机械创新设计第3章 创造原理.ppt

1、Mecca - Medina,Helga design,To Learn ,Respect and Understand other People and Believes is the Secret of PEACE Helga photos from Web,第3章 创造原理,3.1综合创造原理,机械设计过程可作为一待定的技术系统来处理,相关知识黑箱,综合创造的基本特征,综合创造是指运用综合法则的创新功能去寻求新的创造。其基本模式如图：,B,同步带,+,=,数控机床、全自动洗衣机,普通机床+自动控制系统= 普通洗衣机+自动控制系统=,自动取款机,取款机+控制器+程序=,电动自行车,普通自行

2、车+盘型电机（驱动）=,从创造机制来看，综合创造具有以下基本特征： 1）综合能发掘已有事物的潜力，并使已有事物在综合过程中产生出新的价值； 2）综合并不是将研究对象的各个构成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发生质的飞跃； 3）综合创造比起创造一种全新的事物来在技术上更具有可行性和可靠性，是一种实用型的创造思路。, 综合创造的基本途径： 1.非切割式综合： 指创新设计者为实现某一意图，直接的将两种或两种以上的事物，在保持其各自相对独立的条件下，组合成为新的一体的创新设计模式。如：双万向铰链机构的设计、冲床主体机构的设计、三轴电风扇的设计等。,2.切割式综合,指创新设计

3、者为实现某一创新意图，切割、截取两种或两种以上的事物的某些部分（要素），在保持其各自相对独立性的条件下，组合成为新的一体的创新设计模式。如小型多功能机床设计等。,小型多功能机床,航天飞机,飞机+火箭=,3.2 分离创造原理,分离创造的基本特征 分离创造原理是把某一创造对象进行科学的分解或离散，使主要问题从复杂现象中暴露出来，从而理清创造者的思路，使人们抓住主要矛盾或寻求某种设计特色，与综合原理的思路相反。 分离原理的创造模式如图：, 分离创造的基本特征： 1）分离能冲破事物原有的形态限制，在创造性分离中产生新的价值； 2）分离往往与综合的思路相反，但并不是相互排斥的两种思路，在实际创造过程中，

4、两者往往要相辅相成。,分离创造的基本途径,1.结构分离创造 结构分离是对已有产品的结构进行创造性分解，并寻求新的一种思路。如接头V带的设计。,分离创造的基本途径,2.市场细分创造 就是按照消费者的需要、动机及购买行为的多元性和差异性，将整体市场划分为若干子市场或细分市场，即将消费者分为若干类似的消费群体。,保险柜： 单位 家用,农机： 大型 微型,3.3移植创造原理,移植创造的基本特征 吸取、借用某一领域的科学技术成果，引用或渗透到其他领域，用以变革或改进已有事物或开发新产品，就是移植创造。 移植创造的原理如图表示：,移植创造的基本特征：,香水喷雾器,汽车化油器,滑冰鞋滑冰原理,有轨电车,飞机

5、黑匣子,火车黑匣子,积木玩具,组合机床,移植创造的基本特征： 1）移植是借用已有的技术成果进行新目的下的再创造，它使已有的技术在新的应用领域得到延续和拓展； 2）移植实质上是各种事物的技术和功能相互之间的转移和扩散； 3）移植领域之间的差别越大，则移植创造的难度也越大，成果的创造性越明显。,移植创造 的基本途径,移植原理创造,移植结构创造,移植材料创造,综合移植创造,二进制原理的移植创造工位识别器（编码识别原理借鉴弹子锁）。,移植原理创造原理类推和外延,磁性轴承：同性相斥原理悬浮,机床滚动导轨的设计滑动滚动 推力滚子轴承滚动导轨 折叠椅子折叠桌子 电动机牵引电机（磁悬浮高速车辆上采用直线异步电

6、动机。它的初级绕组敷设在地面导轨上，由地面的变频电源供电以产生行波磁场，调节供电电源频率就可改变磁悬浮高速车辆的速度。次级绕组就是反应板，装在车辆的构架上。初级行波磁场和次级感应电流的相互作用，不仅产生使车辆前进的推力，而且还产生磁拉力以悬浮车辆，并在制动工况时起着动力制动的作用。） 机械设计不同行业间结构的借鉴也是十分常见的：如拖拉机和汽车之间类似的东西特别多，变速箱，转向系统、底盘、刹车、发动机等等。,移植结构创造结构移植结构创新,Company Logo,星际磁悬浮列车,陶瓷发动机涡轮叶片、燃烧室、汽缸内衬、增压器等。 效果耐高温无需冷却系统发动机重量 玻璃桥梁特种玻璃晶莹透澈 陶瓷刀具

7、 树脂石板 塑料齿轮,移植材料创造材料转移应用最普遍,综合移植创造原理、结构、材料,方形罐头自动贴商标机设计 工艺动作分析： 1)从一叠商标纸中取出一张纸问题的解法 2)在商标上上胶问题的解法 3) 待罐头自动送人和选出贴商标工位问题的解法 4) 将商标压紧在罐头上问题的解法 总体方案构思,Company Logo,动画,3.4 物场分析原理,物场分析的概念 所谓物场，是指物质与物质之间相互作用相互影响的一种联系。 构成物场的三个要素：两个物质和一个场。,模型 F S1 S2,Company Logo,3.4 物场分析原理,物场的三种类型,完全物场体系三要素,不完全物场体系二要素,非物场体系一

8、要素,物场分析的创造原理 物场分析的基本内容就是在判别物场类型的前提下进行创造性思考， 或对非物场体系或不完全物场体系进行补建，或对完全物场体系的要素进行变换已发展物场。,Company Logo,1.完善,缺少F或S1。 补全 举例： 平板玻璃制造法 三要素齐全 2.变换 新的功能原理的改变，产生意想不到的效果。 举例： 1)栽植器：输送带式滑道分钵轮式 2)剪草机：剪切甩切 3)还田机：切碎装置甩刀 4)高压水：采煤、切割木材、钢材，甚至布料 5）侧（下）吸式油烟机,Company Logo,3.增加,F S1 S2 F S1,举例： 1)滑道分钵轮式栽植器：S1振动头 F 振动力 2)金

9、属切削中的切削液。 S1切削液 3）屏蔽式吸油烟机。,举例： 冷冻机密封检测方案设计 ：,3.5 还原创造原理, 还原创造的概念 还原，一般理解为恢复原状。还原创造是指创造者回到“创造原点”进行创新思考的一种创造模式。所谓创造原点，简单的说，就是驱使人们创造的最基本的出发点或归宿点。,3.5 还原创造原理,古代碇石与锚,基本功能稳定 古代锚重量重点，结构千篇一律 现代锚螺旋锚、火箭锚、吸盘锚、冷冻锚,3.5 还原创造原理,还原创造的基本模式 还原换元是还原创造的基本模式。还原换元是指先还原后换元。还原思考时，不以有事物的改进作为创造的起点，沿着现成技术思想的指向继续同向延伸，而是首先抛弃思维定势的影响，追本溯源，使创造起点还原到创造原点，在通过置换有关技术元素进行创造。 例1：食品保鲜装置的新设计 1.跳出冷冻思维模式 2.先还原：找原点灭菌微波灭菌 静电保鲜 例2：新型电风扇的设计 1.找原点：加速空气流动金属板振动（压电陶瓷夹持金