通用技术 技术与设计1 基础知识归纳

通用技术 技术与设计1基础知识归纳概述通用技术是指具有基础性、通用性并与专业技术相区别的技术。第一章技术及其性质第一节技术的性质及其巨大作用1、技术的内涵:工具、人类发明的产品和人工制品创造某种产品所需要的知识体系人类改造是自然的工具和方法技术知识的产生过程以及技术产品的开发过程、协议、程序包括产品、知识、人员、组织规章制度和生活结构在I内的整个系统科学的任务是理解世界，技术的任务是改造世界技术是从科学到生产的中间环节，是把科学理论转化为生产力的桥梁技术来源于实践经验的总结和科学原理的指导2、技术的性质性质具体释义例证实践性技术源于实践综合性每一门技术都能够看成由多学科的知识综合而成制造技术是一门以机械为主的交叉性学科，与光学、电工、电子、材料、管理、艺术及社会科学等学科密切相关技术的形式是由多种多样的要素综合而成的技术的形式包括人类发明的产品，人工制品，创造某种产品需要的知识体系、技术产品的开发过程、协议、程序创新性在原有技术的基础上，人们依据一定的技术原理和社会需要，有计划，有目的地实行应用研究和生产发展的技术开发活动今天，除了在家用电器博物馆外，人们在业看不到儿十年前设计的过时的洗衣机了相关性一项技术的发展需要其他技术的支持；与此同时，一项技术的发展又能够带动其他相关技术的发展半导体技术的发展，就大大促动了电视技术和计算机技术的发展价值性技术本身的价值性所决定。技术的应用能够产生社会效益，也能够产生经济效益医疗队下乡义诊，就产生巨大的社会效益；医疗技术在医院中的作用，除产生社会效益夕卜，还产生经济效益保密性技术的发明创造，需要付出艰辛的劳动，为了保护发明者的合法权益，许多技术需要保密新发明的技术申请专利保护3、技术的影响力回顾过去：技术的起源和发展 技术最早起源于人类寻找、生产实物，制作衣服和野兽搏斗等生存的基本需要。 许多技术的进步源于人们改变自身生存条件、改造自然的愿望。 对于公开竞标的设计问题，设计者还需要做出设计标书，详细说明自己的资历、能力和经验，充分表明自己有能力胜任这个设计明确解决设计问题的条件 设计者的设计知识和技能 时间条件 经费条件 设备条件 其他条件，如需要特殊材料等明确设计的标准 什么叫设计标准又称为设计规范，是指设计中依据的某一公认的法规和示范。 设计标准的分类有总的标准，如国家标准、国际标准、企业标准有各部分或各方面的标准，如产品或部件的功能、明确设计的限制2、技术实验3、制定设计方案第一章走进技术世界一、技术的价值：1、技术与人的关系：技术是人类满足自身的需求、愿望，更好的适应大自然，而采取的方法和手段。技术的作用：保护人：提供抵抗不良环境，防止被侵害的手段和工具。解放人：解放或延长身体器官，拓展活动空间，提高劳动效率，增强各方面的能力。发展人：技术促进人的精神和智力的发展，使得人的创新精神和批判能力得以提高，思维方式发生转变，自我价值得以体现。2、技术与社会的关系：技术促进社会的发展。技术丰富社会文化内容。技术改变社会生活方式。是推动社会发展和文明进步的主要动力之一。3、技术与自然的关系、利用技术，人类可以改造和利用自然。如：都江堰、荷兰的风车。、人类利用技术和改造自然要有合理的尺度，要注意对自然的保护，不能忽视对自然的保护，不能忽视一些技术或产品对环境可能造成的负面影响。、技术的发展给自然环境带来了问题，但也给解决这些问题提供了可能。“绿色”技术：主要包括绿色产品的生产技术以及清洁工艺等。二、技术的性质1、技术的目的性：技术总是从一定的目的出发，针对、具体的问题，形成解决方案，从而满足人们的某方面的需求。如：助听器的发明。人类有目的、有计划、有步骤地技术活动推动了技术的不断发展。2、技术的创新性：创新是技术发展的核心。技术创新常常表现为技术革新和技术发明。3、技术综合性：技术活动往往需要综合运用多种知识。技术具有跨学科的性质，综合性是技术的内在特性。一般地，每一项技术都需要综合运用多个学科、多方面的知识。4、技术的两面性例如：电池可以带来光明和动力，也可以带来严重的环境污染。网络技术（方便人们交流沟通，但也有人利用网络犯罪）、B超技术 （可以用于医疗，但也有人进行胎儿鉴别）、克隆技术（克隆人体器官用于医疗，但也会挑战人类伦理道德）、核技术（发电，但也会用于战争）、空间技术（科学实验，卫星通讯。产生太空垃圾）。转基因技术（可制造符合人类要求的动植物，但其负作用还未知）5、技术的专利性狭义的知识产权包括著作权、专利权、商标权三部分。专利权是指依法批准的发明人或其权利受让人对其发明成果在一定年限内享有的独占权或专用权。专利权是一种专有权，一旦超过法律规定的保护期限，就不再受法律保护。专利的特性：独占性、时间性、地域性专利申请过程：提交申请阶段a受理阶段a初审阶段a发明专利申请公布阶段a发明专利实质审查阶段。授权阶段。三、技术的未来对技术的未来的思考和憧憬，既不需要技术迷惘中的旷世悲怆，也不需要技术崇拜中盲目乐观。理性地看待技术，以负责、更有远见、有道德的方式使用技术。第二章 技术世界中的设计一、技术与设计的关系1、技术的发展离不开设计2、技术的更新对设计产生重要影响技术是设计的平台，没有技术作基础，设计将难以表现和实现。如：达芬奇的研究和发明3、设计的丰富内涵技术世界的设计，其核心是技术设计。设计主要分为：技术设计与艺术设计。二、设计中的人机关系1、什么是人机关系当人们身处某一环境的时候，这时的人机关系就体现为人与环境的相互关系。案例：乘电梯、进门中存在的人机关系。2、人机关系要实现的目标（1 ）、高效 （2 ）、健康 （3 ）、舒适 （4 ）、安全3、如何实现合理的人机关系（1）、考虑到普通人群和特殊人群 如：要考虑到残疾人的需求。（2 ）、考虑静态的人与动态的人的关系（3 ）、满足人的心理需求和生理需求（4 ）、信息的交互三、技术试验及其方法1、什么是技术试验作用：技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段，对技术应用的实现起到了有力的保障作用。通过技术试验，可以使设计得以改进和完善，将设计的风险和失误降到最低。如：阿什塔比拉河桥的垮塌、青梅素皮试试验2、技术试验方法（1）优选试验法：运用数理统计的方法，选定若干次典型意义的试验，逻辑地推出全部试验所达到的最佳效果。如不同品种水稻的对比试验等。（2）模拟试验法：是通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。如汽车碰撞试验。还可以通过缩小（放大）比例来模拟所设计的现场效果。大坝水利试验等。（3 ）虚拟试验法：利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法称为虚拟试验法。如：计算机虚拟火星探测器模拟登陆动画等。（4）强化试骑法：是在技术试验中通过扩大和强化试验对象的作用，提高试骚效率的方法。（5）移植试验法：在相互有差异的事物之间，将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验的方法。如橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验。3、技术试验的实施与报告的写作技术试验的实施包括：制定试验计划、抽取样本、进行试验、分析数据、得出结论技术试验试验报告的写作顺序：试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结4、技术试验在设计中的作用通过试验可以发现问题、深化认识、推动技术设计的发展。特别是在设计的后期，对设计进行综合性的整体试验，可以为设计的评价提供准确、客观的数据。第三章设计过程、原则及评价一、设计的一般过程1、发现和明确问题：从本质上说，设计是一个问题求解的过程。它从问题出发，并围绕问题展开各项活动。因此，设计必须从调查需求、分析信息、发现和明确需要解决和值得解决的问题开始，并在此基础上提出设计项目，明确设计要求。2、制定设计方案：在发现和明确要求的基础上，我们紧接着要做的就是通过各种渠道，尽可能广泛地收集设计所需的信息，通过对各种信息的归纳和分析，挖掘影响设计的主要因素,大胆提出各种设计想法，并依据一定条件对各种想法进行筛选，确定最终的设计方案。这就是制定设计方案的过程。在这个过程中，要大胆突破传统观念的束缚，始终明确。（1）运用不同的材料、结构可以产生不同的设计方案。（2）任何设计方案都有改进的可能性，好方案决不会仅有一个。3、收集信息：可以通过用户调查，专家咨询，查阅图书资料，收听收看广播电视，浏览互联网等渠道收集有关的信息。设计分析：面对收集到的各种信息，要根据设计要求，找出设计需要解决的主要问题，并分析其可能的解决办法。面对设计要求和约束条件之间的相互矛盾，为了找到最好的解决办法,应该提出尽可能多的设想，以便于权衡利弊，作出选择。4、方案构思：方案构思是设计过程中最富有挑战性的环节，它要求我们根据设计要求，大胆构思，努力挖掘自己的创造潜力，提出解决问题的多个设想。5、方案呈现：构思过程中产生的设计想法常常是模糊的，为了使其具体化，我们通常会用草图把它们转化为视觉形象。同时，这些想法又是零散的，从中我们并不能看到一个完整的设计方案，所以我们还要对这些想法进行综合。6、方案筛选：当多个设计方案产生以后，我们就要依据一定的原则，对这些方案进行筛选。7、制作模型或原型：完成方案筛选后，我们就要开始制作模型或者原形了。一般地，模型制作包括两个阶段，既绘制图样和制作模型或原型。对于图样，我们既可以手工绘制，也可以用计算机辅助制图。对于小型、简单的产品可以直接制作产品原型，而对于大型、复杂的产品先制作缩小、简化的模型。8、测试、评估及优化：要明确设计方案是否可行，我们还必须进行各种测试、评估，以优化设计方案、完善产品原型。二、产品的使用和维护在产品使用过程中，正确的使用和维护既可以使产品更好地满足人民的需求，又能延长其使用寿命。因此，掌握正确的使用和维护方法对于产品使用者来说尤为重要。为此，我们通常要设计份产品设计说明书。设计实际上是一个动态的过程。在一项具体设计中，有些阶段或步骤可能会发生变化，有些步骤之间则可能出现一定的循环。因此，我们不能将设计的过程简单化、模式化，而应根据设计的需要进行灵活安排。三、设计的一般原则1、创新原则2、实用原则3、经济原则4、美观原则5、道德原则6、技术规范原则7、可持续发展原则四、设计的评价1、设计的评价是指依据一定的原则，采取一定方法和手段，对设计所涉及的过程及结果进行事实判断和价值认定的活动。它对设计者树立质量管理意识、强化质量管理、高质量完成设计任务有重要作用，同时也有助于设计中的信息交流和工作反思。评价涉及到评价对象和评价者。从评价对象来看，设计的评价可以分为两类：一是对设计过程的评价，二是对设计成果的评价。从评价者来看，也有两类：一是设计者自我评价，二是他人的评价。无论是对设计过程的评价还是对设计成果的评价，都应建立在事实判断的基础上。也就是说,评价者首先应对设计过程和设计方案的各个细节进行准确的判断、说明、阐述。只有在事实确定的前提下，评价才会有效，才不至于失真。进行评价必须制定相应的标准。由于设计的目标和内容不同，设计评价的标准也就不同，有时可以有所侧重。评价标准的制定应当客观、明确，体现科学性和可操作性。2、对设计过程的评价加强对设计过程的评价是树立质量管理意识、加强质量管理、实现设计目标的关键。对设计过程的评价要注意把握各个环节或阶段的主要任务和目标，要注意把握设计过程中各个环节或阶段之间的衔接和协调，要注意阶段性成果的质量。对设计过程的评价应服务于完善设计方案、促进个人发展的根本目标，不仅仅是设计过程终结时的回顾性、反思性评价，而旦也包括设计过程之中的即时性、阶段性评价。因此，对设计过程的评价应寓设计的全过程。3、对最终产品的评价最终产品是设计过程的结晶，是设计质量、设计水平的集中体现。对最终产品的评价，有两个基本的依据：是参照设计的般原则进行评价，二是依据事先制定的设计要求进行评价。在实际评价中，这两个方面也可以结合起来。市于对最终产品的评价是对设计成果的总评价，因此，应从多方面把握评价内容。对于不同的产品，评价的内容及标准可能有所不同。4、设计的评价和设计的交流很多情况下，设计的评价目的往往不是为了甄别，而是为了相互交流信息、征求意见、共同研讨，进而完善设计方案。即使是从参与设计成果的评价出发而进行的评价，也高不开设计的交流。因此，设计的交流贯穿于设计的全过程，是设计评价的基础。设计的交流可以通过多种方式进行。其方式有口头语言、文本、技术图样、图表、模型、计算机演示、网页等。具体方式的选用可根据不同的场合、不同的目的、不同的要求，不同的对象等因素进行选择。在设计的交流过程中，应当注意提炼关键的技术信息。对他人所提出的理念、信息、意见要做客观的、有意义的、实事求是的分析，要能敏捷地抓住他人的意见、建议中的创新点或对自己设计活动有启发意义的部分，用以改进自己的设计，从而师交流的过程成为改进自己设计、开阔自己视野的过程。第四章发现与明确问题一、发现问题1、问题的来源生活中，有许多形形色色我们所不知道的需要解答的问题，这就是问题。在技术课程中，我们讨论的主要是技术方面的问题。从技术角度看，人类进步与发展的过程就是不断地发现问题，不断地进行设计，从而解决问题的过程。问题是如何产生的？第一种：人类生存活动中必然会遇到的问题。第二种：由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。第三种：基于一定的目的由设计者自己主动发现问题，并试图解决它。第一、第二种问题的提出往往比较明确，主要是针对一般的和已有的问题提出的，而第三种问题却是全新的，它需要我们积极主动的思考，需要我们细致入微的工作，需要我们独具慧眼的发现。这类问题的发展，一方面可以挑战和拓展我们的能力，另一方面也有可能更好地满足人们的需要，推进技术的发展和创新。2、发现问题的途径和方法观察FI常生活、收集和分析信息、技术研究与技术试验二、明确问题1、明确问题的内容和价值问题是否明确采用各种方法可以发现很多问题，但这些问题有时可能是模糊不清的，需要我们进步加以明确。明确问题需从问题表述本身是否明确、问题产生的原因是否明确、提出问题的目的是否明确等方面进行考虑。问题的价值明确了问题的内容以后，还需要确定问题是否有价值。（1）所提出的问题是否尊循了基本的科学原理。（2）迄今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决。（3）在调查的范围内，该问题是否有普遍意义，在更广的范围内，该问题是否有意义？（4）在多个问题同时发生时，该问题是否是主要问题？（5）现有的技术条件能否解决这个问题？技术发展以后呢？（6）解决该问题所需要的投入是多少？投入与产出的比是否理想？明确解决问受到的限制及具体的设计任务在明确问题的内容与价值后，还应该明确解决这一问题所受到的主观条件的限制，明确设计所应受到的限制和所应达到的标准，进而提出设计任务。无论是一个问题的解决，还是一项设计的进行，它的限制主要是由两方面决定，一是设计对象的特点和问题解决的标准，二是设计者的技术能力和条件。当我们对解决问题所受到的限制作了全面的梳理和分析后，就可以将该问题明确地视为-个设计对象，并依据己有的调查、研究和分析，提出具体的具有一定可行性的设计要求了。设计计划为了保证设计的顺利实现，我们需要制定设计计划。设计计划可以更好地保证设计有目的、有计划地进行，它可以通过工作程序的排列来表示。为了统筹安排设计进度，合理利用设计资源，并根据时间要求以及设计各个阶段的工作最和设计的难易程度，科学、合理地分配时间，在完成设计计划的基础上，还需要制定一份时间进度计划表。设计各阶段工作的展开有的可以同时进行，有的需要依次推进。根据需要，时间进度计划表还可以用设计计划书的形式来表达。第五章方案的构思方法一、方案的构思方法1、设计分析合理的设计分析是成功地进行技术设计的关键一步，分析得当可以指引以后的技术上可以少走或不走弯路。产品本身是一个整体，包括功能、造型、材料等，但任何产品都不是孤立存在的，一方面,它是为人服务的，人的需求在很大程度上决定着产品的设计；另一方面，它是在一定的环境中使用的，必然受到环境的制约，并对环境产生影响。因此，设计任何产品都应综合考虑物、人、环境三个方面。详见书本P95台灯分析的例子。2、方案的构思方法（1）草图法设计时，我们可以运用草图法进行构思。草图不仅能将一些想法明确地表达出来，而且可以随意修改。在运用草图法进行构思的过程中，学生可以捕捉灵感、自由发挥、不受约束。（2）模仿法模仿现实生活中存在的一些事物进行方案的构思。如仿生技术（3）联想法要用联想的方法进行方案的构思，人们就必须具备丰富的实践经验、较广的见识、较好的知识基础及丰富的想象力。利用联想法进行方案的构思，不-定能使技术设计次性成功，但它有可能为构思找到一种方法或一条形成方案的路径。运用联想法进行构思后，我们不能盲目地实践，而应该首先对方案进行科学论证，而后再进行制作和实施。（4）奇特性构思法奇特性构思法所形成的方案一般具有原创性。这些构思在历史上很少发生，或从来没有发生过，甚至有些构思在当前的科学、技术、经济条件下无法实现。3、方案的比较和权衡在多个方案经构思形成后，我们往往要对这些方案进行评判和比较，同时要从设计的目的出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。考虑的方面：实用、美观、创新、稳定性、安全性、环保性、加工难易程度、经济成本。第六章设计图样的绘制一、设计表现图1、技术语言的种类与应用技术语言是一种在技术活动中进行信息交流的特有的语言形式。技术活动的丰富性使得技术语言具有多样性。比如图样、图表、模型、符号等。技术语言的两大特征：言简意赅、通俗直观。2、草图的绘制徒手绘图：掌握正确的握笔姿势，徒手自由画线练习，提高对笔的控制能力。网格徒手画：作图的要领是与地面垂直的线垂直画，与地面平行的线按网格上的斜线画，同时以网格上的小格来确定物体的比例关系。作图时，先按照作图的要领，用铅笔画出物体的结构线，使物体的各部分结构关系能清楚地表达出来，然后用墨线描出物体的轮廓线，注意外轮廓的实线要略为粗一点。基本图形的绘制清参看书本P113草图也叫方案草图或设计速写，它能迅速捕捉和记录设计者转瞬即逝的创作灵感，表达设计创意，是把设计构思转化为现实图形的有效手段之一。可分为构思草图和设计草图。构思草图：是设计者在设计过程中产生的设计想法的记录，它以具体图形的形式记录和描绘设计者头脑中的诸多想法。设计的主体构思基本上是在绘制构思草图阶段完成的。设计草图：是经过设计者整理、选择，修改和完善的草图，它是一种正式的草图方案。设计草图是构思草图中挑选出来的，可以继续深入的，可行的实际方案，是通过对细节的完善得到的。3、学会识读效果图，可以通过画面所表现的形式获取需要的设计信息。与草图相比，效果图更能真实地表现产品的式样、材质和空间效果等。因此在识图时要注意从整体上把握产品的形态、功能和特征，要注意从中了解产品外观上的实际比例关系和色彩搭配及材质感，了解产品内部结构和色彩装饰效果。正等轴测图正等轴测图是一种可以表现物体三维结构特征的图形。采用这种投影图可以表示最初的设计思想。建立坐标轴的时候，各轴的夹角是120度。具体绘制过程参看P117-118。二、常见的技术图样1、正投影和三视图正投影法就是假设投影光线与投影平面垂直，在投影平面上求取物体的投影的方法。为了确定物体的结构形状，需要采用多面正投影。三视图：物体的正面投影，即物体由前向后投影所得的图形，通常反映物体的主要形状特征，称为主视图；物体的水平投影，即物体由上向下投影所得的图形，称为俯视图；物体的侧面投影，即物体由左向右投影所得的图形，称为左视图。为了在同一张纸上画三视图，三个投影面必须展开，在同一个平面上。俯视图在主视图的正下方，左视图在主视图的正右方。主视图反映物体的长和高，俯视图反映物体的长和宽，左视图反映物体的高和宽。长对正，高平齐，宽相等。（三视图的绘制步骤见P122-123。）2、形体的尺寸标注四个基本的要求：正确（符合国家标准）、完整（不重复、不遗漏）、清晰、合理尺寸三要素：（1）尺寸界线尺寸界线用细实线绘制，并由图形的轮廓线、轴线或对称中心处引出，也可利用轮廓线、轴线或对称中心作尺寸线。（2）尺寸线尺寸线用细实线绘制。尺寸线必须单独画出，不能与其他图线重合或在其延长线上。般采用箭头作为尺寸线终端。（3）尺寸数字图样上所注尺寸表示形体的真实大小，形体的真实大小与图样的大小及绘图的准确度无关。图样上的尺寸，以毫米mm为单位时，不注写单位，否则必须注明。线性尺寸的尺寸数字一般注写在尺寸线上方或其中断处，水平方向尺寸字头向上，垂直方向尺寸数字写在尺寸线的左侧且字头向左。标注举例：尺寸界线超过箭头2mm,尺寸线与尺寸线，尺寸线与轮廓线相距5-7mm。如P124直径：符号为。，整圆或大于半圆的圆弧需要标注直径。标注直径的方式有多种，选用何种方式通常由圆的大小和位置来决定。如P125。半径：符号为R，半圆或者不足半圆的圆弧需要标注半径。标注半径的方式也有多种，采用方式也应根据圆弧的尺寸与位置来确定。如P1253、机械加工图以三视图的形式来表达机械加工方法的一种技术图样，是完成产品机械加工的主要依据。它通常由三视图及其尺寸标注，必要的其他视图、标题栏和文字说明儿部分组成。必要的其他视图如局部放大图、剖视图等可以用来将三视图不能完全表示的物体形状表现清楚。详见P1264、剖视图假想采用剖切平面的方法剖开物体，将处于观察者与剖切面之间的部分移去，将其余部分向投影面投影所得的图形称为剖视图。剖切平面一般具有以下两个特征：（1）包含内部结构如孔、槽的轴线，或物体的对称面（2）平行于相应的投影面。画图时应注意：（1）物体被剖开后，用粗实线画出物体的剖面轮廓及剖切平面后的可见轮廊。（2）采用剖视图后，应省略不必要的虚线，只有对尚未表达清楚的物体结构才画出虚线o （3）由于剖切平面是假想的，因此在一个视图上取剖视，并不影响其他视图的投影（4）剖面需按规定画出与物体材料相应的剖面符号，金属材料的剖面符号为与水平线成45度的一组平行细实线,同一物体的各剖视图的剖面线应间隔相等、方向一致。5、线路图电子线路图一般是指用图形符号和线段组成的电子工程用的略图，包括电路原理图、接线图和逻辑图。在识读线路图的过程中，首先要认识线路图中的元器件符号，知道它所代表的元器件；其次要弄清楚元器件符号相互之间的连接方式；最后确定信号如何流通。第七章模型或原型的制作一、模型原型：是在产品生产之前制作的与产品大小相同、使用功能致的物体。可以是产品本身。模型：是根据实物、设计图样或构思，按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。由于模型有制作成本低、便于修改等优点，设计者一般通过模型来呈现产品的设计方案。模型制作是产品设计过程中不可缺少的环节。模型制作的过程不仅是设计思想体现的过程,也是发展构思的创造性过程。模型具有以下两个功能：（1）使设计对象具体化。模型可视、可触、可控制，可以形象地表达所设计的产品的比例、尺度、线型、色彩、材质以及每一个构成面。它是一种实体设计语言，为设计的表达和交流提供了一条有效途径,使设计委托者、生产单位和设计人员之间能够直接沟通，全面认识设计方案。（2）帮助分析设计的可能性由于现代工业产品大部分是在大规模、自动化和巨额资金投入下生产出来的，因此，仅凭图纸提供设计意图，很难把握设计的可靠性。如果设计一旦失败，损失将十分巨大，所以，设计一件复杂的产品，必须通过模型制作，才能投入生产。模型制作是技术设计中的一个环节，也是-种技术方法。通过模型可以研究技术活动的规律和特征。在设计过程的不同阶段，根据不同的要求往往需要制作不同的模型。草模：用于产品造型设计的初期阶段，它可以采用立体模型将设计构思简单地表示出来，供设计人员深入探讨时使用。概念模型：用于设计构思初步完成之后，在草模的基础上，用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排，以及产品与人、环境的关系等，从整体上表现产品造型的整体概念。结构模型：用于研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品的机构尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验等。功能模型：主要用于研究产品的各种性能以及人机关系，同时也用于分析检杳设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系，并在一定条件下用于试验。展示模型：展示模型是在结构模型和功能模型的基础上，采用真实材料，按照准确的尺寸,做成的与实际产品几乎一致的模型。作为产品的样品，展示模型为研究人机关系、结构、制造工艺、外观、市场宣传等提供实体形象，并可以直接向设计委托方征求意见，为审核方案提供实物依据。二、工艺工艺是利用工具和设备对原材料、半成品进行技术处理，使之成为产品的方法。她体现了生产活动中的知识和经验，并随看人们认识的深入和经验的积累而不断地改进和发展。因目的和功能不同，工艺有很多种，常见的有加工工艺、装配工艺、检测工艺、铸造、表面处理工艺等。不同的行业、不同的工种、不同的工序，往往有其特定的工艺要求和严格的工艺规范。工艺对保证产品质量，提高生产效率具有非常重要的作用。它影响产品的功能、强度以及外观等方面。金属材料的加工工艺金属材料；黑色金属、有色金属和特殊金属材料。不同的金属材料用不同的性能。金属的加工工艺包括划线、锯割、牡削、钻孔、连接和表面处理。划线：就是在待加工的材料上用相应的工具划出加工部件的轮廓线或基准点或基准线。一般步骤为：（1）划出基准（2）划尺寸线（3）划轮廓线（4）冲眼。工具一般有：划针、钢直尺、角尺、划规和样冲。详见P144锯割：手锯的安装和握法，起锯方法和操作要领。详见P145。铿削：为了使工件符合设计所要求的形状、尺寸和粗糙度，往往需要进行锂削，铁削和磨削。其中铿削加工操作方便，使用广泛。有扁平锂、半圆理、圆铿、三角铿。操作要领和方法详见 P146钻孔：用钻头在实体材料上打孔的方法，称为钻孔。常用的设备是台钻，钻头是麻花钻。钻孔的操作步骤：（1）划线定位（2）装夹工件（3）装夹钻头（4）钻孔。二要二不：操作时要集中注意力；要戴防护眼睛；不准带手套操作；不能直接用手扶持小工件，薄工件。连接：通过固定连接和半固定连接的方法可以实现金属件之间的连接。连接方法见P148表面处理：表面刷光，喷涂油漆、镀层。详见P150三、模型制作模型制作的一般步骤：（1）选择合适的材料（2）根据本地的条件，准备适当的工具和加工设备。（3）按设计图样划线（4）对材料进行割据、切削等加工（5）装配（6）对模型进行表面处理（7）对产品的外观造型和色彩进行评价，对产品结构、功能进行检测和试验，检验是否符合设计要求（8）对设计方案进行修改，做成展示模型。在模型或原型制作完成之后，根据审美的需要，一般要对产品的外观加以一定的润色，以使产品更美观，更符合人们的心理需求。技术能够用来定义一个社会或一个时代，每一个时代的命名反映了那个时代的的技术特征，按时间顺序依次为：石器时代青铜器时代铁器时代蒸汽机时代电气时代信息时代以石头为工具使用的时代以青铜为材料来制造工具、用具以及武器的时代能冶铁和制造铁器的时代蒸汽机广泛使用的时代以电为能源的时代以电子信息业的突破与迅猛发展为标志的时代,这个时期的技术主要包括信息技术、生物工程技术、新材料技术、海洋技术、空间技术五大领域。 技术至少引起了 3次重大的历史变革时间变革原因变革后果第一次变革14000年前农业的出现和发展人类由游牧生活变为定居第二次变革（工业革命）18世纪蒸汽机的发明和其他许多重要机器的研制，以及第一批工厂的建立人口迅速从乡村向城市集中出现了企业家阶层和工人阶层世界进入了现代文明时代，食物供应和物质产品生产第三次变革20世纪末功能强大的计算机和高速通信网络的发展人类方便快速地存储、处理和传递信息，极大地促动了教育、娱乐以及商业和科学的发展立足今天:技术的巨大影响 当代社会，技术无处不在。技术己充分渗透到社会政治、经济、军事、外交、文化和日常生活的方方面面。Eg:计算机与因特网技术，空间技术，农业技术，电冰箱的产生 两面性在应用过程中，技术的应用具有两面性，而技术本身并没有两面性Eg: I -件工具，一种炸药，其本身并没有两面性，只有它的应用才有两面性II 空调:降暑防寒空调病B超技术:即时发现病症男女比例失调汽车:出行便捷快速引发能源、交通堵塞、环境等一系列问题展望未来:技术的推动作用Eg:机器人的普及；人类对外太空的探索第二节技术发明与技术革新1、技术的源泉发明和革新是技术的源泉，由于它们都实现了用新的技术取代陈旧落后的技术 发明指的是创造发明自然界原来没有的事物 革新指的是对原有技术加以改造和提高。Eg:洗衣机技术的进步手洗一人力洗衣机一电动洗衣机一自动洗衣机一电脑控制的全自动洗衣烘干机一“DIY模糊型”全自动洗衣机一不用洗衣粉的智能洗衣机通信技术的发展手动电话机一自动电话机一卫星通信、移动通信、光纤通信技术革新从来源上分为两类：i是源于有计划、有步骤的设计。如航天技术二是源于偶然的发现。如抗生素药物的发现2、影响技术发明和创新的诸多因素 主体因素包括发明者本身的素质，文化水平，生理、心理因素及其他条件 社会因素发明者所处的社会（含微观社会和宏观社会、社会的群体状况、社会的经济水平及社会制度对发明的促动或制约 科技文化因素包括主体所在环境的科技文化水平，能够使用的设备及条件 社会和机遇等3、技术创新的保护制度知识产权 知识产权知识产权定义是指对智力劳动成果享有的占有使用、处理、收益的权利，是一种无形的财产权，是从事智力创造性活动取得成果后依法享有的权力范围广义著作权、邻接权、商标权、商号权、商业秘密权、产地标记权、专利权、植物新品种权、集成电路布图设计权、计算机程序著作权等狭义著作权、专利权、商标权影响保护了发明者的创造，使发明者能设计创造出更多的新产品专利及其意义、种类专利：专利通常指专利权。是一种独占权，指国家专利审批机关对提出专利申请的发明创造，经依法审查合格后，向专利申请人授予的、在规定时间内对该项发明创造享有的独占权。专利的意义：保护技术创新，防止科技成果的流失，进而有利于科技进步和经济发展。专利种类定义审查制度保护期限发明专利对产品、方法或改进所提出的新的技术方案早期公开、延迟审查20年，自申请之日起算使用新型专利对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术发案初步审查10年，自申请之日起算外观设计专利对产品的形状、图案、色彩所作出的初步审查10年，自申请富有美感并适于工业上应用的新设计之日起算专利的申请步骤：提交申请f受理f初审f发明专利申请公布一发明专利申请实质审查f授权申请包括直接申请和委托代理申请第三节设计是技术的关键1、技术的关键是设计：通过设计解决问题一将解决问题的方法加以总结一技术2、设计的定义：是指基于预定的设想和目标，避从相关的原则和规范进行的构思和规划,最后用某种形式（模型、图纸、图表、文字文本等）表达出来的活动。3、设计需要不断改进Eg：我国的工程师在钢铁生产的流程设计中通过技术的革新，流程的改进，大大提高了钢产量。4、设计需要多种知识Eg：汽车设计与制造技术需要用到燃烧学、机械学和力学、材料学等多学科知识。第二章设计的基础1、思想和感情基础培养良好的基本素质 善于观察和思考，善于实验和实践Eg：鲁班发明锯子 兴趣和好奇心-丰富的想象力一大胆的猜测和假设一实验证明Eg：蝙蝠和雷达养成正确的思维方法 发散思维辐射思维 定势思维 逆向思维反向思维 其他如：抽象思维、形象思维、联想思维、移植思维、类比思维、逻辑推理思维早期开发智能 发现创造法充分利用被发现的某种现象进行发明创造，有了发明构思后，尽可能想办法去实现Eg：蜂窝煤的发明 改进创造法对己有的事物、技术或专利进行研究，找出不足之处进行改进，并产生一种新的事物或技术Eg：爱迪生发明白炽电灯 主体附加法在原有事物或技术的主体上，附加另一种技术或事物，而构成新的技术或事物Eg：在洗衣机上附加定时器、在大门上附加门铃、在香烟上附加过滤嘴 联想创造法把各种技术和事物连在一起思考，从中创造出新的技术和事物Eg：播种机关枪、酒味西瓜、毛衣起球去除器 其他创造发明法，如组合法、分解法、反向突破法2、知识和方法基础设计的种类 原创性设计开发性设计Eg：第一台电子计算机 改进性设计在总是方案原理不变的情况下，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Eg：台式电脑一笔记本电脑 综合（组合）性设计应用现有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，创造出新的功能综合性设计的种类又可分为:Eg：多功能小铁锤（空心手把里可装进几把十字形螺丝刀）Eg：铁芯铜线（铁的抗拉性+铜的良好导电性）Eg：喷气式飞机（喷气原理与燃气轮机技术的组合）Eg：汽车（内燃机与传动、制动、转向、照明的组合）Eg：文艺晚会的表演（是由每一个文艺节目模块组成的）Eg：通信系统、办公系统、安全防范系统外形组合设计性能组合设计原理组合设计功能组合设计模块组合设计系统组合设计设计的方法常规设计法包括借鉴法、应用标准器件法和技术（或工程）试验法三个部分借鉴法：从己有的技术发展历史中寻找可参考的技术，从最新的国内外情报中去找新产品、新技术、新思想、新动向，从而开阔视野，广开思路应用标准器件法：查找和应用己有的成就、稳定的优秀的结构元件和器件、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,或对某几种对象进行对比，或寻找未知的原因，或以相似理论对模型（或原型）进行试验。如：汽车防碰撞设计性能试验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 功能设计法在设计过程中，将设计对象的功能区分为基本功能和辅助功能 工效学设计法设计中必须考虑人的心理和生理特征，话应人的生理、心理要求，从而实现安全、方便、舒适、美观的设计目标 可靠性设计法包括抗热、抗震、抗干扰，能在规定的环境（可能是恶劣的）下工作 最优化设计法包含3层意思一是问题的解决方案可以是多种的，而且从不同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（或是最主要方面）选取最优方案二是方案选定之后，可以建立数学模型，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，并据此进行设计三是设计应该是一个反复进行的过程。设计实施后，通过检测、试用、评价之后发现新的问题，在反过来修改设计，最后得到比较满意的设计，才可以正式应用或投产 计算机辅助设计法CAD （computer aided design）借助计算机进行设计或仿真，可以用最快的速度获得结果设计的原则 科学性原则 创新性原则（3）需要和实用性原则 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。可持续发展原则人机关系 是指人与“机器设备”及其所使用的“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 人机关系中所指的“机”除了人们通常所说的机器外，还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆以及劳动保护用具等。 人机关系要实现的目标：高效（如美国学者FB基尔斯的砌砖作业试验）、健康、舒适、安全（如儿童座椅前的护栏设计）；还可考虑美观、成本、实用等目标 实现合理的人机关系设计中需注意II、静态的人与动态的人（如课桌、椅的设计考虑听课、拿东西、活动等方面）Ilk人的生理与心理需求（视觉、听觉、味觉、触觉、嗅觉）IV、信息交互（如司机与汽车的信息交互中，往往通过驾驶员看汽车上的仪表完成的）设计依据的标准 对产品的设计，国内外制定了相关的技术标准和规范：国际标准、国家标准、部颁标准、行业标准和企业标准等。 我国的国家标准前两个代码是：GB （“国标”二字的汉语汉语拼音首字母） 要了解一些常用标准件和重:要的产品标准认证标志IS09000是指质量管理体系标准ISO 1400是环境管理体系标准3C认证（中国强制性产品认证）可回收标志节能 质量安全 中国环保设计的一般过程第一步：遇到问题，发现问题这个问题能否解决？是否值得解决？第二步：确定课题第三步：调查、收集设计所需的信息、数据、资料第四步：制定设计方案（多种），并进行权衡，决策优化，选定方案第五步：进行具体、详细的设计第六步：实施设计，产品研制，并在制作过程中不断进行检测、评价和改进第七步：对成品进行检测、总结、评价，找出优缺点和提出修改意见第八步：进一步修改设计，优化设计，若有必要，甚至要重新进行技术实验，重新调整搜索新的信息和数据后再进行设计，直到产品（或项目）达到最优为止。初步掌握设计的技术语言 设计的技术语言：口头语言、文本语言、技术符号、技术图纸、图样、图表、模型、网页和计算机演示 技术语言的内容包括：设计项目名称、设计目的、解决的关键技术问题、依据的标准规范、达到的功能和技术指标，以及零件图、装配图、装配调试工艺等。 模型分为物理模型和数学模型两种。 学会绘制草图和简单的三视图，学会识读一般的机械加工图、效果图和线路图，对设计有很大的帮助。3、机械制图及识读基础投影和投影法 投影：在阳光或灯光的照射喜爱，物体在地面或者墙面上就会出现它的影子，这就是物体的投影。 将光线叫做投影线，将影子所在的平面叫做投影面，将物体的影子叫做投影。正投影的基本特性 真实性当物体上的平面（或直线），与投影面平行时，它的投影反映实形（或实长） 积聚性当物体上的平面（或直线），与投影面垂直时，它的投影积聚为一直线（或一点） 收缩性当物体上的平面（或直线），与投影面倾斜时，它的投影缩小（或缩短），并产生变形机械制图的常用图线线型图线名称图线宽度基本线型一般应用粗实线d轮廓线细实线d/2尺寸线，尺寸界线细点画线d/2轴线，对称中心细虚线d/2不可见轮廊线图线画法： 在同一张图纸中，同类图线的宽度应一致 绘制圆的对称中心线时，应超出圆外25mm,圆心应为长画的交点，细点画线首末两端应是长画而不是点 在较小的图形上绘制细点画线有难度时，可用细实线代替 细点画线、细虚线和其他图线相交时，避免在间隔或点处相交 两条平行的轮廓线之间距，不得小于0.7mm 尺寸线必须单独画出，不能与其他图线重合或在其延长线上，一般采用箭头作为尺寸线的终端二视图三视图尺寸标注 图形的尺寸数据以真实大小为依据 图形中的尺寸单位一般为亳米，不需在图形中标明。 标注圆的直径、半径的尺寸必须通过圆心 尺寸数字一般标注在尺寸线的上方，且不可被任何图线穿过 标注尺寸时尽量使用符号和缩写词。如：直径中，半径R,球直径SO,球半径SR 尺寸标注不应闭合 标注角度的尺寸数字一律写成水平方向，并注写在尺寸线的中断处。尺寸线应画成圆弧 尺寸应标注在图形最明显的位置，同一位置的尺寸在视图中只能标明一次而不能重复 半圆或不足半圆的圆弧要标注半径机械制图符号说明 零件图常见的符号说明符号解释3-o.o8基本尺寸稳直径3mm,上偏差为()，下偏差为-0.08R4圆弧半径为4mm。30.2基本尺寸为直径3mm,上偏差为+0.2mm,下偏差为-0.02mm,公差为0.4mm60.03C箭头指示面轴线相对于C面轴线的同轴公差为0.03mm0.05C4- 64.4EQSHTI5-331645#M20IT12HPb59 - 1Cu/Ep Agl5 表面粗糙度符号 Ra值Ra值数据表 Ra值与表面粗糙度获得的方法及应用举例识读零件图 读标题栏 了解零件的名称、比例、图号，制造该零件的材料及数量 分析视图，想出零件的形状 分析尺寸 了解技术要求 如表面粗糙度、材料、表面涂覆、尺寸公差与形位公差等 综合考虑把该零件的形状、结构、尺寸和技术要求综合起来考虑，使头脑中对零件有个整体轮廓(10)草图及其画法 三种主要绘图手段：仪器绘图、计算机绘图、徒手绘图。 草图：按目测比例徒手画出的图样，称为草图或徒手图 草图绘图要求：画线要稳，图线要清晰；目测尺、J要准，各部分比例匀称；绘图速度要快:标注尺寸无误，字体工整 直线的画法（理解，不用背此处）手腕贴着纸面，沿着图线方向移动，眼睛要注意终点方向，便于控制绘图线，并将直线画直。画短线时，用手腕运笔，画长线则以手臂动作带动手腕运笔 徒手画圆当画较小的圆时：当画较大的圆时： 圆角、椭圆及圆弧连接的画法尽量利用正方形、长方形、菱形相切的特点，其画法见图：4、电路图的识读常用元器件符号电路图识读 先找出各电路有哪些功能单元组成，并定性分析各功能单元的工作原理 找出该电路的主要信号是什么，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（直流电源或交流整流滤波电源）供电。从供电电源的开始端到给每一单元电路时如何供电的用总体框图进行整体分析。每个功能单元电路用一个功能框图来表示，并在每个框图中用文字、公式、波形注明。然后再根据信号流向、相互关系将各单元功能框图连接起来,即可从整体上识读 定量做分析或估算。第三章怎样进行设计：设计的准备工作1、确定要设计的问题问题的来源：人们的需求和愿望明确设计要解决的技术问题就是要弄清楚要设计的技术问题的所在，进而判断：问题能否解决？是否当前诃以解决？是否值得解决？ 判断问题能否解决？就是判断要解决的技术问题有没有违反科学理论和客观规律。凡是伪科学的或反科学的问题都不应徒劳地设计 判断问题是否当前可以解决？是指判断这个问题是否超出当前的能力与条件。如果当前是当前科学技术水平无法解决的问题，就不宜进行设计；对超出当前物质条件和工作条件（人力、物力、资源等）的问题，也不宜进行设计 判断问题是否值得解决明确解决设计问题的能力 什么是设计能力？是指解决问题的技术能力。它既可以指一名设计者个人的能力；也可以指一群设计者能力的综合 影响设计能力的因素：社会发展水平、科学技术水平 从哪些方面评定解决设计问题的能力？要解决的设计问题的实际情况、设计者本人（或团队）的设计知识、技能与经验 评定设计能力的意义：可以对设计作出一个预测和判断：是否有能力完成这个设计？是否需要增加设计力量