資源簡介

(共23張PPT)
第二章 技術設計的基礎
第三節 技術設計的一般過程和方法
閱讀案例：山村路燈的設計
思考設計新型交通信號燈，經歷了哪些過程？
發現需要解決的問題。案例第1段，劉輝通過觀察，發現村民對路燈的需求。
實地調查，收集資料。案例第2至7段，劉輝帶領設計小組到實地進行了調查，收集了相關資料。
確定是否值得設計。案例中村民們急切希望能在小橋邊裝上路燈，值得解決。
確定是否具備設計條件。案例中劉輝向老師尋求幫助，得到了學校在資金、設備、技術上的支持。
構思了3個方案。 案例第10段，劉輝從不同的角度考慮，設計了3種不同的方案。
一、技術設計的一般過程
方案分析、比較、權衡，選定方案。案例第11至15段，項目小組對3個方案進行分析、權衡和比較。
產品設計，產品制作與檢驗。此部分內容為后續教學重點，案例僅作簡略說明。
評價、測試與改進。案例第16至27段，試用了1個月后，村民反映了一些意見，項目小組對設計進行改進。
是最優化設計嗎。案例最后一段，用戶、專家從設計的實用性、安全性、功用性、經濟性、綠色環保等方面進行評價，從評價的結果得知是最優化設計。
完成設計。
一、技術設計的一般過程
閱讀案例：山村路燈的設計
思考設計新型交通信號燈，經歷了哪些過程？
技術設計的一般過程
發現問題
收集設計所需的信息、數據、資料
值得解決嗎？
有條件解決嗎
確定設計課題
設計思路
設計多種方案
對多種方案進行分析、比較、權衡，選定方案
進行具體、詳細的設計
實施設計（產品研制）
產品（或方案實施結果）的檢測
評價，提出改進意見
是最優化設計嗎？
設計完成
進行鑒定
申請專利
不解決
否
暫時不解決
無
中間過程需檢測、評價及改進
修改設計
否
需重新設計
需重新設計方案
是
說明
設計不一定要經歷虛線框內的兩個過程。
明確問題
制定設計方案
制作模型或原型
優化設計方案
編寫產品說明書
2.1 收集信息
2.2 設計分析
2.3 方案構思
2.4 方案呈現
2.5 方案篩選
1.1 發現問題
1.2 明確問題
發現與明確問題
制訂設計方案
制作模型或原型
優化設計方案
編寫產品說明書
一、技術設計的一般過程
3.1繪制圖樣
3.2制作模型或原型
4.1測試
4.2評估
4.3優化
5.1 產品概述
5.2 產品性能和特點
5.3 產品的使用方法
5.4 產品的保養和維護5.5 其他事項
1、發現與明確問題；
2、制定設計方案；
3、制作模型和原型；
4、測試、評估及優化；
5、編寫產品說明書。
技術設計的一般過程
構思草圖
設計草圖
——用于和自己交流
——用于和他人交流
技術設計的方法
（一）設計草圖的繪畫
技術設計的方法
1、徒手繪畫
（1）畫直線；
畫長直線時移動手臂，畫短直線時移動手腕；
（2）畫基本圖形；
（3）畫圓形及曲線；
正方形畫圖法（先輕輕地畫一個邊長等于待畫圓形直徑的正方形線框,再繪畫出平分邊長的中心線，接著在被兩根互相垂直等分的中心線劃分的區域內分別畫出4段1/4圓周曲線,然后將曲線圓滑地連接起來。）
（4）畫立體圖；
應先畫出合適比例的立方體外框,再對空間進行分割,然后用粗線把整個立體圖勾畫完成。
（5 ) 借助網格畫草圖。
①與地面垂直的線垂直畫。②與地面平行的線按網格上的斜線畫。③以網格上的小格來確定物體的比例關系。
2、用繪圖軟件繪制草圖
畫短直線、長直線
基本圖形繪制
圓形（先繪制正方形）
圓柱體
馬上行動
實踐：
（1）用正方形畫圖法繪制橫放和豎放的圓柱體 （2）用網格法徒手畫立方體
馬上行動
技術設計的方法
（二）設計方案的構思
1、黑箱法；
2、列舉法；
3、移植借鑒法；
4、篩選法。
黑箱法
把一個不清楚內部結構的系統(系統是指由相互作用粗互依賴的若干組成部分結合而成的,具有特定功能的有機整體)當作黑箱，通過觀測外部輸人黑箱的信息和黑箱輸出的信息的變化關系,來探索黑箱的內部構造和機理,這種方法稱黑箱法。
設計方案的構思
列舉法
列舉法是運用發散思維來克服定勢思維的一種方法。它又分缺點列舉法和希望點列舉法,缺點列舉法全面列出創造對象目前存在的具體缺點,提出改進、開發、創造新思路,從而改進、除這些缺點。缺點列舉法先需要有事物的原型,是一種被動型創造技法。希望點列舉法是一種主動型創新接法,它是根據需要、愿望列舉各種希望點來提出各種新的思路和設想,以便解決問題。
實踐
試運用列率法對日常生活中的一件物品進行創新設計構思,并按要求填到2-11中。
表2-11 列舉法創新構思
設計的參照物 優點、缺點及創新設想 設計構思草圖
優點
缺點
創新設想
設計方案的構思
在相互有差異的事物之間，將某些共同相關的因素從一物移植到另一物進行試驗的方法稱為移植借鑒法。
篩選法
將功能元的解盡可能地按層次羅列出來,然后進行排列組合、對排列組合的結果逐個分析、審查,淘汰不適合的,經過不斷篩選,剩下兩三種方案再按方案設計的步驟繼續設計的方法稱為篩選法。
設計的分析
設計的需求分析
1、問題識別：用于發現需求、描述需求，主要包括功能需求、性能需求、環境需求、可靠性需求、安全保密需求、用戶界面需求、資源使用需求、成本消耗與開發進度需求,以此預先估計以后設計可能達到的目標。
2、分析與綜合：對問題進行分析,然后在此基礎上整合出解決方案。
3、編制需求分析的文檔：對已經確定的需求進行文檔化描述,該文檔通常稱為“需求規格說明書”。
4、需求分析與評審：它是需求分析工作的最后一步,主要是對功能的正確性、完整性和清晰性,以及其他需求給予評價。
（三）設計的分析
設計的分析
設計的功能分析
產品設計的功能分析,一般根據產品系統設計的功能需求,先確定系統的總功能,再把總功能逐層分解成功能元,然后對功能元進行求解。將功能元的解進行不同的組合,從而形成多種設計方案,對多種設計方案進行比較和權衡,選出最佳方案。系統設計分析的流程見圖2-31。
設計任務
求總功能
總功能分解
求解功能元
功能元解組合
評價與決策
最佳原理方案
圖2-31設計的功能和結構分析
分析
綜合
評價決策
學生臺燈設計分析
整體，包括功能、造型、材料等。局部，有著具體的設計要求。
在環境中使用，受環境的制約，并對環境產生影響。
人的需求在很大程度上決定著產品的設計。
設計的分析——案例
學生臺燈的設計分析
01
功能
02
結構
03
造型
04
材料
05
安全
06
其他
臺 燈（整體）
臺燈的首要功能當然是照明。除此之外，還要不要設置附加功能，如計時、報時、照片架、筆筒等功能。
是采用臺式，還采用夾式。
是采用常見的傳統形式，還是進行創新設計。
是用木材，還是金屬或者是塑料，或者是用
代用品。
如調光要求，開關控制要求（遙控、手控、
光控、觸摸）等。
學生臺燈的設計分析
01
燈泡
02
支撐架
03
燈罩
04
開關
05
底座
06
臺 燈（局部）
為了保護視力，應選擇連續平穩地發光、光線柔和的燈泡；能耗低、經久耐用、無污染；
高度應可調；成本；制作難易程度；體現個性化特點；絕緣安全；牢固
透明度適中；材料的導熱性；機械強度；形狀要個性化、美觀；燈的穩定性；成本；
絕緣性；耐用；經濟實惠；
材料堅固；穩定；有個性；
技術設計的方法
（四）設計中的人機關系
當人使用物品時，物品就與人或（人的某些部位）產生了一種相互的關系，這種人與物品的相互關系就稱為人機關系。
這里的機，包括機器設備、工具、家具、車輛、勞保用品，也包括環境等。
人機關系要實現的目標
安 全
舒 適
健 康
高 效
設計中應把人和機作為一個整體來考慮，合理或最優地分配人和機的功能以促進二者的協調，提高人的工作效率。
人在長期操作或使用產品的過程中，產品對人的健康不會造成不良的影響。
指人在使用產品的過程中，人體能處于自然的狀態，操作或使用的姿勢能夠在人們自然、正常的肢體活動范圍之內，從而使人不致過早地產生疲勞。心理上的舒適感受也是人機關系應當考慮的目標。
人們在操作和使用產品過程中，產品對人的身體不構成生理上傷害。
1.普通人群與特殊人群
2.靜態的人與動態的人
3.人的生理需求與心理需求
4.信息的交互
補充習題
1.設計中的人機關系,包括哪些關系( )
A.人、機、物品 B.人、工具、設計 C.人、環境、物品 D.人、設計、環境
2.技術設計的一般過程,通常第一個過程是( )
A.調查問卷 B.設計構思 C.明確問題 D.發現問題
3.以下關于技術設計的過程,說法正確的是( )
A.設計方案一且確定,就不能再進行修改了
B.通常在方案構思時,會制訂多種方案,然后進行篩選。
C.技術設計中,不管目前是否具備條件解決,都可以完成技術設計的過程。
D.全部設計的過程是順序執行的,不能返回。
4.繪制草圖時,為了畫長直線,需要移動( )
A.手指 B.手臂 C.手腕 D.手掌
5.構思一個簡單的學習臺燈,并繪制草圖,展示設計方案。
C
D
B
B
謝謝觀看！

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