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(共47张PPT)
通用技术课程
《设计》有关问题探讨
浙江水利水电专科学校机电系 项 春 副教授 Tel:(0571) 86929239　 13616552730 Fax:(0571)86929139 E-Mail：xiangchun@zjwchc.com
围绕设计的一般过程进行探讨
（一）发现问题与明确问题
（二）制定设计方案
（三）制作模型或原型
（四）测试、评估及优化
（五）产品的使用和维护
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨（一）发现问题与明确问题，即设计的选题
在生活中要善于观察、善于发现，要做同类产品数据和资料的收集，要做到知己知彼，选题要有意义 ；
要有创新性，让人看了眼前一亮，让人感兴趣；
要有实用价值，并能反映出一定的专业知识和解决问题的能力。
案例：山核桃碎壳机、采摘机器人、爆竹自动点火装置、多功能笔记本支架
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
案例1：山核桃碎壳机 设计背景
案例1：山核桃碎壳机 技术要求
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
要能保证挤压力度合适，壳散形不烂 ；
要使机器能适应各种大小的山核桃；
调试方便，一次调试可实现同一批大小山核桃全自动碎壳；
山核桃进出顺畅，加工效率高；
结构简单，操作安全，成本低；
适合家用也适合大批量生产的企业用。
案例2：采摘机器人 设计背景
设计“凌空采果”机器人
采摘模拟
设计“凌空采果”机器人
采摘模拟
案例2：采摘机器人 技术要求
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
机器人在收缩状态时，长+宽+高≤ 1000mm； 展开状态时尺寸不限；
机器人需完成上楼梯、采摘、下斜坡、把果实放入收集框，动作方式不限，但应尽可能快；
机器人操控可采用线控、遥控等控制方式；
机器人行进方式不限；
机器人重量不限，但应尽可能轻；
机器人造价不限，但应尽可能低。
案例3：爆竹自动点火装置 设计背景
案例3：爆竹自动点火装置 技术要求
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
适用于家庭常用多种规格的爆竹，一次装夹可实现多个爆竹燃放，自动逐个输送；
从安全、可靠角度出发，要求设计成纯机械结构；
考虑爆竹燃放时对地面会产生较大反作用力，燃放区底部设计成空的结构，使燃放时的爆竹直接接触地面，以免对装置造成冲击；
装置结构力求简单，夹持可靠，存储方便，拆卸后收纳体积小；
从材料选用、加工方式等各环节降低生产成本，力求成本控制在十元以内。
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨技术要求：结构简单，操作方便，易于制作，可拆卸，存储体积小，价格便宜，外形美观，满足不同使用者在 坐、站、卧等不同姿态下使用笔记本电脑。
0.45m
案例4：多功能笔记本支架 设计背景
市场上的笔记本支架
问题：功能单一。
（二）制定设计方案
方案设计量力而行！
在解决问题的过程中，要多方面、多角度、多层次寻求各种解决问题的途径，难易适中、大小适度、费用合理。
在解决问题的过程中，要打破常规，提出新原理、新机构很难，但我们可以在某个方面或某个点上有所创新。
总之，不能好高骛远，也不能没有信心。
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
案例1：山核桃碎壳机 方案设计
方案1
1--推进杆 2--山核桃 3--出料板 4--压砸杆 5--反弹杆 6--弹簧 7--出料腔
加料
案例1：山核桃碎壳机 方案设计
方案1
推料
案例1：山核桃碎壳机 方案设计
方案1
碎壳
碎壳部分凹形端面
案例1：山核桃碎壳机 方案设计
方案1
出料
案例1：山核桃碎壳机 方案设计
方案1
落料
方案1 基本模仿手工动作！
案例1：山核桃碎壳机 方案设计
方案2
动力部分
进料部分
碎壳部分
案例1：山核桃碎壳机 方案设计
方案2
齿形碎壳转轮
进料漏斗
重点要考虑：一要能保证挤压力度合适；二是要使机器能适应各种大小的山核桃，三是山核桃进出顺畅，效率要高，四是操作安全。
案例1：山核桃碎壳机 方案比较
比较项 方案1 方案2
设计、制作 基本模仿手工动作，结构相对复杂；挤压力度比较难控制；一个一个敲，效率较低。 采用变频调速电机驱动，挤压力度可调；结构简单；通过底板调节能适应各种大小的山核桃；调好后全自动碎壳，连续挤压，效率高。
成本 组成零件较多，制作相对复杂，成本相对较高。 组成零件较少，制作较方便，成本相对低。
案例1：山核桃碎壳机 方案设计
方案2
山核桃碎壳机实物
案例2：采摘机器人 方案
案例2：采摘机器人 方案
历届浙江省机械设计竞赛题目
http://mdc.zjut./
第一届：月球车
第二届：深海探宝
第三届：机器人——解救人质
第四、五届：主题 “绿色与环境”，内容“厨房机械、环保机械、生活清洁机械等”与主题相关的机械产品的设计与制作。
第六届： “凌空采果”机器人
第七届：主题为“珍爱生命，奉献社会”，内容为“在突发灾难中，用于救援、破障、逃生、避难”与主题相关的机械产品的设计与制作。
浙江省第七届机械设计竞赛辅导报告
案例3：爆竹自动点火装置 方案1
核心部分是方位角度调节机构和点火机构，它可以绕托盘中心旋转、升降，对点火装置的旋转、上升的电路采用单片机控制，实现对不同位置引线的爆竹的自动点火功能。
案例3：爆竹自动点火装置 方案2
可调装卸机构
自动补偿驱动和点火机构
案例4：多功能笔记本支架 方案
三维设计模型
作品实物
1、充分发挥创造力，提出解决问题的思路和方案；
2、追求与前人、众人不同的方案；
3、打破一般思维的常规惯例，注重专业知识的运用；
4、通过比较显示自己方案的价值，在多方案比较中求新、求异、选优。
比较时，着重说明为什么要选择或设计这样的方案，优点在此方案中如何体现，不足之处又是如何得到了克服，有什么创新之处（或有新意）。
浙江省第七届机械设计竞赛辅导报告
（二）方案设计 本质是：革新和创造
（三）制作模型或原型
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
设计零部件形状，确定零部件数量，相互空间位置。选择材科，确定尺寸，进行各种计算，按比例绘制结构方案总图。
目标：保证功能，提高性能，降低成本。
（三）制作模型或原型
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
二维绘图
三维绘图
绘 制 图 样
Solidworks 美国公司
Pro/E 美国 PTC公司
UG 美国 EDS公司
Solidedge美国 EDS公司
CATIA法国达索公司
Autocad美国Autodesk公司
CAXA 北航
开目 华中理工
模拟和实物加工
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
设计的测试
实施简单的技术试验对功能进行测试
（四）测试、评估及优化
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
（四）测试、评估及优化
根据设计要求和设计的有关原则，可以通过坐标图等形式对设计产品进行正确评价，以明确改进方向。
设计的评价
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨（四）测试、评估及优化
多功能笔记本支架 优化
设计的优化
多功能笔记本支架 优化
需要各种形式展示、支撑作品，比如：专利、论文、与企业的合作、专家鉴定意见、媒体报道等。
专利申请
专利申请
专利申请
（五）产品的使用和维护
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
万能笔记本支架使用说明书
*正确的使用和维护可以更好更长时间满足人们的需要！
一、产品简介
本产品是一款适合坐、站、卧不同姿态下使用笔记本电脑的支架，支架高度和角度均可灵活调节，安装、调节简单，自重轻，不用时可拆卸收纳，体积小，存储、携带方便。
（五）产品的使用和维护
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
二、主要技术指标
支架重量：2.0KG；
支架可升最高高度：1.3m；
支架转动范围：可在一定空间内任意角度转动；
最大承受质量：15KG。
（五）产品的使用和维护
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
三、使用方法
步骤一：
两根底部卧杆通过螺纹分别拧入连接块中，构成支架底部，将支撑杆通过螺纹与连接块相连，向上搭建支架 。
（五）产品的使用和维护
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
步骤二：
将支撑杆与插销式转盘机构配合，连接在一起，并可根据实际情况，增减支撑杆的根数，以适应不同的使用角度和高度。
（五）产品的使用和维护
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
步骤三：
将平台机构通过球形关节结构与最上面一节支撑杆相连，一只手持住平台，另一只手调节锁紧螺钉，可根据需要，利用两个球面副的灵活转动可调整至任意方位，然后用手将锁紧螺钉拧紧便可。
（五）产品的使用和维护
2010年7月15日
高中通用技术课程设计专业知识与教学专题研讨
步骤四：
平台上有两个可活动的夹紧装置，可将笔记本电脑固定。使用时，松开螺钉，调整合适角度后，再次锁紧即可。不用时，拆卸后收纳入包。
（五）产品的使用和维护
2010年7月15日
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四、注意事项
使用时应注意，为保持支架平衡，调整平台时，应使平台重心的投影落在底座的三角形区域内。
设计是一个动态过程，在一项具体的设计中，我们应该根据需要灵活安排！
加强实践活动和动手能力是通用技术课程重要的特点，只有让学生在“学中做”“做中学”，才能激发学生兴趣，激发学生创造的火花，逐步培养起学生的创新能力！
以上所述若有不对之处，敬请批评指正！
谢 谢！

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