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北京航空航天大学第二十四届“冯如杯”竞赛学院审核说明 一、审核时间 2014年4月8日16:00至4月11日14:00. 二、审核要求 1.各学院自行安排“冯如杯”竞赛的院级评审工作,... 填写栏、“申报人信息”和“指导老师信息”填写项外,其他申报填写栏以及上传的论文...

北京航空航天大学第二 十四届冯如杯创意论文 带有打印机的笔记本电脑 1 北京航空航天大学第二十四届冯如杯创意论文 摘要及关键词 摘要： 本文通过对现有带打印机的笔记本进行创新， 对笔记本和打印机发展趋势进 行分析，对现有打印机进行比对，挑选出可以与笔记本相匹配的打印机，并对该 打印机结构进行调整（包括电路、电源、喷头与墨盒等的改装） ，分析原理及相 应系统， 将笔记本与打印机进行组装使之成为一体， 对其可行性与利弊进行探讨， 对该创意产生过程及核心思路进行描述，罗列实现思路和技术分析，并对技术难 点做了预测，同时又对该种笔记本的前景、应用场景、市场需求及推广模式进行 了初步的预测与调查，还对打印机的模块化发展做了拓展预测。 Abstract: This article through to the existing with printer notebook to innovate, analyze the development trend of laptop computers and printers, to compare the existing printer, picked out the printer can match the laptop, and adjust the structure of the printer (including circuit, power supply, nozzle and the modification of the ink cartridge, etc), the analysis principle and the corresponding system, will assemble laptop and printer into an organic whole, discusses its feasibility and advantages and disadvantages, the creative process and the core idea, list implementation approach and technical analysis, and has made the forecast to the technical difficulties, at the same time, the prospect of this kind of notebook, application scenarios, market demand and forecast and promotion mode has carried on the preliminary survey, also on the modular development of printer was forecasted to expand. 关键词： 无线传递 独立使用 模块化 尺寸选择 二维运动 2 北京航空航天大学第二十四届冯如杯创意论文 目录 摘要及关键词................................................................................................................................... 2 摘要........................................................................................................................................... 2 Abstract................................................................................................................................... 2 关键词....................................................................................................................................... 2 引言 .................................................................................................................................................. 4 正文 .................................................................................................................................................. 5 核心创意................................................................................................................................... 5 创意产生过程................................................................................................................... 5 核心思路描述................................................................................................................... 6 创意可行性............................................................................................................................. 10 技术实现思路................................................................................................................. 10 相关技术实现................................................................................................................. 10 预计技术难点................................................................................................................. 10 应用前景................................................................................................................................. 11 应用场景......................................................................................................................... 11 市场需求......................................................................................................................... 11 未来发展................................................................................................................................. 11 3 北京航空航天大学第二十四届冯如杯创意论文 引言： 作品背景：今天，日益发展的科技技术使我们正处于知识大爆炸的时代中，各种 知识和信息的更新速度已相当快，20 世纪末，人类文明发展的前 4900 年所积累 的文献资料， 还没有现在 1 年的文献资料多！ 知识的更新速度早已是今非昔比， 在 18 世纪时， 知识更新周期为 80～90 年， 19 世纪到 20 世纪初， 缩短为 30 年， 上个世纪 60～70 年代，一般学科的知识更新周期为 5～10 年，而到了上个世纪 80～90 年代，许多学科的知识更新周期缩短为 5 年，如此快的更新速度迫使我 们不得不大量吸取知识信息， 除了用现有的数字化产品传递信息外，纸质资料以 它稳定、 安全且不依赖于电子设备等优点也被人们所常用，所以资料的打印也成 为常有之事，可是现在没有便携式打印机，打印的自由化、随意化并没有实现。

随着科技的发展，笔记本电脑逐渐向着多功能、大屏、宽屏、轻便及体积小等方 向发展，而实现笔记本的打印功能正迎合了笔记本的多功能化，笔记本向大屏、 宽屏方向的发展正可以实现打印纸张的尺寸化。

创意来源：大一第一学期因为活动多，常常需要打印一些资料，有时候打印店关 门没处打印，就会对活动造成一些延误，后来想到自己买一台打印机，但是又因 为体积太大没处安置，况且也不能携带，正巧我看到桌子上的笔记本电脑，就想 到能否在笔记本的下面加一个打印机，这样不论是携带还是使用都方便了很多， 并且，实现了打印的随时随地化。

国内外现状：

在有了这种想法以后，我通过网络得知现有的带有打印机的笔记本 有：

一、于 1993 年 1 月发表的 ThinkPad 550BJ，该打印机可以打印 48x48 规格 的汉字/英文，打印精度为 360Dpi。优点：1、第一台 内置打印机的笔记本电脑； 2、不论在外公干或者在家 办公，都能轻松自如和和 其他人共享你的文档或者 签署合约。缺点：1、外形 4 图1 ThinkPad 550BJ 北京航空航天大学第二十四届冯如杯创意论文 臃肿，体积过大；2、打印速度慢；3、仅能使用一种纸张型号；4、纸张只能用 手一一送入。

二、松下电器于 2000 年 9 月 25 日宣布，于 10 月 27 日上市配备彩色喷墨打 印机的笔记本电脑“PRONOTE 110P”。利用该笔记本电脑可以打印 A4 尺寸的文 件内容，打印精度为 720×360dpi。适应于在商务会谈中需要当场打印文件的场 所。预计价格将 右 （ 约 1782 在 30 万日元左 元） 。

打印机 中嵌入了与佳能 印 机 “BJC-50v” 用青色 / 品红 / 黄 印。墨盒可以直 BJC-50v 的墨盒。

键 盘 和 定 位 备之间，纸张需 张地放进去。

外 图 2 制造的彩色打 相同的模块。

采 色 3 种颜色打 接 使 用 供纸机构位于 （Pointing） 设 要手动一张一 形尺寸为长 307mm× 松下电器的 “PRONOTE 110P” 267mm× 厚 高 67mm，重量为 3.99kg。 注：以上两种笔记本均已因成本高、打印速度慢及打印质量不高而停产。 正文： 核心创意 创意产生过程 初期，在还没有查资料时，因多次感到打印资料麻烦得去打印店，有时还因 为打印店关门造成麻烦， 又因为现有打印机体积大不便安放与随身携带，于是就 萌发了带有打印机的笔记本电脑这一创意。

当查阅资料后得知这种笔记本已经被 生产出来了， 但是又因为发现现有产品因为一些问题而停产，所以又萌发出了一 5 北京航空航天大学第二十四届冯如杯创意论文 些细节上的创意。

核心思路描述 1 、首先分析一下笔记本电脑的发展方向：

○ 一种功能和性能完全可以与台式机相比的真正流动的办公室或移动工作站。 1 、超薄超轻设计：因为笔记本电脑的根本特征是移动性，故而未来笔记本 ◇ 电脑在发展强大的前提必须是超薄超轻。笔记本电脑现状：在重量上基本上在 2 公斤以上，厚度也普遍在 3 公分左右，在人们的旅行中不能不说还是一个负担。

模块化虽然结构使笔记本电脑做到了小巧玲珑、 轻装便带， 但光驱、 软驱、 硬盘、 电池、Fax/Modem 等模块又给笔记本电脑带来了诸多不便，不带这些模块则笔 记本电脑如同一台 PDA(掌上电脑)，带上这些模块，不仅重量没有减轻，而且人 在旅途中应用极不方便。

超薄超轻的全内置超强笔记本电脑是人们向往以久的移 动设备， 同时笔记本电脑的显示屏大小和分辨率与色彩能力必须充分保证。实践 发现，13 英寸、1024×768、24 位色彩的 TFT LCD 是正常工作中的显示要求，为 此使笔记本电脑的便携能力增强只能在厚度上下功夫， 使笔记本电脑重量降低也 只能在核心部件和基本配件上想办法。未来超薄超轻超强笔记本电脑，在保证性 能完全可以与当时台式机相比的基础上，厚度只能在 2 公分以下，重量则在 1.5 公斤以下。 2 、多媒体效果显著：由于笔记本电脑的固有缺陷，目前，大多数的笔记本 ◇ 电脑的多媒体效果非常单调。

一般来说，除了笔记本电脑所带的 CD-ROM 还有点 多媒体性质外，其他的多媒体设备还是非常简单，比如声卡的芯片、功能简单以 及音箱的单调、空洞的效果。未来的笔记本电脑的主流应该是多媒体电脑，如同 现在的多媒体台式电脑一样，必向多媒体方向发展，否则，笔记本电脑在家庭中 的应用将会大大降低。

如果没有家用电脑这块巨大市场的支持，笔记本电脑同台 式机的竞争还会落后。现在，许多笔记本电脑厂商已经意识到这个问题，为加强 笔记本的多媒体效果， 现在许多主流高配置的笔记本电脑已经配备了 DVD-ROM， 由于 DVD 的巨大多媒体功能，这必将会给笔记本电脑带来更多的声色效果，但 总的来说， 笔记本电脑的内置音箱还是比较落后，虽然也有一些高档的笔记本电 脑采用了品牌高档音箱作为其内置音箱。 6 北京航空航天大学第二十四届冯如杯创意论文 3 、高速上网功能：未来的笔记本电脑将能够很方便地与 Internet 或 GSM 互 ◇ 联在一起， 这样笔记本电脑的网络通信能力的极大提高便成为未来笔记本电脑的 发展趋势之一。 4 、 ◇ 专业化和个性化设计：

专业化是指笔记本电脑具有明显直观的专门应用 解决方案， 即市场要求厂商在提供笔记本电脑时应充分考虑用户群体的实际需要， 由过去的通用型解决方案过渡到提供专业型的解决方案， 并能为用户提供性能不 断完善、 功能不断强大的用户应用解决方案。同时未来笔记本电脑将考虑满足用 户的个性时尚心理要求， 即笔记本电脑不仅从功能和性能方面全面满足不同用户 的不同要求， 还要从外形设计、 造型、 色泽等方面全面满足不同用户的个人特点。

如时下流行的超薄笔记本电脑就基本上采用各种流线型外形结构、 外壳采用各种 先进材料、颜色也相继推出了五颜六色的产品，其表面形势呈多样化和多元化， 从而满足不同爱好用户的需求。

在个性化设计方面，未来笔记本电脑将会更加照 顾用户的使用感受，将会采用所谓"声控式"技术来方便用户。如笔记本电脑所增 加的滚屏键、音箱侧置，以及不开机听 CD 的功能等。 5 、笔记本电脑还逐渐向着多功能、大屏、宽屏、轻便及体积小等方向发展。

◇ 2 、其次对该创意与笔记本发展趋势所相符的方面进行分析：

○ 1 、 ◇ 所采用的打印机符合超薄要求：

在该创意中所挑选的打印机原型为 BJ-10ex， 该种打印机为 需喷墨方式） ， （10cpi） ；打印 单向（图像和字 120、 180、 240、 声：

45dB(A)； 有 种方式，可用纸 信封；打印纸张 图 3 BJ-10ex 打印机 喷墨打印机 （采取按 HS、 HQ 模式：

110cps 方向：

双向 （文本） 、 符） ；分辨率：60、 360DIP （可调） ；噪 自动与手动送纸两 张为普通纸、 胶片与 尺寸：A4、A3、B5； 用含有 64 个喷嘴的墨盒（没水量每盒 38 克） ；140 万字每盒（HS） 、70 万字每 盒 （ HQ ） ； 喷 头 与 墨 盒 为 一 整 体 。 7 北京航空航天大学第二十四届冯如杯创意论文 图 4 新款超薄打印机 2 、电脑采用现代 15 寸以上超薄大屏电脑（符合超薄特点） ◇ 。 3 、扩展了笔记本多媒体功能、符合个性化特征，如不开机就可播放 CD、不开 ◇ 机实现打印、开机状态下可关闭关区与打印机等。 3 、所选材料依据：

○ 1 、选择喷墨打印机依据，如表一：

◇ 表一：几种打印机的比较 8 北京航空航天大学第二十四届冯如杯创意论文 通过上表，可以看出，在针式、喷墨及激光打印机中可以看出喷墨打印机在 价格、分辨率、色彩表现、噪声、维修费用、实现彩色及大幅面打印等方面都体 现出了费用合理性能优良等优势，且在打印质量、打印速度及维修费用等部分也 也是比较合理的，唯一不足的仅是费用耗材（墨盒、水）较高。除了各指标性能 比较之外，还符合一个重要的硬件要求：体积小、厚度小也是被选为打印机原型 的原因。 2 、电脑选择 15 寸左右的电脑：如果太小则不易实现多种纸张尺寸打印的 ◇ 实现，太大则违背了便携这一特点。 3 、打印机加入蓝牙芯片：可实现数据无线传输。蓝牙是一种短距的无线通 ◇ 讯技术，它的标准是 IEEE802.15，工作在 2.4GHz 频带，带宽为 1Mb/S。电子装 置彼此可以透过蓝牙而连接起来， 省去了传统的电线。

透过芯片上的无线接收器， 配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通， 传输速度可以达到每 秒钟 1 兆字节。蓝牙技术支持语音和数据传输；采用无线电技术，传输范围大， 可穿透不同物质以及在物质间扩散； 采用跳频展频技术， 抗干扰性强， 不易窃听； 使用在各国都不受限制的频谱；功耗低；成本低。 4 、具体创新：

○ 1 、笔记本电脑与打印机之间的信息传递采用无线传递方式。

◇ 在笔记本电脑与打印机上分别加上蓝牙芯片， 该行为的目的是实现数据的无 线传输。 2 、电源接线改装 ◇ 电源仍为以往电源， 只不过接入线每个电极都有上下两个部分。上部分与电 脑相连，下部分与打印机相连，目的减少电线量。 3 、 ◇ 实现计算机在关闭时打印机仍能够工作，在计算机开机状态下可以关闭 打印机。即独立使用、模块化。

目的：环保节能，在不开机只开打印机时，可以通过蓝牙实现用手机、平板 电脑及其他有蓝牙的电子设备进行打印。在开机而不使用打印机时，关掉打印机 这样可以延长打印机使用寿命， 因为打印机在关机状态下即可省电又可减少自身 消耗。

（打印机开着就会过段时间自检， 机械部件就会移动确保定位准确， 且 LED 长期处于待机状态，有损寿命。

） 9 北京航空航天大学第二十四届冯如杯创意论文 实现方法：在打印机外部做一个可以切断打印机电源的开关即可。

拓展：该想法也可以用于光驱等设备。 4 、对打印机结构的改造 ◇ 将打印机改为平板式， 位于键盘下面电脑电路上面。改对立面开口为四面开 口，小纸张打印从窄口进出，大纸张从宽口进出。改内部小车一维运动为二维运 动，采取十字支架结构。采取手动式送纸。内部送纸装置为实现二维送纸，采用 滚轮——滚球——滚轮结构。将喷头与墨盒分开，喷头置于小车上，墨盒采取插 入式，节省喷头成本。 创意可行性 技术实现思路： 1 机械结构改造：

◇ △、整体结构布局先用 solidworks 作图软件做出。 1 内部包括：大体的模块安放构图，即描述出笔记本与打印机大体存在区间， 勾勒出个别原件的安放位置； 细小部分的描画包括小车的二维运动所需的十字结 构（含小车） 、纸的传送机构（滚轮——滚球——滚轮结构） 、墨盒的嵌套结构及 蓝牙位置等结构的描述。

外部包括：笔记本的大体构造，包括屏幕、键盘及电源，在键盘下部体现出 打印机的位置， 体现出打印机的四面开口构造，并在电源附近做出可关开打印机 的开关（含内部结构） 。

△、查阅资料获取准确数据，对初步构图进行细化；获取所需原件进行标注 2 组装；在电路板上对线路原件进行描述；而后可根据图纸进行组装生产。

相关技术实现 对于所需程序与蓝牙技术还需查阅资料或与他人合作。

预计技术难点 控制打印机的程序，无线传递独立使用的实现以及打印机内部的改造（如十 字结构、纸张传送系统、打印机与笔记本的融合等）等。 10 北京航空航天大学第二十四届冯如杯创意论文 应用前景 应用场景 带有打印机的笔记本电脑可使用在如下场景中：

家用：在家庭中会经常打印一些资料，这样设计会很方便； 商业事务中：适应于在商务会谈中需要当场打印文件的场所； 军用：战地条件有限，这种创意可轻易解决战争时期打印困哪的情况； 学习：方便学习资料，作业的打印； ?? 市场需求 该产品应用范围广，使用人群多，但具体情况还需调查。 未来发展 实现笔记本的模块化：

可分开使用笔记本的各项硬件功能。

实现打印机的微小化：

生产打印机的厂家可以生产两大类微小打印机， 一种可以卖予笔记本厂家与 笔记本进行配合；另一种可卖予台式机生产厂家，安放在主机侧面与光驱、硬盘 安装方式类似。 [参考文献]： [1] IT 国际新闻[N].日经 BP 社，2000-09-27（9）. [2] 《蓝牙技术原理与测试（培训资料） 》[C]. 中山市:宝华电子有限公司培训资料,2013. [3] 曲志深.《喷墨打印机原理与维修》[M].北京：清华大学出版社，1994. 11 

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