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高中通用技术必修一第二章设计的基础.ppt

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一系列具体过程而实现的。,2.,思维的形式:,概念、判断、推理,3.,思维方式分类,(,p38,),发散思维*,定势思维*,逆向思维*,抽象思维,形象思维,联想思维,移植思维,类比思维,逻辑推理思维,定势思维,又叫思维定势,是人思想被长期既定的惯例和习惯所束缚,引导或迫使自己按习以为常的思路和方法去思考和处理问题的思维方式。,【,案例,】,长竹杆进城门,发散思维,又叫辐射思维,它以思维的问题为中心向外扩展各种想法,即从,多角度、多层次,来探讨问题的解决方法,并由此导致思路的转移和思想的跃进。,特点,:,是从一点到多点的思维方式,呈,“,辐射状,”,。,逆向思维,又叫反向思维。它的特点是采用与正向思维完全不同(甚至相反)的方法,来思考问题,提出解决问题的方法。,空城计,诸葛亮一生都很谨慎,不曾用险。今大开城门,必有埋伏,!,“,空城计,”,中,:,司马懿运用了什么思维方式?,诸葛亮运用了什么思维方式?,讨论分析,发散思维,与,创造发明,又称,侧向思维、,旁通思维。为了创造,主体必须,“,左思右想,”,,通过联想、类比、扩大思路,才能从多种可能中追捕机会。,例:创造发明作品,带不同光照颜色的钥匙,带不同光照颜色的钥匙,逆向思维,与,创造发明,即,“,反过来想一想,”,。不能忽视事物之间常常互为因果,具有双向性或可逆性。,“倒过来”思考的方式,能收到突破性效果。,例:,摩托车头盔防雨挡风镜,摩托车 头盔 防雨 挡风镜,第二节设计的基本方法和基础知识,第二章设计的基础,一、技术设计的种类,技术设计的种类,原创性设计,改进性设计,综合(组合)性设计,1,、原创性设计,为了打开红酒瓶塞的软木塞,设计的螺旋状开瓶器。,这种最初的设计属于,原创性设计,又称为开发性设计,想一想这种开瓶器存在哪些不足,?,如何改进,?,在总的方案原理变化不大的情况下,对已有的设计进行局部的变更改进,使其更加合理、完善,或满足某些特定的需要,这种设计叫,改进性设计,。,2,、改进性设计,3,、,综合(组合),性设计,应用现有的技术及原理重新进行组合,使其系统化、综合化、产生新的优点、特色,创造出新的功能设计方法叫做,综合(组合)设计,。,几种开瓶器的综合性设计,综合,(,组合,),性设计,外形组合,性能组合,功能组合,模块组合,原理组合,系统组合,外形组合设计,多功,能螺丝刀,性能组合设计,通 信 光 缆,原理组合设计,如:表格、草图、效果图,功能不变,降低成本。,设计只有不断进行创新,才能具有新的生命力。,高中通用技术必修一第二章设计的基础课件,适用范围、引用标准、术语、产品分类、技术要求(环境条件、安全性能、噪音、调速、照明、结构要求、外观等)、试验方法、检测规则、标志标签与包装等项目。,3、物体的三视图在图纸上的位置,你知道这些元器件的符号是什么吗?,CCC认证对涉及到的产品执行国家强制的安全认证。,安全性原则 工程心理学和生理学原则,设计中必须考虑人的生理和心理特征,适应人的生理、心理的要求,从而实现安全、方便、舒适、美观的设计目标。,技术设计必须满足可持续发展原则。,高温喷出水蒸气的控制器性能不稳定。,级海浪下达到了陆地标准,可以在,可靠性设计是一门学问,包括抗热、抗震、抗干扰,能在规定的环境(可能是恶劣的)下工作。,第三节设计和交流中的技术语言,十几度的摇摆减少到5度。,不能忽视事物之间常常互为因果,具有双向性或可逆性。,功能组合设计,文艺晚会的表演由每一场文艺节目模块组合而成,家具、电器的摆放、装潢设计也是一种组合设计,模块组合设计,模块组合设计,系统的组合设计,计算机系统:由硬件系统和软件系统的组合设计而成。,神舟六号飞船由发射系统、,监测系统、控制系统、航天员,系统、飞船本身系统和回收系,统等子系统组成。,汽车也可以看作系统的组合设计,系统的组合设计,(一)技术设计的原则,二、技术设计的原则、方法和标准,科学性原则 创新性原则,需要性和实用性原则 经济性原则,最优化原则 可靠性原则,安全性原则 工程心理学和生理学原则,法律道德规范原则 通用性标准性原则,时效性原则 可持续发展原则,1,、科学性原则:,设计必须遵从科学的原理,按照大自然的规律进行设计,否则设计是不会成功的。,想一想:永动机设计者的设计是否遵从了科学性原则?,2,、创新性原则:,设计只有不断进行创新,才能具有新的生命力。,一个产品的创新设计可以在原理运用功能、结构、指标、外观等方面进行创新,也可以在安全,可靠耐用,有利于节能、环保创造优良性价比,有利于使用者身心健康、舒服、快捷、方便等方面进行创新等。,例如:电视机从诞生以来,在新材料、新器件、新技术、外观、节能等方面进行了创新设计。,3,、,需要性和实用性原则,要把解决存在的问题,满足用户的需要作为设计的一个原则,不要设计用户不欢迎甚至反对的产品。,男士车,女士车,对比:,(1)以前的靠按钮或旋钮来实现开关或调台的的传统电视机为什么会逐渐被淘汰,出现了现在比较高级的遥控电视机?,(2)以前的 体积比较大,重量也比较大,而且功能也比较单一,现在的 体积、质量小,而且功能也月来越来越多,用处也越来越大。为什么会出现这种状况?,4,、经济性原则,设计中的经济原则是指以最低的费用取得最佳效果。,在材料方面讲究经济原则,在运输成本方面讲究经济原则,经济性原则在设计中,要考虑用户的经济条件,市场的竞争能力,力求用最少的成本,设计出满足用户要求的产品。,在设计中,要考虑用户用户的经济条件、市场的竞争力,力求用最少的成本,设计出满足用户要、要求的产品。,应从哪些方面着手降低成本,体现经济原则,?,议一议:,材料(合理使用质优价廉、能优化产品品质的原材料)、技术、管理、工艺(加工方法)、包装、运输、仓储等等。,性价比,全称是性能价格比,是一个性能与价格之间的比例关系,具体公式:性价比,=,性能,/,价格。所以,大家购买产品时,都会选择性价比高的产品购买。但是,产品的性价比应该建立在同一的性能基础上,也就是说,如果没有一个相同的性能比较基础,得出的性价比是没有意义的。,小资料:,提高功能成本比的方法:,功能不变,降低成本。,价格不变,增加功能。,增加功能,降低成本。,厨用剪刀,怎样实现价值优化,5,、最优化原则所设计的产品或项目在功能、技术上尽可能是目前(并可能在一段时间内)是最合理的。,最优化不一定是最先进,但一定是最合理,最优化原则设计要贯彻,”系统化”,和,优化,的思想。这一原则要求在研究解决问题是,统筹兼顾,大力协同,多中择优,采用时间、空间、程序、主体、客体等方面的峰值佳点,本着“多利相衡取其重,多害相衡取其轻”的精神进行综合优化和系统筛选。,坦克机动性不及汽车,火力不如远程大炮,防护不如堡垒,但却当之无愧成为,“,陆战之王,”,。,6,、可靠性和安全性原则,问题:,(,1,)为什么小孩子的玩具都没有锋利的棱角和尖的的局部形状?,(,2,)为什么现在的轿车都配备安全气囊?,(,3,)为什么很多家电产品上都要求必须通过“,CCC”,认证?,(,CCC,认证即是“中国强制认证”,其英文名称为“,China Compulsory Certification”,,缩写为,CCC,。,CCC,认证对涉及到的产品执行国家强制的安全认证。),设计的产品或项目应在规定使用时间内,能可靠安全的工作,能适应规定的条件和环境,不会发生故障和事故。,设计的产品或项目应在使用时间内,能适应规定的条件和环境而可靠地工作,不会发生故障,原规定的功能、性能指标不低于使用说明书规定的范围。,电热水瓶,热得快,所设计的产品或项目,在使用时或操作运行时必须是安全的,不允许发生事故,更不允许发生人身伤亡事故。,7,、工程心理学和生理学原则,设计的产品或项目必须满足人类心理的需求,要美观、舒适、使用方便,是使用者和产品之间建立最协调的关系。又称“人类工效学原则”。,普通雨伞,方便时尚的折叠伞,8,、法律、道德规范原则,技术设计要遵守有关的法律、制度、规范,不允许有违反、违规行为。,目前流行的LED“免电灯”,用的是 线的余电,电费由电信部门负担,厂家这一技术创新符合法律规范原则吗?,“,免电灯”侵害了电信部门的合法权益,也侵犯了用户正常使用通信业务的权益,设计通过互联网窃取他人银,行卡密码的木马程序,技术设计要遵守有关的法律、制度、规范,如技术专利法、环境保护法、公民权益保护法等,不允许有违法、违规的行为。,三鹿奶粉事件,大连星海广场,9,、通用性、标准性原则,产品设计尽可能采用标准化技术和标准件,这样,产品通用,维护方便,拥有更广阔的市场。,你知道火车为什么能安全地运行在铁轨上吗?,一个重要因素是铁轨都是按照严格的技术规范标准设计制造的。铁路的铺设、火车的车轮间距离都有严格的技术规范标准,否则火车就无法在铁轨上运行。,各行各业都可能有一些设计的技术规范,这些规范往往是实践经验及科学理论的总结,在进行设计活动时必须遵循。,电脑风扇,汽车齿轮,电脑主板,中国标准插头,欧洲标准插头,小资料:,各行各业还有一些标准化的零部件,称为标准件。例如机械行业的螺钉、螺母、销钉,电子行业的一些电子元器件等,都是常见的标准件。,中国标准插头,欧洲标准插头,你能辨认这些标志吗?,小资料:,10,、时效性原则,必须按照设计任务书规定的截至日期完成设计任务,避免使产品制造出来后成为过时的东西。,2007,年哈尔滨糖酒会,11.,可持续发展原则,可持续发展的设计原则,就是要克服传统产品设计的不足,使所设计的产品既能满足产品功能的要求,又能满足适应环境与可持续发展的需求。,基本思想是,在设计阶段将环境因素和预防污染的措施纳人设计之中,将环境保护作为产品的设计目标和出发点。,1、三视图的三投影面体系,可持续发展设计原则包括以下主要内容:,试一试:识读简单电路图,诸葛亮一生都很谨慎,不曾用险。,想一想:永动机设计者的设计是否遵从了科学性原则?,设计必须遵从科学的原理,按照大自然的规律进行设计,否则设计是不会成功的。,例:摩托车头盔防雨挡风镜,特点:是从一点到多点的思维方式,呈“辐射状”。,工程生理学和心理学原则,(四)设计的依据标准,产品设计尽可能采用标准化技术和标准件,这样,产品通用,维护方便,拥有更广阔的市场。,文艺晚会的表演由每一场文艺节目模块组合而成,又叫反向思维。,称为投影轴,分别用OX、OY、OZ表示;,这些原则可以同时遵守,但侧重点会有所不同。,技术设计必须满足可持续发展原则。,一次性筷子,风能的利用,可持续发展设计原则包括以下主要内容:,设计过程的每一个决策充分考虑尽量减少对环境的破坏。,尽可能减少原料和自然资源的使用,减轻各种技术、工艺对环境的污染。,在设计过程中最大限度地减小产品重量和体积,精简结构;在生产中减少消耗;在流通中降低成本;在消费中减少污染。,改进产品结构设计,使用过的产品废弃物中尚有利用价值的资源或部件便于回收,减少废弃物的垃圾量。,下列产品的设计,为什么符合可持续发展原则?,议一议:,光电池,可降解的餐盒,1,、试分析以下举措分别主要考虑,到了哪些原则?,西藏自治区政府决定关闭三个,火力发电站代之以两个水利发电,站、两个地热发电站和一个风力,发电站。以上措施主要遵循哪一,原则?,可持续发展原则,F1,迈凯轮被控窃取法拉利赛车,的绝密技术,用以调校赛车动力,提升赛车性能,迈凯轮此举违反,了技术设计中的哪一原则?,违反法律、道德规范原则,不公平竞争以非法手段窃取了他人的资料,海尔电热水器上加装隔电墙,安全性原则,把创口贴改进设计为各种花形,,美观实用。,工程生理学和心理学原则,以下是一则网络幽默,虽然稍显,荒诞不经,但是你是否从里面悟,出点什么道理?,军委主席:成吉思汗 国务院总理:诸葛亮 外交部长:周恩来 卫生部长:华佗 公安部长:展昭 最高人民法院院长:包拯,国家禁 毒署署长:林则徐,教育部长:孔子,这样的人员配置,遵循了哪一原则?,最优化原则,(,4,)英国奥索假肢公司研制和发明,了智能仿生假肢,其仿生足内装有传,感器,,由于这种智能感应,,“,本体,”,的使用者可以更轻松自然地站立或,坐下,步态也更加平衡矫健。,以上设计主要考虑了哪些原则?,创新性原则、工程生理学和心理学原则,远望,5,号解决船舶稳性的方法,在船体上前后各装两个减摇鳍,把,十几度的摇摆减少到,5,度。,2.,在雷达基座上安装相关设备,,进而把,5,度的摇摆减少到,1,度。,3.,在天线上安装相关设备,把,1,度,的摇摆减少到几秒。三级减摇措施,就使主测量船在,6,级海浪下达到了陆地标准,可以在,12,级台风中昂首挺立。,以上措施主要考虑设备的哪一因素?,可靠性原则,技术设计的原则,:,科学性原则 创新性原则,需要性原则 经济性原则,最优化原则 可靠性原则,安全性原则 工程心理学和生理学原则,法律规范原则 通用性标准性原则,时效性原则 可持续发展原则,小结:,这些原则之间是怎样的一种关系?这些原则是独立存在的吗?之些原则能同时遵守吗?,实际运用中,各个原则并不是独立的,它们之间有着相互联系,相互制约、相互影响的关系。这些原则可以同时遵守,但侧重点会有所不同。在运用中既要综合考虑,又要分清主次。,设计的一般原则要求我们在设计中要考虑到人文因素和人机关系,要树立创新意识,同时要具有对人、社会、环境的责任感。,阅读材料:分析这些设计违反了什么原则?,例,1 A,研究所接受某空调机厂的委托,研究一种可变频空调的电机模板,当时规定,6,个月内交货,每块价格不超过,200,元,该研究所在,8,个月后才完成任务,该控制模板各功能指标符合设计任务书的,每块价格,190,元,但该空调机厂家不能接受该项目研究成果,因为当时已有另一研究所同时研究出功能相同的控制模板,每块价格为,160,元。,参考答案:,违反了时效性原则。因为没有在规定的,6,个月期限交货,而是,8,个月。,违反了时效性原则的内容,,“,要避免使产品制造出来后成为过时的东西,”,。因为,8,个月后另一家研究所同时研究出性能相同的主板,而且价格还便宜。,违反了经济性原则,例,2 A,市电热水器厂发明了一项高温预热式电热水器,其原理是在浴室内气温太低时起用,它可以先喷出高温水蒸气(达,150,C,)将浴室内温度提高,当浴室温度达到一定温度(如,20C),后则停止喷射高温水蒸气,自动转入正常供热水状态。该产品开始很受北方寒冷地区用户的欢迎,但由于外壳受潮后会带,220V,交流电,而且喷出高温水蒸气的控制技术不够可靠,在洗澡时,会喷出高温水蒸气,造成伤人事故,后来被迫停产。,参考答案:,违反了安全性原则和可靠性原则,外壳受潮后绝缘不良导致漏电。,高温喷出水蒸气的控制器性能不稳定,。,(二)技术设计的一些方法,七种方法:,(二)技术设计的一些方法,常规设计法,常规设计法,借鉴法,应用标准器件法,技术(或工程)试验法,借鉴法:从已有的技术发展 中寻找可参考的技术,从最新的国内外情报资料中去查找新产品、新技术、新思想、新动向(俗称“查新”),从而开阔视野,广开思路,这叫做技术借鉴。,应用标准器件法:,查找和应用已有的成就、稳定的优秀的结构原件和器件、标准件、可最快获得优秀的设计方案。,技术(或工程)试验法:,通过技术(或工程)试验,检验或探索某些机制、效应、性能,或对几种对象进行对比,或寻找未知的原因,或以相似理论对模型(或原型)进行试验等。,汽车防撞性能设计,获取数据和结论,作为设计的依据。,2,系统设计法,技术设计必须是系统化的,因为解决一个问题要同时考虑许多部分,以及它们之间的协调问题。技术设计存在许多不同的设计方法和解决方案。系统设计法可使一个系统各个部分有条不紊地工作。,3,功能设计法,在设计过程中,将设计对象的功能分为基本功能和辅助功能。基本功能是直接满足主要技术目标的功能,不能随意改变;同一基本功能可由不同的技术原理来实现。辅助功能是为完善基本功能而在设计中添加的功能,它可以在保证实现基本功能的前提下作出某种改变(如改变显示的方法和形式等)。,4,工效学设计法,设计中必须考虑人的生理和心理特征,适应人的生理、心理的要求,从而实现安全、方便、舒适、美观的设计目标。,5,可靠性设计法,可靠性设计是一门学问,包括抗热、抗震、抗干扰,能在规定的环境(可能是恶劣的)下工作。,6,最优化设计法,(,1,)问题的解决方案可以是多种的,而且从不同的角度看问题会有不同的评价。设计者必须综合各种因素,权衡利弊,从综合角度选取最优秀的方案。,(,2,)方案选定之后,可以建立其数学模型,在满足各种约束条件的前提下,合理地设计其变量值,从而求得最优化的数据和结论,并据此进行设计。,(,3,)设计应该是一个反复进行的过程。设计实施之后,通过检验、试用、评价之后发现新的问题,再反过来修改设计,最后得到较满意的设计,才可以正式应用或投产。,7,计算机辅助设计法,CAD,(,Computer aided design),计算机辅助设计是借助计算机进行设计或仿真,可以用最快的速度获得结果。,(三)人机关系,概念,:,人机关系是指人与”机器设备”及所使用的”一切物品”之间的关系,包括使用时与所在的环境之间的关系,.,目的,:,是为了在设计产品和实施某个项目时,实现快速高效,让人感到方便,舒适,同时保证健康和安全,.,在具体的设计中,这里的”人”往往是指大多数人的情况,同时,我们也尽可能考虑到特殊人的特殊需要,必要时专门为他们进行专门的设计,.,在人处于运动状态或环境有可能变迁时,我们的设计还要用”动态”的角度来展开,以实现最合理、最长久的优良效果,.,(四)设计的依据标准,技术标准和规范,国际标准,国家标准,行业标准,企业标准,部颁标准,案例:我国家用吸油烟机的设计、,生产制造标准:,中华人民共和国标准吸油烟机,GB/T 17713-1999,其内容包括:,适用范围、引用标准、术语、产品分类、技术要求(环境条件、安全性能、噪音、调速、照明、结构要求、外观等)、试验方法、检测规则、标志标签与包装等项目。,吸油烟机,三、技术设计的一般过程,是,无,否,有,值得,发现问题,值得解决吗?,有条件解决吗?,确定设计课题,调查、设计所需的信息、数据、资料,制定设计方案(多种),并进行权衡,决策优化,选定方案,进行具体、详细的设计,实施设计(产品研制),产品(或方案实施结果)的检测,评价、提出改进意见,是最优化设计吗?,完成设计,进行鉴定,申请专利,不解决,暂时不解决,修 改 设 计,否,中间过程检测,评价及改进,四、技术设计的一般过程举例,发现问题,展开调查,制定方案,制作模型,测试优化,推广应用,见教材,50,页,第三节设计和交流中的技术语言,1.,什么是语言?,2.,语言的作用是什么?,?,请同学们想一想,在日常生活中接触过哪些技术语言,?,口头语言是一种常见的技术语言,.,(2),符号,禁止行驶,禁止非机动,车辆通行,禁止掉头,残疾人设施,安全出口,停车处,禁止携带宠物,注意,(3),技术图样,如:机械加工图、建筑施工图、装潢布线图、电子电路图,(4),图表,如:表格、草图、效果图,(5),模型,如:车模、房模、航模,(6),肢体语言,如何描述这个玻璃杯呢,?,工程图样一般都是采用正投影,。,投影知识,二、正投影的基本特征,真实性,积聚性,收缩性,物体上的平面,(,或直线,),,,与投影面平行时,它的投,影反映实形,(,或实长,),。,真实性,物体上的平面,(,或直线,),,,与投影面垂直时,它的投,影积聚为一直线,(,或一点,),。,积聚性,物体上的平面,(,或直线,),,,与投影面倾斜时,它的投,影缩小,(,或缩短,),。,收缩性,三个物体的正投影都一样,能区分吗?该怎么解决?,三视图形成过程,a.,正面投影面用“,V”,标记;,b.,侧面投影面用“,W”,标记;,c.,水平投影面用“,H”,标记;,三投影面之间两两的交线,称为投影轴,分别用,OX,、,OY,、,OZ,表示;,三根轴的交点,称为原点。,1,、三视图的三投影面体系,2,、三视图的名称,C,、从上向下看,即得在,H,面上的投影,称为,俯视图,。,A,、从前向后看,即得,V,面上的投影,称为,主视图,;,B,、从左向右看,即得在,W,面上的投影,称为,侧视图,或,左视图,;,3,、物体的三视图在图纸上的位置,左视图,俯视图,主视图,三视图的投影规律,俯视图,宽相等,长对正,高平齐,主视图,左视图,你还知道哪些工程图样,电路图的概念,电路图是用规定的图形符号和线段组成的电子(或电气)工程用图。包括电路原理图、接线图和逻辑图。,你知道这些元器件的符号是什么吗?,你知道这些元器件的符号是什么吗?,你知道这些元器件的符号是什么吗?,你知道这些元器件的符号是什么吗?,试一试:识读简单电路图,电路图的识读,在读图时,应先找出该电路由哪些功能单元构成,并定性分析各功能单元的功能原理。,找出该电路的主要信号时什么,然后找出该信号的流向,一般的规范画法是输入信号在左方,输出信号在右方。,找出供电电路(直流电源或交流滤波电源)供电。,用总体框图进行整体分析。,定量分析或估算。,电路图识读,我也能制作出自动保温电饭煲,自动限温保温电饭煲电路图识读方法,1.,功能元件介绍,2.,信号流向分析:,煮饭过程,保温过程,3.,功能框架图,练习,结合电路图识读步骤,识读电路图,分析电风扇电路板,总结,三视图的规律,三视图的画法,机械加工图的识读,电路图的识读,练习巩固,
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