1、二、方案的构思过程二、方案的构思过程海盐高级中学 高新军2021年1月第四章第四章 方案的构思及方法方案的构思及方法学习任务学习任务1.进行设计分析，构思进行设计分析，构思 设计方案设计方案2.比较、权衡设计方案比较、权衡设计方案 复习回顾复习回顾:1.发现与明确问题发现与明确问题2.制定设计方案制定设计方案3.制作模型或原型制作模型或原型4.优化设计方案优化设计方案5.编写产品说明书编写产品说明书收集信息收集信息设计分析设计分析方案构思方案构思方案呈现方案呈现方案筛选方案筛选设计的一般过程是什么？设计的一般过程是什么？本节课我们将要学习本节课我们将要学习4.2 4.2 方案的构思过程方案的构
2、思过程1.进行设计分析进行设计分析请观看视频请观看视频印度：印度：长袍长袍土空调消暑土空调消暑 物物 外形好似铁皮百叶箱，三面百叶内加稻草，正面安装风扇，底部有蓄水槽，槽外形好似铁皮百叶箱，三面百叶内加稻草，正面安装风扇，底部有蓄水槽，槽里有小水泵，里有小水泵，有有三根水管通过水泵送水将百叶上稻草打湿，再通过风扇吹出带水汽三根水管通过水泵送水将百叶上稻草打湿，再通过风扇吹出带水汽的风，实现降温。的风，实现降温。思考：思考：这种降温效果赶不上空调的电器，在印度的应用为何如此广泛？这种降温效果赶不上空调的电器，在印度的应用为何如此广泛？环境环境1.1.价格低廉，方便搬运，易于拆装。价格低廉，方便搬
3、运，易于拆装。2.2.基础建设薄弱，电力资源严重短缺，即便在首都新德里，停电也基础建设薄弱，电力资源严重短缺，即便在首都新德里，停电也是家常便饭。酷乐省电。是家常便饭。酷乐省电。3.3.印度房子的门窗密封不好，空调的制冷效果并不好。印度房子的门窗密封不好，空调的制冷效果并不好。一、一、进行设计分析，构思设计方案进行设计分析，构思设计方案人人 普通家庭、学校、政府大楼等每屋必备。甚至总统府也用酷乐。普通家庭、学校、政府大楼等每屋必备。甚至总统府也用酷乐。“物物”与与“环境环境”的的关系关系?产品是在一定的环境产品是在一定的环境中使用的，必须受到环中使用的，必须受到环境的制约，并对环境产境的制约，
4、并对环境产生影响。生影响。设计分析设计分析的三要素：的三要素：物、人、环境物、人、环境。产品本身是一个整体，包括功能、造型、材料等，但任何产品都不是孤立存在的，产品本身是一个整体，包括功能、造型、材料等，但任何产品都不是孤立存在的，都应都应综合考虑物、人、环境三个方面综合考虑物、人、环境三个方面。“物物”与与“人人”的的关系关系?产品为人服务，人产品为人服务，人的需求在很大程度上的需求在很大程度上决定着产品的设计决定着产品的设计 举例：下面是给一个贫困小山区初中生设计制作台灯的事例，说明设计举例：下面是给一个贫困小山区初中生设计制作台灯的事例，说明设计分析的基本思路。分析的基本思路。P085
5、台灯涉及人、物、环境分析台灯涉及人、物、环境分析 对于设计对象本身，我们必须了解它的各个组成部分的作用，以及它们对于设计对象本身，我们必须了解它的各个组成部分的作用，以及它们之间的关系，并在此基础上，对产品的各个组成部分进行设计分析。之间的关系，并在此基础上，对产品的各个组成部分进行设计分析。下面是对台灯的各个部件进行设计分析下面是对台灯的各个部件进行设计分析 LED（Light Emitting Diode）发光二极管，是一种能够将电能直接转化为可见光的固）发光二极管，是一种能够将电能直接转化为可见光的固态半导体器件，态半导体器件，LED体积小、耗电低、寿命长、亮度高、环保。体积小、耗电低、
6、寿命长、亮度高、环保。附加功能：日历、笔筒、定时开关、坐姿提醒等附加功能：日历、笔筒、定时开关、坐姿提醒等就地取材、可再生资源、多用就地取材、可再生资源、多用标准件标准件。作用：既可以作用：既可以简化制作简化制作过程，又能实现过程，又能实现通用通换。通用通换。标准件是标准件是指按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的具有通用性指按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的具有通用性的零部件。的零部件。主要类别包括：紧固件、连接件、传动件、密封件、液压元件、气动主要类别包括：紧固件、连接件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件。元件、轴承、弹簧等机械零件。造型：美观、简洁、稳
7、固、有个性造型：美观、简洁、稳固、有个性紧固件：紧固两个或两个以上零件（或构件）连接成为一个整体时所采紧固件：紧固两个或两个以上零件（或构件）连接成为一个整体时所采用的一类机械零件的总称。用的一类机械零件的总称。它通常包括它通常包括1212类零件：螺栓、螺母、螺柱、螺钉、自攻螺钉、木螺钉、类零件：螺栓、螺母、螺柱、螺钉、自攻螺钉、木螺钉、垫圈、挡圈、销、铆钉、组件和连接副、焊钉。垫圈、挡圈、销、铆钉、组件和连接副、焊钉。螺栓铆钉挡圈销垫圈垫圈木螺钉木螺钉 自攻螺钉自攻螺钉 螺钉螺钉 螺柱螺柱 螺母螺母连接件：连接件：运用于连接软性或硬性管道的连接。运用于连接软性或硬性管道的连接。把动能从一个零
8、件上传到另外一个零把动能从一个零件上传到另外一个零件上，包括：件上，包括：齿轮、齿条、皮带轮、齿轮、齿条、皮带轮、皮带、链皮带、链条、条、曲轴、连杆、轮轴、轴、联轴器等。曲轴、连杆、轮轴、轴、联轴器等。齿条齿条曲轴曲轴连杆连杆链条链条轮轴轮轴轴轴联轴器联轴器齿轮齿轮皮带轮皮带轮 皮带皮带 连接件连接件密封件密封件：是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防：是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质（如灰尘与水分等）侵入机器设备内部的材料或止外界杂质（如灰尘与水分等）侵入机器设备内部的材料或零部件。零部件。轴承轴承弹簧弹簧气动元件：气动元件：通过气体的压强或膨胀产生的力来做功的元
9、件，即将压缩通过气体的压强或膨胀产生的力来做功的元件，即将压缩空气的弹性能量转换为动能的机件。如气缸、气动马达、蒸汽机等空气的弹性能量转换为动能的机件。如气缸、气动马达、蒸汽机等.液压元件液压元件：元件的作用是将原动：元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能机的机械能转换成液体的压力能 密封件密封件液压阀液压阀液压的应用液压的应用2.构思设计方案构思设计方案 方案的构思是指人们在一定的调查研究和设计分析的基础上，通过思考将方案的构思是指人们在一定的调查研究和设计分析的基础上，通过思考将客观存在的各要素按照一定的规律架构起来，形成一个完整的抽象物，并客观存在的各要素按照一定的规律架构起来，
10、形成一个完整的抽象物，并采用采用图、模型、语言、文字等方式呈现的思维过程。图、模型、语言、文字等方式呈现的思维过程。（1）梳理设计需求）梳理设计需求 从上面的设计可以看到，产品的功能、形式、控制其三者相互影响，设计要求与约束从上面的设计可以看到，产品的功能、形式、控制其三者相互影响，设计要求与约束条件之间也相互矛盾，所以要多提出一些设想，权衡利弊，作出最佳选择。条件之间也相互矛盾，所以要多提出一些设想，权衡利弊，作出最佳选择。（2）呈现设计方案）呈现设计方案 设计方案时，可以用设计草图进行构思，草图不仅能将想法表达出来，而设计方案时，可以用设计草图进行构思，草图不仅能将想法表达出来，而且可以随
11、意更改。且可以随意更改。二、比较、权衡设计方案二、比较、权衡设计方案1.方案的比较方案的比较构思形成的多个方案，往往构思形成的多个方案，往往需要进行评判和比较，选出较满意的方案。需要进行评判和比较，选出较满意的方案。2.方案的权衡方案的权衡 权衡的标准：1.首先要满足基本功能和安全可靠性 2.在此基础上考虑稳定性和耐久性，3.最后综合考虑加工难易程度、成本及环保性。要制定出最佳方案，必须要制定出最佳方案，必须根据设计要求与设计原则对各个方案进行权衡。根据设计要求与设计原则对各个方案进行权衡。案例分析案例分析(P090)照明灯管的形式照明灯管的形式讨论：什么样的发光元器件更适合初中生使用？讨论：
12、什么样的发光元器件更适合初中生使用？LED灯灯3.方案的细化方案的细化 经过方案的比较和权衡之后，还需要确定很多细节，如：零件尺寸、结构经过方案的比较和权衡之后，还需要确定很多细节，如：零件尺寸、结构关系、材料及标准件选配、使用时人机关系及维护等。关系、材料及标准件选配、使用时人机关系及维护等。方案的细化主要从产品的方案的细化主要从产品的制造、使用、维护制造、使用、维护等各个环节进行综合考等各个环节进行综合考虑，以完善设计的构思。虑，以完善设计的构思。最终的设计方案最终的设计方案三、课堂练习三、课堂练习 1.如图所示是一款手机快门无线遥控器，无需第三方如图所示是一款手机快门无线遥控器，无需第三
13、方App或任何接头设备，或任何接头设备，依靠蓝牙即可在依靠蓝牙即可在9米范围内实时控制手机的快门，为自拍提供了极大的方便。米范围内实时控制手机的快门，为自拍提供了极大的方便。下列关于该无线遥控器的设计分析和评价的说法中下列关于该无线遥控器的设计分析和评价的说法中不正确不正确的是（的是（）A.依靠蓝牙控制快门，主要考虑了依靠蓝牙控制快门，主要考虑了“人人”的因素的因素B.可挂在钥匙链上，携带方便，主要考虑了可挂在钥匙链上，携带方便，主要考虑了“环环境境”的因素的因素C.通过蓝牙远程操控相机快门，不需要额外增加通过蓝牙远程操控相机快门，不需要额外增加外设，符合设计的创新原则外设，符合设计的创新原则
14、D.可以在可以在9米范围内实现快门控制，符合设计的米范围内实现快门控制，符合设计的实用原则实用原则B.携带方便是从人的角度考虑的。携带方便是从人的角度考虑的。2.2.小明在学校寝室晾晒衣服时，发现衣架容易被风吹落，所以他设计小明在学校寝室晾晒衣服时，发现衣架容易被风吹落，所以他设计了四种防脱落装置，能够用衣叉将衣服悬挂到高处的晾衣杆上。其中较了四种防脱落装置，能够用衣叉将衣服悬挂到高处的晾衣杆上。其中较合理的是（合理的是（）C.利用衣服的重力，可以把衣架口封住。利用衣服的重力，可以把衣架口封住。3.如图所示是一款被褥除螨仪，下列关于该仪器的设计分析和评价如图所示是一款被褥除螨仪，下列关于该仪器
15、的设计分析和评价中不正确的是中不正确的是()A仿生外观设计，鲸鱼造形，主要考虑了人的因素仿生外观设计，鲸鱼造形，主要考虑了人的因素B通过拍打床褥即可快速深度除螨，符合了设计的实用原则通过拍打床褥即可快速深度除螨，符合了设计的实用原则C不使用时手柄可折叠，方便收纳，主要考虑了环境的因素不使用时手柄可折叠，方便收纳，主要考虑了环境的因素D智能红外线防漏感应，避免伤害使用者皮肤和眼睛，符合了设计的智能红外线防漏感应，避免伤害使用者皮肤和眼睛，符合了设计的安全原则安全原则D.D.设计设计7原则里没有安全原则原则里没有安全原则 4.如图所示是一款厨房家用防烫手套。下列关于该防烫手套的设计如图所示是一款厨
16、房家用防烫手套。下列关于该防烫手套的设计分析和评价中不正确的是（分析和评价中不正确的是（）A.隔热效果好，厚实耐用，符合设计的实用原则隔热效果好，厚实耐用，符合设计的实用原则B.侧面的挂环设计，可以悬挂在壁橱内部或门后，避免厨房凌乱，考侧面的挂环设计，可以悬挂在壁橱内部或门后，避免厨房凌乱，考虑到了环境的因素虑到了环境的因素C.凸起的条纹有效增大摩擦，防止物品滑落，考虑了物的因素凸起的条纹有效增大摩擦，防止物品滑落，考虑了物的因素D.符合手腕捉取习惯，使用方便舒适，主要考虑了人的因素符合手腕捉取习惯，使用方便舒适，主要考虑了人的因素人在使用或操作时，体人在使用或操作时，体现人机关系。现人机关系
17、。5如图所示为小明用长度足够的角钢设计制作的空调支架如图所示为小明用长度足够的角钢设计制作的空调支架，为能为能和大部分市售空调匹配和大部分市售空调匹配，需对空调支架改进需对空调支架改进，以下结构方案中以下结构方案中，最合最合理的是理的是()AB B 有效去除是功能，指物有效去除是功能，指物 6.如图所示是一款厨下净水器。下列关于该净水器的设计分析和如图所示是一款厨下净水器。下列关于该净水器的设计分析和评价中评价中不正确不正确的是（的是（）A.能通过能通过Wi-Fi连接手机，显示水质情况，主要考虑了人的因素连接手机，显示水质情况，主要考虑了人的因素B.有效去除抗生素、水垢、细菌、重金属，考虑了环
18、境的因素有效去除抗生素、水垢、细菌、重金属，考虑了环境的因素C.采用智控水龙头，水质滤芯寿命实时显示，符合设计的实用原则采用智控水龙头，水质滤芯寿命实时显示，符合设计的实用原则D.使用了改进的反渗透膜及增压泵，符合设计的创新原则使用了改进的反渗透膜及增压泵，符合设计的创新原则 7.如图所示是一款公共场合用的婴儿护理台下列关于该护理台如图所示是一款公共场合用的婴儿护理台下列关于该护理台的设计分析和评价的说法的设计分析和评价的说法不正确不正确的是（的是（）A.高度设计合理，主要考虑了高度设计合理，主要考虑了“人人”的因素的因素B.收放式的设计，主要考虑了收放式的设计，主要考虑了“环境环境”的因素的
19、因素C.设计安装在墙上，符合设计的经济原则设计安装在墙上，符合设计的经济原则D.内置收纳盒的设计，符合设计的实用原则内置收纳盒的设计，符合设计的实用原则C.创新原则创新原则 8.如图所示是小周所在学校报告厅的座椅，他想如图所示是小周所在学校报告厅的座椅，他想在座椅靠背后面设计在座椅靠背后面设计一个可翻转的小桌板用来放置学习用具，一个可翻转的小桌板用来放置学习用具，平时不用时桌板可以翻起，小平时不用时桌板可以翻起，小周构思了多种方案，下列方案能实现上述功能的是周构思了多种方案，下列方案能实现上述功能的是()A支撑板支撑板-桌板桌板 9如图如图(a)所示所示，小明想设计一个固定在墙上使用的可以折叠
20、小明想设计一个固定在墙上使用的可以折叠的小椅子的小椅子，设计方案有以下四种如图设计方案有以下四种如图(b)所示所示，从结构的角度分析从结构的角度分析,以下四种方案合理的是以下四种方案合理的是()D课堂小结课堂小结二、方案的构思过程二、方案的构思过程1.进行设计分析进行设计分析一、一、进行设计分析，构思设计方案进行设计分析，构思设计方案-三要素：三要素：物、人、环境物、人、环境。作用：既可以简化制作过程，又能实现通用通换。标准件是标准件是指按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的具有通用性的零部件。指按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的具有通用性的零部件。包括：紧固件、连接件、传动件、密
21、封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧包括：紧固件、连接件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件。等机械零件。2.构思设计方案构思设计方案（1）梳理设计需求：）梳理设计需求：权衡利弊，权衡利弊，提出一些设想提出一些设想.（2）呈现设计方案：用草图）呈现设计方案：用草图表达表达构思，方便更改。构思，方便更改。二、比较、权衡设计方案二、比较、权衡设计方案1.方案的比较方案的比较2.方案的权衡方案的权衡3.方案的细化方案的细化要从产品的要从产品的制造、使用、维护制造、使用、维护等各个环节进行综合考虑，以完等各个环节进行综合考虑，以完善设计的构思。善设计的构思。根据根据设计要求与设计原则设计要求与设计原则对各个方案进行权衡。对各个方案进行权衡。需要进行需要进行评判和比较评判和比较，选出较满意的方案。，选出较满意的方案。
