方案的构思方法

第五章方案的构思及其方法一、方案的构思方法设计的一般过程：发现与明确问题（四.）制定设计方案（五.方案的构思及其方法）制作模型或原型（六.设计图样的绘制七.模型或原型的制作）测试、评估及优化产品的使用和维护（八.技术产品的使用和保养）本节学习目标：1.设计分析2.方案的构思方法3.方案的比较和权衡一、设计分析合理的设计分析是成功地进行技术设计的关键一步，分析得当可以指引以后的技术设计不走或少走弯路。下面以中学生用的台灯为例，说明设计分析的基本思路。台灯设计需要考虑的因素示意图具体要求：物灯泡灯罩支撑架开关底座

灯泡的主要功能在于照明。台灯的灯泡有很多种，如白炽灯、日光灯管、节能灯管、LED等。----应选择耐用、光线柔和、节能灯泡或灯管

灯泡选择：

中学生学习的时间较长，眼睛易疲劳，为了保护其视力，所要设计的台灯应连续平稳地发光，一般选择没有频闪或频闪度较低的灯泡。各种灯的性能比较：名称耗电量（W）工作电压（V）协调控制发热量可靠性使用寿命（h）金属卤素灯100220不易极高低3000霓虹灯500较高高高宜室内3000镁氖灯16W/m220较好较高较好6000日光灯4-100220不易较高低5000-8000冷阴极15W/m需逆变较好较低较好10000钨丝灯15-200220不宜高低3000节能灯3-150220不宜调光低低5000LED灯极低直流12-36V（可用220V）多种形式极低极高10万灯罩选择：材料:作用:调节光线、安全保护选择耐用、导热性弱、不透明、反光度适宜、颜色和谐等特性的材料。支撑架选择：作用:材料:支撑作用，并决定台灯的高度，还会影响到光线的利用率。选择耐用、安全、可调节、美观的材料。开关选择：作用：通断电源或调节光线亮度。选择：旋钮。（常见的台灯开关有拨动式开关、旋钮式开关、触摸式开关、光控开关、声控开关等。）底座选择：作用:材料:支撑和稳定。

选择坚固的、不易碎的材料形状:底要大些，体现个性化的风格。（6）电线：电阻小、不易折断（7）灯头：干电池、充电电池、220V民用电附件的考虑：（8）供电方式：标准件指经优选、简化、统一并给以标准代号的零件或部件。附加功能设计：在台灯底座上安装日历、笔筒、时钟、收音机、电风扇、电话等附件。或增加定时开关功能，自动报警功能。在作设计分析时，应考虑台灯各部分之间的关系，使之成为一个协调的整体。

要注意尽量就地取材；并且要尽量使用可再生资源；学会选择标准件。注意：台灯材料的选择：人学习任务重：生理：处于生长发育期心理：经久耐用光线（照明效果好）光线柔和（不伤害眼睛）高度适中、可调节安全意识不好（材料绝缘、散热性能好）追求时尚、前卫、个性想一想下面两个台灯适合什么人使用？为什么？环境环境保护：使用环境（适应性）：可持续发展无污染底座稳定体积适中周围总体环境想一想下面这个台灯适合在什么样的环境中使用？为什么？二、方案的构思方法最具挑战性，需要创新思维，大胆构思，发挥个人潜力。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，并采用图、模型、语言、文字等方式呈现的思维过程。(1)草图法:（优点:捕捉灵感，自由发挥，不受约束）(2)模仿法:（优点:少走弯路）新型导航仪——振动陀螺仪

结构模仿——奥运场馆国家体育场“鸟巢”

模仿蛋白质的重叠结构设计了微型机器人远望五号测控船鱼鳍减摇鳍(3)联想法:古人的飞天梦

明朝有一个人叫万户，他看到爆竹点燃爆炸之后能够升空，就联想到如果自己能够乘坐爆竹，不就能够升到高空了吗？于是他就找来把椅子，在椅子的四条腿上分别捆绑上了大爆竹。当然，当他坐到椅子上让别人点燃爆竹之后，未能升入高空，而是摔了一个大跟头。但以后的人们联想到这个原理，终于造出了能够飞上太空的火箭。(4)奇特性构思法:夜视镜

在古今许多战争中，侦察员是个重要的角色。侦察员在战斗前，凭借夜色保护，到敌方前沿阵地侦察。夜色里，敌方看不见侦察员，但侦察员也很难看清敌方的情况。许多人想要是能有一双夜视眼就好了。这个设想在人的生理功能前提下不能实现。后来人们采用红外热敏材料造出了能在夜晚看清敌人的夜视镜。

夜视镜

夜视镜分为微光夜视镜和红外夜视镜，红外夜视镜又分为主动式和被动式。夜视镜下的图像

(3)联想法(案例:古人的飞天梦)(4)奇特性构思法(2)模仿法(1)草图法方案构思方法：（优点:随意修改，捕作灵感，自由发挥）（优点:少走弯路）

（例如台灯的设计中：利用人体散发出来的热量给台灯供电；台灯照射出来的光线只照在一定的范围里，不影响其他人。）三、方案的比较和权衡

在多个方案经构思形成之后，我们往往要对这些方案进行评判和比较，同时要从设计的目的出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。（1）木制底座（2）有机玻璃灯罩（3）6根支撑用自行车钢丝（4）6块普通玻璃（5）标准灯泡、导线、插头（6）调光开关（1）木制底座（2）金属灯罩（3）2根金属或有机玻璃支撑杆（4）手动开关（5）标准灯泡、导线、插头（1）椰子壳或葫芦壳制底座、灯罩（2）金属软管支撑杆（标准件）（3）标准灯泡、导线、插头（4）调光开关（1）陶瓷瓶或空酒瓶制底座（2）硬纸制灯罩（外贴花布）（3）标准灯泡、导线、插头（4）空心金属管或非金属管作支撑架（5）手动开关方案的比较实用美观创新稳定性安全性环保性加工难易程度经济成本方案A√√√8元/盏方案B√√√√12元/盏方案C√√√√√9元/盏方案D√√√√√7元/盏方案比较（参考表）

设计台灯首先要满足基本功能——照明，其次安全性，再考虑结构稳定性和台灯的耐久性，最后综