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第一节 产品概念设计
教学目标
(1)理解产品概念与产品概念设计的含义，知道机构的含义，了解常见的机构类型。
(2)体验产品功能设计的过程，能运用创新设计方法选择技术原理、结构和机构，并采用示意图等形式简要表达功能设计的方案创意。
产品概念是指产品在研发初期对可能采用的工作原理、运动的传递方式、各部件的连接方式等方面的图片和文字性描述。
产品概念设计则是根据上一章提出的设计要求,选择较合适的技术原理、结构和机构。
一、功能设计
功能是产品能满足消费者需求的基本属性。一个好产品首先要实用，所以设计时应先考虑其功能。
功能化设计法的基本过程是：
第一步，确定需要解决的问题是什么，即确定产品的功能；
第二步，使用头脑风暴、思维导图等思维创意法，尽可能多地找出解决问题的技术方法；
第三步，根据使用者、使用场景、技术条件等制约因素筛选上一步收集出的创意，确定较合适的产品技术原理。
智能垃圾桶功能化设计的过程
问题与需求：收纳垃圾、使用便利。
功能创意：人找垃圾桶投掷、垃圾桶找人投掷、自动开盖、手动开盖，脚踩开盖等。
判定选择：假设我们选用人找垃圾桶投掷、自动开盖的方式。
功能细化：对自动开盖这一功能分解为识别信号、判定、做出动作、开盖、合盖五个子功能。
解决方法：
使用距离传感器在人靠近时打开；
使用声音传器在人发出指定声音时打开；
使用光线传感器在人挡住传感器时打开；
使用开源电路板编写程序；
使用转轴连接；
自动合盖使用弹簧等。
筛选优化：对每个子功能的实现方式，结合现有技术条件、制作难度、制作时间、创意新颖度等方面进行比较和权衡。
二、选择技术原理
要实现某种功能，有多种技术原理可以选择，我们需对各种技术原理的可行性、技术难度、成本等方面进行比较和权衡，选出较优的一种。
例如，设计一款自动泡茶机，加热为其核心功能之一。
加热的技术原理有电加热、燃烧木头或煤炭加热、烧天然气加热、太阳能加热等。
考虑泡茶机为室内使用，使用时需便利和环保，所以选择电加热的技术原理。
图4-2为采用了电加热原理的两种自动泡茶机。
宽7.2cm
三、结构与机构设计
结构设计的本质是为了承受力和抵抗变形，使设计的产品既牢固又方便使用。
常见的结构类型有实心结构、框架结构和壳体结构等。
例如，水库大坝属于实心结构，摩托车头盔属于壳体结构。
1、实体结构
● 通常是指结构体本身是实心的结构。
●其受力特点是外力分布在整个体积中。
实体结构
实体结构
锤子
砧板
2、框架结构
●通常是指结构体由细长的构件组成的结构。
●其特点是支撑空间却不充满空间。
框架结构
书桌椅
书柜
框架结构
3、壳体结构
机构指的是由两个及以上构件通过活动连接组成的构件系统，是传递、转换某种特定运动的机械装置。

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