一种新型收缩电线的设计分析

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热度0票  浏览186次 时间：2020年3月15日 15:37

贺佳扬 舒 熠 王 茜

（湖南第一师范学院 湖南省 长沙市 410205 ）

摘 要：本设计是一种新型收缩电线，包括插头、普通电线、弹簧钢、橡胶外膜、 USB 接口结合成为一种新型电线，电线为扁平状，弹簧钢为一种记忆金属，冲压成弧形，钢片形成两个内应力，拉直后弧形的应力把弹簧钢撑住变直，破坏受力结构就回复到原来的卷曲型，达到将电线卷曲的目的。新型电线是分节的，连接部分为两段弹簧钢重叠且重叠部分具有一定厚度，电线附着于弹簧钢上，当一节弹簧钢卷曲到具有厚度的部分时，在没有外力的作用下会停止卷曲，从而达到控制电线长度的目的。此新型电线可调节长度、易于整理、方便携带，同时具有保护电线的效果。

关键词：电线；卷缩；收纳；便携

课题项目：本文系 2018 年湖南第一师范学院校级课题“新型记忆电线”最终成果，编号： YSXS1822 。

一、概述

1. 设计收缩电线的背景及意义

随着科技的进步，各类电器已经相当普及，但它们在给人们生活带来便利的同时也出现了一些问题，比如手机电线易缠绕成团，导致在很多情况下不方便携带，而且整理电线很麻烦，占的空间大，不整理显得杂乱。本设计的目的是提供一种新型收缩电线，将记忆金属的形变特性运用于传统电线，为大家提供一种可自动卷曲方便整理的电线，可以调节电线使用长度，减少占地面积、方便携带、保护电线、操作简便并且可应用于各种电器。

2. 收缩电线的研究现状

现市面上已有的可收缩电线是一种用于电器设备的卷尺式电线，它们均采用卷轴技术收缩电线达到便于整理电线的目的，但是必需两边同时拉扯，否则容易损坏；而且利用卷轴装置会破坏电线原来的结构，卷尺本身会占用较大空间，多出一个缠绕电线的部分不美观。

3. 设计研究的主要内容

本设计涉及生活用品领域，特别是涉及一种可自动弯曲收缩的电线；针对电线杂乱、不便收纳和携带等缺点设计出一种可控制长度、便于整理、方便携带、操作简便的电线。利用弹簧钢这一材料，使电线可达到自动收缩的效果，再将电线连接处增加厚度制造阻力，达到控制电信长度的效果。

二、新型收缩电线的制作原理及设计特点

1. 制作原理

本设计将记忆金属的形变特性运用于传统电线，为大家提供一种更便于大家使用的收缩电线。设计包括插头、普通电线、弹簧钢、橡胶外套、 USB 接口。利用弹簧钢的金属记忆功能，将弹簧钢经过冲压之后发生形变，两边呈水平形成可让电线拉直的力，中间弯曲的面让电线具有卷曲的力，从而达到让电线既可以弯曲又可以伸直的目的。将其应用于普通电线，结合成一种新型电线，使新型电线具有卷曲的功能。电线内部卷曲结构由分节弹簧钢组成，弹簧钢的卷曲特性带动电线卷曲。同时为控制电线的使用长度，弹簧钢连接处均为重叠部分且具有一定厚度，加厚处在无外力作用下可阻止电线继续卷曲；给予外力的情况下，弹簧钢可跨过厚度阻力，卷曲连接使电线成为一个有机的整体。

1. 插头 2. 普通电线 3. 弹簧钢 4. 橡胶外膜 5.USB 接口图 1 电线外观图

图 2 电线内部结构图

2. 设计特点

2.1 设计科学性

本设计在传统电线的基础上添加了弹簧钢材料。利用力学原理，将弹簧钢冲压成弧形，钢片形成两个内应力，拉直后弧形的应力把弹簧钢撑住变直，破坏受力结构后回复到原来的卷曲型，达到将电线卷曲的目的。

2.2 设计创新性

本设计解决了传统充电线的收纳问题，新型电线可以自动卷曲成圆盘状，利用重叠处厚度控制电线的使用长度，极大降低了电线的收纳难度的同时也节省了收纳空间且方便携带。

2.3 设计实用性

本设计可运用在手机充电线上。在日常生活中，很多人会对纠缠在一起的手机电线头疼，本产品具有固定的形状，充电时是拉直状态，收纳时本产品可以自动收缩成圆盘状。解决了电线会纠缠在一起的问题并且方便携带，不占空间。真正将科技融入生活，具有很强的实用性。

三、总结与展望

1. 研究总结

本次关于新型收缩电线的设计，涉及了电线制作、弹簧钢工艺等领域。利用记忆金属的形变和电线结合，加上绝缘保护层之后可以达到自动收缩功能，利用重叠技术可以控制使用长度，最后运用到手机充电线之中，解决生活中比较常见的电线易缠绕问题。通过这段时间的研究，这一整体方案已经基本完成，可以实现电线自动收缩。同时我们这一设计可以应用到各类电线中，小到手机充电线、耳机，大到工地、厂房用线，运用本设计都能使电线收缩变得简单起来，方便收纳，不易缠绕，真正做到将科技融入生活。

2. 展望

作为电力工业的重要支撑行业，电线电缆占整个电力工业市场收益的四分之一。未来城市的发展离不开电线行业，城市的发展将带动城市轨道交通的发展 , 将促进各种电缆的应用。西部大开发吸引了一大批国内外投资商 , 众多的建设项目正在培育出一个不小的电线电缆市场。同时随着人们环保和安全意识的增强 , 具有重量轻、体积小、低烟、无卤、防火等特性的电缆无疑备受欢迎。满足各行业性能要求的特种电缆，在这些电线之中均可加入本设计，使其达到易收缩、防缠绕的用途 , 既有发展潜力又有竞争空间。 ■参考文献

[1] 电线收放器的设计与研究 [J]. 张圣南 , 宣叶佳 , 沈肖翔 , 包家欢 . 电线制作 ;2013 年 06 期 .

[2] 硅锰合金弹簧钢力学性能研究 [D]. 王萌 . 西南交通大学 . 2013.

[3] 科技发展引发的社会生活变迁探究 [J]. 张一南 . 佳木斯职业学院学报 . 2016(11).

作者简介 : 贺佳扬：（ 2000.1 —）女，汉，湖南省长沙市，本科，研究方向：科学教育。

舒熠： （ 1999.9 —）女，汉，湖南省怀化市，本科，研究方向：科学教育。

王茜：（ 1999.11 —）女，汉，湖南省娄底市，本科，研究方向：科学教育。