資源簡介

(共47張PPT)
通用技術課程
《設計》有關問題探討
浙江水利水電?？茖W校機電系 項 春 副教授 Tel:(0571) 86929239　 13616552730 Fax:(0571)86929139 E-Mail：[email protected]
圍繞設計的一般過程進行探討
（一）發現問題與明確問題
（二）制定設計方案
（三）制作模型或原型
（四）測試、評估及優化
（五）產品的使用和維護
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討（一）發現問題與明確問題，即設計的選題
在生活中要善于觀察、善于發現，要做同類產品數據和資料的收集，要做到知己知彼，選題要有意義 ；
要有創新性，讓人看了眼前一亮，讓人感興趣；
要有實用價值，并能反映出一定的專業知識和解決問題的能力。
案例：山核桃碎殼機、采摘機器人、爆竹自動點火裝置、多功能筆記本支架
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
案例1：山核桃碎殼機 設計背景
案例1：山核桃碎殼機 技術要求
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
要能保證擠壓力度合適，殼散形不爛 ；
要使機器能適應各種大小的山核桃；
調試方便，一次調試可實現同一批大小山核桃全自動碎殼；
山核桃進出順暢，加工效率高；
結構簡單，操作安全，成本低；
適合家用也適合大批量生產的企業用。
案例2：采摘機器人 設計背景
設計“凌空采果”機器人
采摘模擬
設計“凌空采果”機器人
采摘模擬
案例2：采摘機器人 技術要求
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
機器人在收縮狀態時，長+寬+高≤ 1000mm； 展開狀態時尺寸不限；
機器人需完成上樓梯、采摘、下斜坡、把果實放入收集框，動作方式不限，但應盡可能快；
機器人操控可采用線控、遙控等控制方式；
機器人行進方式不限；
機器人重量不限，但應盡可能輕；
機器人造價不限，但應盡可能低。
案例3：爆竹自動點火裝置 設計背景
案例3：爆竹自動點火裝置 技術要求
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
適用于家庭常用多種規格的爆竹，一次裝夾可實現多個爆竹燃放，自動逐個輸送；
從安全、可靠角度出發，要求設計成純機械結構；
考慮爆竹燃放時對地面會產生較大反作用力，燃放區底部設計成空的結構，使燃放時的爆竹直接接觸地面，以免對裝置造成沖擊；
裝置結構力求簡單，夾持可靠，存儲方便，拆卸后收納體積小；
從材料選用、加工方式等各環節降低生產成本，力求成本控制在十元以內。
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討技術要求：結構簡單，操作方便，易于制作，可拆卸，存儲體積小，價格便宜，外形美觀，滿足不同使用者在 坐、站、臥等不同姿態下使用筆記本電腦。
0.45m
案例4：多功能筆記本支架 設計背景
市場上的筆記本支架
問題：功能單一。
（二）制定設計方案
方案設計量力而行！
在解決問題的過程中，要多方面、多角度、多層次尋求各種解決問題的途徑，難易適中、大小適度、費用合理。
在解決問題的過程中，要打破常規，提出新原理、新機構很難，但我們可以在某個方面或某個點上有所創新。
總之，不能好高騖遠，也不能沒有信心。
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
案例1：山核桃碎殼機 方案設計
方案1
1--推進桿 2--山核桃 3--出料板 4--壓砸桿 5--反彈桿 6--彈簧 7--出料腔
加料
案例1：山核桃碎殼機 方案設計
方案1
推料
案例1：山核桃碎殼機 方案設計
方案1
碎殼
碎殼部分凹形端面
案例1：山核桃碎殼機 方案設計
方案1
出料
案例1：山核桃碎殼機 方案設計
方案1
落料
方案1 基本模仿手工動作！
案例1：山核桃碎殼機 方案設計
方案2
動力部分
進料部分
碎殼部分
案例1：山核桃碎殼機 方案設計
方案2
齒形碎殼轉輪
進料漏斗
重點要考慮：一要能保證擠壓力度合適；二是要使機器能適應各種大小的山核桃，三是山核桃進出順暢，效率要高，四是操作安全。
案例1：山核桃碎殼機 方案比較
比較項 方案1 方案2
設計、制作 基本模仿手工動作，結構相對復雜；擠壓力度比較難控制；一個一個敲，效率較低。 采用變頻調速電機驅動，擠壓力度可調；結構簡單；通過底板調節能適應各種大小的山核桃；調好后全自動碎殼，連續擠壓，效率高。
成本 組成零件較多，制作相對復雜，成本相對較高。 組成零件較少，制作較方便，成本相對低。
案例1：山核桃碎殼機 方案設計
方案2
山核桃碎殼機實物
案例2：采摘機器人 方案
案例2：采摘機器人 方案
歷屆浙江省機械設計競賽題目
http://mdc.zjut./
第一屆：月球車
第二屆：深海探寶
第三屆：機器人——解救人質
第四、五屆：主題 “綠色與環境”，內容“廚房機械、環保機械、生活清潔機械等”與主題相關的機械產品的設計與制作。
第六屆： “凌空采果”機器人
第七屆：主題為“珍愛生命，奉獻社會”，內容為“在突發災難中，用于救援、破障、逃生、避難”與主題相關的機械產品的設計與制作。
浙江省第七屆機械設計競賽輔導報告
案例3：爆竹自動點火裝置 方案1
核心部分是方位角度調節機構和點火機構，它可以繞托盤中心旋轉、升降，對點火裝置的旋轉、上升的電路采用單片機控制，實現對不同位置引線的爆竹的自動點火功能。
案例3：爆竹自動點火裝置 方案2
可調裝卸機構
自動補償驅動和點火機構
案例4：多功能筆記本支架 方案
三維設計模型
作品實物
1、充分發揮創造力，提出解決問題的思路和方案；
2、追求與前人、眾人不同的方案；
3、打破一般思維的常規慣例，注重專業知識的運用；
4、通過比較顯示自己方案的價值，在多方案比較中求新、求異、選優。
比較時，著重說明為什么要選擇或設計這樣的方案，優點在此方案中如何體現，不足之處又是如何得到了克服，有什么創新之處（或有新意）。
浙江省第七屆機械設計競賽輔導報告
（二）方案設計 本質是：革新和創造
（三）制作模型或原型
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
設計零部件形狀，確定零部件數量，相互空間位置。選擇材科，確定尺寸，進行各種計算，按比例繪制結構方案總圖。
目標：保證功能，提高性能，降低成本。
（三）制作模型或原型
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
二維繪圖
三維繪圖
繪 制 圖 樣
Solidworks 美國公司
Pro/E 美國 PTC公司
UG 美國 EDS公司
Solidedge美國 EDS公司
CATIA法國達索公司
Autocad美國Autodesk公司
CAXA 北航
開目 華中理工
模擬和實物加工
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
設計的測試
實施簡單的技術試驗對功能進行測試
（四）測試、評估及優化
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
（四）測試、評估及優化
根據設計要求和設計的有關原則，可以通過坐標圖等形式對設計產品進行正確評價，以明確改進方向。
設計的評價
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討（四）測試、評估及優化
多功能筆記本支架 優化
設計的優化
多功能筆記本支架 優化
需要各種形式展示、支撐作品，比如：專利、論文、與企業的合作、專家鑒定意見、媒體報道等。
專利申請
專利申請
專利申請
（五）產品的使用和維護
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
萬能筆記本支架使用說明書
*正確的使用和維護可以更好更長時間滿足人們的需要！
一、產品簡介
本產品是一款適合坐、站、臥不同姿態下使用筆記本電腦的支架，支架高度和角度均可靈活調節，安裝、調節簡單，自重輕，不用時可拆卸收納，體積小，存儲、攜帶方便。
（五）產品的使用和維護
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
二、主要技術指標
支架重量：2.0KG；
支架可升最高高度：1.3m；
支架轉動范圍：可在一定空間內任意角度轉動；
最大承受質量：15KG。
（五）產品的使用和維護
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
三、使用方法
步驟一：
兩根底部臥桿通過螺紋分別擰入連接塊中，構成支架底部，將支撐桿通過螺紋與連接塊相連，向上搭建支架 。
（五）產品的使用和維護
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
步驟二：
將支撐桿與插銷式轉盤機構配合，連接在一起，并可根據實際情況，增減支撐桿的根數，以適應不同的使用角度和高度。
（五）產品的使用和維護
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
步驟三：
將平臺機構通過球形關節結構與最上面一節支撐桿相連，一只手持住平臺，另一只手調節鎖緊螺釘，可根據需要，利用兩個球面副的靈活轉動可調整至任意方位，然后用手將鎖緊螺釘擰緊便可。
（五）產品的使用和維護
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
步驟四：
平臺上有兩個可活動的夾緊裝置，可將筆記本電腦固定。使用時，松開螺釘，調整合適角度后，再次鎖緊即可。不用時，拆卸后收納入包。
（五）產品的使用和維護
2010年7月15日
高中通用技術課程設計專業知識與教學專題研討
四、注意事項
使用時應注意，為保持支架平衡，調整平臺時，應使平臺重心的投影落在底座的三角形區域內。
設計是一個動態過程，在一項具體的設計中，我們應該根據需要靈活安排！
加強實踐活動和動手能力是通用技術課程重要的特點，只有讓學生在“學中做”“做中學”，才能激發學生興趣，激發學生創造的火花，逐步培養起學生的創新能力！
以上所述若有不對之處，敬請批評指正！
謝 謝！

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