机械艺术科技主题展厅设计方案.docx

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机械是现代社会进行生产和服务的五大要素(人、资金、能量、材料和机械)之一,而其中能量和材料的生产也必须有机械参与。机械延伸了我们的能力,提高了我们的效率,拓展了我们的生存空间,提升了我们的生活质量。在我们的生活和工作中,机械可以说无处不在,它种类繁多,内容庞杂,而最能吸引观众、深入体验、启迪思维的就是其解决社会生产生活问题时所蕴含的巧思妙想,因此这就成为本主题展区的展览切入点。
本主题展区以机械艺术形式作为主要场景设计,以机械互动作为主要参与手段,结合历史、文化和艺术元素,展示与我们日常生活和工作密切相关的用于度量、计算、传动、制造等方面的不同类型的精巧工具与机械,以及结合现代信息技术而发展起来的自动机械和智能机械。观众通过观察、欣赏、抚摸和操作这些精巧展项,了解各种工具与机械装置的组成、结构和工作原理,体验机械之巧、机构之妙,感受其创造者的精妙构思与匠心独具,体会解决生活中实际问题的方法。
本主题展区主要围绕“巧量时间”、“巧测空间”、“巧称妙算”、“巧传妙递”、“巧工妙匠”和“巧手作坊”六个分主题展开。
1巧量时间
“一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴”,诗人的比喻发人深省,但是时间从来也没有用“寸”来度量过,当然更是无法用金钱来度量的。人类的日常生活、科研、导航及测绘等等工作都要花费时间,任何具有周期性变化的自然现象都可以用来测量时间,人类从以地球自转作为计时标准开始,进而以机械钟、石英钟、原子钟作为计时工具,这一过程用了3500多年。
本展区主要采用实物、模型和互动的形式,介绍历史上和现代日常生活中不同类型的计时机械装置,观众通过观察、抚摸和操作,了解各种计时机械的基本结构和工作原理,体验其创造者的精妙构思与匠心独具。
本展区王要展项包括:
“表”的变迁——版面+多媒体+艺术品,本展项贯穿整个展区,为观众提供各类计时装置的发展演变以及本展区展品涉及到的背景知识,大屏幕交替播放着日月穿梭、星移斗转、四季变换、沧海桑田的美丽图景和各类钟表的运转音画,激发人们对于时间问题的思考。
立“竿”见影——模型+可触摸艺术雕塑+互动体验,体验日影计时。
漏刻计时——仿制品+自动演示+互动操作,介绍“铜壶滴漏”、“沙漏”和“碑漏”计时。
钟楼“主人”——大型复制品+互动操作,采用重物驱动轮驱动运转的最古老的大型机械钟的复制品。
老爷座钟——实物藏品+自动演示,一组采用摆驱动的机械钟的实物藏品(或复制品),它们曾经是小康之家值得炫耀的家居用品。
巨型手表——比例解剖模型+互动操作,采用弹簧发条驱动的机械手表的放大复制模型,可以清楚地看到内部精巧的传动机构和擒纵机构等运动情况。
水钟——自动演示,采用水滴漏和虹吸原理以及自动控制技术等计量时间的大型艺术性展品,既蕴含了丰富的科学知识,又是一件提供精确计时与直观显示的实用品,更是一件构思巧妙、巧夺天工的艺术精品。
2巧测空间
到达一个陌生的地方,我们经常会迷茫,我们在哪儿?距离目的地还有多远?如何才能找到我们要去的地方?制作一件生活用品,尺寸做到多大合适?怎样保证零部件间配合达到最佳的性能?生活中关于方位、距离、长度、面积、体积等空间方面的问题实在是太多了,古人、今人对于这些问题的解决都有很多创造性的方案。
展览主要采用机械互动的形式,介绍几种关于方位、距离、长度、面积、体积等空间问题的测量工具与机械,包括远距离测量和精密测量,使观众体会解决生活中实际问题的方法。
本展区主要展项包括:
现代指南车——互动操作,采用齿轮差动原理和现代传动技术,实现了任意运动状态的“指南”。
六分仪——互动操作,模拟测量你所在位置的经纬度。
三角测量——互动操作,介绍用于远距离物体的三角测量原理。
身高与臂长——互动操作+体验,介绍两种针对人体身高臂长的测量方法,体验饶有趣味的自我测量过程。
曲线的长度——互动操作,根据提供的工具尝试不同的方法测量曲边的长度。
面积测量仪——互动操作,介绍两种面积测量仪的结构和原理,体验不规则图形面积测量的方法。
算算它们的体积——互动操作,测量复杂形状物体的体积。
游标卡尺——比例模型+互动操作,模拟游标卡尺的测量操作,体会其测量原理。
百分表——互动操作,体会精密测量。
……
3巧称妙算
人类在生产生活中创造了丰富多彩的计算与称重工具,有的已经逐渐淡出了人们的视野,有的依然在发挥着作用。无论它们是否退出了历史舞台,其巧妙构思和曾经带给人们的便利,都会给我们以启迪。
展览主要采用机械互动的形式,介绍几种计数、计算和称重工具,包括已经淘汰的和最新的创造。当然,现代计算机不在这里展示。
本展区主要展项包括:
权与衡——互动操作,体验自身体重的测量过程,了解杠杆原理在重量计量方面的应用。
星体称——互动操作,介绍弹簧称重,了解胡克定律在重量计量方面的应用,感受自己在太阳系不同星体上的不同体重。
水称——互动体验,体验利用液压原理进行自身体重测量的一种新型方法。
卜算子——互动操作,通过自动控制的手段,奇妙地展现了我国古代的重要发明——算盘的运算过程。
钢球计数器——互动操作,展示一种简单而巧妙的钢球计数装置。
机械计算机——实物解剖+互动,介绍曾经发挥过重要作用的机械计算机。
计算尺——比例模型+互动操作+实物藏品+多媒体,介绍曾经是工程师手中的必备工具的计算尺,感受计算技术的日新月异。
......
4巧传妙递
应用于各行各业中的现代机械品类繁多,浩如烟海,但是都有一些基本的和共性的元素,那就是用于传递动力和运动的各种精巧的机构和传动装置,它们的不同选择与组合,可以实现各种或简单或复杂的功能要求和工作目标。
本展区就是将日常生活和工作中经常用到却见不到或者见到也熟视无睹的各种精巧机械装置(机构、传动等)展示出来,结合趣味性、人文化的任务目标(比如物体的输送、乐器的鸣响等),激发观众的参与热情,通过机械互动的手段,使观众直观了解机械结构、机械原理,体验机械之巧、机构之妙,分享成功的喜悦。
本展区主要展项包括:
银珠落玉盘——互动操作,大型组合式展品,包括四组钢球输送装置、五组钢球下落装置、上下两个透明接球盘。转动手轮,输送装置将钢球运送到高处的接球盘中,钢球随机进入不同的下落装置中,沿途丁丁当当,恰如银珠落玉盘,趣味盎然。
铿锵锣鼓——互动操作,大型组拼式展品,可以多人合作,任意挑选不同的机械传动机构“拼块”进行组合,将输入装置和输出装置联结起来,实现锣鼓的鸣响。
金石之声——互动操作,圆形转台上方悬挂着两组共十六件钟与磬,转动转台,通过齿轮、皮带、棘轮、凸轮等一系列机械装置的协同作用,驱动小锤敲击钟磬,发出悦耳音调。
创作你的乐曲——互动操作,类似八音盒的结构和工作原理。转动圆柱形滚筒,凸起的金属柱拨动杠杆驱动小锤敲击竖立着的木琴中的一片,发出相应的音调。观众就可以通过按下和弹起不同位置的金属柱,创作和演奏自己心中的乐曲。
竞争与合作——互动操作,二人操作项目。可以进行对抗比赛,看输出轮随谁的意志转动;也可以进行合作,使输出轮转得更快。使观众在了解差动齿轮传动原理的同时,有更加深刻的体验与思考。
惊奇传动比——互动操作,一组并列的齿轮传动机构,传动比依次增加。观众转动输入轴,并排的输出轮就会快慢不一地转动,上面的图案则出现令人惊奇的变化。
液压传动——互动操作,一套手动的液压传动装置。观众转动液压泵提供动力,操作液压阀实现控制,从而驱动液压马达和液压缸动作,完成物品起吊和搬运工作。
5巧工妙匠
“工欲善其事,必先利其器”。我们都有过使用工具的经历,工具使那些仅靠双手难以实现的加工任务变得易如反掌。工具发展与制造技术创造了人类工业文明的辉煌,而进入二十一世纪的先进制造技术不断吸收信息技术和现代管理技术的成果,向着精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化的方向发展。
本展区从人们生活和工作中的常用加工制造工具(如木工工具、钳工工具、电工工具等)出发,通过情境化、虚拟化和舞台表演等形式,向观众介绍传统制造技术、先进制造技术和智能机械等方面的知识,使观众了解一些典型制造设备、自动化机械、工业机器人、智能机器人的形态与结构,体会它们的动作与功能,感受其运动精确性与高超的本领,体验梦幻般的现代科技气息。
本展区主要展项包括:
工具之歌——实物+艺术性展墙,展示千姿百态的生产生活工具,包括过去的和现在的、日常使用的和专业工种的。
装配“机床”——模型+互动操作,提供一组模块化的机床零部件模型,观众可以按照版面提示,组装车、铳、包IJ、磨、钻等各种典型加工机床,了解工作原理。
制造技术知识问答——计算机互动,向观众介绍传统制造技术、特种加工技术和先进制造技术所涉及的概念、原理、特点、应用等知识。
坐标平台——互动操作,体验现代加工设备和检测设备中广泛应用的坐标平台原理与技术。
并联机械手——互动操作,观察并联机械手的分拣拼字动作过程,了解并联机械手的结构、原理与应用。
遥控机械臂——互动操作,体验机械臂的操作过程,了解远程控制的概念和机械臂的结构与原理。
“我”的生产线——表演+互动体验,一组工业机器人组成,形成一条趣味的模拟“生产线”,而观众则成为生产线上的“产品”,接受机器人的诙谐有趣的“欢迎”、“加工”、“装配”、“清洗”、“喷涂”、“化妆”等操作,切身感受工业生产的过程。
仿人机器人——开放式表演剧场,介绍仿人机器人和人工智能技术,体验高新科技的神奇和奥秘。灯光舞台上,两台造型可爱的仿人机器人,进行着调皮的对话,比试各自的身体协调能力,随着优美的音乐表演太极24式,然后是幽默的双刀对打。
深海机器人——模型+多媒体,这是目前世界上体积最大、下潜深度最大(7000米)、由中国制造的深潜载人潜水器的实际尺寸模型。观众可以进入船舱内部,模拟操作,观看屏幕上播放的深海奇景。
月球车——模型+多媒体,介绍中国自己的月球车。使观众关注我国的探月工程,了解智能机器人技术及其在空间探索方面的应用,激发探索精神和自豪感。
……
6巧手作坊专门的教育活动场地,为预约观众提供机械知识学习、机械加工与装配、机器人创意设计、小型机器人组装等教育活动课程,其他观众可以透过玻璃墙壁观摩内部的教学情况,欣赏历次活动积累下来的优秀作品展示。