資源簡介

通用技術 技術與設計1 基礎知識歸納
概述
通用技術是指具有基礎性、通用性并與專業技術相區別的技術。
第一章 技術及其性質
第一節 技術的性質及其巨大作用
1、技術的內涵：
☆技術有別于科學
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，是把科學理論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
2、技術的性質
性質 具體釋義 例證
實踐性 技術源于實踐
綜合性 每一門技術都可以看成由多學科的知識綜合而成 制造技術是一門以機械為主的交叉性學科，與光學、電工、電子、材料、管理、藝術及社會科學等學科密切相關
技術的形式是由多種多樣的要素綜合而成的 技術的形式包括人類發明的產品，人工制品，創造某種產品需要的知識體系、技術產品的開發過程、協議、程序……
創新性 在原有技術的基礎上，人們依據一定的技術原理和社會需要，有計劃，有目的地進行應用研究和生產發展的技術開發活動 今天，除了在家用電器博物館外，人們在業看不到幾十年前設計的過時的洗衣機了
相關性 一項技術的發展需要其他技術的支持；與此同時，一項技術的發展又可以帶動其他相關技術的發展 半導體技術的發展，就大大促進了電視技術和計算機技術的發展
價值性 技術本身的價值性所決定。技術的應用可以產生社會效益，也可以產生經濟效益 醫療隊下鄉義診，就產生巨大的社會效益；醫療技術在醫院中的作用，除產生社會效益外，還產生經濟效益
保密性 技術的發明創造，需要付出艱辛的勞動，為了保護發明者的合法權益，許多技術需要保密 新發明的技術申請專利保護
3、技術的影響力
回顧過去 ：技術的起源和發展
①技術最早起源于人類尋找、生產實物，制作衣服和野獸搏斗等生存的基本需要。
②許多技術的進步源于人們改變自身生存條件、改造自然的愿望。
③技術可以用來定義一個社會或一個時代，每一個時代的命名反映了那個時代的的技術特征，按時間順序依次為：
石器時代 以石頭為工具使用的時代
青銅器時代 以青銅為材料來制造工具、用具以及武器的時代
鐵器時代 能冶鐵和制造鐵器的時代
蒸汽機時代 蒸汽機廣泛使用的時代
電氣時代 以電為能源的時代
信息時代 以電子信息業的突破與迅猛發展為標志的時代，這一時期的技術主要包括信息技術、生物工程技術、新材料技術、海洋技術、空間技術五大領域。
④技術至少引起了3次重大的歷史變革
時間 變革原因 變革后果
第一次變革 14000年前 農業的出現和發展 人類由游牧生活變為定居
第二次變革（工業革命） 18世紀 蒸汽機的發明和其他許多重要機器的研制，以及第一批工廠的建立 人口迅速從鄉村向城市集中出現了企業家階層和工人階層 世界進入了現代文明時代，食物供應和物質產品生產
第三次變革 20世紀末 功能強大的計算機和高速通信網絡的發展 人類方便快速地存儲、處理和傳遞信息，極大地促進了教育、娛樂以及商業和科學的發展
立足今天：技術的巨大影響
①當代社會，技術無處不在。技術已充分滲透到社會政治、經濟、軍事、外交、文化和日常生活的方方面面。
Eg: 計算機與因特網技術，空間技術，農業技術，電冰箱的產生
②兩面性 在應用過程中，技術的應用具有兩面性，而技術本身并沒有兩面性
Eg: Ⅰ 一件工具，一種炸藥，其本身并沒有兩面性，只有它的應用才有兩面性
Ⅱ 空調：降暑防寒 \ 空調病
B超技術：及時發現病癥 \ 男女比例失調
汽車：出行便捷快速 \ 引發能源、交通堵塞、環境等一系列問題
展望未來：技術的推動作用
Eg: 機器人的普及；人類對外太空的探索
第二節 技術發明與技術革新
1、技術的源泉
發明和革新是技術的源泉，因為它們都實現了用新的技術取代陳舊落后的技術
①發明指的是創造發明自然界原來沒有的事物
②革新指的是對原有技術加以改造和提高。
Eg: 洗衣機技術的進步
手洗→人力洗衣機→電動洗衣機→自動洗衣機→電腦控制的全自動洗衣烘干機→“DIY
模糊型”全自動洗衣機→不用洗衣粉的智能洗衣機
通信技術的發展
手動電話機→自動電話機→衛星通信、移動通信、光纖通信
技術革新從來源上分為兩類：
一是源于有計劃、有步驟的設計。如航天技術
二是源于偶然的發現。如抗生素藥物的發現
2、影響技術發明和創新的諸多因素
①主體因素
包括發明者本身的素質，文化水平，生理、心理因素及其他條件
②社會因素
發明者所處的社會（含微觀社會和宏觀社會、社會的群體狀況、社會的經濟能力及社會制度對發明的促進或制約
③科技文化因素
包括主體所在環境的科技文化水平，可以使用的設備及條件
④社會和機遇等
3、技術創新的保護制度 —— 知識產權
①知識產權
知識產權 定義 是指對智力勞動成果享有的占有使用、處理、收益的權利，是一種無形的財產權，是從事智力創造性活動取得成果后依法享有的權力
范圍 廣義 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 著作權、專利權、商標權
影響 保護了發明者的創造，使發明者能設計創造出更多的新產品
②專利及其意義、種類
專利：專利通常指專利權。是一種獨占權，指國家專利審批機關對提出專利申請的發明創造，經依法審查合格后，向專利申請人授予的、在規定時間內對該項發明創造享有的獨占權。
專利的意義：保護技術創新，防止科技成果的流失，進而有利于科技進步和經濟發展。
專利種類 定義 審查制度 保護期限
發明專利 對產品、方法或改進所提出的新的技術方案 早期公開、延遲審查 20年，自申請之日起算
使用新型專利 對產品的形狀、構造或者其結合所提出的適于實用的新的技術發案 初步審查 10年，自申請之日起算
外觀設計專利 對產品的形狀、圖案、色彩所作出的富有美感并適于工業上應用的新設計 初步審查 10年，自申請之日起算
③專利的申請步驟：
提交申請→受理→初審→發明專利申請公布→發明專利申請實質審查→授權
申請包括直接申請和委托代理申請
第三節 設計是技術的關鍵
1、技術的關鍵是設計：通過設計→解決問題→將解決問題的方法加以總結→技術
2、設計的定義：是指基于預定的設想和目標，遵從相關的原則和規范進行的構思和規劃，最后用某種形式（模型、圖紙、圖表、文字文本等）表達出來的活動。
3、設計需要不斷改進
Eg：我國的工程師在鋼鐵生產的流程設計中通過技術的革新，流程的改進，大大提高了鋼產量。
4、設計需要多種知識
Eg：汽車設計與制造技術需要用到燃燒學、機械學和力學、材料學等多學科知識。
第二章 設計的基礎
1、思想和感情基礎
⑴培養良好的基本素質
善于觀察和思考，善于實驗和實踐
Eg：魯班發明鋸子
興趣和好奇心→豐富的想象力→大膽的猜測和假設→實驗證明
Eg：蝙蝠和雷達
⑵養成正確的思維方法
發散思維 \ 輻射思維
定勢思維
逆向思維 \ 反向思維
其他如：抽象思維、形象思維、聯想思維、移植思維、類比思維、邏輯推理思維
⑶早期開發智能
發現創造法
充分利用被發現的某種現象進行發明創造，有了發明構思后，盡可能想辦法去實現
Eg：蜂窩煤的發明
改進創造法
對已有的事物、技術或專利進行研究，找出不足之處進行改進，并產生一種新的事物或技術
Eg：愛迪生發明白熾電燈
主體附加法
在原有事物或技術的主體上，附加另一種技術或事物，而構成新的技術或事物
Eg：在洗衣機上附加定時器、在大門上附加門鈴、在香煙上附加過濾嘴
聯想創造法
把各種技術和事物連在一起思考，從中創造出新的技術和事物
Eg：播種機關槍、酒味西瓜、毛衣起球去除器
⑤ 其他創造發明法，如組合法、分解法、反向突破法
2、知識和方法基礎
⑴設計的種類
原創性設計 \ 開發性設計
Eg：第一臺電子計算機
改進性設計
在總是方案原理不變的情況下，對已有的設計進行局部的變更改進，使其更加合理、完善，或滿足某些特定的需要
Eg：臺式電腦→筆記本電腦
綜合（組合）性設計
應用現有技術及原理重新進行組合，使其系統化、綜合化，產生新的優點、特色，創造出新的功能
綜合性設計的種類又可分為：
外形組合設計 Eg：多功能小鐵錘（空心手把里可裝進幾把十字形螺絲刀）
性能組合設計 Eg：鐵芯銅線（鐵的抗拉性+銅的良好導電性）
原理組合設計 Eg：噴氣式飛機（噴氣原理與燃氣輪機技術的組合）
功能組合設計 Eg：汽車（內燃機與傳動、制動、轉向、照明的組合）
模塊組合設計 Eg：文藝晚會的表演（是由每一個文藝節目模塊組成的）
系統組合設計 Eg：通信系統、辦公系統、安全防范系統
⑵設計的方法
常規設計法
包括借鑒法、應用標準器件法和技術（或工程）試驗法三個部分
借鑒法：從已有的技術發展歷史中尋找可參考的技術，從最新的國內外情報中去找新產品、新技術、新思想、新動向，從而開闊視野，廣開思路
應用標準器件法：查找和應用已有的成就、穩定的優秀的結構元件和器件、標準件，可最快獲得優秀的設計方案
技術（或工程）試驗法：通過技術（或工程）試驗，檢驗或探索某些機制、效應、性能，或對某幾種對象進行對比，或尋找未知的原因，或以相似理論對模型（或原型）進行試驗。如：汽車防碰撞設計性能試驗
系統設計法
技術設計必須是系統化的，因為解決一個問題要同時考慮許多部分，以及它們之間的協調問題
功能設計法
在設計過程中，將設計對象的功能區分為基本功能和輔助功能
工效學設計法
設計中必須考慮人的心理和生理特征，適應人的生理、心理要求，從而實現安全、方便、舒適、美觀的設計目標
可靠性設計法
包括抗熱、抗震、抗干擾，能在規定的環境（可能是惡劣的）下工作
最優化設計法
包含3層意思
一是問題的解決方案可以是多種的，而且從不同角度看問題會有不同的評價，設計者必須綜合各種因素，權衡利弊，從綜合角度（或是最主要方面）選取最優方案
二是方案選定之后，可以建立數學模型，在滿足各種約束條件的前提下，合理地設計其變量值，從而求得最優化的數據和結論，并據此進行設計
三是設計應該是一個反復進行的過程。設計實施后，通過檢測、試用、評價之后發現新的問題，在反過來修改設計，最后得到比較滿意的設計，才可以正式應用或投產
計算機輔助設計法CAD（computer aided design）
借助計算機進行設計或仿真，可以用最快的速度獲得結果
⑶設計的原則
科學性原則
創新性原則
需要和實用性原則
經濟性原則
最優化原則
可靠性原則
安全性原則
工程心理學和生理學原則
法律、道德規范原則
通用性、標準性原則
時效性原則
可持續發展原則
⑷人機關系
是指人與“機器設備”及其所使用的“一切物品”之間的關系，包括使用時與所在的環境之間的關系
人機關系中所指的“機”除了人們通常所說的機器外,還包括各種各樣的工具、儀器、儀表、設備、設施、家具、交通車輛以及勞動保護用具等。
人機關系要實現的目標：高效（如美國學者F·B基爾斯的砌磚作業試驗）、健康、舒適、安全（如兒童座椅前的護欄設計）；還可考慮美觀、成本、實用等目標
實現合理的人機關系設計中需注意
Ⅰ、普通人群與特殊人群（如）
Ⅱ、靜態的人與動態的人（如課桌、椅的設計考慮聽課、拿東西、活動等方面）
Ⅲ、人的生理與心理需求（視覺、聽覺、味覺、觸覺、嗅覺）
Ⅳ、信息交互（如司機與汽車的信息交互中，往往通過駕駛員看汽車上的儀表完成的）
⑸設計依據的標準
對產品的設計，國內外制定了相關的技術標準和規范：
國際標準、國家標準、部頒標準、行業標準和企業標準等。
我國的國家標準前兩個代碼是：GB （“國標”二字的漢語漢語拼音首字母）
要了解一些常用標準件和重要的產品標準認證標志
ISO9000是指質量管理體系標準
ISO1400是環境管理體系標準
3C認證（中國強制性產品認證） 可回收標志 節能 質量安全 中國環保
⑹設計的一般過程
第一步：遇到問題，發現問題
這個問題能否解決？是否值得解決？
第二步：確定課題
第三步：調查、收集設計所需的信息、數據、資料
第四步：制定設計方案（多種），并進行權衡，決策優化，選定方案
第五步：進行具體、詳細的設計
第六步：實施設計，產品研制，并在制作過程中不斷進行檢測、評價和改進
第七步：對成品進行檢測、總結、評價，找出優缺點和提出修改意見
第八步：進一步修改設計，優化設計，若有必要，甚至要重新進行技術實驗，重新調整搜索新的信息和數據后再進行設計，直到產品（或項目）達到最優為止。
⑺初步掌握設計的技術語言
設計的技術語言：口頭語言、文本語言、技術符號、技術圖紙、圖樣、圖表、模型、網頁和計算機演示
技術語言的內容包括：設計項目名稱、設計目的、解決的關鍵技術問題、依據的標準規范、達到的功能和技術指標，以及零件圖、裝配圖、裝配調試工藝等。
模型分為物理模型和數學模型兩種。
學會繪制草圖和簡單的三視圖，學會識讀一般的機械加工圖、效果圖和線路圖，對設計有很大的幫助。
3、機械制圖及識讀基礎
⑴投影和投影法
投影：在陽光或燈光的照射喜愛，物體在地面或者墻面上就會出現它的影子，這就是物體的投影。
將光線叫做投影線，將影子所在的平面叫做投影面，將物體的影子叫做投影。
⑵正投影的基本特性
真實性
當物體上的平面（或直線），與投影面平行時，它的投影反映實形（或實長）
積聚性
當物體上的平面（或直線），與投影面垂直時，它的投影積聚為一直線（或一點）
收縮性
當物體上的平面（或直線），與投影面傾斜時，它的投影縮小（或縮短），并產生變形
⑶機械制圖的常用圖線線型
圖線名稱 圖線寬度 基本線型 一般應用
粗實線 d 輪廓線
細實線 d/2 尺寸線，尺寸界線
細點畫線 d/2 軸線，對稱中心
細虛線 d/2 不可見輪廓線
⑷圖線畫法：
在同一張圖紙中，同類圖線的寬度應一致
繪制圓的對稱中心線時，應超出圓外2~5mm，圓心應為長畫的交點，細點畫線首末兩端應是長畫而不是點
在較小的圖形上繪制細點畫線有難度時，可用細實線代替
細點畫線、細虛線和其他圖線相交時，避免在間隔或點處相交
兩條平行的輪廓線之間距，不得小于0.7mm
尺寸線必須單獨畫出，不能與其他圖線重合或在其延長線上，一般采用箭頭作為尺寸線的終端
⑸二視圖
⑹三視圖
⑺尺寸標注
圖形的尺寸數據以真實大小為依據
圖形中的尺寸單位一般為毫米，不需在圖形中標明。
標注圓的直徑、半徑的尺寸必須通過圓心
尺寸數字一般標注在尺寸線的上方，且不可被任何圖線穿過
標注尺寸時盡量使用符號和縮寫詞。如：直徑Φ，半徑R，球直徑SΦ，球半徑SR
尺寸標注不應閉合
標注角度的尺寸數字一律寫成水平方向，并注寫在尺寸線的中斷處。尺寸線應畫成圓弧
尺寸應標注在圖形最明顯的位置，同一位置的尺寸在視圖中只能標明一次而不能重復
半圓或不足半圓的圓弧要標注半徑
⑻機械制圖符號說明
零件圖常見的符號說明
符號 解釋
φ30-0.08 基本尺寸穩直徑3mm，上偏差為0，下偏差為-0.08
R4 圓弧半徑為4mm
φ3±0.2 基本尺寸為直徑3mm，上偏差為+0.2mm，下偏差為-0.02mm，公差為0.4mm
◎φ0.03C 箭頭指示面軸線相對于C面軸線的同軸公差為0.03mm
⊥0.05C
4－φ4.4EQS
HT15－33
16
45#
M20
IT12
HPb59－1
Cu/Ep·Ag15
表面粗糙度符號
Ra值
Ra值數據表
Ra值與表面粗糙度獲得的方法及應用舉例
⑼識讀零件圖
讀標題欄 了解零件的名稱、比例、圖號，制造該零件的材料及數量
分析視圖，想出零件的形狀
分析尺寸
了解技術要求 如表面粗糙度、材料、表面涂覆、尺寸公差與形位公差等
綜合考慮 把該零件的形狀、結構、尺寸和技術要求綜合起來考慮，使頭腦中對零件
有個整體輪廓
⑽草圖及其畫法
①三種主要繪圖手段：儀器繪圖、計算機繪圖、徒手繪圖。
②草圖：按目測比例徒手畫出的圖樣，稱為草圖或徒手圖
③草圖繪圖要求：畫線要穩，圖線要清晰；目測尺寸要準，各部分比例勻稱；繪圖速度要快；標注尺寸無誤，字體工整
直線的畫法（理解，不用背此處）
手腕貼著紙面，沿著圖線方向移動，眼睛要注意終點方向，便于控制繪圖線，并將直線畫直。
畫短線時，用手腕運筆，畫長線則以手臂動作帶動手腕運筆
徒手畫圓
當畫較小的圓時：
當畫較大的圓時：
⑥圓角、橢圓及圓弧連接的畫法
盡量利用正方形、長方形、菱形相切的特點，其畫法見圖：
4、電路圖的識讀
⑴常用元器件符號
⑵電路圖識讀
先找出各電路有哪些功能單元組成，并定性分析各功能單元的工作原理
找出該電路的主要信號是什么，然后找出該信號的流向，一般的規范畫法是輸入信號在左方，輸出信號在右方
找出供電電路（直流電源或交流整流濾波電源）供電。從供電電源的開始端到給每一單元電路時如何供電的
用總體框圖進行整體分析。每個功能單元電路用一個功能框圖來表示，并在每個框圖中用文字、公式、波形注明。然后再根據信號流向、相互關系將各單元功能框圖連接起來，即可從整體上識讀
定量做分析或估算。
第三章 怎樣進行設計：設計的準備工作
1、確定要設計的問題
⑴問題的來源：人們的需求和愿望
⑵明確設計要解決的技術問題
就是要弄清楚要設計的技術問題的所在，進而判斷：問題能否解決？是否當前可以解決？是否值得解決？
判斷問題能否解決？就是判斷要解決的技術問題有沒有違反科學理論和客觀規律。凡是偽科學的或反科學的問題都不應徒勞地設計
判斷問題是否當前可以解決？是指判斷這個問題是否超出了當前的能力與條件。如果當前是當前科學技術水平無法解決的問題，就不宜進行設計；對超出當前物質條件和工作條件（人力、物力、資源等）的問題，也不宜進行設計
判斷問題是否值得解決
⑶明確解決設計問題的能力
什么是設計能力？
是指解決問題的技術能力。它既可以指一名設計者個人的能力；也可以指一群設計者能力的綜合
影響設計能力的因素：社會發展水平、科學技術水平
從哪些方面評定解決設計問題的能力？
要解決的設計問題的實際情況、設計者本人（或團隊）的設計知識、技能與經驗
評定設計能力的意義：可以對設計作出一個預測和判斷：是否有能力完成這個設計？是
否需要增加設計力量
對于公開競標的設計問題，設計者還需要做出設計標書，詳細說明自己的資歷、能力和經驗，充分表明自己有能力勝任這個設計
⑷明確解決設計問題的條件
設計者的設計知識和技能
時間條件
經費條件
設備條件
其他條件，如需要特殊材料等
⑸明確設計的標準
什么叫設計標準
又稱為設計規范，是指設計中依據的某一公認的法規和示范。
設計標準的分類
有總的標準，如國家標準、國際標準、企業標準
有各部分或各方面的標準，如產品或部件的功能、
③
⑹明確設計的限制
2、技術實驗
3、制定設計方案
●工具、人類發明的產品和人工制品
●創造某種產品所需要的知識體系
●技術知識的產生過程以及技術產品的開發過程、協議、
程序
●包括產品、知識、人員、組織規章制度和生活結構在
內的整個系統
人類改造是自然的工具和方法

展開更多......

收起↑