機械結構設計如何創新

『壹』 機械結構設計創意

這也叫創意？牛頭刨床機構好不好《想玩可看機械原理，像這種動西很多，基本的明白了，你就有靈感了

『貳』 請問機械創新設計作品怎樣設計

創新設計方法有很多種，下面簡單介紹智力激勵法、提問追溯法、聯想類推法、返向探求法、系統分析法、組合創新法六種。
（1）智力激勵法: 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地發揮。一批人集合在一起，針對某個問題進行討論時，由於各人知識、經驗不同，觀察問題的角度和分析問題的方法各異，提出的各種主意能互相啟發，填補知識空隙，啟發誘導出更多創造性思想，通過激勵、智慧交流和集智達到創新的目的。
（2）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。提問追溯法有奧斯本體溫法、阿諾爾特提問法、希望點列舉法、缺點列舉法。
（3）聯想類推法: 通過由此及彼的聯想和異中求同，同中求異的類比，尋求各種創新解法。利用聯想進行發明創新是一種常用而且十分有效的辦法。許多發明者都善於聯想，許多發明創新也得益於聯想的妙用。類比聯想由一事物或現象聯想到與其有類似特點的其他事物或現象，從而找出創新解法。
（4）返向探求法: 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，因此返向探求法亦稱逆向思維法。例如聲音既是振動，那麼振動為什麼不能復現原聲呢？通過這樣的反問，發明了留聲機。
（5）系統分析法: 對於技術系統，根據其組成所有影響其性能的全部參量，系統地依次分析搜索，以探索更多和解決問題的途徑。
（6）組合創新法: 組合創新法是將現有技術和產品通過功能、原理、結構等方面的組合變化形成新的技術思想和新產品。組合法應用的技術單元一般是已經成熟和比較成熟的技術，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。組合創新的類型很多，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。

『叄』 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。

『肆』 機械創新大賽設計 急求創新點子

你自己設計出一個前所未有的創造！這難道不是一個灰常有意思的挑戰吧？！
甚至只要想一下……你的創造還有可能挑戰世界上頂尖的科學家或發明家，
從這一點，難道不是一件令人激動一生的事情嗎？
難道你不喜歡做這些與眾不同的創意工作？

至於「家庭用機械指『對家庭或宿舍內物品進行清潔、整理、儲存和維護用機械'。」就別選擇這個了，沒什麼市場！
普遍家庭不會吃飽了撐的購買自動掃描機、全自動包餃子機、自動面條機、自動……
就連麵包機……現在都在打折賣，還賣不出去！
自動吸塵器？算了吧，全世界都發明過了，你又怎麼能成為全世界第一的發明？

將來的社會是面向娛樂機，這方面才可以賺到更多的錢！才會有更多的錢可賺！
因為人們的工作壓力日益增大，開車的人越來越多，長期每天10幾個小時辦公室無奈瘋狂工作！
瘋狂的加班！每天都面臨著更大的壓力……
得糖尿病的人越來越多！高血壓的人們越來越年輕，甚至20多歲就有高血壓的人群了……
得癌症的人更是每天都在增加……

所以，只有……甚至可以說唯一娛樂機械裝置才可以讓人們的身心得到臨時的休息與鍛煉！
這方面，家庭越來越開始重視！很多家庭也越來越開始注意鍛煉……

你統計一下 跑步機 從2008年一直到2011年的現在，它的銷售量在不斷的增高！
將來還會更高……因為開車的人越來越多，辦公室拚命的人更多，得不到鍛煉的人越來越多……
將來……知道健康最重要的人會因為更想得到健康而選擇健身，
而跑步機……等家庭娛樂與健身機械會得到越來越多的家庭所青睞！

將來的時代，一定是一個娛樂健身機械與電子結合的時代產品……
象游戲機一樣的健身！可以連接網路的健身器模（WIFI普及了！）。

互動式、網路型 娛樂健身器械很可能是 明天 下一代 的優秀創意！
你照著這個方面設計就行了！

現在老喬退休了，而他的永無止境的創意與設計……讓全世界的人心中都有了一個美麗夢想！
現在，這個夢想很可能就要在你的身上閃亮！
希望你靠自己的想法與完美創意來奪得這個「第一」！

『伍』 大學生如何進行機械創新設計+200分

機械創新設計是一個極其重要而又困難的實踐性較強的研究課題。目前創新設計方法研究雖然已取得一些成果，但創新學還處於發展初期，各種不同理論及工具不斷涌現，遠沒有形成普遍可以接受的統一的理論體系。

本文認為，要進行機械創新設計要有兩個必要條件：一是充分獲取適用的知識；二是要使用符合創新設計思維並能激發創新思維的設計系統。設計過程充滿了矛盾，所獲取的知識應有助於矛盾的迅速解決，這就要求知識獲取工具緊密集成到設計過程中，因此要統一研究知識獲取工具與設計系統。另外，人類的創新設計思維模式是在長期的成功設計經驗中總結形成的，因此設計系統必需符合創新設計思維規律。創新設計思維規律應作為算機輔助創新設計系統的理論基礎。

基於上述考慮，本文從創新設計思維的研究出發，融合知識獲取方法，研究創新設計理論，進而開發機械產品創新設計系統。

1 機械創新設計思維規律

我們常把思維的過程稱為「思路」，是因為可用路徑問題來說明人類思維過程。本文提出兩個機械創新設計思維原則：

一是最短路徑原則。設計者得到產品的功能要求後，往往首先檢索出最佳設計實例，這樣可以最迅速接近目標，然後運用價值工程方法，找出價值較低的極少數組件作為研究對象，再分析所得對象存在的矛盾，嘗試作最小變動以解決矛盾，如矛盾沒有解決則擬作更大變動或擴大研究對象范圍，最後得出最優結果。通過這樣途徑所消耗的能量最少，體現了最短路徑原則。

二是相似性聯想。湯川秀樹的定同理論認為，聯想能力就是找出事物彼此相似性的創造力，相似性是指事物間的內在聯系。

要用計算機系統來輔助設計師從自然界中發現形態各異的事物的相似性是很困難的，因此本文只研究從機械產品實例中挖掘相似性，以促進機械創新設計。

機械設計過程是從功能要求到作用原理，再到物理結構的映射過程[1]。在CBR系統中，功能要求、作用原理與物理結構可作為實例索引，因此可統稱它們為索引項目。同一索引的不同類索引項目之間的聯想可稱為縱向聯想，而不同索引的同類索引的聯想可稱為橫向聯想。

判斷聯想是否合理的依據是相似性，相似性由已有產品實例確定。比如，「超聲波研磨機產品實例」使「超聲波振動」作用原理與「研磨」功能要求縱向地產生了內在聯系；又如，多種產品實例可滿足同一功能要求，那麼它們用於實現該功能的作用原理及物理結構具有相似性。

功能要求是聯想的起點，經驗豐富的設計師通常記憶有大量的設計實例，因而掌握縱向及橫向相似性，所以能迅速地進行橫向及縱向的聯想，能觸類旁通，得出具有相似作用原理及物理結構的實例（簡稱相似實例）並進行組合優化，最後得到最優解。

這兩項原則已被多種設計方法不自覺地採用了，基於實例推理不但能迅速接近最優解，體現最短路徑原則；物場分析法（簡稱TRIZ）分析了上百萬設計實例，確定功能要求與作用原理及物理載體的內在聯系，以及不同作用原理或物理載體的可替代關系，使設計師可根據功能要求找到適當的作用原理及物理載體，體現相似性聯想原則。

2 計算機輔助創新設計系統

兩項創新設計思維原則充分體現在計算機輔助創新設計系統的設計中，系統還利用了多種創新設計方法及人工智慧技術。計算機輔助創新設計系統的流程如圖1所示，它包含如下關鍵技術：

2.1 實例檢索

利用基於實例推理（CBR）技術時首先要深入研究它的優缺點。CBR是一種以實例為知識載體的知識供應方法。當前它仍有如下不足：首先，系統為了達到實用通常建立龐大的實例庫，這導致管理困難，系統運行效率低；其次，通過檢索得到的只是一個或很少實例，而其它不符合檢索要求但含有適用知識的實例沒有利用，支持創新的力度不夠；最後，實例調整嚴重依賴領域知識，難度大，所以很多CBR系統簡化為實例檢索系統[2]。導致這三項缺點的深層原因是實例是獨立的，不同實例所蘊含的知識難以組合利用。為了克服這個矛盾本文提出通過相似性聯想找出相似實例，並利用遺傳演算法進行組合優化，實現實例知識的重用。

本系統的實例檢索功能用商品化PDM系統IMAN中的產品結構與配置管理功能及搜索功能來實現，實例的可視化表示與管理依靠IMAN的產品結構樹功能實現。

2.2可視化的實例模型表達及矛盾分析

概念設計技術的發展方向為研究一種統一的設計方案表達方法[3]。文獻[4]對日本學者吉川弘之提出的FBS圖進行擴充，使用兩個框架分別描述一個設計方案的功能層次與結構層次，並存儲功能單元與結構單元的對應關系，使計算機理解產品的結構及其功能。這種方法的缺點是結構與功能的關系不夠直觀，因此本系統在功能層次圖與結構層次圖的基礎上增加功能關系圖，以語義網路的方式描述結構及之間的作用關系，使結構與功能處於同一張圖中，設計者可直觀地理解產品原理，根據功能關系圖並運用價值工程方法分析實例存在的矛盾。

實現創新的關鍵是正確分析產品中所存在的矛盾[5]。產品設計中的基本矛盾是產品功能成本比不能滿足用戶要求，它有兩種表現形式，一是未能實現某些產品功能質量目標；二是某些功能質量得到改善而某些功能質量卻惡化。

矛盾分析結果用於指導新作用原理、新物理結構的聯想，進而找出相似實例。

2.3基於WEB的創新設計知識庫

本系統的創新設計知識庫包括作用原理庫、物理結構庫與實例庫。當系統根據相似性搜索到新作用原理或物理結構後，相應的實例自動調出。

作用原理庫與物理結構庫的開發借鑒了TRIZ的成果，再針對機械領域補充整理出二百四十餘種作用原理（其中包括五十餘種基本措施）。在每種作用原理下分別存儲多種物理結構，形成物理結構庫。實例庫主要針對幾種常見的家電產品進行開發。

創新設計知識庫是創新設計系統的核心部件，它是一種WEB文本知識庫，文本經過筆者開發的機械知識XML標記處理，使知識庫建立在國際標准XML文本之上，因此可實現知識資源的異地共享，並且在此知識庫之上可建立基於WEB的機械產品計算機輔助創新設計系統，滿足異地協同設計的需要。

2.4相似性的量化方法及改進的遺傳演算法

每種產品的結構不同，需要不定相同的遺傳演算法編碼。本系統為了提高運行效率，採用浮點數編碼方式。

在傳統的遺傳演算法中，初始群體是通過用隨機的方法來產生的[6]，這具有一定的盲目性。因此本文提出利用實例的作用原理或物理結構的相似性作為篩選實例產生初始群體的依據。

實現該途徑的關鍵在於相似性的量化也即相似度的計算方法。相似度實質是實例的關聯知識，必須以一定的演算法在實例集合中挖掘得到。縱向聯想的相似度實質是功能目標與實現手段的關系程度，橫向聯想的相似度實質是實現手段的可替代關系程度。相似度越高意味著得到已有產品實例的更多支持。根據相似度來篩選初始群體就等於利用以前的設計經歷，使初始群體的產生有合理的基礎，因此能加快遺傳演算法的收斂。本文根據相似性聯想原理提出如下縱向及橫向聯想的相似度計算方法。

設產品實例集合為C，功能元素集合為F，作用原理或物理結構元素集合為G。分別記為：C={Ci|i=1,2,…,n}; F={Fj|j=1,2,…,m}; G={Gk|k=1,2,…,q}。實例集合中的實例Ci以不同的隸屬度uij及uik分別隸屬於Fj及Gk。 設元素Gk到元素Fj的縱向聯想相似度為rkj，則：

rkj =

又設G空間中有元素Gk和Gm。實例Cji分別以隸屬度uik和uim隸屬於元素Gk和Gm，設從Gk到Gm的橫向聯想相似度為rkm，則：

rkm =

隸屬度作為實例對象的一項屬性來存儲。系統根據以上演算法從實例集合中挖掘相似度知識，輔助設計師從相似度較高的方向進行聯想，並用於指導遺傳演算法初始群體的產生，從而促進設計創新。

3 結論

本文研究創新設計思維規律並用於指導機械產品創新設計系統的開發，系統的成功應用證明了關於創新設計思維規律論斷的正確性以及多種新技術的可行性。系統可通過矛盾分析與聯想，搜索到適用的作用原理、措施、物理結構及實例以解決矛盾，完成概念設計階段的功能優化與原理優化，是實現機械廣義優化設計方法的新成果。

『陸』 機械設計創新論文

機械創新設計是一個極其重要而又困難的實踐性較強的研究課題。目前創新設計方法研究雖然已取得一些成果，但創新學還處於發展初期，各種不同理論及工具不斷涌現，遠沒有形成普遍可以接受的統一的理論體系。

本文認為，要進行機械創新設計要有兩個必要條件：一是充分獲取適用的知識；二是要使用符合創新設計思維並能激發創新思維的設計系統。設計過程充滿了矛盾，所獲取的知識應有助於矛盾的迅速解決，這就要求知識獲取工具緊密集成到設計過程中，因此要統一研究知識獲取工具與設計系統。另外，人類的創新設計思維模式是在長期的成功設計經驗中總結形成的，因此設計系統必需符合創新設計思維規律。創新設計思維規律應作為算機輔助創新設計系統的理論基礎。

基於上述考慮，本文從創新設計思維的研究出發，融合知識獲取方法，研究創新設計理論，進而開發機械產品創新設計系統。

1 機械創新設計思維規律

我們常把思維的過程稱為「思路」，是因為可用路徑問題來說明人類思維過程。本文提出兩個機械創新設計思維原則：

一是最短路徑原則。設計者得到產品的功能要求後，往往首先檢索出最佳設計實例，這樣可以最迅速接近目標，然後運用價值工程方法，找出價值較低的極少數組件作為研究對象，再分析所得對象存在的矛盾，嘗試作最小變動以解決矛盾，如矛盾沒有解決則擬作更大變動或擴大研究對象范圍，最後得出最優結果。通過這樣途徑所消耗的能量最少，體現了最短路徑原則。

二是相似性聯想。湯川秀樹的定同理論認為，聯想能力就是找出事物彼此相似性的創造力，相似性是指事物間的內在聯系。

要用計算機系統來輔助設計師從自然界中發現形態各異的事物的相似性是很困難的，因此本文只研究從機械產品實例中挖掘相似性，以促進機械創新設計。

機械設計過程是從功能要求到作用原理，再到物理結構的映射過程[1]。在CBR系統中，功能要求、作用原理與物理結構可作為實例索引，因此可統稱它們為索引項目。同一索引的不同類索引項目之間的聯想可稱為縱向聯想，而不同索引的同類索引的聯想可稱為橫向聯想。

判斷聯想是否合理的依據是相似性，相似性由已有產品實例確定。比如，「超聲波研磨機產品實例」使「超聲波振動」作用原理與「研磨」功能要求縱向地產生了內在聯系；又如，多種產品實例可滿足同一功能要求，那麼它們用於實現該功能的作用原理及物理結構具有相似性。

功能要求是聯想的起點，經驗豐富的設計師通常記憶有大量的設計實例，因而掌握縱向及橫向相似性，所以能迅速地進行橫向及縱向的聯想，能觸類旁通，得出具有相似作用原理及物理結構的實例（簡稱相似實例）並進行組合優化，最後得到最優解。

這兩項原則已被多種設計方法不自覺地採用了，基於實例推理不但能迅速接近最優解，體現最短路徑原則；物場分析法（簡稱TRIZ）分析了上百萬設計實例，確定功能要求與作用原理及物理載體的內在聯系，以及不同作用原理或物理載體的可替代關系，使設計師可根據功能要求找到適當的作用原理及物理載體，體現相似性聯想原則。

2 計算機輔助創新設計系統

兩項創新設計思維原則充分體現在計算機輔助創新設計系統的設計中，系統還利用了多種創新設計方法及人工智慧技術。計算機輔助創新設計系統的流程如圖1所示，它包含如下關鍵技術：

2.1 實例檢索

利用基於實例推理（CBR）技術時首先要深入研究它的優缺點。CBR是一種以實例為知識載體的知識供應方法。當前它仍有如下不足：首先，系統為了達到實用通常建立龐大的實例庫，這導致管理困難，系統運行效率低；其次，通過檢索得到的只是一個或很少實例，而其它不符合檢索要求但含有適用知識的實例沒有利用，支持創新的力度不夠；最後，實例調整嚴重依賴領域知識，難度大，所以很多CBR系統簡化為實例檢索系統[2]。導致這三項缺點的深層原因是實例是獨立的，不同實例所蘊含的知識難以組合利用。為了克服這個矛盾本文提出通過相似性聯想找出相似實例，並利用遺傳演算法進行組合優化，實現實例知識的重用。

本系統的實例檢索功能用商品化PDM系統IMAN中的產品結構與配置管理功能及搜索功能來實現，實例的可視化表示與管理依靠IMAN的產品結構樹功能實現。

2.2可視化的實例模型表達及矛盾分析

概念設計技術的發展方向為研究一種統一的設計方案表達方法[3]。文獻[4]對日本學者吉川弘之提出的FBS圖進行擴充，使用兩個框架分別描述一個設計方案的功能層次與結構層次，並存儲功能單元與結構單元的對應關系，使計算機理解產品的結構及其功能。這種方法的缺點是結構與功能的關系不夠直觀，因此本系統在功能層次圖與結構層次圖的基礎上增加功能關系圖，以語義網路的方式描述結構及之間的作用關系，使結構與功能處於同一張圖中，設計者可直觀地理解產品原理，根據功能關系圖並運用價值工程方法分析實例存在的矛盾。

實現創新的關鍵是正確分析產品中所存在的矛盾[5]。產品設計中的基本矛盾是產品功能成本比不能滿足用戶要求，它有兩種表現形式，一是未能實現某些產品功能質量目標；二是某些功能質量得到改善而某些功能質量卻惡化。

矛盾分析結果用於指導新作用原理、新物理結構的聯想，進而找出相似實例。

2.3基於WEB的創新設計知識庫

本系統的創新設計知識庫包括作用原理庫、物理結構庫與實例庫。當系統根據相似性搜索到新作用原理或物理結構後，相應的實例自動調出。

作用原理庫與物理結構庫的開發借鑒了TRIZ的成果，再針對機械領域補充整理出二百四十餘種作用原理（其中包括五十餘種基本措施）。在每種作用原理下分別存儲多種物理結構，形成物理結構庫。實例庫主要針對幾種常見的家電產品進行開發。

創新設計知識庫是創新設計系統的核心部件，它是一種WEB文本知識庫，文本經過筆者開發的機械知識XML標記處理，使知識庫建立在國際標准XML文本之上，因此可實現知識資源的異地共享，並且在此知識庫之上可建立基於WEB的機械產品計算機輔助創新設計系統，滿足異地協同設計的需要。

2.4相似性的量化方法及改進的遺傳演算法

每種產品的結構不同，需要不定相同的遺傳演算法編碼。本系統為了提高運行效率，採用浮點數編碼方式。

在傳統的遺傳演算法中，初始群體是通過用隨機的方法來產生的[6]，這具有一定的盲目性。因此本文提出利用實例的作用原理或物理結構的相似性作為篩選實例產生初始群體的依據。

實現該途徑的關鍵在於相似性的量化也即相似度的計算方法。相似度實質是實例的關聯知識，必須以一定的演算法在實例集合中挖掘得到。縱向聯想的相似度實質是功能目標與實現手段的關系程度，橫向聯想的相似度實質是實現手段的可替代關系程度。相似度越高意味著得到已有產品實例的更多支持。根據相似度來篩選初始群體就等於利用以前的設計經歷，使初始群體的產生有合理的基礎，因此能加快遺傳演算法的收斂。本文根據相似性聯想原理提出如下縱向及橫向聯想的相似度計算方法。

設產品實例集合為C，功能元素集合為F，作用原理或物理結構元素集合為G。分別記為：C={Ci|i=1,2,…,n}; F={Fj|j=1,2,…,m}; G={Gk|k=1,2,…,q}。實例集合中的實例Ci以不同的隸屬度uij及uik分別隸屬於Fj及Gk。 設元素Gk到元素Fj的縱向聯想相似度為rkj，則：

rkj =

又設G空間中有元素Gk和Gm。實例Cji分別以隸屬度uik和uim隸屬於元素Gk和Gm，設從Gk到Gm的橫向聯想相似度為rkm，則：

rkm =

隸屬度作為實例對象的一項屬性來存儲。系統根據以上演算法從實例集合中挖掘相似度知識，輔助設計師從相似度較高的方向進行聯想，並用於指導遺傳演算法初始群體的產生，從而促進設計創新。

3 結論

本文研究創新設計思維規律並用於指導機械產品創新設計系統的開發，系統的成功應用證明了關於創新設計思維規律論斷的正確性以及多種新技術的可行性。系統可通過矛盾分析與聯想，搜索到適用的作用原理、措施、物理結構及實例以解決矛盾，完成概念設計階段的功能優化與原理優化，是實現機械廣義優化設計方法的新成果。

『柒』 淺談如何進行機械零部件的創新設計

文章針對傳統機械零部件的設計局限性,提出了現代設計思想和方法.零部件容易腐蝕損壞;零部件容易回疲勞損壞,斷裂、表面剝落等;零部件容易摩擦損壞等等.這些問題的出現,都是機械零部件傳統的設計局限性所產生的.傳統設計採用手工計算、繪圖,設計的准確性差、工作周期長、效率低.為了在設計中更充分地發揮設計者的創造力,利用最新科技成果,在現代設計理論和方法的指導下,設計出更具有生命力的產品.提出運用創造性思維,發散思維,創新思維的現代設計思想.為了改進機械零件設計的局限性提答出了把握機械零部件設計的主要內容,嚴格計算機械零部件的失效形式,正確選擇機械零部件表面粗糙度,全面優化機械零部件設計的方法對機械零部件進行科學的設計.

『捌』 機械創新設計的機械創新設計（張有忱）

書名：機械創新設計
書號：9787302242048
作者：張有忱
定價：25元
出版日期：2011-1-1
出版社：清華大學出版社 本書共分為9章。第1章為緒論，介紹了創造、創新和設計的基本概念，創新教育與創新人才的培養，機械創新設計與社會發展的關系。第2章為創新思維與技法，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特點與創新思維的過程，並分析介紹了幾種常用創新的技法。第3章為機械繫統方案與創新設計，重點論述了技術沖突解決原理（TRIZ理論）、建立原理解法目錄、資源的分析與利用等系統方案創新的基本方法，以及構型的綜合問題。第4、5、6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7章為機械結構設計與創新，介紹了在機械結構設計過程中，要充分考慮的基本要求，並分別從機械結構的功能，結構元素的變換，模塊拼接與結構復用，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8章為反求設計與創新，介紹了反求設計的基本概念、反求設計的內容與基本過程，並對幾個典型案例進行了反求設計分析。第9章為創新實例與分析，以全國大學生機械創新大賽的參賽作品為例，分析了創新基本理論在作品中的實際應用。各章後附有習題，可供讀者練習。
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。 第1章緒論
1.1創新設計概述
1.1.1創造、創新與設計
1.1.2創新設計
1.1.3創新的風險
1.2創新人才的培養
1.2.1人才培養與創新教育
1.2.2創新人才的特點
1.2.3創新人才的培養
1.3機械創新設計與社會發展的關系
習題
第2章創新思維與技法
2.1創新思維
2.1.1思維及類型
2.1.2創新思維的特點
2.1.3創新思維的過程
2.1.4創新思維的方式
2.2創新技法
2.2.1觀察法
2.2.2類比法
2.2.3移植法
2.2.4組合法
2.2.5換元法
2.2.6還原法
2.2.7窮舉法
2.2.8集智法
2.2.9設問探求法
2.2.10逆向轉換法
習題
第3章機械繫統方案與創新設計
3.1概述
3.1.1機械繫統的基本概念
3.1.2機械繫統設計的主要過程
3.1.3機械繫統方案設計
3.2功能綜合
3.2.1功能分析
3.2.2功能分類
3.2.3功能分解
3.3原理綜合
3.3.1技術沖突解決原理（TRIZ理論）
3.3.2建立原理解法目錄
3.3.3資源的分析與利用
3.4構型綜合
3.4.1機構構型
3.4.2機構選型
3.4.3構型綜合的注意問題
習題
目錄
第4章機構變異與創新設計
4.1機構的倒置
4.1.1平面連桿機構
4.1.2凸輪機構
4.1.3其他傳動機構
4.2運動副的變異與演化
4.2.1運動副元素尺寸的變異
4.2.2運動副元素形狀的變異
4.3構件的變異與演化
4.3.1構件形狀的變異
4.3.2構件的合並與拆分
4.4機構的擴展
4.4.1引入虛約束
4.4.2變換運動副
4.4.3增加輔助機構
4.5機構的等效代換
4.5.1利用運動副的替代原理進行等效代換
4.5.2利用瞬心線構造等效機構
4.5.3周轉輪系的等效代換
4.5.4機構功能的等效代換
4.6運動原理的移植
4.6.1差動原理的移植
4.6.2諧波傳動的移植
習題
第5章機構組合與創新設計
5.1串聯式組合
5.1.1組合的基本方法
5.1.2實例分析
5.2並聯式組合
5.2.1組合的基本方法
5.2.2實例分析
5.3封閉式組合
5.3.1組合的基本方法
5.3.2實例分析
5.4裝載式組合
5.4.1單聯式裝載組合
5.4.2雙聯式裝載組合
習題
第6章機構再生與創新設計
6.1一般化運動鏈
6.1.1一般化原則
6.1.2實例分析
6.2桿型類配
6.2.1問題的提出
6.2.2桿型類配
6.3運動鏈組合
6.3.1圖的概念
6.3.2圖的組合
6.3.3運動鏈的組合
6.4機構再生設計
6.4.1飛機起落架的再生設計
6.4.2縫紉機送布機構的再生設計
習題
第7章機械結構設計與創新
7.1機械結構設計的基本要求
7.2實現零件功能的結構設計與創新
7.2.1功能分解
7.2.2功能組合
7.2.3功能移植
7.3結構元素的變異與演化
7.3.1改錐結構元素的變異
7.3.2軸榖連接的結構元素變異與演化
7.3.3離合器的結構元素變異與演化
7.3.4棘輪傳動的結構元素變異
7.3.5各種槽銷結構元素的變異
7.3.6新型聯軸器的結構特點
7.3.7導軌的結構形式及其特點
7.3.8改善工作性能的結構變異
7.4適應材料性能的結構設計與創新
7.4.1揚長避短
7.4.2性能互補
7.4.3結構形狀變異
7.5方便製造與操作的結構設計與創新
7.5.1加工工藝的結構構型
7.5.2裝配輸送的結構構型
7.5.3簡單結構
7.5.4宜人結構
7.6用模塊拼接與結構復用進行結構的創新
7.6.1模塊拼接
7.6.2結構復用
習題
第8章反求設計與創新
8.1概述
8.1.1反求問題的提出
8.1.2反求設計的含義
8.1.3反求設計的研究對象
8.2反求設計的內容與過程
8.2.1反求設計的主要內容
8.2.2反求設計的主要過程
8.3反求實例分析
8.3.1原理方案的反求實例
8.3.2機構構型的反求實例
8.3.3精度反求實例
8.3.4圖像資料的反求設計實例
8.3.5計算機輔助反求設計實例
8.3.6材料反求實例
習題
第9章創新實例與分析
9.1創新思路的分析
9.2創新實例
9.2.1多功能齒動平口鉗
9.2.2機械式停水自閉水龍頭
9.2.3防傾翻輪椅
9.2.4省力變速雙向驅動殘疾人車用驅動裝置
9.2.5自由輪椅
9.2.6飲料瓶撿拾器
9.2.7地震應急床
9.2.8新型大力鉗
習題
參考文獻

『玖』 跪求：有關於機械創新設計大賽的一些好點子

機械創新大賽來設計
急求創新點子第五自屆全國大學生機械創新設計大賽（2012年）的主題為「幸福生活——今天和明天」；內容為「休閑娛樂機械和家庭用機械的設計和製作」。
學生們可根據對日常生活的觀察，或根據對未來若干年以後人們的生活環境和狀態的設想，設計並製作出能夠使人們的生活更加豐富、便利的機械裝置。
家庭用機械指「對家庭或宿舍內物品進行清潔、整理、儲存和維護用機械」。休閑娛樂機械指「機械玩具或在家庭、校園、社區內設置的健康益智的生活、娛樂機
械」。凡參加過本賽事以前比賽的作品原則上不得再參加本屆比賽；如果作品在功能或原理上確有新的突破和創新，參賽時須對突破和創新之處做出說明。
各位有什麼好的想法，或者覺得有什麼東西需要設計的，請給些意見