设计的基本方法和基础知识课件

一、技术设计的种类

原创性设计 技术设计 三大类

改进性设计综合性设计

案例：红酒开瓶器的三种设计

①原创性设计为了打开红酒瓶塞的软木塞，设计的螺旋状开瓶器。

开瓶时，将开瓶器尖端对准软木塞压下去，再按顺时针方向旋转， 当螺旋状的钢针旋转进入软木塞中“吃”住软木塞后，左手握紧酒瓶， 右手转动开瓶器把手的同时，往外拔软木塞，即能取出软木塞。 这种最初的设计属于原创性设计——又称为开发性设计。 两只手向相反方向拉木塞时，当软木塞突然离开酒瓶时， 因酒瓶的突然后退，可能将酒洒出瓶外，甚至因左手握不住 酒瓶，造成酒瓶脱手。 有些酒瓶由于软木塞太紧，即使用较大的力也无法拔出。

存 在开 的瓶 缺器 陷

改进：改进者使用了杠杆省力的原理及齿轮改变力的方向的原理， 设计了一个功能较为较为完善的开酒瓶软木塞的工具。

改进后的开瓶器

1、用手将手柄B和C压下，此时螺旋状钢针会向上抬起，针尖与端口齐平， 如图2_6(b)。

2、将端口E压在酒瓶口上，按顺时针方向转动手把A,使螺旋状钢针不断旋进 软木塞中，此时随着钢针不断进入软木塞内，手柄B、C会向上抬起，如图2_6(a)。 3、左右两手握住手柄B、C,只要轻轻下压，由于杠杆原理，齿轮会产生巨大的力 将钢针向上抬起，由于端口E顶住酒瓶口不动，软木塞就从酒瓶颈中拔了出来。

由上面的改进设计可以看到，设计者在原来的基础上应用了力学上的两个 原理，才使开瓶技术有了进步。而改进设计的设想，来源于开酒瓶软木塞中 碰到的问题。②改进性设计

在总的方案原理变化不大的情况下，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，这样的设计叫做 改进性设计。

③综合(组合)性设计

应用现有的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，创造出新的功能设计方法叫做综合(组合)设计。

开瓶器的各种组合性设计

外形组合

性能组合

综合性设计 组合性设计

原理组合 功能组合

模块组合

系统组合

抗拉强度大的钢芯线

通信光缆

多功能螺丝刀

性能的组合设计将若干产品或材料的性能组合起来， 构成新的性能。

外形的组合设计从功能上看，工具的各种功能没有什 么改变，但由于外形组合巧妙，减少 体积，给携带者带来了方便。

喷气式飞机 流体力学原理与燃气轮机技术的组合 设计

原理的组合设计将两种或两种以上的技术原理组合起来，构成较复杂的技术系统。

内燃机与传动、制动、转向、照明、电气等功能结合设计出汽车

两把刀刃上

下相对交错组合设计出剪刀

功能的组合设计将不同功能单元或产品组合起来，得到多功能的技术系统，甚至产生了新 的功能。

双体船

并木以渡

舫

双体客船

自身的组合设计

模 块 的 组 合 设 计

奥运会开幕式是由多个文艺节目模块组合而成

家具、电器的摆放、装潢设计也是一种组合设计

将若干个模块组合起来，产生某种作用或特色。

计算机系统：由硬件系统和 软件系统的组合设计而成。

神舟六号飞船由发射系统、 监测系统、控制系统、航天员 系统、飞船本身系统和回收系 统等子系统组成。

系统的组合设计将几个子系统组合成一个复杂的大系统。

二、技术设计的原则、方法和标准 ①技术设计的原则科学性原则 创新性原则 需要性和实用性原则 经济性原则

最优化原则

技术设计从总体上来说， 必须符合下列原则

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 可持续能发展原则

科学性原则问题：“永动机”是否能实现？