有些设备是给人拿在手上用的:手持终端、便携仪器、现场检测设备、带提手的机箱。这类铝合金外壳的设计,除了结构功能,还要考虑一个平时容易被忽略的维度——握持体验。拿在手上不舒服、时间长了手酸、边缘硌手,都会直接影响产品口碑。今天讲手持和带提手外壳的握持设计。
先讲握持的基本尺寸。手的抓握宽度有一个舒适范围。单手握持的机身宽度,一般在40mm到70mm之间比较合适:太窄了握不稳、需要用力捏;太宽了手指合不上、也握不牢。厚度方向,单手抓握的机身厚度在20mm到40mm比较顺手,太薄反而不好发力。如果是双手操作的大设备,尺寸可以放宽,但要考虑双手能否顺畅操作按键。
再说重量。对长时间手持的设备来说,重量是决定体验的关键。这一点前面讲减重时提过。单手持续握持,一般希望整机控制在几百克以内,超过一公斤后,握几分钟就开始累。所以手持设备的外壳要在保证结构的前提下尽量减重,前面讲过的几条减重路径——优化壁厚分布、加强筋、合理截面形状——在这里都要用上。
接着讲边缘和棱边。这是握持体验里最容易被忽略、但影响最直接的一点。手持设备的棱边如果做了圆角,手指接触时不会有割手或者硌手的感觉,握久了也不会在手上压出印子。尤其是握持位置的那几条棱,圆角半径可以适当做大,从视觉和手感上都更贴合。反过来,如果棱边是尖角,握持时会明显硌手,用一会儿就难受。这个和前面讲棱边处理时的逻辑一致,只是手持设备上的要求更高。除了圆角,表面处理也会影响手感:喷砂面有细微的磨砂感,防滑效果好;光面虽然光滑但出汗时容易打滑;透明电泳表面顺滑,手感细腻,但防滑性一般。如果设备容易出汗握持,表面处理可以选择有适度磨砂质感的方案。
再说防滑设计。手持设备如果表面太滑,握持时手会不自觉地加力,反而更累。常见的做法有几种:一是在握持区做局部纹理,比如增加细密的凹凸纹或者条纹,提升摩擦力;二是在握持位置贴防滑的橡胶或者硅胶条,既防滑又软,手感好;三是把机身握持区的截面做成略带弧度的形状,贴合手掌的自然曲线。铝材上做防滑纹理可以在型材截面设计时一体成型,或者在CNC加工时铣出纹路,成本和效果各有不同。
再说带提手的外壳。机箱类的设备往往需要一个提手。提手的设计有几个要点。
第一,提手的位置要居中或者对称,让提起后整机保持平衡,不会一头沉。偏心的提手提起来会歪,反而不方便。
第二,提手的承重能力要够。提手是受力件,要承受整机的重量,而且实际使用时还会有人猛提猛放,动载荷比静载大。所以提手的连接位置要有足够的材料厚度,连接方式要可靠。常见的做法是提手和壳体一体加工出来,或者用螺丝把提手固定在壳体的加强位置。如果提手是可折叠的,还要考虑铰链的承重和耐久。
第三,提手的握感。提手的手握部分如果是细的金属条,拎一会儿手会被勒疼。做法是在握持处做得宽一点、圆润一点,或者加一层橡胶套增加接触面积和柔软度。
第四,提手和外壳的连接要防松。提手是反复受力的部位,螺丝如果松动会很危险。常规做法是加弹垫,必要时用螺纹胶固定,或者把提手直接做成一体结构。
还有几个持握相关的细节。一是按键和接口的位置要配合握持方式。按键如果做在握持时手指正好挡住的位置,会很别扭;接口如果在握持时被手挡住,插拔线缆也不方便。设计时要模拟一下实际握持的姿势,看看手指落在哪里。二是重心。设备的重心最好落在手掌的支撑范围内,重心太靠前或者太靠上,握持时会感觉头重脚轻。这和外形的尺寸比例、内部元器件的布局都有关系。三是散热。手持设备贴着人,如果外壳发热明显,握持体验会大打折扣。所以发热大的设备,散热设计要考虑避开握持区,把热量导到不常接触的位置。
从工艺角度,握持结构是可以在铝型材外壳上一体实现的。握持区的弧面、防滑纹理、提手的连接结构,都可以在型材截面设计时考虑进去,一次挤压成型,不用后期加工。提手如果是一体结构的,也可以在截面上带出来。这些一体化的设计既省加工成本,又比后期加装更牢固。这也是这种结构在便携设备上应用广泛的原因之一。
扎根佛山十多年的广东铝型材外壳工厂广州大蓝铝业,外壳的截面形状、握持区纹理、提手连接结构都可以在开模时按客户需求设计,棱边做圆角处理,主体和两侧堵头按实测尺寸配做,支持先打样实际握持体验,没有最小起订量要求。
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