感应技术的空间设计的试行
摘 要随着科技不断进步，感应技术逐渐兴起，开始与机械设计相结合，运用到展示空间中。现阶段展示空间中所应用到的基于感应技术的的机械装置一般都是互动装置艺术作品，是艺术性、美观性的体现，也是艺术家自身思想与情感的表达，很少有把这种基于感应技术的的机械装置与分隔空间相结合，来起到实用的功能，同时带给用户游戏式的、互动的体验。本文通过对机械设计、感应技术、基于体验的空间分隔技术进行背景分析，同时对展示空间自生的环境特点、用户行为与心理特征、目前已有的基于感应技术的机械装置实例这几个方面进行调研，从而设想出一种把运用在展示空间中的声音感应隔断装置。把传统的木质隔断与现代的互动技术相结合，用户可以通过击掌、说话的声音与之产生互动。当感应器监测到声音后，隔断会随之旋转一定的角度，以体验设计与游戏相结合的模式给用户带来轻松、趣味的感受。文章主要从装置的设计过程、制作过程以及测试过程，来阐述整个实现过程。
目 录
摘 要 IV
ABSTRACT V
目 录 VI
第1章 绪论 1
1.1课题的研究背景 1
1.1.1 关于机械设计 1
1.1.2 关于交互技术 4
1.1.3 关于空间分隔 6
1.2研究目的及意义 9
1.2.1研究目的 9
1.2.2 研究意义 10
1.3 课题研究的内容和方法 10
1.3.1 课题研究的内容 10
1.3.2 研究方法 11
1.4 论文框架 11
第2章 设计调研与分析 13
2.1 体验设计 13
2.2 展示空间的特点 14
2.3 用户行为与心理分析 15
2.4 基于感应技术的机械装置相关调研分析 15
2.4.1 基于感应技术的机械装置实例分析 15
2.4.2 技术与平台分析 16
2.5 需求分析 16
2.6 课题研究的创新点分析 17
第3章 基于感应技术的机械装置作品方案设计过程 18
3.1 作品概念和功能设定 18
3.1.1 作品
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概念设定 18
3.1.2 作品功能设定 18
3.2 作品互动方式设定 19
3.3 作品整体造型方案设定 19
3.3.1 作品材质设定 19
3.3.2 作品框架结构设定 20
3.3.3 作品外形图案设定 21
3.4 作品总体架构方案设定 22
3.4.1 互动系统硬件选取 22
3.4.2 互动系统软件设定 24
3.4.3 作品系统构成设定 24
第4章 基于感应技术的机械装置作品制作过程 25
4.1 装置框架搭建 25
4.2 硬件系统连接 26
4.2 1 一个互动系统单元的连接 26
4.2.2 六个互动系统单元的连接 26
4.3 程序实现 27
4.3.1 声音传感器控制部分 29
4.3.2 舵机控制部分 30
4.4 整体布线和后期完善 31
4.5 制作过程中遇到的问题及解决方式 31
第5章 基于感应技术的机械装置作品测试 33
5.1 作品测试的必要性 33
5.2 测试过程及结果 33
第6章 结论 35
6.1 课题研究成果 35
6.2 课题研究的优势和不足 35
6.3 前景展望 35
参考文献 37
致谢 37
附录 38
图目录
【图1.1】 打制石器 1
【图1.2】 磨制石器 1
【图1.3】 省力工具 2
【图1.4】 青铜农具青铜镰刀 2
【图1.5】 水力机械水转翻车 2
【图1.6】 珍妮纺纱机、飞梭 2
【图1.7】 改良型蒸汽机 2
【图1.8】 西门子发明的第一台发电机 2
【图1.9】 内燃机 2
【图1.10】 海滩动物 5
【图1.11】 CLOUD 5
【图1.12】 BIG ? NYC 5
【图1.13】 短信弹弓 5
【图1.14】 绝对分隔 7
【图1.15】 相对分隔 7
【图1.16】 象征性分隔 7
【图1.17】 弹性分隔 7
【图1.18】 木质隔断 8
【图1.19】 金属隔断 8
【图1.20】 玻璃隔断 8
【图2.1】 阿尔文托夫勒 13
【图2.2】《未来的冲击》 13
【图2.3】 SWING SCAPE秋千景观装置 15
【图3.1】 隔断运动方式 19
【图3.2】 松木 20
【图3.3】 外观框架 20
【图3.4】 底部长方体盒子 20
【图3.5】 外形图案 21
【图3.6】 ARDUINO 1.6.4加载界面 24
【图3.7】 ARDUINO 1.6.4操作界面 24
【图4.1】 初步加工后的木材 25
【图4.2】 搭建好的装置框架 25
【图4.3】 一个互动单元的连接 26
【图4.4】 六个互动单元的连接 27
【图4.5】 程序流程图 28
【图4.6】 SETUP部分 29
【图4.7】 LOOP部分 29
【图4.8】 中断方式对比图 30
【图4.9】最终效果 31
表目录
【表1.1】 旋转机械结构 3
【表3.1】 装置硬件选取 22
【表4.1】 程序主要结构 29
【表4.2】 舵机控制部分运用的函数 30
【表4.3】 制作过程中遇到的问题及解决方式 31
【表5.1】 测试中遇到的问题既解决方案 33
第1章 绪论
1.1课题的研究背景
1.1.1 关于机械设计
机械（英文名称：machinery）是指机器与机构的总称，就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置。[1]在我们日常生活中，处处要运用到机械，不管是牙刷、镊子这样的简单机械，还是机床、工程车这样的复杂机械，在现代生活或者生产中都是不可或缺的。
回顾机械的发展历程，我们可以发现机械的发展与人类文明的发展紧密相关。从古埃及人们利用简单的滑轮与斜坡修建金字塔到现在人们在城市中建立起一座座摩天大厦，从古代利用简单的杠杆原理制成的独轮手推车到现代的汽车、火车、飞机，甚至飞船，无一不机械的发展推动着人类文明与社会的进步。
世界机械发展分为四个阶段：
目 录
摘 要 IV
ABSTRACT V
目 录 VI
第1章 绪论 1
1.1课题的研究背景 1
1.1.1 关于机械设计 1
1.1.2 关于交互技术 4
1.1.3 关于空间分隔 6
1.2研究目的及意义 9
1.2.1研究目的 9
1.2.2 研究意义 10
1.3 课题研究的内容和方法 10
1.3.1 课题研究的内容 10
1.3.2 研究方法 11
1.4 论文框架 11
第2章 设计调研与分析 13
2.1 体验设计 13
2.2 展示空间的特点 14
2.3 用户行为与心理分析 15
2.4 基于感应技术的机械装置相关调研分析 15
2.4.1 基于感应技术的机械装置实例分析 15
2.4.2 技术与平台分析 16
2.5 需求分析 16
2.6 课题研究的创新点分析 17
第3章 基于感应技术的机械装置作品方案设计过程 18
3.1 作品概念和功能设定 18
3.1.1 作品
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概念设定 18
3.1.2 作品功能设定 18
3.2 作品互动方式设定 19
3.3 作品整体造型方案设定 19
3.3.1 作品材质设定 19
3.3.2 作品框架结构设定 20
3.3.3 作品外形图案设定 21
3.4 作品总体架构方案设定 22
3.4.1 互动系统硬件选取 22
3.4.2 互动系统软件设定 24
3.4.3 作品系统构成设定 24
第4章 基于感应技术的机械装置作品制作过程 25
4.1 装置框架搭建 25
4.2 硬件系统连接 26
4.2 1 一个互动系统单元的连接 26
4.2.2 六个互动系统单元的连接 26
4.3 程序实现 27
4.3.1 声音传感器控制部分 29
4.3.2 舵机控制部分 30
4.4 整体布线和后期完善 31
4.5 制作过程中遇到的问题及解决方式 31
第5章 基于感应技术的机械装置作品测试 33
5.1 作品测试的必要性 33
5.2 测试过程及结果 33
第6章 结论 35
6.1 课题研究成果 35
6.2 课题研究的优势和不足 35
6.3 前景展望 35
参考文献 37
致谢 37
附录 38
图目录
【图1.1】 打制石器 1
【图1.2】 磨制石器 1
【图1.3】 省力工具 2
【图1.4】 青铜农具青铜镰刀 2
【图1.5】 水力机械水转翻车 2
【图1.6】 珍妮纺纱机、飞梭 2
【图1.7】 改良型蒸汽机 2
【图1.8】 西门子发明的第一台发电机 2
【图1.9】 内燃机 2
【图1.10】 海滩动物 5
【图1.11】 CLOUD 5
【图1.12】 BIG ? NYC 5
【图1.13】 短信弹弓 5
【图1.14】 绝对分隔 7
【图1.15】 相对分隔 7
【图1.16】 象征性分隔 7
【图1.17】 弹性分隔 7
【图1.18】 木质隔断 8
【图1.19】 金属隔断 8
【图1.20】 玻璃隔断 8
【图2.1】 阿尔文托夫勒 13
【图2.2】《未来的冲击》 13
【图2.3】 SWING SCAPE秋千景观装置 15
【图3.1】 隔断运动方式 19
【图3.2】 松木 20
【图3.3】 外观框架 20
【图3.4】 底部长方体盒子 20
【图3.5】 外形图案 21
【图3.6】 ARDUINO 1.6.4加载界面 24
【图3.7】 ARDUINO 1.6.4操作界面 24
【图4.1】 初步加工后的木材 25
【图4.2】 搭建好的装置框架 25
【图4.3】 一个互动单元的连接 26
【图4.4】 六个互动单元的连接 27
【图4.5】 程序流程图 28
【图4.6】 SETUP部分 29
【图4.7】 LOOP部分 29
【图4.8】 中断方式对比图 30
【图4.9】最终效果 31
表目录
【表1.1】 旋转机械结构 3
【表3.1】 装置硬件选取 22
【表4.1】 程序主要结构 29
【表4.2】 舵机控制部分运用的函数 30
【表4.3】 制作过程中遇到的问题及解决方式 31
【表5.1】 测试中遇到的问题既解决方案 33
第1章 绪论
1.1课题的研究背景
1.1.1 关于机械设计
机械（英文名称：machinery）是指机器与机构的总称，就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置。[1]在我们日常生活中，处处要运用到机械，不管是牙刷、镊子这样的简单机械，还是机床、工程车这样的复杂机械，在现代生活或者生产中都是不可或缺的。
回顾机械的发展历程，我们可以发现机械的发展与人类文明的发展紧密相关。从古埃及人们利用简单的滑轮与斜坡修建金字塔到现在人们在城市中建立起一座座摩天大厦，从古代利用简单的杠杆原理制成的独轮手推车到现代的汽车、火车、飞机，甚至飞船，无一不机械的发展推动着人类文明与社会的进步。
世界机械发展分为四个阶段：
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