第八章 反求设计

1、第八章反求设计 课前须知 第一节概 述 第二节产品反求分析的思路和内容 第三节二次设计 第四节计算机辅助反求设计 2 课前须知 主要任务：主要任务： 教学重点和难点：教学重点和难点： （1）、了解技术引进与反求设计的关系，熟悉反求设计的过程。 （2）、理解产品反求分析的思路和内容，并探索产品设计的指导思 想，了解不同反求对象的分析特点。 （3）、了解二次设计中拟仿设计、变异设计和开发设计三种类型。 （4）、结合反求设计案例进一步加深对反求设计的理解。 产品反求分析的思路，二次设计中拟仿设计、变异设计和开 发设计三种类型。 3 一、一、反求工程反求工程 二、二、反求设计反求设计 三、三、反求设计

2、的过程反求设计的过程 第一节概述 随着科学技术的高度发展，充分利用现有科技成果引进先随着科学技术的高度发展，充分利用现有科技成果引进先 进技术，进行消化、吸收，在此基础上创新，这是发展新技术进技术，进行消化、吸收，在此基础上创新，这是发展新技术 的一条重要途径。的一条重要途径。 本章主要讲述已知机本章主要讲述已知机 构设备和已知技术资料的构设备和已知技术资料的 反求技术与方法。反求技术与方法。 4一、反求工程一、反求工程 是针对消化吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术是针对消化吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术 的组合。的组合。 世界各国在经济技术发展中应用反求工程进行技术创世界各国在经

3、济技术发展中应用反求工程进行技术创 新的经验，给人们以有益的启示。新的经验，给人们以有益的启示。 日本日本 5 日本在反求工程方面的应用：日本在反求工程方面的应用： 19451970年，年，“吸收性战略吸收性战略”； 日本索尼公司日本索尼公司晶体半导体收音机晶体半导体收音机； 日本本田公司日本本田公司本田摩托；本田摩托； 6二、反求设计二、反求设计 1、定义：、定义： 是以先进的产品或技术作为对象，进行深入的分析研究，是以先进的产品或技术作为对象，进行深入的分析研究， 探索掌握其关键技术，在消化、吸收的基础上，开发出同类型探索掌握其关键技术，在消化、吸收的基础上，开发出同类型 创新产品的设计。

4、创新产品的设计。 2、特点：、特点： 、强调剖析原产品时在强调剖析原产品时在“求求”上狠下功夫，上狠下功夫，吃透原设计吃透原设计； 、再设计时再设计时在在“改改”和和“创创”上作文章上作文章，力图在较高起点，力图在较高起点 上设上设 计出竞争力更强的创新产品。计出竞争力更强的创新产品。 7三、反求设计的过程三、反求设计的过程 1、反求设计的两个阶段、反求设计的两个阶段: （1 1）、反求阶段）、反求阶段: : （2 2）、再设计阶段）、再设计阶段: : 、通过对原有产品的通过对原有产品的剖析剖析，知其所以然；，知其所以然； 、吸取吸取其技术精华、关键技术，达到为我所用；其技术精华、关键技术，达

5、到为我所用； 、分析原有产品的技术矛盾，为分析原有产品的技术矛盾，为改进或创新改进或创新设计提出方向。设计提出方向。 进行二次设计进行二次设计(再设计再设计)，开发出同类型的创新产品。，开发出同类型的创新产品。 8二、反求设计的过程二、反求设计的过程 2、反求设计过程图示、反求设计过程图示: 明确设计要求明确设计要求 反求分析反求分析 开发设计开发设计 原理方案设计原理方案设计 技术设计技术设计 施工设计施工设计 试验试制试验试制 产品生产产品生产 仿型设计仿型设计变异设计变异设计 实物、软实物、软 件或影像件或影像 9 第二节产品反求分析的思路和内容 一、宏观分析一、宏观分析 1、能量、能量

6、: 2、物料、物料: 3、信息、信息: 4、环境、环境: 采用几种能量采用几种能量? 有几个动力源有几个动力源? 是否用其他能量替代是否用其他能量替代? 有几种工有几种工 作动作作动作? 工作运动的传递方式工作运动的传递方式? 受力特点：平衡力，离心力等。受力特点：平衡力，离心力等。 零部件的形状、材料、性态。零部件的形状、材料、性态。 系统中有关信息的测量和控制系统中有关信息的测量和控制 、工作环境特点工作环境特点(潮湿、高温、多尘、放射性潮湿、高温、多尘、放射性); 、产品系统对环境的影响产品系统对环境的影响(振动、振频、噪声、粉尘、污物振动、振频、噪声、粉尘、污物 污水污水) 机电产品系

7、统的功能体现为机电产品系统的功能体现为能量能量、物料物料、信息信息的变化，的变化， 且且系统与系统与周围周围环境环境有密切有密切联系联系。 10 第二节产品反求分析的思路和内容 一、宏观分析一、宏观分析 根据能量、物料、信息输人和输出的变化，根据能量、物料、信息输人和输出的变化，分析产品系统的分析产品系统的 总功能和主要的辅助功能总功能和主要的辅助功能。 根据能量流、物流、信息流的途径，分析系统中动力源、传根据能量流、物流、信息流的途径，分析系统中动力源、传 动系统、执行系统、检测系统和控制系统的具体组成和特点动系统、执行系统、检测系统和控制系统的具体组成和特点 。 机电产品系统机电产品系统

8、11二、详细分析二、详细分析 1、探索产品设计的指导思想探索产品设计的指导思想 2、原理方案分析原理方案分析 3、结构分析结构分析 4、材料分析材料分析 5、形体尺寸分析形体尺寸分析 6、外观造型分析外观造型分析 7、工艺和精度分析工艺和精度分析 8、工作性能分析工作性能分析 9、其他其他 12 1、探索产品设计的指导思想、探索产品设计的指导思想 （1）、）、家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方 面提高市场竞争能力。面提高市场竞争能力。 为降低成本、便于使用，许多产品以为降低成本、便于使用，许多产品以“小型化小型化”作为设计目标。作为设计

9、目标。 13 1、探索产品设计的指导思想、探索产品设计的指导思想 （1）、）、家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方 面提高市场竞争能力。面提高市场竞争能力。 （2）、）、为贯彻可持续发展战略，强调节能、保护环境。为贯彻可持续发展战略，强调节能、保护环境。 绿色设计绿色设计(Green Design): 从产品的设计、加工、装配、使用、报废整个从产品的设计、加工、装配、使用、报废整个 寿命周期充分考虑产品的环境属性，防止影响环境寿命周期充分考虑产品的环境属性，防止影响环境 的噪声或废弃物产生，使零件或材料在产品达到寿的噪声或废弃物产生，使零

10、件或材料在产品达到寿 命周期时以最高附加值回收并重复利用。命周期时以最高附加值回收并重复利用。 14 绿色设计绿色设计(Green Design): 按绿色设计的指导思想，选择材料时注意选择无毒、无污按绿色设计的指导思想，选择材料时注意选择无毒、无污 染、废弃物排放量小的材料染、废弃物排放量小的材料(避免含铅、镍、汞等避免含铅、镍、汞等)并减少材料并减少材料 种类。种类。 Yanko Design ：Top 10 of Green Design 10、 Com-bat: 太阳能驱动的机器人飞机。这个有太阳能驱动的机器人飞机。这个有6英寸宽的英寸宽的Com- bat使用微型触发感应器在战场中导航

11、，并将数据传输回基地。使用微型触发感应器在战场中导航，并将数据传输回基地。 15 绿色设计绿色设计(Green Design): Yanko Design ：Top 10 of Green Design 9、 Lotus Eco-Elise: 这款使用这款使用eco wool材料的与其他材料的与其他Elise与众不与众不 同的同的Lotus Eco-Elise，拥有一个可以给全车电力系统供电的车顶太阳，拥有一个可以给全车电力系统供电的车顶太阳 能板。能板。 16 绿色设计绿色设计(Green Design): Yanko Design ：Top 10 of Green Design 8、 Ri

12、ver Plant Aquarium: 这款鱼缸拥有一个生物穹顶，缸里的鱼这款鱼缸拥有一个生物穹顶，缸里的鱼 和水可以给植物提供养分，同时植物给水中的鱼提供氧气。和水可以给植物提供养分，同时植物给水中的鱼提供氧气。 17 绿色设计绿色设计(Green Design): Yanko Design ：Top 10 of Green Design 7、Vertical Farm: 这个摩天农场旨在解决那些农业耕作问题，诸如这个摩天农场旨在解决那些农业耕作问题，诸如 焚烧、水源污染、土地减少。它将整个农业耕种密封在一个封闭的焚烧、水源污染、土地减少。它将整个农业耕种密封在一个封闭的 环境里。环境里。

13、18 绿色设计绿色设计(Green Design): Yanko Design ：Top 10 of Green Design 6、Architectural Wind: Aerovironmen设计的设计的Architectural Wind试图试图 将风力发电机放在城区内。她们看上去又小又漂亮！将风力发电机放在城区内。她们看上去又小又漂亮！ 19 绿色设计绿色设计(Green Design): Yanko Design ：Top 10 of Green Design 5 、frogLight: 也许你还没有准备好把家里的等全部换成也许你还没有准备好把家里的等全部换成LED，没关系，没关系

14、Frog Design的这款概念设计能够让你像安装白炽灯一样安装的这款概念设计能够让你像安装白炽灯一样安装LED灯。灯。 20 绿色设计绿色设计(Green Design): Yanko Design ：Top 10 of Green Design 4、Twirl n Take: 这款由这款由Sony Odo line设计的照相机使用的是晃动的照相机使用的是晃动 的能量。的能量。 21 绿色设计绿色设计(Green Design): Yanko Design ：Top 10 of Green Design 4、gDiapers: 听说过吗？如果掩埋一块尿不湿，需要听说过吗？如果掩埋一块尿不湿，

15、需要500年时间才能分年时间才能分 解。好吧，这款解。好吧，这款gDiapers（感觉像是（感觉像是Google出的）出的）装配装配有可以拆下有可以拆下 来洗的内垫，爱护地球，从宝宝抓起。来洗的内垫，爱护地球，从宝宝抓起。 22 绿色设计绿色设计(Green Design): Yanko Design ：Top 10 of Green Design 2、Saverclip: 可读取电线的吞吐量，然后告诉你，有多少可读取电线的吞吐量，然后告诉你，有多少鲜血鲜血正正 从从盖亚盖亚(大地女神大地女神)流失流失 23 绿色设计绿色设计(Green Design): Yanko Design ：Top

16、10 of Green Design 1、Kupe furniture: 没想到第一名竟然是这样一个不起眼的东西。没没想到第一名竟然是这样一个不起眼的东西。没 错，就是这些全部用诸如卡车的弹簧、波本威士忌桶的木块搭成的家错，就是这些全部用诸如卡车的弹簧、波本威士忌桶的木块搭成的家 具。下次可以向你的朋友炫耀这个充满威士忌香味的家具了。具。下次可以向你的朋友炫耀这个充满威士忌香味的家具了。 24 1、探索产品设计的指导思想、探索产品设计的指导思想 （1）、）、家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方 面提高市场竞争能力。面提高市场竞争能力。 （

17、2）、）、为贯彻可持续发展战略，强调节能、保护环境。为贯彻可持续发展战略，强调节能、保护环境。 （3）、）、价值观从重视物质发展到重视精神价值观从重视物质发展到重视精神 。 商品设计要考虑宜人因素。商品设计要考虑宜人因素。 25 1、探索产品设计的指导思想、探索产品设计的指导思想 （1）、）、家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方 面提高市场竞争能力。面提高市场竞争能力。 （2）、）、为贯彻可持续发展战略，强调节能、保护环境。为贯彻可持续发展战略，强调节能、保护环境。 （3）、）、价值观从重视物质发展到重视精神价值观从重视物质发展到重视精神

18、 。 （4）、）、发展系列产品是满足多种品种、低成本、短开发周期发展系列产品是满足多种品种、低成本、短开发周期 以提高市场竞争能力的有效手段。以提高市场竞争能力的有效手段。 26 2、原理方案分析、原理方案分析 在功能分析的基础上了解现有原理方案的工作原理和机构组在功能分析的基础上了解现有原理方案的工作原理和机构组 成，探索其构思过程和特点，并进一步研究实现同样功能新的原成，探索其构思过程和特点，并进一步研究实现同样功能新的原 理解法。理解法。 分析原理方案分析原理方案首先掌握执行系统的特点首先掌握执行系统的特点，可从，可从动力源、传动力源、传 动系统、测量系统、控制系统动系统、测量系统、控制

19、系统等方面逐项分析，并了解各路间等方面逐项分析，并了解各路间 的联系和接口。的联系和接口。 例例 电动机电动机 内燃机内燃机 液动机液动机 气泵气泵 27 3、结构分析、结构分析 （1）、）、零部件是功能载体，其结构首先要满足功能的需要。零部件是功能载体，其结构首先要满足功能的需要。 （2）、）、联接件由于形锁合、力锁合等不同锁合原理体现相应联接件由于形锁合、力锁合等不同锁合原理体现相应 的联接结构的联接结构 （3）、）、分析结构同时要考虑提高性能、降低成本、提高安全分析结构同时要考虑提高性能、降低成本、提高安全 可靠度等方面的特点。可靠度等方面的特点。 284、材料分析、材料分析 根据零件的

20、根据零件的功能、结构、加工工艺特点功能、结构、加工工艺特点分析，鉴定材料及其分析，鉴定材料及其 热处理方式。热处理方式。 一般采用一般采用表面观测表面观测、化学分化学分 析析、金相检验金相检验等方式确定材料的等方式确定材料的 化学成分、结构和表面处理情况化学成分、结构和表面处理情况, 并通过物理试验测定材料的各种并通过物理试验测定材料的各种 物理性能和主要的力学性能，物理性能和主要的力学性能，确确 定材料牌号及热处理方式。定材料牌号及热处理方式。 294、材料分析、材料分析 根据零件的根据零件的功能、结构、加工工艺特点功能、结构、加工工艺特点分析，鉴定材料及其分析，鉴定材料及其 热处理方式。热

21、处理方式。 材料代用：材料代用：遵循立足国内的方针，考虑资源及成本，选择合遵循立足国内的方针，考虑资源及成本，选择合 用的国产材料。用的国产材料。 代用原则：代用原则：是首先满足力学、物理性能，其次满足化学成分是首先满足力学、物理性能，其次满足化学成分 的要求，并参照其他同类产品，确定代用材料牌号及技术条件。的要求，并参照其他同类产品，确定代用材料牌号及技术条件。 305、形体尺寸分析、形体尺寸分析 （1）、）、对于实物或图纸，测量分析零部件形体尺寸，并用图对于实物或图纸，测量分析零部件形体尺寸，并用图 纸表达或利用计算机储存信号。纸表达或利用计算机储存信号。 （2）、）、对于图像，通过透视法

22、求得尺寸之间的比例，再按参照对于图像，通过透视法求得尺寸之间的比例，再按参照 物确定各尺寸。物确定各尺寸。 31 6、外观造型分析、外观造型分析 （1）、）、造型设计和分析的造型设计和分析的基本原则基本原则是实用、经济、美观，首是实用、经济、美观，首 先要满足功能要求。先要满足功能要求。 （2）、）、通常的美学原理如合理的尺度、比例，造型上的对称通常的美学原理如合理的尺度、比例，造型上的对称 与均衡，稳定与轻巧，统一与变化，节奏与韵律等也与均衡，稳定与轻巧，统一与变化，节奏与韵律等也 应作为分析时的参考准则。应作为分析时的参考准则。 （3）、）、色彩能美化产品并引起感情效果。对有关产品色调的色

23、彩能美化产品并引起感情效果。对有关产品色调的 选择与配色、色彩的对比与调和等方面作相应分析。选择与配色、色彩的对比与调和等方面作相应分析。 32 7、工艺和精度分析、工艺和精度分析 （1）、）、许多先进设备的关键技术是先进的工艺，分析产品的许多先进设备的关键技术是先进的工艺，分析产品的 加工过程和关键工艺十分必要。加工过程和关键工艺十分必要。 在此基础上选择合理工艺参数，确定新设计产品的制造工在此基础上选择合理工艺参数，确定新设计产品的制造工 艺方法。艺方法。 （2）、）、各种构件都由表面形状、各种构件都由表面形状、 尺寸、元素的相对位置所确定，尺寸、元素的相对位置所确定， 在反求过程中对尺寸

24、精度、形状在反求过程中对尺寸精度、形状 误差和相对位置误差要进行必要误差和相对位置误差要进行必要 的分析。的分析。 33 8、工作性能分析、工作性能分析 对产品的主要对产品的主要工作性能工作性能如如强度强度、刚度刚度、精度精度、寿命寿命等要等要 进行试验测定，掌握其设计和设计规范。进行试验测定，掌握其设计和设计规范。 TY8000TY8000系列光纤拉力强度测试机系列光纤拉力强度测试机: : 可对橡胶、复合材料、合成材料、包可对橡胶、复合材料、合成材料、包 装带、纸张、电线电缆、光纤光缆、安全装带、纸张、电线电缆、光纤光缆、安全 带、保险带、皮革皮带、鞋类、胶带、聚带、保险带、皮革皮带、鞋类、

25、胶带、聚 合物、弹簧钢、不锈钢、铸件、有色金属、合物、弹簧钢、不锈钢、铸件、有色金属、 汽车零部件、合金材料及其它非金属材料汽车零部件、合金材料及其它非金属材料 和金属材料进行拉伸、压缩、弯曲、撕裂、和金属材料进行拉伸、压缩、弯曲、撕裂、 9090剥离、剥离、180180剥离、剪切、粘合力、剥离、剪切、粘合力、 拔出力、延伸伸长率等试验。拔出力、延伸伸长率等试验。 34 9、其他、其他 包括包括使用使用、维护维护、包装技术包装技术等。等。 35三、关键技术的分析和反求三、关键技术的分析和反求 对研究对象进行反求分析，最重要的是探求其对研究对象进行反求分析，最重要的是探求其关键技术关键技术 关键

26、功能关键功能、关键原理关键原理、关键结构关键结构、关键材料等关键材料等。 1、关键功能的分析关键功能的分析 2、关键原理的分析关键原理的分析 3、关键结构的分析关键结构的分析 4、关键材料的分析关键材料的分析 采用一些非同一般的技术手采用一些非同一般的技术手 段，以达到同类产品难以达到段，以达到同类产品难以达到 的技术水平，体现特色的技术水平，体现特色,提高其提高其 竞争能力。竞争能力。 361、关键功能的分析、关键功能的分析 分析产品的各项功能要重点抓主要功能，而其中一些分析产品的各项功能要重点抓主要功能，而其中一些关键关键 功能的解决对产品的水平和特色起决定性的作用功能的解决对产品的水平和

27、特色起决定性的作用。 肌电控制假手的研制肌电控制假手的研制 肌电控制人工假手肌电控制人工假手 只有解决了只有解决了“速度转换速度转换” 这个关键功能，人工假手才这个关键功能，人工假手才 有实用价值。有实用价值。 371、关键功能的分析、关键功能的分析 分析产品的各项功能要重点抓主要功能，而其中一些分析产品的各项功能要重点抓主要功能，而其中一些关键关键 功能的解决对产品的水平和特色起决定性的作用功能的解决对产品的水平和特色起决定性的作用。 自支承齿轮泵自支承齿轮泵 其关键功能是其关键功能是“支承支承”。泵中没有轴承，如何解决齿轮与。泵中没有轴承，如何解决齿轮与 泵体之间的支承就是它的关键技术。泵

28、体之间的支承就是它的关键技术。 自支承齿轮泵自支承齿轮泵 传统承齿轮泵传统承齿轮泵 381、关键功能的分析、关键功能的分析 分析产品的各项功能要重点抓主要功能，而其中一些分析产品的各项功能要重点抓主要功能，而其中一些关键关键 功能的解决对产品的水平和特色起决定性的作用功能的解决对产品的水平和特色起决定性的作用。 八音盒八音盒 控制音鼓均匀回转的控制音鼓均匀回转的“调速调速”功能是关键功能。功能是关键功能。 39 2、关键原理的分析、关键原理的分析 产品的同一功能可以选用不同的原理方案。产品的同一功能可以选用不同的原理方案。某些产品在工某些产品在工 作原理上实现关键技术形成特色。作原理上实现关键

29、技术形成特色。 核子秤核子秤 40 产品的同一功能可以选用不同的原理方案。产品的同一功能可以选用不同的原理方案。某些产品在工某些产品在工 作原理上实现关键技术形成特色。作原理上实现关键技术形成特色。 可控离合器可控离合器 2、关键原理的分析、关键原理的分析 ER智能材料是一种可智能材料是一种可 控流体，在电场的作用下可控流体，在电场的作用下可 从牛顿流体变为剪切屈服应从牛顿流体变为剪切屈服应 力较高的粘塑性体，转变连力较高的粘塑性体，转变连 续、可逆、迅速。续、可逆、迅速。 41 产品的同一功能可以选用不同的原理方案。产品的同一功能可以选用不同的原理方案。某些产品在工某些产品在工 作原理上实现

30、关键技术形成特色。作原理上实现关键技术形成特色。 无发动机的惯性玩具汽车无发动机的惯性玩具汽车 2、关键原理的分析、关键原理的分析 423、关键结构的分析、关键结构的分析 某些产品以巧妙的结构形成关键技术。某些产品以巧妙的结构形成关键技术。 汽轮机叶片的位置与自平衡汽轮机叶片的位置与自平衡 系统元件通过本身结构或相互之间的关系，在工作过程中产生加强功系统元件通过本身结构或相互之间的关系，在工作过程中产生加强功 能或避免失效的效果，称为能或避免失效的效果，称为“自助自助”，包括，包括“自平衡自平衡”、“自加强自加强”、 “自保护自保护”等结构。等结构。 433、关键结构的分析、关键结构的分析 某

31、些产品以巧妙的结构形成关键技术。某些产品以巧妙的结构形成关键技术。 代替钢梁的三角柱状构件代替钢梁的三角柱状构件 44 4、关键材料的分析、关键材料的分析 一些产品中采用特殊材料形成关键技术。一些产品中采用特殊材料形成关键技术。 英格索兰公司柱塞泵英格索兰公司柱塞泵 形状记忆合金铆钉形状记忆合金铆钉 45四、不同反求对象的分析特点四、不同反求对象的分析特点 1、实物反求、实物反求（已知实物的反求技术（已知实物的反求技术 ） 2、软件反求、软件反求（巳知技术资料的反求技术（巳知技术资料的反求技术 ） 实物可为设备、部件、零实物可为设备、部件、零 件。实物反求对象最具体，具件。实物反求对象最具体，

32、具 有较好的分析条件。有较好的分析条件。 软件指产品图纸，技术资料文件，产品样本、说明书、软件指产品图纸，技术资料文件，产品样本、说明书、 影像图片等。影像图片等。 46 实物反求实物反求 即在已存在机械设备、产品的条件下进行的反求，是一种硬即在已存在机械设备、产品的条件下进行的反求，是一种硬 件引进模式，以应用或扩大生产能力为主要目的，并在此基础上件引进模式，以应用或扩大生产能力为主要目的，并在此基础上 进行仿造、改进或创新设计新产品。进行仿造、改进或创新设计新产品。 （一）、实物反求技术的种类及特点（一）、实物反求技术的种类及特点 1、实物反求技术的种类、实物反求技术的种类 、整机的反求、

33、整机的反求 、部件的反求、部件的反求 、零件的反求、零件的反求 采用何种反求技术，完全取决于技术引入那个国家的技术采用何种反求技术，完全取决于技术引入那个国家的技术 引入目的、需求、科技水平和经济能力。引入目的、需求、科技水平和经济能力。 47 、整机的反求、整机的反求 整机的反求是指对整台机械设备、产品，例如发动机、机床、整机的反求是指对整台机械设备、产品，例如发动机、机床、 汽车、移动式抽油机和整套设备中的某一设备等进行反求设计。汽车、移动式抽油机和整套设备中的某一设备等进行反求设计。 游梁式抽油机游梁式抽油机 康明斯发动机康明斯发动机 48 、部件的反求、部件的反求 反求对象是机械装置中

34、的某一些部件，部件反求一般是机械反求对象是机械装置中的某一些部件，部件反求一般是机械 设备中的关键部件，也是先进产品中的技术控制部件。设备中的关键部件，也是先进产品中的技术控制部件。 铣床主轴箱铣床主轴箱 飞机起落架飞机起落架 游梁式抽油机减速器游梁式抽油机减速器 49 、部件的反求、部件的反求 反求对象是机械装置中的某一些部件，部件反求一般是机械反求对象是机械装置中的某一些部件，部件反求一般是机械 设备中的关键部件，也是先进产品中的技术控制部件。设备中的关键部件，也是先进产品中的技术控制部件。 冰箱压缩机冰箱压缩机 家用空调压缩机家用空调压缩机 数控机床中的虚拟系统数控机床中的虚拟系统 汽车

35、空调压缩机汽车空调压缩机 50 、零件的反求、零件的反求 反求对象是机械中的某些零件。反求对象是机械中的某些零件。 汽车后桥差速器汽车后桥差速器 汽车后桥圆锥齿轮汽车后桥圆锥齿轮发动机中的凸轮轴发动机中的凸轮轴 51 实物反求实物反求 2、实物反求技术的特点、实物反求技术的特点 、具有形象直观的实物具有形象直观的实物，有利于形，有利于形 象思维。象思维。 、可对产品、设备的性能、材料、可对产品、设备的性能、材料、 尺寸等项内容直接进行测试与分尺寸等项内容直接进行测试与分 析，析，可获反求产品详细设计资料。可获反求产品详细设计资料。 、仿制产品与引进产品具有可比仿制产品与引进产品具有可比 性，性

36、，有利于提高产品质量。有利于提高产品质量。 、在仿制的基础上加以改进和创新，在仿制的基础上加以改进和创新， 为开发新产品提供了条件。为开发新产品提供了条件。 52 实物反求实物反求 （二）、实物反求的步骤（二）、实物反求的步骤 1、功能、性能实验、功能、性能实验 主要解决主要解决: 、根据产品样本、使用说明书，根据产品样本、使用说明书，摸清产品有哪些功能指标摸清产品有哪些功能指标; 、选择试验方案和方法，选择试验方案和方法，制定试验条件和规范制定试验条件和规范; 、选择和完善、选择和完善试验台及相应试验台及相应测试仪表和精度测试仪表和精度; 、对、对试验得到的试验得到的静态数据和动态数据静态数

37、据和动态数据进行进行科学处理科学处理; 、保留完整的试验记录，保留完整的试验记录，为进一步分析提供数据。为进一步分析提供数据。 53 实物反求实物反求 （二）、实物反求的步骤（二）、实物反求的步骤 2、零部件的测绘与分析、零部件的测绘与分析 在进行零部件的测绘之前，应备齐、读在进行零部件的测绘之前，应备齐、读 懂有关资料，为反求设计作前期工作；懂有关资料，为反求设计作前期工作； 要收集与测绘有关的资料；要收集与测绘有关的资料； 明确待反求设备中各零、部件的功能；明确待反求设备中各零、部件的功能； 分解样机要遵循分解样机要遵循“能恢复原机能恢复原机”的原则。的原则。 54 实物反求实物反求 实物

38、反求实物反求 （二）、实物反求的步骤（二）、实物反求的步骤 2、零部件的测绘与分析、零部件的测绘与分析 测绘中应注意的关键问题是测绘中应注意的关键问题是: 、尺寸、精度问题、尺寸、精度问题; 、曲线和曲面拟合问题、曲线和曲面拟合问题; 、无损检测问题、无损检测问题; 、测绘后对关键问题的分析。、测绘后对关键问题的分析。 在这一阶段要摸清原机的结构特征、传动原理、运动动态在这一阶段要摸清原机的结构特征、传动原理、运动动态 性能、承载能力及传动效率等，对原机有一个较全面的了解，性能、承载能力及传动效率等，对原机有一个较全面的了解， 为实物反求创新创造条件。为实物反求创新创造条件。 55 实物反求实

39、物反求 ( (三三) )、实物反求创新、实物反求创新 将实物提供的技术与相关技术进行对比分析，准确掌握实将实物提供的技术与相关技术进行对比分析，准确掌握实 物提供技术的优缺点，进而用物提供技术的优缺点，进而用“同性异形机构同性异形机构”替代变换原理替代变换原理, 对实物技术进行改进挖潜和再创造变换，开发出更先进的实物对实物技术进行改进挖潜和再创造变换，开发出更先进的实物 技术。技术。 实物反求设计的有效途径实物反求设计的有效途径: 苏苏-27-27F-15F-15 56 软件反求软件反求 在技术引进过程中，把引进与产品生产有关的技术图样、产品样本、在技术引进过程中，把引进与产品生产有关的技术图

40、样、产品样本、 设计说明书、使用说明书、专利文献、操作说明、维修手册，以及有关管设计说明书、使用说明书、专利文献、操作说明、维修手册，以及有关管 理、标准规范、影视图片、产品照片等技术文件称为软件引进。理、标准规范、影视图片、产品照片等技术文件称为软件引进。 （一）、技术资料反求技术的特点（一）、技术资料反求技术的特点 抽象性抽象性 智力性智力性 科学性科学性 综合性综合性 创造性创造性 已知技术资料反求的过程是已知技术资料反求的过程是 一个处理抽象信息的过程。一个处理抽象信息的过程。 57 软件反求软件反求 （一）、技术资料反求技术的特点（一）、技术资料反求技术的特点 抽象性抽象性 智力性智

41、力性 科学性科学性 综合性综合性 创造性创造性 反求的过程是用逻辑思维分反求的过程是用逻辑思维分 析技术资料到设计出新产品的形析技术资料到设计出新产品的形 象思维过程，靠人的脑力劳动。象思维过程，靠人的脑力劳动。 在技术引进过程中，把引进与产品生产有关的技术图样、产品样本、在技术引进过程中，把引进与产品生产有关的技术图样、产品样本、 设计说明书、使用说明书、专利文献、操作说明、维修手册，以及有关管设计说明书、使用说明书、专利文献、操作说明、维修手册，以及有关管 理、标准规范、影视图片、产品照片等技术文件称为软件引进。理、标准规范、影视图片、产品照片等技术文件称为软件引进。 58 软件反求软件反

42、求 （一）、技术资料反求技术的特点（一）、技术资料反求技术的特点 抽象性抽象性 智力性智力性 科学性科学性 综合性综合性 创造性创造性 从各种信息载体中提取信号，从各种信息载体中提取信号， 经科学分析和反求，去伪存真，经科学分析和反求，去伪存真， 从低级到高级，逐步破译出反求从低级到高级，逐步破译出反求 对象的技术秘密。对象的技术秘密。 在技术引进过程中，把引进与产品生产有关的技术图样、产品样本、在技术引进过程中，把引进与产品生产有关的技术图样、产品样本、 设计说明书、使用说明书、专利文献、操作说明、维修手册，以及有关管设计说明书、使用说明书、专利文献、操作说明、维修手册，以及有关管 理、标准

43、规范、影视图片、产品照片等技术文件称为软件引进。理、标准规范、影视图片、产品照片等技术文件称为软件引进。 59 软件反求软件反求 （一）、技术资料反求技术的特点（一）、技术资料反求技术的特点 抽象性抽象性 智力性智力性 科学性科学性 综合性综合性 创造性创造性 反求技术要综合运用多学科知识，反求技术要综合运用多学科知识， 要集中多种专业人才协同工作，要集中多种专业人才协同工作， 才能完成任务。才能完成任务。 在技术引进过程中，把引进与产品生产有关的技术图样、产品样本、在技术引进过程中，把引进与产品生产有关的技术图样、产品样本、 设计说明书、使用说明书、专利文献、操作说明、维修手册，以及有关管设

44、计说明书、使用说明书、专利文献、操作说明、维修手册，以及有关管 理、标准规范、影视图片、产品照片等技术文件称为软件引进。理、标准规范、影视图片、产品照片等技术文件称为软件引进。 60 软件反求软件反求 （一）、技术资料反求技术的特点（一）、技术资料反求技术的特点 抽象性抽象性 智力性智力性 科学性科学性 综合性综合性 创造性创造性 各种技术资料都要经过保密处理，各种技术资料都要经过保密处理， 要想揭开关键技术的秘密，要求要想揭开关键技术的秘密，要求 反求设计人员具有创造性。反求设计人员具有创造性。 在技术引进过程中，把引进与产品生产有关的技术图样、产品样本、在技术引进过程中，把引进与产品生产有

45、关的技术图样、产品样本、 设计说明书、使用说明书、专利文献、操作说明、维修手册，以及有关管设计说明书、使用说明书、专利文献、操作说明、维修手册，以及有关管 理、标准规范、影视图片、产品照片等技术文件称为软件引进。理、标准规范、影视图片、产品照片等技术文件称为软件引进。 61 软件反求软件反求 （二）、技术资料反求技术的方法（二）、技术资料反求技术的方法 1、图片资料的反求设计、图片资料的反求设计 、根据影像资料可得到一些设计概、根据影像资料可得到一些设计概 念，引导人们去进行创新设计。念，引导人们去进行创新设计。 、影像反求首先根据产品的工作要求、影像反求首先根据产品的工作要求 分析其功能和原

46、理方案。分析其功能和原理方案。 、影像反求时，分析产品的结构和材、影像反求时，分析产品的结构和材 料，往往要根据其外部已知信息，料，往往要根据其外部已知信息， 参照功能和工作原理进行推理。参照功能和工作原理进行推理。 根据照片、图片、影视画面等影像资料进行产品反求设根据照片、图片、影视画面等影像资料进行产品反求设 计称为影像反求。计称为影像反求。 62 软件反求软件反求 （二）、技术资料反求技术的方法（二）、技术资料反求技术的方法 1、图片资料的反求设计、图片资料的反求设计 参考步骤：参考步骤： 、收集影像资料。、收集影像资料。 、根据影像资料进行原理方案分析，结、根据影像资料进行原理方案分析

47、，结 构分析。构分析。 、原理方案和技术设计的反求设计。、原理方案和技术设计的反求设计。 、技术性能与经济性的冲击。、技术性能与经济性的冲击。 63 软件反求软件反求 （二）、技术资料反求技术的方法（二）、技术资料反求技术的方法 2、专利文献的反求设计、专利文献的反求设计 、专利文献资料包括：、专利文献资料包括： 国家专利局公布的中国发明专利说明国家专利局公布的中国发明专利说明 书、实用新型专利说明书等专利说明书书、实用新型专利说明书等专利说明书; 世界各国公布的专利说明书世界各国公布的专利说明书; 技术杂志、报刊对发明家和技术发明的技术杂志、报刊对发明家和技术发明的 专题介绍等专题介绍等;

48、科技成果交易市场科技投资服务网和专科技成果交易市场科技投资服务网和专 利技术展销会公布的专利信息等。利技术展销会公布的专利信息等。 最主要的专利文献资料最主要的专利文献资料 64 软件反求软件反求 （二）、技术资料反求技术的方法（二）、技术资料反求技术的方法 2、专利文献的反求设计、专利文献的反求设计 、专利说明书的主要内容：、专利说明书的主要内容： 说明书摘要说明书摘要; 权利要求书权利要求书; 说明书；说明书； 附图。附图。 是专利文献反求的主要依据是专利文献反求的主要依据 65 软件反求软件反求 （二）、技术资料反求技术的方法（二）、技术资料反求技术的方法 2、专利文献的反求设计、专利文

49、献的反求设计 、根据专利说明书进行反求设计的主要步骤、根据专利说明书进行反求设计的主要步骤 ： (1) 根据说明书摘要，判断专利技术的新颖性、实用性。根据说明书摘要，判断专利技术的新颖性、实用性。 (2) 对照附图阅读说明书，并根据权利要求书，判断专利的关键技术。对照附图阅读说明书，并根据权利要求书，判断专利的关键技术。 (3) 结合国情，分析专利技术产品化的可能性。结合国情，分析专利技术产品化的可能性。 (4) 以研究专利技术持有者的思维方法为基础，进行专利技术原理方案以研究专利技术持有者的思维方法为基础，进行专利技术原理方案 的反求设计。的反求设计。 (5) 在原理方案反求设计的基础上，提

50、出改进方案，完成创新设计。在原理方案反求设计的基础上，提出改进方案，完成创新设计。 66 软件反求软件反求 （二）、技术资料反求技术的方法（二）、技术资料反求技术的方法 2、专利文献的反求设计、专利文献的反求设计 、例、例 ： 我国江苏南通某大学曾借鉴我国江苏南通某大学曾借鉴1980年公布的一项美国专利文年公布的一项美国专利文 献提供的献提供的“带传动实验加载装置带传动实验加载装置”专利，对其进行反求设计，专利，对其进行反求设计， 成功地研制出一种新型交流电封闭加载带传动实验台。成功地研制出一种新型交流电封闭加载带传动实验台。 1 1驱动电动机驱动电动机 2 2 主动带轮主动带轮 3 3 传动

51、带传动带 4 4 从动电动机从动电动机 5 5 从动带轮从动带轮 67五、五、反求工程设计的基本原理反求工程设计的基本原理 反求工程可看成一个系统，具有反求工程可看成一个系统，具有输入输入处理处理输出输出三要素。三要素。 反馈反馈是输入经过处理后将其结果再送回到输入，并对再输入是输入经过处理后将其结果再送回到输入，并对再输入 产生影响的过程。产生影响的过程。 反馈的处理方法是反求。反馈的处理方法是反求。 68 1、数据采样数据采样 从已有的实物获取产品数据，通常采用三维激光扫描仪等数从已有的实物获取产品数据，通常采用三维激光扫描仪等数 字化方法来快速，准确地获取数据。字化方法来快速，准确地获取

52、数据。 将较完整的采样数据，通过三维图形处理技术以三维图形的将较完整的采样数据，通过三维图形处理技术以三维图形的 方式显示出来，以得到直观简略的产品结构外形。方式显示出来，以得到直观简略的产品结构外形。 五、五、反求工程设计的基本原理反求工程设计的基本原理 三维激光扫描仪 69 2、数据分析数据分析 分析原来物体的结构。分析原来物体的结构。 物体结构包括逻辑结构和功能结构，材料构成，物体表面物体结构包括逻辑结构和功能结构，材料构成，物体表面 颜色分布，各个部件的几何尺寸，不同部件之间的装配方颜色分布，各个部件的几何尺寸，不同部件之间的装配方 式等等。式等等。 五、五、反求工程设计的基本原理反求

53、工程设计的基本原理 70 3、数据恢复和修补数据恢复和修补 通过对采样数据的三维显示及结构分析，可发现丢失数据。通过对采样数据的三维显示及结构分析，可发现丢失数据。 数据修复包括部件数据恢复以及表面数据恢复。数据修复包括部件数据恢复以及表面数据恢复。 表面数据恢复主要涉及碎片整合及空洞填补。表面数据恢复主要涉及碎片整合及空洞填补。 五、五、反求工程设计的基本原理反求工程设计的基本原理 71 4、原始部件的分解原始部件的分解 将原始部件分解成若干个标准部件。将原始部件分解成若干个标准部件。 通过数据分析步骤获得物体的大体结构模型，再通过人机通过数据分析步骤获得物体的大体结构模型，再通过人机 交互

54、的方法进行精确的分解，尺寸标注，链接定义等。交互的方法进行精确的分解，尺寸标注，链接定义等。 五、五、反求工程设计的基本原理反求工程设计的基本原理 汽车发动机分解 72 5、模型信息处理及模型信息处理及CAD模型的建立模型的建立 利用上述所得到的逻辑结构以及物体的基本几何数据，构利用上述所得到的逻辑结构以及物体的基本几何数据，构 造物体的三维造物体的三维CAD模型。模型。 该模型是最基本的创新设计模型平台。该模型是最基本的创新设计模型平台。 利用该平台，设计人员可以构造特征线，识别产品特征，利用该平台，设计人员可以构造特征线，识别产品特征， 研究曲面整体变形技术等。研究曲面整体变形技术等。 五

55、、五、反求工程设计的基本原理反求工程设计的基本原理 73 6、标准化部件库的建立标准化部件库的建立 目 的： 防止物体的标准零件无限膨胀。防止物体的标准零件无限膨胀。 如何建立： 分析所涉及的各类产品结构，研究产品的基本组成单元，分析所涉及的各类产品结构，研究产品的基本组成单元， 包括它们的形状尺寸，建立标准件库。包括它们的形状尺寸，建立标准件库。 如何利用： 、将已有的物体分解至最小单元，然后用标准部件来替换这些将已有的物体分解至最小单元，然后用标准部件来替换这些 单元，可以简化设计过程；单元，可以简化设计过程； 、修改设计时，只要在计算机虚拟环境中对物体进行重新组修改设计时，只要在计算机虚

56、拟环境中对物体进行重新组 装，更换一些标准部件。装，更换一些标准部件。 五、五、反求工程设计的基本原理反求工程设计的基本原理 74 7、产品功能模拟产品功能模拟 目 的： 用以判断反求设计得到的产品用以判断反求设计得到的产品 能否满足设计的要求。能否满足设计的要求。 方 法： 在虚拟装配完成以后，在虚拟在虚拟装配完成以后，在虚拟 环境中对产品的各项功能进行模拟。环境中对产品的各项功能进行模拟。 具体办法： 、先建立产品评价系统，通过计算机自行判断。先建立产品评价系统，通过计算机自行判断。 、以设计师的经验，通过观察局部细节，判别物体的尺寸大小以设计师的经验，通过观察局部细节，判别物体的尺寸大小

57、 是否是否协调，以及物体表面的颜色等是否满足设计的要求。协调，以及物体表面的颜色等是否满足设计的要求。 五、五、反求工程设计的基本原理反求工程设计的基本原理 75 8、再设计再设计 通过上述步骤，可以基本上再现通过上述步骤，可以基本上再现 原有的产品。原有的产品。 反求工程的最终目的是设计新产反求工程的最终目的是设计新产 品。品。 可在一个包含产品反求工程中，可在一个包含产品反求工程中， 对原有模型进行适当调整修改。对原有模型进行适当调整修改。 其中包括功能上的，布局上的以其中包括功能上的，布局上的以 及外形方面等的修改。及外形方面等的修改。 五、五、反求工程设计的基本原理反求工程设计的基本原理 76第三节二次设计 在分析反求已有产品的基础上进行设计，称之为在分析反求已有产品的基础上进行设计，称之为“再设计再设计” 或或“二次设计二次设计”。 在各个设计阶段进行多方案分析，尽量利用先进的设计理在各个设计阶段进行多方案分析，尽量利用先进的设计理 论和方法，探索新原理、新机构、新结构、新材料，力争在原论和方法，探索新原理、新机构、新结构、新材料，力争在原 有设计的基础上有所突破、有所前进，开发出更具竞争性的创有设计的基础上有所突破、有所前进，开发出更具竞争性的创 新产品。新产品。 二次设计包括：