通用技术地质版（2019）二、创新设计的类型精品课件ppt

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创新设计是指利用已有科学知识和技术手段创造性地解决某种问题的设计活动。我们对面临的已有问题和新出现的问题，可采用已有的和新开发的技术去解决。用新技术解决新问题和老问题,以及用已有技术解决新问题都是创新设计。
一、创新思维的特征在设计实践中，为什么有的人只会因循守旧，照搬照抄，而有的人则能脱颖而出，取得创造性的成果呢?这是因为后者运用了创新思维。创新思维有什么特征呢?
吸尘器的创新设计一般吸尘器的原理是:吸尘器内部的电动机驱动叶轮产生负压，空气和尘土、垃圾被吸进吸尘器内，通过滤网或尘袋后，空气被排出吸尘器，尘土、垃圾则留在吸尘器内，最后被倒掉。这种吸尘器长期使用会出现因滤网堵塞而导致吸力下降等问题，而且清理滤网比较麻烦，更换滤网或尘袋又有费用支出(图4-8）。针对这些问题，英国设计师詹姆士·戴森经过大量模型试验，推出了无尘袋真空吸尘器。这种吸尘器采用偏置进气口的办法在圆柱形集尘桶中形咸旋转气流,尘土和垃圾在离心力作用下离开集尘桶中央，空气从中央排出。然后又利用多圆锥气旋技术使空气中没有分离出的微尘又流回集尘桶内，只在空气排出之前加滤网防止极少的微尘排出。这种新型吸尘器无须频繁更换耗材，而且能够自始至终维持强劲的吸力〔图4-9) 。设计师正是将工业上常用的离心分离原理应用于吸尘器中才创造出了新产品，采用这种原理的吸尘器在市场上十分畅销,成为创新设计的典范。
分析这—案例,我们可以归纳出创新设计的思维特征。1．开放性创新思维具有开放性，表现为敢于突破思维定势，乐于接纳新信息，善于输出新信息，能够打破现有框架的束缚，把设计过程视为推陈出新的过程。2．多向性创新思维具有多向性，主要表现为发散思维、收敛思维、正向思维、逆向思维等，其主要特征是善于从不同角度思考问题，设计时能提出多种设想，能灵活地变换影响事物的因素。当思维在一个方向受阻时,善于灵活转向思考或逆向思考。3．独创性创新思维具有独创性，其主要特征是敢于提出与众不同、前所未有的见解，不受传统习惯和先例的束缚，创造出独特的解决方案。独创性思维往往能使设计标新立异、独辟蹊径，产生出新颖的设计成果。前面案例中的吸尘器采用了离心分离等创新设计，以其持续大吸力、免尘袋等特点在众多吸尘器品牌中脱颖而出。开放性、多向性和独创性是创新思维的主要思维品质，是难能可责的素质。我们在设计实践中要注意训练自己的这种思维品质,提高创新思维能力。
问题思考联系生活、学习实际，回顾自己曾经在什么情况下创造性地解决了什么问题?体现了创新思维的哪些特征?
二、创新设计的类型设计可以从哪些方面考虑创新呢?了解创新设计的类型，能做到有的放矢，提高创新设计效果。创新设计主要有以下四种类型。
1.原理创新原理创新是运用一种新技术原理于产品设计中，从而产生出新颖、先进的技术产品。这是一件比较复杂而且困难的事情，然而一旦获得成功，常常可以引起技术产品革命性的变化。前面的吸尘器创新设计就是典型的原理创新。还有很多的原理创新设计，例如:将电子显示技术运用于量具制造上，出现了先进的数显量具;将激光技术运用于加工设各上，出现了激光切割机、激光手术刀;混合动力、燃料电池等新能源汽车的技术创新，给现代交通工具提供了更清洁的“心脏”﹔计算工具的设计原理创新，催生了现代的电脑---…可以说,现代化的高新技术产品，大都是原理创新设计的成果。
讨论交流生活中还有哪些产品属于原理创新，试举出2~3例。
2．结构创新高压锅的创新设计煮食物用的锅，沿用了几千年。但煮难熟的食物需要时间较长，尤其是在气压低的高原地区。直到近代，有人运用“增加气压以提高沸点”的原理，对传统的食用锅的结构进行了创新设计，设计出了锅孟、锅底相扣的密封结构,以及限压阀、安全阀等结构,保证了高压锅原理的实现。于是生产出了实用、安全、美观的新炊具——高压锅（图4-10)。
结构设计指的是针对产品的内部结构和机械部分的设计，包括产品的强度与稳定性设计、构件间的连接方式设计等。结构设计是设计工作从抽象到具体的主要环节，这个环节内容涉及面广泛。它不仅是实现设计原理创新方案的保障，而且涉及材料选用、加工制作的工艺、产品的经济性及与社会环境的适应性等诸多因素。由于结构设计涉及的因素很多，所以设计创新的内容也很多。现在，许多技术产品的体积越来越小，耗能越来越少，携带越来越方便，使用功能越来越完善……这在很大程度上都是结构设计的创新带来的。
3．外观创新电脑的创新设计20世纪90年代,当时的个人电脑大多是米白色的方盒子，从外形上来看没什么特点，而且还让普通消费者与之产生了距离感。某公司的个人电脑使用了圆润的外形、蓝色半透明的外壳,将电脑内部元器件自信地展示给了消费者（图4-11)。除了创新的外观设计，还将屏幕、主机、路由器等复杂的配件整合在一起，成为当时少见的一体机电脑。该电脑上市6周后就卖出了27.8万台，全年卖出超过80万台。
外观设计是设计的重要内容，它是在进行了用户研究和人机分析的基础上，将实用的功能与优美的外观相结合，是具有创造性的活动。外观设计包括形态和比例设计、色彩搭配、材质选择、表面处理等。随着科技的发展、社会的进步、人民生活水平的不断提高，人们对产品外观美的重视程度也越来越高，因此产品外观设计就要不断创新。
4.人机交互方式创新音箱的创新设计传统的音箱在功能角色上是一位“执行者”，由用户选择使用遥控器、手动或手机蓝牙连接的方式播放指定音乐即可。近几年，随着人工智能技术的发展，AI音箱应运而生（图4-12)。由用户语音下达指令，AI音箱可播放在线音乐、网络电台、有声读物等，可提供新闻、天气、闹钟、备忘、计算、翻译等实用功能，还可拉刽电视、扫地机器人、空气净化器等智能家居设备。它不仅能执行用户的语音指令，还可与之对话，进行AI训练等功能,提供了新的人机交互方式。