4.2 怎样实现创新设计 课件-2023-2024学年高中通用技术地质版（2019）必修《技术与设计1 》

第四章 放飞设计创意 第一节 产品概念设计 1 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。 产品概念设计则是对以上的描述方面进行设计。 一、功能设计 功能是产品能够满足消费者需求的基本属性。 例如，设计垃圾桶首先要考虑能满足储存垃圾的需求，设计热水器首先要考虑能满足将水加热的需求，等等。 设计的目的是要解决问题或满足需求，所以从产品的功能出发，打破使用常规技术实现产品功能的思维惯性，可以为我们带来更多更好的创意。 常用的功能创新设计方法 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，使用声音传感器在人发出指定声音时打开，使用光线传感器在人遮住传感器时打开，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。 智能垃圾桶功能化设计的过程 1.功能化设计法 功能化设计法是指以产品的功能为中心，使用思维创意方法进行的创造活动。 2.功能矩阵法 功能矩阵法就是把产品所有的功能都列出来，然后针对每种功能发散出不同的解决办法，再把这些办法重新排列组合，得出新的整体解决方案。 任务 实现方式 组合方式 识别 信号 A 距离传感器 B 声音传感器 C 光线传感器 A B C 判定 A 开源电路板 B 电磁继电器 A B 做出 动作 A 舵机 B 电机 C 电磁力 A B C 开盖 A 卡扣 B 磁悬浮 C 弹簧 A B C 合盖 A 舵机 B 弹簧 C 自动回落 A B C 智能垃圾桶的功能化设计 针对你上一章所选设计课题，你认为产品应用哪些功能，怎样实现？ 技术实践 二、选择技术原理 设计是从问题和需求出发的。 确定了功能目标后，我们要做的是：从多种技术原理中选出最优的一种技术原理。 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。 采用电加热原理的自动泡茶机 自动开合的垃圾桶 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。 常规的结构类型有实心结构、框架结构和壳体结构等。 实心结构 框架结构 框架结构 壳体结构 你准备为自己的课题---设计教师办公室用生态垃圾桶（或其他产品）选用哪种结构类型？ 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、转换或实现某种特定运动的机械装置。 汽车活塞 掠夺式拖把 在进行产品设计时，根据功能要求，看哪种结构类型能满足产品的强度和稳定性要求，哪种机构实现运动和力的传递，然后选择合适的结构和机构设计。 28 你准备为自己的课题---设计教师办公室用生态垃圾桶（或其他产品）设置机构吗？如果设置，准备设置哪种类型的机构？ 完 30 4.2 怎样实现创新设计 设计是一种富有创新性的技术活动 创新设计是指利用已有科学知识和技术手段创造性的解决某种问题的设计活动 （1）用新技术解决新问题和老问题 （2）用已有技术解决新问题 创新设计的两种形式： 联合利华引进了一条香皂包装生产线，结果发现这条生产线有个缺陷：常常会有盒子里没装入香皂。他们请了一个学自动化的博士后设计一个方案. 综合采用了机械、微电子、自动化、X射线探测等技术，花了几十万成功解决了问题。每当生产线上有空香皂盒通过，两旁的探测器会检测到，并且驱动一只机械手把空皂盒推走。　 有个小企业也买了同样的生产线.老板发现这个问题后大为发火，找小工说:你给我把这个搞定，不然你给我走人! 小工很快想出了办法：花了90块钱在生产线旁边放了台风扇猛吹，于是空皂盒都被吹走了。 思考： 能不能有所创新？ 戴森公司官方是这样介绍气旋技术的：“戴森专利的气旋技术通过强劲的离心力来分离气流中非常微小的颗粒物。气流以高速通过气旋，尘垢被甩入集尘桶内。这意味着吸尘器不会堵塞——吸力由始至终保持强劲。” “为了使这些气旋以最高效的方式运作，戴森吸尘器采用多个小的气旋同时水平运作，以确保最大数量的尘垢被分离出来甩入尘桶。这可以有效防止机器堵塞。气旋越小、数量越多，吸尘器的工作效率就越高。这是因为多气旋平行运作比只用一个气旋可以分离出更多灰尘。” 案例：吸尘器的创新设计 表现为敢于突破思维定势，乐于接纳新信息，善