理工大学毕业设计说明书(论文)作 者:王通再学 号：0801010325学院(系):机械工程学院专 业:机械工程及自动化题 目:光电鼠标的计算机辅助设计和制造指导者： 副教授 评阅者： 2012 年 6 月毕业设计说明书（论文）中文摘要随着机械自动化水平的高速发展，三维造型技术广泛的应用于各个领域。本文介绍了光电鼠标外壳的结构设计，首先介绍了光电鼠标的工作原理以及鼠标的发展历史，接着阐述SolidWorks软件在三维造型中的特点，分析如何运用SolidWorks完成三维造型设计。然后通过对鼠标结构的分析，提出一套完整的鼠标结构设计方案。通过运用SolidWorks软件完成鼠标的曲面建模，零件装配，模具设计以及数控加工仿真。本次毕业设计，综合运用了大学期间的各方面知识，全面了解了三维造型技术在机械设计中的贡献，熟练运用SolidWorks软件的各方面功能。关键词 三维造型 光电鼠标 结构设计 SolidWorks毕业设计说明书（论文）外文摘要Title Computer Aided Design And Manufacturing of the Optical Mouse AbstractWith the rapid development of mechanical automation level, 3D modeling technology is widely used in various fields. This paper describes the design of the structure of the optical mouse shell, First, the working principle and the development history of the mouse is introduced, then the paper described the 3D modeling characteristics of the SolidWorks software. The analysis about how to use SolidWorks to complete a 3D modeling design is discussed.complete set of mouse structural is then proposed through the analysis of the structure of the mouse. Finally, the mouse surface modeling, parts assembly, mold design and NC machining simulation were completed by using SolidWorks.This graduation project integrated the knowledge of all aspects studied in the college. Besides, comprehensive understanding of the contribution of the 3D modeling technology in mechanical design and Skillful use of the functions of SolidWorks software in all aspects are realized.Keywords 3D modeling Optical mouse Structural design SolidWorks 本科毕业设计说明书（论文) 第 2 页 共 50页 本科毕业设计说明书（论文） 第 II 页 共 页 目 录1 绪论11.1 鼠标的现状和发展历史11.2 光电鼠标的工作原理21.3 光电鼠标的结构31.4 三维造型在鼠标设计中的应用51.5 本章小结72 鼠标设计方案82.1 鼠标设计要素分析82.2 确定鼠标的最优设计方案112.3 本章小结153 鼠标的三维造型和装配163.1 鼠标雏形建模173.2 鼠标上盖按键建模193.3 鼠标上盖建模213.4 鼠标底盖建模243.5 鼠标手轮建模263.6 鼠标手轮轴建模273.7 鼠标的装配及爆炸图273.8 鼠标的渲染283.9 本章小结294 鼠标底盖的加工程序设计304.1 塑料注射模的设计步骤304.2 分型面方案的确定314.3 鼠标底盖凸凹模的设计步骤324.4 鼠标底盖凹模的数控程序344.5 本章小结365 鼠标零件工程图375.1 鼠标手轮轴工程图375.2 鼠标手轮工程图375.3 鼠标上盖按键工程图385.4 鼠标上盖工程图395.5 鼠标底盖工程图405.6 鼠标装配工程图405.7 本章小结41结束语43致 谢44参 考 文 献42 本科毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 44 页 1 绪论 本科毕业设计说明书（论文） 第 45 页 共 44 页随着科学技术的快速发展，人类的沟通方式从以前的书信过渡到现在的互联网时代。在商业竞争日益激烈的今天，很多商家把信息技术和互联网看成是同客户沟通的方式和扩大客户圈的技术平台1。通过互联网还可以将商家的产品推销出去。信息技术水平的成熟，促进了人与人之间的交流与沟通，加快了经济的发展以及社会的进步。因此，互联网成为当今社会必不可少的一个平台。电脑的普及将互联网时代推上了另一个高度，随之而来的是IT行业的快速发展。电脑诞生到今天已经走过了66个岁月，新颖、时尚且功能强大的计算机产品日见增多。随着IT时代的来临，计算机也走进了千家万户，人们对计算机的外观和功能也有了更高的要求。计算机的设计理念面临着创新和改革的挑战，这也促进了舒适化和人性化产品的诞生。1.1 鼠标的现状和发展历史随着计算机时代的来临，计算机的产品种类也日见增多。鼠标是信息技术社会中，使用最频繁的设备之一。鼠标作为电子计算机的输入设备随着计算机技术一同发展着，Windows系统的普及更进一步推广了鼠标的应用，在大多数人的眼里，主机，显示器，鼠标，键盘是电脑配置中必不可少的配件。鼠标发展到今天，已经有40多个年头。在40多年的创新与改革中，鼠标的种类和性能也经历着翻天覆地的变化。1968年诞生了世界上第一个鼠标，一个木质的小盒子，盒子下面有两个垂直的滚轮，每个滚轮带动一个机械变阻器来控制X、Y的位移，在盒子上面有一个按钮开关提供连通信号。由于只拥有一个按钮，外形方正，拖着一条长长的连线，像及老鼠，也正因此，被形象的冠以鼠标之名。这款鼠标需要接通电源才能工作，因此与现在的鼠标在外形上相比有很大的不同2。由于当时的科学技术有限，第一款鼠标在造价方面十分昂贵，因此在当时的社会很难被普及。随着技术的发展和市场的需求，直到1984年，苹果公司的Macintosh电脑，由于造价较第一台鼠标已有很大幅度的降低，因此，鼠标成为了电脑密不可分的朋友，鼠标的普及，也极力地推动了鼠标外形的发展。当年苹果推出的Apple Macintosh Mouse同样棱角分明，拥有一个按键。到1999年，安捷轮公司推出一款具有历史意义的光学传感器，通过光学传感器原理，准确定位X、Y的位移，从而使得鼠标的定位变得更加准确。那个时候，才真正意义上有光学鼠标这项新的科学技术3。在机械和光电之间，存在一个过渡的综合产品叫光机鼠标。光机鼠标使用滚球带动两个转盘，通过转盘上的发光二极管来获得移动信号。这一款鼠标统治了鼠标市场长达20年之久，大部分人在21世纪初期使用的鼠标，就叫光机鼠标。到了2004年，罗技公司发布了一款激光无线鼠标，这款鼠标在外形上的设计更具有里程碑的意义，从此“老鼠”摆脱了尾巴，揭开了鼠标进入激光无线时代的序幕。目前，鼠标的造型发展已呈百家争鸣的局势。例如苹果的Magic Mouse不仅取消了唯一的按键，流水线的造型，仿烤瓷的外壳材质，受到爱好者的极力推荐。以及Razer的那伽梵蛇鼠标，提供了多达12个侧键，给人强烈的视觉冲击。说到人体工程学设计的经典莫过于罗技的银貂，扭曲的机身，倾斜的按键以及两侧的防滑橡胶设计，使鼠标不仅在视觉上带来独特的感觉，另外厚重的鼠标底盖更贴合人体工艺学。这样的设计理念，使得各大鼠标生产商竞相模仿。鼠标作为计算机系统中，最常见也是最普遍的输入设备。经历40年的发展与积累，鼠标走过了机械时代，传统光学时代，来到了时下的激光无线时代。虽然鼠标的更新换代速度远没有计算机产品和通信设备技术来得快，但是冰冻三尺非一日之寒，鼠标厚积薄发的“进化”速度在最近的几年鼠标市场上体现得淋漓尽致。如何让鼠标更贴近用户，成为当下鼠标设计者最热门的话题。1.2 光电鼠标的工作原理在计算机时代的今天，鼠标的样式齐全，品种繁多。鼠标的分类方式有很多种。按鼠标的按键数量，可以分为单键鼠标，双键鼠标，三键滚轮鼠标；按鼠标的接口形式，可以分为串行接口设计（梯形9针接口），PS/2接口（小圆形接口），USB接口，红外线接口；按鼠标的内部构造，可以分为机械式鼠标，光电机械式鼠标，光电式鼠标，光学鼠标。另外按使用人群分可以分为儿童鼠标，游戏鼠标等等。随着计算机的普及，鼠标的分类方式也变得更加丰富。作为鼠标市场关注度最高的光电鼠标，一直受到消费者的青睐。光电鼠标通过检测鼠标的位移，并且将位移信号转换为电脉冲信号，再通过程序处理来控制光标在计算机屏幕上的移动。光电鼠标将传统鼠标的滚球利用光电传感器来代替。光电鼠标利用一块特质的反光板作为鼠标移动时的垫，这块垫板有一黑一白的点，当发光二极管照射在黑点与白点之间时，会折射出两种不同的状态，这时两个相互垂直的光敏管对两种状态的信号进行分析产生相应的处理信号，使计算机做出反应。因此，一旦没有那块垫板，光电鼠标就不能工作。光电鼠标是利用鼠标内部的一个发光二极管，通过二极管发光照亮鼠标底部的接触面（这就是光电鼠标底部发亮的原因），同时接触面会反射回一部分光线，反射光通过一组光学透镜在一个CMOS传感器内成像4。当鼠标移动的时候，移动轨迹便被记录为一组高速拍摄的连贯图像，经过鼠标内部一块专用的DSP图像分析芯片，对移动轨迹上提取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和距离，从而完成光标的定位5。这就是光电鼠标的工作原理，如图1.1所示。图1.1 光电鼠标电路原理图一款设计优良的鼠标除了有精致的外观以外，还需要有很高的光电感应度。所谓光电感应度是指鼠标的精度和分辨率，同时也是用户选择鼠标时的主要依据。单位为DPI或者CPI，其定义是光电鼠标在移动过程中，每移动一英寸能够准确定位的最大信息数。这个参数值的大小也直接反应了鼠标使用性能的优劣。但是光电感应度的数值也不能过高，因为目前市场上大多数鼠标使用的