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第二节 设计的基本方法和基础知识
一、技术设计的种类
技术设计
三大类
原创性设计
综合性设计
改进性设计
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。
这种最初的设计属于原创性设计——又称为开发性设计。
开瓶器
存在的缺陷
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。
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
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。
马袋夹的改进性设计
案例2：
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
综合性设计
组合性设计
外形组合
性能组合
功能组合
模块组合
原理组合
系统组合
多功能螺丝刀
外形的组合设计
通信光缆
性能的组合设计
抗拉强度大的钢线
喷气式飞机
原理的组合设计
功能的组合设计
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
自身的组合设计
双体船
并木以渡
舫
双体客船
文艺晚会的表演由每一场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
模块的组合设计
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
二、技术设计的原则、方法和标准
①技术设计的原则
需要性原则
经济性原则
最优化原则
可靠性和安全性原则
工程心理学原则
法律规范原则
通用性、标准性原则
时效性原则
可持续发展原则
阅读教材P36-37两页中的
两个例子，分析、讨论这些设
计违反了左边什么原则？
技术设计的九大原则
②技术设计的一些方法
常规设计法
系统设计法
功能设计法
工效学设计法
可靠性设计法
最优化设计法
计算机辅助设计法CAD
（Computer Adied Design）
借鉴法
应用标准器件法
技术（或工程）实验法
保证系统各个部分的协调工作
基本功能和辅助功能
考虑人的生理和心理特征，能做到安全、方便、
舒适、美观的设计目标
抗热、抗震、抗干扰，适应环境，预备“余量”
设计是一个反复进行的过程，以实现最优选择
利用计算机进行设计或仿真，可以用
最快的速度获得效果。
技术设计的七种方法
例如：城市交通
例如：横跨一条江河的交通：轮渡、桥梁、隧道
③设计的依据标准
对于产品的设计，国内外制定了相关的技术标准和规范：
国际标准、国家标准、部颁标准、行业标准、企业标准等。
案例：我国家用吸油烟机的设计、生产制造标准：
《中华人民共和国标准吸油烟机GB/T 17713-1999》
其内容包括：
适用范围、引用标准、术语、产品分类、技术要求（环境
条件、安全性能、噪音、调速、照明、结构要求、外观等）、
试验方法、检测规则、标志标签与包装等项目。
吸油烟机
三、技术设计的一般过程
技术设计的一般过程是必须遵守的步骤，省略某些步骤会带来设计
的缺陷，甚至造成重大的失误，最后导致设计失败，给国家和人民带
来重大的损失。
案例：泰坦尼克号上的救生艇不足。
作业：查找相关的资料或经验，做一个纸飞机。

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