长江大学毕业设计开题报告--谢思

毕业设计开题报告题目名称即插式电水壶设计院（系）机械工程学院专业班级工设11101班学生姓名谢思指导教师龚敏辅导教师开题报告日期2015年4月9日长江大学毕业设计开题报告即插式电水壶设计学生：谢思，机械工程学院工业设计11101班指导老师：龚敏，长江大学机械工程学院工业设计系1 题目来源来源于生产和社会实际。

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。

而且由于不断出现的饮用水质量问题、以及人们广泛关注的二次污染问题，将自来水烧开饮用的方式逐渐成为了追求健康的现代人的首选，电热水壶以方便、快捷、安全等优势出现在人们的视线中，作为一个与健康休戚相关的产业，其市场前景和市场潜力巨大。

2 研究的目的和意义家家户户每天都要烧水，生活中再简单不过的一件小事儿，却与民生息息相关。

烧水方式多种多样，从燃气灶烧水，到电加热烧水，从"热的快"，再到如今的电水壶，烧水越来越安全，方便。

电热水壶以其加热方便,快捷高效得到逐渐普及,人们越来越关注饮水健康,对电热水壶要求也相应提高。

电水壶产品相对其它小家电产品比较特殊，需要对液体进行加热，触及带电部件的防护、输入功率和电流、耐潮湿，非正常工作、结构、电源连接和外部软线、螺钉和连接等，对安全性有着极高的要求。

现代电水壶的设计不再是仅仅满足功能需求的单调设计，它需要的是用艺术的形式与手段去充分发挥和体现电热水壶的功能和特点及其科学性和先进性。

我研究的主要目的和意义就在于通过仔细分析电水壶的各个部件及人机关系，联系所学，实现一定范围内的现代科学与艺术的有机结合。

3 阅读的主要参考文献及资料名称[1] Donalda,A. Norman（美）.情感化设计[ M ].电子工业出版社,2005.5[2] 李乐山.工业设计心理学[ M ].高等教育出版社,2004.1即插式电水壶设计[3]赵江洪．设计心理学[M]．北京：北京理工大学出版社，2004[4]何晓佑．人性化设计—现代十大设计理念[M]．江苏美术出版社，2001[5]王受之．世界现代设计史[M]．北京：中国青年出版社，2002[6]何人可．工业设计史[M]．北京：高等教育出版社，2004[7]刘志峰，刘光复．绿色设计[M]．北京：机械工业出版社，1999[8]刘永翔．产品设计[M]．北京：机械工业出版社，2008．1[9]张福昌．造型基础．第l版[M]．北京：北京理工大学出版社，1994[10] 陈慎任，马海波.产品形态语义—设计实例[ M ].机械工业出版社，2003.1[11] 高庆年.造型艺术心理学[ M ].知识出版社，1988[12]陈震邦．色彩设计[M]．机械工业出版社，1994[13]韩春明．工业产品造型设计[M]．北京：机械工业出版社，2009．4[14]辛华泉．形态构成学[M]．北京：中国美术学院出版社，2009[15]赵国志．色彩构成[M]．沈阳：辽宁美术出版社，2001[16]王玉林，苏全忠，曲远方．产品造型设计材料与工艺[M]．天津：天津大学出版社，1994[17] 阮宝湘，邵祥华．工业设计人机工程[M]．机械工业出版社，2005[18] 丁玉兰．人机工程学[M]．北京理工大学出版社，20054 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向4.1电水壶设计现状和发展趋势4.1.1 电水壶的定义电水壶（英文名称：Electric Kettle），即满足人们健康快速饮水需求的一种小家电产品。

主要功能在于快速煮沸开水及饮料。

适用于家庭、机关、企事业等单位。

具有热效率高、耗电量少、安全卫生等优点。

4.1.2 电水壶的分类电水壶的种类较多，按其性能的不同，可分为有温度控制器的自动式电水壶和没有温度控制器的普通式电水壶。

1. 自动控温型电水壶（如图1）长江大学毕业设计开题报告自动控温型电水壶，或全自动带气压供水装置的电热水壶，水沸后能自动跳闸，切断电源，或者能够自动保温，无需人工操作和看管，使用方便，安全可靠，但售价较高，维修困难。

2. 非自动式普通电水壶（如图2）非自动式普通电水壶，或没有控温装置的单层、双层筒式电水壶等，水沸后要人工拔下电源插头，切断电源，使用虽不方便，但结构简单、售价便宜、易于维修。

图1 自动控温型电水壶图2 非自动式普通电水壶按结构的差异，可分为直插式和旋转式。

1. 直插式（如图3）直插式就是壶体与底座不能旋转，用发热管直接加热，为电热管直接浸入式电水壶。

2. 旋转式（如图4）旋转式是壶体与底座可以360度旋转，用发热盘加热，为云母片式电热器底部安装式电水壶。

目前市场上的大多数产品为旋转式。

旋转式一般有分体式电源底座，水沸自动开关，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950W左右，水容量从0.5到2公升均有，电压220—240V。

国外有使用110V 电压，中国也有很多厂家生产。

即插式电水壶设计图3 直插式电水壶 图4 旋转式电水壶按电水壶壶身材料的不同，又可分为不锈钢电水壶、塑料电水壶、陶瓷电水壶、玻璃电水壶、紫砂电水壶等。

1. 不锈钢电水壶（如图5）不锈钢电水壶的外壳采用不锈钢材料，目前电水壶市场上，不锈钢材料制成的电水壶是使用最多的产品类型。

其优点在于：1.不锈钢外壳坚固耐用、美观大方、易清洗，特别适用于饭店、酒店等公共场所，适合大众使用；2.不锈钢材质无异味，不会产生任何有毒有害物质，消费者一般可以放心选购；3.不锈钢电水壶也属于耐用小家电，作为礼品赠送给朋友、亲友，既实惠又有档次。

其缺点是：1.金属水壶长时间使用会产生水垢，清除水垢比较麻烦；2.颜色单一、相对而言较重；3成本较高、壶身较烫手。

2. 塑料电水壶（如图6）电水壶外壳采用塑料材质，其优点是：1.机身重量较轻、色彩丰富、款式多样；2.价格便宜、易清洗。

缺点是：1.易老化、使用寿命短；2.档次低，不适合正规场合使用。

3. 陶瓷电水壶（如图7）陶瓷电热水壶，优点是：1.档次高，陶瓷一般作为工艺品可供欣赏，制成电水壶，在配上精美茶具，及高雅又方便饮茶；2.陶瓷电水壶有很多的花色，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。

缺点在于：1.陶瓷制品本身质脆，要轻拿轻放，不能重击、 碰撞，否则会损坏壶身，影响美观，或缩短产品使用寿命； 2.价格相对而言要贵一些。

长江大学毕业设计开题报告4. 玻璃电水壶（如图8）玻璃电水壶，外壳透明，整体颜色主要是玻璃的透明色、黑色、白色，同时以不锈钢和塑料作为配件搭配。

5. 紫砂电水壶（如图9）紫砂电热水壶，外观颜色多为褐色、朱红等。

紫砂壶本身就具有古朴高雅的气质，其色彩散发出典雅的气息。

图5 不锈钢电水壶图6 塑料电水壶图7 陶瓷电水壶图8 玻璃电水壶即插式电水壶设计图9 紫砂电水壶4.1.3 电水壶的构造电水壶的结构有多种不同的分类方式，一般来说，电水壶主要由壶体、壶嘴、壶盖、发热器和手柄等组成（如图10、11）。

壶体、壶嘴、壶盖一般用金属拉伸而成，手柄用耐热塑料制成。

电热器是钢管或不锈钢管弯成圆形，表面经过电镀处理，管内装有螺旋状电热丝，电热丝与金属管之间填充导热和绝缘性能好的氧化镁粉，电热器安装在壶的底部，两引出线空过壶壁出于壶外，用螺母紧固。

在电热器与壶壁之间加有耐热的橡胶垫片，使壶密封不漏水。

自动式电水壶的结构与普通电水壶的结构差不多，不同的是多了一个温度自动控制装置，水开后能自动跳闸，切断电源。

图10 苏泊尔SWF15EJ2-150电水壶结构图长江大学毕业设计开题报告图11 九阳JYK-17C16电水壶结构图4.1.4电水壶的工作原理电热水壶接通电源5分钟左右后，水温逐步上升到100度，水开始沸腾，蒸汽冲击蒸汽开关（如图12）上面的双金属片（如图13），由于热胀冷缩的作用，双金属片膨胀变形，并利用变形通过杠杆原理推动电源开关断开电源，从而使电热水壶在水烧开后自动断电。

其断电是不可自复位的故断电后水壶不会自动再加热。

如果蒸汽开关失效，壶内的水会一直烧下去，直到水被烧干，发热元件温度急剧上升，位于发热盘底部的有两个双金属片，会因为热传导作用温度急剧上升，膨胀变形，断开电源。

因此电热水壶的安全保护装置是设计的非常科学与可靠的。

这也就是电热水壶的三重安全保护原理。

第一重：蒸汽开关，当水沸腾后蒸汽开关会动作，使水壶断电；第二重：干烧保护，如蒸汽开关未动作，水将会一直烧下去并不断减少，当水低于最低水位或烧干时，另一温控上的双金属片会动作，使水壶断电；第三重，如以上均失去作用，随着温度升高，温控器内一塑料推杆将会熔化，使水壶断电。

即插式电水壶设计图12 蒸汽开关位置图图13 双金属片示意图4.1.5电水壶的发展历程电水壶在1891年诞生于芝加哥。

早前流行于欧美发达国家的电水壶，因其省时、节能、美观、便捷、安全的特点，在进入市场后，首先受到高收入家庭的青睐。

随着现在社会的高速发展，电热水壶进入了千家万户，尤其是白领阶层的小资产阶级，即中档收入水平家庭。

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。

为了保证温控元件失灵时电热水壶的安全，出现了使用PTC加热元件的电热水壶。

PTC热敏电阻是一种电阻随温度变化的陶瓷电阻体，PTC加热元件的干烧温度可以设定在150℃~250℃之间的任何温度，当温度到达设定的温度后，PTC元件的电阻迅速增加，加热功率急剧下降，使其温度保持在设定温度而不会继续上升，在温控元件失效的情况下，PTC自身温度保持在较低的温度，保证了干烧不会出现危险。

随着生活的需要，现在的电水壶也正在向多功能方向发展，如防漏、防烫、锁水等。

现在电水壶已经成为全球的畅销品，各大商场及家电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。

电水壶由最初的塑料式发展到铝合金、不锈钢等系列，甚至可以说是设计多种多样，材料使用广泛。

容水量也以用户的用量逐渐加大。

4.1.6电水壶的市场分析近年来，精美、实用、方便、快捷的电热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。

电热水壶巨大的市长江大学毕业设计开题报告场，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。