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第三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分类原创性设计改进性设计综合（组合）性设计案例：红酒开瓶器的三种设计（一）原创性设计为了打开红酒瓶的软木塞，人们设计了一种螺旋状的开瓶器这种最初的设计属于原创性设计，又叫开发性设计。这种开瓶器存在哪些缺陷？1、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。2、有些酒瓶由于软木塞太紧，即使用较大的力也无法拔出。如何改进这种开瓶器？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。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（杠杆省力及齿轮改变力的方向），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。（三）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①外形组合设计②性能组合设计将若干产品或材料的性能组合起来，构成了新的性能。通信光缆③原理组合设计将两种或两种以上的技术原理组合起来，构成较复杂的系统。喷气原理与燃汽轮技术组合蒸汽机原理与机械原理组合④功能组合设计将不同功能单元或产品组合起来，得到多功能的技术系统，甚至产生新的功能。内燃机与传动、制动、转向、照明、电气等功能结合设计出汽车声电转换原理与光电转换、无线通信、多媒体相结合设计出手机两把刀刃上下相对交错组合设计出剪刀⑤模块组合设计将若干个模块组合起来，产生某种作用或特色。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⑥系统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。二、技术设计的原则、方法和标准（一）技术设计的原则★科学性原则★创新性原则★需要性和实用性原则★经济性原则★最优化原则★可靠性原则★安全性原则★工程心理学和生理学原则★法律、道德规范原则★通用性标准性原则★时效性原则★可持续发展原则①科学性原则：设计必须遵从科学的原理，按照大自然的规律进行设计，否则设计是不会成功的。永动机设计者的设计就是违反了科学性原则。“永动机”的设计者企图用发电机发出的电供给电动机，使电动机运转，再由电动机带动发电机发电，这样就可在发电机和电动机经外力启动后，不需要补充能量一直运行下去，实现永恒的旋转运动。②创新性原则：设计只有不断进行创新，才能具有新的生命力。例如：电视机从诞生以来，在新材料、新器件、新技术、外观、节能等方面进行了创新设计。男士车女士车③需要性和实用性原则要把解决存在的问题，满足用户的需要作为设计的一个原则，不要设计用户不欢迎甚至反对的产品。④经济性原则设计中的经济原则是指以最低的费用取得最佳效果。在材料方面讲究经济原则⑤最优化原则所设计的产品或项目在功能、技术上尽可能是目前（并可能在一段时间内）是最合理的。最优化不一定是最先进，但一定是最合理坦克机动性不及汽车，火力不如远程大炮，防护不如堡垒，但却当之无愧成为“陆战之王”。它具有强大的直射火力、高度越野机动性和强大的装甲防护力。⑥可靠性和安全性原则设计的产品或项目在规定的使用寿命时间内，能适应规定的条件和环境而可靠地工作不会发生故障，原规定的功能、性能指标与说明书所规定的一致。以及所设计的产品或项目，在、使用时或操作运行时必须是安全的，不允许发生事故，更不允许发生人身伤亡事故。可靠未必一定是安全的。⑦工程心理学和生理学原则产品必须满足人类心理的需求，要美观、舒适、使用方便，以及使用者和产品之间建立最协调的关系。普通雨伞方便时尚的折叠伞⑧法律、道德规范原则技术设计要遵守有关的法律、制度、规范，不允许有违法、违规行为。前几年流行的LED“免电灯”，用的是电话线的余电，电费由电信部门负担，厂家这一技术创新符合法律规范原则吗？“免电灯”侵害了电信部门的合法权益,也侵犯了用户正常使用通信业务的权益。⑨通用性、标准性原则产品设计尽可能采用标准化技术和标准件，这样，产品通用，维护方便，拥有更广阔的市场。中国标准插头欧洲标准插头⑩时效性原则必须按照设计任务书规定的截至日期完成设计任务，避免使产品制造出来后成为过时的东西。11.可持续发展原则在设计阶段将环境因素和预防污染的措施纳人设计之中，将环境保护作为产品的设计目标和出发点。光电池可降解的餐盒（二）技术设计的方法•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）（三）人机关系人机关系是指人与“机器设备”及所使用的“一切物品”之间的关系，包括使用时与所在环境之间的关系。研究人机关系的目的，是为了在设计产品和实施某个项目时，实现快速高效，让人感到方便、舒适，同时保证健康和安全。（四）设计的依据标准国际标准国家标准部颁标准行业标准企业标准三、技术设计的一般过程①发现问题，确定课题②开展调查，搜集信息③制定方案，决策优化④实施制作，评价改进⑤修改设计，达到最优⑥推广应用