《简单的结构与设计-简易相框的设计》教学设计

《简单的结构与设计-简易相框的设计》教学设计（通用8篇）

《简单的结构与设计-简易相框的设计》教学设计 篇1

内

容：第一单元〈简单的结构与设计〉教学设计者：

教 学 时间：

教学设计

简易相 框的制作

毕 廷 文

2015年4月3日

简单结构的设计

――相框的模型制作

一、教学内容分析

本节课是进入《技术与设计2》的第一节课，通过了《技术与设计1》的学习，学生已掌握这门课程的知识方向。那么，第一单元我将以简易相片架的设计作为案例，通过学生实际操作，提高学生对结构一些认识，并分析结构设计中应考虑各主要因素，也是使学生从实践中加强对理论知识的感受和认知，再上升到操作应用的一个认识结构设计的反复过程。

结构设计和技术设计一样，具有明确的目的性，方案的多元性和创新性。所以，在教学过程中，应当重视满足使用者的需要、多方案的形成和強调设计的创新。

运用结构设计应考虑的主要因素，从而初步体验结构设计的方法，这是本节课的重点。为了更好地突出这一重点，本节课增加了让学生亲自动手实践设计相片架的内容，让学生亲历简易相片架设计制作过程，加强学生对结构设计方法的体验。

二、学情分析

学生在第一册书里经过模型制作，已掌握一些基本的设计制作方法，对结构有所涉及，但结构设计往往涉及较复杂的数学、科学的知识和原理，而且学生初次接触结构设计，有一定的难度；同时由于结构设计应考虑的主要因素具有多元性，而且这些因素都不可缺少。在一个具体的结构设计过程中，如何在全面考虑的基础上确定侧重哪些主要因素，就成为教学中的一个难点。

在教学过程中，一方面要选择结构简单而且学生比较熟悉的案例，另一方面通过案例讨论、实物演示和动手实践等活动，要加强设计目的的明确性，要仔细分析结构的功能，同时需要通过对具体案例的比较，分析和权衡，才能正确地把握侧重因素。

三、教学目标

1.通过简易相片架设计和制作，让学生亲历结构设计的过程，把握结构设计应考虑的主要因素，掌握结构与设计关系。

2.通过对简易相片架的多方案中几个主要因素之间的分析、比较和权衡，对实际问题的探索，让学生观察问题、提出问题、分析问题并解决问题，学会对影响结构设计中侧重因素的选择，并做出模型。

3.通过学生自主探索、合作交流，亲身体验数学规律的发现，增强学生的协作能力和交流能力。学生观察审视事物，通过客观评价事物，借鉴别人的成功之处来提高自身的制作和创新能力，发展学生的创新意识，培养创造性思维的能力。

四、教学重点与难点

教学重点：掌握结构与设计的关系，把结构的相关知识应用于相框的设。教学难点：在制作过程中如何实现相框的结构与功能的联系。

教学准备：相框设计的知识要点的课件、制作相框模型的各类工具、模型硬纸板。

五、教学组织形式：

每4个学生为一小组，进行讨论、设计和制作活动.六、教学时间：

1课时

七、教学方法：讲授法、演示法、自主合作、自主探究、实践制作、展示评价

八、教学过程：

（一）引入新课

展示照片：用PPt展示几张相片，并提示学生注意相片还缺少一个主要装饰。（激发设计相片架的兴趣。）

点题：今天我们就为这几张照片制作相片架，初步体验简单结构的设计。

（二）方案构思

1.相片架设计应考虑的主要因素有哪些？（小组讨论。）

2.学生学习小组快速简易构思设计方案；

3.教师巡视、检查各小组的设计方案，对有创意的进行总体讲评； 4.小组动手制作设计模型。（20分钟）

【制作注意事项】

1.教师讲解主要工具的使用方法，学生按操作要求使用；

2.由组长对本组成员进行制作分工，做到人人参与；

3.在使用工具时要注意安全，金属工具和尖型工具不得指向他人，不使用的工具要整齐摆放，不得丢失；要爱护教室的公物，不得有意损坏；

4.制作过程中和结束后，制作产生的垃圾不能随意乱丢，统一放在桌面左上角，下课后带出教室，放到垃圾箱内；

【设计要求】

1．能方便地取放相片。

2．具有一定的稳定性和强度。相框不易松动；相框与支架连接牢固。

3．具有一定的装饰性。

4．相框的尺寸合适。

【小组交流、展示评价】

小组交流与评价要求：

（1）功能的实现；

（2）如何满足强度和稳定性的要求；

（3）有何创新之处？

（4）合作的感受……

5.在制作过程中，教师主要以引导学生对不足之处进行修改，组织正常教学。要求各组组长负责分工及组织制作过程有序进行；

6.制作时间到后，学生停止制作，把工具放回原处。教师检查制作结果，各小组展示本组作品，小组间进行评价，把该作品与本组作品进行比较，找出别组设计的优点，并对其作品提出修改的意见。（10分钟）

7.教师作制作总结，对制作过程中出现的问题和作品的完成情况提出修正要求。

8.作业布置：根据小组和教师提出的修改意见，课后完成对作品修改，并写出总体的设计思路。

九、教学评价

学生通过本次制作相框，基本了解结构对于设计重要性，同时提高了学生之间的合作能力和交流水平。掌握技术设计只有通过实践操作来发现问题、解决问题，提高创新意识。

十、归纳总结

本课以鼓励表扬的形式作为课堂小结：同学们，本节课我们通过制作相框，初步了解结构与设计的关系，第五组和第八组的同学在本次相框的设计制作中，他们很好的把相框的外形结构融入了设计理念当中，以稳固的框架结构和美观的外形出色的完成了今天的学习任务，请同学们用热烈的掌声鼓励他们，同时也把掌声送自己，激励我们以后更好的去学习和思考生活中的各种设计。

十一、课后反思

《简单的结构与设计-简易相框的设计》教学设计 篇2

随着嵌入式系统的发展,数码相框和电子书阅读器这种既新潮又方便携带的嵌入式系统应用产品发展速度很快。它不仅改变了传统相册和书籍单一展示方式,而且这种新潮的数码相册和电子书阅读器在更新内存大小和外观的速度也越来越快。本文介绍了一种基于STM32微控制器的简易数码相框与电子书阅读器设计,其中利用FAT32文件系统对存储在SD卡中的文件进行管理,控制器从SD卡中读出图片和文档信息。经过处理器的控制,最终实现在TFT液晶屏上显示。

1 硬件电路设计

该设计的硬件平台以32 b STM32系列的处理器STM32F103ZET6为核心,外围电路主要包括一个2.8英寸的TFT触摸屏模块、1个SD卡插座、1个16 Mb片外FLASH,硬件系统框图如图1所示。

控制器的选用:控制器选用意法半导体公司的STM32F103ZET6单片机[1]。它是基于ARM CORTEX-M3内核,时钟频率可达72 MHz,内置512 KB的闪存以及64 KB的SRAM,并且集成了丰富的片内外设,包括并行LCD(FSMC)、I2C、SPI等接口。在STM32芯片中内置了一个Systick定时器,它放在了NVIC中,主要的目的是为了给系统提供一个硬件上的中断(号称滴答中断)。本设计中主要使用Systick定时器来控制幻灯片切换时间。可以说STM32单片机完全超越了同价位的8 b或16 b单片机的性能而又不像一般32 b处理器那样昂贵,因此从性能和成本上考虑它都是理想的选择[2,3]。本设计采用了具有二个SPI通用接口和并行接口(FSMC)的2.8英寸TFT触摸屏模块作为显示和按键操作[3];存储模块使用的是SD卡和片外FLASH,SD卡用于存放bmp格式图片和txt格式文档,片外FLASH用于存放汉字字库,SD卡和FLASH都是使用SPI接口进行通信[4]。硬件电路原理图如图2所示。

2 软件系统设计

2.1 软件总体设计

开机进入用户选择模式,选择bmp图片浏览或是txt文档阅读。图片浏览支持幻灯片自动显示和手动显示2个方式,txt文档只能手动操作向上、向下翻页,手动操作根据触摸屏坐标的位置确定是往回翻页还是向下翻页。具体实现过程在Keil软件中编写C语言程序来实现[5]。程序总体设计流程图如图3所示。

2.2 FAT32文件系统

当文件放入SD卡中,它在SD卡中的存储方式,以及对存入文件的寻址与读取,都是由文件系统来完成的,文件系统就是用来负责管理和存储文件信息的软件机构[6]。具体地说,它负责为用户建立文件,存入、读出、修改、转储文件,控制文件的存取,当用户不再使用时撤销文件等。不同的操作系统有不同的文件系统,常用的文件系统有FAT16/FAT32/NTFS等类型。本设计中采用的是FAT32系统文件,下面对FAT32进行简要说明。

FAT32文件系统的结构主要由3部分组成:保留区、FAT区、数据区。其中保留区包含主引导区(MBR)和操作系统引导记录(DBR),主引导区位于磁盘的第一扇区,通过它可以找到引导记录的地址。DBR中记录了文件系统的一些重要信息,如每扇区字节数、每簇扇区数、FAT表个数、文件系统大小(扇区数)、根目录起始簇号等信息,这些信息对于在SD卡中存储和查找文件至关重要。位于保留区后的是FAT区,它是由2个完全相同的FAT表组成,FAT表有2个重要作用:描述簇的分配状态以及标明文件或目录的下一簇的簇号。数据区紧跟在FAT2之后,被划分成一个个的簇,是真正用于存放用户数据的区域。FAT32文件系统的磁盘数据组织格式如表1所示[7]。

在软件实现方面,文件系统部分主要由以下3个函数组成:初始化函数void InitFat()、查找指定文件个数函数unsigned int StatFileNum()、查找索引文件函数unsigned char SearchFile(unsigned long int entry,unsigned int index,char*type,unsigned char*buf,FILE*pfile)。初始化函数主要是读主引导扇区和引导扇区,获取该分区文件系统每簇扇区数、文件分配表的大小、保留扇区数以及数据区的起始地址等信息。查找文件个数函数是根据初始化函数中所得到的文件系统的信息,获得所要查找文件类型的个数[8]。查找索引文件函数是查找指定入口的指定类型的文件,查找时以index为索引,如index=5,即是要查找指定类型文件的第5个文件,函数可以写成如下形式:SearchFile(2,5,“bmp”,SectorBuf,&TmpFile);(2表示从第2簇开始查找,5表示查找第5个文件,“bmp”表示要查找的文件类型,SectorBuf是一个数组,临时存放查找的文件信息,TmpFile是一个结构体存放查找的文件具体信息)[9]。

2.3 FLASH芯片及字库驱动

本设计中电子书阅读器支持txt格式文档。由于汉字是以GB2312字符集格式存储在SD卡中的,因此需要控制器读取字符集,通过解码获得汉字编号,然后根据汉字在字库中的顺序找到这个汉字的点阵数据,送到TFT液晶上显示[10]。GB2312将所收录的字符分为94个区,编号为01区至94区;每个区收录94个字符,因此只要确定了某一个字符对应的区号和位号就唯一确定了这个字符。本设计中用取模软件将GB2312字符集取模成16×16点阵数据存在片外FLASH(AT45DB161D)中,其中AT45DB161D是串行接口的闪存芯片,它支持SPI模式通信,它被组织为4 096个页,每页512或528个字节。与并行FLASH存储器不同,它采用RapidS串行接口,从而大大减少了可用引脚数量,同时也提高了系统可靠性,降低了开关噪声,缩小了封装体积。不仅如此,AT45DB161D还可以应用于商业、工业等需要高密度、低引脚数、低电压与低功耗的应用场合[11]。读取字库流程图如图4所示。

3 系统调试与结果

系统的硬件设计和软件设计完成以后,需要进行综合测试和调试。通过测试和调试,不断优化程序代码,对程序和电路中的问题及时更正修改[12]。硬件调试的过程中主要是驱动SD卡,FLASH芯片以及TFT触摸屏,软件调试主要是在对触摸屏的抖动进行处理以及向前向后翻页处理,经过不断测试确保能够正常显示图片和电子书。实物效果图如图5(a)和5(b)所示。

4 结语

本设计结合硬件设计与软件设计2部分内容基本实现了数码相框与电子书阅读器的功能,主要实现了SD卡的连接操作,液晶屏显示测试等内容。对于一些市面上单一模式显示图片的数字相框,本设计还增加了FLASH字库编码模式,可以随意读取任何txt文件,使其在稳定性和可扩展性上都具有优势。本设计还有需要改进的地方,如增加JPEG格式或增加视频播放、改进幻灯片切换方式、增加播放幻灯显示图片的背景音乐以及添加其他功能等。

摘要：基于嵌入式系统的数码相框与电子书阅读器的开发已成为电子产品领域的一个热点,为了更好地满足人们对于多媒体娱乐的需求,提出了一种简易数码相框与电子书阅读器的设计。该设计采用速度更快,内存更大的STM32单片机作为主控制器,利用FAT32文件系统的管理,成功地实现了从SD卡中读取bmp图片文件和txt文档,并能在TFT液晶屏上显示的功能。该设计成本低,体积小,便于携带,具有很好的娱乐功能。

关键词：数码相框,电子书阅读器,STM32,bmp图片,txt文档

参考文献

[1]李宁.基于MDK的STM32处理器开发应用[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]王永虹,徐炜,郝立平.STM32系列ARM Cortex-M3微控制器原理与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.

[3]亓庆新,刘华.基于STM32的正弦波测量装置的设计[J].现代电子技术,2012,35(17):110-115.

[4]陈侠,李开航.基于SoPC和NIoSⅡ的SD卡文件系统的设计[J].现代电子技术,2012,35(16):12-15.

[5]谭浩强.C语言程序设计[M].2版.北京:清华大学出版社,2005.

[6]Kingmax Digital Inc.SD card specification[R].USA:SD Asso ciation,2001.

[7]KJOERNES Thomas.File allocation table[EB/OL].[2010-11-06].http://home.no.net/tkos/info/fat.html.

[8]陈波.基于μC/OS-Ⅱ的电子书阅读器的设计与实现[D].武汉:华中科技大学,2007.

[9]韩英.一种基于BMP图片的显示方法[J].仪表技术,2011,17(2):61-62.

[10]周波.TFT液晶显示原理[J].科技资讯,2006,35(15):15-18.

[11]康华光,陈大钦,张林.电子技术基础(模拟部分)[M].北京:高等教育出版社,2008.

《简单的结构与设计-简易相框的设计》教学设计 篇3

关键词:协同办公系统;asp;sql server

中图分类号:TP315 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 09-0000-01

ASP Simple Coordination Office System Design and Implementation

Zhang Hong

(The Public Security Police College of Heilongjiang,Office of Scientific Research,Harbin150025,China)

Abstract:The system with greater practical valuebased on asp + sql and server2000 technology,the solution of file transfer of conventional.

Keywords:Coordination office system;Asp;Sql server

Asp協同办公系统是针对校园现有办公状况,现有计算机教师水平,为适应信息化、高效率的现代办公自动化要求而推出的一套操作简便,能够自我开发、维护、自我管理的高度集成化的信息管理平台。Asp协同办公系统,是采用ASP技术,基于B/S体系结构,运行于Intranet平台之上的OA办公自动化系统。

一、ASP概述

ASP是微软公司推出的一种用以取代CG的技术。简单地讲,ASP是一个位于服务器端的脚本运行环境,通过这种环境,用户可以创建和运行动态的交互式Web服务器应用程序,如交互式动态网页,包括使用HTML表单收集和处理信息,上传与下载等等。

二、ASP的特点

(一)使用VBScript、JScript等简单易懂的脚本语言,结合HTML代码,即可快速地完成网站的应用程序。

(二)无须compile编译,容易编写,可在服务器端直接执行。

(三)使用普通的文本编辑器,如Windows的记事本,即可进行编辑设计。

(四)与浏览器无关,用户端只要使用可执行HTML码的浏览器,即可浏览Active Server Pages所设计的网页内容。Active Server Pages所使用的脚本语言均在WEB服务器端执行,用户端的浏览器不需要能够执行这些脚本语言。

(五)Active Server Pages能与任何ActiveX scripting语言相容。除了可使用VBScript或JScript语言来设计外,还通过plug-in的方式,使用由第三方所提供的其他脚本语言,譬如REXX、Perl、Tcl等。脚本引擎是处理脚本程序的COM(Component Object Model)物件。

(六)Active Server Pages的源程序,不会被传到客户浏览器,因而可以避免所写的源程序被他人剽窃,也提高了程序的安全性。

三、系统总体设计

(一)系统体系结构

本系统是采用asp技术,基于B/S体系结构进行设计,三层结构包括:客户端表示层、web服务器处理层、数据层。

客户端表示层:客户端通过计算机web浏览器向服务器发出请求,接受服务器处理后返回的数据显示在浏览器上。

Web服务器处理层:服务器采用windows 2003 server搭建,完成各种逻辑处理。

数据层:采用sql server 2000 管理数据。接受web服务器的数据操作请求。实现对数据的添加、更新、删除、备份操作。

(二)系统主要功能模块

1.登陆审核模块

工作人员通过访问Web服务器,通过页面认证登录后,Web服务器自动判断从数据库中读取该登录用户所在部门、科室及所拥有的权限等相关信息,并列表显示该时间内需要当前用户处理的工作流。

2.发起工作流模块

用户通过单击“新建工作流”进入工作流新建模块。需要用户填写标题、主要内容、附件、选择接收对象、完成新建工作流。工作流发出后即会在接收对象的主界面出现相应的工作流处理提示。

3.处理工作流模块

用户通过点击列表处显示的现有需要处理的工作流的标题进入处理页面。下载附件、填写反馈信息,完成该工作流本部操作,之后工作流进入下一用户待处理状态。全部流程结束后,工作流自动转入已完成工作流列表。

4.归档查询模块

处理完成的工作流,日积月累之后会形成很大的数据量。归档模块的设计非常必要。用户只需要选择归档的类别,可按工作流发起时间段、工作流主要发给部门、工作流主题关键字等进行归档。归档后的文件自动转移到档案数据库已备日后查询。更减轻了实时工作流数据库的负担,提高系统运行效率。

四、系统的实现

(一)Asp程序通过ado组件对象和ODBC接口来与数据库服务器相连接

对数据库中的数据进行读取、更新、删除、添加的操作。利用Aspupload组件来实现附件的上传。关键在上传附件的时候需要读取出该附件所在数据的ID,并利用fso技术创建以ID为名称的文件夹存放附件。这样避免了附件的丢失与覆盖。

(二)数据库设计

在SQL2000 中新建数据库asp_oa,包含表:用户表(tbluser)用于存储用户用户名、密码、部门及所拥有权限等相关信息;管理员表(tbladmin)用于存储管理员的相关信息,管理员拥有添加删除普通用户的权限;文件表(tblnews)用于存放已发出的工作流,需要记录工作流序号、主题、内容、附件、发出时间、发出人、工作流流程、当前处理流程等;反馈表(tblnewsfk)用于存储工作流处理的每一步反馈信息;临时表(tblnewstmp)用于新建工作流时中间存储相关数据信息,工作流发出后即将数据转存入文件表;归档查询表(tblnews_bak)用于存储归档工作流。

五、结论

Asp技术发展日趋成熟,本文之所以采用asp+sql技术来实现协同办公,原为现在高校中大多计算机教师都可以完成代码的编制,而asp对服务器硬件的要求又很低,这样自主开发为学校节省了大部分资金,而且后期的维护不需要外来技术人员参与,对数据的保密性有很好的保障。该系统即实现了规范化、科学化、信息化管理,又为学校节省了很多资金。大大提高了办公的工作效率和办公信息化水平。

参考文献:

[1]王磊.ASP技术在企业内网办公系统中的应用[D].吉林大学,2005

班级相框巧设计教学设计 篇4

本活动为第一单元《展示班级魅力》的第3个活动，教材从为集体制作相册为切入点，贯穿了Photoshop中文本录入、添加自定义形状及图层样式的知识点，选取的案例贴近学生生活，容易激发学生情感，可以充分调动学习只兴趣。

二、学情分析

本活动为Photoshop软件学习的第3课，学生已对该软有基本的掌握，其中，文字的添加已不是知识点，可以不作为重点来学习，学生看到自定义形状库中许多有趣的图案，一定会兴趣浓厚，注意力分散，所以教师应有心理准备，想办法加强引导与控制，当然这一点也有可以利用的地方，即可以鼓励学生大胆创新，创作出新颖的作品来。

三、教学目标

1、知识与技能

(1)掌握自定义形状工具的用法及加载库的方法。

(2)掌握基本图层样式的添加方法。

(3)灵活运用图层，进一步理解图层的特性及其价值。

2、过程与方法

(1)通过制用班级相册，体验一件完整作品的制作过程。

(2)能这美化相册的过程，掌握运用一定的工具解决生活中需求的方法。

3、情感态度价值观

(1)通过学生自主学习，激发热爱生活的热情。

(2)通过制作集体相册，培养同学情，增强班级凝聚力。

四、重难点分析

1、重点

(1)掌握添加自定形状工具及加载库的方法。

(2)对图屋样式初步有所体会。

2、难点

(1)能根据任务需求选择合适的形状工具来完成设计，解决问题

(2)能根据任务需求灵活运用图层。

五、教学过程

1、情境导入

(出示案例作品)

(1)请同学们观看这幅相框图，选分析：它由哪些元素组成?

(2)需要我们制作的部分有哪些?

(文字、相框、投影效果)

2、启发性自主学习

(1)(快速完成示范教学)

合成相框背景包括3个部分：背景图片、坐标轴、文字。 ①打开“相册背景.jpg”文件，作为相框的背景图。

②选择“文件——置入”命令，置入坐标轴图，并调整到合适的位置。

(2)阶段任务一

完成相框图背景部分的制作。

(3)巡回指导

3、探究性学习(一)

(1)(示范教学)

下面为相册制作主体部分——相框。

①新建图层，命名为“相框1”。

②加载自定义形状库——画框。

③设置前景色为白色。

④在新图层中绘制一种相框形状。

⑤用同样的方法再添加3个图层，并在每个图层上画一种相框。 ⑥用移动工具，配合选择图层，将相框调整到合适的位置。

(2)阶段任务二

在背景图之上添加新图层，并制作你喜欢的画框形状。

(3)巡回指导

强调：图层的作用，在不同图层上绘制图形，可以分别进行移动与设置，而在同一图屋上绘制，两个图形不可以移动。

4、探究性学习(二)

(1)(示范教学)

画面中仅有相框，缺乏美感，接下来为相框制作投影的立体感效果。 ①选中“相框1”图层。

②选中“图层——图层样式——混合选项”命令。

③在图层样式对话框中，选中“投影”的样式，采用默认设置。 ④将图层样式复制到其他图层上。

⑤保存文件。

(2)阶段任务三

为相框图层添加一种自已喜欢的样式效果。

5、总结提升

数码相框不那么简单 篇5

数码相框的成长空间

电子相框(数码相框)市场的前景，被一些LCD厂家看好，三星、飞利浦、优派都已经开始着手布局，也有传统影音播放产品厂家如爱国者等参与进来。但是所有生产厂家都面临着一个问题，7英寸TFT-LCD短缺。该因素2007年拖累了中国数码相框市场的增长。中小显示器制造商由于不能获得稳定的LCD供应，无法大批量生产。数码相框需求2007年起大幅增长，不仅瓜分了大量3～4代TFT-LCD面板厂产能，甚至因为中小尺寸产能不足，而有逐渐蚕食5代线产能的迹象，不少面板厂同时看好数码相框需求，2008年则有倍增至2,000万台的实力。因此不难看出该市场能否成功，目前取决于LCD短缺将造成的影响程度。

从主流产品的尺寸上来看，2006年的数码相框市场主流产品是那些屏幕大小为5～7英寸的产品，在2007年，7～8英寸的产品成为主流明年数码相框尺寸肯定也会继续提高至10英寸左右。

数码相框的前景

不过国内数码相框市场真的有那么好吗，尽管数码相机普及，使得数字照片的分享成为令人期待的应用，数码相框的需求可说是为此量身打造。但是在储存装置越来越便宜，轻便、多样，多功能化之下，加上网络分享空间及blog分享也已经相当成熟，无疑在各方位都压缩到了数码相框的生存空间。

目前数码相框唯一不能被取代的定位，就是像传统相框一样占据客厅或是书桌上装饰性的角落，但若仅是单纯装饰性用途，其产品定位将非常地狭隘，甚至应该归纳入玩具，礼品一类，在此情况下未来数码相框有可能出现两个发展方向，一是像推出新种类的电子玩具样风靡一时之后，失去新奇感就快速没落，二是其低价特性将会被更严格地凸显出来，只要数码相框便宜到与高级传统相框的价格相差无几，或是赂贵少许，相信对消费者的吸引力将持续存在，不过对面板厂零组件供货商甚至数码相框组装厂而言，恐怕是噩梦的开端。

为了抵抗低价化，数码相框及相关零组件制造商也推出相当多附加功能及各种造型变化，以探测消费者胃口及市场接受度，例如增加多媒体播放功能，无线传输，触控面板等等，有分析师认为数码相框普及的关键是安装连接家庭内部互联网的无线接口。但是一如前述，储存装置的低价、轻便、多样、多功能化，加上多媒体播放等功能的数码相框如何与可携式DVD，PMP甚至MP3播放器等产品区隔或整合?

简易龙卷风实验的设计方案 篇6

关键词：驻波；绳驻波；演示仪

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）5-0059-2

驻波是自然界中十分常见的一种现象，例如水波，乐器发声，树梢震颤等。为了比较形象、直观地演示驻波，笔者制作了绳驻波演示仪。绳驻波演示仪是用弹性绳演示驻波的仪器，通过电动机的转动，转化为曲轴在竖直平面内上下的周期性运动，从而带动弹性细绳（即本装置的弹性绳）产生一列入射波，入射波经固定点反射回来，当反射波与入射波叠加在一起，满足一定的条件时就产生了驻波。

1 器材清单

小型电动机一个（6 V），弹性绳一根（80 cm左右），长木板一块（长80 cm左右），固定支架两个，教学电源一个（J1209），滑动变阻器一个（50欧），导线若干。

2 制作方法

2.1 改造电动机转动轴

将小型电动机（6 V）的转动轴改装成转动曲轴，如图1所示。

2.2 安装弹性绳

先将两固定支架固定在长木板两端合适的位置，再将弹性绳适当拉紧，两端固定在固定支架。调节好弹性绳与小型电动机转动曲轴最低点之间的距离（弹性绳与电动机转动曲轴最低点之间距离可调），如图2所示。

2.3 连接电路

按照图3中的电路图把教学电源、小型电动机、滑动变阻器、开关、导线等将电路连接。

3 基本用途

该演示仪可演示“弹性绳振动产生的横波与驻波现象”。

接通开关，如图2所示，電动机转动时曲轴每转到最低点时周期性敲击弹性绳，就会在弹性绳上产生一列入射波，经弹性绳另一固定点反射，形成反射波，两列波在适当的条件下叠加，可以看到中央凸起的波腹处振动最激烈，波节处几乎无振动，最终产生明显的驻波效果。调节滑动变阻器，改变电动机的输入电流，改变电动机的转速，从而改变电动机敲击弹性1 实验原理

该教具针对人教版初中物理九年级第14章第4节中流体与流速之间的关系，设计了简易龙卷风实验装置。该装置通过将离心风机和调速器相连，组成一个简易吸尘器，进而形成小型龙卷风。吸尘器的吸力是由离心风机产生的，而调速器在吸尘器中起着稳速、调速的作用，进而控制小型龙卷风的转速，产生可控制的吸力，验证流体压强与流速之间的关系。

2 实验装置设计图（图1）

离心风机参数：

脉宽调整器参数：

实验装置实物图如图2所示。

3 实验装置的操作步骤

3.1 前导实验

将调速器旋钮调至最大，再接通电源。将乒乓球放置于漏斗处，发现乒乓球在漏斗处不停撞击，却没有掉下。慢慢调小调速器，乒乓球坠落。

3.2 主实验

步骤1：调速器旋钮调至最大，再接通电源，可观察到瓶中小纸屑绕中轴旋转，呈龙卷风现象。将弹簧测力计上的乒乓球放置于进风口处，使乒乓球处于平衡状态，弹簧测力计读数记为N1。

4 在教学中的使用方法

（1）此教具结合风吹漏斗中乒乓球不掉落的实验，吸引学生注意，引导学生思考。

（2）还可以鼓励学生自己动手，制作教具，并分析产生该现象的原因。

5 说 明

（1）实验设计的最大亮点是将龙卷风具体化，并通过对比实验来分析流体压强与流速的关系。

（2）实验装置，具有制作简单，操作方便，现象明显且使用安全的特点。

编者按：本装置的原理及实验与电动吸尘器类似，请参阅文献[1]。

参考文献：

建筑装修用简易水准仪的设计 篇7

建筑装修过程中，特别是高层建筑物的装修，常需要获得两点之间的水平位置，如窗台、平台的两端都要保持水平。有时因中间有物体阻隔，不能用目视法判断是否水平。

另外，打空调管孔时也需事先判断内外孔的高度，但由于室内外没有可参照的共同平面，所以无法用测量高度法确定内外孔的位置。

基于上述考虑，我设计了一种建筑装修用的简易水准仪，结构如图所示。

二、结构组成

水准仪由液囊、基准端和测量端组成。液囊包括弹性囊体、水平设置在弹性囊体两端的端板、连接在两端板之间的螺杆，端板上设置有带阀门的管道接口。

基准端是上端带有密封盖、下端连接管道的透明容器。其内壁设有液位感应电极，通过导线连接到控制电路的输入端，输出端连接喇叭。

测量端是上端带有密封盖、下端连接管道的锥形容器，外壁上设置有挂钩。

基准端和测量端通过管道与液囊相连。

三、工作原理

使用时，将弹性囊体放在基准位置，使液位感应电极处于基准高度上。取下透明容器和锥形容器顶端的密封盖，通过螺杆上的螺母从两端挤压弹性囊体，使弹性囊体中的导电液体充满管道并进入透明容器和锥形容器。然后将锥形容器拿到待测位置，调整其高度。

此时透明容器和锥形容器中的液位会发生变化。根据连通器的原理，当两者水平高度一致时，液位感应电极接触到导电液体，通过控制电路产生的音频信号就会带动喇叭发声。根据喇叭发出的声音即可判断锥形容器的水平高度。

测量完成后，松开螺母，拉伸弹性囊体两端的端板，将导电液体全部吸进弹性囊体中，关闭阀门，取下管道即可安全存放。

《简单的结构与设计-简易相框的设计》教学设计 篇8

关键词： 振动； 压电陶瓷； 液压压电； 发电装置

中图分类号： TM 619文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.04.016

引言随着各种微电子产品迅速发展及远程无线技术的快速兴起，对器件的自供电技术提出了更高的要求，如今研制一种稳定、高效、简易的并且无污染的微型发电装置已成为一个研究热点[14]。目前应用中主要有电磁发电装置、静电发电装置以及压电发电装置等[56]，其中基于压电陶瓷的正压电效应[7]而发展的压电发电装置，由于结构简单、无电磁干扰、易于制作及无污染等特点被广泛应用于汽车工业、航空航天、生物工程和光学工程等领域[34]。但是由于压电陶瓷本身较脆易碎，在变形过大或受力过大时都将导致永久性失效，使得压电陶瓷应用受限。目前没有好的方法能直接吸收利用汽轮发电机、汽车减震系统、航空发动机等产生的高强度的振动[1]。为了克服上述限制，扩大压电发电装置的应用范围，提高高强度、低频率振动能量的回收能力和振动控制效果，提出了一种基于压电流体耦合作用的新型压电晶片式液压发电装置[12]，即通过流体与压电体的耦合作用转换运动并传递动力，将振动能量转换成电能，以此来构造一个体积小、结构紧凑、通用性强、功率大以及性能可靠的发电装置。本文阐述了压电晶片式液压发电装置的原理及结构，并以单片双晶圆形压电陶瓷设计制作了样机并进行了试验。1发电装置的原理和结构现有的压电振动控制及发电装置大多数是利用单体压电振子直接与振动主体相互作用，如叠堆型和悬臂梁型等压电发电装置，一般无法用于振动强度大，冲击大及频率较低的场合。故提出一种将液压传动技术和压电发电技术结合起来的发电装置，图1为压电晶片式液压发电装置结构原理图[1]。该装置主要由激振器、液压缸、平衡弹簧、蓄能器、压力计、压电换能器、截止阀和流体导管组成。工作时，首先将截止阀打开，使各个流体腔流体压力与蓄能器预置压力相等，压电陶瓷不发生变形，液压缸在质量块、流体压力和平衡弹簧的作用下处于平衡位置后，将截止阀关闭。当合适的激励频率输入时，液压缸的活塞就会在质量块的作用下发生上下运动，引起流体腔中压力的大小变化，使得压电陶瓷产生相应的弯曲变形，即液压缸活塞与压电陶瓷之间通过流体的作用传递运动和能量，从而实现机电能量的相互转换。而且本装置可扩展利用多个压电陶瓷一起发电，增加输出功率，提高可靠性，扩展应用范围[1]。

3试验及数据分析实验选择的工作介质为水，激振器激励电压为正弦信号，主要采用单因素法。单因素法所用的相对固定参数为：压电陶瓷直径60 mm，厚度1.6 mm（压电晶片及基板厚度分别为0.6 mm和1.0 mm，自由电容Cf=0.042 μF）以及液压缸直径16 mm，高度50 mm等。实验主要研究了激励频率、加载质量、激励电压及系统背压等因素对压电晶片式液压发电装置的性能的影响。测试结果如图4所示，图4（a）表明，在0.2 MPa背压下，激励频率在27 Hz左右时压电晶片式液压发电装置的发电能力最强，而激励频率过高或者过低发电量都会大幅度减小，所以该装置可以用于低频振动能量的吸收及发电。图4（b）主要表明了背压与输出电压之间的关系，整个系统背压较低时，输出电压曲线相对不规则，而随着系统背压增加，输出曲线相对更加光滑和有规律，且输出电压的增加非常明显，如激励频率为27 Hz时测试结果如图4（d）所示。图4（c）表明，在一定激励频率和背压条件下，随着加载质量块的增加发电能力也稳定地增长，所以在一定的范围内，提高加载质量可以增大发电量。图4（e）表明，输出电压随着激励电压的增加而增加，且线性关系也较好。激励电压表征振动的强度，即表明该装置能够吸收高强度的振动能量。根据上述分析可得，该压电晶片式液压发电装置的发电性能和激励频率、加载质量、激励电压及系统背压有着密切的关系。

4结论本文提出一种基于压电流体耦合作用的压电晶片式液压发电装置，并设计制作了样机，试验分析了其输出电压在不同激励频率、加载质量、激励电压及系统背压条件下的变化情况，表明压电晶片式液压发电装置可以实现低频率，高强度振动的发电，但在后续控制电路、发电能效及结构优化等方面还需要更多的努力与研究。论文验证了将压电流体耦合作用用于振动能量回收是可行的，拓宽了压电发电的应用范围，如可利用汽轮发电机、汽车减震系统、航空发动机等振动进行压电发电。

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