高中通用技術(shù) 知識(shí)點(diǎn)歸納
第一單元走進(jìn)技術(shù)世界
一、技術(shù)的性質(zhì):
(1)技術(shù)的目的性:技術(shù)源于人類的需求與愿望。
(2)技術(shù)的雙重屬性。自然屬性:任何技術(shù)都必須符合自然規(guī)律,如永動(dòng)機(jī)夢(mèng)想的破滅;社會(huì)屬性:技術(shù)必然要受到社會(huì)條件的制約,如新舊社會(huì)對(duì)傳染疾病的防范。
(3)技術(shù)的創(chuàng)新性。技術(shù)的發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新,技術(shù)創(chuàng)新表現(xiàn)為技術(shù)革新和技術(shù)發(fā)明。創(chuàng)新是技術(shù)發(fā)展的核心。每一項(xiàng)技術(shù)的問(wèn)世都是創(chuàng)新的結(jié)果。技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)艱難而曲折的歷程。(例:顯示器的不斷發(fā)展屬于技術(shù)革新,王選發(fā)明激光照排系統(tǒng)屬于技術(shù)發(fā)明。)(4)技術(shù)的綜合性:技術(shù)設(shè)計(jì)需要綜合知識(shí)的應(yīng)用,則重合作精神。
(5)技術(shù)的兩面性:技術(shù)應(yīng)用推動(dòng)社會(huì)發(fā)展、給人們帶來(lái)幸福,同時(shí)技術(shù)應(yīng)用造成的負(fù)面影響不容忽視。(6)技術(shù)的專利性:
1)知識(shí)產(chǎn)權(quán):智力勞動(dòng)者的創(chuàng)造性勞動(dòng)取得成果后,對(duì)其依法享有的一種權(quán)利。包括占有權(quán)、使用權(quán)、處分權(quán)和收益權(quán)。
2)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的內(nèi)容:主要有著作權(quán)、商標(biāo)使用權(quán)、發(fā)明權(quán)、專利權(quán)。3)專利的三種特性:獨(dú)占性、時(shí)間性、地域性。
4)專利的種類:發(fā)明專利、實(shí)用新型專利、外觀設(shè)計(jì)專利。
5)專利的有效期:發(fā)明專利20年。實(shí)用新型專利10年。外觀設(shè)計(jì)專利10年。
6)專利申請(qǐng)的原則:先申請(qǐng)?jiān)瓌t,即先申請(qǐng)專利,后發(fā)表論文或公開,避免因過(guò)早公開技術(shù)而喪失保護(hù)機(jī)會(huì)。
7)專利申請(qǐng)的途徑:主管單位是國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局,一是自己直接申請(qǐng);二是到專利事務(wù)所委托專利代理人代辦專利申請(qǐng)。
8)專利申請(qǐng)步驟:①提出申請(qǐng)②受理③初審④公布⑤實(shí)質(zhì)性審查⑥授權(quán)二、技術(shù)與人、自然和社會(huì)的關(guān)系
技術(shù)與人:技術(shù)具有保護(hù)人(安全帽)、解放人(交通工具)和發(fā)展人(智力進(jìn)步)的作用。技術(shù)與社會(huì):技術(shù)促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展;豐富了社會(huì)文化的內(nèi)容;改變了社會(huì)生活方式。技術(shù)與自然:人類依靠技術(shù)利用、合理改造自然;并保護(hù)自然,與自然和諧共處。三、技術(shù)與科學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系:
科學(xué)是通過(guò)各種方法和實(shí)驗(yàn),從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律、理論,并予以驗(yàn)證和公式化的知識(shí)體系。如:牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力、達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)進(jìn)化論、居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳等?茖W(xué)回答“是什么”“為什么”的問(wèn)題技術(shù)則是人類為了滿足自身的需要和愿望對(duì)大自然進(jìn)行的改造。如:瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)、貝爾發(fā)明電話、恩格爾巴特發(fā)明鼠標(biāo)、愛迪生發(fā)明電燈泡等技術(shù)則更多地回答“怎么辦”的問(wèn)題科學(xué)促進(jìn)了技術(shù)的發(fā)展,技術(shù)推動(dòng)了科學(xué)的進(jìn)步。
四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)在技術(shù)領(lǐng)域的重要作用:
專利在產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度下對(duì)技術(shù)活動(dòng)的重要性:知識(shí)產(chǎn)權(quán)制度允許專利所有權(quán)人對(duì)專利技術(shù)具有一定的性,使其專利技術(shù)和產(chǎn)品在一定時(shí)間內(nèi)獨(dú)占市場(chǎng),從而得到豐厚的回報(bào),保持發(fā)明創(chuàng)造的積極性,使技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)趨向良性循環(huán)。
第二章步入設(shè)計(jì)殿堂
一、設(shè)計(jì):
1、設(shè)計(jì)是基于一定設(shè)想的、有目的的規(guī)劃及創(chuàng)造活動(dòng)。
2、設(shè)計(jì)的一般過(guò)程:①發(fā)現(xiàn)與明確問(wèn)題②制定設(shè)計(jì)方案③制作原型或模型④優(yōu)化設(shè)計(jì)方案⑤編寫產(chǎn)品的使用說(shuō)明書二、設(shè)計(jì)的特點(diǎn):
(1)設(shè)計(jì)的源泉是人類的需要(2)設(shè)計(jì)的本質(zhì)是創(chuàng)新(3)設(shè)計(jì)的領(lǐng)域很廣泛
(4)設(shè)計(jì)工作需考慮多方面的問(wèn)題(5)設(shè)計(jì)需要發(fā)揮團(tuán)隊(duì)精神
三、影響外觀設(shè)計(jì)的因素:造型、色彩、美感、人機(jī)工程學(xué)人機(jī)關(guān)系在設(shè)計(jì)中要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo):
①高效人機(jī)協(xié)調(diào),提供人的工作效率。例:“科學(xué)管理之父”泰勒“鐵鍬作業(yè)試驗(yàn)”。②健康長(zhǎng)期使用,產(chǎn)品對(duì)人的健康不造成不良影響。例:高跟靴、設(shè)計(jì)不合理的椅子③舒適產(chǎn)品使用中,人體能處于自然狀體,感覺舒適。例:培土小工具手把處理④安全產(chǎn)品對(duì)人的身體不構(gòu)成生理上的傷害。如:安全帽、安全帶、課桌角等四、設(shè)計(jì)與技術(shù)的關(guān)系①設(shè)計(jì)是技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)
②技術(shù)的發(fā)展為設(shè)計(jì)的創(chuàng)新提供了條件③技術(shù)的更新對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生了重要的影響五、設(shè)計(jì)的原則:
1、科學(xué)性原則:設(shè)計(jì)要遵循自然規(guī)律,利用一定的科學(xué)理論或原理,如飛機(jī)、汽車外型的流線型,可減少阻力。
2、實(shí)用性原則:“為我所用,服務(wù)于人,方便實(shí)用”。如電視遙控器的發(fā)明。
3、創(chuàng)新性原則:“改進(jìn)變化,精益求精,耳目一新”?蓮漠a(chǎn)品的原理、結(jié)構(gòu)、技術(shù)、材料、工藝等方面考慮改進(jìn)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。
4、安全性原則:安全性是產(chǎn)品設(shè)計(jì)最起碼的需求,如小孩玩具的棱角不能太鋒利。5、經(jīng)濟(jì)原則:“物美價(jià)廉”,以最低的費(fèi)用(成本)取得最佳的效果。
6、美觀性原則:“喜歡舒服,愛不釋手”,給人以美的享受。讓人們從產(chǎn)品的外觀和造型
上得到美的體驗(yàn)、享受和精神上的愉悅?赏ㄟ^(guò)對(duì)產(chǎn)品造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、裝飾圖案等設(shè)計(jì)組合來(lái)表達(dá)。
7、可持續(xù)發(fā)展原則:技術(shù)產(chǎn)品要考慮生態(tài)、環(huán)境、資源的長(zhǎng)效性和可持續(xù)性,實(shí)用的同時(shí)要節(jié)能環(huán)保。
8、技術(shù)規(guī)范性原則:產(chǎn)品或設(shè)計(jì)要有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到互通互配的目的。如各種插頭插座的匹配。
各種原則之間的關(guān)系:各種原則并不是各自獨(dú)立的,它們之間往往相互聯(lián)系、相互制約、相互促進(jìn)、相互影響、相互滲透。具有一定的開放性。
第三章體驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)踐
1、設(shè)計(jì)的種類:開發(fā)性設(shè)計(jì)、創(chuàng)造性設(shè)計(jì)、改進(jìn)性設(shè)計(jì)、綜合性設(shè)計(jì)2、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的途徑和方法:
A、觀察日常生活(包括有意識(shí)觀察和無(wú)意注意)(鋸子、珍妮紡紗機(jī)的發(fā)明);B、收集和分析信息(文獻(xiàn)法,問(wèn)卷調(diào)查法,詢問(wèn)法等)C、技術(shù)研究與技術(shù)試驗(yàn)(溫度計(jì)的發(fā)明)。3.判斷問(wèn)題價(jià)值的方法:
判斷一個(gè)問(wèn)題是否有價(jià)值,必須從以下問(wèn)題著手:①所提出的問(wèn)題是否遵循了基本的科學(xué)原理。②迄今為止,能否確認(rèn)該問(wèn)題尚未得到充分解決。
③在調(diào)查的范圍內(nèi),該問(wèn)題是否有普遍意義,在更廣的范圍內(nèi),該問(wèn)題是否有意義?④在多個(gè)問(wèn)題同時(shí)發(fā)生時(shí),該問(wèn)題是否是主要問(wèn)題?⑤現(xiàn)有的技術(shù)條件能否解決這個(gè)問(wèn)題?技術(shù)發(fā)展以后呢?⑥解決該問(wèn)題所需要的投入是多少?投入與產(chǎn)出的比是否理想?4、問(wèn)題的來(lái)源:
①人類生存活動(dòng)中必然會(huì)遇到的問(wèn)題
②別人給出的問(wèn)題,設(shè)計(jì)者必須針對(duì)問(wèn)題尋求解決的方法③基于一定的目的有設(shè)計(jì)者自己主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。5、制定方案的步驟:
收集信息收集、處理的信息是課題的有關(guān)信息或類似信息設(shè)計(jì)分析方案構(gòu)思方案呈現(xiàn)
方案篩選6、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三要素:人、物、環(huán)境
7、方案構(gòu)思的主要方法:①草圖法②模仿法③聯(lián)想法④奇特性構(gòu)思法
(“模仿法”和“聯(lián)想法”的區(qū)分:原理、功能目的都相似為模仿,如模仿蝙蝠設(shè)計(jì)出雷達(dá);原理目的功能有擴(kuò)充、集成、推理、遷移甚至逆向思維的為聯(lián)想。)
8、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)構(gòu)思的主要依據(jù):一是看它是否符合設(shè)計(jì)的基本原則,二是事先制定的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行評(píng)價(jià)
9、設(shè)計(jì)的表達(dá)與交流:
設(shè)計(jì)的交流主要依靠圖紙,圖紙就是工程技術(shù)界的“語(yǔ)言”。用于設(shè)計(jì)交流的圖通常有兩種:透視圖和三視圖。
常見的技術(shù)語(yǔ)言有:圖樣、圖表、模型、符號(hào)
①、圖紙的尺寸:尺寸界線、尺寸線(包括箭頭)、尺寸數(shù)字(包括必要的符號(hào)及字母)是構(gòu)成圖紙尺寸的三要素。
標(biāo)注直徑或半徑尺寸時(shí),應(yīng)在尺寸數(shù)字前分別加注符號(hào)φ或R,若標(biāo)注球面的直徑或半徑時(shí),應(yīng)在符號(hào)φ或R前再加注符號(hào)S。②、簡(jiǎn)單形體的三視圖:
物體的正面投影,即物體由前向后投影所得的圖形,通常反映物體的主要形狀特征,稱為主視圖;
物體的水平投影,即物體由上向下投影所得的圖形,稱為俯視圖;物體的側(cè)面投影,即物體由左向右投影所得的圖形,稱為左視圖。三視圖的基本投影規(guī)律:
主、俯視圖長(zhǎng)對(duì)正;主、左視圖高平齊;左、俯視圖寬相等。
第四章展示設(shè)計(jì)成果
一、材料:
材料的品種很多,常見的材料可以分為三類:天然材料、合成材料、混合材料。1、天然材料:是指取材于大自然且保持原來(lái)特質(zhì)的材料,如木材、黏土、石材等。2、合成材料:又稱人造材料,是人為把不同的物質(zhì)經(jīng)化學(xué)方法或聚合作用而成的材料,其特質(zhì)與原料不同,如塑料、玻璃、鋼鐵等。
3、混合材料:是天然材料和合成材料的綜合,如膠合板、紙、混紡材料等,混合材料會(huì)保持部分原來(lái)的特質(zhì)。
二、材料的性能:
1、強(qiáng)度:抗壓、抗拉、抗彎、抗剪、抗扭2、彈性3、韌性4、硬度5、延展性
三、常見材料的種類(一)木料
(二)金屬材料:黑色金屬、有色金屬(三)塑料:熱塑性塑料、熱固性塑料四、工藝的一般過(guò)程:
工藝是生產(chǎn)過(guò)程中的程序、方法、技巧,它體現(xiàn)了生產(chǎn)活動(dòng)中技術(shù)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn),并且把這種體現(xiàn)分解落實(shí)到每到工序、每個(gè)步驟。
①備料②形成坯件③零件加工④部件制作⑤總裝配⑥表面涂飾五、常用的工藝:
木工、鉗工、機(jī)械加工、焊接、鑄造、鍛造、沖壓、熱切割、金屬材料熱處理、表面涂覆處理等工藝。
六、工具和設(shè)備常識(shí)
1、木工工具:常用的木工手工工具有鋸、刨、鑿、斧、鉆及度量畫線工具等,木工最基本的設(shè)備是工作凳或工作臺(tái),此外還有鉆孔機(jī)、鋸床、平刨機(jī)、木工車床等。
2、鉗工工具:畫針、畫規(guī)、樣沖、角尺、銼刀、手錘及鏨子、攻絲工具(絲錐和攻絲絞手)、套絲工具(扳牙和扳牙架)、鉗工量具(游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、百分表等),鉗工常用基本設(shè)備有鉗臺(tái)、臺(tái)虎鉗、砂輪機(jī)和鉆床等。3、標(biāo)準(zhǔn)件是指具有統(tǒng)一代號(hào)的零部件。第五章再創(chuàng)設(shè)計(jì)新意1、創(chuàng)新思維的特征
(1)開放性:敢于突破思維定勢(shì),樂于接納新信息,善于輸出新信息;能夠打破現(xiàn)有框架的束縛,把設(shè)計(jì)過(guò)程視為推陳出新的過(guò)程。如牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律。
(2)多向性:善于從不同角度思考問(wèn)題,設(shè)計(jì)時(shí)能提出多種設(shè)想,能靈活地變換影響事物的因素。當(dāng)思維在一個(gè)方向受阻時(shí),善于轉(zhuǎn)向思考或逆向思考。如人和物過(guò)河有多少方案?(3)獨(dú)立性(或叫獨(dú)創(chuàng)性、求異性):這種思維方式敢于追求與眾不同、前所未有的見解,能大膽突破前人設(shè)計(jì)的時(shí)代局限。如半導(dǎo)體的發(fā)明。2、創(chuàng)新思維的類型(1)理論創(chuàng)新(2)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新(3)外觀創(chuàng)新
3、技術(shù)試驗(yàn)的方法
技術(shù)測(cè)試是檢驗(yàn)產(chǎn)品性能、質(zhì)量的科學(xué)手段,技術(shù)測(cè)試包括各種技術(shù)檢測(cè)和技術(shù)試驗(yàn)。技術(shù)試驗(yàn)不僅是對(duì)技術(shù)成功與否的驗(yàn)證,更是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究規(guī)律、優(yōu)化技術(shù)的關(guān)鍵。(1)優(yōu)選試驗(yàn)法:運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法,選定若干次典型意義的試驗(yàn),邏輯地推出全部試驗(yàn)所達(dá)到的最佳效果,這種試驗(yàn)方法稱為優(yōu)選試驗(yàn)法。如不同品種水稻的對(duì)比試驗(yàn)。(2)模擬試驗(yàn)法:通過(guò)再現(xiàn)的形式來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)發(fā)生情況的方法稱為模擬試驗(yàn)法。如汽車的碰撞試驗(yàn),在專用的場(chǎng)所模擬現(xiàn)實(shí)中的撞車事故,以考查汽車的性能。
(3)虛擬試驗(yàn)法:利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)中的技術(shù)設(shè)計(jì)原型并進(jìn)行試驗(yàn)的方法稱為虛擬試驗(yàn)法。如:用計(jì)算機(jī)模擬“勇氣”號(hào)火星探測(cè)器登陸火星表面的場(chǎng)景效果。(4)強(qiáng)化試驗(yàn)法:通過(guò)擴(kuò)大和強(qiáng)化試驗(yàn)對(duì)象的作用,以提高試驗(yàn)效率的方法稱為強(qiáng)化試驗(yàn)法。
(5)移植試驗(yàn)法:在相互具有差異的事物之間,將某些共同相關(guān)的因素從一物移植到另一物進(jìn)行試驗(yàn),這樣的方法就是移植試驗(yàn)法。如:作物的移植、學(xué)習(xí)方法的借用等。4、產(chǎn)品的使用和維護(hù)
產(chǎn)品說(shuō)明書也稱用戶手冊(cè),用于指導(dǎo)用戶選擇產(chǎn)品、使用產(chǎn)品,幫助用戶了解產(chǎn)品的特性,確保用戶正確安全地使用產(chǎn)品。5、產(chǎn)品說(shuō)明書的形式。
①條款直述式:例如某冰箱的說(shuō)明書形式,這種形式的好處是條理清楚醒目。②自問(wèn)自答式:說(shuō)明書將要說(shuō)明的內(nèi)容歸納成問(wèn)題,按照一定順序提出并逐一作答。6、產(chǎn)品說(shuō)明書的結(jié)構(gòu)。
①設(shè)計(jì)說(shuō)明:主要介紹產(chǎn)品的現(xiàn)有性能特征、產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)。②使用說(shuō)明:主要介紹本產(chǎn)品具體的、正確的操作和使用方法。
③注意事項(xiàng):主要介紹在使用該產(chǎn)品的時(shí)候要著重注意的事項(xiàng),或者是有可能產(chǎn)生的負(fù)面作用,以消除在使用過(guò)程中或違規(guī)操作后有可能帶來(lái)的安全隱患。還包括出現(xiàn)意外情況時(shí)的應(yīng)急解決方法和出現(xiàn)故障時(shí)的正確處理方法。
④聯(lián)系方式:主要寫清生產(chǎn)單位名稱、地址、郵編、電話、傳真及網(wǎng)址等。
7、撰寫產(chǎn)品說(shuō)明書的原則:實(shí)事求是;表達(dá)準(zhǔn)確;通俗易懂;體現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)特點(diǎn)并有所側(cè)重。
擴(kuò)展閱讀:高中通用技術(shù)會(huì)考知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
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高中通用技術(shù)會(huì)考知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
第一單元走進(jìn)技術(shù)世界
一、技術(shù)的價(jià)值1、技術(shù)對(duì)人類的價(jià)值:a技術(shù)是人類為滿足自身的需求和愿望對(duì)大自然進(jìn)行的改造。它具有保護(hù)人、解放人和發(fā)展人的作用
[保護(hù)人](例:原始人隨身拾磨制好的石器,現(xiàn)代人對(duì)瘧疾、天花、肺結(jié)核等疾病不再恐慌)[解放人](例:體力解放:自行車、內(nèi)燃動(dòng)力、電力,手機(jī)信息傳遞)[發(fā)展人](例:愛迪生、袁隆平)
2、技術(shù)對(duì)生活、生產(chǎn)、文化等方面的影響:a
技術(shù)促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。技術(shù)豐富社會(huì)文化內(nèi)容。技術(shù)改變社會(huì)生活方式。是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展和文明進(jìn)步的主要?jiǎng)恿χ弧?、技術(shù)對(duì)自然的價(jià)值:c
(1)依靠技術(shù),人類得以利用自然和改造,并與自然保持和諧共處的友好關(guān)系。(例:都江堰、
南水北調(diào)、西氣東輸)
(2)人類利用技術(shù)開發(fā)、改造自然時(shí),應(yīng)把握合理的尺度,要注意對(duì)自然的保護(hù),不能忽視技術(shù)或產(chǎn)品對(duì)環(huán)境可能造成的負(fù)面影響。
(3)技術(shù)的發(fā)展給自然環(huán)境帶來(lái)了問(wèn)題,但也給解決這些問(wèn)題提供了可能(例:物料的再循環(huán)工藝)二、技術(shù)的性質(zhì)1.技術(shù)的發(fā)展與發(fā)明和革新關(guān)系:b技術(shù)的基本特性:目的性、創(chuàng)新性、綜合性、兩面性、專利性。創(chuàng)新是技術(shù)發(fā)展的核心。每一項(xiàng)技術(shù)的問(wèn)世都是創(chuàng)新的結(jié)果。
技術(shù)的發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新,技術(shù)創(chuàng)新表現(xiàn)為技術(shù)革新和技術(shù)發(fā)明。技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)艱難而曲折的歷程。(例:顯示器的不斷發(fā)展屬于技術(shù)革新,王選發(fā)明激光照排系統(tǒng)屬于技術(shù)發(fā)明。)2.技術(shù)的兩面性:a
任何事物客觀上都有兩面性,技術(shù)也不例外。它既可以給人們帶來(lái)福音,也可能給人們帶來(lái)危害。(例:電池可以帶來(lái)光明和動(dòng)力,也可以帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方便人們交流溝通,但也有
人利用網(wǎng)絡(luò)犯罪。B超技術(shù)可以用于醫(yī)療,但也有人進(jìn)行胎兒鑒別)
3.技術(shù)與科學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系:b技術(shù)與科學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系科學(xué)是通過(guò)各種方法和實(shí)驗(yàn),從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律、理論,并達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)進(jìn)化論、居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳等?茖W(xué)回答“是什么”“為什么”的問(wèn)題技術(shù)則是人類為了滿足自身的需要和愿望對(duì)大自然進(jìn)行的改鼠標(biāo)、愛迪生發(fā)明電燈泡等技術(shù)則更多地回答“怎么辦”的問(wèn)題予以驗(yàn)證和公式化的知識(shí)體系。如:牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力、造。如:瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)、貝爾發(fā)明電話、恩格爾巴特發(fā)明科學(xué)促進(jìn)了技術(shù)的發(fā)展,技術(shù)推動(dòng)了科學(xué)的進(jìn)步。4.知識(shí)產(chǎn)權(quán)在技術(shù)領(lǐng)域的重要作用:a
知識(shí)產(chǎn)權(quán)是人們基于自己的智力活動(dòng)創(chuàng)造的成果和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的標(biāo)記、信譽(yù)而依法享有的權(quán)利。狹義的知識(shí)產(chǎn)權(quán)包括著作權(quán)、專利權(quán)、商標(biāo)權(quán)三部分。
專利在產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度下對(duì)技術(shù)活動(dòng)的重要性知識(shí)產(chǎn)權(quán)制度允許專利所有權(quán)人對(duì)專利技術(shù)具有一251798067
定的性,使其專利技術(shù)和產(chǎn)品在一定時(shí)間內(nèi)獨(dú)占市場(chǎng),從而得到豐厚的回報(bào),保持發(fā)明創(chuàng)造的積極性,使技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)趨向良性循環(huán)
專利的特性:獨(dú)占性、時(shí)間性、地域性
專利申請(qǐng)步驟:提交申請(qǐng)階段→受理階段→初審階段→公布階段→實(shí)審階段→授權(quán)階段三、技術(shù)的未來(lái)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)技術(shù)的情感和理性態(tài)度:b對(duì)“技術(shù)的未來(lái)”的追思和憧憬,既不需要技術(shù)迷惘中的曠世悲愴,也不需要技術(shù)崇拜中盲目樂觀。理性地看待技術(shù),應(yīng)以負(fù)責(zé)、更有遠(yuǎn)見、更有具道德的方式使用技術(shù)。技術(shù)的未來(lái)既充滿希望,也隱含威脅,理性地看待技術(shù)的未來(lái),才不至于迷失在技術(shù)的世界里。
第二單元技術(shù)世界中的設(shè)計(jì)
一、技術(shù)與設(shè)計(jì)的關(guān)系1.設(shè)計(jì)的內(nèi)涵:b設(shè)計(jì)是基于一定設(shè)想的、有目的的規(guī)劃及創(chuàng)造活動(dòng)。(例:書寫工具的發(fā)展、電動(dòng)剃須刀的發(fā)展。)2.技術(shù)與設(shè)計(jì)的關(guān)系:b①設(shè)計(jì)是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的橋梁和紐帶。(例:白色污染和可降解餐具)②設(shè)計(jì)促進(jìn)技術(shù)的革新。
③技術(shù)是設(shè)計(jì)的平臺(tái),沒有技術(shù)作基礎(chǔ),設(shè)計(jì)將難以表現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)。(例:早在16世紀(jì)達(dá)芬奇就設(shè)計(jì)了飛行器,但當(dāng)時(shí)技術(shù)水平不夠,導(dǎo)致飛行器難以實(shí)現(xiàn))
④技術(shù)更新為設(shè)計(jì)提供更廣闊的發(fā)展空間。(例:電燈發(fā)明之后,人們?cè)O(shè)計(jì)出了各種各樣的燈泡)⑤技術(shù)進(jìn)步還促進(jìn)人們?cè)O(shè)計(jì)思維和手段的發(fā)展。發(fā)展的技術(shù)不斷豐富著人們的設(shè)計(jì)手段和方法。(例:計(jì)算機(jī)、打印機(jī)的發(fā)展改變了設(shè)計(jì)的手段)
技術(shù)設(shè)計(jì)側(cè)重于功能、結(jié)構(gòu)、材料、工藝等,藝術(shù)設(shè)計(jì)側(cè)重于色彩、造型、審美等二、設(shè)計(jì)中的人機(jī)關(guān)系1.人機(jī)關(guān)系的含義:b當(dāng)我們使用物品時(shí),物品就與人產(chǎn)生了一種相互關(guān)系。這種相互的關(guān)系就稱為人機(jī)關(guān)系。當(dāng)人們身處某一環(huán)境的時(shí)候,這時(shí)的人機(jī)關(guān)系就體現(xiàn)為人與環(huán)境的相互關(guān)系。
“機(jī)”是指計(jì)算機(jī)、機(jī)器、工具、儀器、儀表、設(shè)備、設(shè)施、家具、交通車輛以及勞動(dòng)保護(hù)用具等等。在人機(jī)關(guān)系中,往往存在復(fù)雜的多方面關(guān)系。不一定要有接觸。(例:開門、乘電梯)2.人機(jī)關(guān)系在設(shè)計(jì)中要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo):a
①高效人機(jī)協(xié)調(diào),提供人的工作效率。例:“科學(xué)管理之父”泰勒“鐵鍬作業(yè)試驗(yàn)”。②健康長(zhǎng)期使用,產(chǎn)品對(duì)人的健康不造成不良影響。例:高跟靴、設(shè)計(jì)不合理的椅子③舒適產(chǎn)品使用中,人體能處于自然狀體,感覺舒適。例:培土小工具手把處理④安全產(chǎn)品對(duì)人的身體不構(gòu)成生理上的傷害。如:安全帽、安全帶、課桌角等3.在設(shè)計(jì)中如何合理運(yùn)用人機(jī)關(guān)系:a
如何實(shí)現(xiàn)合理的人機(jī)關(guān)系,首先應(yīng)明確設(shè)計(jì)涉及哪些人機(jī)關(guān)系,其次要考慮這些人機(jī)關(guān)系涉及哪些因素和技術(shù)指標(biāo),此外還就注意處理以下方面的關(guān)系:
①普通人群和特殊人群(例:要考慮到殘疾人的需求、考慮不同人種的身體差異)②靜態(tài)的人與動(dòng)態(tài)的人(例:賓館床位之間距離的設(shè)計(jì))
③人的心理需求和人的生理需求(例:咖啡屋設(shè)計(jì)以暖色調(diào)為主,辦公空間一般應(yīng)以冷色調(diào)為主)④信息的交互(例:電話機(jī)的無(wú)液晶屏顯示、有液晶屏顯示、可以視屏通話。案例:汽車的顏色)三、技術(shù)試驗(yàn)及其方法2517980671.技術(shù)試驗(yàn)的重要性:b我們通常將技術(shù)活動(dòng)中為了某種目的所進(jìn)行的嘗試、檢驗(yàn)、優(yōu)化等探索性實(shí)踐活動(dòng)稱為技術(shù)實(shí)驗(yàn)。(例:技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星)
重要性:技術(shù)試驗(yàn)是技術(shù)研究不可缺少的基本方法和手段,對(duì)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)起到了有力的保障作用;技術(shù)試驗(yàn)可以使設(shè)計(jì)得以改進(jìn)和完善,將設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)和失誤降到最低。(例:阿什塔比拉河
橋的垮塌、青霉素皮試試驗(yàn))
根據(jù)應(yīng)用目的的不同分類,技術(shù)試驗(yàn)可以分為性能試驗(yàn)、優(yōu)化試驗(yàn)、預(yù)測(cè)試驗(yàn)、信息試驗(yàn)等。
2.技術(shù)試驗(yàn)的常用方法:a
①優(yōu)選試驗(yàn)法:例:不同品種水稻的對(duì)比試驗(yàn)等。
②模擬試驗(yàn)法:例:汽車碰撞試驗(yàn);大壩水利試驗(yàn)(縮小比例模擬)等。
③虛擬試驗(yàn)法:例:計(jì)算機(jī)虛擬火星探測(cè)器模擬登陸動(dòng)畫等(用計(jì)算機(jī)模擬)。④強(qiáng)化試驗(yàn)法:例:磚塊等施工材料的抗壓試驗(yàn)、耐火試驗(yàn)、水管抗壓試驗(yàn)
⑤移植試驗(yàn)法:如:橘子從長(zhǎng)江以南移植到長(zhǎng)江以北的種植試驗(yàn)。許多生物領(lǐng)域的試驗(yàn)。3.簡(jiǎn)單的技術(shù)試驗(yàn):c技術(shù)試驗(yàn)的實(shí)施與報(bào)告的寫作
技術(shù)試驗(yàn)的實(shí)施步驟:制定試驗(yàn)計(jì)劃、抽取樣本、進(jìn)行試驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論
技術(shù)試驗(yàn)試驗(yàn)報(bào)告項(xiàng)目包括:試驗(yàn)?zāi)康摹⒃囼?yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)記錄、試驗(yàn)總結(jié)技術(shù)試驗(yàn)在設(shè)計(jì)中的作用
通過(guò)試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、深化認(rèn)識(shí)、推動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展。特別是在設(shè)計(jì)的后期,對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合性的整體試驗(yàn),可以為設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)提供準(zhǔn)確、客觀的數(shù)據(jù)。
第三章設(shè)計(jì)過(guò)程、原則及評(píng)價(jià)
一、設(shè)計(jì)的一般過(guò)程1.設(shè)計(jì)的一般過(guò)程:a①發(fā)現(xiàn)與明確問(wèn)題、②制定設(shè)計(jì)方案、③制作模型或原型、④測(cè)試、評(píng)估及優(yōu)化、⑤產(chǎn)品的使用和維護(hù)
方案優(yōu)化可以對(duì)三種典型人群,即專家、潛在客戶、用戶進(jìn)行征求意見。設(shè)計(jì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程,有些階段或步驟可能會(huì)出現(xiàn)一定的循環(huán),不能將設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單化、模式化。2.設(shè)計(jì)過(guò)程的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方案:a
發(fā)現(xiàn)和明確問(wèn)題:設(shè)計(jì)是技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵,從本質(zhì)上說(shuō),設(shè)計(jì)是一個(gè)問(wèn)題求解的過(guò)程。制定方案的步驟收集信息設(shè)計(jì)分析方案構(gòu)思方案呈現(xiàn)方案篩選其中設(shè)計(jì)分析要根據(jù)設(shè)計(jì)要求,找出設(shè)計(jì)需要解決的主要問(wèn)題,比如材料、結(jié)構(gòu)、功能等。3.方案設(shè)計(jì)中創(chuàng)新:b
創(chuàng)新就是通過(guò)引入新概念、新思想、新方法、新技術(shù)等,或?qū)σ延械漠a(chǎn)品的革新來(lái)創(chuàng)造具有相當(dāng)社會(huì)價(jià)值的事物或形式。創(chuàng)新是設(shè)計(jì)的核心。可以從原理、結(jié)構(gòu)、技術(shù)、材料、工藝等方面進(jìn)行考慮改進(jìn)和突破,以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新,除了要最大限度地發(fā)揮人的智慧外,還應(yīng)注意利用最新的技術(shù)成果和現(xiàn)代的設(shè)計(jì)理論和方法。二、設(shè)計(jì)的一般原則1.設(shè)計(jì)的一般原則:b251798067
①創(chuàng)新原則②實(shí)用原則③經(jīng)濟(jì)原則④美觀原則⑤道德原則⑥技術(shù)規(guī)范原則⑦可持續(xù)發(fā)展原則。
創(chuàng)新是技術(shù)的核心。實(shí)用原則是最基本的原則,包括物理功能、生理功能、心理功能和社會(huì)功能(例:格雷夫斯水壺的設(shè)計(jì))。經(jīng)濟(jì)原則是以最低的費(fèi)用取得最佳的效果(例:卷紙?jiān)O(shè)計(jì)成方形來(lái)減
少空間,降低運(yùn)輸成本)。道德原則強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品要考慮人、社會(huì)、環(huán)境的關(guān)系(例:假冒偽劣產(chǎn)品、有毒有害食品、竊取別人設(shè)計(jì)成果都是不符合道德原則)。技術(shù)規(guī)范是指產(chǎn)品需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范(例:數(shù)碼產(chǎn)品的USB接口、飛機(jī)統(tǒng)一的圓形窗戶和其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等)。
2.設(shè)計(jì)一般原則的相互關(guān)系:b
各種原則并不是各自獨(dú)立的,它們之間往往相互聯(lián)系、相互制約、相互促進(jìn)、相互影響、相互滲透。具有一定的開放性。
三、設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.設(shè)計(jì)過(guò)程中的評(píng)價(jià):b設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)是指依據(jù)一定的原則,采取一定方法和手段,對(duì)設(shè)計(jì)所涉及的過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行事實(shí)判斷和價(jià)值認(rèn)定的活動(dòng)。按評(píng)價(jià)對(duì)象來(lái)看,分為對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的評(píng)價(jià)和對(duì)設(shè)計(jì)成果的評(píng)價(jià)。按評(píng)價(jià)者來(lái)看分為設(shè)計(jì)者自我評(píng)價(jià)和他人評(píng)價(jià)。-
加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的評(píng)價(jià)是樹立質(zhì)量管理意識(shí)、加強(qiáng)質(zhì)量管理、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的關(guān)鍵。2.產(chǎn)品的評(píng)價(jià):b
最終產(chǎn)品是設(shè)計(jì)過(guò)程的結(jié)晶,是設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)計(jì)水平的集中體現(xiàn)。
對(duì)最終產(chǎn)品評(píng)價(jià)的依據(jù):一是參照設(shè)計(jì)的一般原則,二是事先制定的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行評(píng)價(jià)。在實(shí)際評(píng)價(jià)中,這兩個(gè)方面也可以結(jié)合起來(lái)。
日常用品評(píng)價(jià):功能、形態(tài)、效率、創(chuàng)新性、安全性、易操作性、性能價(jià)格比、美學(xué)因素、對(duì)社會(huì)、環(huán)境、資源的影響以及市場(chǎng)應(yīng)用前景等3.評(píng)價(jià)報(bào)告的撰寫和分析:c采用坐標(biāo)圖和列表分析P71
第四章發(fā)現(xiàn)與明確問(wèn)題
一、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題1.發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的重要性:a從技術(shù)角度看,人類進(jìn)步與發(fā)展的過(guò)程就是不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,不斷地進(jìn)行設(shè)計(jì),從而解決問(wèn)題的過(guò)程。問(wèn)題是如何產(chǎn)生的?
第一種:人類生存活動(dòng)中必然會(huì)遇到的問(wèn)題。來(lái)源于生活
第二種:由別人給出問(wèn)題,設(shè)計(jì)者必須針對(duì)問(wèn)題尋求解決方案。來(lái)源于需要
第三種:基于一定的目的由設(shè)計(jì)者自己主動(dòng)發(fā)現(xiàn),并試圖解決。來(lái)源于你的主動(dòng)積極發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的重要性:第一、第二種問(wèn)題的提出往往比較明確,主要是針對(duì)一般的和已有的問(wèn)題提出的,而第三種問(wèn)題卻是全新的,它需要我們積極主動(dòng)的思考,需要我們細(xì)致入微的工作,需要我們獨(dú)具慧眼的發(fā)現(xiàn)。這類問(wèn)題的發(fā)展,一方面可以挑戰(zhàn)和拓展我們的能力,另一方面也有可能更好地滿足人們的需要,推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。2.發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的一般方法:c
A.觀察日常生活(包括有意識(shí)觀察和無(wú)意注意)
B.收集和分析信息(文獻(xiàn)法,問(wèn)卷調(diào)查法,詢問(wèn)法)C.技術(shù)研究與技術(shù)試驗(yàn)3.設(shè)計(jì)產(chǎn)品相關(guān)信息的收集與處理:c251798067
我們通過(guò)對(duì)信息的收集、檢索和分析,往往可以發(fā)現(xiàn)有些有價(jià)值的問(wèn)題;通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、詢問(wèn)訪談等方式進(jìn)行信息的收集,也會(huì)有驚人的發(fā)現(xiàn)。我們把對(duì)已有文獻(xiàn)信息進(jìn)行收集、分析的方法稱為文獻(xiàn)法;把問(wèn)卷的方式進(jìn)行實(shí)際調(diào)查,獲取信息、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的方法稱為問(wèn)卷調(diào)查法;把以詢問(wèn)的方式收集和獲取信息、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的方法稱為詢問(wèn)法。其中,詢問(wèn)法包括直接詢問(wèn)法、間接詢問(wèn)法、集體詢問(wèn)法、家庭走訪詢問(wèn)法、個(gè)別詢問(wèn)法。采用詢問(wèn)法不僅可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,而且可以了解問(wèn)題產(chǎn)生的原因
二、明確問(wèn)題1.明確問(wèn)題的重要性:a問(wèn)題表述本身是否明確、問(wèn)題產(chǎn)生的原因是否明確、提出問(wèn)題的目的是否明確等2.判斷問(wèn)題價(jià)值的方法:c
判斷一個(gè)問(wèn)題是否有價(jià)值,必須從以下問(wèn)題著手:①所提出的問(wèn)題是否遵循了基本的科學(xué)原理。
②迄今為止,能否確認(rèn)該問(wèn)題尚未得到充分解決。
③在調(diào)查的范圍內(nèi),該問(wèn)題是否有普遍意義,在更廣的范圍內(nèi),該問(wèn)題是否有意義?④在多個(gè)問(wèn)題同時(shí)發(fā)生時(shí),該問(wèn)題是否是主要問(wèn)題?⑤現(xiàn)有的技術(shù)條件能否解決這個(gè)問(wèn)題?技術(shù)發(fā)展以后呢?⑥解決該問(wèn)題所需要的投入是多少?投入與產(chǎn)出的比是否理想?3.設(shè)計(jì)要求、標(biāo)準(zhǔn)和限制:c設(shè)計(jì)對(duì)象的特點(diǎn)和問(wèn)題解決的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)對(duì)象具有不同的特點(diǎn),設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有所不同(門鎖和玩具)設(shè)計(jì)對(duì)象受到成本、環(huán)境等限制(工程設(shè)計(jì)等都要有一定的預(yù)算)限制設(shè)計(jì)者的技術(shù)能力和條件主觀條件,是否具有解決問(wèn)題所需的知識(shí)和技能(專業(yè)人員和中學(xué)生)客觀條件,要消耗一定的人力、物力、財(cái)力以及時(shí)間等(材料資料儀器設(shè)備)4.制定一般的設(shè)計(jì)計(jì)劃表:c制定周密的設(shè)計(jì)計(jì)劃對(duì)確保設(shè)計(jì)有目的、有計(jì)劃地進(jìn)行也有著重要的意義,參照P89能制定
一般的設(shè)計(jì)計(jì)劃表
第五章方案的構(gòu)思及其方法
方案的構(gòu)思方法1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析的三個(gè)要素:c產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三要素:物、人、環(huán)境
一般設(shè)計(jì)需要考慮的主要因素:功能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全可靠、成本適當(dāng)、易于制作等2.設(shè)計(jì)方案的常用構(gòu)思方法:c
方案的構(gòu)思是指人們?cè)谝欢ǖ恼{(diào)查研究和設(shè)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,通過(guò)思考將客觀存在的各要素按照一定的規(guī)律架構(gòu)起來(lái),形成一個(gè)完成的抽象物,并采用圖、模型、語(yǔ)言、文字等方式呈現(xiàn)思維過(guò)程。
方案構(gòu)思的主要方法:①草圖法②模仿法(例:仿生技術(shù))③聯(lián)想法④奇特性構(gòu)思法3.設(shè)計(jì)方案的制定:c4.根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的材料和標(biāo)準(zhǔn)件:b選用標(biāo)準(zhǔn)件的作用:簡(jiǎn)化制作過(guò)程、實(shí)現(xiàn)通用通換。常見的標(biāo)準(zhǔn)件P98小辭典5.對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較和權(quán)衡:c
對(duì)方案進(jìn)行評(píng)判和比較,要從設(shè)計(jì)的目的出發(fā),針對(duì)一些相互制約的問(wèn)題進(jìn)行權(quán)衡和決策,選251798067
出較為滿意的方案或集中各方案的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。首先要滿足對(duì)基本功能的要求,其次保證安全性,在此基礎(chǔ)上考慮穩(wěn)定性和耐久性,最后綜合考慮加工難易程度、成本及環(huán)保性。
考慮的方面:實(shí)用、美觀、創(chuàng)新、穩(wěn)定性、安全性、環(huán)保性、加工難易程度、經(jīng)濟(jì)成本,等
第六章設(shè)計(jì)圖樣的繪制一、設(shè)計(jì)表現(xiàn)圖1.技術(shù)語(yǔ)言的種類及其應(yīng)用:a技術(shù)語(yǔ)言是一種在技術(shù)活動(dòng)中進(jìn)行信息交流的特有的語(yǔ)言形式。(常見有:圖樣、圖表、模型等)
按照專業(yè)類型來(lái)分:計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言、工程圖學(xué)語(yǔ)言等;依照人的感覺類型的不同來(lái)分:視覺語(yǔ)言、聽覺語(yǔ)言和觸覺語(yǔ)言等;據(jù)人的視覺形式的不同來(lái)分:有圖形符號(hào)語(yǔ)言、文字符號(hào)語(yǔ)言等[技術(shù)語(yǔ)言的特征]:言簡(jiǎn)意賅、通俗直觀、
[口頭語(yǔ)言]:較多適用于面對(duì)面的、規(guī)范要求并不過(guò)于嚴(yán)格的場(chǎng)合,其特點(diǎn)是簡(jiǎn)潔、方便。
[技術(shù)圖樣]:采用某種規(guī)范形式將設(shè)計(jì)用圖樣的形式表達(dá)出來(lái)。特點(diǎn):易于把握技術(shù)特征,最具技術(shù)特征。呈現(xiàn)較復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案及對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明陳述時(shí),比較合適。(克服了語(yǔ)言障礙,直接明了地進(jìn)行表達(dá)與交流。)
[模型]:具有感性、直觀的特點(diǎn),特點(diǎn):容易吸引觀眾或讀者的注意
[圖表]:方式相對(duì)比較正式,具有一定技術(shù)要求的交流,其特點(diǎn):較為規(guī)范,可以反復(fù)查閱、核對(duì)。是表達(dá)設(shè)計(jì)思想的一種十分有效的手段。圖表包括:表格、草圖、效果圖等。[計(jì)算機(jī)演示、網(wǎng)頁(yè)]:逐漸重要,使各組成部分具體情況、結(jié)構(gòu)和運(yùn)作方式一目了然[網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言]:幫助人們實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的設(shè)計(jì)交流的需要。2.簡(jiǎn)單的草圖:c
草圖也叫方案草圖或設(shè)計(jì)速寫,它能迅速捕捉和記錄設(shè)計(jì)者轉(zhuǎn)瞬即逝的創(chuàng)作靈感,表達(dá)設(shè)計(jì)創(chuàng)意,是把設(shè)計(jì)構(gòu)思轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)圖形的有效手段之一?煞譃闃(gòu)思草圖和設(shè)計(jì)草圖。
網(wǎng)格徒手畫要領(lǐng):與地面垂直的線垂直畫,與地面平行的線按網(wǎng)格上的斜線畫,同時(shí)以網(wǎng)格上的小格來(lái)確定物體的比例關(guān)系。草圖的繪制步驟,詳細(xì)參看P1153.簡(jiǎn)單的效果圖:a
在識(shí)圖時(shí)要注意從整體上把握產(chǎn)品的形態(tài)、功能和特征,要注意從中了解產(chǎn)品外觀上的實(shí)際比例關(guān)系和色彩搭配及材質(zhì)感,了解產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)和色彩裝飾效果。4.基本幾何體的正等軸測(cè)圖的畫法:a
軸間角:1200,軸向變形系數(shù):1
切割法要領(lǐng):1.先畫軸線,2.再畫出整體的軸測(cè)圖,3.然后再切割,4.可見輪廓線加粗(P117)二、常見的技術(shù)圖樣1.一般技術(shù)圖樣所采用的投影方法:a正投影法就是假設(shè)投影光線與投影平面垂直,在投影平面上求取物體的投影的方法。為了確定物體的結(jié)構(gòu)形狀,需要采用多面正投影2.簡(jiǎn)單形體的三視圖:c
三視圖:物體的正面投影,即物體由前向后投影所得的圖形,通常反映物體的主要形狀特征,稱為主視圖;物體的水平投影,即物體由上向下投影所得的圖形,稱為俯視圖;物體的側(cè)面投影,即物體由左向右投影所得的圖形,稱為左視圖。
三視圖投影規(guī)律:主視圖反映物體的長(zhǎng)和高,俯視圖反映物體的長(zhǎng)和寬,左視圖反映物體的251798067
高和寬。長(zhǎng)對(duì)正,高平齊,寬相等。(三視圖的繪制步驟見P122-123)3.一般的機(jī)械加工圖:a
尺寸三要素:①尺寸界線②尺寸線③尺寸數(shù)字
以三視圖的形式來(lái)表達(dá)機(jī)械加工方法的一種技術(shù)圖樣,是完成產(chǎn)品機(jī)械加工的主要依據(jù)。它通常
由三視圖及其尺寸標(biāo)注,必要的其他視圖、標(biāo)題欄和文字說(shuō)明幾部分組成假想用一剖切面剖開物體,將處在觀察者和剖切面之間的部分移去,而將其余部分向投影面上投射,這樣得到的圖形稱為剖視圖。
電子線路圖一般是指用圖形符號(hào)和線段組成的電子工程用的略圖,包括電路原理圖、接線圖和邏輯圖。
第七章模型或原型的制作
一、模型1.模型及其功能:a模型是根據(jù)實(shí)物、設(shè)計(jì)圖樣或構(gòu)思,按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實(shí)物相似的一種物體。模型在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,具有以下兩個(gè)功能:①使設(shè)計(jì)對(duì)象具體化。
②幫助分析設(shè)計(jì)的可能性(設(shè)計(jì)復(fù)雜的產(chǎn)品,例:大東方號(hào))2.模型制作在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同階段的作用:a
草模:產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的初期階段,可以采用立體模型將設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單地表示出來(lái),供設(shè)計(jì)人員深入探討時(shí)使用。
概念模型:用于設(shè)計(jì)構(gòu)思初步完成之后,在草模的基礎(chǔ)上,用概括的手法表示產(chǎn)品的造型風(fēng)格、布局安排,以及產(chǎn)品與人、環(huán)境的關(guān)系等,從整體上表現(xiàn)產(chǎn)品造型的整體概念。
結(jié)構(gòu)模型:用于研究產(chǎn)品造型與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,清晰地表達(dá)產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)尺寸和連接方法,并用于進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)等。
功能模型:主要用于研究產(chǎn)品的各種性能以及人機(jī)關(guān)系,同時(shí)也用于分析檢查設(shè)計(jì)對(duì)象各部分組件尺寸與機(jī)體的相互配合關(guān)系,并在一定條件下用于試驗(yàn)。
展示模型:展示模型是在結(jié)構(gòu)模型和功能模型的基礎(chǔ)上,采用真實(shí)材料,按照準(zhǔn)確的尺寸,做成的與實(shí)際產(chǎn)品幾乎一致的模型(樣品)。251798067二、工藝1.工藝的含義和常用工藝的種類:a工藝是利用工具和設(shè)備對(duì)原材料、半成品進(jìn)行技術(shù)處理,使之成為產(chǎn)品的方法。工藝的種類:有加工工藝、裝配工藝、檢測(cè)工藝、鑄造工藝、表面處理工藝等。工藝的作用:保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率;影響產(chǎn)品的功能、強(qiáng)度、外觀2.金工常用的工具和設(shè)備:a
金工工藝:包括劃線、鋸割、銼削、鉆孔、連接和表面處理等。
[劃線]:就是在待加工的材料上用相應(yīng)的工具劃出加工部件的輪廓線或基準(zhǔn)點(diǎn)或基準(zhǔn)線。
一般步驟為:①劃出基準(zhǔn)②劃尺寸線③劃輪廓線④沖眼。
工具一般有:劃針、鋼直尺、角尺、劃規(guī)和樣沖。各類工具的操作要領(lǐng)詳見P144
[鉆孔]:常用的鉆孔設(shè)備室臺(tái)鉆,常用的鉆頭是麻花鉆。鉆孔的操作步驟:①劃線定位②裝夾工件③裝夾鉆頭④鉆孔。安全操作警示:二要(操作時(shí)要集中注意力;要戴防護(hù)眼睛;)二不(不準(zhǔn)帶手套操作;不能用手直接扶持小工件、薄工件,以免造成傷害事故。)[連接]:通過(guò)固定連接和半固定連接的方法可以實(shí)現(xiàn)金屬件之間的連接。詳見P148
[表面處理]:為防止金屬制品表面生銹腐蝕,提高產(chǎn)品的美觀程度,通常需要對(duì)金屬表面進(jìn)行處理,覺的金屬表面處理方法有:表面刷光、噴涂油漆、鍍層等。
[表面刷光工序]:準(zhǔn)備(清除毛刺和鐵屑)→粗處理(用細(xì)銼銼平金屬表面)→細(xì)處理(用精細(xì)級(jí)金剛砂紙打磨)
[噴涂油漆]:一般先檢驗(yàn)所選用的油漆對(duì)金屬表面的適用性,然后涂防銹漆,再油漆噴涂。鍍層:可以在金屬表面涂上一層塑料,也可以采用電鍍的方面3.金屬材料的鋸割、銼削2種加工方法:c
[鋸割]:操作要領(lǐng):1.站位和握鋸姿勢(shì)要正確,2.推鋸加壓,回拉不加壓,3.鋸程要長(zhǎng),4.推拉要有節(jié)奏(P145)
[銼削]:操作要領(lǐng):1.銼削時(shí)要注意身體和手臂動(dòng)作的協(xié)調(diào),2.在推銼過(guò)程中,左手的施壓要由大變小,右手的施壓要由小變大,使銼刀平衡而不上下擺動(dòng)。三、制作模型1.加工工藝的的選擇:c2.簡(jiǎn)單產(chǎn)品的模型或原型的制作:c模型制作的一般步驟:
①選擇合適的材料②準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)墓ぞ吆图庸ぴO(shè)備。③按設(shè)計(jì)圖樣劃線④對(duì)材料進(jìn)行加工⑤裝配⑥進(jìn)行表面處理⑦對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)⑧對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改,做成展示模型。在模型或原型制作完成之后,根據(jù)審美的需要,一般要對(duì)產(chǎn)品的外觀加以一定的潤(rùn)色,以使產(chǎn)品更美觀,更符合人們的心理需求。
第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)一、常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)1、結(jié)構(gòu)的概念:a結(jié)構(gòu)是指事物的各個(gè)組成部分之間的。結(jié)構(gòu)決定著事物存在的性質(zhì)。
(結(jié)構(gòu)的五種受力形式:拉力、壓力、剪切力、彎曲力、扭轉(zhuǎn)力)
2、結(jié)構(gòu)的分類:b根據(jù)物體的結(jié)構(gòu)形態(tài),結(jié)構(gòu)分為、、三種基本類型。實(shí)體結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心的結(jié)構(gòu)。其受力特點(diǎn)是:。251798067
如實(shí)心墻、大壩等。
框架結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)體由細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。其受力特點(diǎn)是:。如
鐵架塔、建筑用腳手架,廠房的框架等。
殼體結(jié)構(gòu)是指層狀的結(jié)構(gòu)。其受力特點(diǎn)是:。
如摩托車手的頭盔、飛機(jī)的外殼、貝殼等。
(生活中很多物體的結(jié)構(gòu)是由兩種或兩種以上的基本結(jié)構(gòu)類型組合而成,稱為組合結(jié)構(gòu),如埃菲爾鐵塔等。)
二、穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析1、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性:b結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在的作用下維持其原有的能力。2、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素:b①、②結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面積的大小、③。3、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素:c(結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力)
①、②、③結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接通常有兩類:和。
鉸連接被連接的構(gòu)件在連接外不能相對(duì)移動(dòng),但可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。如:門與門框的連接剛連接被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對(duì)移動(dòng),也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。如:榫接、膠接、焊接4、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系:b結(jié)構(gòu)決定著事物的性質(zhì),也直接影響事物的功能。三、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素:a符合使用者對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的和要求,因素,公眾和使用者的,使用者的,對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的控制要求和一定的等。2、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì):c①設(shè)計(jì)項(xiàng)目②設(shè)計(jì)要求③設(shè)計(jì)分析④設(shè)計(jì)方案⑤呈現(xiàn)草圖
(如:設(shè)計(jì)相框、雨傘架、垃圾桶、鞋柜、衣架、筆桶等)
四、結(jié)構(gòu)的欣賞:1、結(jié)構(gòu)的實(shí)用性:b優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的實(shí)用功能上,也表現(xiàn)在形式上,特別是功能與形式的統(tǒng)一上。
2、經(jīng)典結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的欣賞與評(píng)價(jià):c與兩個(gè)角度進(jìn)行。
技術(shù)角度:使用功能、穩(wěn)固耐用、造型設(shè)計(jì)的創(chuàng)意和表現(xiàn)力、材料合理性、工藝精湛程度等。文化角度:文化寓意與傳達(dá),美學(xué)原則,反映時(shí)代、民族、習(xí)俗方面特征,個(gè)性特征等。
第二單元流程與設(shè)計(jì)
一、生活和生產(chǎn)中的流程1、流程的含義:a流程是一項(xiàng)活動(dòng)或一系列連續(xù)有規(guī)律的事項(xiàng)或行為進(jìn)行的程序。包含環(huán)節(jié)與時(shí)序。2、流程對(duì)生活工作、生產(chǎn)的意義:b對(duì)生活工作:提高工作和學(xué)習(xí)的效率,使我們生活變得有序、合理,為我們的安全提供保障。
(例:洗衣、煮飯與燒菜的流程安排、碘鹽和味精佐料的加放流程、青霉素注射流程等)251798067
對(duì)生產(chǎn):運(yùn)用科學(xué)合理的流程可以有效地組織生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、
保證安全生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境等。
(例:自動(dòng)流水生產(chǎn)線的發(fā)明、農(nóng)業(yè)莊稼的種植流程)
流程中工序的作業(yè)方式串行和并行。
上一道工序完成之后才能進(jìn)入下一道工序串行。幾項(xiàng)工作同時(shí)進(jìn)行并行。3、時(shí)序與環(huán)節(jié):a⑴時(shí)序:過(guò)程的經(jīng)歷中,各環(huán)節(jié)按照一定的時(shí)間順序先后出現(xiàn)、完成。這種時(shí)間順序關(guān)系,稱為時(shí)序。(例:買票→候車→檢票→上車。)⑵環(huán)節(jié):活動(dòng)或事件在其發(fā)展的過(guò)程中,依據(jù)某種特征或方式,可將該過(guò)程分解為若干個(gè)小過(guò)程,稱這些小過(guò)程為環(huán)節(jié)。
4、常見的流程表達(dá)方式(流程圖):a流程圖有文字表達(dá)、表格表達(dá)、圖示表達(dá)、模型表達(dá)、動(dòng)畫演示等。5、流程圖的識(shí)讀和分析:c識(shí)讀流程圖的要點(diǎn):⑴找流程的環(huán)節(jié),明確每個(gè)環(huán)節(jié)的功能和作用;⑵弄清流程中時(shí)序的體現(xiàn)與特征;⑶流程是技術(shù)的核心概念之一。
不同的流程,產(chǎn)生的效益往往不同,“理解流程就是質(zhì)量”、“流程就是效益”等。二、流程的設(shè)計(jì)1、流程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的基本因素:c總體上:流程設(shè)計(jì)應(yīng)該要研究?jī)?nèi)在屬性與規(guī)律。
具體的:流程設(shè)計(jì)的基本因素主要有材料、工藝、設(shè)備、人員和資金、環(huán)境等。材料:不同的材料有不同的加工處理方法。
工藝:不同產(chǎn)品的工藝要求各異,流程設(shè)計(jì)也不同。設(shè)備:生產(chǎn)設(shè)備的水平往往決定了流程的自動(dòng)化水平。
人員和資金:不同的技術(shù)水平和必要的資金影響生產(chǎn)的過(guò)程、質(zhì)量和周期。環(huán)境:關(guān)注生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染以及環(huán)境對(duì)生產(chǎn)的反作用。2、流程設(shè)計(jì)的基本步驟:a見右圖
注:流程設(shè)計(jì)的基本要素是環(huán)節(jié)和時(shí)序;對(duì)于有嚴(yán)格時(shí)間的時(shí)序,要標(biāo)注時(shí)間。3、簡(jiǎn)單流程的表達(dá):c畫流程設(shè)計(jì)框圖的一般方法:⑴根據(jù)對(duì)事物的內(nèi)在屬性和規(guī)律的分析,以及有關(guān)的考慮,將流程的全過(guò)程,按每個(gè)階段的功能、作用的不同,分解為若干小過(guò)程環(huán)節(jié),并用方框表示環(huán)節(jié)。⑵按照每個(gè)小過(guò)程應(yīng)該經(jīng)歷的時(shí)間順序,將各環(huán)節(jié)依次排開,并用箭頭線連接起來(lái)。
例:小鐵錘的錘頭加工流程圖:下料→劃線→鋸削→銼削→劃螺孔中心線→鉆孔→攻絲→倒角→淬火→電鍍。
小鐵錘的錘柄加工流程圖:下料→磨削圓頭→板牙套絲→電鍍。
三、流程的優(yōu)化1、流程的優(yōu)化及目的:b在設(shè)計(jì)和實(shí)施流程的過(guò)程中,經(jīng)常需要進(jìn)行不斷的修改和完善,這種對(duì)流程修改的過(guò)程,叫做流程的優(yōu)化。251798067
目的:提高工作效率、降低成本、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約能耗、減少環(huán)境污染、保證安全生產(chǎn)等。
2、流程優(yōu)化的內(nèi)容:b1工期優(yōu)化:例書本P55(制作臺(tái)燈的工期優(yōu)化)○
2工藝優(yōu)化:例書本P55(法蘭加工工藝優(yōu)化)○
3成本優(yōu)化:例書本P56(配送路線安排的成本優(yōu)化)○
4技術(shù)優(yōu)化:例書本P57(銀行自動(dòng)取款機(jī)的發(fā)明)○
5質(zhì)量?jī)?yōu)化:例書本P58(洗衣流程的優(yōu)化)○
注:工期優(yōu)化目的是為了縮短加工時(shí)間。主要手段是在不改變工藝的條件下,將某些環(huán)節(jié)的串行改為并行。
3、流程優(yōu)化的條件:b⑴內(nèi)部條件:對(duì)流程內(nèi)在機(jī)理的深入了解。
(例:對(duì)洗滌原理的了解,就會(huì)在流程中安排兩次漂洗)
⑵外部條件:流程優(yōu)化要建立在“設(shè)備”、“材料”、“工藝”水平提高的基礎(chǔ)上。
(例:只有在具備鍛壓設(shè)備時(shí),才可能將法蘭盤的加工改為少量切削加工)
⑶人員技術(shù)水平的提高。
4、流程優(yōu)化過(guò)程所應(yīng)考慮的主要問(wèn)題:c對(duì)一個(gè)流程的優(yōu)化,可以是整體的全面優(yōu)化,也可以是對(duì)某一個(gè)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)常會(huì)有這樣的情況發(fā)生:某一個(gè)指標(biāo)得到了優(yōu)化,而使另外的指標(biāo)下降了。比如,技術(shù)優(yōu)化,可能使成本提高。成本優(yōu)化了,也可能使質(zhì)量下降。因此,在進(jìn)行流程優(yōu)化時(shí),要綜合平衡,以取得整體優(yōu)化的成效。
第三單元系統(tǒng)與設(shè)計(jì)
一、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1、系統(tǒng)的含義:b概念:系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用、相互以來(lái)和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體。
構(gòu)成系統(tǒng)必須具備的三個(gè)條件:
(1)至少要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素(部分);
(2)要素(部分)之間互相聯(lián)系、互相作用,按照一定方式形成一個(gè)整體;(3)整體具有的功能是各個(gè)要素(部分)的功能中所沒有的。例:自行車的結(jié)構(gòu)2、系統(tǒng)的分類:a(1)自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)。例:生態(tài)系統(tǒng)屬于自然系統(tǒng);飛船、房舍等屬于人造系統(tǒng)。(2)實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)。例:計(jì)算機(jī)硬件屬于實(shí)體系統(tǒng);軟件屬于抽象系統(tǒng)。3、系統(tǒng)的基本特性:b(1)整體性(全局、集合):側(cè)重于“部分影響整體”。是系統(tǒng)的最基本的特性,也是觀察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。
1系統(tǒng)是一個(gè)整體,它不是各個(gè)要素(部分)的簡(jiǎn)單相加,系統(tǒng)的整體功能是各要素(部分)○
在孤立狀態(tài)下所沒有的。
2系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和。○
例:巴爾扎克的塑像、“木桶理論”、一招不慎全盤皆輸、棄卒保車、“阿波羅”登月飛船上的零件(2)相關(guān)性(匹配、關(guān)聯(lián)):側(cè)重于“部分與部分之間的關(guān)聯(lián)”251798067
構(gòu)成系統(tǒng)的各元素之間是相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴、相互影響的關(guān)系,是彼此相關(guān)的。例:古代建筑的“梁柱結(jié)構(gòu)”、合金鋼材料各種性能的相互影響、家庭裝修工程(3)目的性(功能):
任何系統(tǒng)都具有某種目的,都要實(shí)現(xiàn)一定的功能,這是區(qū)別不同系統(tǒng)的主要標(biāo)志。(4)動(dòng)態(tài)性(更新):
物質(zhì)都是不斷變化,因此系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng),處在運(yùn)動(dòng)變化和發(fā)展之中。
(5)環(huán)境適應(yīng)性(自適應(yīng)):
系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境之中,并不斷的與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)的能量的和信息的交換,系統(tǒng)必須適應(yīng)外部環(huán)境的變化。
例:“春捂秋凍”、電冰箱不能緊貼墻放置
二、系統(tǒng)的分析1、系統(tǒng)分析及其一般步驟:c(1)什么是系統(tǒng)分析?
系統(tǒng)分析一般是從系統(tǒng)的整體功能出發(fā),全面地思考與解決問(wèn)題。1系統(tǒng)分析的目標(biāo):發(fā)揮系統(tǒng)的功能,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)!
2系統(tǒng)分析采用的方法:運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾、分析、比較、試驗(yàn)!
3系統(tǒng)分析產(chǎn)生的結(jié)果:擬訂一套有效的處理步驟和程序,或?qū)υ到y(tǒng)提出改進(jìn)方案。○
例:王選漢字激光照排系統(tǒng)
(2)系統(tǒng)分析的一般步驟?明確問(wèn)題,收集資料,
設(shè)立目標(biāo)2、系統(tǒng)分析的主要原則:a制定方案分析計(jì)算,評(píng)價(jià)比較檢驗(yàn)核實(shí),作出決策(1)整體性原則
系統(tǒng)分析首先要著眼于子系統(tǒng)整體,要先分析整體,再分析部分;先看全局,后看局部;先看全過(guò)程,再看某一階段;先看長(zhǎng)遠(yuǎn),再看當(dāng)前。
例:田忌賽馬、丁謂修復(fù)皇宮、街道各部門施工
(2)科學(xué)性原則
系統(tǒng)分析一方面要有嚴(yán)格的工作步驟,另一方面應(yīng)盡可能地運(yùn)用科學(xué)方法和數(shù)學(xué)工具進(jìn)行定量分析,使決策的過(guò)程和結(jié)果更具用說(shuō)服力。例:種稻“三三進(jìn)九不如二五一十”
(3)綜合性原則
系統(tǒng)分析時(shí)還要注重綜合性原則,要綜合分析,統(tǒng)籌兼顧,不可顧此失彼,因小失大。例:孝襄高速公路、都江堰水利工程、埃及阿斯旺水壩3、系統(tǒng)的優(yōu)化:c在給定的條件(或約束條件)下,根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo),采取一定的手段和方法,使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)到最大化(或最小化)。
約束條件:對(duì)系統(tǒng)起限制作用的,并且是不可人為調(diào)節(jié)的。
影響因素:是指對(duì)系統(tǒng)的目標(biāo)產(chǎn)生顯著影響,并且可以人為調(diào)節(jié)的因素。
例:農(nóng)作物種植系統(tǒng)的優(yōu)化農(nóng)業(yè)間作套種、利潤(rùn)問(wèn)題
三、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)251798067
系統(tǒng)設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出滿足預(yù)定目標(biāo)的系統(tǒng)的過(guò)程。它包含對(duì)某個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì),同時(shí)需要運(yùn)用系統(tǒng)的思想和方法對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)。(一)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問(wèn)題:c1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求
要從整體出發(fā),以系統(tǒng)整體功能的最優(yōu)為目的。2、系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用
運(yùn)用系統(tǒng)的思想綜合考慮各部分之間的關(guān)聯(lián)、沖突問(wèn)題,注重各部分的橫向、縱向聯(lián)系。3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化
先從整體考慮優(yōu)化,統(tǒng)籌兼顧,再在此基礎(chǔ)上完善各部分的設(shè)計(jì)。(二)簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì):c舉例:手電筒照明供電部分的設(shè)計(jì)。
第四單元控制與設(shè)計(jì)
一、控制的手段與應(yīng)用1、控制的含義:b人們按照自己的意愿或目的,通過(guò)一定的手段,使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展,這就是控制。2、控制的手段:a按人工干預(yù)來(lái)分:人工控制、自動(dòng)控制按執(zhí)行部件來(lái)分:機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制3、控制的應(yīng)用:b(1)生活:控制應(yīng)用到生活中,提高了人們的生活質(zhì)量,人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環(huán)境,使之滿足人們的需要。
(2)生產(chǎn):生產(chǎn)中往往需要對(duì)溫度、濕度、壓力、速度及加工動(dòng)作等進(jìn)行控制,控制在生產(chǎn)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。
(3)軍事國(guó)防:控制在軍事、國(guó)防等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。二、控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式1、簡(jiǎn)單開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過(guò)程:c概念:控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響的控制系統(tǒng)。
例:紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)、防盜報(bào)警控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、公園的音樂噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng)、
紅外線自動(dòng)門控制系統(tǒng)、普通電風(fēng)扇風(fēng)速控制系統(tǒng)、可調(diào)光臺(tái)燈控制系統(tǒng)等。
特征:系統(tǒng)的輸出量?jī)H受輸入量控制,輸入量到輸出量之間的信號(hào)是單向傳遞。方框圖:
輸入量:控制系統(tǒng)的給定量。
控制器:對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。執(zhí)行器:直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件控制量:執(zhí)行器的輸出信號(hào)。
被控對(duì)象:控制系統(tǒng)中所要控制的裝置或生產(chǎn)過(guò)程輸出量:控制系統(tǒng)所要控制的量。2、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成:b251798067
概念:系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。
例:供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、加熱爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)、花房溫度控制系統(tǒng)、投籃、
家用電飯鍋保溫控制系統(tǒng)、家用電冰箱溫度控制系統(tǒng)等。
基本組成:與開環(huán)控制系統(tǒng)相比,閉環(huán)控制系統(tǒng)多了檢測(cè)裝置、比較器。3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖:c
4、控制器和執(zhí)行器的作用:c控制器:對(duì)輸入信號(hào)(偏差值)進(jìn)行運(yùn)算處理,并發(fā)出控制命令。執(zhí)行器:根據(jù)指令對(duì)被控對(duì)象直接控制。三、閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋1、干擾因素:c
在控制系統(tǒng)中,除輸入量(給定值)以外,引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。有的干擾因素是環(huán)境造成的,如影響自行車行駛速度的變化的自然風(fēng)等;有的干擾因素是人為原因所致,如影響飛機(jī)導(dǎo)航信號(hào)的手機(jī)信號(hào)等。
2、反饋的含義:b控制系統(tǒng)中,將輸出量通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置,返回到輸入并與輸入量進(jìn)行比較的過(guò)程,就是反饋。
例:投籃、自動(dòng)電水壺
3、反饋環(huán)節(jié)的作用:a通過(guò)將輸出量通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置,返回到輸入并與輸入量進(jìn)行比較,從而減少輸出量的偏差,穩(wěn)定輸出量。
4、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程:a(1)閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過(guò)反饋來(lái)減少被控制量(輸出量)的偏差。(2)工作過(guò)程:
1由于干擾因素的存在,2閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)能及時(shí)○系統(tǒng)的被控量偏離給定值時(shí);○3控制器根據(jù)比較得到的偏差信檢測(cè)出被控量的值,并迅速反饋到輸入端,與給定值進(jìn)行比較;○
號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié),從而是系統(tǒng)的被控量接近給定值,達(dá)到精確控制的目的。
例:供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、加熱爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)
5、功能模擬方法:a以功能和行為的相似性為基礎(chǔ),用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法,就是功能模擬方法。
黑箱方法:a把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱,通過(guò)對(duì)系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究,進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法,就是黑箱方法。
例:通過(guò)輸入圖像、電或聲音信號(hào),觀測(cè)、分析腦電波的輸出反應(yīng),研究人腦對(duì)視覺或聽覺信息的傳遞、變換和處理功能,得知人腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié),就是黑箱方法的運(yùn)用。
6、開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較:
開環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適用于控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場(chǎng)合。251798067
閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較麻煩,結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)是自動(dòng)控制中廣泛采用的一種方式,用于要求高精度和高可靠性的場(chǎng)合。四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施P118c1、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路:系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)?控制的對(duì)象?被控對(duì)象的特性?被控量和控制量?外界的主要干擾因素?怎樣的方案既達(dá)到目的、又經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)?設(shè)備和元件?
2、開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(書本P119案例分析:電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì))
開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,在明確設(shè)計(jì)要求,明確被控對(duì)象、被控量和控制量后,即可考慮具體控制系統(tǒng)的方案。
3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(書本P120案例分析:抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì))
基本要求:第一、一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作,首先必須是穩(wěn)定的。
第二、控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求,即系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應(yīng)控制
在允許的范圍之內(nèi)。
第三、閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。
在進(jìn)行閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí),幾項(xiàng)控制要求之間往往會(huì)產(chǎn)生矛盾,需要結(jié)合具體問(wèn)題全面解決或有所側(cè)重地解決。
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