-----通用技术课设计专题:基于场景需求的物品功能优化与转化设计
【设计主题】
环境适应性设计或生活场景适应性设计(基于场景需求的物品功能优化与转化)----选择一类生活/公共场景,设计能智能感知环境或人工触发机制或自适应环境变化,实现功能转化的物品。
【设计目标】
观察生活中的某一特定场景(公共场合、家庭场景、灾害环境等),设计一件能根据环境变化自主调整功能/形态的物品,使其适应多场景需求,解决实际问题。要既符合实际应用,又有创新点。
【设计背景与需求】
许多物品在单一场景下表现良好,但面对复杂环境时存在局限。例如:图书馆梯凳在取书时需频繁移动,但传统梯凳无防倾倒设计;户外垃圾桶在强风天气易被吹翻;校园井盖在暴雨时可能成为排水阻碍……
请选择一类生活/公共场景,设计能智能感知环境或人工触发机制或自适应环境变化,实现功能转化的物品。
注意:设计计强调的是环境适应性和功能转换。
应用场景可以是校园安全、家庭日用品或公共设施。可以聚焦日常生活中的小问题,比如公共座椅在雨天自动排水,或者公交站牌的防雨设计,或者利用传感器技术让物品根据不同条件自动调整。通过形状适配或形状互补来实现功能的例子:购物车轮子、乐高墙钩。
【设计要求】
1.场景针对性
明确说明设计适用的具体场景(如:教学楼旋转门+轮椅通行模式切换/社区健身器材雨天防积水设计)
2.双态转换机制
需包含至少两种工作状态(例:普通模式/安全模式、收纳形态/使用形态、电力驱动/机械制动)
3.人机交互设计
包含环境触发机制(重力感应/温度感应等)或人工操作界面(物理按钮/语音指令)等
4.材料与成本(如果不能物化,至少出设计构思方案和设计图)
优先考虑常见材料(ABS塑料/铝合金型材等),总成本控制在200元内
【设计成果要求】
1.场景分析图(作品布局、结构效果图)
(场景分析就是对特定场景进行全面的观察、分析和理解,以获取客观事实和主观要求的相关信息,为解决方案的设计和实施提供指导。)
2.三视图+关键结构爆炸图(即立体装配图)
3.功能转化流程图(可结合Arduino等控制器)
4. 1:10比例实物模型(允许3D打印/激光切割)
【评价维度】
1.创新性(30%):是否发现真实痛点并提出新颖解决方案
2.技术合理性(25%):机械结构/控制逻辑是否合理
3.场景匹配度(20%):功能转换是否符合目标场景需求
4.可实施性(15%):材料工艺选择是否合理
5.人机交互(10%):操作方式是否符合使用习惯
【示例参考】
1.购物车自适应轮(叫机械联锁、机械自锁机制、结构干涉制动、被动制动系统、被动安全装置、结构依赖型制动、自动安全锁定、环境互动式制动、地型适应性轮、机械干涉制动):购物车轮子在平地可以滚动,但上了手扶电梯购物车就动了。原理是利用电梯的梳齿板结构,购物车上到手扶电梯后,轮子陷到了齿槽里,导致购物车脚架的橡胶压到到了齿槽板,此时轮子就变成了悬空状态,于是购物车就无法动了。这种设计利用几何形状差异来阻止移动,称为“几何锁定”或“结构干涉”

2.校园安全警示标志。
3.可变形交通锥:夜间施工时自动展开反光条,白天折叠收纳
4.教室智能窗锁:PM2.5超标时自动闭锁+启动通风系统
5.适老化药盒:检测到取药超量时触发语音提醒并锁闭
说明:此设计要求既保留了经典工程设计流程,又融入智能硬件元素,可适配不同层次学生的创作需求。主题要培养学生的观察力,鼓励他们从生活中发现问题并解决。