机械设计学 第三章 机械产品的功能原理设计.ppt

黑箱：系统内部结构完全未知的技术系统。 白箱：系统内部结构完全已知的技术系统。 灰箱：系统内部结构部分未知的技术系统。 形式不同的硬币点钞机 硬币计数包装机的外形及硬币总功能的黑箱描述 电视机盒盖、圆珠笔、魔方 简单动作求解思路:几何形体组合法 实例 机构创新实验 多机构组合螺旋加工机床 ２　完善 ４　变换 4．初步预想实用化的可能性 大量例子说明一个好的原理构思最后不能成为产品。在专利文献中有大量的专利都没有能够成为有用的技术。其中部分的原因就是因为结构、材料和工艺问题无法得到合理的解决。这充分说明创新构思时要粗略考虑一些主要的结构工艺问题。 5．认真进行原理性试验 这是功能原理设计阶段的最后一步，也是最重要的一步。在进行创新构思时，尽管反复检验过他的发明原理．但是实际做一下试验，往往会出现意想不到的问题。 例如在假手的原理试验时，发生手指捏紧后的反弹松脱现象，令人百思不得其解，不知是何原因。后来才弄清楚，这是在切换时有一瞬间出现了两个离合器同时处于脱开的状态．使得手指失控，造成反弹松脱。找到了原因，才采取了相应的措施，解决了上述反弹问题。 6．评价、对比、决策 必须要根据实验的结果进行评价和对比，从技术和经济两方面的对比结果来做出决策。 设计工作过程中，有两项重大决策问题： 一是在创意阶段，这是决定产品方向的决策。要能判断5年或10年以后市场所需要的产品 二是在构思阶段，这是决定产品的技术方向的决策。—个产品可能有两个以上的技术方向，在未来的发展中有可能出现完全不同的命运。 例如，不久以前，人们提出了一种创意，就是壁挂式电视，没有人怀疑这种创意的合理性，于是各大公司都花大量的人力、物力投入研究、试制。但是随后出现的功能原理设计中，就出现了技术方向的问题，是用液晶技术，还是用固体发光技术， 哪一种有最好的效果〔屏幕的光亮度、色彩的鲜艳程度以及寿命、省电等等其它性能指标)。后来又出现了发光塑料，也许发光塑料可以比液晶和固体发光都好。或者还有一些别的什么可能性，—旦作出决策，开发出产品就将承受市场的风险。 又例如，目前市场上的喷墨打印技术，也存在两个技术方向的选择，现在两个方向(汽化喷墨和压电喷墨)正在激烈竞争，最后的胜利将由市场作出判决，只有市场才是决定胜负的唯一标准。 因此，在选择技术方向的决策中，实际上不存在方法，只有像象棋大师那样，用深刻的洞察力、精密地分析比较、超人的预测能力，最后通过直觉判断，作出天才的决策。不过任何天才的决策成功率也不可能是100％。 总之，决定产品方向和技术方向的决策是一个非常重要。又是非常困难的问题，千万不要轻信那些草率的决策，它将带来灾难性的后果。 第九节 功能原理设计的创造性问题 “创新是一个民族进步的灵魂”，在激烈的世界性经济竞争中，产品在市场上的竞争力，很大程度取决于企业的创新能力。 设计本身就是创造，创意阶段需要创新，而构思阶段即功能原理设计阶段更需要创新。 一个设计人员是否有较高的创造性素质，在很大程度上决定了他工作中的创造性效果。研究证明：有很高智商的人不一定有很高的创造性，而只有一般智商的人却常常表现出很高的创造才能。一个设计人员的创造性素质首先在于他有没有强烈的创造意识(欲望)。但创造意识只是一种主观愿望。他还必须要有创造性的知识基础、思维方法和对创造性机理的认识和理解。最后，也就是最重要的，他还必须要有从事创造实践的积极性。坚持实践。才有可能获得成功。 一、创造性机理 图3—32表示了人的创造性本能和影响成功的因素。图3—33表明了创造性形成的机理：心理素质是核心；知识、经验、能力是基础；灵活的思维不断探索方向；实践是成功之路；如果在前进的道路上遇到了成功的机会，就有可能抓住机会取得成功。 二、创造性知识基础 一个好的设计师应该具有很广的知识面和较坚实的知识基础。为了扩大人们在求解过程中搜索的眼界，人们编制了一些知识库供参考。其中最典型的是德国学者洛特(Roth)编制的“设计目录”。其中列举了各种已知的物理效应、技术结构……。有些德国学者还提出一种系统化(systematic)思想，他们力图把各种技术问题的解法分类排序系统地编排成表格，以供设计人员查阅。这些都属于知识系统化的工作。 对于设计人员来说．最宝贵的还是在不断参加设计和制造实践中积累起来的知识和经验。特别是那些失败的经验。 三、情绪智商(Emotional Intelligence Quotient) 这是美国哈佛大学心理系教授丹尼尔·戈尔曼于1995年提出的概念。他认为一个人的成功，一般智商只占20％