河南版必修1教材文字内容

第一章 技术及其性质

第二节　认识设计

学习目标

1．理解设计的概念。

2．懂得技术目标的实现要靠精心设计来完成。

3．了解技术与设计的相互关系。

大街上形形色色的汽车给我们的出行带来了极大的便利，除了运输和代步功能外，汽车的各项性能指标及款式、颜色、商标等特性，无不体现着设计者的意图。汽车发展到今天，每一阶段的进步，都是结合当时的技术水平运用设计而促成的（图1.14）。

a.第一辆汽车（1885年）　b.第一辆四轮汽车（1886年）　c.福特T型汽车（1908年）

d.福特A型汽车（1928年）　e.红旗轿车（2017年）

图1.14　汽车的发展历程

技术的发展历程告诉我们，从人类早期的简单技术到现代技术，都是通过不断改进来提升其功能的。比如，“钻木取火”是原始人类发现摩擦会产生热，从而会使温度升高，当温度升高到一定程度会点燃干草或木屑，由此改进摩擦方式而形成的，这个改进的过程就是设计。

今天，我们的工作和生活无不享受着设计带来的成果，设计无处不在、无所不需。小到一根针、一根圆珠笔芯，大到高铁、航空航天器等都离不开设计。

总的来看，设计是人类的一种重要创造活动，是把各种先进技术成果转化为生产力的一种手段和方法。具体地说，设计是把预定的目标经过一系列的规划、分析和决策，产生相应的文字、数据、图形、实物的过程。通过这个过程，把创新构思转化为符合人类需要的某类产品或工程（图1.15、图1.16），所以说设计的本质是一个创新的过程。

图1.15　大型运输机　　　　图1.16　“神舟十一号”与“天宫二号”对接成功

探究与交流

请查阅资料，了解“天宫二号”和“神舟十一号”的空间交会对接过程是通过哪些特别的设计而完美实现的。

一、技术目标通过精心设计实现

“核桃好吃壳难剥”。图1.17所示的是我们日常用到的家用夹核桃工具，它简单、实用，凝聚了设计者的智慧。但是，这样的核桃夹每次只能剥一个核桃，如要实现批量剥壳以满足工厂生产的要求，显然必须重新研究设计方案了。

我们先从工作原理来分析，是否可参考其他坚果或谷物的破壳方法，进而拟订核桃剥壳机的工作方式？

先来考察几种常用的破壳方法。

（一）撞击法

坚果以较大的速度υ撞击打板（或衬板），经反复撞击后使外壳破碎而实现脱壳（图1.18）。

（二）挤压法

在花生、稻谷等的去壳设备中，多使用一对转向相反、间距可调的平行放置的轧辊，将其调整到适当的间隙，使花生或稻谷等通过间隙时受到轧辊的挤压而破壳。运用同样的原理，也可以实现核桃破壳（图1.19）。

（三）搓碾法

坚果在两片相对运动着的齿盘1、齿盘2间受到强烈的搓碾和剪切作用，外壳破碎并脱离，达到去壳目的（图1.20）。

a.坚果受力原理　　　　b.结构示意

图1.17　小型家用核桃夹　　　　图1.18　撞击法及实验装置

1.料斗　2.带轮　3.加速盘　4.打板　5.卸料器

图1.19　挤压法的工作原理　　　　图1.20　搓碾法的工作原理

（四）高真空度法

将坚果放在真空爆壳机中，在真空条件下，将具有一定水分的坚果加热到一定温度，在真空泵的抽吸下，坚果吸热使外壳的水分不断蒸发，其韧性与强度降低，脆性大大增加；真空作用又使壳外压力降低，壳内部处于较高压力状态，在内外压力差的作用下，外壳爆裂，从而使外壳脱去。

小贴士

真空度是指处于真空状态下的气体稀薄程度。若所测容器内气体压强低于大气压强，其压强测量需要用真空表，从真空表读得的数值称为真空度。真空度数值是容器内气体压强低于大气压强的数值，即真空度=大气压强-容器内气体压强。