摘要：近些年以来，小家电日益构成了家居设计的关键，而与之有关的小家电整体性能也呈现优化的趋向。设计人员针对小家电如果要着眼于优化设计，那么侧重点应当在于家电结构设计。这是由于，小家电是否体现为优良的家电性能，其直接关乎家电内部的结构设计。在此前提下，设计人员有必要侧重于各类小家电的结构优化设计，从而显著优化了小家电能够达到的整体运行效能。
关键词：结构设计；优化；小家电；具体应用
引言：广东省尤其是珠三角地区，小家电产业颇具特色，现在家电企业中的竞争已由过去的技术竞争为主，转化为以技术发展为基础的设计竞争。对小家电产品结构不断进行创新设计，提高其性能，是家电产业持续发展、提高竞争力的必要条件。
1、优化小家电结构设计的基本思路
在传统模式下，关于小家电设计通常都会选择单一设计模式。然而不应忽视，关于小家电的各种内部结构如果仅限于单一式的家电结构设计，那么通常都很难达到最优的家电设计整体效果。与之相比，设计人员如果选择了创新性较强的多种结构设计，那么有助于突显结构紧凑、功能齐全并且运行可靠的小家电设计思路，从而符合了优化小家电整个构架设计的宗旨与目标。具体在涉及到参数设计时，关键在于选择合理并且科学的小家电结构参数，以此来优化小家电能够达到的基本运行性能，确保各结构的紧密配合。从目前来看，信息化手段已经可以灵活适用于各类的小家电优化设计，尤其是其中的家电结构设计。相比而言，建立于信息化手段之上的家电结构设计更加有助于简化家电设计的流程，同时还有助于实现多样化的家电运行功能。具体在设计各类的家电结构时，应当灵活选择并联式或者串联式的不同设计模式，依照因地制宜的家电设计思路来实现优化设计。
2、小家电机构传动设计方法
2.1 机构的串、并联组合
（1）串联式机构组合
串联式机构组合是由两个以上的基本机构依次串联而成的（如图1所示），前一机构的输出构件和输出运动为后一机构的输入构件和输入运动，从而成为得到满足工作要求的机构。
如图2所示为半自动咖啡机的结构创新设计方案，其特点是实现对咖啡粉的自动刮平压实功能。
本方案的创新设计原理是，刀片装在螺杆下端，随电机轴和黄色螺杆一起转，螺母与活塞下移；电磁准停装置让刀片准确停在螺母开槽处，电机停转；按下旋钮，刀片刮平咖啡粉后缩回，活塞沿六角螺母、花键（结构详见下文）继续下移，压实咖啡，螺杆机构与刀片伸缩机构串联，实现输出，完成刮平压实功能。
（2）并联式机构组合
两个或多个基本机构并列布置，称为机构并联式组合。每个基本机构具有各自的输入构件，而共有一个输出构件，我们称为A型关联（如图3a所示）；或者各个机构有共同的输入构件，但却有各自的输出构件，称为B型并联（如图3b所示）。
如曲奇机中齿轮与螺杆的配合，为保证螺杆与齿轮轴的最紧凑连接，巧妙地将螺杆进行开槽处理，与齿轮采用凸缘配合连接，同时实现轴毂连接和螺杆转位并联输入，一个输出即挤压面浆功能（图3a），如图4所示。
多功能搅拌机的创新设计则是B型并联结构的应用，采用行星轮系传动，是一个电机实现的两种转速，其输出分别由不同的孔式和轴式联轴器由连接相同位置的行星架和中心轴实现，如图5所示。
2.2 机构的“平行设计”方法
所谓机构的“平行设计”思维，作者定义为多种输入分别对应多种输出功能的创新思维方式。此种创新思维方法，有利于实现多功能，且结构紧凑，体积小。如图6所示，为半自动咖啡机刮平压实机构创新设计方案二，凸轮机构刮平、齿条机构压实机构。
其基本原理是带传动的“平行”应用，即小带轮连接凸轮机构输出利用震动使咖啡粉整平，大带轮则带动齿条和齿条末端的锤体，实现整平后咖啡粉的压实。本方案传动可靠，结构紧凑。
2.3 零件结构创新设计
为保证创新设计思维在小家电产品结构设计中的良好应用，往往需要对部分零件进行结构创新设计，需要对现有零件结构进行巧妙地改进设计。
如图2所示半自动咖啡机机构创新设计方案一，其难点在于螺杆转动但不移动，而螺母间歇移动，因此，方案的成功与否，与螺杆及螺母的设计有直接关系，创新设计示例如下。
螺母带有空心杆，内有凸缘，与活塞上部配合；且活塞开有刀片槽，刀片刮粉后，可缩回活塞内，活塞下移紧接着完成压实功能。螺母与活塞结构的创新设计，有力地配合了咖啡机机构的创新，更好地完成了相关功能。
3、优化设计的要点
3.1 创新小家电的零件结构
针对各类的小家电产品来讲，优化家电设计有必要更多致力于家电零件设计，从而灵活优化小家电现有的零件基本构造。通过运用创新家电零件设计的途径与方式，应当能够完成巧妙的家电结构改造，从而改进并且优化了小家电的各种零件构造。例如针对小家电的螺母与螺杆零件而言，可以将其设计成间歇性的螺母转动方式，同时还需避免螺杆随之产生移动。在保持小家电原有的基本性能前提下，通过运用新颖方式来完成全方位的家电优化设计。
例如针对包含空心杆的螺母结构而言，应当保证活塞上部与螺母凸缘之间能够紧密衔接。从现状来看，设计人员针对半自动式的家用咖啡机已经可以实现如下的设计改进：对于刀片槽将其连接于活塞部位，然后借助刀片来进行相应的刮粉处理。咖啡机在完成上述的操作以后，刀片即可退回活塞，并且能够迅速压实活塞的下部。由此可见，通过创新咖啡机原有的活塞以及螺母结构，应当可以显著优化整个咖啡机具备的运行性能。
3.2 运用平行设计的方式
运用平行设计来优化某些小家电结构，其指的是输出与输入之间能够实现相互对应，因此平行设计本身也具备突显的创新性。在目前看来，平行设计尤其能够适用于体积相对较小的小型家电。这是由于，多数小型家电都设有紧凑的内部结构，其中包含齿条结构、凸轮结构与其他家电结构。
具体在设计时，对于连接于凸轮的小带轮可以灵活适用上述的平行设计思路。例如针对咖啡机而言，在整平咖啡粉时可以借助凸轮振动的作用力，对于末端的齿条与大带轮进行合理带动。通过完成上述的整平处理以后，就可以迅速压实咖啡粉。因此相比而言，运用上述的平行设计模式有助于设计出更为紧凑的小家电整体结构，同时也优化了其中的传动构造。
4、小家电的生态设计
生态社会已经成为21世纪人们共同追求的社会人们在利用小家电享受生活的过程中，难免会因为家电的设计不科学或者不合理产生一系列环境问题，对人类社会与人类的健康成长带来不利的影响，在这样的情况下，就要加强对小家电的机梅的设计创新和优化，小家电的设计要本着生态设计的原理，用生态学原理与生态思想来安排小家电的结构设计，设计出的小家电要符合环境保护的基本要求，是产品的性能发挥与环境保护相结合，小家电不仅要节能还要确保没有任何有毒气体释放出来，或者小家电对环境的破坏程度很小，保证人们的身心健康小家电的设计通常采用不同的方式，但是主要从两个方面入手：①环保的角度，提高资源利用率，确保资源的可持续利用；②经济的角度，
小家电设计要本着低成本高安全的原则，提高其市场占有率，生态设计要根据以下几项原则去设计：
（1）环境因素。在小家电的设计中必须把环境因素放在第一位来考虑，这其中涵盖了降低物质消耗，以及能源消耗，减少废物的产生，降低生态综合治理成本
（2）花销因素。在产品设计上不但要考虑小家电的制造费用，还要考虑小家电的生态费用，以及居民在使用过程中的花费，争取把这些成本都降到最低，这样才能真正让人们认可这一产品，达到产品畅销的目的，实现对应的市场占有率。
5、功能因素
在满足消费者所需要的基本功能外，还要注重对小家电绿色新功能的需求的考虑，使小家电成为绿色产品。
6、美学原则
小家电机构的优化设计不仅体现在其利用上的节能高效与环保，还要体现在其外观上，外观形式与样式反映了小家电的利用模式，小家电的外观要简约、淳朴，减少因为过度包装造成的资源浪费
7、质量原则
要提高小家电的使用周期和使用寿命，固为只有这样才能达到绝对的环保，节省资源，居民加强对一个小家电的循环使用，不去轻易更换和浪费这些资源，是十分必要的选择。
8、总结
小家电是人们日常生活中必不可少的家用电器，对其进行生态设计是践行生态设计的根本表现，只有加强对小家电机构设计和优化才能为环保社会做出应有的贡献，才能确保人们的生活朝着一个健康、绿色的方向发展下去，实现人类的可持续发展。
参考文献：
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论文作者:罗建辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/4
标签：小家电论文; 家电论文; 机构论文; 咖啡机论文; 结构论文; 螺母论文; 活塞论文; 《基层建设》2019年第11期论文;