高三-通用技术-技术与设计1-怎样进行设计(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,通用技术,技术与设计,1,授课教师：,易娟,1,第三章 怎样进行设计,1,发现与明确问题,2,一、设计问题的来源,人们的,需要,和,愿望,是设计问题的来源,满足人们需求和愿望是设计者的责任，也是设计的动力。,3,案例：家里或商场的开关比较多，经常开错灯，怎么办？,4,二、明确设计要解决的技术问题,1,、判断问题是否能够解决,，就是指判断要解决的技术问题有没有违反科学理论和违反客观规律。,例如：,永动机,“水”变“油”,长生不老药,5,二、明确设计要解决的技术问题,2,、判断问题是否当前可以解决,，解决这个问题是否超出了当前的能力与条件。,3,、判断问题是否值得解决,，解决这个问题是否有价值。,6,第三章 怎样进行设计,2,明确解决设计问题的能力、条件与要求,7,一、明确解决设计问题的能力与条件,（一）明确解决设计问题的能力,1,、设计的能力：,解决问题的技术能力,通常受到社会发展水平和科学技术水平的制约。,2,、设计的条件：,时间条件：,解决设计问题所需的时间,经费条件：,解决设计问题所需的费用,设备条件：,解决设计问题所需的科学仪器与机器设备,其它条件：,例如需要特殊材料,8,二、明确设计的要求,（一）明确设计的标准,根据设计对象和现有的工作条件确定设计要达到标准。,例如：国际、国家、行业和企业标准；产品或部件的功能、大小、安全、外观和耐用性等方面要达到的标准,。,（二）明确设计的限制,是指设计产品的活动受到时间、成本、环境等因素等限制。,时间限制：设计任务书所规定的完成设计的时间要求,成本限制：设计任务书所规定的完成设计的成本要求,环境限制：产品使用环境条件的限制,其它限制：例如产品的节能和安全限制,9,案例：广告宣传灯的设计,明确设计能力,在确定了要设计多用途广告宣传灯后，设计者既要对设计多用途广告宣传灯的技术要求有一个全面的了解，又要对自己在这方面的知识、技能与经验作出衡量与评价，明确自己是否有能力完成这个设计。,设计涉及电学、光学等学科，设计者应该综合应用这些学科的相关知识和技能，并能加以运用。,10,案例：广告宣传灯的设计,明确设计条件,时间：,7,天。,调查需要与明确问题,1,天，收集信息与整理信息,1,天，制订方案、制作样品、优化方案和完成最终设计共,5,天。,经费：,50,元。,调查、收集与整理信息,5,元，设计方案,5,元，制作样品、优化方案与完成设计共,30,元，其它,10,元。,设备：各种木工加工设备，,如锯、刀、刨；裁缝工具；少量的金属加工工具；,安装工具，如尖嘴钳等。,11,案例：广告宣传灯的设计,明确设计标准或要求,整体要达到的标准如下：,用途：增加节日庆典气氛、文字宣传、图像宣传、灯光渲染、语音宣传等。,形状：正四面柱或六面柱体，高,h=500mm,，底面最长对角线长,l=300cm,，误差不超过,2%,。,外观：整体造型协调、美观，外挂饰物和艺术雕刻视设计条件而灵活掌握。,安全：悬挂（固定）部件牢固，灯光部件防水、防风和防火性能良好。,12,案例：广告宣传灯的设计,明确设计的限制,时间限制：,7,天内完成全部设计。,环保限制：灯光强度（光污染）的限制。,成本限制：总成本不超过,50,元。,其他限制：地方政府对广告宣传灯的限制，例如：节能（耗能）的限制，以及广告内容的限制等。,13,第三章 怎样进行设计,3,信息的收集与整理,14,一、信息的收集,收集信息是为了利用信息，来自设计问题的各种信息既是设计产品的主要要素，又是设计者构思设计方案的素材和源泉。,常见的方式有：,实地调查，访问有关人员，借助媒体（广播、电视、报纸杂志）、互联网，查阅图书资料，向专家咨询，以及调查市场现状,。,全面,：信息要尽量齐全，直接信息和间接信息都要收集，以防有用信息的丢失。,（,1,）信息时间的跨度要足够长,（,2,）信息对象要足够广,（,3,）信息覆盖面要足够大,真实准确,：收集的信息可靠性要高，准确无误。,15,一、信息的整理,信息整理是指对信息的加工处理。由于收集的信息是原始的信息，所以在利用前必须进一步整理，筛选出对设计有用的信息。,常见的方式有：,归类、去伪存真、抓住重点，突出主要因素、其它方式,。,信息整理的常用方法：,比较法,核对法,佐证法,逻辑法,文献法,评估法,调查法,其它方法,16,第三章 怎样进行设计,4,怎样挑选材料,17,产品由各种材料做成。材料对产品的成本、价格、市场定位有重要的影响。,案例：仔细观察以下广告宣传灯笼，由哪些材料制成？,18,类别,优缺点,竹子,传统用材，坚硬且有弹性，成型容易，价格低，但不防火，大量使用对生态有影响,藤条,较少使用，弹性好，但不防火，价格较高，大量使用对生态有较大影响,木条,用于多角灯笼，形状稳固，但弹性较差，不防火，大量使用对生态有影响,铁丝,用于各式灯笼，坚硬，成型容易，价格低，防火，但弹性较差，易生锈,钢丝,用于各式灯笼，坚硬且有弹性，防火耐用，但成型困难，易生锈,石材,多用于庙宇和特殊建筑，道路两旁，坚固耐用，防火防风，但制作困难，造价高,塑料（条）,较少使用，耐腐蚀性，易加工，可减少森林砍伐，但缺乏弹性，不防火,（厚）纸皮,易加工，成本低，但缺乏弹性，不防火，不防水、雪，只适合于自制灯笼,广告灯笼骨架用材,19,类别,优缺点,绸布,传统用材，视觉好，价格较高，但不防火，多用于专业灯笼制作,丝布,传统用材，透光好，价格一般，但不防火，多用于专业灯笼制作,普通布料,用材图案花式多，易于获得，但透光性较差，不防火，多用于非专业灯笼制作,皱纹纸,传统用材，易加工，价格低，但不防火，不防水，多用于价格低的灯笼制作,普通纸,用材易获得，甚至可以利用废旧纸张，加工容易，但不防火、水。多用于非专业灯笼制作,PVC,膜,（薄板）,化工材料，新型用材，加工容易，不易起皱纹，美观、防水，但不防火，大量使用易造成白色污染，多用于专业广告灯笼多制作,有机玻璃（板）,美观，耐腐蚀，防水，但价格较高，多用于专业广告灯笼的制作,普通玻璃（板）,耐腐蚀，防火，防水，但加工要有专用工具，破碎易划伤人,广告灯笼罩布（膜）用材,20,一、材料及其性质,(,一）材料的分类,21,天然材料：竹、木、石、宝石等,22,金属材料：铁、铜、铝等,23,化学材料：塑料、涂料、油漆等,24,复合材料：各类合金、玻璃纤维等,25,PVC,：主要成分为聚氯乙烯，另外加入其它成分来增强其耐热性、韧性、延展性等。,26,有机玻璃：,PMMA,，化学名称叫聚甲基丙烯酸酯，是由甲基丙烯酸酯聚合成的高分子化合物。表明光滑、色彩艳丽，比重小，强度较大，耐腐蚀，耐湿，耐晒，绝缘性能好，隔声性好。,27,新材料：通常指人们运用新技术，最新制备的具有特殊性质或性能的材料。如纳米材料、高温超导材料。,纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸,(0.1-100 nm),或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于,10100,个原子紧密排列在一起的尺度。,28,一、材料及其性质,指固态材料保持形状的特征（塑料、铜、铝）,塑性,指固态材料恢复形状的特性（橡胶、钢材,）,弹性,指材料化学性能稳定的特性，如塑料的耐酸性等,耐腐蚀性,如光学特性、放射性、硬度特性等,其它特性,(,二）材料的特性,29,二、标准件与元器件,（一）标准件,1,、定义：,指具有统一形状、尺寸、公差和技术要求等的零件（或部件）。,2,、优点：,节约设计力量；,有利于先进工艺技术的使用；,有效地提高生产质量，降低生产成本。,3,、缺点：,有时会使产品缺乏个性。,30,31,二、标准件与元器件,（二）元器件,定义：,在电子和电器产品中，因某一功能部件被广泛、大量使用，人们出于使用方便、简化制作过程和节约成本的需求，单独设计和生产了这种零部件，称之为元器件。,三极管,电容器,32,二、标准件与元器件,（三）材料选择与资源保护,原则：,合理、合适,多使用元器件和标准件,尽可能地选取再生、可再生和储藏量丰富的资源,33,第三章 怎样进行设计,5,技术试验,34,一、技术试验及其作用,（一）什么是技术试验,从技术的角度对材料、元器件及整机（产品）进行测试和检验叫作技术试验。,材料的性能试验：通过技术试验来测定材料的性能。,35,一、技术试验及其作用,（二）技术试验的作用,是开展技术设计及进行设计优化的重要依据；,是进行技术革新、技术发明、科学探究的重要途径，更是揭露问题的关键；,可将技术设计的失误降到最低程度，同时使技术设计得以改进、完善和优化。,36,一、技术试验及其作用,（三）技术试验的方法和步骤,1,、技术试验的方法,实物试验：新设计的飞机试飞、汽车碰撞试验,对比试验：新药试用在一组白鼠身上，另一组不用药，进行对比观察两组白鼠各有什么不同的情况,模拟（模型）试验：奥运场馆模拟地震测试、飞机模型的风洞试验；长江三峡大坝模型的排沙试验,计算机仿真试验：导弹发射、新通信系统传输等项目仿真试验。,37,模拟试验法：,飞机风洞试验,模拟太空飞行,定义：通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。,38,计算机仿真试验法（又称虚拟试验法）：,用计算机模拟“勇气号”火星探测仪登陆火星表面,定义：利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原形并进行试验的方法。,优点：缩短周期，节省研制经费。,39,2,、技术试验的步骤,40,二、技术试验的种类,按物理专业分为力学试验、电学试验、光学试验,按专业,分为工业试验、医药试验、武器试验、农业试验等,按行业,功能、性能试验，优化、老化试验，环境适应性试验，破坏性试验,按目的,分为材料试验、结构试验、元件试验、整机试验等,按试验对象,分为小试、中试、应用（用户）试验等,按试验阶段,41,三、技术试验的实施与试验报告的写作,（一）技术试验的实施,制订计划,抽取样本,进行试验,分析数据,得出结论,42,三、技术试验的实施与试验报告的写作,（二）试验报告的写作,试验目的,试验原理,试验设备和材料,试验步骤,试验结果和分析：记录原始数据、试验数据的处理、误差分析,试验总结,43,试验报告撰写注意事项,试验报告的文字应力求简明扼要；,试验记录应该完整和真实；,记录内容应包括实验的全过程。实验现象反常时，应做出明显标记，做出详细记录；,为了数据准确，试验应重复几次；,技术试验完成后要分析和总结试验结论。,44,习题：,1,、小刚同学自己动手制作了一张座椅，并准备对座椅的稳定性进行试验，下列试验做法合理的是（）,A.,将座椅从二楼扔下来，看其是否损坏,B.,放一些重物在椅子上，看其是否能承受,C.,用电风扇对椅子吹风，看其是否会被吹倒,D.,用手将座椅左右摇晃一下，看其是否稳固,2,、在现代机械设计中，一般利用计算机技术对产品的机械性能进行仿真试验，这种技术试验的方法属于（）,A.,实物试验法,B.,对比试验法,C.,虚拟试验法,D.,模型试验法,45,5,、某厂家在推广某款,U,盘时宣称，该款,U,盘具有防水、防尘、防摔等性能，为验证这些功能所做下列试验中，不合理的是（）,A.,将,U,盘放入水中浸泡一段时间，取出晾干后观察是否仍然可以正常使用,B.,用铁锤敲击,U,盘多次，观察是否仍然可以正常使用,C.,在一定的高度扔下,U,盘，反复多次，观察是否仍然可以使用,D.,将,U,盘放在灰尘中一段时间，取出擦干净后观察是否可以使用,3,、在手机开发的过程中，需要对一些零部件进行性能试验，下列针对手机按键的试验项目中，不必要的是（）,A.,按键表面的耐磨损试验,B.,按键可承受的按击次数试验,C.,按键材料的耐高温试验,D.,按键表面的触感试验,4,、北京奥运会火炬,祥云，自,2008,年,3,月,24,日起在全球范围内传递（包括登上珠穆朗玛峰），如果对该火炬进行外界适应性试验，下列试验不需要进行的是（）,A.,防火试验,B.,高原试验,C.200,度高温试验,D.,雨中试验,46,第三章 怎样进行设计,6,制定设计方案,47,一、设计的角度和思路,目的和服务对象,工作时间和时效性,工作地点和环境,灯光的发光强度,放置运行方式,种类、结构和外形,材料的选择,图画、图像、语音文字和配乐,光源的种类、色彩配置和工作方式,遵纪守法，弘扬历史民族文化,控制方式,组合方式,48,序号,角度与思路,内容举例,1,目的,政治、思想、纪念、庆祝、商业、招聘、招生、旅游、防火安全等,对象,学生、教师、妇女、小孩、老人、青年,2,工作时间和时效性,白天、晚上、全天候、季节性工作、临时、短时、永久、可更换、耐用性,3,地点和环境,广场、闹市区、布告栏、屋檐下、湖中、天空、车上、街边,4,发光灯功率,功率可以从几瓦到几百瓦，根据发光面积的大小，工作环境和要求观看距离远近来决定,5,放置运行方式,举牌、悬挂、静置、旋转、滚动、摆动、飞行、漂流,6,种类、结构、外形,平板、灯笼、灯柱、六角灯、莲花灯、飞艇、龙灯、漂流,7,材料选择,纸、塑料布、木材、竹子、各种废盒、绳子、粘合剂、金属材料、螺丝,8,图像种类,漫画、简笔画、动画、国画、图像（静止或活动）,9,灯光工作方式,长亮、闪烁、跳跃、流动、亮暗交替和其它交替、灯光强度、供电方式,10,光源种类,蜡烛、白炽灯、半导体发光材料、荧光灯、霓虹灯,11,色彩配置,文字彩色、画面彩色、光源色彩背景和边框彩色,12,语言文字和音乐,语种、解说词、字体、字号、版面结构、歌曲、乐曲、主旋律、背景音乐,13,法律、道德、伦理,拥护党的领导和各项方针政策，遵纪守法，合乎伦理道德,14,历史、民情,古朴与现代，地方色彩与民族风情,15,控制方式,人工控制、机械控制、电子控制、单片机智能控制、遥控,16,组合方式,功能组合、外形组合、运行方式组合、文字语言和音乐组合、色彩和灯光组合、文字符号与图画组合、材料组合、定量和定性组合,广告宣传灯设计的角度与思路,49,二、设计方案的制定,（一）设计说明书,设计说明书是预先对设计项目进行全面构思、统筹规划之后提出的。,设计说明书的格式,（,1,）封面：单位名称、产品名称、设计人签字、设计日期、单位负责人签字；,（,2,）第二页：产品外观总图照片；,（,3,）第三页：目录；,（,4,）第四页：设计说明书正文。,50,二、设计方案的制定,设计说明书正文格式,1,、设计依据及设计要求,（,1,）设计依据的规范、规程及规定；,（,2,）设计的要求；,（,3,）所设计产品的类别。,2,、设计主要阐述的内容,（,1,）产品功能及其指标；,（,2,）产品安全信息；,（,3,）新技术、新工艺、新材料采用情况；,（,4,）标准化情况；,（,5,）条件许可时，阐述产品选型及产品制作方式；,（,6,）其他需要阐述的问题。,51,例：多用途广告宣传灯设计说明书的内容（部分）,设计依据及设计要求,（,1,）设计依据国家有关的广告设计和发布的规范及规定；,（,2,）设计遵循当地相关部门对广告宣传灯设置的规定；,（,3,）所设计的产品为木材、塑料和金属混合型灯具。,设计主要阐述的内容,（,1,）产品选型概述：本设计产品为多用途广告宣传等，属综合（组合）性设计；,（,2,）产品安全信息：本产品设计有漏电保护装置，能抗,5,级阵风，防火，防风雪；,（,3,）关键材料选取情况：面板采用有机玻璃，骨架采用木材，美观耐用，防腐蚀，符号设计的经济学原则；,（,4,）螺钉、灯泡、电线等采用标准件，灯泡功率为,25W,，,220V,市电供电；,（,5,）产品的制作方式：手工制作；,（,6,）安装方式：悬挂。,52,二、设计方案的制定,（二）设计图纸,内容：封面、目录、图纸和说明等。,阶段：产品总图和详图设计两个阶段。,（,1,）产品总图是制作详图的依据；,（,2,）详图设计是产品总图的细化和补充。,满足：,（,1,）编制生产施工预算和生产施工招标要求；,（,2,）进行备料的要求；,（,3,）完成生产施工详图的要求；,（,4,）进行工程或者产品验收的要求。,53,二、设计方案的制定,（三）成本估算,包括成本估算编制说明、成本估算表及用材量估算表；,编制说明应包括编制依据及其它必须说明的问题等内容；,编制内容可参照国家和本地有关产品设计概算、预算文件；,用材,量估算是指产品生产过程中主要材料的消耗总量。,54,三、方案的比较、权衡和决策,解决一个问题，可以有多种解决方法，存在多个设计方案。通过比较、权衡和决策，可以选出最佳方案。,方案的比较：将各方案的产品性能、技术指标、特点、外形尺寸、造价等要素列表，逐一分析、比较。,方案的权衡：在比较的基础上，从整体上衡量各方案的优劣。,方案的决策：经过比较和权衡，根据时间、成本、环境影响等要素综合考虑，选出一个最优方案。,方案的比较、权衡和决策，通常是由专家学者、同行和设计委托人共同进行论证和评判来完成的。,55,类型,冬瓜形,六面形,六角宫灯形,超薄方形,尺寸,高,348mm,，底边长,150mm,高,452mm,，底边长,150mm,高,390mm,，底边长,150mm,长*宽*厚为,350mm*350mm*15mm,功能,简单文字宣传、图案宣传,六幅文字宣传或者图案宣传,可以滚动六幅文字宣传或者图案宣传,可以滚动更换文字宣传或者图案宣传,优点,选材容易，造价较低，安装方便,选材容易，造价较低，安装方便，可以六面显示，信息量大,高贵华丽，可以六面显示，信息量较大,超薄匀光，可以滚动画面，占用空间小,缺点,显示文字、图案信息量少,没有动感,加工较为复杂，造价较高，需要场地较宽，需要电机驱动,造价高，只能单面显示,造价元,35,50,250,800,多用途广告宣传灯设计方案的对比,56,四、方案的改进与拓展,（一）设计方案的改进,选定设计方案后，就进入产品制作、试用和使用阶段，在此过程中仍然可以对方案进行改进。,在制作阶段，备料、加工、安装和调试等环节，如果发现原方案存在缺陷或不足，就需要改进。,在试用期间，产品等功能发挥、技术指标的稳定性、环境的适应性等都受到考验，某些潜在问题会显露出来，需要通过改进方案来解决。,在产品的使用期间，由于条件、环境发生改变，也需要对原方案进行改进。,57,四、方案的改进与拓展,（二）设计方案的拓展,在执行过程中，遇到重大社会变革、重大环境灾难等情况，要求对原方案进行重大的改革。,在原设计方案的主要功能不变的前提下，增加新的功能。,指设计产品升级换代式的发展。,功能拓展,跨越式发展,其它重大变革,58,五、广告宣传灯、照明路灯自动开关电路的设计,（一）电路控制单元的设计,1,、首先根据要照明的区域大小及周围环境等情况，考虑照明路灯用什么电源供电；再考虑根据照明需要，确定发光灯等种类和功率。,2,、在选好发光灯种类、功率、供电电源、继电器型号后，要根据继电器线圈的工作电流来选择驱动电路的结构和元器件，继电器的开关、触点在线圈电磁铁的吸合下由断开变为闭合。,3,、选择光敏传感器件，可选择光敏电阻或光敏二极管、光敏三极管作光敏元件。,4,、电路设计必须有控制亮度起控点可调元件。,5,、控制电路必须有抗干扰能力。,59,谢谢！,60,