该异形中空框架结构件,最初的设计出发点是适配手持类通讯终端的外置握持拓展需求,在户外作业、巡检场景下,操作人员长时间握持通讯设备时,原生设备的边角握持受力点集中,容易造成手部疲劳,同时设备意外脱手的跌落风险较高,这个结构件就是作为附加握持支撑件来解决这类实际使用痛点。从结构形态来看,整体采用一体化弯折成型的框架设计,中间预留的大尺寸中空区域,一方面是为了避让通讯设备本身的天线开窗、散热格栅以及侧边按键接口,避免安装后遮挡设备的信号收发路径与操作区域,另一方面中空结构能够大幅降低结构件自身重量,不会给手持操作增加额外的负重负担,长时间携带使用也不会产生明显的坠手感。
结构的边缘全部做了等半径的圆角过渡处理,没有尖锐的棱角,在手持接触的时候能够贴合手掌的自然弧度,分散握持时的局部压力,同时也避免剐蹭操作人员的衣物或者设备表面的涂层。在安装边界的设计上,框架的内轮廓尺寸完全匹配对应通讯设备的外轮廓公差带,侧边预留的0.2mm安装间隙能够保证结构件可以顺畅套入设备主体,同时不会出现旷量晃动,框架的厚度控制在2.5mm,既保证了自身的结构强度,在1.2米高度自由跌落的工况下,能够吸收大部分冲击能量,保护设备边角不受磕碰损伤,又不会因为厚度过大导致整体握持尺寸超标,适配常规成年人的手掌握持围度。
设计过程中经过多轮结构调整,最初的版本框架内侧没有设置防滑的微凸筋条,实际握持测试的时候发现手部出汗后容易出现滑动,后续调整时在框架与手掌接触的两个长侧边内侧,增加了高度0.3mm的等距防滑筋,筋条的间距设置为8mm,刚好匹配手指指腹的接触间距,既提升了握持摩擦力,又不会因为筋条过高产生硌手的不适感。框架的整体外轮廓没有多余的突出结构,能够兼容常规的设备便携包收纳尺寸,不需要额外定制更大尺寸的收纳容器。在受力性能上,框架采用对称式的受力分布设计,当设备意外跌落时,四个边角位置作为主要的受力承接点,结构上做了局部的加厚处理,厚度达到3mm,能够将单点的冲击应力快速分散到整个框架结构上,避免局部应力集中导致结构断裂或者变形。中空区域的轮廓经过多次迭代,最初的直角中空设计在受力测试时,转角位置容易出现应力集中导致的形变,后续调整为带过渡斜角的中空轮廓,有效降低了转角位置的应力集中系数,在同等受力条件下,形变量比初始设计降低了42%,同时也让整体的外观线条更加流畅。这个结构件除了基础的握持防护功能之外,框架的侧边还预留了通用的拓展接口位,可以加装挂绳、腕带等附件,适配不同作业场景下的携带需求,比如高空作业时可以搭配腕带使用,避免设备坠落造成设备损坏或者安全事故,日常巡检时可以搭配挂绳挂在胸前,方便随时取用。
在材料适配性上,当前的结构形态既可以采用轻质铝合金冲压弯折成型,获得更好的强度与散热性能,也可以采用高强度工程塑料注塑成型,进一步降低重量与生产成本,两种加工工艺都能适配当前的结构设计,不需要额外做大幅的结构修改,能够覆盖不同成本预算的应用需求。结构的表面处理也预留了足够的工艺空间,金属材质可以做阳极氧化处理提升耐磨性与耐腐蚀性,塑料材质可以做晒纹或者软胶包覆处理,进一步提升握持的手感与防滑性能。在实际装配测试中,该结构件的安装不需要额外的螺丝或者卡扣固定,依靠自身的结构弹性与设备轮廓形成过盈配合,安装与拆卸都非常便捷,不需要借助额外的工具,操作人员可以根据使用需求快速拆装,不会对设备本身的外观造成损伤。
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