类3.4材料及加工工艺塑料3.5.品牌对比3.6.不同材料对比3.7.设计背景电水壶市场调查分析市场规模用户需求分析发展前景四.解决问题：4.1方法4.2创新点4.3手绘草图4.4三维模型五.结论基于Pro/E的象形电热水壶的设计一.摘要：关于象形电热水壶的设计在大三这一阶段针对我们工业设计的学生来说外观是最重要的，电水壶的外观进要新颖大方的设计比较能够受到市场的欢迎，造型宜圆润，色彩以鲜艳色彩为主，高档产品可适当配不锈钢，提高产品档次。因为产品功能比较单一，所以可从使用

2、方式，使用便利方面作考虑。人性化设计是重点。造型方面可以两方面入手，1是仿生造型及卡通造型2是现代感造型；色彩搭配方面宜简洁明快，鲜艳色彩。局部可适当配以银灰。不锈钢，铝合金等材料可以增加现代感。电水壶可考虑加入数码定时等。还可以增加语音提示等人性化功能；当然，对于电热水壶的内部结构及工作原理也要有充分的了解。二.提出问题：2.1.如水壶中没水，电源误接通时也会一直加热，容易引起事故。2.2当只需要加热到沸点以下某一温度时，不能及时给出声音报警信号。2.3当水加热沸腾后不能自动停止工作。2.4外观造型单一，设计不符合人机学原理。三.分析问题：调研：3.1工作原理：电热水壶（英文名称：Elect

3、ricKettle）采用的是蒸气智能感应控制，过热保护，水煮沸自动断电、防干烧断电，快速沸水的一种器具。一般具备：分体式电源底座，水沸自动断开，有水位指示标准和电源指示灯、干燥保护等安全装置，一般技术指标为1000W-1500W左右，容量从1到2公升均有，电压220240V。3.2发展历史：现代人的生活节奏起来越快，简约的国际潮流全面兴起，人们的饮水方式也趋于简约。除了写字楼及个别家庭在使用饮水机消费纯净水或蒸馏水外，绝大多数的家庭仍然是饮用烧开的自来水。而早前流行于欧美发达国家的即热式电热水壶，因其省时、节能、美观、便捷、安全的特点，在进入市场后，迅速受到广大消费者青睐。各大B2C商场及家电

4、连锁卖场的小家电专柜有林林总总的产品可供选择，价格从几十元到上百元不等。快速电水壶曾经历了一次较大的更新换代。第二代产品与第一代产品相比，壶身采用了隐藏式发热盘、壶身与电源底盘分离设计、电源底盘可以收纳电源线等方面改进。随着生活水平的提高，广大消费者对电热水壶的要求也在提高。市场上出现了保温电热水壶。保温电热水壶的出现，将煮水与保温合二为一，方便了生活，提高了效率。3.3分类按结构分为直插式和旋转式。直插式就是壶体与底座不能旋转，用发热管直接加热；旋转式是壶体与底座可以360度旋转，用发热盘加热。按材料可分为1.不锈钢电水壶：它的特点是水沸自动断电，具有干烧保护、断熔保护功能。电源连接底盘，电

5、源线盘在底盘下可任意伸缩。水壶可随意旋转、不锈钢壶体，美观大方易于清洗。2.保温电水壶：它具有不锈钢内胆，最大的特点是水开后直接进入保温状态、具有无水干烧配置、断熔保护功能。电源连接底盘，电源线盘在底盘下可任意伸缩。水壶可随意旋转、不锈钢壶体，美观大方易于清洗。3.套装不锈钢电水壶：它最突出的特点是烧开水和泡茶双功能组合。不锈钢电水壶的功能跟第一种和第二种区别不大，但多了个透明玻璃泡茶壶及内置不锈钢滤网，这样的设计给喜欢品茶的人带来方便，可以一边烧开水，一边做茶壶两不耽误。4.塑料电水壶：外观是塑料壶体，底座涂有恒温碳，具有保温功能，三重安全保护装置，可以放心使用。5.陶瓷电水壶：外观是陶瓷壶

6、体，色彩鲜艳美观高档，是馈赠佳品。它最大的亮点是壶口设有过滤网，可以滤除杂质，而陶瓷壶身更加健康环保！6.现有产品的常见外观3.4材料及加工工艺塑料PC：聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。聚碳酸酯耐弱酸，耐中性油。但不耐紫外光，不耐强碱。改性后可以耐酸耐碱。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器

7、件需要对表面进行特殊处理。PP：聚丙烯（简称PP）无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。ABS：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（简称ABS），ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表

8、、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。不锈钢及陶瓷不锈钢的优点：1.不锈钢外壳坚固耐用，美观大方，特别适用于饭店，酒店等公共场所。是大众使用品2.不锈钢材质不会产生任何有毒有害物质，消费者一般可以放心选购。3.不锈钢电热水壶也属于耐用小家电，作为礼品赠送给朋友，亲友，即实惠又有档次。陶瓷水壶的优点：1.档次高，陶瓷一般作为工艺品可供欣赏，制成电热水壶，在配上精美茶具，及高雅又方便饮茶2.陶瓷电热水壶有很多的花色，比如现在青花陶瓷电热水壶在市场上很受消费者青睐。买回家不失为一件好的家具装饰工艺品。3.陶瓷制品无毒无害，清洗方便。陶瓷水壶的缺点1.陶瓷水壶长时间使用会产生水垢，清

9、除水垢比较麻烦。2.颜色单一，相对而言较重。3.陶瓷制品本身质脆，要轻拿轻放，不要重击，碰撞，否则会损坏壶身，影响美观，或缩短产品使用寿命。工艺：塑料制品一般由注塑成型品牌容量优点缺点适合人群参考价格虎牌5L功能多档次高价位偏高，三段式控温出水待提高高收入，年龄跨度大的1558元松下0.8L功能全，性价比高容量小三口之家598元注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式、卧式、全电式。注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。不锈钢冲压成型：1.冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动

10、化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。2.冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。3.冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。4.冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。由于冲压具有如此优越

11、性，冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。陶瓷注浆成型注浆成型是利用石膏模的吸水性，将具有流动性的泥浆注入石膏模内，使泥浆分散地粘附在模型上，形成和模型相同形状的坯泥层，并随时间的延长而逐渐增厚，当达到一定厚度时，经干燥收缩而与模壁脱离，然后脱模取出，坯体制成。注浆成型是一种适应性大，生产效率高的成型方法。凡是大型、形状复杂、不规则或薄胎等制品，均可采用注浆成型法来生产，因此注浆成型在日常陶瓷、工业美术瓷、卫生洁具瓷及现代陶瓷等领域得到广泛应用。3.5.品牌对比美的3L茶艺功能，装饰功能功能性弱商务场所，对生活品质要求高的699元九阳1.2L大敞口设计方便清洗煮东西方面不够1-2人199

12、元利仁5L性价比高清洁不便普通家庭189元北欧欧慕0.8L装饰性强，小巧灵便容量小，彩钢，磕碰影响美观一人，租客，女性119元不同材料对比材料优点缺点塑料价格便宜，款式多逐渐被淘汰不锈钢价格较便宜，更安全易产生水垢陶瓷款式多，装饰性强易碎，价位高3.6.电热棒，电水煲容量大，功能多价位高，存在产品功能实用性不高3.7.设计背景电水壶市场调查分析随着电水壶行业进入企业越来越多，市场竞争也日趋激烈，产品同质化不可避免，差异化营销应运而生。近年来，电水壶产品也由传统的烧水功能逐渐呈现多样化。“养生壶”等概念产品的出现。近年来，众多概念电水壶产品在市场上出现，而且深受消费者的青睐。“养生壶”就是其中一

13、款概念产品，产品专为泡茶设计，可根据茶叶种类来选择所泡茶叶的时间。技术的升级换代，过滤、保温功能的渗入。目前，电水壶产品大多采用集智能温控、防干烧、超温保护等功能于一体的加热装置。在提高产品安全性的同时，电水壶生产企业还十分注重水质的改善，如东菱的“快速过滤水壶”，配装了过滤芯，是一款能够改善水质的电水壶。同时，电水壶还开始注重保温功能，这更加符合中国传统的饮水习惯。外观附加功能的升级。电水壶厂家开始注重产品外观的个性化设计，比如外观附带闪灯效果的，未烧开时灯是红色的，烧开后灯变成蓝色的。这一功能的特点从实用的角度来看，可以直观告诉消费者水烧好了，带有类似这种功能的电热水壶受到越来越多消费者的

14、喜爱。产品安全性能达标率不高。安全性能一直是电水壶产品所面临的问题，据统计，目前国内市场有35%的电水壶产品存在安全隐患，致使电水壶普及难度提高。在不合格的电水壶产品中温控器是主要的原因，而采用STRIX温控器的电水壶产品一般都是合格的。目前，中国电水壶产业品牌竞争格局仍然不是很清晰，品牌集中度不高，品牌需进行自身提升，努力让自身品牌成为电水壶行业符号。因为悠美定位在高端，所以竞争对手中很自然的摒弃了一些中低端的品牌，竞争品牌锁定在传统百货渠道的几个大品牌中，如特福、博朗、飞利浦、伟嘉、三洋、ACA、美的、龙的、九阳等。市场规模电水壶属于西式小家电产品，在中国发展的历史虽然短暂，但发展的速度非

15、常迅猛。在中国国内，很早就开始电水壶行业的生产，生产时间大概有15年的时间，但主要以出口为主，电水壶最大的市场在欧洲，而中国国内销售电水壶只有10年的时间。电水壶具有结构简单、加热迅速、节省能源、操作方便、安全卫生、使用寿命较长等特点。近年来国内市场开始迅速增长，年增长率稳定在30%以上。在2006年，国内电水壶市场容量达到了900万台。2007年1至4月份，国内电水壶销售量平均增幅为35%，预计下半年电水壶市场还将继续保持这个增长速度，高于2006年30%的增长速度。但总体而言，目前中国城镇消费者的电水壶普及率相对于前几年的5%7%，2006年有所上升；达到15%左右，但参照英国电水壶市场8

16、0%90%的普及率，我国电水壶的城镇家庭拥有量相对较低。极品策略传播机构调研得出，目前我国电水壶市场生产企业对产品的推广乏力，消费者对品牌的认知度较低，随着消费者对电水壶产品认识的不断提高，电水壶在国内的市场容量将会有大幅提升。以城镇居民30%的拥有率为目标，每年的市场容量将增长300万台以上。其次，虽然目前我国饮水机的普及率很高，但由于饮水机存在体积大，反复加热，存在二次污染等问题，也为电水壶行业提供了机会。作为时尚的欧式家电代表，2006年电水壶开始从外销转向国内发力，市场潜力在20亿元以上，可见中国电水壶市场的发展潜力还是很巨大的。用户需求分析1、使用需求对于电水壶的使用越来越广泛，用户

17、也从中发现了不便，比如开盖时易烫手，时间久了会有一层污垢，装入多少水才是适合的，这些都是问题，而经过设计师们人性化的设计这些问题也都在逐一解决，以后还会有一些问题，用户的需求并不是很高，只要用心了，就能够解决。2、价格需求国内电水壶市场目前仍处在培育期，品牌相对杂乱无章，产品价格因此也高低悬殊。市场售价从80元550元不等，而消费者的消费价格集中在120元250元之间，但值得注意的是，此消费价格集中区间的消费品牌几乎为第一阵营和第二阵营的行业龙头品牌，如龙的、飞利浦、东菱、舜龙。由此可见，主力品牌的中低端电水壶产品特别受到消费者的追捧。3、渠道需求电水壶产品供给渠道主要以连锁卖场、大型超市、传

18、统商场为主。对于消费者渠道选择，极品策略传播机构进行了详细调研，结果显示，42%的消费者选择连锁卖场，38%的消费者选择大型超市。可见，目前连锁卖场和大型超市渠道的消费需求持平。发展前景近年来，精美、实用、方便、快捷的电水壶开始走进千家万户，成为日常生活小家电用品。资料显示，以城镇居民30的拥有率计算，电热水壶每年的市场容量应在3000万只以上，若以单价100元计，应有10亿元的市场份额。但是，目前国内电热水壶的市场容量每年仅在600万700万只之间徘徊。电热水壶巨大的市场，几乎使所有家电品牌都参与到电热水壶这一行业的竞争中。同时，一些小家电生产外企业也纷纷加入，欲分一杯羹。从而导致电热水壶行

19、业竞争激烈。一些小家电企业为降低成本，以牺牲质量为代价。中山川泰电器公司以“奥克泰”、“川泰”为品牌，注重产品质量为本，不断地研发出新款快速塑料电热水壶、不锈钢快速电热水壶、不锈钢套装水壶等一系电热水壶。电热水壶属于液体加热器具，是第一批被列入国家强制性安全认证（CCC）目录的产品。事实上，在各种大小家电业竞争日趋白热化的今天，电热水壶行业的发展有着很好的契机。首先，在世界电热水壶消费最大的市场欧洲，由于英国人有爱喝茶的习惯，其电热水壶的普及率已达8090，居世界第一位，且更新换代的速度很快。而在几乎人人喝茶的中国，目前电热水壶的家庭拥有率尚不足3。这对于电热水壶行业来说，市场前景可观。其次，

20、虽然目前我国饮水机的普及率很高，但由于饮水机存在体积大，水温不够高，无法达到对生水高温消毒，需重复加热，使用不当存在二次污染等问题，也为电热水壶行业提供了机会，随着我国经济水评的发展，所以在今后的几年中电热水壶市场慢慢会从城市普及到农村。这样电热水壶给各小家电生产企业带广阔的市场。四.解决问题：4.1方法：.采用MCS-51系列单片机为控制芯片，对电热水壶工作进行控制的方法。通过电加热电路对水进行加热，并对水的温度进行采样，采样信号通过ADC0809将数字量送入单片机系统，经微机处理后，结合键盘控制实现LED显示，并可实现对水的温度的控制和超过水温的报警系统。4.1.2.根据人机学原理设计出更

21、加方便的人性化的外观造型，并且力求做到功能与结构的统一。4.2创新点：1.采用MCS-51系列单片机为控制系统。2.在水壶的下部安装了一个类似水龙头的装置，可以直接打开水龙头接水，避免了提水壶时水壶倾斜使开水流出烫伤自己的危险。3.外观采用了茶壶的的外形，古朴优雅，不仅是家用电器，更是一件优雅的装饰品。4.3手绘草图：底板电热水壶4.4三维模型：底板壶身整体效果图五.结论：本产品设有三重保险温控器，具有自动断电功能，既方便又安全，并且采用大功率电热器烧水，加热速度快，以达到方便、节能的功效，壶身与底座可分离，并且可以360度旋转，底座为隐藏式加热底座，使用方便。设计说明：中国传统文化是中华文明演化而汇集成的一种反映民族特质和风貌的民族文化，是民族历史上各种思想文化、观念形态的总体表征，具有鲜明民族特色的、历史悠久、内涵博大精深、传统优良的文化。它涵盖了中华民族几千年的文明，蕴藏着中华民族悠久的历史文化。我所设计的产品正是借用中国古典茶壶与现代科技相结合而成。本产品另一特色是把手上的人机设计，此处设有凹槽，使人在倒水的时候能起到防滑的功效，增加了安全性。