老年人手机产品结构设计

4.1.2构件的选取和尺寸确定

经过上面的讨论，基本可以确定，手机的尺寸W、H、L受其内部构件尺寸影响，分别为：液晶显示屏LCD的尺寸，主板PCB的尺寸，电池芯尺寸，以及天线尺寸与天线净空高度。下面将开始根据老人的需求，探讨选取这些构件： 1.液晶显示屏LCD的尺寸：

老人随着年龄的增大，其视力情况会有明显的下降，所以在选取显示屏的时候，因尽可能的增大尺寸，同时还要考虑手机整体的可方便携带性。综合上面所述，再参考市场上已有的手机类型,我们在此选取比较常见的：

4.3英寸、16：9比例、厚度为0.7mm的LCD。4.3英寸=25.4mm x 4.3 长x宽为95.19mm x 53.55mm。根据关系式W1=A+5 ，可得W1=58.55mm。LCD部分厚度H4=A2+1.9 2.电池芯尺寸：

为了方便老人方便使用，因保证手机的电量充足耐用，所在在此，我们选用1100mAh的电池芯，其尺寸为：6.3mm*33.6mm*49.5mm。

H1=A1+1.1=6.3mm+1.1mm H1=7.4mm （4-5）

3.天线的尺寸及天线净空高度：

对天线性能来说，尺寸越大越好。GSM(900/1800/1900)三频天线推荐的尺寸是40×20×8mm（PIFA，PCB单侧）。而在天线的正下方一般避免安放器件，主板PCB要尽量远离天线，一般至少5mm以上。 L2=120.19mm 4.PCB板的尺寸：

手机PCB板一般没有标准的尺寸大小，一般市场上的手机PCB板多为手机屏幕尺寸大小的三分之一或者一半，在这里我们选取手机屏幕的一半做为PCB板大小。主板PCB的宽度与LCD的宽度相近 即A=53.55mm，W2=58.55mm。 5.手机尺寸（L、H、W）的确定：

W1=W2>W3，所以取W1=58.55mm为手机宽度W，L2>L1，取L2=120.19mm为手机长度L。

H=H1+H2+H3+H4==11.4mm (4-6)

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图4-8 手机外形尺寸

4.2 壳体设计 4.2.1壳体材料选择

手机结构件主要用热塑性塑料。热塑性塑料中又以ＰＣ、ＡＢＳ或者ＰＣ与ＡＢＳ的混合材料用得居多。零件材料不同，零件的结构设计也有所不同， 故在作总体结构和零件设计之前应确定手机零件的材料。 1.PC聚碳酸脂

PC是高透明度(接近PMMA)，非结晶体，耐热性优异；成型收缩率小(0.5-0.7%)，高度的 尺寸稳定性，胶件精度高；冲击强度高居热塑料之冠，蠕变小，刚硬而有韧性；耐疲劳强度差，耐磨性不好，对缺口敏感，而应力开裂性差。

2.ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯

A(丙烯睛)---占20-30%，使胶件表面较高硬度，提高耐磨性，耐热

B(丁二烯)---占25-30%，加强柔顺性，保持材料弹性及耐冲击强度。 C(苯乙烯)---占40-50%，保持良好成型性(流动性、着色性)及保持材料刚性。

3.PC+ABS

化学和物理特性：综合了两者的优点特性，好比是提高了ABS耐热性和抗冲击强度的材料。

综上三种材料的优缺点，可以看出PC+ABS更适合手机零件材料的。

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4.2.2 手机塑胶件设计规范

手机塑胶件要遵循以下原则：

（1）壁厚均匀原则---壁厚不均的话会造成手机结构件冷却后收缩不均匀，造成塑胶表面缩水，变形和断裂等，所以壁厚设计尽可能均一厚度。

（2）壁厚渐变原则---手机结构件在壁厚厚薄变化的地方更容易出现收缩的痕迹，所以壁厚设计需要渐变过度，并取3:1的比例为佳，如图：

图4-9 手机塑胶件规范

（3）壁厚转角原则---塑胶产品在尖锐转角处会造成应力集中，产品的结构强度下降，所以应采用倒圆角设计。

图4-10壁厚转角原则

加强筋设计：加强筋在手机结构件中是不能缺少的一部分设计，它能够有效增加塑胶件壁厚一定情况下的刚度和强度。因为加强筋厚度设计不当会造成外观缩水等问题，故加强筋的厚度多为塑胶产品壁厚的50%-70%，加强筋的高度不应大于塑胶产品的三倍，加强筋之间的相互距离设计应不小于塑胶产品厚度的俩倍。

4.2.3壳体止口的设计：

通常情况下，手机的止口分为公止口和母止口。壳体止口的主要功能为： 1.防止壳体与壳体之间因装配间隙而看到手机内部零件；

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2.防止壳体与壳体装配时的错位情况和外观段差；

3.为了保护手机内部的电子元件，阻挡外部静电从外壳空隙中进入手部，造成手机无法正常使用的情况。壳体配合面之间的间隙为0.00mm；尺寸A为止口配合面尺寸，一般情况下取0.05mm以避免零件加工公差造成壳体间装配时发生的干涉；

4.尺寸B为壳体上公止口的高度尺寸，此处选取0.65mm； 5.尺寸C为壳体上母止口的壁厚尺寸，此处选取1.14mm； 6.尺寸D为壳体止口纵向避让尺寸，此处预留干涉间隙0.25mm。 4.2.4壳体螺柱设计：

手机壳体间的连接方式通常多为螺钉连接，这是手机结构设计中常用的连接方式。

螺柱相关配合尺寸：

（1）手机结构中常用的规格为M1.4mm螺钉，长度为3.5mm、4.0mm。 （2）壳体螺柱和PCB孔为过孔，预留与螺钉单边0.15mm间隙。 （3）考虑零件的加工公差，壳体螺柱高度方向配合间隙应预留0.1mm。

图4-12 壳体螺柱

4.2.5壳体卡扣设计：

为了保证结构空间的紧密性，手机设计中不可能都采用螺柱连接，常用的 方式就是采用一部分卡扣与螺柱配合连接的方式。卡扣也可以称为扣位，是塑胶件连接固定的常用结构，在强度要求不高的情况下可以用代替螺丝固定。扣

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