眼镜设计

• 鼻梁：连接两个镜 圈或直接与镜片固 定连接。鼻梁有直 接置于鼻子上，也 有通过托叶支撑于 鼻子。其尺寸为两 镜圈之间的最短距 离。
时尚眼镜的设计概论图片展示
眼镜的开发设计
特征情节 特征人群 青少年 阅读佩戴 方便携带 日常佩戴 保养 美观 长时间佩戴， 易摔落造成破损 挤压鼻梁
中老年 儿童 女士
方案2
改进支撑形式，减少对鼻梁 的挤压
方案3
可随意换镜片
外部因素
使用者的制约
使用者行为过程的 制约 环境的可能和制约
经常使用或长时间配戴眼镜者
视力不好，元件过小，造成拆换不便 环境灯光暗，不方便拆换元件
使用条件的可能和 制约
生活.消费方式的可 能和制约 经济和法律的制约 时间.范围的点和域
鼻托材料的选择
眼镜架的结构
• 镜圈（镜框）：镜 片的装配位置，用 金属丝，尼龙丝及 螺丝，凭借着沟槽 或钻孔来固定镜片， 它影响到镜片的切 割和眼镜的外形。 其水平大小以水平 内径最大距离计。
• 镜腿：挂在两耳 上（与脚套一 起），固定镜身 的曲杆。其尺寸 是从铰链中心至 镜腿末端的扩展 长度。
合金材料
板材材料
细节1：如何精确的实现度数的改变？
• 可调式液体眼镜里面的高 强度塑料透镜有两个透明 的装满液体的圆形液囊， 每个液囊连接一个小型注 射器，注射器与两边的眼 镜腿相连。佩戴者可通过 调节注射器上的刻度盘来 增加或者减少液囊薄膜中 的液体，改变透镜的度数。
结构的实现
1.模仿注射器的原理，将每个镜架做成一个超细的注射器。做成滑块在滑道上 滑动的形式，根据刻度来滑动滑块以推动注射小注射器的抽拉。
35-160
6.89-16.54
100-350
-50-300
防摔防挤压功能——橡胶材料的选择
• 通过分析数据，选择使用天然橡胶。 • 天然橡胶（NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水 分、树脂酸、糖类和无机盐等。弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电 绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合， 在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易 老化变质；耐油和耐溶剂性不好，第抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性不 高。使用温度范围：约－60℃~＋80℃。制作轮胎、胶鞋、胶管、胶 带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。特别适用于制造扭 振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、 模压制品。
眼镜结构的进一步探索
• 可调整度数的眼镜Adlens glasses
和传统的眼镜相比Adlens Glasses外形上没太大的 区别。那又是怎么实现调节功能的呢？原来眼镜的 镜片设计为空心结构，当在侧面插入个调节按钮旋 转的时候，便会有液体流入眼镜片内部，镜片的曲 率会随着液体的变化而变化，液体越多，镜片就越 鼓，其实就是利用光学原理对度数进行调节。当然， 两边的镜片度数都可以自行调节，完成后将调节按 钮拔出即可固定度数。
眼镜结构的进一步探索
NASA推出液体变焦眼镜 近视老花都可应对
• 这种被称之为“TruFocals”的眼 镜由四片透镜组成，每两片为 一组。最外层的一组透镜为佩 戴者的真实度数，与里侧的一 组透镜中间隔着一层由透明硅 液体组成的具有延展性的薄膜。 使用时，可以根据当前的动作 来调整焦距——通过推动眼镜 横梁上滑动操纵杆来控制液体 薄膜的走向，改变它的形状。
调节度数部件
调节旋钮即可调节度数
原理——防摔防挤压功能的实现
• 眼镜的镜框由一根软质橡皮筋串起来的并将整个镜片包裹，借着它的 弹性形成有力的框架。 • 眼镜除了可以象普通眼镜那样折叠外，还有更有趣的折叠方式。重要 的是，这种弹性的框架使眼镜不容易损坏，当外来的力超出他承受范 围时，他就自动折叠起来，而不是折断。 • 另外，你可以调节橡皮筋的松紧，使其更适合你的脸型。
鼻托的材料选择
• 分析：通过对各种材料的选择比较，确定硅胶比较合适。 • 硅胶（Silicon dioxide）别名：硅橡胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物 质，其化学分子式为mSiO2· nH2O。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学
性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其 制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了 它具有许多其他同类材料难以取代得特点：吸附性能高、热稳定性好、化
天然橡胶 聚异戊二烯橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 丁基橡胶 丁腈橡胶 三元乙丙橡胶
0.93 0.94 0.94 1.93 1.23 0.91-0.93 0.96-1.02 0.85
09
硅橡胶
0.98
20-95
液状
3.45-10.34
50-800
-120-280
10
氟橡胶
1.4-1.95
60-90
细节3:尺寸问题
• • • • • • • 镜片高：28~36mm 镜片宽：50~60mm 鼻梁宽：20~22mm 镜架宽：130~137mm 镜腿长：140~150mm 两镜腿内距1：130~140mm 两镜腿内距2：100~108mm
眼镜结构的进一步探索
根据镜片越厚度数越深的原理，设计出 坚固的中空塑料镜片，眼镜镜架可接上 特制注射器，便于注入或抽出镜片中空 位置的液体，调整眼镜厚薄到适合度数 后，选转旋钮即可固定度数、拆掉注射 器。调整过程只要30秒。
序号
橡胶类型
相对密度
硬度 (邵尔A)
20-100 20-100 40-100 30-100 20-90 20-90 30-100 30-100
门尼粘度 ML1+4,100℃
45-150 55-90 30-70 35-55 45-120 45-80 30-130 40-100
拉伸强度 MPa
6.89-27.56 6.89-27.56 6.89-24.12 6.89-20.67 6.89-27.56 6.89-20.67 6.89-27.56 6.89-20.67
原理——度数改变的实现
• 通过内部因素和外部因素的分析，认为通过进行更换镜片来实现度数 的改变在技术及工艺的实现以及消费者的使用上具有一定困难和诸多 限制，因此改变实现度数改变的途径。 • 通过光学原理来实现度数的改变。将眼镜的镜片设计为空心结构，眼 镜两侧面分别设置两旋钮，当调节按钮旋转的时候，便会有液体流入 眼镜片内部，镜片的曲率会随着液体的变化而变化，液体越多，镜片 就越鼓，其实就是利用光学原理对度数进行调节。当然，两边的镜片 度数都可以自行调节，完成后将调节按钮拔出即可固定度数。这样我 们就可以随时随地任意地把眼镜调到最合适的度数。
伸长率 %
100-700 100-750 100-700 100-700 100-700 100-700 100-600 100-75-90 -60-100 -100-100 -60-120 -60-150 -50-120 -60-150
01 02 03 04 05 06 07 08
2.镜架杆上标有刻度，通过调节滑块来精确控制度数的改变。
3.双层镜片，在镜架与镜片连接处，镜架内部装有液体的橡胶管 直接与内部镜片相通。
细节2：各部分材料的选择
镜架：硬质塑料或金属均可 镜框：硬质塑料或金属或无镜框 镜片：光学玻璃或光学树脂 鼻托：做奶嘴用的硅胶，比普通的PVC,普通硅胶更安全无毒，柔软舒 适。 • 内部装液体的小注射器：装液体和推杆部分部分均用硬质塑料，与镜 片接触部分用软质橡胶管。 • • • •
方便携带 易摔落造成破损 不可见
男士
共性 折叠 改进支撑形 式，减少对 鼻梁的挤压 增加防护设计，如 通过改变材 在相应边缘附加塑 质和设计， 料，减轻或避免摔 使佩戴的眼
眼睛开发的三种方案
方案1 折叠 两个镜片之间的连接架做成 可旋转结构，不使用时可将 两镜片旋至重叠，同时镜架 也可折叠。 鼻托做成一体，可以能自适 应鼻梁形状的如软塑料为材 料。 镜框做成可以夹紧放松的结 构，通过拧送，放松按钮可 以取下或装上镜片
工程图
效果图
效果图
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眼镜设计
眼镜的历史
• 1898年最早出现在意大利的佛罗伦萨，据说这项发明是世界上最重要 的工作之一。 • 1784年美国发明家本杰明富兰克林因为自身患有近视和远视就发明了 两用的眼镜，于是解决了频繁换两副眼镜的折磨了。 • 远在2000年前的时候我们国家就出现了，在《中外史籍》都记载了眼 镜最早起源于中国，是我国古老文化、医疗、技艺的遗产。 • 战国时期（2300年前 ），《墨子》15卷中记载有墨子很多有关光和 对平面镜、凸面镜、凹面镜的论述。
学性质稳定、有较高的机械强度等。
•
材料的确定：做奶嘴用的硅胶，比普通的PVC,普通硅胶更安全无毒，柔软舒 适。
鼻托部件
具 有 按 摩 作 用 的 小 气 囊
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结构——折叠结构的实现
• 添加旋转部件，具体 如图所示。 • 结构解析：用一小螺 柱将眼镜两部分连接 起来。
连接部件
通过一螺栓将两部分连接， 并可旋转。
讲究美观，不愿镜框粗大 无 无
内部因素
原理的可能与制约 结构的可能与制约 技术的可能与制约 折叠结构，自适应鼻托，换镜片装置均可实现 换镜片装置可能会造成镜框粗大 无
加工工艺的可能与制约 换镜片装置可能会由于元件过小不易加工 色彩.形态的可能与制 约 形态上限制镜框的大小
材料与资源的可能与制 自适应鼻托材质的选择要保持一定的柔软度和敏感性，同时要有 约 一定的强度 管理水平的保障 无