机械创新设计常用方法
机械创新设计知识点
机械创新设计知识点机械创新设计是机械工程领域的重要内容之一，它涉及到机械产品的创新与设计，旨在提高机械产品的性能和功能，满足不断变化的市场需求。
本文将介绍一些机械创新设计的知识点，包括设计理念、设计流程和创新方法等。
一、设计理念1. 用户体验：机械产品的设计应以用户体验为中心，关注用户的需求和感受。
通过人机工程学的方法，提高产品的易用性和舒适性，增强用户对产品的好感度。
2. 产品生命周期：机械产品的设计不仅仅关注产品的性能，还应考虑产品的整个生命周期。
从原材料选择、制造工艺、使用寿命到产品的回收利用，都需要在设计阶段综合考虑。
3. 可持续发展：机械创新设计应注重生态环境保护和资源的有效利用。
通过采用节能环保技术和材料，减少对环境的污染，提高资源利用率，实现可持续发展。
二、设计流程机械创新设计的设计流程一般包括以下几个阶段：1. 需求分析：了解用户需求，明确产品的功能和性能要求。
通过市场调研和用户反馈等方式，获取对产品的需求信息。
2. 概念设计：根据需求分析的结果，进行创意激发和概念设计。
通过脑力激荡和头脑风暴，产生多个创新的设计方案。
3. 详细设计：在概念设计的基础上，进行详细设计。
包括结构设计、材料选择、工艺设计等。
设计师需要结合工程原理和现有技术，制定具体的设计方案。
4. 仿真验证：通过计算机仿真和实验验证，对设计方案进行评估和修正。
确保设计的可行性和稳定性，满足产品性能要求。
5. 制造生产：根据最终设计方案，进行产品的制造和生产。
包括制造工艺的确定、零部件的加工和装配等。
6. 测试验收：对制造的产品进行测试和验收。
包括功能性测试、性能测试和可靠性测试等。
确保产品符合设计要求和标准。
三、创新方法机械创新设计涉及到创新思维和创新方法，以下是几种常用的创新方法：1. 换位思考：将自己置于用户的角度，思考用户的需求和问题。
通过换位思考，可以发现用户的痛点和需求，从而提出更好的设计方案。
2. 借鉴其他领域：机械创新设计可以借鉴其他领域的思想和方法。
机械创新设计方法结课报告
机械创新设计方法结课报告机械创新设计方法结课报告一、引言机械创新设计是指通过解决现有机械产品或系统中存在的问题或不足，提出新的设计方案，实现功能改进、性能提升或成本降低的目标。
本课程从机械创新的角度出发，介绍了一些常用的机械创新设计方法，包括TRIZ理论、造型参数法、Axiomatic Design理论等。
通过学习这些方法，我们可以更加有针对性地进行机械创新设计，提高创新设计的效率和成功率。
二、TRIZ理论TRIZ理论（Theory of Inventive Problem Solving）是由俄罗斯科学家居里亚金于20世纪40年代提出的一种机械创新设计方法。
TRIZ理论的核心是通过分析历史上已有的发明创造，总结出一系列的创新原则和模式，并将其应用到具体的设计问题中。
TRIZ理论提出了39个创新原则，包括分离原则、局部或局部负原理、替代原理等。
通过运用这些创新原则，可以帮助我们发现设计问题中的矛盾点，并提出创新的解决方案。
三、造型参数法造型参数法是一种以形态设计为基础的机械创新方法。
它通过对产品形态和参数的分析，识别出存在的问题或不足，并从形态和参数的角度出发提出创新的设计方案。
造型参数法的核心是确定机械产品形态和参数的优化目标，通过对目标进行分析研究，找到最佳的设计方案。
同时，造型参数法还强调产品形态和参数之间的内在联系，通过调整参数之间的关系，实现整体设计的协调和优化。
四、Axiomatic Design理论Axiomatic Design理论是一种以公理为基础的机械创新方法，它通过引入公理来指导机械产品的设计过程。
Axiomatic Design理论的核心是将设计问题分为功能需求和设计参数两个层次，并通过公理及其推理过程来确保设计的有效性和合理性。
Axiomatic Design理论提出了六个基本公理和推导规则，包括独立公理、信息公理、A-强度公理等。
通过遵循这些公理和规则，可以帮助我们从系统的整体角度出发，进行机械创新设计。
机械创新设计第三章 常用创新设计的基本原理
第一节 综合创新原理
1) 综合能发掘已有事物的潜力，并且在综合过程中产生新的价值。 2)综合不是将研究对象的各个要素进行简单的叠加或组合，而是 通过创造性的综合使综合体的性能产生质的飞跃。 3)综合创新比起开发创新在技术上更具有可行性，是一种实用的 创新思路。
第二节 分离创新原理
图3-3 分离创新原理的模式
第四节 逆向创新原理
1.功能性逆向创新 2. 结构性逆向创新 3.因果关系逆向创新
第五节 还原创新原理
例3-5 食品保鲜研究。 例3-6 洗衣机的开发。
ห้องสมุดไป่ตู้
第六节 物场分析原理
一、物场分析的概念 物场分析法（Substance⁃Field）是前苏联学者阿奇舒勒在发明
问题解决理论TRIZ中提出的一种创造原理，这种创新理论提出， 解决创造课题的本质问题是消除课题的技术矛盾，而技术矛盾是 由物理矛盾决定的，因此，只有消除物理矛盾，才能最终解决创 造课题。为了分析和消除这类矛盾，可以运用物场分析原理。这 个方法的基础是对“最小技术系统”的理解和分析：在任何一个 最小技术系统中，至少有一个主体S1，一个客体S2和一个场F，三 者缺一不可，否则不能发生技术作用。
例3-1 “椰菜娃娃”奇迹及启示。 1)设计师在设计时应具有营销的观念，以销定产，以顾客的需要 为中心，以销售指导产品的设计和生产，满足和服务顾客的需要， 这样才能设计出受客户欢迎的产品。 2)在现代社会中，产品除了满足功能方面的要求外，更重要的是 满足心理、人文、审美等方面的需要。
第三节 移植创新原理
3.增加 4.变换
第六节 物场分析原理
1)指定物体S1。
图3-6 新型割草机
第六节 物场分析原理
2)确定场F。 3)指定物体S2。 4)改变刀体锥面，使其与主轴锥孔不是以整个圆锥面接触，而是 以多数点的形式接触，如图3-7c所示。
机械创新设计常用方法
机械创新设计的常用方法：1、头脑风爆法；2、6-3-5法；3、类比法；4、查有关参考书浏览网站；5、咨询教授；6、从现有的发明专利中找灵感；7、TRIZ理论。
头脑风暴法头脑风暴法的特点是要求与会者尽可能地解放思想，无拘无束地思考问题，不必顾虑自己的想法是否“离经叛道”或“荒唐可笑”。
创造一种自由、活跃的气氛，激发参加者提出各种荒诞的想法，是与会者思想放松。
这是获得高质量创造性设想的条件。
6-3-5法即每次会议请6个人参加，每人在卡片上默写3个设想，每轮历时5分钟。
这种方法和头脑风暴法很像，针对头脑风暴的局限性，即有的创造性很强的人喜欢沉思，但会议无此条件，会上表现力和控制力强的人会影响他人提出设想，会议严禁批评，虽然保证了自由思考，但难于及时对众多的设想进行评价和集中。
提出了635法。
635法的特点是，组织者给每个人发几张卡片，每张卡片上标上1、2、3号，在每两个设想之间留出一定的空隙，好让其他人再填写新的设想。
在第一个5分钟内，要求每个人针对议题在卡片上填写3个设想，然后将设想卡传递给右邻的与会者。
在第二个5分钟内，要求每个人参考他人的设想后，再在卡片上填写3个新的设想，这些设想可以是对自己原设想的修正和补充，也可以对他人设想的完善，还允许将几种设想进行取长补短式的综合，填写好后再右传给他人。
这样，半小时内传递5次，可产生108条设想。
从收集上来的设想卡片中，将各种设想，尤其是最后一轮填写的设想进行分类整理，然后根据一定的评判准则筛选出有价值的设想。
类比法类比法即比较分析两个对象之间某些相同或相似之点，从而认识事物或解决问题的方法。
类比法应用比较广泛，比如我们常见的仿生技术的原理也是类比法。
比如雷达的发明灵感是从蝙蝠来的、飞机的发明是根据鸟类的飞行来的、军用越野车的发明是按蜘蛛爬行的原理。
查有关参考书浏览网站现在网络覆盖范围很广，许多人都通过网络来发表自己的看法，所以网上有很多值得我们借鉴的好的想法。
机械创新设计
1、机械创新设计：是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品的一种实践活动。
2、机械创新设计包含两部分：一是改进完善生产或生活中现有机械产品的可靠性、经济性、适用性等技术性能；二是创造设计出能满足新的生产或生活需要的新机器、新产品。
3、体现创新意识的思维方法：综合、还原、对应、移植、离散、逆反。
4、创新设计的原则：创新原则、实用原则、经济原则、美观原则、道德原则、技术规范原则、可持续发展原则。
5、创造技法：移植法、头脑风暴法、默写式头脑风暴法、KJ法、集思广益法、德尔菲法、戈登法、卡片法、NM法、联想法、组合法、设问法。
（移植法：发明者把某一种技术领域中的技术手段和方法，移植应用到另一技术领域，从而得到新发明。
技术手段移植、技术原理移植、技术功能移植）（头脑风暴法：是一种从心里上激励群体创新活动的最通用的方法，形容创造性思维自由奔放、打破常规，创新设想如暴风骤雨般的激烈涌现。
原则：自由畅想原则、严禁评判原则、谋求数量原则、借题发挥原则。
）6、产品创新有两类：第一类是原理上的改变，如从无到有的创新；第二类是在第一类的基础上进行改进，这类改进更符合使用者的行为习惯和个性需求。
在产品设计过程中，能集中体现这两类创新的工作就是机械运动系统方案创新设计7、机械产品的设计一般要经历一下四个阶段：规划设计阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、施工设计阶段8、“数”是发展的核心；“精”是发展的关键；“极”是发展的焦点；“集”是发展的方法；“自”是发展的条件；“网”是发展的道路；“智”是发展的前景；“绿”是发展的必然。
（以上八者彼此渗透，相互促进）9、回顾TRIZ研究的历史，阐述了TRIZ发展的4个时期，即:萌芽时期、初建时期、发展时期、成熟时期。
TRIZ研究的现状，指出西方发达国家美、德、英、法、瑞典及俄罗斯、日本等走在了世界的前列，我国还处在TRIZ理论的引进、宣传与推广阶段.目前，TRIZ发展已进入成熟期,TRIZ原理不仅应用于发明创造，还可用于企业管理、社会政治、经济、商贸、建筑、教育等非技术领域.今后TRIZ的发展趋势为TRIZ自身的完善及与其他方法的集成,经过20—30年的时间,将进入衰退期.20—30年以后,将会出现更高级的"TRIZ"来解决五级(重大)发明问题。
机械设计中的创新思维与设计方法
机械设计中的创新思维与设计方法机械设计作为一门综合性较强的学科，对于创新思维与设计方法的运用有着重要的意义。
本文将从创新思维的培养以及设计方法的应用两个方面展开讨论，旨在探究机械设计中的创新思维与设计方法的重要性。
一、创新思维的培养在机械设计中，创新思维是设计师们追求卓越的关键。
创新思维指的是通过跳出传统束缚，开拓思维边界，提出新颖有创意的解决方案。
培养创新思维需要以下几个方面的努力：1. 开放思维：开放思维是培养创新思维的基础。
设计师应该保持好奇心，不断扩大知识面，关注不同领域的发展动态，从而获得多样性的灵感和创意。
2. 多角度思考：机械设计中的问题通常是复杂多层次的，因此设计师需要学会从不同角度出发思考，体验问题的不同方面，以找到独特的解决方案。
3. 结合实际：创新思维不仅仅是理论，更需要结合实际情况。
设计师应该密切关注市场需求、用户反馈等方面的信息，从而在设计中融入实际的考量，提供切实可行的解决方案。
二、设计方法的应用除了创新思维，设计方法在机械设计中也起着至关重要的作用。
设计方法是指设计师在进行具体设计时所采用的一套操作步骤和技巧。
下面介绍几种常用的设计方法：1. 概念设计：概念设计是机械设计的起点，通过对设计目标的明确以及需求分析，设计师可以进行概念构思。
在这个阶段，可以采用头脑风暴、草图设计等方法，提取和形成初步的设计概念。
2. 参数设计：参数设计是基于概念设计的进一步细化和完善。
在这个阶段，设计师需要确定设计的具体尺寸、材料、工艺等参数，并运用相关的工具和软件进行计算和优化。
3. 试验验证：试验验证是确保设计方案可行性和可靠性的重要环节。
通过实际试验，收集数据并对设计方案进行检验和修正，以确保设计结果符合预期效果。
4. 模拟仿真：模拟仿真是借助计算机技术对设计方案进行全面评估和优化的手段。
通过建立设计模型并进行仿真分析，可以提前发现和解决潜在的问题，显著节省了开发周期和成本。
总结：机械设计中的创新思维与设计方法是互相依存、相辅相成的。
机械设计中的创新思维与方法
机械设计中的创新思维与方法机械设计是一门综合性很强的学科，需要设计师具备创新思维和方法来解决问题，提高设计水平。
在机械设计中，创新是推动行业进步的重要因素之一。
本文将介绍机械设计中的创新思维与方法，以帮助设计师更好地应对挑战。
一、创新思维创新思维是机械设计师必备的素质之一。
创新思维要求设计师打破传统思维模式，勇于尝试新想法，追求卓越。
在机械设计中，创新思维主要体现在以下几个方面：1. 独立思考：机械设计师需要有独立思考问题的能力。
对于一个设计需求，设计师要有自己的见解，并能够提出创新的解决方案。
通过思考和分析，找到问题的症结所在，以实现更好的设计效果。
2. 跨学科融合：机械设计是一门综合性学科，需要与众多领域进行交叉融合。
创新思维要求设计师具备跨学科的知识和思维能力，将不同领域的理论和方法结合起来，为设计问题提供更全面、更创新的解决方案。
3. 开放性思维：创新思维要求设计师具备开放的心态，敢于接受和借鉴他人的意见和想法。
通过与他人的交流和合作，获取新的思维启发，提高自身的设计水平。
二、创新方法在机械设计中，创新方法是实现创新思维的重要手段。
以下是几种常用的创新方法：1. 故事板法：故事板法是一种可视化的设计方法，通过将设计需求制作成连续的故事板，来展示设计的整体思路和实施过程。
故事板法可以帮助设计师更清楚地理解需求和目标，从而提供更有创意、更实用的解决方案。
2. 设计思维导图：设计思维导图是一种将设计问题分解为不同模块，通过关联和分类的方式进行思维导图，以获取更全面的设计方案和想法。
设计思维导图可以帮助设计师系统化地组织和整理思维，提高设计的全面性和有效性。
3. 逆向思维：逆向思维是一种从与传统思维相反的角度去思考和解决问题的方法。
通过逆向思维，设计师可以打破固有思维的框架，发现传统设计中的不足之处，从而提出创新的设计方案。
4. 设计原型法：设计原型法是一种通过制作实物模型或虚拟模型来验证设计方案的方法。
机械创新设计简介
第十三章机械创新设计简介第一节概述第二节常用的创造性思维模式和方法第三节机械的创新设计第四节产品造型创新设计简介第一节概述一、创新设计的概念机械创新设计MCD（Mechanical Creative De sign）是指更充分地发挥设计者的创造力和智慧，利用人类已有的相关科学理论、方法和原理，以及最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，进行新的构思、设计出新颖、有创造性及实用性的机构或机械产品（装置）的一种实践活动。
开发设计创新设计变异设计反求设计开发设计:从提出方案到完成设计全过程都是全新的、探索性的，创造设计出新机器、新产品，以满足新的生产和生活的需要。
变异设计:在已有产品的基础上，针对原有产品存在的缺或新的功能要求，从工作原理、机构、结构、参数、尺寸等方面进行一定的变异，改进机械产品的技术性能、可靠性、经济性和适用性，设计出新产品以适应市场需求。
反求设计:针对已有的先进产品或设计，进行深入分析研究，探索掌握其关键技术，在消化、吸收的基础上，开发出同类型的创新产品。
无论哪种创新设计都要求设计师在设计环节上突破常规惯例，追求与前人、众人不同的的方案，提出新原理、新方法、新机构、新形式、新材料等，在求异是寻求创新，将设计者的智慧具体物化在整个设计过程中。
二、机械创新设计与常规机械设计以及创造发明的关系1.机械创新设计与常规机械设计常规机械设计过程一般可以分为这样4个阶段：（1）机械总体方案设计设计者根据设计任务书的要求，广泛收集同类机械或相近机械的性能参数，使用情况、优缺点等技术资料和数据，而后进入机械总体方案设计阶段。
机械总体方案设计在很大程度上决定了未来机械的面貌，对机械的性能、成本影响很大。
（2）机械的运动设计机械运动设计的内容包括：机构主要尺寸的确定、机械运动参数的分析、传动比的确定与分配等。
（3）机械的动力设计在运动设计的基础上，确定作用在机械系统各构件上的载荷并进行机械的功率和能量计算。
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机械创新设计的常用方法：
1、头脑风爆法；
2、6-3-5法；
3、类比法；
4、查有关参考书浏览网站；
5、咨询教授；
6、从现有的发明专利中找灵感；
7、TRIZ理论。
头脑风暴法
头脑风暴法的特点是要求与会者尽可能地解放思想，无拘无束地思考问题，不必顾虑自己的想法是否“离经叛道”或“荒唐可笑”。
创造一种自由、活跃的气氛，激发参加者提出各种荒诞的想法，是与会者思想放松。
这是获得高质量创造性设想的条件。
6-3-5法
即每次会议请6个人参加，每人在卡片上默写3个设想，每轮历时5分钟。
这种方法和头脑风暴法很像，针对头脑风暴的局限性，即有的创造性很强的人喜欢沉思，但会议无此条件，会上表现力和控制力强的人会影响他人提出设想，会议严禁批评，虽然保证了自由思考，但难于及时对众多的设想进行评价和集中。
提出了635法。
635法的特点是，组织者给每个人发几张卡片，每张卡片上标上1、2、3号，在每两个设想之间留出一定的空隙，好让其他人再填写新的设想。
在第一个5分钟内，要求每个人针对议题在卡片上填写3个设想，然后将设想卡传递给右邻的与会者。
在第二个5分钟内，要求每个人参考他人的设想后，再在卡片上填写3个新的设想，这些设想可以是对自己原设想的修正和补充，也可以对他人设想的完善，还允许将几种设想进行取长补短式的综合，填写好后再右传给他人。
这样，半小时内传递5次，可产生108条设想。
从收集上来的设想卡片中，将各种
设想，尤其是最后一轮填写的设想进行分类整理，然后根据一定的评判准则筛选出有价值的设想。
类比法
类比法即比较分析两个对象之间某些相同或相似之点，从而认识事物或解决问题的方法。
类比法应用比较广泛，比如我们常见的仿生技术的原理也是类比法。
比如雷达的发明灵感是从蝙蝠来的、飞机的发明是根据鸟类的飞行来的、军用越野车的发明是按蜘蛛爬行的原理。
查有关参考书浏览网站
现在网络覆盖范围很广，许多人都通过网络来发表自己的看法，所以网上有很多值得我们借鉴的好的想法。
这种方法的特点就是获取方便。
教授咨询
教授通常做过的项目比较多，所以经验丰富，对于一个解决实际问题的设计方案也会比我们考虑的周全。
所以咨询教授是一种很可靠的方法。
从现有发明专利中找灵感
通常我们要设计的产品都会有发明专利，所以在设计之前可以参考一下别人已有的专利，了解别人的设计思想，从而对自己的设计进行改进，但是要注意不能抄袭别人的专利。
这种方法的特点是，可以查到的专利和多，所以对我们来说可以借鉴的资源也很丰富，但是也有个缺点，那就是别人已有的专利越多，我们自己可以发挥的空间
也越有限。
TRIZ理论
TRIZ理论说明发明创造和解决技术难题是有规律可循的。
发明的过程就是解决系统冲突的过程。
Altshuller发现任何领域的产品改进、技术的变革、创新和生物系统一样，都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡，是有规律可循的。
人们如果掌握了这些规律，就能能动地进行产品设计并能预测产品的未来趋势。
TRIZ解决问题的过程：发明问题解决理论的核心是技术进化原理。
按这一原理，技术系统一直处于进化之中，解决冲突是其进化的推动力，按照TRIZ理论，解决冲突的方法是采用分离原理，比如时间上的分离（飞机襟翼），空间上的分离（舰艇的拖弋声纳系统），条件上的分离（喷水可以用来洗澡也可以用来切割），部分的分离（标准生产线和柔性制造系统）。
进化速度随技术系统一般冲突的解决而降低，使其产生突变的唯一方法是解决阻碍其进化的深层次冲突。
TRIZ理论的主要内容：1、TRIZ 理论中提供了如何系统分析问题的科学方法，如多屏幕法等；而对于复杂问题的分析，则包含了科学的问题分析建模方法—物-场分析法，它可以帮助快速确认核心问题，发现根本矛盾所在。
2、技术系统进化法则，针对技术系统进化演变规律，在大量专利分析的基础上TRIZ 理论总结提炼出八个基本进化法则，即由单一趋向复合（螺旋桨叶片）、由整体趋向分割（印刷机）、由刚性趋向于柔性（汽车转向机构）、由单向趋向于双向（光控电灯），由一维趋向多维（灯管的发展）、由单一用途趋向于多用途（汽车上的显示屏）。
利用这些进化法则，可
以分析确认当前产品的技术状态，并预测未来发展趋势，开发富有竞争力的新产品。
3、技术矛盾解决原理，不同的发明创造往往遵循共同的规律。
TRIZ理论将这些共同的规律归纳成40个创新理论，即空间的转换（可折叠的交通灯）、时间的转换（焊接时防止变形可以施加发作用力）、主体的转换（沙发床）、作用力的转换（激光雕刻机）材料或形态的转换、环境的转换（使用氧离子）。
针对具体的技术矛盾，可以基于这些创新原理、结合工程实际寻求具体的解决方案。
4、创新问题标准解法，针对具体问题的物-场模型的不同特征，分别对应有标准的模型处理方法，包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等。
5、发明问题解决算法ARIZ，主要针对问题情景复杂，矛盾及其相关部件不明确的技术系统。
它是一个对初始问题进行一系列变形及在定义等非计算性的逻辑过程，实现对问题的逐步深入分析，问题转化，直至问题解决。
6、基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库，基于物理、化学、几何学等领域的数百万项发明专利的分析结果而构建的知识库可以为技术创新提供丰富的方案来源。