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通用技术·技术与设计1
温故知新
1.人机关系：使用者与物品间的相互关系
2.人机关系要实现的目标：
高效：把人和机作为一个整体来考虑，合理或最优地分配人和机的功能，以促进二者的协调，提高人的工作效率；
安全：产品对人的身体不构成生理上的伤害；
健康：在长期使用后，产品不会对人的健康造成不良影响；
舒适：在使用产品的过程中，人体和心理能处于自然的状态，不会过早地产生疲劳。
通用技术·技术与设计1
温故知新
3.实现人机关系时考虑的要素：
普通人群与特殊人群：在考虑普通人群的需求后，兼顾特殊人群的需求；
静态的人与动态的人：不仅要使产品符合人体静态尺寸，而且要让人在使用它时，能够方便施力、有足够的空间等，满足动态尺寸需求；
人的生理需求与心理需求：满足人的生理需求（如高矮、胖瘦、身体状况等）与心理需求（产品的色彩、材质等通过视觉、听觉、触觉、味觉等途径影响人的心理感受）；
信息的交互：改善信息传递的途径能够获得更好的人机关系。
4.2 方案的构思过程
通用技术·技术与设计1
4.2.1 进行设计分析，构思设计方案
通用技术·技术与设计1
设计分析
产品本身是一个整体，包括功能、造型、材料等，但任何产品都不是孤立存在的。一方面，它是为人服务的，人的需求在很大程度上决定着产品的设计；另一方面，它是在一定的环境中使用的，必然受到环境的制约，并对环境产生影响。因此，设计任何产品都应综合考虑产品本身、使用者和使用环境，即物、人、环境三方面因素。
通用技术·技术与设计1
设计分析
物是设计过程中的客体，该因素指产品本身的特点，主要包含结构、功能、材料、可靠性、成本、加工难度等。
结构：各个部件的造型、拼接方式
材料：不同部件选用塑料、金属、玻璃等不同材料
功能：灯光亮度、用电功率、多档位照明
成本：制造成本、仓储成本、物流成本、维护成本
通用技术·技术与设计1
设计分析
人是设计产品的服务对象，因此在设计中要注意以人为本、为人服务的原则，形成良好的人机关系。
安全：防漏电设计、防烫伤设计、外壳采用防火材料
舒适：光照强度合适，不刺眼、不昏暗
高效：体积小、便于放置与携带
健康：光照频率不造成视力损伤
通用技术·技术与设计1
设计分析
环境是产品使用的具体场所，在设计中不仅要考虑产品的环境适应性，还要注重环境保护的要求。此外，环境中的其他物体可能与设计对象产生交互，这些相互作用会影响设计。
环境适应性：底座的稳定程度、电源线的长度
产品支持：台灯对其他电器、家具、书本的使用影响
环保：使用可降解材料制作支架、外壳
通用技术·技术与设计1
设计分析
整体是由部分组成的，不同的部分相互联系、相互作用，使得整体具备某些特定的功能。对于设计对象本身，我们必须了解它的各个组成部分的作用，以及它们之间的关系，并在此基础上，对产品的各个组成部分进行设计分析。
通用技术·技术与设计1
设计分析
以台灯的设计为例，一个台灯包含灯体、开关等部件，其中核心的部件是光源。目前光源的种类较多，包括白炽灯泡、日光灯管、节能灯管、LED灯等。目前，LED灯的发光效率较高，其得到了广泛应用。
通用技术·技术与设计1
设计分析
对产品进行设计分析时，可以在一定程度上进行功能整合，如设计台灯时，在底座上安装日历、笔筒等附件，并添加定时开关。选择材料时，要尽量就地取材，并使用可再生资源，实现资源的可持续利用。
综合考虑功能、结构、安全、成本等因素是设计分析的基本内容，一个好的设 计分析离不开对任何一个影响产品设计的主要因素的分析。
通用技术·技术与设计1
【例题1】下列关于红外线测温枪的说法中错误的是（ ）
①手柄的外形和大小方便抓握，主要考虑了“人”的因素
②高温报警时显示屏会变为红色，主要考虑了“物”的因素
③可以在一定范围内避免气温干扰测量，主要考虑了“环境”的因素
A. ① B. ①② C. ①③ D. ①②③
答案：C
解析：手柄的外形和大小方便抓握，符合人的静态尺寸，主要考虑了“人”的因素，①正确；高温报警时显示屏会变为红色，实现了有效的人机信息交互，主要考虑了“人”的因素，②错误；可以在一定范围内避免气温干扰测量，提前根据使用环境的可能特点做出了针对性设计，主要考虑了“环境”的因素，③正确。
通用技术·技术与设计1
【例题2】自动挡汽车的变速箱可以实现连续的变速，下列关于自动变速箱说法中正确的是（ ）
A. 采用了钢制齿轮部件，主要考虑了“人”的因素
B. 对高温的耐力较强，主要考虑了“人”的因素
C. 减少了变速需要的操作，主要考虑了“物”的因素
D. 可以适配多种汽车发动机，主要考虑了“环境”的因素
答案：D
解析：采用了钢制齿轮部件，是该变速箱本身的特点，主要考虑了“物”的因素，A错误；对高温的耐力较强，充分考虑了汽车行驶中动力系统可能面对的高温，主要考虑了“环境”的因素，B错误；减少了变速需要的操作，实现了高效的人机关系目标，主要考虑了“人”的因素，C错误；可以适配多种汽车发动机，体现了在不同使用环境下的物体相互作用，主要考虑了“环境”的因素，D正确。
通用技术·技术与设计1
标准件
标准件是指按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的具有通用性的零部件，其主要类别包括紧固件、连接件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件。使用标准件既可以简化制作过程，又能实现通用通换。
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标准件
紧固件与连接件均是用于产品中不同部分的连接，其中较小的、功能简单的部件称为紧固件，包括螺栓、螺母、垫圈、螺钉、铆钉、焊钉等。功能较多的称连接件，如合页，连接件一般需要和紧固件搭配使用。
螺栓
垫片
螺母
合页
螺钉
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标准件
铆钉的使用方法一般是在两个预先打好孔的板材间，利用轴向力将零件铆钉孔内钉杆墩粗并形成钉头。飞机的蒙皮（外壳）和骨架之间大多采用铆接。
通用技术·技术与设计1
标准件
传动件指在不同结构之间传递动力的元件，包括齿轮、链条等。密封件是防止物质从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质侵入机器设备内部的部件，常见的有密封橡胶圈等。
通用技术·技术与设计1
标准件
在机械内部存在一些转动的轴，为了固定这些轴的位置同时尽可能减小转动时的摩擦力，便要在上面安装轴承。
外圈：连接固定装置
内圈：套入转轴
滚珠：变滑动为滚动
空腔：可密封润滑油
通用技术·技术与设计1
【例题3】下列不属于标准件的是（ ）
A. 膨胀螺栓 B. 合页
C. 滚针轴承 D. 毛刷
答案：D
解析：膨胀螺栓是木制部件常用的紧固件；合页是常用的连接件；滚针轴承是滚珠轴承的改进设计，用于小空间内的转轴固定。
通用技术·技术与设计1
构思设计方案
方案的构思是指人们在一定的调查研究和设计分析的基础上，通过思考将客观存在的各要素按照一定的规律架构起来，并采用图、模型、文字、符号等方式整体呈现的思维过程。一般地，构思是意象物化之前的思维活动，是心中意象逐渐明朗化的过程。
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构思设计方案
面对收集到的各种信息，要根据设计要求，找出设计需要解决的主要问题，并分析其可能的解决办法。面对收集到的各种信息，要根据设计要求，找出设计需要解决的主要问题，并分析其可能的解决办法。
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构思设计方案
不同的产品设计一般有不同的呈现方式。在设计初步方案时，我们可以运用设计草图进行构思。草图不仅能将一些想法较明确地表达出来，而且可以随意修改。在运用草图法进行构思的过程中，可以捕捉灵感，自由发挥，不受约束。
通用技术·技术与设计1
构思设计方案
方案构思完成后，设计者需要结合绘制的草图，以及此前进行的一系列设计分析，阐述自己的设计构想，在团队、合作伙伴之间进行沟通交流，从而达到思维联结，进一步完善自己的草案的目的。
通用技术·技术与设计1
4.2.2 比较、权衡设计方案
通用技术·技术与设计1
方案的比较
在构思形成多个方案之后，往往要对这些方案进行评判和比较，同时要从设计的目的和原则出发，针对一些相互制约的问题进行分析，选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
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方案的权衡
通过比较，明确各个方案对设计指标的符合程度。但是，要制订出最佳方案，还必须根据设计要求与设计原则对各个方案进行权衡。对方案进行比较和权衡的过程是一个综合考虑的过程，各个指标并不是独立的，它们相互关联、相互制约。抓住设计的核心与关键是权衡设计方案的必要条件。
通用技术·技术与设计1
方案的细化
设计草案形成后，很多细节仍然需要确定，如产品及零部件的尺寸、结构关系、材料及标准件选配、使用过程中的人机交互方式、使用维护等。设计方案的细化是一个相对专业化的设计步骤。针对方案的细化应该从产品到制造、使用、维护等各个环节进行综合考虑，以完善方案的构思。
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方案的呈现
随着技术的不断发展，设计方案的呈现方式也越来越多样。一般地，呈现设计方案要说明设计思想、设计思路和设计成果。采用的方式通常包括展板、模型、视频及现场报告等；应用的技术手段包括设计方案的全套零部件图纸、三维渲染效果图或短视频、实物模型，以进一步阐释产品的使用场景、使用与维护方式、设计细节等
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【例题4】在下列构件2中，可以与构件1正确嵌合成产品的是（ ）
A. B. C. D.
答案：B
解析：构件1的凹槽是前窄后宽但是任一水平截面形状相同的，只有B中的构件2设计才能在调整方向后与构件1嵌合。
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【例题5】下列所给的构件乙中，可以与甲嵌合成产品的是（ ）
A. B.
C. D.
答案：D
解析：构件乙需要有两个凹槽，一个需要容纳构件甲上面的短突出部分（B、C没有），一个需要容纳构件甲下面的长凸出部分，且构件的下表面需要平齐（A的下表面有突出）。
通用技术·技术与设计1
【例题6】下列所给篮球架模型中，最稳定的是（ ）
A. B.
C. D.
答案：C
解析：B、D使用水平杆承担篮板的重力，容易折断；A、C的设计加入了斜杆，其中C的横杠与立柱间的斜杆可以将篮板的重力传递到立柱上，比较稳定。
通用技术·技术与设计1
【例题7】为将钢索夹紧，要增加一个连接件，其中最适合的设计是（ ）
A. B. C. D.
答案：A
解析：开口的螺栓上下的螺纹片如果受到外力向内靠拢时就会与螺母松脱，因此内部必须加上一个支撑结构，B、D不符合要求；A在C的基础上多了一个外圈的垫片，有助于使钢索均匀受力，更加稳定。
【例题8】现要设计一款活动扶手，要求为扶手与支座间有两颗销钉连接，扶手在一般情况下可以承担竖直方向的压力，将其向前抽出后便可以下压，则需要在扶手的侧面打通下列凹槽中的（ ）
A. B.
C. D.
答案：B
解析：如图，可以拉动则凹槽必须有一定长度而非一个圆孔，A、D错误；
根据扶手的转动方向应选择B中的凹槽。
通用技术·技术与设计1
小结
1.设计任何产品都应综合考虑产品本身、使用者和使用环境，即物、人、环境三方面因素。
2. 我们必须了解设计对象各个组成部分的作用，以及它们之间的关系，并在此基础上，对产品的各个组成部分进行设计分析。
3. 标准件是指按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的具有通用性的零部件，使用标准件既可以简化制作过程，又能实现通用通换。
4.方案的构思是指在调查研究和设计分析的基础上，通过思考将客观存在的各要素按照一定的规律架构起来并整体呈现的思维过程，其中包括比较、权衡、细化等步骤。

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