摘要：文章围绕如何在三网融合同等技术条件下进行立式机顶盒创新设计，在造型、结构、散热、可靠性方面分别提出了不同的设计思路和方法。外观造型应用设计学中的构成设计、结构形式提出和应用无螺钉“金属V型勾和卡位装配”方式、散热提出“烟囱型散热设计”实现方法和应用方式，设计出基于三网融合的立式机顶盒。

关键词：产品创新；外观造型设计；结构设计；散热设计；立式机顶盒；三网融合 文献标识码：A

中图分类号：TN948 文章编号：1009-2374（2017）02-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.019

本文课题来自企业三网融合开发项目，主要是针对目前新的城市家居环境中拥有平板电视和可提供电信、联通、移动这三家公司出品的IPTV（互联网电视业务）的家庭所开发的立式融合型机顶盒。课题属于企业现实性项目，整个过程中综合考虑造型、结构、模具、技术和成本等多方面的因素，合理地进行协调，做出最佳实现方式。设计过程中，以公司现有三网融合技术为支撑平台，保证企业产品高质量的同时，着力分析外观造型、散热方式、结构方式、装配方式、成本、可靠性等设计问题。

1 产品的用户需求分析

1.1 产品的功能需求

基于三网融合技术平台研发的家庭数字终端产品，利用宽带网，集互联网、多媒体、通讯等技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术，实现观看电视直播、电影点播、网上冲浪、娱乐等功能。

1.2 产品的应用环境

城市家居环境中拥有平板电视和可提供电信、联通、移动这三家公司出品的IPTV（互联网电视业务）的家庭。

1.3 产品的个性化需求

（1）符合主流客厅使用环境，造型具有设计感、风格简洁、色彩主流；（2）经济、实用、耐用、安全可靠；（3）摆放稳定、利于散热。

1.4 产品的市场推广需求

用户是可安装融合型机顶盒的家庭；外观设计风格简洁、大气；色彩黑白为主；摆放方式立式设计；散热方面解决产品发热量大；结构、工艺、装配等优化创新降成本。

2 用户需求功能的实现

2.1 产品外观造型的确定

从目前城市中一般家庭的家居环境来看，电视机、电视柜、路由器等同类产品都以长方形、直线等元素造型为主，客体环境比较具有现代感。

因此，在设计中综合考虑客户、市场及现代家庭的审美需求，提出了在外观造型设计中应用构成设计的理念。构成是近代造型的常用概念，分为“形体”和“构造”两大部分，其原理可从视觉美、形式美、感官美和虚拟美的角度加以把握和理解。

在外观整体造型设计中，应用构成设计中的对比构成，将机顶盒用分割线手法按照1∶3的比例分成前壳和后壳，在前壳上做工艺槽，使得产品更具设计感。产品表面工艺采用前壳光面、后壳哑面相结合，形成强烈的对比，呈现出稳重、大气的风格。

在外观细节造型设计中，应用构成设计中的对比、虚实构成，并充分结合产品的特殊性（发热量大），结合整体造型，用几何线条将散热孔和工艺槽平均分为3组，每组之间虚实结合、简与繁对比、壳体两侧散热孔对称设计。给人一种视觉享受，也使得整个产品在视觉上更具立体感。顶面散热孔和壳体两侧散热孔使产品形成了“烟囱型散热”效应，从设计源头上解决了散热的问题，使外观造型、构成设计美学和散热完美地结合在了一起。

2.2 产品的结构确定

在产品的结构设计中，如何使产品尽可能做到外形美观、使用性能优良、成本低、可制造可加工性强、可装配性、维修简单、方便运输以及对环境无不良影响等，是设计师一直以来研究和创新的课题。

因此，在产品结构设计时，将零部件分为前壳、后壳、金属V型勾三个部件，从部件数量上控制成本，取消了传统的螺钉装配固定，减少了螺钉成本和人工成本；在实现方法上采用金属V型勾和卡位装配形式，免去了装配时人工打螺钉固定壳体的环节，采用卡位装配形式保证其安全可靠性。在打开方式上利用塑胶材料本身弹性和人手上捏力，通过弹性打开机器。

从以上结构形式上提出和实现了无螺钉设计“金属V型勾和卡位装配”的结构方式。

2.3 产品的散热設计实现

散热问题一直是留给设计师们值得深入创新和研究的课题。针对不同的产品散热设计的合理性对产品有着至关重要的影响。如何应用美学方式解决散热是设计师的一个新思路。在产品的散热设计中，散热孔设计根据造型几何分割，将壳体分成前后壳，散热孔开在后壳顶面和后壳两侧面形成烟囱效应，冷空气从后壳两侧面进入，热空气从顶部流出，且盒体两侧无阻挡，利于辐射热量形成空气循环带走热能，有效地解决了塑胶立式机顶盒的散热问题。

本课题通过研究立式融合型机顶盒外观造型、构成设计学、散热之间的关系，巧妙的应用“烟囱型散热设计”散热方式，完美地将三者之间的关系通过对比、虚实、对称、几何分段等构成方式结合在一起，既解决了产品设计中的散热问题，又很好地把构成设计美学应用到产品的造型设计中，使散热设计和艺术效果都得到了充分的体现，将整个产品完整性、统一性、设计感呈现在用户面前，使产品更具吸引力。

2.4 产品的成本控制和可靠性

在产品的创新设计中成本的控制和可靠性的设计主要有以下方式：减少零件数量、简化产品结构、零件标准化、产品模块化、设计稳定的基座、设计导向特征、零件先定位后固定、防错的设计、人机工程学的设计等。产品结构设计通过遵循面向装配的设计指南，提高产品的可装配性，从而提高产品装配效率、减少产品装配错误和装配时间、提高产品装配质量等。本文所设计的立式融合型机顶盒从以下两方面进行了成本的控制和可靠性设计：

2.4.1 成本的控制。（1）结构设计降成本，采用无螺钉设计，取消了传统的螺钉装配固定，减少了螺钉成本，降低人工装配成本、减少装配工序、提高了生产效率；（2）散热设计减低成本，采用“烟囱型散热设计”，取消了传统金属散热块导热设计减少了金属导热块和装配螺钉，从根本上降低了部件成本和装配成本；（3）降低维修成本，利用塑胶材料本身弹性和人手上捏力，通过弹性打开机器，取消了螺钉固定方式。使产品在后期维修维护中拆装快捷，人工装配方面少去了人工打螺钉环节，降低了维修成本，提高了工作效率、降低了产品报废率；（4）材料工艺减少成本，材料采用普通ABS，ABS材料具有高流动性、价格便宜等特点。产品表面工艺前壳表面采用抛光处理，后壳表面采用细磨砂亚光蚀纹处理，通过前后光哑面体现产品品质。

2.4.2 可靠性设计。（1）外观造型设计立式设计，整体造型底部宽，壳体底部的宽度充分保证了产品使用环境中摆放的稳定性；（2）结构设计上使用“金属V型勾和卡位装配”，实现了无螺钉内扣结构形式，整圈内扣和金属V型勾相结合，保证产品的安全可靠性；（3）材料选用ABS，ABS材料的热变形温度为93℃～118℃，能充分保证产品稳定性。ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用；（4）接口设计上布局插线的接口在壳体下半段，有利于壳体和接口之间相互支撑，使产品放置更加稳固。

3 结语

从本文中梳理以下创新点：（1）构成设计在外观造型设计中的实现；（2）无螺钉设计“金属V型勾和卡位装配”的结构方式的实现；（3）“烟囱型散热设计”散热方式的实现和应用；（4）造型设计、结构设计、散热设计、装配人工降低成本和保证产品可靠性。

以上创新点，基于三网融合的立式机顶盒设计项目，以用户的需求为出发点，以产品创新设计为目的，以市场为向导、以课题基础为引导，以提高产品的附加值为责任。在保证产品必备功能的前提下创造性提出了几点创新点，改善和创新了产品的合理性，让用户体验更方便、舒适，外观造型设计视觉上给人赏心悦目的享受，并成功解决了散热、成本控制、可靠性等给企业带来压力的实际问题，同时也满足用户需求和符合市场对产品的需求、定位。在产品创新设计中体现了设计的价值，为公司提供了有责任的设计，为公司新产品研发设计打下良好的基础。

参考文献

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[3] 杨亚丽.数字电视一体机造型设计与外壳结构设计优化分析[D].华南理工大学，2015.

作者简介：庞力源（1986-），男，甘肃张掖人，供职于四川九州电子科技股份有限公司，研究方向：数字电视、数据通信、宽带网络、三网融合产品工业设计、结构设计。

（责任编辑：黄银芳）