机械创新设计原理有哪些

⑴ 机械创新设计的机械创新设计（张有忱）

书名：机械创新设计
书号：9787302242048
作者：张有忱
定价：25元
出版日期：2011-1-1
出版社：清华大学出版社 本书共分为9章。第1章为绪论，介绍了创造、创新和设计的基本概念，创新教育与创新人才的培养，机械创新设计与社会发展的关系。第2章为创新思维与技法，主要以创造学的理论为依据，结合实际问题分析了创新思维的特点与创新思维的过程，并分析介绍了几种常用创新的技法。第3章为机械系统方案与创新设计，重点论述了技术冲突解决原理（TRIZ理论）、建立原理解法目录、资源的分析与利用等系统方案创新的基本方法，以及构型的综合问题。第4、5、6章为机构的各种创新方法，分别就机构的变异与演化、机构的组合、机构的再生等创新设计技法进行分析与论述。第7章为机械结构设计与创新，介绍了在机械结构设计过程中，要充分考虑的基本要求，并分别从机械结构的功能，结构元素的变换，模块拼接与结构复用，以及材料、加工、装配、输送等方面，讨论了机械结构创新的要求与实现途径。第8章为反求设计与创新，介绍了反求设计的基本概念、反求设计的内容与基本过程，并对几个典型案例进行了反求设计分析。第9章为创新实例与分析，以全国大学生机械创新大赛的参赛作品为例，分析了创新基本理论在作品中的实际应用。各章后附有习题，可供读者练习。
本书可作为高等学校教材，也可供有关教师及工程技术人员或科研人员参考。 第1章绪论
1.1创新设计概述
1.1.1创造、创新与设计
1.1.2创新设计
1.1.3创新的风险
1.2创新人才的培养
1.2.1人才培养与创新教育
1.2.2创新人才的特点
1.2.3创新人才的培养
1.3机械创新设计与社会发展的关系
习题
第2章创新思维与技法
2.1创新思维
2.1.1思维及类型
2.1.2创新思维的特点
2.1.3创新思维的过程
2.1.4创新思维的方式
2.2创新技法
2.2.1观察法
2.2.2类比法
2.2.3移植法
2.2.4组合法
2.2.5换元法
2.2.6还原法
2.2.7穷举法
2.2.8集智法
2.2.9设问探求法
2.2.10逆向转换法
习题
第3章机械系统方案与创新设计
3.1概述
3.1.1机械系统的基本概念
3.1.2机械系统设计的主要过程
3.1.3机械系统方案设计
3.2功能综合
3.2.1功能分析
3.2.2功能分类
3.2.3功能分解
3.3原理综合
3.3.1技术冲突解决原理（TRIZ理论）
3.3.2建立原理解法目录
3.3.3资源的分析与利用
3.4构型综合
3.4.1机构构型
3.4.2机构选型
3.4.3构型综合的注意问题
习题
目录
第4章机构变异与创新设计
4.1机构的倒置
4.1.1平面连杆机构
4.1.2凸轮机构
4.1.3其他传动机构
4.2运动副的变异与演化
4.2.1运动副元素尺寸的变异
4.2.2运动副元素形状的变异
4.3构件的变异与演化
4.3.1构件形状的变异
4.3.2构件的合并与拆分
4.4机构的扩展
4.4.1引入虚约束
4.4.2变换运动副
4.4.3增加辅助机构
4.5机构的等效代换
4.5.1利用运动副的替代原理进行等效代换
4.5.2利用瞬心线构造等效机构
4.5.3周转轮系的等效代换
4.5.4机构功能的等效代换
4.6运动原理的移植
4.6.1差动原理的移植
4.6.2谐波传动的移植
习题
第5章机构组合与创新设计
5.1串联式组合
5.1.1组合的基本方法
5.1.2实例分析
5.2并联式组合
5.2.1组合的基本方法
5.2.2实例分析
5.3封闭式组合
5.3.1组合的基本方法
5.3.2实例分析
5.4装载式组合
5.4.1单联式装载组合
5.4.2双联式装载组合
习题
第6章机构再生与创新设计
6.1一般化运动链
6.1.1一般化原则
6.1.2实例分析
6.2杆型类配
6.2.1问题的提出
6.2.2杆型类配
6.3运动链组合
6.3.1图的概念
6.3.2图的组合
6.3.3运动链的组合
6.4机构再生设计
6.4.1飞机起落架的再生设计
6.4.2缝纫机送布机构的再生设计
习题
第7章机械结构设计与创新
7.1机械结构设计的基本要求
7.2实现零件功能的结构设计与创新
7.2.1功能分解
7.2.2功能组合
7.2.3功能移植
7.3结构元素的变异与演化
7.3.1改锥结构元素的变异
7.3.2轴榖连接的结构元素变异与演化
7.3.3离合器的结构元素变异与演化
7.3.4棘轮传动的结构元素变异
7.3.5各种槽销结构元素的变异
7.3.6新型联轴器的结构特点
7.3.7导轨的结构形式及其特点
7.3.8改善工作性能的结构变异
7.4适应材料性能的结构设计与创新
7.4.1扬长避短
7.4.2性能互补
7.4.3结构形状变异
7.5方便制造与操作的结构设计与创新
7.5.1加工工艺的结构构型
7.5.2装配输送的结构构型
7.5.3简单结构
7.5.4宜人结构
7.6用模块拼接与结构复用进行结构的创新
7.6.1模块拼接
7.6.2结构复用
习题
第8章反求设计与创新
8.1概述
8.1.1反求问题的提出
8.1.2反求设计的含义
8.1.3反求设计的研究对象
8.2反求设计的内容与过程
8.2.1反求设计的主要内容
8.2.2反求设计的主要过程
8.3反求实例分析
8.3.1原理方案的反求实例
8.3.2机构构型的反求实例
8.3.3精度反求实例
8.3.4图像资料的反求设计实例
8.3.5计算机辅助反求设计实例
8.3.6材料反求实例
习题
第9章创新实例与分析
9.1创新思路的分析
9.2创新实例
9.2.1多功能齿动平口钳
9.2.2机械式停水自闭水龙头
9.2.3防倾翻轮椅
9.2.4省力变速双向驱动残疾人车用驱动装置
9.2.5自由轮椅
9.2.6饮料瓶捡拾器
9.2.7地震应急床
9.2.8新型大力钳
习题
参考文献

⑵ 机械创新设计中的创新思维有哪些形式

机械创新设计是人类创造活动的具体领域，需要设计者对创新思维的特点、本质、形成过程有所掌握，认识创新思维与其他类型的思维、创新原理、创新技法的关系等。创新设计不是简单的模仿或技术改造，而应具有突破性、新颖性、创造性、实用性以及带来的社会效益性。
创新思维是一种高层次的思维活动，它是建立在常规思维基础上的人脑机能在外界信息激励下，自觉综合主观和客观信息后产生新的客观实体(如工程领域中的新成果，自然规律或科学理论的新发现等)的思维活动和过程。创新思维的主要特点有：综合性、跳跃性、新颖性、潜意识的自觉性、顿悟性、流畅灵活性等。
人类现代文明的一切成果，无不是人的创新思维的结果。创新思维是人们从事创造发明的源泉，是创造原理和创新技法的基础。例如，逆反创造原理源于有序思维、综合创造原理源于发散一收敛思维、迂回创造原理源于创新思维的形成过程原理等。了解和掌握创新思维的基本知识有助于创新思维的培养，有利于学习、掌握创造原理和创新技法。有利于人们从事各类创新活动。
创新思维的形成过程大致可分为3个阶段。
1、储存准备阶段
这一阶段就是明确要解决的问题，围绕问题收集信息，并试图使之概括化和系统化，使问题和信息在脑细胞及神经网络中留下印记。大脑的信息存储和积累是诱发创新思维的先决条件，存储愈多，诱发愈多。任何一项创造发明都需要一个准备过程，只是准备的时间长短不同。
2、悬想加工阶段
在围绕问题进行积极的思索时，大脑会不断地对神经网络中的递质、突触、受体进行能量积累，为产生新的信息而运作。这一阶段人脑能总体上根据各种感觉、知觉、表象提供的信息，认识事物的本质，使大脑神经网络的综合创造力有超前力量和自觉性。在准备之后，一种研究的进行或一个问题的解决，难以一蹴而就，往往需经过探索尝试，故这一阶段也常常叫做探索解决问题的潜伏期、孕育阶段。
3、顿悟阶段
人脑有意无意地突然出现某些新的形象、新的思想，使一些长久未能解决的问题在突然之间得以解决。进入这一阶段，问题的解决一下子变得豁然开朗。创造主体突然间被特定情景下的某一特定启发唤醒，创新意识猛然被发现，以前的困扰顿时一一化解，问题顺利解决。这一阶段是创新思维的重要阶段，被称为“直觉的跃进”，“思想上的光芒”。这一阶段客观上是由于重要信息的启示、艰苦不懈的思索。主观上是由于孕育阶段内，研究者未全身心投入去思考，从而使无意识思维处于积极活动状态，不像专注思索时思维按照特定方向运行，这时思维范围扩大，多种信息相互联系并相互影响，从而为问题的解决提供了良好的条件。

⑶ 机械创新设计的机械创新设计(高志著)

书 名: 机械创新设计
作者：高志
出版社： 清华大学出版社
出版时间： 2009年07月
ISBN: 9787302202158
开本： 16开
定价: 25元 1 绪论.
1.1 创新的含义
1.2 创新的意义
1.3 创新与设计
1.4 创造学与创新教育
1.5 设计理论与设计教育
1.6 本课程的教学内容和方法
2 机械创新设计的表达方法
2.1 表达在设计中的作用
2.2 黑箱表示法
2.3 功能草图表示法
2.4 机械创新设计表达实例(一)——家用缝纫机
2.4.1 缝纫机的主要功能
2.4.2 缝纫机的辅助功能
2.5 机械创新设计表达实例(二)——针式打印机
2.5.1 打印机的主要功能
2.5.2 打印机的辅助功能
2.6 机械创新设计表达实例(三)——硬币计数包卷机
2.6.1 硬币计数包卷机的总功能
2.6.2 硬币计数包卷机的主要功能
2.6.3 硬币计数包卷机的辅助功能
3 机械创新设计的选题
3.1 提出问题比解决问题更重要
3.2 社会需求是创新的基本动力
3.3 科技进步对创新设计的作用
3.4 生产发展对创新设计的作用
3.5 根据遇到的“不方便”确定选题
3.6 根据遇到的“意外”确定选题
3.7 根据事物的关键弱点确定选题
4 功能原理创新设计
4.1 功能原理设计的意义与方法
4.2 工艺功能设计方法
4.3 综合技术功能设计方法
4.4 功能组合设计方法
4.5 设计目录方法
4.6 功能元素方法
4.7 发明问题解决理论
4.8 公理化设计方法
5 机构创新设计
5.1 简单动作功能机构设计
5.1.1 简单动作功能机构的特点和应用
5.1.2 机械零件自由度分析
5.2 机构组合创新设计方法
5.2.1 机构串联组合方法
5.2.2 机构并联组合方法
5.2.3 机构叠加组合方法
5.2.4 机构反馈组合方法
5.3 机构变异设计
5.3.1 机架变异
5.3.2 运动副尺寸变异
5.4 机构再生运动链方法
5.4.1 概述
5.4.2 确定原始机构及找出一般化运动链
5.4.3 运动链连杆类配
5.4.4 组合运动链和优化运动链
5.4.5 实例分析
6 结构创新设计
6.1 结构设计的意义
6.2 结构变异创新设计方法
6.2.1 工作表面的变异
6.2.2 轴毂连接结构的变异
6.2.3 联轴器连接方式变异
6.3 结构组合创新设计方法
6.3.1 同类组合
6.3.2 异类组合
6.3.3 功能附加组合
6.3.4 材料组合..
6.4 引入新的结构要素
6.4.1 弹性(柔性)结构
6.4.2 快速连接结构
6.4.3 组合结构
6.4.4 智能结构
6.5 引入新的逻辑方法
6.5.1 自加强
6.5.2 自稳定
6.5.3 自补偿
6.5.4 自平衡
6.5.5 自适应
6.5.6 载荷分担
6.5.7 阿贝原则
6.5.8 合理配置精度
6.5.9 利用误差传递规律
6.5.1 0误差均化
6.5.1 1零件分割
6.6 引入新的设计理念
6.6.1 宜人化设计
6.6.2 绿色设计
6.6.3 方便装配的设计
7 一般创新设计技法
7.1 头脑风暴法
7.1.1 头脑风暴法的4项基本原则
7.1.2 头脑风暴法的实施过程
7.2 变异创新法
7.3 组合创新法
7.3.1 同类组合
7.3.2 异类组合
7.3.3 技术组合
7.3.4 信息组合
7.4 机遇利用法
7.5 技术移植法
7.5.1 技术移植法的应用条件
7.5.2 移植法的选择
7.5.3 技术移植法的主要类型
7.6 逆向构思法
7.6.1 反向探求
7.6.2 顺序.位置颠倒
7.6.3 巧用缺点
8 创造力开发
8.1 创造力的含义和特征
8.2 创造力的基本属性
8.2.1 创造力的普遍性
8.2.2 创造力的可开发性
8.3 创造力开发的内容.途径和一般方法
8.4 影响创造力开发的基本因素
8.4.1 知识因素
8.4.2 能力因素
8.4.3 素质因素
8.4.4 社会因素
9 创新失误分析
9.1 失误的经验是宝贵的财富
9.2 脱离社会需求导致创新失误
9.3 违背科学原理导致创新失误
9.4 “过期发明”导致创新失误
9.5 “不合时宜”导致创新失误
9.6 思维方式与创新失误的关系
9.6.1 思维定势
9.6.2 发散思维与收敛思维
9.6.3 类比推理与创新思维
附录A冲突问题解决矩阵
参考文献
……

⑷ 机械系统设计思想有哪些方面

机械系统设计是从系统的观点出发，对机械系统进行的设计。机械系统设计思想从根本上改变了传统的设计思想，从而有利于机械系统设计的创新性、多样性和综合性的体现。它包括以下几个方面：
1、创新性设计
机械系统创新性设计是把实现总功能和功能分解作为设计的出发点，由于功能的抽象化和功能分解的多样化，将会大大有利于机械系统的创新性设计。
将机械系统所要实现的功能抽象化，可以开阔设计者的思路，采用多种工作原理实现机械系统的功能，有利于机械系统的创新。
功能分解和功能结构的多样性，可使实现机械系统总功能的方案多种多样，设计者可以从中寻找适合某些要求的综合最优的方案。
2、全面性设计
机械系统全面性设计是考虑产品生命周期全过程各个阶段的要求。如满足市场的显需求或隐需求；寻求设计方案的综合最优化；实现产品制造的经济性和先进性；满足用户要求和有利于维护；考虑回收利用等问题。机械系统设计中考虑的问题全面，可大大提高设计水平和产品质量。
全面性设计使所设计的产品更具市场竞争力，满足人类可持续发展的需要。
3、系统性设计
机械系统系统性设计是强调各要素的整体性。各要素的要求离不开整体的需要，系统性设计使机械系统的设计更具有整体优良性能。一个系统中各要素的作用是通过总体来体现的，有了总体的概念，才能处理好各要素的设计。
机械系统设计的系统性还表现在人—机—环境的广义机械系统的考虑上，使机械系统更加有利于发挥人—机的整体效率，使机械系统的效能得到充分发挥。人—机系统把人看做属于其中的一个组成部分，同时按人的特性和能力来设计系统。
环境可作为人—机系统的干扰因素来理解，系统设计就是为了排除环境的不利影响。
4、优化性设计
机械系统设计方案是多种多样的。这是由机械系统功能的抽象化和功能分解的多样化决定的。优化性设计思想是追求机械系统整体最优、全局最佳。为了达到这一目标，通常采用综合评价方法来寻求综合最优的机械系统方案。
以上机械系统的设计思想贯穿在整个设计过程之中，以实现机械系统质量优、性能好、成本低等设计目的。

⑸ 请问机械创新设计作品怎样设计

创新设计方法有很多种，下面简单介绍智力激励法、提问追溯法、联想类推法、返向探求法、系统分析法、组合创新法六种。
（1）智力激励法: 人的创造性思维特别是直觉思维在受激发情况下能得到较好地发挥。一批人集合在一起，针对某个问题进行讨论时，由于各人知识、经验不同，观察问题的角度和分析问题的方法各异，提出的各种主意能互相启发，填补知识空隙，启发诱导出更多创造性思想，通过激励、智慧交流和集智达到创新的目的。
（2）提问追溯法: 提问追溯法是有针对性地、系统地提出问题，在回答问题过程中，便可能产生各种解决问题的设想，使设计所需要的信息更充分，解法更完善。提问追溯法有奥斯本体温法、阿诺尔特提问法、希望点列举法、缺点列举法。
（3）联想类推法: 通过由此及彼的联想和异中求同，同中求异的类比，寻求各种创新解法。利用联想进行发明创新是一种常用而且十分有效的办法。许多发明者都善于联想，许多发明创新也得益于联想的妙用。类比联想由一事物或现象联想到与其有类似特点的其他事物或现象，从而找出创新解法。
（4）返向探求法: 将人们通常思考问题的思路反转过来，从背逆常规的途径探寻新的解法，因此返向探求法亦称逆向思维法。例如声音既是振动，那么振动为什么不能复现原声呢？通过这样的反问，发明了留声机。
（5）系统分析法: 对于技术系统，根据其组成所有影响其性能的全部参量，系统地依次分析搜索，以探索更多和解决问题的途径。
（6）组合创新法: 组合创新法是将现有技术和产品通过功能、原理、结构等方面的组合变化形成新的技术思想和新产品。组合法应用的技术单元一般是已经成熟和比较成熟的技术，不需要从头开始，因而可以最大限度地节约人力、物力和财力。组合创新的类型很多，常用的有性能组合、原理组合、功能组合、结构重组、模块组合等。

⑹ 机械设计创新论文

机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果，但创新学还处于发展初期，各种不同理论及工具不断涌现，远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。

本文认为，要进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。

基于上述考虑，本文从创新设计思维的研究出发，融合知识获取方法，研究创新设计理论，进而开发机械产品创新设计系统。

1 机械创新设计思维规律

我们常把思维的过程称为“思路”，是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则：

一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后，往往首先检索出最佳设计实例，这样可以最迅速接近目标，然后运用价值工程方法，找出价值较低的极少数组件作为研究对象，再分析所得对象存在的矛盾，尝试作最小变动以解决矛盾，如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围，最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少，体现了最短路径原则。

二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为，联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力，相似性是指事物间的内在联系。

要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的，因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性，以促进机械创新设计。

机械设计过程是从功能要求到作用原理，再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中，功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引，因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想，而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。

判断联想是否合理的依据是相似性，相似性由已有产品实例确定。比如，“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系；又如，多种产品实例可满足同一功能要求，那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。

功能要求是联想的起点，经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例，因而掌握纵向及横向相似性，所以能迅速地进行横向及纵向的联想，能触类旁通，得出具有相似作用原理及物理结构的实例（简称相似实例）并进行组合优化，最后得到最优解。

这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了，基于实例推理不但能迅速接近最优解，体现最短路径原则；物场分析法（简称TRIZ）分析了上百万设计实例，确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系，以及不同作用原理或物理载体的可替代关系，使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体，体现相似性联想原则。

2 计算机辅助创新设计系统

两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中，系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示，它包含如下关键技术：

2.1 实例检索

利用基于实例推理（CBR）技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足：首先，系统为了达到实用通常建立庞大的实例库，这导致管理困难，系统运行效率低；其次，通过检索得到的只是一个或很少实例，而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用，支持创新的力度不够；最后，实例调整严重依赖领域知识，难度大，所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的，不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例，并利用遗传算法进行组合优化，实现实例知识的重用。

本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现，实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。

2.2可视化的实例模型表达及矛盾分析

概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充，使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次，并存储功能单元与结构单元的对应关系，使计算机理解产品的结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观，因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图，以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系，使结构与功能处于同一张图中，设计者可直观地理解产品原理，根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。

实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求，它有两种表现形式，一是未能实现某些产品功能质量目标；二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。

矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想，进而找出相似实例。

2.3基于WEB的创新设计知识库

本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后，相应的实例自动调出。

作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果，再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理（其中包括五十余种基本措施）。在每种作用原理下分别存储多种物理结构，形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。

创新设计知识库是创新设计系统的核心部件，它是一种WEB文本知识库，文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理，使知识库建立在国际标准XML文本之上，因此可实现知识资源的异地共享，并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统，满足异地协同设计的需要。

2.4相似性的量化方法及改进的遗传算法

每种产品的结构不同，需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率，采用浮点数编码方式。

在传统的遗传算法中，初始群体是通过用随机的方法来产生的[6]，这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。

实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识，必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度，横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历，使初始群体的产生有合理的基础，因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。

设产品实例集合为C，功能元素集合为F，作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为：C={Ci|i=1,2,…,n}; F={Fj|j=1,2,…,m}; G={Gk|k=1,2,…,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj，则：

rkj =

又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk和Gm，设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm，则：

rkm =

隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识，辅助设计师从相似度较高的方向进行联想，并用于指导遗传算法初始群体的产生，从而促进设计创新。

3 结论

本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发，系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想，搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾，完成概念设计阶段的功能优化与原理优化，是实现机械广义优化设计方法的新成果。

⑺ 常用的机械创新设计基本原理有哪些

很基本的例如孔和轴之间过盈量分间隙，过盈，过渡;传动方面，齿轮，气动，液动等，机械设计手册上都有，，创新的也是根据基本来设计改进的，，，真要发明新传动方式，新材料什么的，，估计度娘里也问不到啥

⑻ 机械创新设计的机械创新设计（张美麟著）

开本： 16开
定价: 28.00元 本书共分为8章。第1章为绪论，介绍了创新设计的概念、创新教育与创新人才的培养；第2章为创新设计的理论基础，主要以创造学的理论为依据，结合实际问题分析了创新思维的方法，以及各种创新的技法；第3章为机械系统方案设计的创新，简单论述了机械系统的特性，重点论述了产品规划与原理方案的创新思路，以及构型的综合问题；第4章为机构的各种创新方法，分别就机构的变异与演化、机构的组合、机构的再生等创新设计技法进行分析与论述；第5章为机械结构的创新设计，分别从机械结构的功能，结构元素的变换，以及材料、加工、装配、输送等方面讨论了机械结构创新的要求与实现途径；第6章为反求设计与创新，介绍了反求设计的概念，反求设计的内容与过程，以及反求实例分析；第7章介绍了几种机械系统如机床、动力机械、机器人、自行车的创新过程与发展历史；第8章是创新实例与分析，主要介绍了全国机械创新设计大赛的优秀作品，并简单分析了各项作品的创新过程。各章后附有习题与练习。
本书可作为高等学校教材，也可供有关教师及工程技术人员或科研人员参考。 1 绪论
2 创新思维与技法
3 机械系统方案设计的创新
4 机构的创新设计
5 机械结构设计与创新
6 反求设计与创新
7 典型机械的创新与进化
8 创新实例与分析
参考文献

⑼ 什么是机械创新设计

机械创新设计就是在传统机械的基础上加入现代科技技术与装置使其更加智能化的机械设计。

⑽ 机械创新设计都有哪些原则

机械创新设计的原则：
(1)科学性原则
设计方案是某种或某些科学技术原理的体现，因此，任何设计方案都不能违背科学技术原理。
违背这一原则的设计以“永动机方案”为最典型。自古以来，有无数发明家绞尽脑汁地设计了一个又一个永动机，但都因直接违背能量守恒定律而徒劳无益，没有任何结果。设计方案除了不违反科学原理外，还应能达到预期的性能。大多数发明的目的都是要超过已有技术。
如果效果并不那么理想，该发明也就失去了存在的意义。因此，多方面地对设计的技术性能进行论证很有必要。
例如，有人曾设计出一种“液压传动和变速的自行车”。他的目的是使车子骑起来更为轻快和灵便。这就要有一个前提，即液压传动系统要与链条传动的效率相近或更高。但是如果认真进行核查的话，我们就会发现事实正好相反，在功率传送上液压传动的效率较低，因此该项发明的预期目的很难实现。
对于一项本身作用原理没有问题的发明，还应考虑它在制造过程中是否存在特殊的困难。假定你想发明一种“扑翼式人力飞机”，如果你的设计有赖于一种极轻然而又很坚固、弹力又极好的材料，大概就有问题了。你必须首先调查一下你所需要的这种材料目前是否可能制造出来，然后再去考虑你的发明是否有意义。
另外一个必须考虑的问题是，你设计的东西如果如愿以偿地制造出来了，在实际使用中是否会遇到特殊的困难。
例如，一种像帆船那样由风驱动的运输车辆并不是制造不出来，但是如果我们真要使用这样一种“风动车辆”，就会遇到许多麻烦。我们必须在很窄的道路上行驶，然而，陆地上的风远不像海上那样稳定，因此，我们的车辆就会陷入时快时慢、时走时停的状态。这在公路运输上是不能允许的，会大大妨碍其他车辆的行驶和安全。
(2)独特性原则
创新设计者往往别具匠心，常常以不同于一般设计师的方式提出一些奇特的构思，使技术方案具有突出的实际效果。
例如，转子发动机的设计，磁悬列车的设计等，都是别具匠心的设计。
出色的设计往往具有独特的构思，但独特的构思未必能成为有实际效果的为人们所急需的产品。例如，有人曾设计了一种“能喷水的闹钟”，他用喷头射水代替铃声来浇醒沉睡的主人，但是，这样的设计由于人们不那么需要，所以很难商品化。
(3)求优性原则
要想直接估计出一项设计的实用价值是十分困难的。实际上，人们往往采取比较法来进行估计，也就是将新方案的可能效果与那些要解决同样问题的全部已有技术相比较，看它是否处于比较优越的地位。
一般说来，追求完全相类似功能的不同技术是可以进行比较并分出优劣的。例如，爱迪生设计的碳钮电话话筒与原来贝尔所用的液体变阻器话筒是两种技术，但它们所要达到的功能完全相同，即把声音变成相应的波动电流。在这种情况下，人们可以清楚地看出，前一种技术比后一种更为简单、方便、耐用，明显优于后一种。实际上，贝尔公司很快就买下了爱迪生的专利权。
想出一个优于已有技术的设计方案当然是很值得高兴的事，但是，我们也应该意识到，技术在不断发展进步，新的设计也会层出不穷。因此，我们还必须考虑可能出现的其他种种技术方案，考虑到各种可能的改进方案，这样才能使自己的设计在稍长的时间内处于相对最优地位，在较长时间里保持其使用价值。从中可以看到，创新才是技术设计永保青春的秘诀。
(4)简捷性原则
技术方案是否简捷，也是判断一项设计能不能获得成功的一项设计原则。
有一种模糊的错觉认为，一项设计的原理和构造越复杂，就说明它的水平越高。诚然，把一件构造复杂的东西制造出来绝非易事，但这仅仅是对制造者而言。如果设计者使其构造的复杂性超越了一定的限度，那么这就是一件蹩脚的或失败的设计。因此，创新设计者应追求功能明确、性能可靠且机理简单的技术方案。
(5)市场性原则
符合科学原理和技术原理的产品设计，通常可以制造出来。那么，是否就能认为这一项设计已经取得了成功呢?事实上未必如此。除了极少数特殊情况(如作为一项科学研究的实验)以外，一般的设计要获得最后成功，必须证明自己具有突出的实用性，必须经受住市场的严峻考验。
爱迪生曾这样说：“我不打算发明任何卖不出去的东西，因为不能卖出去的东西都没有达到成功的顶点。能销售出去就证明了它的实用性，而实用性就是成功。”这对任何有志于创新设计的人来说是金玉良言，是判断设计价值的最高标准。有人可能错把专利局审查批准看作设计成功的标志。诚然，这确实是一个可喜的标志，标志着你的设计有了起码的水平，然而这并不是最重要的标志。有人可能要问，专利审查不是已经包括实用性的内容了吗?实际上，专利局仅仅是把那些明显不实用的设计加以剔除，并不对获准专利的商业价值作任何保证。从世界上发达国家获准专利的实施情况来看，真正获得效益的仅占总数的15％左右。
那么，什么样的东西能获得市场呢?一般地说，要求该设计者的使用价值超过出售价格。
一种商品的售价总是受成本制约的。一般情况下产量越多，成本就越低。而同一种设计对于不同的人来说，其使用价值往往是不同的。通常只有少数人认为其使用价值很高，而多数人则不这样认为。
例如，同样一种太阳能利用设备，在阳光充足而燃料贫乏的地区(如青藏高原)就有较高的使用价值；而在燃料非常丰富的地区则没有很重要的使用价值。因此，对于特定的某一产品来说，考虑的销售面越广，其平均使用价值就越低。
对熟悉工程技术的人来说，估计一种新产品的成本并不感到十分困难，而估计一项新设计的使用价值却常常感到是十分困难的事情。尽管如此，我们仍可以从下面几个方面来考虑使用价值：
1)该设计解决的问题是否迫切?一般说来，如果一项设计解决了人们迫切需要解决的问题。它的使用价值就比较高。例如，在电报发明之前，火车和轮船已在世界上得到应用，运输的速度已大大加快，但通讯速度受运输速度所限制，远远不能适应当时工业和商业迅速发展的需要。因此，电报被莫尔斯发明出来以后不到10年，就在许多国家得到广泛应用。但是，人们在短距离通讯上，使用电报仍不够方便，需要专人收发报和翻译电码，往往还不如派人送信省事，然而，电话的发明，扫除了这些麻烦，因而以更快的速度得到普及。
2)是否容易使用?一项能够解决某一问题的设计还必须保证本身使用起来是方便的，否则，它将会带来新的问题。例如，许多人在做饭时感到剁肉末十分费事，有人设计出了一种家用手摇绞肉机，用起来确实比剁肉省力。但是，这种绞肉机需要经常清洗，十分麻烦，结果不少人都弃之不用。
3)是否耐用、可靠?耐用与可靠直接关系到使用价值，需要特别注意。例如，目前市场上可以看到一种名叫“热得快”的电热器，可以方便地用来加热杯子里的水或奶，构造简单，价格便宜。但是它的设计不尽合理，很不耐用，稍有不慎就会烧坏，甚至有漏电的危险，因此销路大减。
4)是否令人喜欢?应该理解到这一点，即外观美也是使用价值的一部分。例如，钟表是用来指示时间的，但不能认为只要走时准，外观不用考虑。实际上，许多物品都兼有装饰房间或其他场所的作用，至少不应该破坏环境的美感。即使是工，一里的机器，适当的外观也常有助于减轻操作者的疲劳感，并让人产生爱惜的心情。除了以上几点，使用价值还应包括安全，不妨碍他人，无公害，等等。
机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果(含理论、方法、技术、原理等)，进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动。它包含两个部分：一是改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、适用性等；二是创造设计出新产品、新机器，以满足新的生产或生活的需要。