資源簡介

技術與設計 一
第一章 技術及其性質
一、技術的巨大作用
1、技術的起源：源于原始人類尋找、生產食物；制作衣服；與野獸搏斗等生存的基本需要。此時的技術并不是以科學知識為基礎的。
2、技術：是人類改造大自然的工具和方法。
3、技術和科學的關系：
科學的任務是認識世界，技術的任務是改造世界。技術是從科學到生產的中間環節，是把科學原理轉化為生產力的橋梁。技術來源于實踐經驗的總結和科學原理的指導，特別是現代技術，它往往是科學的直接應用。
4、技術的巨大影響
[1]、技術的影響:在當今社會，技術已經滲透到社會的經濟、政治、軍事、外交、文化和生活的方方面面，影響并改變著我們的思維方式和生活方式。技術對當今社會影響是巨大的。
[2]、技術的兩面性：技術的兩面性是指技術既能滿足人類需求，為人類造福(正面影響)，同時也會對人類帶來一定的危機、隱患、甚至是災難(負面影響)。如原子能技術、農藥技術的應用。
二、技術發明與技術革新
1、發明與革新是技術的源泉
[1]、發明：創造發明出自然界原來沒有的事物。（電弧燈）
[2]、革新：對原來的舊的技術加以改造和提高。（白熾燈）
[3]、發明和革新的結果：就是以新的技術取代舊的和落后的技術。正是由于技術不斷發明和革新推動了技術及其產品的不斷進步與完善。
2、知識產權內容:廣義上包括著作權、鄰接權、商標權、商號權、商業秘密權、產地標記權、專利權、植物新品種權、集成電路布圖設計權、計算機程序著作權等；狹義上包括著作權、專利權、商標權；
三、設計是技術的關鍵
1、技術創新的重要途徑是設計:技術的目的是解決實際問題。設計的目的是研究解決問題的方法.
2、技術創新的來源:[1]、是來源于有計劃有步驟的設計，如航天技術；[2]、是來源于偶然的發現，如青霉素的發現；
第二章 設計的基礎
一、做一名優秀的設計師
1、正確的思維方式的培養：
[1]、發散思維：又叫輻射思維，它以思考的問題為中心，從多角度、多個層次來探討解決問題的方法，擴展思路，然后從多個方法中選擇最好的。
[2]、定勢思維：又叫思維定勢，是指人的思想長期被慣例和習慣所束縛，迫使自己按照常規的思路和想法去思考問題和處理問題的思維方式。
[3]、逆向思維：又叫反向思維。采用和正向思維相反的方法來思考問題和解決問題的方法。
二、設計的基本方法和基礎知識
1、技術設計的種類
[1]、原創性設計：就是最初的最原始的設計，也叫開發性設計。如：最初的開瓶器。
[2]、改進性設計：在原有的技術發明基礎上加以改進，使其更加合理、完善。如改進后開瓶器。
[3]、綜合性（組合）設計：（適當了解）
三、設計和交流中的技術語言
1、設計交流的技術語言及作用
[1]、設計的技術語言：口頭語言、書面語言、技術符號、技術圖紙、圖樣、圖表、模型、原型、效果圖等都是設計交流的技術語言。
2、機械制圖與圖紙的識讀
[1]、投影和投影法
①投影：指物體在光線的照射下在地面或墻面上出現影子叫物體的投影。②投影法：是指用物體投影的方法和原理來表示物體的形狀和大小叫投影法。③正投影：投影光線與投影面垂直的投影叫正投影。投影光線必須是互相平行的投影線。④視圖：用正投影法得到的物體的投影叫視圖。
[2]、正投影的特性：正投影有如下特性：1、真實性；2、積聚性；3、收縮性；
[3]、三視圖：三視圖是指用三個相互垂直的投影面中的視圖來表示物體的形狀和大小，叫三視圖。三視圖的規律：長對正、高平齊、寬相等。
第三章 怎樣進行設計
一、怎樣挑選材料
1、材料分類及其標準件
[1]、材料的分類
天然材料：竹子、木頭、大理石等。優點是安全、無害。缺點是生長周期長，破壞環境和生態平衡。金屬材料：銅、鐵、金、銀等。優點是機械性能好，有韌性、可塑性，容易加工，可大量生產。缺點是冶煉時消耗大量能源，產生廢水、廢氣等污染環境。
化學材料：油漆、涂料、塑料等，優點是穩定、耐用性能好。缺點是生產過程產生有毒有害物質，塑料不易降解，污染環境。復合物質：各類鋁合金、玻璃等。優點是有特殊的性能，如鋁合金即輕又硬。缺點是生產制造困難。新材料：指納米材料、高溫超導材料等。優點是有新的特性，如超導電性能。缺點是難生產，成本高。
[2]、材料的特性
可塑性：指固態材料的保持形狀的特性。如金屬、木頭、塑料等。彈性：固態材料恢復形狀的特性。如橡膠、鋼材等。耐腐蝕性：指材料的化學性能穩定。如塑料耐酸堿。其它特性：光學特性（玻璃）、放射性（大理石）、硬度特性（鋼、鉆石）。
[3]、元器件是指在電子和電器產品中，某一功能部件被廣泛、大量使用，人們出于使用方便、簡化制作過程和節約成本的需求，單獨設計和生產了這種零部件，稱為元器件。
[4]、標準件：按統一的形狀、大小、公差、技術要求等生產的零件和部件。如國家標準的螺釘、螺母、墊圈、齒輪等。
2、材料選擇和資源保護的要求
選擇材料時要堅持合理、合適的原則。要求不要太高，以免浪費；也不要太低，以免達不到要求。選擇材料時要盡量選擇標準件和元器件。可以節約成本和能源。選擇材料時要盡量選可再生的資源、再生周期短的資源。
二、技術試驗
1、技術試驗是從技術角度對材料、元器件及整機產品進行測試和試驗。
2、技術試驗的方法：實物實驗、對比實驗、模擬實驗、計算機仿真實驗。(會舉例)
第四章 設計的實現——制作
一、工藝
1、工藝
[1]、工藝是技術活動中的加工過程和加工方法。
[2]、加工的目的就是改變材料的大小、形狀、特性、外觀等，使其符合設計的規格。
2、常用的工藝種類
（1）、零部件加工工藝：
[1]、切削加工工藝：就是用切削工具把壞料上多余的部分去除，以獲得我們需要的幾何形狀、尺寸、表面質量的加工方法。如剪紙、線鋸鋸木材等。
[2]、成型加工工藝：就是使用適當的外力，利用材料的可塑性，改變材料的外形、大小、形狀等，且改變后材料的質量不變，叫成型加工工藝。有折彎、壓制等方法，如石膏雕像制作、鋼筋柵欄。
[3]、澆鑄及模塑加工工藝：利用澆鑄模具成型來生產產品的方法。金屬、陶瓷、塑料、玻璃、石膏、蠟等都適合采用澆鑄或注塑的方法。如塑料相框、蠟燭、石膏像、古代的青銅器等。
（2）、零部件裝配工藝
[1]、零部件裝配工藝概念: 將兩件以上的零部件暫或永久的結合在一起的加工方法。常用的裝配方法有粘接、焊接、榫接、釘接、鉚接、螺接等。
[2]、零部件接合方式：
用膠水、焊條、焊錫等膠合零部件。如用熱熔膠、強力膠乳白膠膠合部件、用化學藥劑溶解部件接觸表面后接合、用高溫將工件或焊條、焊錫等熔融后接合，如電焊、電路板焊接。
用類似于訂書機的方式以機械外力接合部件。如用鐵釘或螺絲釘接合木頭、用榫頭接合木材、用鉚釘接合部件、用鉚釘接合金屬板。
（3）、表面涂飾工藝：是指在工件表面施以保護性或裝飾性處理的加工方法。如木材表面涂油漆、貼木皮、貼塑料皮處理；汽車表面防銹和噴漆處理；陶瓷表面上釉處理。
二、模型和原型的制作
1、模型與原型概念
[1]、原型：通常是樣品，有時也是最終的產品。它是第一個能全面反映產品的功能和性能的產品。如設計一款新型的汽車時通常要制作出一輛汽車的原型，以評估該款汽車的安全性、美觀性、人機工程學、可制造性、可維護性等。
[2]、模型：在多數情況下由于資金、材料、場地等條件的限制不能直接制作出原型，只能使用仿真材料和精密的加工手段，按照一定的比例加工制作出尺寸精確、材質逼真的模型。
第五章 設計的交流與評價
一、設計的交流
1、設計交流的意義：通過交流可以改進設計中的不中之處；消除設計中存在的隱患；選出最佳的設計方案；可以將自己的設計變成產品服務社會。
2、設計交流的方式：文本、圖紙、表格、設計模型、生活中的口頭語言、計算機演示、網頁等都是設計交流中的常用交流方式。
3、設計師和用戶的交流：
[1]、產品說明的重要性：設計師通常不能和用戶直接交流，只有通過用戶手冊和產品說明書向用戶傳遞信息，因此生產商必須為用戶提供用戶手冊或說明書，以防止用戶由于產品信息缺乏而導致利益受損。
[2]、說明書或用戶手冊的編寫內容：（適當了解）
技術與設計 二
第一單元 結構與設計
一、認識結構
1、結構的概念：
結構是可以承受一定 應力 的物體形態，結構可以抵抗引起形狀和大小改變的力。
（作用在結構和構件上的五種力的形式：拉力、壓力、剪切力、彎曲力、扭轉力）





拉力
壓力
彎曲力
剪切力
扭曲力
構件：椅面、椅背、椅腿和橫檔是椅子的組成部分。任何結構都是由許多部件和零件所組成的，在工程中稱這些部件或零件為構件。
變形：在外力作用下，結構會發生幾何形狀的改變，構件的形狀和大小也會有改變，這些改變在工程上稱為變形。
2、結構的分類：
根據物體的結構形態，結構分為實體結構、框架結構、殼體結構三種基本類型。
實體結構是指結構體本身是實心的結構。其受力特點是：自身承受外力，主要是壓力。如實心墻、大壩等。
框架結構是指結構體由細長的構件組成的結構。其受力特點是：通過組成框架的條狀物來承受外力，既可承受拉力，也可以承受壓力。如鐵架塔、建筑用腳手架，廠房的框架等。
殼體結構是指層狀的結構。其受力特點是：通過外殼傳遞力和承受外力，當外殼頂部受力，能將力均勻擴散。如摩托車手的頭盔、飛機的外殼、貝殼等。
二、探究結構
1、結構的穩定性：
結構的穩定性是指結構在荷載的作用下維持其原有的平衡形式的能力，就叫做結構的穩定性。如三邊確定的三角形構成穩定的幾何結構。
2、影響結構穩定性的主要因素：
結構的穩定性與它的幾何形狀、支撐面積的大小和重心位置密切相關。也就是必須做到：結構的幾何形狀科學合理、結構的支撐面積越大越好、結構的重心越低越好。
3、影響結構強度的主要因素：
內力：結構的強度是通過構件和材料實現的，構件在外力的作用下會發生形變，此時構件內部各質點之間會發生相互作用力，這種作用力叫作內力。構件受的外力越大，內力就越大，以維持構件的內力和外力的平衡。
強度：在工程技術中不允許構件在正常使用的情況下被破壞，要求構件和材料具有抵抗破壞的能力，這種能力叫強度。
應力：構件單位面積所受的內力叫做應力。
在國際單位制中應力的單位叫帕，符號是Pa，一般使用MPa；內力的單位是牛頓，符號是N；橫截面積的單位是平方米，符號是M2。
流程與設計
一、了解流程
1、流程的含義：
流程是一系列連續有規律的活動，這些活動以確定的方式發生或執行，導致特定的結果實現。
回家開門的流程：取鑰匙—插入鎖孔—>旋轉—>開門—>進屋；
2、工作流程和工藝流程
工作流程是反映要完成一件事情、一項任務而要進行的一系列有序的工作或活動的全過程。
郵寄包裹的工作流程：取包裹單—>購買標準包裝箱—>包裝密封—>填寫包裹單—>交寄—>收好回執單；
工藝流程是反映了從原料投入到成品產出，通過一系列加工環節，順序進行生產或制造某種產品的全過程。
蔡倫造紙工藝流程：收集原料—>水浸—>剁碎—>水洗—>浸入草木灰水中—>加熱蒸煮—>漂洗—>搗碎形成紙漿—>用紙模撈取紙漿—>濾水晾干成紙；
二、流程的組成和描述
1、流程的基本組成
任何流程都包括具體的環節和時序的關系。
⑴時序：過程的經歷中，各環節按照一定的時間順序先后出現、完成。這種時間順序關系，稱為時序。 （例：買票→?候車→檢票→上車。）
⑵環節：活動或事件在其發展的過程中，依據某種特征或方式，可將該過程分解為若干個小過程，稱這些小過程為環節。
方框流程圖是指采用預先約定的幾何圖形和符號來表示流程的各個環節，以及各環節之間的順序關系（時序）。方框流程圖的符號如下所示：

流程圖的繪制是指在已經確定了流程的環節和時序后，利用預先約定的流程圖的幾何圖形和符號繪制出來的。
第三單元 系統與設計
一、認 識 系 統
1、系統的含義：
系統：系統是指由兩個或者兩個以上相互聯系、相互作用的元素所組成的具有一定的結構功能的有機整體。
系統和子系統：系統有大有小，有簡單有復雜。任何系統都是由子系統組成。子系統各具功能，它們之間相互依賴和相互作用，共同完成系統的整體功能。如人體系統是由呼吸系統、神經系統、消化系統、分泌系統、骨骼系統等子系統組成。
子系統和元素：子系統可以層層分解成元素。元素與子系統是相對而言的。如肺是組成人體呼吸系統的子系統，也是組成人體的元素。
2、系統的分類：
1）、按照系統組成元素的性質：自然、人工、復合系統。2）、按照系統組成元素的存在形態：實體、概念。3）、按照系統的運動狀態：動態、靜態。4）、按照系統和外部環境的關系狀態：開放、封閉。
二、系統分析的基本方法
1、系統的基本特性：
(1)整體性：是系統的最基本的特性，也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。
(2)相關性：構成系統的各元素之間是相互聯系、相互作用、相互依賴、相互影響的關系，是彼此相關的。例如：人體的各個器官功能實現和人體的整體功能。
(3)目的性：任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這是區別不同系統的主要標志。例如：汽車的速度和耗油量。
(4)層次性：系統各個層次具有獨自的功能，它們又相互聯系、相互作用共同完成系統的整體功能。例如：人體的功能、自然環境的綜合治理。
(5)環境適應性：系統都存在于一定的環境之中，并不斷的與外界環境進行物質的能量的和信息的交換，系統必須適應外部環境的變化。例如：變色龍的改變顏色、雷鳥的羽毛。?
2、系統分析及其一般步驟：
（1）什么是系統分析？
系統分析是系統思想和分析方法的結合。系統分析研究的對象多種多樣,沒有統一的模式，但有基本的步驟和原則。
第四單元 控制與設計
一、了 解 控 制
1、控制的含義：
人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展，這就是控制。
2、開環控制與閉環控制
能將控制的結果反饋回來與希望值進行比較，并根據它們的誤差及時調整控制作用的系統，稱為閉環控制系統。不能將控制的結果反饋回來，調整控制作用的系統，稱為開環控制系統。
3、手動控制與自動控制
控制系統必須在人的直接干預下才能完成控制任務的系統叫手動控制系統。
控制過程不需要人的干預，就可以按期望的規律或預定的程序運行的控制系統叫自動控制系統。?
二、控制系統的組成和描述
1、控制系統的組成(書中P117頁圖)
2、控制器：控制系統的控制命令發出的部分叫做控制器，如上面的離心調節器和人的大腦。
3、執行器：將控制器的控制信號轉換成能影響被控對象的信號的裝置，叫執行器。如投擲飛鏢的手。
4、控制量：能夠對控制被控對象產生作用，從而使被控量發生變化的量，叫控制量。如發動機的進油量、施加給飛鏢的力的大小。
5、被控對象：控制系統控制的對象就是被控對象，如飛鏢和發動機。
6、被控量：就是一個系統實際控制的目的，有時系統的控制目的就是系統的被控量，如飛鏢的落點和發動機的速度；但有時控制目的和被控量不一樣，如我們控制化學反應的速度時，經常是通過控制反應的溫度來實現。這時控制量就是反應溫度，而被控量就是反應的速度。
2、控制系統的框圖表示（書中P117頁圖)
四、控制中的干擾
1、干擾對控制的影響：
干擾會使被控對象產生誤動作。
2、干擾
在實際的控制系統中，常常會有一些變化不定的因素對系統的行為造成不利的影響，這種有害的因素稱為干擾。
3、克服干擾的基本方法
就干擾的性質來說，有些干擾是可以避免的，對這類干擾，我們只能在提高控制系統的性能上我下工夫。而對于有些干擾，我們可以采取減弱的辦法。克服干擾的基本方法是要分析干擾的性質，然后 對癥下藥。

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