工程创意项目训练

本教材定位于创意能力的培养，融合人文因素与技术功能，贴近生活，以花器、戒指等生活中常见物品的创意设计与快速原型制作为主要训练载体，完成创意项目训练；同时兼顾工科专业的训练需求，增加了创意作品的逆向设计与制作、基于慧鱼创意组件的机器人设计与制作等训练项目。各章节内容按项目实施的一般形式组织，含项目需求、技术背景、创意设计、原型制作等内容。本教材以“重在设计、物化验证”为指导思想，以“设计思维”为导向开展创意设计训练，采用3D打印、组件搭建等工艺方法，实现设计的快速原型制作，通过对物理原型的体验，验证、评价设计方案的合理性与创意性。

吕常魁，博士，副教授，研究方向为计算机集成制造、机器视觉。发表学术论文50余篇，获国家发明专利2项，主编教材1部，获省部级教学成果奖3项。

第1章 绪论 1
1.1 创意、创意产业与技术 1
1.2 创意设计与设计思维 2
1.3 关于创意项目训练 3
第2章 基于慧鱼创意组件的机器人设计与制作 5
2.1 项目训练任务 5
2.1.1 训练内容 5
2.1.2 训练形式 5
2.1.3 训练要求 5
2.1.4 训练目的 5
2.2 机器人概述 6
2.2.1 机器人的定义和分类 6
2.2.2 机器人设计方法 6
2.3 机器人运动方案设计 7
2.3.1 机器人机械功能分解及功能原理设计 7
2.3.2 机器人执行系统设计 10
2.3.3 执行系统设计实例 13
2.4 机器人驱动装置与传动系统设计 15
2.4.1 机器人常用驱动装置及选择 15
2.4.2 机器人常用传动机构 17
2.4.3 驱动装置与传动系统设计实例 19
2.5 机器人装配结构设计与制作 20
2.5.1 设计步骤 20
2.5.2 典型零件介绍 20
2.5.3 结构设计方法 22
2.5.4 装配结构设计实例 23
2.6 机器人控制系统设计 23
2.6.1 控制方案的制定 24
2.6.2 主控系统 25
2.6.3 常用传感器 31
2.6.4 常用电气执行件 34
2.6.5 控制电路图绘制 35
2.6.6 编程软件 37
第3章 创意模型的快速成型制作 51
3.1 项目训练任务 51
3.1.1 训练内容 51
3.1.2 训练形式及要求 51
3.1.3 训练目的 52
3.2 快速成型技术概述 52
3.2.1 快速成型技术的原理及特点 52
3.2.2 快速成型的典型工艺 56
3.2.3 快速成型技术的发展趋势 63
3.3 模型制作 66
3.3.1 FDM设备的基本功能及操作 67
3.3.2 FDM快速成型工艺流程 72
3.3.3 成型件的质量分析及优化 76
3.4 快速成型技术的发展及应用 78
3.4.1 金属材料快速成型技术 78
3.4.2 快速成型技术的应用 84
第4章 创意作品的逆向设计与制作 100
4.1 项目训练任务 100
4.1.1 训练内容 100
4.1.2 训练形式 100
4.1.3 训练要求 100
4.1.4 训练目的 100
4.2 逆向工程简介 101
4.2.1 逆向工程的概念 101
4.2.2 逆向工程的工作流程 101
4.2.3 逆向工程的应用领域 102
4.3 模型的数据扫描 103
4.3.1 数据扫描的概念 103
4.3.2 模型的数据测量 106
4.4 数据处理 118
4.4.1 三维数据处理软件――Geomagic Wrap介绍 118
4.4.2 模型测量数据处理 119
4.4.3 逆向设计 124
第5章 创意金属工艺品的设计与制作 126
5.1 项目训练任务 126
5.1.1 训练内容 126
5.1.2 训练形式 126
5.1.3 训练要求 126
5.1.4 训练目的 126
5.2 创意金属工艺品的设计 127
5.2.1 三维模型设计 127
5.2.2 工艺方案的制定 128
5.3 熔模铸造工艺概述 130
5.3.1 熔模铸造 130
5.3.2 熔模铸造的设备 131
5.3.3 熔模铸造的工艺流程 134
5.3.4 熔模铸造的特点 136
5.3.5 熔模铸造的应用 137
5.4 创意金属工艺品的制作 137
5.4.1 创意金属工艺品的原型制作 137
5.4.2 创意金属工艺品的熔模铸造过程 145
5.4.3 创意金属工艺品的后续加工 153
5.5 示例分析 154
第6章 创意花器的设计与制作 157
6.1 项目训练任务 157
6.1.1 训练内容 157
6.1.2 训练形式 157
6.1.3 训练要求 157
6.1.4 训练目的 157
6.2 陶瓷花器概论 157
6.3 陶瓷花器造型 158
6.3.1 传统陶瓷花器造型 158
6.3.2 现代陶瓷花器的设计 161
6.4 陶瓷花器的成型手法 165
6.4.1 泥料 165
6.4.2 揉泥 165
6.4.3 制陶工具 165
6.4.4 成型种类 166
6.5 陶瓷花器的装饰手法 171
6.5.1 肌理的应用 172
6.5.2 化妆土剔花装饰 173
6.5.3 贴花装饰 173
6.5.4 雕刻的应用 175
6.5.5 施釉 175
6.5.6 釉下彩 176
6.5.7 釉上彩 177
6.6 陶瓷3D打印技术在花器制作上的应用 178
参考文献 180