『壹』 以中国古代某一器物的设计为例，论述其工业设计理念与工业分析。 1500字论文 。 急需。
我不是学历史的，但对秦国时期兵器标准化曾经读过一篇文章，粘过来你参考一下：
两千多年前，在消灭了中原六国之后，北方的游牧民族匈奴人就成了秦军主要的对
手。在秦军进行统一战争的时候，匈奴骑兵乘机南下，侵占了黄河以南大面积的土地。
在帝国地都城咸阳，如何对付剽悍的匈奴骑兵就摆到了秦始皇面前。
当匈奴骑手高速冲锋的时候，传统的步兵很难抵挡。从历史记录来看，一种叫弩的
远射兵器很可能在秦军击溃匈奴的战斗中发挥了主导作用。
在兵马俑坑，由于时间太过久远，弩的木制部分已经朽烂，但完整的遗迹仍然可以
复原当初的秦弩。据此复原的秦弩，有着惊人的力量。
与弓不同，秦弩必须用脚蹬、借助全身的力量才能上弦。专家估计，这种秦弩的射
程应该能够达到300米，有效杀伤距离在150米之内，秦弩的杀伤力远远高于当时任何一
种弓。
在弩腐烂后留下的痕迹中，考古人员发现了青铜制作的小机械。这些小小的青铜构
件就是弩用来发射的扳机。它的设计得非常精巧。令人不解的是，秦人为什么不把它做
得更简单一些呢？
假设一种最简单的方案，制造成本可以大大降低。但是，射手完全靠手指的力量把
勒得很紧的弓弦推出勾牙， 就要用很大的力气，在击发瞬间，弩肯定会抖动。今天的射
击训练，击发瞬间连呼吸调整不好都有可能影响射击的准确性。
秦军的弩机通过一套灵巧的机械传递，让勾牙在放箭瞬间突然下沉，扣动扳机变得
异常轻巧。这恰恰是弩对弓的优势之一，拉弓要用很大的力气，时间越长，越难控制瞄
准的稳定。
可以推想，在与匈奴骑兵厮杀的战场上，秦军弩兵射击的情形。当瞄准远处的目标
时，射手参照望山估算弩抬高的角度，弩箭沿抛物线轨迹就可以准确命中敌人。望山，
很可能是步兵武器最原始的瞄准系统。
在兵马俑坑，出土最多的青铜兵器是箭头，由于在坑中没有发现弓，考古人员认为，
这些青铜箭头都是为弩配备的。
战国时代，箭头的种类繁多，这些箭头上的倒刺和血槽让人感到阵阵杀气。而在兵
马俑坑中发现的箭头，几乎都是三棱形的。秦军为什么单单选择了这种三棱箭头呢？
三棱箭头拥有三个锋利的棱角，在击中目标的瞬间，棱的锋刃处就会形成切割力，
箭头就能够穿透铠甲、直达人体。
带翼箭头有凶狠的倒刺，但翼面容易受风的影响，使箭头偏离目标。
秦军的这种三棱箭头取消了翼面，应该使射击更加精准。专家对这些箭头进行了仔
细地分析。当检测数据最终摆到桌面上的时候，研究人员确实感到难以置信。
检测结果发现：箭头的三个弧面几乎完全相同，这是一种接近完美的流线型箭头。
这种箭头的轮廓线跟子弹的外形几乎一样。子弹的外形是为了减低飞行过程中的空
气阻力。我们有理由推测，秦人设计这种三棱形箭头也是出于同样的目的。
秦人凭经验接近了现代空气动力学的规律。这种古老的箭头是早期飞行器当中的范
本，它和今天的子弹一脉相承。秦弩，连同它配备的弩箭，在那个时代很可能是技术含
量最高的武器，它使秦军的攻击力大为加强。
公元前214年，秦军发动了针对匈奴骑兵的全面战争。仅仅一年的时间，30万匈奴骑
兵就被彻底击溃，黄河以南的大片土地重新回归秦国。
秦军之所以能够取胜，弩的作用至关重要。可以设想，在匈奴骑兵还没冲到眼前时，
强劲的秦弩就密集准确地击中战马和骑手。持弩的秦骑兵射击的准确程度是匈奴人的弓
无法相比的，匈奴人的皮甲也抵挡不住弩箭强大的穿透力。
对马背上的匈奴骑手而言，弩是最致命的武器。中国兵书经典《武经讲义》中说：
弩是对付古代游牧部落袭击最为有效的武器。青铜弩机的设计是一个惊人的成就，对于
匈奴人而言，这种机械装置太复杂了，他们很难装配或仿制。
当专家们对秦军兵器的研究逐步深入时，他们又有了新的发现。
铍是一种起源于短剑的长柄兵器，它的形式曾经五花八门。但是，在俑坑中发现的
铍，尽管生产日期相隔十几年， 造型和尺寸却完全一致。
湖北鄂洲是楚国的旧地，考古人员在这里发现了一把秦剑。细长的秦剑和当年楚国
的青铜剑完全不同。但是，它的造型跟陕西兵马俑坑中的秦剑却完全相同。
在兵马俑坑中发现的三棱箭头有4万多支，但它们都制作得极其规整，箭头底边宽度
的平均误差只有正负0.83毫米。
北京理工大学的冶金专家对秦军箭头做了金相分析，结果发现它们的金属配比基本
相同，数以万计的箭头竟然是按照相同的技术标准铸造出来的。这就是说，不论是在北
方草原，还是在南方丛林的各个战场，秦军射向对手的所有箭头，都具有同样的作战质
量。难道，地处秦国各地的兵器作坊都在有意识地，甚至是强制性地按照某个固定的技
术标准生产兵器吗？如果真是这样的话，秦人就远远地超越了自己的时代。
标准化，是现代工业的基础。标准化生产使不同的供应商生产的零部件可以组装在
一起，也使大规模的生产成为可能。在两千年前农业文明刚刚开始成熟的时代，假如秦
人真的有过标准化的兵器生产，他们的目的又是什么呢？
秦军使用的弩机，由于制作的十分标准，它的部件应该是可以互换的。在战场上，
秦军士兵可以把损坏的弩机中仍旧完好的部件重新拼装使用。秦军的其他兵器虽然也可
以互换，但对于大多数古代兵器来说，互换性要求的精确度并不很高。专家推测：秦人
的标准化应该还有更重要的目的。
兵马俑坑中发现的各种兵器，在战场上应该有优异的表现。很可能是秦军从几百年
的战争实践中优选出来的。专家推测，秦人很可能将优选兵器的技术标准固定，国家再
通过法令将这些技术标准发放到所有的兵工厂。
尽管按今天的工业标准看，这些兵器的标准化仍旧是比较粗糙和初步的，但是，在
两千多年前，秦人执著于统一标准，肯定是为了保证所有秦军战士使用的都是当时最优
秀的兵器。
秦军的兵器制作得相当精致。在青铜剑上有三条90多厘米长的棱线，将细长的剑身
分成八个面，手工要完成这样的表面加工有很大的难度。
戈的圆弧部分加工得十分规整，箭头上三个流线型的表面也完全对称。
让专家迷惑的是，某些天才的工匠制造出几件这样的兵器是可能的，但实际情况是，
兵马俑坑中几万件兵器几乎都是同样的质量。
根据司马迁的记载，秦军的数量超过了100万。不仅如此，这支军队高度专业化，装
备极其复杂的武器系统。在差不多同一时期的欧洲，亚历山大的军队是5万人左右，最为
强盛时的罗马军团也不过几十万人。
为一支100万的军队提供兵器，是一个可怕的任务，在十年统一战争的岁月里，秦国
的兵器作坊肯定是全世界最繁忙的地方，他们必须开足马力，日以继夜。问题在于，怎
样才能既保证标准，又大批量生产呢？
仔细观察这只戈的圆弧处，打磨的痕迹还清晰可见，手工打磨，会有交错的磨痕，
那是锉刀往返摩擦造成的。奇怪的是，这些磨痕没有交错的痕迹。专家推测，秦军青铜
兵器的表面加工很可能是用砂轮实现的。两千多年前是否有砂轮还有待考古证据，即便
是用砂轮，靠手的感觉来完成这些弧形表面的加工，要让成千上万件兵器达到同一个标
准也是不可能的。
在兵马俑坑中的兵器上面，刻着一些文字。这些文字和今天的汉字很相像。研究人
员发现，它们大多是人名，其中出现次数最多的一个人是“相邦吕不韦”。
吕氏春秋是秦国最重要的一本历史文献，它的编撰者就是吕不韦。吕不韦是当时秦
国的丞相，相当于今天的国家总理。吕氏春秋上说：物勒工名，意思是，器物的制造者
要把自己的名字刻在上面。
对于历史学家来说，这些看似普通的文字透露的是秦国军事工业的管理机密。吕不
韦作为内阁总理，是兵器生产的最高监管人。他的下面是工师，就是各兵工厂的厂长，
监制这只戈的厂长叫“蕺”。
在厂长的下边是丞，类似车间主任，这位主任的名字叫“义”。
而亲手制作这只戈的工匠，叫“成”。
专家由此推断：秦国的军工管理制度分为四级。从相帮、工师、丞到一个个工匠，
层层负责，任何一个质量问题都可以通过兵器上刻的名字查到责任人。我们已经无法知
道管理的细节，但秦国的法律对失职者的惩罚是非常严酷的，这就是物勒工名的用意。
透过这些冰冷的青铜铭文，我们或许还能看到那个遥远年代中一些普通人的命运。
这个叫Zhe的人做了好多年兵工厂的厂长，ZHE每天都要检查兵器生产，他得向丞相
吕不韦负责。如果兵器质量有问题，按照秦国的法律，厂长首先遭受处罚。为了自己和
一家老小，他必须尽职尽责。
处在这个金字塔式的管理体系最底层的，是数量庞大的工匠。专家在铭文中一共发
现了16个工匠的名字。
在秦国的手工工场，工人一般都是终身制。无论如何，这个叫DIAO的工匠一生都得
在工场度过了。16年的劳作，“窵”不知道经历过多少次的坎坷。就是这些像“窵”一
样的普通人，制造出了留到今天的这些精良兵器，从一丝不苟的加工痕迹上，我们至今
还能感受到他们粗糙的双手和专注的目光。
秦国众多的兵工厂能够按照统一的标准大批量地制作高质量的兵器，金字塔式的四
级管理制度是根本保证。当世界上大部分地方仍然被荒蛮和蒙昧包围的时候，而秦人就
以他们独特的思维方式和智慧，创造出了那个时代最强大的兵器制造业。
『贰』 如何利用TRIZ理论创新设计采摘执行器
针对采摘执行器在采摘过程中无法控制采摘压力导致水果受损的问题，设计一种基于TRIZ的矛盾冲突理论和物场模型的采摘执行器。
研究目的与方法：
为提高果类在适宜采收期内的采摘效率，各种类型的水果辅助采摘机械应运而生，而这些采摘机械中的核心部件是末端执行器。末端执行器是水果采摘机械中完成水果抓取功能的组件，具体包括定位、抓取、采摘和复位等动作的执行，但市面上常用的简易型采摘器所配置的末端执行器多是靠人力控制以实现功能，其自动化程度低，采摘耗时耗力。针对现有采摘执行器在采摘过程因无法控制水果采摘压力导致水果易损伤的问题，应用TRIZ矛盾冲突理论和物场模型分析方法进行采摘执行器的创新设计。
通过TRIZ系统组件分析和功能模型进行问题分析，找出采摘执行器的有效功能和不足功能；运用TRIZ的技术冲突理论、物理冲突理论以及物场模型分析得出各种解决方案，经综合比较，最终运用分割原理方案实现执行器的压力可控且安装简易，运用空间分离原理实现执行器爪头自动扭转。新型的力度可控执行器在压力传感器和电机的相互配合下实现水果的无损自动抓取和采摘。
研究结果与结论：
1、综合应用TRIZ矛盾冲突理论和物场分析模型方法，设计了基于TRIZ理论的新型采摘执行器。新型采摘执行器主要由爪头、爪座、传感器和电机等组成，且采摘压力可控。从而实现水果的无损自动抓取和采摘，同时适用于不同果品采摘作业。
2、对采摘执行器进行了运动仿真和试验验证，进一步证明了采摘执行器的稳定性和可靠性。试验结果表明采摘执行器的抓取压力为2.5 N时采摘效果最佳且水果无挤压损伤，在30 min的采摘试验中，平均每个水果的采摘时间约为6 s，采摘成功率为93%。试验表明，采摘执行器的采摘效率和成功率符合采摘创新设计要求，为后续采摘器的研究提供了理论参考依据。