第二节设计的基本方法和基础知识一、技术设计的种类原创性设计综合性设计改进性设计案例:红酒开瓶器的三种设计(一)原创性设计为了打开红酒瓶塞的软木塞,设计的螺旋状开瓶器。这种最初的设计属于原创性设计——又称为开发性设计。开瓶器存在的缺陷两只手向相反方向拉木塞时,当软木塞突然离开酒瓶时,因酒瓶的突然后退,可能将酒洒出瓶外,甚至因左手握不住酒瓶,造成酒瓶脱手。有些酒瓶由于软木塞太紧,即使用较大的力也无法拔出。改进后的开瓶器由上面的改进设计可以看到,设计者在原来的基础上应用了力学上的两个原理,才使开瓶技术有了进步。而改进设计的设想,来源于开酒瓶软木塞中碰到的问题。改进者使用了杠杆省力的原理及齿轮改变力的方向的原理,设计了一个功能较为完善的开酒瓶软木塞的工具。改进性设计(二)改进性设计在总的方案原理变化不大的情况下,对已有的设计进行局部的变更改进,使其更加合理、完善,或满足某些特定的需要,这样的设计叫做改进性设计。(三)综合(组合)性设计应用现有的技术及原理重新进行组合,使其系统化、综合化,产生新的优点、特色,创造出新的功能的设计方法叫做综合(组合)设计。开瓶器的各种组合性设计综合(组合)性设计外形组合性能组合功能组合模块组合原理组合系统组合多功能螺丝刀外形组合设计多功能螺丝刀外形的组合设计通信光缆性能的组合设计抗拉强度大的钢线喷气式飞机流体力学原理与燃气轮机技术的组合设计原理的组合设计蒸汽机原理与机械原理组合功能的组合设计内燃机与传动、制动、转向、照明、电气等功能结合设计出汽车两把刀刃上下相对交错组合设计出剪刀文艺晚会的表演由每一场文艺节目模块组合而成家具、电器的摆放、装潢设计也是一种组合设计模块的组合设计计算机系统:由硬件系统和软件系统的组合设计而成。神舟飞船由发射系统、监测系统、控制系统、航天员系统、飞船本身系统和回收系统等子系统组成。系统的组合设计利用现有技术和产品进行巧妙的组合或者改进,照样可以产生出新的发明专利。如果利用得当,组合技术的前景照样非常广泛。绝对不要把专利技术想的太复杂。铅笔无非是把石墨和木头组合在一起,产生了具大的市场价值。当铅笔已经成为一项专利时,真正的有心人并没有灰心,而是发现把橡皮和铅笔结合在一起又成为一项新专利。小小的铅笔市场上已经有两项在先专利时,往后又有新的有心人发现把圆形铅笔做成六棱形,尽管是小小的改进,却可以防止使用时手和铅笔互相滑脱,还可防止铅笔从桌上滚落。虽说这种改进只能获得外观设计专利,但市场价值却远远超过大多数发明专利。改进发明再次获得成功。不要以为铅笔加橡皮是古老的故事,2001年邓国顺申请的闪盘专利正是将既有的USB接口和早已存在的闪存盘组合到一起。再比如把白色奶油冰淇淋和黑色巧克力冰淇淋或者其他颜色、口味的冰淇淋制成双色或者多色冰淇淋,极大赢得了冰淇淋迷的欢心。如此简单的原理,点透了傻瓜都明白的闪存盘专利为朗科公司带来了滚滚盈利,简直就是历史的重演。这些足以说明专利的发明者未必是绝顶聪明的人,但一定是有心人。3、回家想想自己的学校、家庭及其周围的一些物品,找出一些技术设计的例子,并分析它们是哪一种设计种类?若是组合设计的想想是属于哪种组合?思考与练习1、技术设计的种类分为哪三种?2、组合设计又分为哪些组合方式?技术设计有原创性设计、改进性设计和综合(组合)性设计3种综合(组合)性设计又分为外形组合、性能组合、原理组合、功能组合、模块组合、系统组合等多种组合方式。二、技术设计的原则、方法和标准3、需要性和实用性原则4、经济性原则8、工程心理学原则9、法律、道德规范原则10、通用性、标准性原则11、时效性原则12、可持续发展原则(一)技术设计的原则1、科学性原则2、创新性原则5、最优化原则6、可靠性原则7、安全性原则1、科学性原则:设计必须遵从科学的原理,按照大自然的规律进行设计,否则设计是不会成功的。永动机设计者的设计就是违反了科学性原则。2、创新性原则:设计只有不断进行创新,才能具有新的生命力。例如:电视机从诞生以来,在新材料、新器件、新技术、外观...