什麼是機械創興設計

1. 機械創新設計論文

淺談機械創新設計中的反求設計
摘要：介紹了機械創新設計中反求設計的定義、反求對象的分析內容及反求設計的一般方法和步驟，並詳細說明三種反求設計的內容和具體方法。
關鍵詞：創新設計 反求設計 反求對象 反求工程
反求設計(也稱逆向設計)是設計人員以先進設備的軟體(圖樣、程序、技術文件)、影像(圖片、照片等)和實物作為研究對象，應用現代設計理論方法、人機工程學等有關專業知識，進行系統的分析和研究，進而開發出同類的先進產品的過程。
1 對反求對象的分析
在進行反求設計前，首先要對反求設計的對象(全文簡稱反求對象)進行分析。
1．1 對反求對象的設計指導思想和功能原理的分析
產品的設計指導思想決定了產品的設計方案，深入分析並掌握產品的設計指導思想是分析了解整個產品設計的前提。充分了解反求對象的功能有助於對產品原理方案的分析、理解和掌握，且有可能在進行反求設計時得到基於原產品而又高於原產品的原理方案。
1．2 對反求對象材料的分析
對反求對象材料的分析包括了材料成分的分析、材料組織結構的分析和材料的性能檢測幾大部分。反求對象材料分析的過程如下：

圖1反求對象材料分析的過程
在對反求對象進行材料分析時，要充分考慮到材料表面的改性處理技術。
1．3 對反求對象的工藝和裝配的分析
反求設計和反求工藝是相互聯系的，缺一不可。在缺乏製造原型產品的先進設備與先進工藝方法和未掌握某些技術技巧的情況下，對反求對象進行工藝分析通常採用以下幾種常用的方法。
(1)採用反判法編制工藝規程。以零件的技術要求如尺寸精度、形位公差、表面質量等為依據，查明設計基準，分析關鍵工藝，優選加工工藝方案，並依次由後向前遞推加工工序，編制工藝規程。
(2)改進工藝方案，保證引進技術的原設計要求。在保證引進技術的設計要求和功能的前提條件下，局部地改進某些實現較為困難的工藝方案。
(3)用曲線對應法反求工藝參數。先將需分析的產品的性能指標或工藝參數建立第一參照系，以實際條件建立第二參照系，根據已知點或某些特殊點把工藝參數及其有關的量與性能的關系擬合出一條曲線，並按曲線的規律適當拓寬，從曲線中找出相對於第一參照系性能指標的工藝參數，即是需求的工藝參數。
(4)材料國產化，局部改進原型結構以適應工藝水平。由於材料以及工藝對加工方法的選擇起決定性作用，所以，在無法保證使用原產品的製造材料時，或在使用原產品的製造材料後，工藝水平不能滿足要求的情況下，可以使用國產化材料，以適應當前的工藝水平。對反求對象進行裝配分析，應主要考慮：用什麼裝配工藝來保證產品的性能要求，能否將原產品的若干個零件組合成一個部件，如何提高裝配速度等。
1．4 對反求對象精度的分析
產品的精度直接影響到產品的性能，對反求對象精度的分析包括了對反求對象形體尺寸的確定、精度的分配等內容。在確定形體尺寸時，根據反求對象軟體、影像或實物的不同，所選用的反求方法也有所不同。若是實物反求，則可通過常用的測量設備(如萬能量具、投影儀、坐標機等)對產品直接進行測量，以確定形體尺寸；若是軟體反求和影像反求，則可採用參照物對比法，利用透視成像的原理和作圖技術並結合人機工程學和相關的專業知識，通過分析計算來確定形體尺寸。在進行精度的分配時，根據產品的精度指標及總的技術條件、產品的工作原理圖，並且綜合考慮生產技術水平、產品生產的經濟性和國家技術標准等，按以下步驟進行：明確產品的精度指標；綜合考慮理論誤差和原理誤差，進行產品工作原理設計和安排總體布局；在完成草圖設計後，找出全部的誤差源，進行總的精度計算；編寫技術設計說明書，確定精度；在產品的研製、生產的全過程中，根據實際生產情況，對所作的精度分配進行調整、修改。
1．5 對反求對象造型的分析
產品造型設計是產品設計與藝術設計相結合的綜合性技術。其主要目的是運用工業美學、產品造型原理、人機工程學原理等對產品的外形造型、色彩設計等進行分析，以提高產品的外觀質量和舒適方便程度。例如，在數控系統的設計中，就要充分考慮到數控系統的顯示器的布局問題，圖形和漢字顯示問題，數控系統操作面板的造型和色彩問題，各個功能操作按
鍵的造型、色彩、布局及操作的方便性問題等等。
1．6 對反求對象系列化與模塊化的分析
分析反求對象時，要考慮到所引進的產品是否已經系列化，是否為系列型譜中的一個，在系列型譜中是否具有代表性，產品的模塊化程度如何等具體問題，使得在設計製造時少走彎路，提高產品質量，降低成本，生產出多品種、多規格、通用化較強的產品，從而提高產品的市場競爭力。
2 反求設計的研究內容與方法
2．1 軟體反求設計法
軟體反求設計法是以產品的樣本資料、產品標准、產品規范以及與設計、研製、生產製造有關的技術資料和技術文件等為研究對象的反求工程技術。軟體反求設計的目的是通過對所引進的如上所述的技術軟體的分析、研究，提高本國在該產品技術上的設計、生產製造能力。軟體反求設計的組成如圖2所示。

圖2 軟體反求設計的內容
2．2 影像反求設計法
影像反求設計是以產品照片、圖片、影視畫面等參考資料為對象來進行分析設計的。其內容見圖3。
在運用影像反求設計的方法進行分析、設計時，由於研究對象主要是產品的外觀圖片、畫面、影像等，很難甚至無法了解到產品的內部結構。為此，在進行設計時，要求工程技術人員必須掌握相應的理論和分析方法，如中心投影規律，透視變換和透視投影，透視圖的形成原理、色彩、陰影等相關知識。影像反求設計法的設計步驟：廣泛地收集參考資料；多方面分析、研究參考資料；設計產品的方案；評價方案；設計反求技術。

圖3 影像反求設計的主要內容
2．3 實物反求設計法
實物反求設計法的研究對象為引進的比較先進的設備或產品實物，其目的是通過對產品的設計原理、結構、材料、工藝裝配等進行分析研究，研製開發出與被分析產品功能、結構等方面相似的產品。實物反求設計是一個認識產品—再現產品—超越原產品的過程。
實物反求可分為對整個設備的反求(即整機反求)、對組成機器的部件的反求(即部件反求)和對機器零件的反求(即零件反求)三個組成部分。實物反求設計的過程如圖4所示。

圖4 實物反求設計法的過程
實物反求設計法一般是通過三坐標測量機或激光掃描機等先進的數據採集設備獲取復雜零件的三維數據點，然後利用反求軟體進行數據點處理，實現由點一線一面的CAD三維模型設計。所以，軟體反求設計法主要包含兩項內容，一是實物模型表面數據點的獲取，即數字化技術，二是曲面造型技術。
3 結語
反求技術與NC加工技術相結合稱之為反求工程。目前常用的方法是實物反求設計法即針對現有工件(樣品或模型)利用3D數字化測量儀器准確、快速地量取輪廓坐標值，並加以建構曲面，對曲面進行編輯、修改後，傳到CAD~CAM系統，再由CAM所產生刀具的NC加工路徑送至CNC加工製作所需模具，或者送到快速成型機(Rapid Prototyping)將樣品模型製作出來。反求工程技術為快速設計和製造提供了很好的技術支持，它已經成為製造業信息傳遞的重要而簡潔的途徑之一。
參考文獻
[1] 張春林.機械創新設計[M].北京：機械工業出版社，2007
[2] 張美麟.機械創新設計[M].北京: 機械工業出版社，2005.
[3] 呂仲文.機械創新設計[M].北京: 機械工業出版社，2005.
[4] 羅紹新.機械創新設計[M].北京: 機械工業出版社，2005.

2. 機械創新設計的方法都有哪些

創新設計的正常開展和完成，必須正確運用創新設計方法。常用的創新設計方法主要有下面幾種：
一、智力激勵法
智力激勵法又叫集思廣益法，它是由美國創造學家A．F．奧斯本提出的。人的創造性思維特別是直覺思維在受激發情況下能得到較好的發揮。一批人集合在一起，針對某個問題進行討論時，由於每個人的知識和經驗不同，觀察問題的角度和分析問題的方法各異，提出的各種意見能互相啟發，從而誘導出更多創意。通過激智、集智、交流，可實現創新的目的。智力激勵法可以通過召開會議，也可以通過信函、書面等形式，達到互相啟發、補充和完善見解，或發展為新的見解。
二、提問追溯法
提問追溯法是有針對性地、系統地提出問題，在回答問題過程中，便可能產生各種解決問題的設想，使設計所需要的信息更充分，解法更完善。提問追溯法提出的問題如下：
1)有沒有其他用途？有沒有新的用途？稍加改進有沒有其他用途？
2)能否借用其他經驗或發明？是否有相似的東西？是否有可模仿或可借用的東西？3)能否在結構、造型或其他方面變化一下？能否增加或減少什麼？能否加高或降低一點？能否加長或縮短一點？能否加厚或減薄一點？能否減輕或加重一點？能否擴大或縮小一點？能否重新組合或再分解？
4)能否用其他東西代替？能否用代用的原材料、半成品或其他的代用製造方法？
5)能否增加或減少功能？
6)能否在成本不變的前提下提高產品的性能？
7)能否採用廉價代用材料、簡化結構、使用簡單而高效的製造工藝、提高零部件的標准化程度來降低成本？
通過一連串從不同角度的發問，可啟發思維，提出新的設計方案。
三、缺點列舉法
運用缺點列舉法始於發現事物的缺點，挑出事物的毛病。在明確需要克服的缺點後，有的放矢地進行創造性思考，並通過改進設計去獲得新的設計方案。例如，一家生產汽車喇叭繼電器的小廠，為了改變產品銷路不暢的被動局面，廠長和技術人員、銷售人員一起對有關產品進行分析，在廣泛收集用戶意見的基礎上，分析產品的缺點，然後針對缺點採取各種不同的措施，改進了原有的產品，很快打開了銷路，銷售量一年內便增長了一倍。
四、希望點列舉法
希望點列舉法從設計者(發明者)或用戶的意願出發提出新設想、新要求，從而激發人們去開發新產品或改進原有的產品。例如有了黑白電視機，還希望有彩色的、遙控的。又如人們希望在給別人打電話時不僅能聞其聲，而且能見其人，為適應這種要求，開發了可視電話。
希望點列舉法與缺點列舉法都是將思維收斂於某「點」，然後發散思維，最後又集中於某種創意。但希望點列舉法比缺點列舉法涉及的目標更廣，而且更側重自由聯想。
五、聯想類比法
聯想是由一個事物想到另一個事物的心理過程。對應聯想由一件事物聯想到與其對立的另一事物。例如由小想到大，由集中想到分散等。要增強聯想能力，必須注意增加知識和經驗，不但注意吸納本專業及其他專業的學科知識，更要重視參加各種實踐活動。利用聯想進行發明創造是一種常用而且十分有效的方法，很多發明家都善於聯想，也得益於聯想的妙用。例如，貝爾發明電話，開始沒有成功，以後從吉他的聲音中想到了共鳴原理，改進了裝置，才使電話發明成功。又如布拉特從看到蜘蛛織網聯想到可以從上到下造橋，從而發明了吊橋，突破了傳統的造橋模式。
聯想類比由一事物或現象聯想到與其有類似特點(如性質、外形、結構、功能等)的其他事物或現象。例如，由水波想到聲波、光波；由水波可出現干涉現象，想到光也有干涉現象等。
六、反向探求法
反向探求將人們通常思考問題的思路反轉過來，從背逆常規的途徑探尋新的解法，因此反向探求法亦稱為逆向思維法。例如在鎢絲燈泡發明初期，為了避免鎢絲在高溫下的氧化，需要將燈泡內抽真空，但是使用後發現抽真空後的燈絲通電後仍會變脆。為了解決這個問題，當時多數人的意見是繼續提高燈泡內的真空度。而美國科學家蘭米爾卻應用反向探求法提出向燈泡內充氣的方法，他分別試驗了將氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳氣、水蒸氣等充入燈泡，試驗結果表明氮氣有明顯的減少鎢蒸發的作用，可使鎢絲在其中長期工作，因而發明了充氣燈泡。又例如：化學能為什麼不能變成電能？聲音既是振動，那麼振動為什麼不能復現原聲？根據這些反問，相繼發明了電池、留聲機。
七、組合創新法
組合創新法是將現有技術或產品通過功能、原理、結構等方面的組合變化形成新的技術思想或新產品。組合法的優點是組合形式多樣，應用廣泛，便於操作，經濟有效。組合創新法應用的技術單元一般是已經成熟或比較成熟的技術，不需要從頭開始，因而可以最大限度地節約人力、物力和財力。在當代社會生產和生活中，存在著大量已經開發出來的技術，只要合理組合，就能創造出適合需要的技術系統。例如，美國的「阿波羅」宇宙飛船由700萬個零件組成，但沒有一個零件是新研製的，用這些已有的零件組合出把人送上月球又重返地球的神奇系統。同樣「阿波羅」宇宙飛船技術中的全部技術都是現有技術的組合。
組合創新法的類型很多。常用的有性能組合、原理組合、功能組合、結構重組、模塊組合等。雖然組合創新法所使用的技術是已有的技術，但適當組合後，同樣可以做出重大的發明。

3. 機械創新設計的一般過程分為哪幾個階段

問題提出--調研論證--解決方案--可靠性研究--初步設計--試制樣機--評審--改進設計--試制樣機--定型回
一、需求（解決什麼問題）
二、答現有技術的優點、弱點
三、解決的方法（機械方法、光、機、電、液一體化、自動化程度等等）
四、初步設計-樣機試制
五、多次改進直到成功

4. 何為「機械創新設計」與一般的設計有什麼區別

機械設計製造及其自動化專業
業務培養目標：本專業培養具備機械設計製造基礎知識與應用能力，能在工業生產第一線從事機械製造領域內的設計製造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的高級工程技術人才。
業務培養要求：本專業學生主要學習機械設計與製造的基礎理論，學習微電子技術、計算機技術和信息處理技術的基本知識，受到現代機械工程師的基本訓練，具有進行機械產品設計、製造及設備控制、生產組織管理的基本能力。
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：
1． 具有較扎實的自然科學基礎、較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力；
2．較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識，主要包括力學、機械學、電工與電子技術、機械工程材料、機械設計工程學、機械製造基礎、自動化基礎、市場經濟及企業管理等基礎知識；
3．具有本專業必需的制圖、計算、實驗、測試、文獻檢索和基本工藝操作等基本技能；
4．具有本專業領域內某個專業方向所必要的專業知識，了解其科學前沿及發展趨勢；
5．具有初步的科學研究、科技開發及組織管理能力；
6．具有較強的自學能力和創新意識。
主幹課程：
主幹學科：力學、機械工程。
主要課程：工程力學、機械設計基礎、電工與電子技術、微型計算機原理及應用、機械工程材料、製造技術基礎。
主要實踐性教學環節：包括軍訓，金工、電工、電子實習，認識實習，生產實習，社會實踐，課程設計，畢業設計(論文)等，一般應安排40周以上。
相近專業：材料成型及控制工程 工業設計 過程裝備與控制工程 車輛工程 機械工程及自動化 機械電子工程 汽車服務工程 機械類 車輛保險與理賠專業 （http://daxue.learning.sohu.com/major_detail_158.html）

機械工程及自動化專業
業務培養目標：本專業培養具備機械設計、製造、自動化基礎知識與應用能力，能在工業生產第一線從事機械工程及自動化領域內的設計製造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的高級技術人才。
業務培養要求：本專業學生主要學習機械設計、製造的基礎理論、受到現代機械工程師的基本訓練，具有從事機構設計、製造及生產管理、控制的基本能力。
畢業生應獲得以下幾方面的知識與能力：
1. 具有較扎實的自然科學基礎，較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力；
2.較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識，主要包括力學、機械學、電工與電子學、流體力學、工程熱力學、市場經濟及企業管理等基礎知識；

5. 機械創新設計的主要內容有哪些

首先是機械設計了
其次，就是增加一些創新點
採用新技術，新手段，新方法

6. 機械創新設計都有哪些原則

機械創新設計的原則：
(1)科學性原則
設計方案是某種或某些科學技術原理的體現，因此，任何設計方案都不能違背科學技術原理。
違背這一原則的設計以「永動機方案」為最典型。自古以來，有無數發明家絞盡腦汁地設計了一個又一個永動機，但都因直接違背能量守恆定律而徒勞無益，沒有任何結果。設計方案除了不違反科學原理外，還應能達到預期的性能。大多數發明的目的都是要超過已有技術。
如果效果並不那麼理想，該發明也就失去了存在的意義。因此，多方面地對設計的技術性能進行論證很有必要。
例如，有人曾設計出一種「液壓傳動和變速的自行車」。他的目的是使車子騎起來更為輕快和靈便。這就要有一個前提，即液壓傳動系統要與鏈條傳動的效率相近或更高。但是如果認真進行核查的話，我們就會發現事實正好相反，在功率傳送上液壓傳動的效率較低，因此該項發明的預期目的很難實現。
對於一項本身作用原理沒有問題的發明，還應考慮它在製造過程中是否存在特殊的困難。假定你想發明一種「撲翼式人力飛機」，如果你的設計有賴於一種極輕然而又很堅固、彈力又極好的材料，大概就有問題了。你必須首先調查一下你所需要的這種材料目前是否可能製造出來，然後再去考慮你的發明是否有意義。
另外一個必須考慮的問題是，你設計的東西如果如願以償地製造出來了，在實際使用中是否會遇到特殊的困難。
例如，一種像帆船那樣由風驅動的運輸車輛並不是製造不出來，但是如果我們真要使用這樣一種「風動車輛」，就會遇到許多麻煩。我們必須在很窄的道路上行駛，然而，陸地上的風遠不像海上那樣穩定，因此，我們的車輛就會陷入時快時慢、時走時停的狀態。這在公路運輸上是不能允許的，會大大妨礙其他車輛的行駛和安全。
(2)獨特性原則
創新設計者往往別具匠心，常常以不同於一般設計師的方式提出一些奇特的構思，使技術方案具有突出的實際效果。
例如，轉子發動機的設計，磁懸列車的設計等，都是別具匠心的設計。
出色的設計往往具有獨特的構思，但獨特的構思未必能成為有實際效果的為人們所急需的產品。例如，有人曾設計了一種「能噴水的鬧鍾」，他用噴頭射水代替鈴聲來澆醒沉睡的主人，但是，這樣的設計由於人們不那麼需要，所以很難商品化。
(3)求優性原則
要想直接估計出一項設計的實用價值是十分困難的。實際上，人們往往採取比較法來進行估計，也就是將新方案的可能效果與那些要解決同樣問題的全部已有技術相比較，看它是否處於比較優越的地位。
一般說來，追求完全相類似功能的不同技術是可以進行比較並分出優劣的。例如，愛迪生設計的碳鈕電話話筒與原來貝爾所用的液體變阻器話筒是兩種技術，但它們所要達到的功能完全相同，即把聲音變成相應的波動電流。在這種情況下，人們可以清楚地看出，前一種技術比後一種更為簡單、方便、耐用，明顯優於後一種。實際上，貝爾公司很快就買下了愛迪生的專利權。
想出一個優於已有技術的設計方案當然是很值得高興的事，但是，我們也應該意識到，技術在不斷發展進步，新的設計也會層出不窮。因此，我們還必須考慮可能出現的其他種種技術方案，考慮到各種可能的改進方案，這樣才能使自己的設計在稍長的時間內處於相對最優地位，在較長時間里保持其使用價值。從中可以看到，創新才是技術設計永保青春的秘訣。
(4)簡捷性原則
技術方案是否簡捷，也是判斷一項設計能不能獲得成功的一項設計原則。
有一種模糊的錯覺認為，一項設計的原理和構造越復雜，就說明它的水平越高。誠然，把一件構造復雜的東西製造出來絕非易事，但這僅僅是對製造者而言。如果設計者使其構造的復雜性超越了一定的限度，那麼這就是一件蹩腳的或失敗的設計。因此，創新設計者應追求功能明確、性能可靠且機理簡單的技術方案。
(5)市場性原則
符合科學原理和技術原理的產品設計，通常可以製造出來。那麼，是否就能認為這一項設計已經取得了成功呢?事實上未必如此。除了極少數特殊情況(如作為一項科學研究的實驗)以外，一般的設計要獲得最後成功，必須證明自己具有突出的實用性，必須經受住市場的嚴峻考驗。
愛迪生曾這樣說：「我不打算發明任何賣不出去的東西，因為不能賣出去的東西都沒有達到成功的頂點。能銷售出去就證明了它的實用性，而實用性就是成功。」這對任何有志於創新設計的人來說是金玉良言，是判斷設計價值的最高標准。有人可能錯把專利局審查批准看作設計成功的標志。誠然，這確實是一個可喜的標志，標志著你的設計有了起碼的水平，然而這並不是最重要的標志。有人可能要問，專利審查不是已經包括實用性的內容了嗎?實際上，專利局僅僅是把那些明顯不實用的設計加以剔除，並不對獲准專利的商業價值作任何保證。從世界上發達國家獲准專利的實施情況來看，真正獲得效益的僅占總數的15％左右。
那麼，什麼樣的東西能獲得市場呢?一般地說，要求該設計者的使用價值超過出售價格。
一種商品的售價總是受成本制約的。一般情況下產量越多，成本就越低。而同一種設計對於不同的人來說，其使用價值往往是不同的。通常只有少數人認為其使用價值很高，而多數人則不這樣認為。
例如，同樣一種太陽能利用設備，在陽光充足而燃料貧乏的地區(如青藏高原)就有較高的使用價值；而在燃料非常豐富的地區則沒有很重要的使用價值。因此，對於特定的某一產品來說，考慮的銷售面越廣，其平均使用價值就越低。
對熟悉工程技術的人來說，估計一種新產品的成本並不感到十分困難，而估計一項新設計的使用價值卻常常感到是十分困難的事情。盡管如此，我們仍可以從下面幾個方面來考慮使用價值：
1)該設計解決的問題是否迫切?一般說來，如果一項設計解決了人們迫切需要解決的問題。它的使用價值就比較高。例如，在電報發明之前，火車和輪船已在世界上得到應用，運輸的速度已大大加快，但通訊速度受運輸速度所限制，遠遠不能適應當時工業和商業迅速發展的需要。因此，電報被莫爾斯發明出來以後不到10年，就在許多國家得到廣泛應用。但是，人們在短距離通訊上，使用電報仍不夠方便，需要專人收發報和翻譯電碼，往往還不如派人送信省事，然而，電話的發明，掃除了這些麻煩，因而以更快的速度得到普及。
2)是否容易使用?一項能夠解決某一問題的設計還必須保證本身使用起來是方便的，否則，它將會帶來新的問題。例如，許多人在做飯時感到剁肉末十分費事，有人設計出了一種家用手搖絞肉機，用起來確實比剁肉省力。但是，這種絞肉機需要經常清洗，十分麻煩，結果不少人都棄之不用。
3)是否耐用、可靠?耐用與可靠直接關繫到使用價值，需要特別注意。例如，目前市場上可以看到一種名叫「熱得快」的電熱器，可以方便地用來加熱杯子里的水或奶，構造簡單，價格便宜。但是它的設計不盡合理，很不耐用，稍有不慎就會燒壞，甚至有漏電的危險，因此銷路大減。
4)是否令人喜歡?應該理解到這一點，即外觀美也是使用價值的一部分。例如，鍾表是用來指示時間的，但不能認為只要走時准，外觀不用考慮。實際上，許多物品都兼有裝飾房間或其他場所的作用，至少不應該破壞環境的美感。即使是工，一里的機器，適當的外觀也常有助於減輕操作者的疲勞感，並讓人產生愛惜的心情。除了以上幾點，使用價值還應包括安全，不妨礙他人，無公害，等等。
機械創新設計是指充分發揮設計者的創造力，利用人類已有的相關科學技術成果(含理論、方法、技術、原理等)，進行創新構思，設計出具有新穎性、創造性及實用性的機構或機械產品(裝置)的一種實踐活動。它包含兩個部分：一是改進完善生產或生活中現有機械產品的技術性能、可靠性、經濟性、適用性等；二是創造設計出新產品、新機器，以滿足新的生產或生活的需要。

7. 機械創新設計的介紹

《機械創新設計》是普通高等教育「十一五」國家級規劃教材，是作者根據多年來為專清華屬大學本科生開設「機械創新設計」課程的教學內容編寫的。全書共9章，內容包括：緒論、機械創新設計的表達方法、機械創新設計的選題、功能原理創新設計、機構創新設計、結構創新設計、一般創新設計技法、創造力開發和創新失誤分析。從選材和內容安排上力圖通過向讀者介紹創新設計方法和成功的機械創新設計實例，提高讀者對參與機械創新設計實踐的興趣和自信心。

8. 機械創新設計有哪些過程

創新設計的正常開展和完成，必須正確運用創新設計方法。常用的創新設計方法主要有下面幾種：
一、智力激勵法
智力激勵法又叫集思廣益法，它是由美國創造學家A．F．奧斯本提出的。人的創造性思維特別是直覺思維在受激發情況下能得到較好的發揮。一批人集合在一起，針對某個問題進行討論時，由於每個人的知識和經驗不同，觀察問題的角度和分析問題的方法各異，提出的各種意見能互相啟發，從而誘導出更多創意。通過激智、集智、交流，可實現創新的目的。智力激勵法可以通過召開會議，也可以通過信函、書面等形式，達到互相啟發、補充和完善見解，或發展為新的見解。
二、提問追溯法
提問追溯法是有針對性地、系統地提出問題，在回答問題過程中，便可能產生各種解決問題的設想，使設計所需要的信息更充分，解法更完善。提問追溯法提出的問題如下：
1)有沒有其他用途？有沒有新的用途？稍加改進有沒有其他用途？
2)能否借用其他經驗或發明？是否有相似的東西？是否有可模仿或可借用的東西？3)能否在結構、造型或其他方面變化一下？能否增加或減少什麼？能否加高或降低一點？能否加長或縮短一點？能否加厚或減薄一點？能否減輕或加重一點？能否擴大或縮小一點？能否重新組合或再分解？
4)能否用其他東西代替？能否用代用的原材料、半成品或其他的代用製造方法？
5)能否增加或減少功能？
6)能否在成本不變的前提下提高產品的性能？
7)能否採用廉價代用材料、簡化結構、使用簡單而高效的製造工藝、提高零部件的標准化程度來降低成本？
通過一連串從不同角度的發問，可啟發思維，提出新的設計方案。
三、缺點列舉法
運用缺點列舉法始於發現事物的缺點，挑出事物的毛病。在明確需要克服的缺點後，有的放矢地進行創造性思考，並通過改進設計去獲得新的設計方案。例如，一家生產汽車喇叭繼電器的小廠，為了改變產品銷路不暢的被動局面，廠長和技術人員、銷售人員一起對有關產品進行分析，在廣泛收集用戶意見的基礎上，分析產品的缺點，然後針對缺點採取各種不同的措施，改進了原有的產品，很快打開了銷路，銷售量一年內便增長了一倍。
四、希望點列舉法
希望點列舉法從設計者(發明者)或用戶的意願出發提出新設想、新要求，從而激發人們去開發新產品或改進原有的產品。例如有了黑白電視機，還希望有彩色的、遙控的。又如人們希望在給別人打電話時不僅能聞其聲，而且能見其人，為適應這種要求，開發了可視電話。
希望點列舉法與缺點列舉法都是將思維收斂於某「點」，然後發散思維，最後又集中於某種創意。但希望點列舉法比缺點列舉法涉及的目標更廣，而且更側重自由聯想。
五、聯想類比法
聯想是由一個事物想到另一個事物的心理過程。對應聯想由一件事物聯想到與其對立的另一事物。例如由小想到大，由集中想到分散等。要增強聯想能力，必須注意增加知識和經驗，不但注意吸納本專業及其他專業的學科知識，更要重視參加各種實踐活動。利用聯想進行發明創造是一種常用而且十分有效的方法，很多發明家都善於聯想，也得益於聯想的妙用。例如，貝爾發明電話，開始沒有成功，以後從吉他的聲音中想到了共鳴原理，改進了裝置，才使電話發明成功。又如布拉特從看到蜘蛛織網聯想到可以從上到下造橋，從而發明了吊橋，突破了傳統的造橋模式。
聯想類比由一事物或現象聯想到與其有類似特點(如性質、外形、結構、功能等)的其他事物或現象。例如，由水波想到聲波、光波；由水波可出現干涉現象，想到光也有干涉現象等。
六、反向探求法
反向探求將人們通常思考問題的思路反轉過來，從背逆常規的途徑探尋新的解法，因此反向探求法亦稱為逆向思維法。例如在鎢絲燈泡發明初期，為了避免鎢絲在高溫下的氧化，需要將燈泡內抽真空，但是使用後發現抽真空後的燈絲通電後仍會變脆。為了解決這個問題，當時多數人的意見是繼續提高燈泡內的真空度。而美國科學家蘭米爾卻應用反向探求法提出向燈泡內充氣的方法，他分別試驗了將氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳氣、水蒸氣等充入燈泡，試驗結果表明氮氣有明顯的減少鎢蒸發的作用，可使鎢絲在其中長期工作，因而發明了充氣燈泡。又例如：化學能為什麼不能變成電能？聲音既是振動，那麼振動為什麼不能復現原聲？根據這些反問，相繼發明了電池、留聲機。
七、組合創新法
組合創新法是將現有技術或產品通過功能、原理、結構等方面的組合變化形成新的技術思想或新產品。組合法的優點是組合形式多樣，應用廣泛，便於操作，經濟有效。組合創新法應用的技術單元一般是已經成熟或比較成熟的技術，不需要從頭開始，因而可以最大限度地節約人力、物力和財力。在當代社會生產和生活中，存在著大量已經開發出來的技術，只要合理組合，就能創造出適合需要的技術系統。例如，美國的「阿波羅」宇宙飛船由700萬個零件組成，但沒有一個零件是新研製的，用這些已有的零件組合出把人送上月球又重返地球的神奇系統。同樣「阿波羅」宇宙飛船技術中的全部技術都是現有技術的組合。
組合創新法的類型很多。常用的有性能組合、原理組合、功能組合、結構重組、模塊組合等。雖然組合創新法所使用的技術是已有的技術，但適當組合後，同樣可以做出重大的發明。

9. 機械創新設計的機械創新設計（張美麟著）

開本： 16開
定價: 28.00元 本書共分為8章。第1章為緒論，介紹了創新設計的概念、創新教育與創新人才的培養；第2章為創新設計的理論基礎，主要以創造學的理論為依據，結合實際問題分析了創新思維的方法，以及各種創新的技法；第3章為機械繫統方案設計的創新，簡單論述了機械繫統的特性，重點論述了產品規劃與原理方案的創新思路，以及構型的綜合問題；第4章為機構的各種創新方法，分別就機構的變異與演化、機構的組合、機構的再生等創新設計技法進行分析與論述；第5章為機械結構的創新設計，分別從機械結構的功能，結構元素的變換，以及材料、加工、裝配、輸送等方面討論了機械結構創新的要求與實現途徑；第6章為反求設計與創新，介紹了反求設計的概念，反求設計的內容與過程，以及反求實例分析；第7章介紹了幾種機械繫統如機床、動力機械、機器人、自行車的創新過程與發展歷史；第8章是創新實例與分析，主要介紹了全國機械創新設計大賽的優秀作品，並簡單分析了各項作品的創新過程。各章後附有習題與練習。
本書可作為高等學校教材，也可供有關教師及工程技術人員或科研人員參考。 1 緒論
2 創新思維與技法
3 機械繫統方案設計的創新
4 機構的創新設計
5 機械結構設計與創新
6 反求設計與創新
7 典型機械的創新與進化
8 創新實例與分析
參考文獻

10. 機械創新設計

我們在做除冰（道路，高速，塔架，高壓線路等等 ） 火災逃生也是一個大項。加油