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第1页共12页技术与设计一第一章技术及其性质一、技术的巨大作用1、技术的起源：源于原始人类寻找、生产食物；制作衣服；与野兽搏斗等生存的基本需要。此时的技术并不是以科学知识为基础的。它具有保护人、解放人和发展人的作用［保护人］（例：原始人随身拾磨制好的石器，现代人对疟疾、天花、肺结核等疾病不再恐慌）［解放人］（例：体力解放：自行车、内燃动力、电力，手机——信息传递）［发展人］（例：爱迪生、袁隆平）2、技术：技术是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造,是人类改造大自然的工具和方法。3、技术与科学的区别与联系科学是通过各种方法和实验，从而发现规律、理论，并予以验证和公式化的知识体系。如：牛顿发现万有引力、达尔文发现进化论、居里夫人发现镭等。技术则是人类为了满足自身的需要和愿望对大自然进行的改造。如：瓦特发明蒸汽机、贝尔发明电话、恩格尔巴特发明鼠标、爱迪生发明电灯泡等科学回答“是什么”“为什么”的问题技术则更多地回答“怎么办”的问题科学促进了技术的发展，技术推动了科学的进步。4、技术的巨大影响技术对生活、生产、文化等方面的影响：技术促进社会的发展。技术丰富社会文化内容。技术改变社会生活方式。是推动社会发展和文明进步的主要动力之一。技术对自然的价值：（1）依靠技术，人类得以利用自然和改造，并与自然保持和谐共处的友好关系。（例：都江堰、南水北调、西气东输）（2）人类利用技术开发、改造自然时，应把握合理的尺度，要注意对自然的保护，不能忽视技术或产品对环境可能造成的负面影响。（3）技术的发展给自然环境带来了问题，但也给解决这些问题提供了可能（例：物料的再循环工艺）5.技术的基本特性：目的性、创新性（技术的发展需要创新）、综合性(指的是运用多种学科知识)、两面性（有利有弊，例如：电池）、专利性（专利权）。6.知识产权：知识产权是人们基于自己的智力活动创造的成果和经营活动的标记、信誉而依法享有的权利。狭义的知识产权包括著作权、专利权、商标权三部分。专利在产权保护制度下对技术活动的重要性知识产权制度允许专利所有权人对专利技术具有一定的性，使其专利技术和产品在一定时间内独占市场，从而得到丰厚的回报，保持发明创造的积极性，使技术创新活动趋向良性循环。专利的特性:独占性（独自拥有其各种权利）、时间性（在一定的时间内）、地域性（专利有地域区分，主要是国家与国家与国际）专利种类：发明专利（指对产品、方法或者改进所提出的新的技术方案。保护期限：20年，自申请日算起）实用新型专利：是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。（保护期限：10年，自申请日算）第2页共12页外观设计专利：是指对产品的形状、图案、色彩等所作出的富有美感并适用于工业上应用的新设计。（保护期10年，自申请日算）专利申请步骤：提交申请阶段→受理阶段→初审阶段→公布阶段→实审阶段→授权阶段二、技术发明与技术革新1、发明与革新是技术的源泉[1]、发明：创造发明出自然界原来没有的事物。（电弧灯）[2]、革新：对原来的旧的技术加以改造和提高。（白炽灯）[3]、发明和革新的结果：就是以新的技术取代旧的和落后的技术。正是由于技术不断发明和革新推动了技术及其产品的不断进步与完善。三、设计是技术的关键1、技术创新的重要途径是设计:技术的目的是解决实际问题。设计的目的是研究解决问题的方法.2、技术创新的来源:[1]、是来源于有计划有步骤的设计，如航天技术；[2]、是来源于偶然的发现，如青霉素的发现；1．设计的内涵：设计是基于一定设想的、有目的的规划及创造活动。（例：书写工具的发展、电动剃须刀的发展。）2．技术与设计的关系：①设计是技术成果转化的桥梁和纽带。（例：白色污染和可降解餐具）②设计促进技术的革新。③技术是设计的平台，没有技术作基础，设计将难以表现和实现。（例：早在16世纪达芬奇就设计了飞行器，但当时技术水平不够，导致飞行器难以实现）④技术更新为设计提供更广阔的发展空间。（例：电灯发明之后，人们设计出了各种各样的灯泡）⑤技术进步还促进人们设计思维和手段的发展。发展的技术不断丰富着人们的设计手段和方法。（例：计算机、打印机的发展改变了设计的手段）技术设计侧重于功能、结构、材料、工艺等，艺术设计侧重于色彩、造型、审美等一、设计中的人机关系1．人机关系的含义：当我们使用物品时，物品就与人产生了一种相互关系。这种相互的关系就称为人机关系。当人们身处某一环境的时候，这时的人机关系就体现为人与环境的相互关系。“机”是指计算机、机器、工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆以及劳动保护用具等等。在人机关系中，往往存在复杂的多方面关系。不一定要有接触。（例：开门、乘电梯）2．人机关系在设计中要实现的目标：①高效人机协调，提供人的工作效率。例：“科学管理之父”泰勒“铁锹作业试验”。②健康长期使用，产品对人的健康不造成不良影响。例：高跟靴、设计不合理的椅子③舒适产品使用中，人体能处于自然状体，感觉舒适。例：培土小工具手把处理④安全产品对人的身体不构成生理上的伤害。如：安全帽、安全带、课桌角等3．在设计中如何合理运用人机关系：a如何实现合理的人机关系，首先应明确设计涉及哪些人机关系，其次要考虑这些人机关系涉及哪些因素和技术指标，此外还就注意处理以下方面的关系：①普通人群和特殊人群（例：要考虑到残疾人的需求、考虑不同人种的身体差异）②静态的人与动态的人（例：宾馆床位之间距离的设计）第3页共12页③人的心理需求和人的生理需求（例：咖啡屋设计以暖色调为主，办公空间一般应以冷色调为主）④信息的交互（例：电话机的无液晶屏显示、有液晶屏显示、可以视屏通话。案例：汽车的颜色）第二章设计的基础一、做一名优秀的设计师1、正确的思维方式的培养：[1]、发散思维：又叫辐射思维，它以思考的问题为中心，从多角度、多个层次来探讨解决问题的方法，扩展思路，然后从多个方法中选择最好的。[2]、定势思维：又叫思维定势，是指人的思想长期被惯例和习惯所束缚，迫使自己按照常规的思路和想法去思考问题和处理问题的思维方式。[3]、逆向思维：又叫反向思维。采用和正向思维相反的方法来思考问题和解决问题的方法。二、设计的基本方法和基础知识1、技术设计的种类[1]、原创性设计：就是最初的最原始的设计，也叫开发性设计。如：最初的开瓶器。[2]、改进性设计：在原有的技术发明基础上加以改进，使其更加合理、完善。如改进后开瓶器。[3]、综合性（组合）设计：各种功能组合在一起（适当了解）2.设计的8个基本原则创新原则、科学原则、需要和实用原则、经济原则、美观原则、道德原则、安全性原则、技术规范原则、可持续发展原则、最优化原则、可靠性原则（使用寿命长一点）、工程心理学和生理学原则（用的舒服，看的舒服）、通用标准性原则（标准件）、时效性原则标准件：按统一的形状、大小、公差、技术要求等生产的零件和部件。如国家标准的螺钉、螺母、垫圈、齿轮等。选用标准件的作用：简化制作过程、实现通用通换。3.设计的一般过程发现与明确问题，制定设计方案，制作模型或原型，测试、评估及优化，产品的使用和维护三、设计和交流中的技术语言1、设计交流的技术语言及作用[1]、设计的技术语言：口头语言、书面语言、技术符号、技术图纸、图样、图表、模型、原型、效果图等都是设计交流的技术语言。2、机械制图与图纸的识读[1]、投影和投影法①投影：指物体在光线的照射下在地面或墙面上出现影子叫物体的投影。②投影法：是指用物体投影的方法和原理来表示物体的形状和大小叫投影法。③正投影：投影光线与投影面垂直的投影叫正投影。投影光线必须是互相平行的投影线。④视图：用正投影法得到的物体的投影叫视图。[2]、正投影的特性：正投影有如下特性：1、真实性；2、积聚性；3、收缩性；第4页共12页[3]、三视图：三视图是指用三个相互垂直的投影面中的视图来表示物体的形状和大小，叫三视图。三视图的规律：长对正、高平齐、宽相等。三视图投影规律：主视图反映物体的长和高，俯视图反映物体的长和宽，左视图反映物体的高和宽。长对正，高平齐，宽相等。3．一般的机械加工图：a尺寸三要素：①尺寸界线②尺寸线③尺寸数字以三视图的形式来表达机械加工方法的一种技术图样，是完成产品机械加工的主要依据。它通常由三视图及其尺寸标注，必要的其他视图、标题栏和文字说明几部分组成。注意：尺寸数字的标注是竖直方向是往上标注，水平方向是往字头的左边标注，半圆以上标直径。详细看图。第5页共12页第三章怎样进行设计一、怎样挑选材料1、材料分类及其标准件[1]、材料的分类天然材料：竹子等。优点是安全、无害。缺点是生长周期长，破坏环境和生态平衡。金属材料：铜、铁、金、银等。优点是机械性能好，有韧性、可塑性，容易加工，可大量生产。缺点是冶炼时消耗大量能源，产生废水、废气等污染环境。化学材料：油漆、涂料、塑料等，优点是稳定、耐用性能好。缺点是生产过程产生有毒有害物质，塑料不易降解，污染环境。复合物质：各类铝合金、玻璃等。优点是有特殊的性能，如铝合金即轻又硬。缺点是生产制造困难。新材料：指纳米材料、高温超导材料等。优点是有新的特性，如超导电性能。缺点是难生产，成本高。[2]、材料的特性可塑性：指固态材料的保持形状的特性。如金属、木头、塑料等。弹性：固态材料恢复形状的特性。如橡胶、钢材等。耐腐蚀性：指材料的化学性能稳定。如塑料耐酸碱。其它特性：光学特性（玻璃）、放射性（大理石）、硬度特性（钢、钻石）。[3]、元器件是指在电子和电器产品中，某一功能部件被广泛、大量使用，人们出于使用方便、简化制作过程和节约成本的需求，单独设计和生产了这种零部件，称为元器件。2、材料选择和资源保护的要求选择材料时要坚持合理、合适的原则。要求不要太高，以免浪费；也不要太低，以免达不到要求。选择材料时要尽量选择标准件和元器件。可以节约成本和能源。选择材料时要尽量选可再生的资源、再生周期短的资源。二、技术试验1、技术试验是从技术角度对材料、元器件及整机产品进行测试和试验。2、技术试验的方法：实物实验、对比实验、模拟实验、计算机仿真实验。三、发现与明确问题：1.设计问题的来源：人类生存活动中必然会遇到的问题。由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。基于一定的目的有设计者自己主动发现问题。2.明确设计要解决的技术问题：判断问题是否能够解决（科学性）；判断问题是否当前可以解决（当前的技术，自身的能力，时间，经费等是否有）；判断问题是否值得解决。四、信息的收集：全面、真实准确。五、第四章设计的实现——制作1、工艺[1]、工艺是利用工具和设备对原材料、半成品进行技术处理，使之成为产品的方法。是技术活动中的加工过程和加工方法。[2]、加工的目的就是改变材料的大小、形状、特性、外观等，使其符合设计的规格。2、常用的工艺种类（1）、零部件加工工艺：[1]、切削加工工艺：就是用切削工具把坏料上多余的部分去除，以获得我们需要的几何形状、尺寸、表面质量的加工方法。如剪纸、线锯锯木材等。[2]、成型加工工艺：就是使用适当的外力，利用材料的可塑性，改变材料的外形、大小、形状等，且第6页共12页改变后材料的质量不变，叫成型加工工艺。有折弯、压制等方法，如石膏雕像制作、钢筋栅栏。[3]、浇铸及模塑加工工艺：利用浇铸模具成型来生产产品的方法。金属、陶瓷、塑料、玻璃、石膏、蜡等都适合采用浇铸或注塑的方法。如塑料相框、蜡烛、石膏像、古代的青铜器等。（2）、零部件装配工艺[1]、零部件装配工艺概念:将两件以上的零部件暂或永久的结合在一起的加工方法。常用的装配方法有粘接、焊接、榫接、钉接、铆接、螺接等。铰连接——被连接的构件在连接外不能相对移动，但可相对转动。如：门与门框的连接刚连接——被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动。如：榫接、胶接、焊接（3）、表面涂饰工艺：是指在工件表面施以保护性或装饰性处理的加工方法。如木材表面涂油漆、贴木皮、贴塑料皮处理；汽车表面防锈和喷漆处理；陶瓷表面上釉处理。[表面刷光工序]：准备（清除毛刺和铁屑）→粗处理（用细锉锉平金属表面）→细处理（用精细级金刚砂纸打磨）3.认识一些加工的工