第二章 技术设计及表达

第2节 技术设计原则、分析与优化

学习目标

1．知道技术设计的一般原则。

2．学会设计分析的方法和过程。

3．熟悉设计方案优化的方法，理解方案优化贯穿于产品设计、生产、使用全过程。

技术设计是技术活动的基础，它在技术活动中起着核心作用。那么，除了我们学习过的设计的一般过程或步骤外，设计人员在设计过程中还要遵守哪些设计原则？如何进行设计分析与优化？这一节，我们将学习技术设计的一般原则、分析方法与优化途径。

2.1  设计原则

设计的技术产品用于满足人的需求或愿望，技术设计作为一种实践活动，必然要遵循自然规律。在长期的设计实践中，人们逐渐总结出技术设计的一般原则，这些原则成为指导技术设计过程的基本准则，如图2-13所示。

科学性原则、经济性原则、实用性原则、美观性原则、安全性原则

图2-13 设计的一般原则

技术设计必须遵守自然科学规律，这就是设计的科学性原则。产品设计的目的就是要满足人的需求，因此，设计始终以实用性为原则。使用产品时必须保证人员的安全，产品设计必须考虑安全性问题。物美价廉是产品的市场竞争优势，产品的设计要考虑美观性、经济性问题，这就是设计的美观性原则和经济性原则。

2.2  设计分析

我们需要从不同的方面对设计进行分析、论证等，才能找到不断完善、优化设计的思路和方法，使之成为最佳的设计方案。本节以爬楼梯手拉车的设计为例，对选择三支架组合轮方案进行设计分析的应用与体验。

一、根据设计原则进行设计分析

在长期的设计工作中，设计原则已经成为设计师设计过程中的基石。作为初学者，要养成从技术设计原则的角度进行设计分析的习惯，分析设计的产品是否满足设计的一般原则。

讨论&交流

请同学们从设计原则的角度对爬楼梯手拉车三支架组合车轮进行设计分析，并完成表2-8。

表2-8 爬楼梯手拉车三支架车轮设计分析

二、通过制作模型进行设计分析

在设计分析的过程中，通过制作模型来分析设计的可行性，以检验设计方案是否达到性能、结构等要求。

在设计构思分析阶段，只需要制作草模进行设计分析，即简单地表达设计的立体模型，供设计人员深入研讨使用，如图2-14所示，通过模型清楚地表达设计者的构思意图。三个车轮以间隔120°角组合成一个可转动的大轮子。在平面上，三个小轮子中任意两个就可以在地上滚动。在遇到台阶时，最下面的轮子被台阶阻挡不能滚动，紧邻的车轮刚好可以在上一级台阶踏步上滚动，实现车轮爬楼梯的功能。

对设计的产品进行整体分析时，需要在草模的基础上制作概念模型，以表现产品的造型、布局等。对设计的产品进行结构、功能分析时，需要制作结构模型、功能模型，它们可被用于研究产品造型与结构的关系和连接方法，以及研究产品的各种性能和分析、检查各部分组件的相互匹配关系等，图2-15所示为房屋结构模型。

图2-14 组合车轮草模        图2-15 房屋结构模型