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第二節 設計的基本方法和基礎知識
一、技術設計的種類
技術設計
三大類
原創性設計
綜合性設計
改進性設計
案例：紅酒開瓶器的三種設計
①原創性設計
為了打開紅酒瓶塞的軟木塞，設計的螺旋狀開瓶器。
這種最初的設計屬于原創性設計——又稱為開發性設計。
開瓶器
存在的缺陷
兩只手向相反方向拉木塞時，當軟木塞突然離開酒瓶時，
因酒瓶的突然后退，可能將酒灑出瓶外，甚至因左手握不住
酒瓶，造成酒瓶脫手。
有些酒瓶由于軟木塞太緊，即使用較大的力也無法拔出。
改進：
改進者使用了杠桿省力的原理及齒輪改變力的方向的原理，
設計了一個功能較為較為完善的開酒瓶軟木塞的工具。
改進后的開瓶器
由上面的改進設計可以看到，設計者在原來的基礎上應用了
力學上的兩個原理，才使開瓶技術有了進步。而改進設計的設想，
來源于開酒瓶軟木塞中碰到的問題。
馬袋夾的改進性設計
案例2：
②改進性設計
在總的方案原理變化不大的情況下，對已有的設計進行局部的變更
改進，使其更加合理、完善，或滿足某些特定的需要，這樣的設計叫做
改進性設計。
③綜合（組合）性設計
應用現有的技術及原理重新進行組合，使其系統化、綜合化、產生新
的優點、特色，創造出新的功能設計方法叫做綜合（組合）設計。
開瓶器的各種組合性設計
綜合性設計
組合性設計
外形組合
性能組合
功能組合
模塊組合
原理組合
系統組合
多功能螺絲刀
外形的組合設計
通信光纜
性能的組合設計
抗拉強度大的鋼線
噴氣式飛機
原理的組合設計
功能的組合設計
內燃機與傳動、制動、轉向、照明、電氣等功能結合設計出汽車
兩把刀刃上下相對交錯組合設計出剪刀
自身的組合設計
雙體船
并木以渡
舫
雙體客船
文藝晚會的表演由每一場文藝節目模塊組合而成
家具、電器的擺放、裝潢設計也是一種組合設計
模塊的組合設計
計算機系統：由硬件系統和
軟件系統的組合設計而成。
神舟六號飛船由發射系統、
監測系統、控制系統、航天員
系統、飛船本身系統和回收系
統等子系統組成。
系統的組合設計
二、技術設計的原則、方法和標準
①技術設計的原則
需要性原則
經濟性原則
最優化原則
可靠性和安全性原則
工程心理學原則
法律規范原則
通用性、標準性原則
時效性原則
可持續發展原則
閱讀教材P36-37兩頁中的
兩個例子，分析、討論這些設
計違反了左邊什么原則？
技術設計的九大原則
②技術設計的一些方法
常規設計法
系統設計法
功能設計法
工效學設計法
可靠性設計法
最優化設計法
計算機輔助設計法CAD
（Computer Adied Design）
借鑒法
應用標準器件法
技術（或工程）實驗法
保證系統各個部分的協調工作
基本功能和輔助功能
考慮人的生理和心理特征，能做到安全、方便、
舒適、美觀的設計目標
抗熱、抗震、抗干擾，適應環境，預備“余量”
設計是一個反復進行的過程，以實現最優選擇
利用計算機進行設計或仿真，可以用
最快的速度獲得效果。
技術設計的七種方法
例如：城市交通
例如：橫跨一條江河的交通：輪渡、橋梁、隧道
③設計的依據標準
對于產品的設計，國內外制定了相關的技術標準和規范：
國際標準、國家標準、部頒標準、行業標準、企業標準等。
案例：我國家用吸油煙機的設計、生產制造標準：
《中華人民共和國標準吸油煙機GB/T 17713-1999》
其內容包括：
適用范圍、引用標準、術語、產品分類、技術要求（環境
條件、安全性能、噪音、調速、照明、結構要求、外觀等）、
試驗方法、檢測規則、標志標簽與包裝等項目。
吸油煙機
三、技術設計的一般過程
技術設計的一般過程是必須遵守的步驟，省略某些步驟會帶來設計
的缺陷，甚至造成重大的失誤，最后導致設計失敗，給國家和人民帶
來重大的損失。
案例：泰坦尼克號上的救生艇不足。
作業：查找相關的資料或經驗，做一個紙飛機。

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