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技术与设计 一
第一章 技术及其性质
一、技术的巨大作用
1、技术的起源：源于原始人类寻找、生产食物；制作衣服；与野兽搏斗等生存的基本需要。此时的技术并不是以科学知识为基础的。
2、技术：是人类改造大自然的工具和方法。
3、技术和科学的关系：
科学的任务是认识世界，技术的任务是改造世界。技术是从科学到生产的中间环节，是把科学原理转化为生产力的桥梁。技术来源于实践经验的总结和科学原理的指导，特别是现代技术，它往往是科学的直接应用。
4、技术的巨大影响
[1]、技术的影响:在当今社会，技术已经渗透到社会的经济、政治、军事、外交、文化和生活的方方面面，影响并改变着我们的思维方式和生活方式。技术对当今社会影响是巨大的。
[2]、技术的两面性：技术的两面性是指技术既能满足人类需求，为人类造福(正面影响)，同时也会对人类带来一定的危机、隐患、甚至是灾难(负面影响)。如原子能技术、农药技术的应用。
二、技术发明与技术革新
1、发明与革新是技术的源泉
[1]、发明：创造发明出自然界原来没有的事物。（电弧灯）
[2]、革新：对原来的旧的技术加以改造和提高。（白炽灯）
[3]、发明和革新的结果：就是以新的技术取代旧的和落后的技术。正是由于技术不断发明和革新推动了技术及其产品的不断进步与完善。
2、知识产权内容:广义上包括著作权、邻接权、商标权、商号权、商业秘密权、产地标记权、专利权、植物新品种权、集成电路布图设计权、计算机程序著作权等；狭义上包括著作权、专利权、商标权；
三、设计是技术的关键
1、技术创新的重要途径是设计:技术的目的是解决实际问题。设计的目的是研究解决问题的方法.
2、技术创新的来源:[1]、是来源于有计划有步骤的设计，如航天技术；[2]、是来源于偶然的发现，如青霉素的发现；
第二章 设计的基础
一、做一名优秀的设计师
1、正确的思维方式的培养：
[1]、发散思维：又叫辐射思维，它以思考的问题为中心，从多角度、多个层次来探讨解决问题的方法，扩展思路，然后从多个方法中选择最好的。
[2]、定势思维：又叫思维定势，是指人的思想长期被惯例和习惯所束缚，迫使自己按照常规的思路和想法去思考问题和处理问题的思维方式。
[3]、逆向思维：又叫反向思维。采用和正向思维相反的方法来思考问题和解决问题的方法。
二、设计的基本方法和基础知识
1、技术设计的种类
[1]、原创性设计：就是最初的最原始的设计，也叫开发性设计。如：最初的开瓶器。
[2]、改进性设计：在原有的技术发明基础上加以改进，使其更加合理、完善。如改进后开瓶器。
[3]、综合性（组合）设计：（适当了解）
三、设计和交流中的技术语言
1、设计交流的技术语言及作用
[1]、设计的技术语言：口头语言、书面语言、技术符号、技术图纸、图样、图表、模型、原型、效果图等都是设计交流的技术语言。
2、机械制图与图纸的识读
[1]、投影和投影法
①投影：指物体在光线的照射下在地面或墙面上出现影子叫物体的投影。②投影法：是指用物体投影的方法和原理来表示物体的形状和大小叫投影法。③正投影：投影光线与投影面垂直的投影叫正投影。投影光线必须是互相平行的投影线。④视图：用正投影法得到的物体的投影叫视图。
[2]、正投影的特性：正投影有如下特性：1、真实性；2、积聚性；3、收缩性；
[3]、三视图：三视图是指用三个相互垂直的投影面中的视图来表示物体的形状和大小，叫三视图。三视图的规律：长对正、高平齐、宽相等。
第三章 怎样进行设计
一、怎样挑选材料
1、材料分类及其标准件
[1]、材料的分类
天然材料：竹子、木头、大理石等。优点是安全、无害。缺点是生长周期长，破坏环境和生态平衡。金属材料：铜、铁、金、银等。优点是机械性能好，有韧性、可塑性，容易加工，可大量生产。缺点是冶炼时消耗大量能源，产生废水、废气等污染环境。
化学材料：油漆、涂料、塑料等，优点是稳定、耐用性能好。缺点是生产过程产生有毒有害物质，塑料不易降解，污染环境。复合物质：各类铝合金、玻璃等。优点是有特殊的性能，如铝合金即轻又硬。缺点是生产制造困难。新材料：指纳米材料、高温超导材料等。优点是有新的特性，如超导电性能。缺点是难生产，成本高。
[2]、材料的特性
可塑性：指固态材料的保持形状的特性。如金属、木头、塑料等。弹性：固态材料恢复形状的特性。如橡胶、钢材等。耐腐蚀性：指材料的化学性能稳定。如塑料耐酸碱。其它特性：光学特性（玻璃）、放射性（大理石）、硬度特性（钢、钻石）。
[3]、元器件是指在电子和电器产品中，某一功能部件被广泛、大量使用，人们出于使用方便、简化制作过程和节约成本的需求，单独设计和生产了这种零部件，称为元器件。
[4]、标准件：按统一的形状、大小、公差、技术要求等生产的零件和部件。如国家标准的螺钉、螺母、垫圈、齿轮等。
2、材料选择和资源保护的要求
选择材料时要坚持合理、合适的原则。要求不要太高，以免浪费；也不要太低，以免达不到要求。选择材料时要尽量选择标准件和元器件。可以节约成本和能源。选择材料时要尽量选可再生的资源、再生周期短的资源。
二、技术试验
1、技术试验是从技术角度对材料、元器件及整机产品进行测试和试验。
2、技术试验的方法：实物实验、对比实验、模拟实验、计算机仿真实验。(会举例)
第四章 设计的实现——制作
一、工艺
1、工艺
[1]、工艺是技术活动中的加工过程和加工方法。
[2]、加工的目的就是改变材料的大小、形状、特性、外观等，使其符合设计的规格。
2、常用的工艺种类
（1）、零部件加工工艺：
[1]、切削加工工艺：就是用切削工具把坏料上多余的部分去除，以获得我们需要的几何形状、尺寸、表面质量的加工方法。如剪纸、线锯锯木材等。
[2]、成型加工工艺：就是使用适当的外力，利用材料的可塑性，改变材料的外形、大小、形状等，且改变后材料的质量不变，叫成型加工工艺。有折弯、压制等方法，如石膏雕像制作、钢筋栅栏。
[3]、浇铸及模塑加工工艺：利用浇铸模具成型来生产产品的方法。金属、陶瓷、塑料、玻璃、石膏、蜡等都适合采用浇铸或注塑的方法。如塑料相框、蜡烛、石膏像、古代的青铜器等。
（2）、零部件装配工艺
[1]、零部件装配工艺概念: 将两件以上的零部件暂或永久的结合在一起的加工方法。常用的装配方法有粘接、焊接、榫接、钉接、铆接、螺接等。
[2]、零部件接合方式：
用胶水、焊条、焊锡等胶合零部件。如用热熔胶、强力胶乳白胶胶合部件、用化学药剂溶解部件接触表面后接合、用高温将工件或焊条、焊锡等熔融后接合，如电焊、电路板焊接。
用类似于订书机的方式以机械外力接合部件。如用铁钉或螺丝钉接合木头、用榫头接合木材、用铆钉接合部件、用铆钉接合金属板。
（3）、表面涂饰工艺：是指在工件表面施以保护性或装饰性处理的加工方法。如木材表面涂油漆、贴木皮、贴塑料皮处理；汽车表面防锈和喷漆处理；陶瓷表面上釉处理。
二、模型和原型的制作
1、模型与原型概念
[1]、原型：通常是样品，有时也是最终的产品。它是第一个能全面反映产品的功能和性能的产品。如设计一款新型的汽车时通常要制作出一辆汽车的原型，以评估该款汽车的安全性、美观性、人机工程学、可制造性、可维护性等。
[2]、模型：在多数情况下由于资金、材料、场地等条件的限制不能直接制作出原型，只能使用仿真材料和精密的加工手段，按照一定的比例加工制作出尺寸精确、材质逼真的模型。
第五章 设计的交流与评价
一、设计的交流
1、设计交流的意义：通过交流可以改进设计中的不中之处；消除设计中存在的隐患；选出最佳的设计方案；可以将自己的设计变成产品服务社会。
2、设计交流的方式：文本、图纸、表格、设计模型、生活中的口头语言、计算机演示、网页等都是设计交流中的常用交流方式。
3、设计师和用户的交流：
[1]、产品说明的重要性：设计师通常不能和用户直接交流，只有通过用户手册和产品说明书向用户传递信息，因此生产商必须为用户提供用户手册或说明书，以防止用户由于产品信息缺乏而导致利益受损。
[2]、说明书或用户手册的编写内容：（适当了解）
技术与设计 二
第一单元 结构与设计
一、认识结构
1、结构的概念：
结构是可以承受一定 应力 的物体形态，结构可以抵抗引起形状和大小改变的力。
（作用在结构和构件上的五种力的形式：拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力）





拉力
压力
弯曲力
剪切力
扭曲力
构件：椅面、椅背、椅腿和横档是椅子的组成部分。任何结构都是由许多部件和零件所组成的，在工程中称这些部件或零件为构件。
变形：在外力作用下，结构会发生几何形状的改变，构件的形状和大小也会有改变，这些改变在工程上称为变形。
2、结构的分类：
根据物体的结构形态，结构分为实体结构、框架结构、壳体结构三种基本类型。
实体结构是指结构体本身是实心的结构。其受力特点是：自身承受外力，主要是压力。如实心墙、大坝等。
框架结构是指结构体由细长的构件组成的结构。其受力特点是：通过组成框架的条状物来承受外力，既可承受拉力，也可以承受压力。如铁架塔、建筑用脚手架，厂房的框架等。
壳体结构是指层状的结构。其受力特点是：通过外壳传递力和承受外力，当外壳顶部受力，能将力均匀扩散。如摩托车手的头盔、飞机的外壳、贝壳等。
二、探究结构
1、结构的稳定性：
结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有的平衡形式的能力，就叫做结构的稳定性。如三边确定的三角形构成稳定的几何结构。
2、影响结构稳定性的主要因素：
结构的稳定性与它的几何形状、支撑面积的大小和重心位置密切相关。也就是必须做到：结构的几何形状科学合理、结构的支撑面积越大越好、结构的重心越低越好。
3、影响结构强度的主要因素：
内力：结构的强度是通过构件和材料实现的，构件在外力的作用下会发生形变，此时构件内部各质点之间会发生相互作用力，这种作用力叫作内力。构件受的外力越大，内力就越大，以维持构件的内力和外力的平衡。
强度：在工程技术中不允许构件在正常使用的情况下被破坏，要求构件和材料具有抵抗破坏的能力，这种能力叫强度。
应力：构件单位面积所受的内力叫做应力。
在国际单位制中应力的单位叫帕，符号是Pa，一般使用MPa；内力的单位是牛顿，符号是N；横截面积的单位是平方米，符号是M2。
流程与设计
一、了解流程
1、流程的含义：
流程是一系列连续有规律的活动，这些活动以确定的方式发生或执行，导致特定的结果实现。
回家开门的流程：取钥匙—插入锁孔—>旋转—>开门—>进屋；
2、工作流程和工艺流程
工作流程是反映要完成一件事情、一项任务而要进行的一系列有序的工作或活动的全过程。
邮寄包裹的工作流程：取包裹单—>购买标准包装箱—>包装密封—>填写包裹单—>交寄—>收好回执单；
工艺流程是反映了从原料投入到成品产出，通过一系列加工环节，顺序进行生产或制造某种产品的全过程。
蔡伦造纸工艺流程：收集原料—>水浸—>剁碎—>水洗—>浸入草木灰水中—>加热蒸煮—>漂洗—>捣碎形成纸浆—>用纸模捞取纸浆—>滤水晾干成纸；
二、流程的组成和描述
1、流程的基本组成
任何流程都包括具体的环节和时序的关系。
⑴时序：过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、完成。这种时间顺序关系，称为时序。 （例：买票→?候车→检票→上车。）
⑵环节：活动或事件在其发展的过程中，依据某种特征或方式，可将该过程分解为若干个小过程，称这些小过程为环节。
方框流程图是指采用预先约定的几何图形和符号来表示流程的各个环节，以及各环节之间的顺序关系（时序）。方框流程图的符号如下所示：

流程图的绘制是指在已经确定了流程的环节和时序后，利用预先约定的流程图的几何图形和符号绘制出来的。
第三单元 系统与设计
一、认 识 系 统
1、系统的含义：
系统：系统是指由两个或者两个以上相互联系、相互作用的元素所组成的具有一定的结构功能的有机整体。
系统和子系统：系统有大有小，有简单有复杂。任何系统都是由子系统组成。子系统各具功能，它们之间相互依赖和相互作用，共同完成系统的整体功能。如人体系统是由呼吸系统、神经系统、消化系统、分泌系统、骨骼系统等子系统组成。
子系统和元素：子系统可以层层分解成元素。元素与子系统是相对而言的。如肺是组成人体呼吸系统的子系统，也是组成人体的元素。
2、系统的分类：
1）、按照系统组成元素的性质：自然、人工、复合系统。2）、按照系统组成元素的存在形态：实体、概念。3）、按照系统的运动状态：动态、静态。4）、按照系统和外部环境的关系状态：开放、封闭。
二、系统分析的基本方法
1、系统的基本特性：
(1)整体性：是系统的最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。
(2)相关性：构成系统的各元素之间是相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响的关系，是彼此相关的。例如：人体的各个器官功能实现和人体的整体功能。
(3)目的性：任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能，这是区别不同系统的主要标志。例如：汽车的速度和耗油量。
(4)层次性：系统各个层次具有独自的功能，它们又相互联系、相互作用共同完成系统的整体功能。例如：人体的功能、自然环境的综合治理。
(5)环境适应性：系统都存在于一定的环境之中，并不断的与外界环境进行物质的能量的和信息的交换，系统必须适应外部环境的变化。例如：变色龙的改变颜色、雷鸟的羽毛。?
2、系统分析及其一般步骤：
（1）什么是系统分析？
系统分析是系统思想和分析方法的结合。系统分析研究的对象多种多样,没有统一的模式，但有基本的步骤和原则。
第四单元 控制与设计
一、了 解 控 制
1、控制的含义：
人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。
2、开环控制与闭环控制
能将控制的结果反馈回来与希望值进行比较，并根据它们的误差及时调整控制作用的系统，称为闭环控制系统。不能将控制的结果反馈回来，调整控制作用的系统，称为开环控制系统。
3、手动控制与自动控制
控制系统必须在人的直接干预下才能完成控制任务的系统叫手动控制系统。
控制过程不需要人的干预，就可以按期望的规律或预定的程序运行的控制系统叫自动控制系统。?
二、控制系统的组成和描述
1、控制系统的组成(书中P117页图)
2、控制器：控制系统的控制命令发出的部分叫做控制器，如上面的离心调节器和人的大脑。
3、执行器：将控制器的控制信号转换成能影响被控对象的信号的装置，叫执行器。如投掷飞镖的手。
4、控制量：能够对控制被控对象产生作用，从而使被控量发生变化的量，叫控制量。如发动机的进油量、施加给飞镖的力的大小。
5、被控对象：控制系统控制的对象就是被控对象，如飞镖和发动机。
6、被控量：就是一个系统实际控制的目的，有时系统的控制目的就是系统的被控量，如飞镖的落点和发动机的速度；但有时控制目的和被控量不一样，如我们控制化学反应的速度时，经常是通过控制反应的温度来实现。这时控制量就是反应温度，而被控量就是反应的速度。
2、控制系统的框图表示（书中P117页图)
四、控制中的干扰
1、干扰对控制的影响：
干扰会使被控对象产生误动作。
2、干扰
在实际的控制系统中，常常会有一些变化不定的因素对系统的行为造成不利的影响，这种有害的因素称为干扰。
3、克服干扰的基本方法
就干扰的性质来说，有些干扰是可以避免的，对这类干扰，我们只能在提高控制系统的性能上我下工夫。而对于有些干扰，我们可以采取减弱的办法。克服干扰的基本方法是要分析干扰的性质，然后 对症下药。

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