第一节 发现与明确设计问题 知识点题库

小明在学校寝室晾晒衣服时发现衣架容易被风吹落，决定在衣架上设计一个防脱落装置，于是准备在如图所示衣架的挂钩部分安装一个防脱落摆杆。现已在挂钩的下端钻了一个直径为3mm的小孔，用于与防脱落摆杆的连接。请你帮助小明完成防脱落摆杆的设计。设计要求如下：

A．安装防脱落摆杄后，摆杆能把挂钩的开口挡住，使衣架具有防脱落功能；

B．能用手直接拿着衣架挂放到晾衣杆上并能方便取下；

C．能使用普通的衣架叉(如图)把衣架挂放到较高的晾衣杆上并能方便取下；

D．所需材料和零件自选。

请根据描述和设计要求，完成以下任务：

小张是美术爱好者，他家里有一张简易书桌(如图所示)，桌面角度不能调节，感到素描写真时不方便，于是想设计一个支撑件以代替原来的斜支撑，可以让桌面倾斜角度在一定范围内调节。请你帮助小张设计该支撑件，设计要求如下：

⑴使用原来的销孔及家具螺丝，销孔尺寸及孔间距离如图所示；

⑵最大能实现C点销孔的位置下降到BC连线的中心处，且平均5档精确调节；

⑶结构牢固可靠，调节方便快速；

⑷支撑件主要材料采用3 mm厚的钢板，不能在书桌上进行其他操作。

请根据描述和设计要求完成以下任务:

如图所示为某设计师设计的相片架。在方案构思之前，他在互联网上查找与相片架相关的资料。这种收集信息的方法是（  ）

小明发现他爸爸去钓鱼时每次要撑很久的鱼竿，手臂很容易疲劳，于是找来一个钓鱼竿支架，想把鱼竿放置在支架上钓鱼，以解放双手。该支架（如图所示）由三部分组成：地插、圆柱形支杆和圆柱形撑杆（φ16）。由于支架的使用时间太久，支杆与撑杆之间的连接件已损坏，导致支杆与撑杆分离，无法支撑鱼竿。现请你帮助小明设计一个连接件用来连接支杆和撑杆，设计要求如下：

A.连接件安装方便，牢固可靠；

B.支杆和撑杆之间可以实现45°角度可调，并且具有锁紧功能；

C.支杆和撑杆上不允许进行任何加工；

D.主要材料选用薄钢板，其他配件自选。

请根据描述和设计要求完成以下任务：

小明发现学校内缺少路牌，便设计了如图所示的木质学校路牌。路牌背面有连接结构，通过连接件固定在路灯支柱上，路灯支柱直径中φ120mm现有3mm厚的钢板，尺寸不限，请设计连接件，把路牌连接在路灯支柱固定位置上。连接件设计要求如下：

A.安装在支柱相应位置，防下落和转动，连接牢固可靠；

B.方便拆装，悬挂路牌后不晃动；

C.不能对路灯支柱进行加工，结构简单合理。

请根据描述和设计要求完成以下任务：

小明发现自家玄关鞋柜旁的小凳子不美观，有时或成障碍。他准备重新设计、制作-个附于柜门内侧的小凳子，可收挽隐藏和展开使用。小明测得柜门高650mm、宽450mm，柜门与内隔板间有60 mm的空隙、底部离地高度120mm，请你帮助小明设计该小凳子，设计要求如下：

⑴小凳子展开后的尺寸至少有300mm×300mm×30mm，使用时有足够的强度且柜门不承重；

⑵小凳子收搅后的尺寸要尽可能小，不影响柜门的开关；

⑶展开和收拢操作方便；

⑷材料自选

请根据描述和设计要求完成以下任务：

有一位画家在画素描时，常常为找橡皮而烦恼．他想出一种方法，用线将橡皮捆绑在铅笔的尾部，后来用小铁片固定橡皮，这样带橡皮的铅笔就诞生了．这位画家发现问题的途径是（  ）

小明在焊接电路时发现将电烙铁插入定位箍后（定位箍由箍圈和螺杆焊接而成），由于桌面高度不一，烙铁放置的位置可能太高或太低。他想把定位箍改成高度可调，适应不同的桌面高度，体现合理的人机关系。经过测量，定位箍的侧面螺杆的直径为 M4，底座上安装孔的直径为Φ4。现请你帮助小明设计定位箍与底座之间的连接件（虚框处），设计要求如下：

①可使定位箍离底座70mm -120mm 高度范围内连续调整，用定位箍上的元宝螺母固定；

② 与底座的连接可靠牢固；

③ 采用 2mm 厚的钢板为材料；

请根据描述和设计要求完成以下任务

小明从电视新闻里得知电力工人带电作业不安全，为帮助电力工人，想动手设计高压电线的自动胶带缠绕机。以实现在高压电线上完成裸线的连续胶带缠绕（如图1）。（胶带的固定，粘贴由其他机构实现，三个挡杆能够让大齿轮在底板上保持原位旋转，如图2所示。）

请你在底板上设计一个方案，使电机能带动大齿轮连续多圈转动。

图1

图2

设计要求如下：

①现有一个U形大齿轮，利用齿轮的绕中心转动，实现对裸线的多圈胶带缠绕（由于齿轮中间已被挖空，所以无法通过传统的轴传动使齿轮转动。）

②采用小型减速电机驱动U形大齿轮的转动；可采用的主要零件：若干个型号一样的减速电③其他辅助材料自选

如图所示为-款餐馆常见的酒精炉，小明通过问卷调查发现该酒精炉调整火焰大小的方式为通过水平方向拨动拨片的方式，操作不便，想把拨动拨片方式改为旋转旋钮方式，旋转调节旋钮时，挡板能打开或合拢。

小明对原结构己做了如下改进：用一颗自调螺丝充当旋钮，螺纹直径为M12；将拨片尾端锉削成直径约3mm的圆柱状：将拨片下方的炉壁加厚并钻孔，用以安装自调螺丝；为了防止旋钮螺栓松脱，在螺栓上安装平垫片、开口销用于限位：结构如图2所示。

请帮助小明设计拨片尾端与旋钮螺栓之间的连接件，设计要求如下：

A．能够通过转动旋钮来调整挡板开合

B．与拨片尾端和旋钮螺栓的连接牢固可靠；

C．允许对螺栓尾端进行加工；

D．主要材料为3mm厚钢板。

小明很喜欢做饭，他发现刚买过来的调料瓶瓶盖很难拧开，他用所学的通用技术知识设计了一款省力开瓶器，卡扣。

信息收集有、两个基本的要求。

为了解决人们如何吃东西的问题，中国人设计出了筷子，而西方人设计出了刀叉。就技术问题来源而言，这个例子主要体现了(     )

小明家的可拆卸相机三脚架已破损，剩下如图A所示的主杆部分（直径为20mm）与支撑脚。小明想对其改进利用，设计一种可以通过手摇柄调节高度的三脚架。他找到如图B所示的钢环和手摇柄，并设想按照如图C的方式固定主杆，手摇柄插入钢环其中钢环与支撑脚的连接小明已找到解决办法，现请你帮助小明设计插入钢环里的手摇柄部分与主杆之间的传动装置，要求如下：

①主杆和钢环允许钻孔加工处理；

②主杆可连续调节，可调范围为0～500mm；

③主杆可以保持在所调节的高度；

④传动部分与手摇柄、主杆连接牢固合理

⑤材料自选。

请完成以下任务：

小明打算设计一款可以拼接短铅笔的铅笔套 (如图所示)，这种发现问题的途径是(     )。

有很多发明创造都经过了大量的重复的实验。英国冶金学家帕克斯通过对想交反复进行试验，发明了采用二硫化碳溶解橡胶来制取防水用品的技术，申请了专利并得到广泛应用。该案例中发现问题的途径与方法是（     ）

高二学生小张发现下雨天同学们把雨衣、雨伞带入教室后，教室会显得零乱又潮湿。于是，他为教室设计了伞架、衣架。小张发现问题的途径是（     ）

小明发现家中没有晾晒被子的地方，想在门前的两根水泥柱（尺寸如图1）之间安装一横杆晾晒被子。他找来一根截面尺寸为30mm×30mm，壁厚3mm，长2000mm的不锈钢钢管（尺寸如图2），请你帮助小明设计把不锈钢方管固定在水泥柱上的连接件。

连接件的设计要求如下：

①不允许对方管进行任何加工，也不允许把连接件焊接在不锈钢方管上；

②主要材料采用2mm厚的钢板，辅助材料自选，制作连接件时可焊接；

③连接件用8mm的膨胀螺丝安装在水泥柱上；

④只有拆下连接件，才可拿下方管。

请根据上述设计要求，完成以下任务：

小明发现稻田里的彩旗在无风时驱鸟效果不明显，他准备设计一个能摇动旗杆的装置。请你帮助设计该装置的机械部分，要求如下：

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①可同时摇动排成一列的多根旗杆，旗杆摇动的方向、幅度以及频率均一致；

②相邻两旗杆间距为约3m，木质旗杆直径3cm；

③采用一个减速电机单向转动进行驱动；

④材料自选。

请完成以下任务：

小明设计了一个船舶倾斜报警装置参加科技创新比赛，当船体倾斜 50°时，报警装置能报警并及时联系相关人员。为了便于在介绍中自动展示倾斜报警功能，他设计一个如图所示的能 够翻转的平板模拟船甲板，通过电动机驱动实现船甲板倾斜以便报警装置自动报警。请你帮助小明设计减速电动驱动的传动机构，设计要求如下：

①通过电机正反转驱动，可实现展示板左右倾斜，最大倾斜角度为 60°；

②电动机固定于装置正下方连杆上，电机朝向可以自由选择；

③展示平台实现翻转时具有一定的强度和稳定性；

④材料自选，可适当对展示板进行改造。

请完成以下任务：