工业设计方向进阶式传动教具设计研发探讨

在工业设计这个大领域中，围绕“动”方面展开的设计相当广泛，譬如玩具，游乐场设施，医疗器械，健身器械，人机辅助装备，机器人辅助人力工具等等。如何学习传动知识，进而加以灵活熟练的应用，对于工业设计的学生，是一个不小的难点。这就需要从事此方面教学的教师给学生引导合理有效的学习思路和设立切实可行的办法，循序渐进的提高对传动知识的掌握。

为此，加强对传动教具的研究开发，进行有效合理的梯度设计，让学生逐步达到进阶的训练目的，是高效进行教学工作的不二之选。目前国内关于此方面的基础教具有一些，但基本都是一些单元模型，简单综合，没有引领性或专业性的梯度进阶设计产品，在此产业方面还有更大的挖掘空间，所以研发梯度式、进阶式的传动教具具有广阔的发展前景[1]。

一 研发内容及思路方法

（一） 研究内容：进阶式传动教具如何定位、设计、开发

教具研发的目的是使知识传授变得简单，直观，有效率[2]。难点一在于进阶定位，即教具本身如何做到引领学习有梯度的提高。难点二是如何设计的有启发性，迭代性，即传动教具本身具有熟悉传动形式，启发学生思路，进而达到优化和创新设计的作用。难点三是开发制作的规范性，即从总体结构设计到机构设计再到部件设计，必须采用相应的国家机械标准。

（二） 思路方法： 通过元素的增加，进行进阶式训练

思路的清晰明了，可以使事情简化，操作性强。进阶式传动教具研发的设想是有一个A事件（也可理解为有一个基本的传动模型），在此基础上，加上一个α元素，变到B事件。在B事件的基础上加上一个β元素，变到C事件……这样的目的就是让教学思路通过教具的演示，能有一个清晰的体现。教师指导的方向明确，学生学习的进阶过程明了。

二 传动教具梯度设计

目前，国内关于传动设计的教具，大部分以单元模型居多（见图1），综合式的也有（见图2），这些教具从两个方面显示了不足之处。一是教学成本增加，二是引领教学缺乏方向性[2]。单从教学成本上考虑，可以选用图三所示传动组合教具，此种教具既节省成本，又增加了不同传动形式之间的比较。但是这些教具引领学生进阶学习，没有明确的指向。学生观摩和借鉴之后，要实现最终的传动功能，还是不知道怎么去规划设计传动过程及轨迹线路，传动的速度和时间配合，传动的力和效率等等[3]。

图1

图2

图3

为了使教具起到对学习渐进性启发的作用，同时对学生作品的成绩评定更加清晰，有说服力，可以将传动教具设计的思想调整为由果及因式，即从动作输出末端的要求入手，回头规划设计传动形式[4]。具体操作办法如下：

A事件：初级教具（直线往复动作两组+摇摆动作两组）

设计思路：在同一个动力源的驱动下，选用不同的传动形式把两组不同方向的直线往复运动和两组不同方向摇摆动作传动起来。

训练目的：通过对教具的观摩和理解，让学生了解实现同一种动作目的，可以选用不同的传动形式，拓宽对传动形式的认识。

B事件：中级教具（在A事件基础上添加α元素：1往复运动间距为50mm，2摇摆运动区间45°）

设计思路：在了解传动形式的基础上，学习简易传动准确性的设计。包括传动构件形状和尺寸，传动安装布置，传动限位设计等。

训练目的：任何一种实用的传动设计，都需要有准确的数据保证。通过简单的精确传动设计，让学生掌握基本的构件设计，安装设计及限位设计的方法和思路，达到对传动有所控制的目的。

C事件：高级教具（在B事件基础上添加β元素：功能+造型结合）

设计思路：构思一种玩具造型，或者是一种简易的工装设备。根据造型或是工装功能需要，设计动作输出形式，进而合理规划设计传动系统。机械中传动系统的基本任务是将原动机的运动和动力传给执行机构[3]。

训练目的：综合应用传动知识，实现简易造型（侧重玩具设计）的功能需要。在这一环节，除了让学生进一步对传动知识有了灵活运用，更是要将动作与造型进行合理的匹配，动作协调，有韵律感。

三 结语

不同的教学领域，有着各自不同的教学特点。在工业设计方向这一“动”环节上的教学和训练，就需要具体结合学生基本素质和专业要求，合理规划教学难易程度。既要学生具备“动”设计的能力，又要把握与机械类专业的区别。因此，工业设计方向进阶式传动教具设计的研发探讨具有深远的意义[5]。

文章来源：《机械传动》 网址: http://www.jxcdzz.cn/qikandaodu/2021/0708/482.html