通用技术知识点汇总.doc

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技术与设计1:
1、技术的价值
技术是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造。
技术与人:它具有保护人、解放人和发展人的作用。
保护人:提供抵抗不良环境,防止被侵害的手段和工具。
解放人:解放或延长身体器官,拓展活动空间,提高劳动效率,增强各方面的能力。
发展人:技术促进人的精神和智力的发展,使得人的创新精神和批判能力得以提高,思维方式发生转变,自我价值得以体现。
技术与社会:促进社会生产的发展,丰富社会文化的内容,改变社会生活的方式,是推动社会发展和文明进步的主要动力之一。
技术与自然:人类依靠技术改造、利用自然时与自然和谐发展。注意对自然的保护,技术对自然产生负影响,应以可持续发展为目标开发利用自然。
2、技术的性质:目的性、创新性、综合性、两面性、专利性
(1)技术与科学的区别:
科学是对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实验,从而发现规律,并予以验证和公式化的知识体系
技术则是人类为了满足自身的需要和愿望对大自然进行的改造
科学侧重认识自然,力求有所发现
技术侧重利用和合理地改造自然,力求有所发明
科学回答“是什么”“为什么”的问题
技术则更多地回答“怎么办”的问题
科学通过实验验证假设,形成结论
技术则通过试验,验证方案的可行性与合理性,并实现优化
(2)狭义的知识产权:著作权、专利权、商标权。
专利的特性:独占性、时间性、地域性。专利分:发明专利、实用新型专利、外观设计专利。
专利不自动取得,需要申请并授权。符合新颖性、创造性、实用性的发明技术才可提出申请。
保护年限:发明专利20年、实用新型专利10年、外观设计专利10年
申请发明专利步骤:提交申请、受理、初审、发明专利申请公布、发明专利申请实质审查、授权。
3、技术与设计的关系
设计是技术发展的重要驱动力,技术发展设计产生重要影响。两者相互影响、相互制约、相互促进。
4、人机关系要实现的目标:高效、健康、舒适、安全。
实现合理的人机关系要注意(1)普通人群与特殊人群(2)静态的人与动态的人。(3)人的生理需求与人的心理需求。(4)信息的交互。
5、技术试验种类:性能试验、优化试验、预测试验、信息试验。
技术试验方法:优选试验法、模拟试验法、虚拟试验法、强化试验法、移植试验法。
6、设计的一般过程
(1)发现和明确问题(2)制定设计方案(收集信息、设计分析、方案构思、方案呈现、方案筛选。)(3)制作模型或原型(4)测试、评估及优化(5)产品的使用和维护
设计实际上是一个动态的过程。在一项具体设计中,有些阶段或步骤可能会发生变化,有些步骤之间则可能出现一定的循环。因此,我们不能将设计的过程简单化、模式化,而应根据设计的需要进行灵活安排。
7、设计的一般原则:创新、实用、经济、美观、道德、技术规范、可持续发展。
各种原则并不是各自独立的,它们之间往往相互联系、相互制约、相互促进、相互影响、相互渗透。具有一定的开放性。
8、设计的评价:一是对设计过程的评价,二是对最终产品的评价。
对过程的评价,设计过程中的即时性、阶段性评价,对设计过程的评价应贯穿设计的全过程。
对最终产品的评价:一是参照设计的一般原则,二是事先制定的设计要求进行评价。
9、发现问题的途径和方法:观察日常生活、收集和分析信息、技术研究与技术试验
10、明确问题:(1)明确问题的内容与价值(2)明确解决问题受到的限制及具体设计任务
11、方案的构思方法:
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,形成一个完成的抽象物,并采用图、模型、语言、文字等方式呈现思维过程。
(1)草图法:草图不仅能将一些想法明确地表达出来,而且可以随意修改。在运用草图法进行构思的过程中,可以捕捉灵感、自由发挥、不受约束。
(2)模仿法:模仿现实生活中存在的一些事物进行方案的构思。如仿生技术
(3)联想法:利用联想法进行方案的构思,不一定能使技术设计一次性成功,但它有可能为构思找到一种方法或一条形成方案的路径。如:万户的飞天梦想。
(4)奇特性构思法:奇特性构思法所形成的方案一般具有原创性。这些构思在历史上很少发生,或从来没有发生过,甚至有些构思在当前的科学、技术、经济条件下无法实现。
12、技术语言的种类与应用
技术语言是一种在技术活动中进行信息交流的特有的语言形式。比如图样、图表、模型、符号等。
技术语言的两大特征:言简意赅、通俗直观。
不同的技术语言往往适用于不同的应用范围,具有不同的功能:
口头语言:较多适用于面对面的、规范要求并不过于严格的场合,其特点是简洁、方便。
技术图样:是采用某种规范形式将设计用图样的形式表达出来的一种设计交流的语言。具有直观性、高效性、准确性和永久性。说明和陈述比较详细。
模型:具有感性、直观的特点,容易吸引观众或读者的注意,并使人更容易把握技术的特征,是最具有技术特征的一种表达方式
图表:包括相关的表格、草图、效果图等。图表是表达设计思想的一种十分有效的手段。文本、图表之类的交流方式相对比较正式,适用于具体有一定技术要求的交流,其特点是较为规范,可以反复查阅、核对。
计算机演示、网页:是各组成部分和运作一目了然,比较生动、形象,其中网页的方式还具有交流时间灵活、开放性强等特点。
网络语言:帮助人们实现了远程的设计交流的需要。
13、常见的技术图样
(1)三视图投影规律:主视图反映物体的长和高,俯视图反映物体的长和宽,左视图反映物体的高和宽。长对正,高平齐,宽相等。
(2)形体的尺寸标注:尺寸三要素:
①尺寸界线:尺寸界线用细实线绘制,由图形的轮廓线、轴线或对称中心处引出,也可利用轮廓线、轴线或对称中心作尺寸界线。
②尺寸线:尺寸线用细实线绘制。尺寸线必须单独画出,不能与其他图线重合或在其延长线上。用箭头作为尺寸线终端。
③尺寸数字:图样上所注尺寸表示形体的真实大小,与图样的大小及绘图比例无关。图样上的尺寸,以毫米毫米(mm)为单位时,不注写单位,否则必须注明。水平方向尺寸的尺寸数字一般注写在尺寸线上方或其中断处,尺寸字头向上,竖直方向尺寸数字写在尺寸线的左侧且字头向左。
整圆或大于半圆的圆弧标注直径,数字前加φ,半圆或者不足半圆的圆弧标注半径数字前加R,对于球体或球面的尺寸标注,在尺寸数字前加注“Sφ”或“SR”
14、模型具有两个功能:①使设计对象具体化。②帮助分析设计的可靠性。
(1)草模:用于产品造型设计的初期阶段,它可以采用立体模型将设计构思简单地表示出来,供设计人员深入探讨时使用。
(2)概念模型:在设计构思初步完成之后,用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排,以及产品与人、环境的关系等,从整体上表现产品造型的整体概念。
(3)结构模型:用于研究产品造型与结构的关系,表达产品的结构尺寸和连接方法,并用于进行结构强度试验。
(4)功能模型:用于研究产品的各种性能以及人机关系,同时也用于分析、检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系,并在一定条件下用于试验。
(5)展示模型:是采用真实材料,按照准确的尺寸做成的与实际产品几乎一致的模型,研究人机关系、结构、制造工艺、外观、市场宣传等。
15、产品说明书及其编写
定义:是指导用户选择产品、使用产品的“路标”和“向导”,它可以帮助用户了解产品特性,确保用户正确、安全地使用产品。
形式:条款直述式、自问自答式
写作要求:(1)充分考虑用户的阅读需要(2)体现产品的设计特点(3)不必平均用力,而应有所侧重(4)语言准确、通俗、简洁,内容条理清楚
技术与设计2
第一单元结构与设计
1、构件的基本受力形式:拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。
2、基本结构类型:实体结构、框架结构、壳体结构
实体结构:受力特点:外力分布在整个体积中,能承受较大压力。如:实心墙,大坝。
框架结构:受力特点:支撑空间而不充满空间,既可承受拉力,也可承受压力。如:铁架塔。
壳体结构:受力特点:外力作用在结构体的表面上,能较快地、均匀地把受到的力分散开来。
如:头盔,飞机的外壳,贝壳。
3、结构的稳定性:(歪不歪,倒不倒,稳当不稳当)
(1)结构的稳定性:是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
(2)影响结构稳定性的主要因素:重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小、结构的形状。
4、结构的强度:(弯不弯,断不断,结实不结实。)
结构的强度:是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
影响结构强度的主要因素:结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式。
①结构的形状:三角形是框架结构中最基本的形状之一,它结实、稳定,所用材料最少。
②结构构件的连接通常有铰连接和刚连接两种。
5、经典结构设计的欣赏与评价,可从技术与文化两个角度进行。
(1)技术的角度主要有:结构、功能、材料、工艺等。
(2)文化的角度主要有:时代、民族、习俗等。
第二单元流程与设计
1、流程的概念
(1)流程:是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。任何流程都反映一定的时序,体现出一定的环节。
时序:时间上的先后顺序就是时序。时序体现了具体活动内容的先后关系,在这种先后关系中,有些步骤之间的时序是不可颠倒的,有些步骤之间的时序是可以颠倒的。
环节:完成某一个具体目标、组成某项生产或某个活动过程的若干阶段或小的过程称为环节。
在某项生产或某个或动中,环节是不可缺少的。
2、流程的表达方式
有文字表达、表格表达、图示表达等方式,还可用模型表达、动画演示等。
用箭头、数字序号、时间等表达时序。流程图的序号或方框反映了环节、时序的具体情况。
3、流程设计应考虑的基本因素
设计一个流程首先应明确流程要实现的具体目标。
对于工作和生活方面的流程设计,主要应考虑如何节省时间、提高工作效率、提高工作质量等目标。
对于生产活动的流程设计,主要应从提高效率、提高质量、节省资源、安全生产、高经济效益、提高管理水平等方面明确设计的目标。
4、流程设计的步骤
首先要明确设计的目标和任务,明确流程所应遵循的内在变化规律。
其次,要分析基本因素(材料、设备、资金、人员、工艺和环境因素。)
第三,列出流程涉及的主要事项,并进行初步的排列。
第四,分析各事项(步骤)之间先后顺序,合理地安排流程的时序和环节。
第五,选择一种合适的表达方式画出流程图,对于有严格时间要求的时序,要标注时间。
5、流程的优化:
在流程的设计和实施过程中,要对流程进行不断改进,以期取得最佳的效果。这种对流程修改的过程,叫做流程的优化。优化的主要目的是进一步完善流程设计的目标
流程优化的主要内容:工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等。
6、流程优化的条件:流程的改进和优化需要一定的条件,与材料、设备、工艺有着密切的关系,在优化流程时,需要充分考虑到这些条件。
第三单元系统与设计
1、系统的概念
系统:由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。构成系统,必须具备三个条件:
第一,至少要有两个或者两个以上的要素(部分)才能组成系统;
第二,要素(部分)之间相互关系、相互作用,按照一定方式形成一个整体;
第三,这个整体具有的功能是各个要素(部分)的功能中所没有的。
:(1)自然系统和人造系统;(2)实体系统和抽象系统:
:整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性。
⑴整体性:是系统最基本的特性,也是观察和分析系统最基本的思想和方法。
系统是一个整体,它不是各个要素(部分)的简单相加,系统的整体功能是各要素(部分)在孤立状态下所没有的。系统的任何一个要素(部分)发生变化或出现故障时,都会影响其他要素(部分)或整体的功能的发挥。系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。
⑵相关性:是指组成系统的各要素之间相互作用、相互联系。
⑶目的性:任何系统都具有某种目的,都要实现一定的功能,这正是区别不同系统的标志。
(4)动态性:任何一个系统都是一个动态的系统,处在运动变化和发展之中。
(5)环境适应性:一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换,外界环境的变化会引起系统特性的改变。
4、系统的分析
系统分析:为了发挥系统的功能,实现系统的目标,运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、实验,并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序,或对原有的系统提出改进方案的过程。
(1)系统分析的一般步骤:
①明确问题,设立目标②收集资料,制定方案③分析计算,评价比较④检验核实,作出决策
(2)系统分析的主要原则:整体性原则、科学性原则、综合性原则三个主要原则。
(3)系统的优化:是指在给定的条件(或约束条件)下,根据系统的优化目标,采取一定的手段和方法,使系统的目标值达到最大化(或最小化)。
5、系统的设计
系统的设计是对各种各样的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等,直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。系统设计要从整体出发,统筹兼顾,以系统整体功能的最优为目的。
第四单元控制与设计
1、控制的含义
人们按照自己的意愿或目的,通过一定的手段,使事物向期望的目标发展,这就是控制。
2、控制系统的工作过程与方式
(1)控制系统:任何一种控制的实现,都要通过若干个环节,这些环节构成一个控制系统。一般的控制过程都有一个输入和一个输出,控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。
(2)开环控制系统:控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。
对于开环控制系统,通常可以用下面的方框图来描述:
开环控制有时候有检测装置,检测外部输入信号,即检测输入量。如声控路灯、自动门、感应哭声的摇篮、交通信号灯等。
(3)闭环控制系统:系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统。
简单闭环控制系统的方框图如下:干扰因素
 
注意闭环控制的检测装置检测的是控制的结果,并与目标值进行比较,从而形成反馈。如空调、冰箱的温度控制、抽水马桶的水位控制等。
3、闭环控制系统的干扰与反馈
(1)干扰因素:指在控制系统中,除输入量(给定值)以外,引起被控量变化的各种因素。有的是环境造成的,有的是人为原因所致。控制系统中干扰因素可能有一个,也可能有多个。
(2)闭环控制系统的工作过程
从反馈来看,闭环控制系统就是指在系统的输出端与输入端之间存在反馈问题,输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控制量(输出量)的偏差。闭环控制系统,一般能够克服外界干扰,使被控量控制在给定值附近。
4、功能模拟方法:以功能和行为的相似性为基础,用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法。
5、黑箱方法:把将要研究的系统作为黑箱,通过对系统输入与输出关系的研究,进而推断出系统内部结构及其功能的方法。如,中医切脉诊病、瓜农选西瓜等。
6、控制系统设计的一般思路
设计好一个控制系统,应该明确这个系统要达到的目的是什么,所要控制的对象是什么,被控制对象有哪些重要的特性,被控量和控制量分别是什么,外界的主要干扰因素有哪些,选择怎样的设计方案既能达到目的,又能经济、易于实现,如何选择设备和元件,等等。
设计一个控制系统,是选择开环控制还是闭环控制,应根据对控制精度的要求以及条件的可行性而定。能达到控制目的,采用易于实现的控制方式,降低控制成本、减少对环境的负面影响等,是我们进行控制系统设计必须考虑的基本问题。