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1、第三章第三章 设计过程、原则及评价设计过程、原则及评价设计的一般过程设计的一般过程一、发现与明确问题一、发现与明确问题n n特斯拉出生在克罗地亚，他少年时勤奋好学，对身边的事情特斯拉出生在克罗地亚，他少年时勤奋好学，对身边的事情特斯拉出生在克罗地亚，他少年时勤奋好学，对身边的事情特斯拉出生在克罗地亚，他少年时勤奋好学，对身边的事情喜欢提出各种问题。特斯拉在实验中仔细观察，发现一个大喜欢提出各种问题。特斯拉在实验中仔细观察，发现一个大喜欢提出各种问题。特斯拉在实验中仔细观察，发现一个大喜欢提出各种问题。特斯拉在实验中仔细观察，发现一个大家都经常看到的现象，这就是爱迪生电机中使用了集电环家都经常看
2、到的现象，这就是爱迪生电机中使用了集电环家都经常看到的现象，这就是爱迪生电机中使用了集电环家都经常看到的现象，这就是爱迪生电机中使用了集电环（又称换向器），电机每转动一周，电刷要两次经过集电环。（又称换向器），电机每转动一周，电刷要两次经过集电环。（又称换向器），电机每转动一周，电刷要两次经过集电环。（又称换向器），电机每转动一周，电刷要两次经过集电环。这样就在电刷与集电环之间产生电火花，从而使集电环被氧这样就在电刷与集电环之间产生电火花，从而使集电环被氧这样就在电刷与集电环之间产生电火花，从而使集电环被氧这样就在电刷与集电环之间产生电火花，从而使集电环被氧化，以致导电性能下降，需要折开清洗或
3、更换新的集电环和化，以致导电性能下降，需要折开清洗或更换新的集电环和化，以致导电性能下降，需要折开清洗或更换新的集电环和化，以致导电性能下降，需要折开清洗或更换新的集电环和电刷，这就是爱迪生电机不能长时间连续地工作的原因。然电刷，这就是爱迪生电机不能长时间连续地工作的原因。然电刷，这就是爱迪生电机不能长时间连续地工作的原因。然电刷，这就是爱迪生电机不能长时间连续地工作的原因。然而对这件事，许多人认为，直流电机总是要有换向器，有换而对这件事，许多人认为，直流电机总是要有换向器，有换而对这件事，许多人认为，直流电机总是要有换向器，有换而对这件事，许多人认为，直流电机总是要有换向器，有换向器就必须经
4、常清理，这是理所当然的。持有这种思想的人向器就必须经常清理，这是理所当然的。持有这种思想的人向器就必须经常清理，这是理所当然的。持有这种思想的人向器就必须经常清理，这是理所当然的。持有这种思想的人并不觉得这是什么问题。但特斯拉却不这样。他总在想，如并不觉得这是什么问题。但特斯拉却不这样。他总在想，如并不觉得这是什么问题。但特斯拉却不这样。他总在想，如并不觉得这是什么问题。但特斯拉却不这样。他总在想，如果不产生电火花那该多好啊，而产生电火花的原因是电机中果不产生电火花那该多好啊，而产生电火花的原因是电机中果不产生电火花那该多好啊，而产生电火花的原因是电机中果不产生电火花那该多好啊，而产生电火花的
5、原因是电机中有换向器，于是他想若能把电机中的换向器去掉，那么电机有换向器，于是他想若能把电机中的换向器去掉，那么电机有换向器，于是他想若能把电机中的换向器去掉，那么电机有换向器，于是他想若能把电机中的换向器去掉，那么电机不就可以长时间稳定地工作了吗？不就可以长时间稳定地工作了吗？不就可以长时间稳定地工作了吗？不就可以长时间稳定地工作了吗？一、发现与明确问题一、发现与明确问题n n问题：小朋友在户外玩累了，需要一个小问题：小朋友在户外玩累了，需要一个小凳子。凳子。n n发现问题的途径：平时的观察发现问题的途径：平时的观察n n通过访谈、调查，收集人们对小凳的要求。通过访谈、调查，收集人们对小凳的
6、要求。n n统计分析调查结果统计分析调查结果1 1 1 1、结构简单、稳固、易于制作、结构简单、稳固、易于制作、结构简单、稳固、易于制作、结构简单、稳固、易于制作 2 2 2 2、自重轻、体积小、携带方便、自重轻、体积小、携带方便、自重轻、体积小、携带方便、自重轻、体积小、携带方便 3 3 3 3、成本不高于、成本不高于、成本不高于、成本不高于5 5 5 5元元元元一、发现与明确问题一、发现与明确问题n n勤于思考勤于思考n n思考是发现问题，尤其是发现有研究思考是发现问题，尤其是发现有研究价值的问题的又一个前提条件。不会价值的问题的又一个前提条件。不会思考的人，虽然你观察了，读书了，思考的人
7、，虽然你观察了，读书了，但仍然看不到问题。但仍然看不到问题。n n（1 1）联想（）联想（2 2）想象（）想象（3 3）逆向思维）逆向思维（4 4）发散思维）发散思维二、制定设计方案二、制定设计方案n n收集信息收集信息 各种与凳子相关的资料。各种与凳子相关的资料。各种与凳子相关的资料。各种与凳子相关的资料。n n设计分析设计分析 找出需要解决的问题，分析可能解决的找出需要解决的问题，分析可能解决的找出需要解决的问题，分析可能解决的找出需要解决的问题，分析可能解决的方法。方法。方法。方法。n n方案构思方案构思 大胆构思、努力挖掘自己的创造潜力，大胆构思、努力挖掘自己的创造潜力，大胆构思、努力
8、挖掘自己的创造潜力，大胆构思、努力挖掘自己的创造潜力，提出解决问题的多个设想。提出解决问题的多个设想。提出解决问题的多个设想。提出解决问题的多个设想。n n方案呈现方案呈现 把在构思过程中产生的设计想法，利用把在构思过程中产生的设计想法，利用把在构思过程中产生的设计想法，利用把在构思过程中产生的设计想法，利用草图的形式呈现出来。草图的形式呈现出来。草图的形式呈现出来。草图的形式呈现出来。n n方案筛选方案筛选 依据一定的原则，对这些方案进行筛选。依据一定的原则，对这些方案进行筛选。依据一定的原则，对这些方案进行筛选。依据一定的原则，对这些方案进行筛选。三、制作模型或原型三、制作模型或原型n n
9、绘制图样绘制图样n n制作模型、原型制作模型、原型四、测试、评估及优化四、测试、评估及优化n n测试（承重试验、稳固性试验、便携性测试（承重试验、稳固性试验、便携性试验、结构及外观）试验、结构及外观）n n评估评估 对设计方案和产品进行较全面的对设计方案和产品进行较全面的评估评估n n优化增加结构强度、美化外观优化增加结构强度、美化外观五、产品的使用和维护五、产品的使用和维护n n产品介绍产品介绍n n产品结构产品结构n n技术指标技术指标n n使用方法使用方法n n注意事项注意事项n n适用范围适用范围设计的一般过程设计的一般过程n n发现与明确问题发现与明确问题n n制定设计方案制定设计方
10、案n n制作模型或原型制作模型或原型n n测试、评估及优化测试、评估及优化n n产品的使用和维护产品的使用和维护需求调查需求调查需求调查需求调查设计分析设计分析设计分析设计分析方案构思方案构思方案构思方案构思模型制作模型制作模型制作模型制作测试评估测试评估测试评估测试评估收集信息收集信息n n凳子的资料凳子的资料n n便携式、折叠式、组合式资料便携式、折叠式、组合式资料n n人机工程资料人机工程资料n n手工生产、机械化生产手工生产、机械化生产n n木工经验木工经验n n凳子的尺寸凳子的尺寸设计分析设计分析如何选择材料如何选择材料如何使结构稳定如何使结构稳定如何便于携带如何便于携带选用轻质材料
11、选用易加工材料选用废旧材料扩大支撑面采用接方式连接采用插接方式连接尽量缩小体积采取可拆卸式采用折叠式结构稳固结构稳固易于制作易于制作自重轻自重轻体积小体积小携带方便携带方便成本不高成本不高于于5元元材料材料结构结构携带携带小凳小凳评估表评估表质量质量质量质量（g g g g）拆卸后拆卸后拆卸后拆卸后体积体积体积体积成本成本成本成本( ( ( (元元元元) ) ) )造型精造型精造型精造型精美程度美程度美程度美程度结构稳结构稳结构稳结构稳定程度定程度定程度定程度使用便使用便使用便使用便利程度利程度利程度利程度加工难加工难加工难加工难易程度易程度易程度易程度方案方案方案方案C1C1C1C12902
12、9029029010801080108010803.23.23.23.2较好较好较好较好较差较差较差较差较好较好较好较好容易容易容易容易方案方案方案方案C2C2C2C231531531531510801080108010803.23.23.23.2较好较好较好较好一般一般一般一般较好较好较好较好容易容易容易容易方案方案方案方案C3C3C3C335035035035010801080108010803.23.23.23.2较好较好较好较好较好较好较好较好较好较好较好较好一般一般一般一般在重量、拆卸后体积、成本、造型精美程度、使在重量、拆卸后体积、成本、造型精美程度、使在重量、拆卸后体积、成本、造型精美程度、使在重量、拆卸后体积、成本、造型精美程度、使用便利程度都差不多的前提下，比较结构稳定程用便利程度都差不多的前提下，比较结构稳定程用便利程度都差不多的前提下，比较结构稳定程用便利程度都差不多的前提下，比较结构稳定程度和加工难易程度，认为选择方案度和加工难易程度，认为选择方案度和加工难易程度，认为选择方案度和加工难易程度，认为选择方案C3C3C3C3更更更更合理。合理。合理。合理。
