萬能插頭

學(xué)校：卑爾根縣學(xué)院，哈克克。njitractor:Joseph defalco目前美國的插座設(shè)計(jì)存在缺陷。與當(dāng)前設(shè)計(jì)相關(guān)的安全性和易用性問題很多。對于itance來說，插上電源后仍然可以接觸到插座插腳，這對可能意外接觸插腳的人造成了電氣危害和安全危害。此外，許多插頭的極性意味著只能以一種方式插入。此外，要插入電纜，必須完全正確對齊，這意味著在光線較暗的情況下無法插入電纜。我的設(shè)計(jì)是一種新型的磁連接插座。插座的環(huán)形結(jié)構(gòu)意味著可以在任何方向插入電纜。插座和插頭中的磁鐵意味著當(dāng)插頭靠近插座時，插頭會自動校準(zhǔn)。此外，OmniPlug比美國的插座要安全得多。因?yàn)殡娫床遄耆珡谋砻媾懦觯栽陔娫戳鲃訒r，不會有裸露的電線。此外，我的插座還提供了額外的接觸點(diǎn)，以便進(jìn)行狀態(tài)檢測。墻上的電源只有在插頭插上時才會流過插座，這是由繼電器和放置在插座旁邊的5V調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的，如圖和組件文件所示最終，OmniPlug解決了困擾我們一天多次生活的問題，是一個更安全、更容易使用的傳統(tǒng)美國墻壁插座的替代品。由于目前還沒有針對磁性插座的商業(yè)解決方案，這種設(shè)計(jì)是一種新的插座概念，也是人類通過電源連接系統(tǒng)進(jìn)步的又一次迭代。有許多不同的潛在3D打印技術(shù)可用于OmniPlug，從FDM到SLA、SLS和PolyJet。每種技術(shù)都有其獨(dú)特的優(yōu)勢。SLA允許創(chuàng)建非常精確的高質(zhì)量零件，而SLS可以在沒有支持的情況下打印，因?yàn)閡intered粉末允許零件的自我支持。此外，PolyJet能夠處理各種各樣的材料。然而，無論是高精度或自我支持是必要的或值得額外的成本和麻煩使用這些印刷技術(shù)。FDM能夠?qū)崿F(xiàn)許多相同的目標(biāo)，同時仍然能夠保持相對的低效率，并向公眾開放。OmniPlug可以使用FDM技術(shù)和多種材料進(jìn)行打印。但是，為了提高耐溫性，我會選擇ABS作為材料，因?yàn)殡姎庀涞陌踩允亲钪匾?。該模型可通過支持結(jié)構(gòu)進(jìn)行打印，如打印程序的屏幕所示。如有必要，可使用水溶性長絲（PVA）制造支架，以便于拆卸。模型的一個縮短的面紗已經(jīng)被打印出來，表面特征（接觸點(diǎn)）也可以被打印出來，在設(shè)計(jì)OmniPlug時必須考慮很多因素。合適，尺寸由電氣箱中電源插座的正常尺寸確定。根據(jù)電氣箱的平均尺寸建立最大的深度，并留有一定的空間以便于布線。這意味著OmNeIdl的DimeIO大約為33.4毫米×106.2毫米。接下來，必須選擇孔徑。這個尺寸還與電源箱和插座本身的尺寸相協(xié)調(diào)。為了在電源插座的側(cè)面留出足夠的間隙，以免顯得尷尬，從電源插座的寬度上減去了大約1厘米。另一種設(shè)計(jì)的卷取方式是方便插入電源線。為了證明不需要完全正確的對準(zhǔn)，在每個出口的側(cè)面增加了一個錐角。之后，是時候設(shè)計(jì)實(shí)際的連接接口了。電力傳輸需要三個觸點(diǎn)：接地、熱觸點(diǎn)和中性觸點(diǎn)。此外，只有在連接電纜時，才需要另一個接觸點(diǎn)來供電。在這里，安全是最重要的，因此接地連接器的設(shè)計(jì)總是在最后連接和斷開。這是通過確保接地連接比其他接觸點(diǎn)淺1 mm（遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過FDM層高度）來實(shí)現(xiàn)的。插頭上的觸點(diǎn)是彈簧加載的，因此接地接頭能夠使觸點(diǎn)配合。此外，接地連接更寬約0.5毫米，允許更多的電流通過地面而不是通過其他觸點(diǎn)，以提高電氣故障時的安全性。鋼絲寬度也被考慮到卷取。最小接觸點(diǎn)的寬度約為3mm。這意味著3毫米寬的電纜（9 AWG）可以為每個接觸點(diǎn)供電。最保守的估計(jì)與最高80攝氏度的銅線允許65安培的電流最大通過電線。這是足夠的，因?yàn)?20V電流將允許120V*86A=7800W的電流通過連接器，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于繼電器的2400W額定值。這意味著每一個插頭可以提供高達(dá)2400瓦的功率，即使是最智能的家用電器也有足夠的功率。為了確保設(shè)計(jì)易于三維打印，盡可能少地增加懸挑。這就是為什么OmniPlug的設(shè)計(jì)是一個基本的盒子，與其他電源插座中常見的更復(fù)雜的形狀相比，它更易于打印。然而，只有不可避免的懸挑被保留下來，就像每邊的金屬接頭。此外，還考慮了層高。要解決的最小z高度差是接地連接器，其高度約為1 mm。這使得3D打印能夠很容易地打印出這個模型，在將來，OmniPlug甚至可以用FDM或其他3D打印技術(shù)來制造。3D打印技術(shù)從一個產(chǎn)品概念的誕生到生產(chǎn)的全過程，都有很大的潛力提升制造業(yè)的狀態(tài)。適合，三維打印允許快速，準(zhǔn)確，和低成本的產(chǎn)品原型。這樣可以加快原型制作過程，減少錯誤的發(fā)生，因?yàn)楫?dāng)一個精確的原型可用時，錯誤很容易被注意到。許多大公司似乎也有類似的想法，因?yàn)樗麄兊脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室通常包含3D打印（微軟、蘋果等）。此外，三維打印允許復(fù)雜的制造很容易做到。有些零件太復(fù)雜，無法用傳統(tǒng)的制造技術(shù)制造，如注塑成型。例如，一組能夠旋轉(zhuǎn)的相互連接的三維形狀對注塑模具來說是極其困難甚至不可能的，但是許多三維打印技術(shù)都能夠生產(chǎn)出來。然而，3D打印是有用的，即使他們不完全取代整個生產(chǎn)鏈。由于傳統(tǒng)的制造技術(shù)通常有很大的周轉(zhuǎn)時間，一些時間表可能無法滿足。然而，一個被稱為橋梁制造的概念允許3D打印和其他制造技術(shù)一起操作。這一概念要求用3D打印技術(shù)在短時間內(nèi)制造零件，一旦有了3D打印技術(shù)，就要緊跟其他制造技術(shù)。這樣可以輕松地滿足緊迫的最后期限，提高客戶滿意度。最近的一個例子可以在Ultimaker中看到，他們在Ultimaker 3上制造了改進(jìn)的卷筒保持架。3D打印使他們能夠滿足產(chǎn)品發(fā)布的最后期限。最后，3D打印在整個產(chǎn)品創(chuàng)建時間線中都是非常有用的，不管它們的參與程度如何。