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1、第一章创新实践可分为3个阶段（1）了解问题：目标是什么？未知量、已知量是那些？情况如何？能满足情况的需要吗？能否决定未知量，是否足够，是否重复或抵触？可以画张图，引入合适的标志，把情况的各部分加以分解。（2）设计方案：遇到过这个问题吗？知道相关的问题吗？可能运用什么原理？通过不同的方法设计各种方案，并进行优化。（3）执行方案：实施设计方案，在每一步骤中对方案修改完善，必要时重新设计方案，以取得最好的成效。任何一个创新几乎都要经过上述3个阶段，一般最困难的是第二阶段，最关键的往往是第三阶段。创新设计设计类型的内容特点，一般将设计分为下面3种：1开发性设计在工作原理、结构等完全未知的情况下，针对新
2、任务提出新方案，开发设计出以往没有过的新产品。2变型设计 在工作原理和功能结构不改变的情况下，对已有产品的结构、参数、尺寸等方面进行变异，设计出适用范围更广的系列化产品。3适应性设计 亦称反求设计。针对已有的产品设计，在消化吸收的基础上，对产品作局部变更或设计一个新部件，使产品更能满足使用要求。 开发设计以开创、探索创新，变型设计通过变异创新，适应性设计在吸取中创新。创新是各种类型设计的共同点。 二、设计思路和设计过程1产品规划阶段明确设计任务和要求，提出设计任务书2原理方案设计阶段确定工作原理，分解子系统，绘制方案简图3技术方案设计进行总体设计和结构设计，完成产品全部生产图纸，编制设计说明书
3、、工艺卡等技术文件4改进设计机械的功能要求1）运动要求：如运动规律、轨迹、行程、速度、加速度、转 速、调速范围、运动的精确性等。（2）动力要求：传递的功率、转矩、力、加速性能、效率等。（3）安全要求：强度、刚度、稳定性、热力学性能、摩擦特性、振动、机械工作的安全性及操作人员的安全性等。（4）经济要求：设计和制造的经济性、使用和维护的经济性等。（5）可靠性和寿命要求：包括零部件和机械实现预期功能的可靠性，零部件和机械的耐磨性、疲劳强度、失效和使用寿命等。6）机动性要求：对尺寸、体积、重量、功率的要求。（7）环境保护要求：防止污染（噪声、废气、废水、废尘），防止“三漏”（漏气、漏水、漏油），无公害
4、和绿色产品等。8产品造型要求：如美观、人性化，外观、色彩与环境 的协调等。创新设计的三种方法1开发性设计 在工作原理、结构等完全未知的情况下，针对新任务提出新方案，开发设计出以往没有过的新产品。2变型设计 在工作原理和功能结构不改变的情况下，对已有产品的结构、参数、尺寸等方面进行变异，设计出适用范围更广的系列化产品。3适应性设计亦称反求设计。针对已有的产品设计，在消化吸收的基础上，对产品作局部变更或设计一个新部件，使产品更能满足使用要求。 开发设计以开创、探索创新，变型设计通过变异创新，适应性设计在吸取中创新。创新是各种类型设计的共同点。 第二章人类的思维方式可以归纳为如下几种1形象思维与抽象
5、思维 形象思维也称为具体思维，是人脑对客观事物和现象的具体形象的反 抽象思维是以抽象的概念、判断和推论为形式的思维方式，概念是客观事物本质属性的反映，判断是两个以上概念的联系，推论则是两个以上判断的联系。形象思维具有灵活、新奇的特点，而抽象思维较为严密。2发散思维与收敛思维发散思维又叫分散思维、求异思维、开放思维等。它是根据提供的信息，多方位寻求问题的答案的思维方式收敛思维也叫集中思维、求同思维等。是一种在大量设想或多方案的基础上寻求某种最佳答案的思维方式。在创造活动中，提出的方案越多，选择最优方案的回旋余地就越大，但光有发散思维并不能使问题得到有效的解。既需要有充分的信息为基础，设想多种方案
6、，又需要对各种信息进行综合、归纳，多方案优化。发散思维与收敛思维的有效结合组成了创新活动的一个循环过程。3逻辑思维与非逻辑思维逻辑思维是抽象思维方式。它是严格遵循逻辑规则按部就班、有条不紊进行的思维。它的主要方法是分析、归纳、综合与演绎。非逻辑思维是一种不严格遵循逻辑规律，突破常规，通过想象、直觉、灵感等方式进行的自由思维方式。4直达思维与旁通思维直达思维始终围绕需要解决的问题进行思考，旁通思维则将问题转化为另一个问题，间接分析求解。旁通思维后要返归到直达思维，才能较好地解决提出的创造性思维的特征 1思维结果的新颖性、独特性它指思维结果的首创性，具备与前人、众人不同的独特见解，思维的结果是过去
7、未曾有过的。也可以说，是主体对知识、经验和思维材料进行新颖的综合分析、抽象概括，以致达到人类思维的高级形态，其思维结果包含着新的因素2思维方法的多样灵活性、开放 它指对于客观事物或问题，表现出勇于突破思维定势，善于从不同的角度思考问题，善于提出多种解决方案；能根据条件的发展变化，及时改变先前的思维过程，寻找解决问题的新途径3思维过程的潜意识自觉性4顿悟性创造性思维是长期实践和思考活动的结果，经过反复探索，思维运动发展到一定关节点时，或由外界偶然机遇所引发，或由大脑内部积淀的潜意识所触动，就产生一种质的飞跃，使问题突然得到解决，这就是思维的顿悟性。影响创造能力的非智力因素1兴趣和好奇心2进取心3
8、自信心4勇气5组织能力影响创造能力的智力因素包含：1想象力想象力就是在记忆的基础上通过思维活动，把对客观事物的描述构成形象或独立构思出新形象的能力。简而言之，想象力是人的形象思维能力，2洞察力洞察力指的是深入细致的观察能力。具有这种能力就可以透过现象看本质3动手能力动手能力包括制作、试验及绘图等方面的技能。李政道博士曾经说过：动手能力是创造发明者所必备的基本素质。4智能和知识因素5创造性思维与创造技法创造性思维的外部表现就是人们常说的创造力，创造力是物化创造性思维成果的能力，在一切创造活动领域都不可缺少，是现代创造者创造能力的最重要因素第三章创造原理 综合创造原理综合创造，则是指运用综合法则的
9、创新功能去寻求新的创造。它的基本模式如图所示。2 分离创造原理分离原理在创新设计过程中，提倡将事物打破并分解，而综合原理则提倡组合和聚集，因此，分离原理是与综合原理思路相反的另一个创造原理。3 移植创造原理 移植创造具有以下基本特征l）移植是借用已有技术成果进行新目的下的再创 造，它使已有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大，成果的创造性也愈明显。4 物场分析原理5 还原创造原理还原创造的本质是使思路回到事物的基本功能上去，6 价值优化原理综合创造原理 分离创造原理 移植创造原理 物场
10、分析原理 还原创造原理 价值优化原理第四章创造技法基本原理 1主动原理 创造者主设问问题，保持强烈创造冲动2刺激原理善吸纳信息，对新鲜事物有强烈的兴趣并进行追3希望原理 不满足现状和已得经验，怀疑提问，追求事物理想4环境原理 有容许探索，从失败中求成功的社会环境 5 量多原理 有尽可能多的创造性设想和方案，多多益善6群众原理 人人都有创造力，群众智慧大于个人智慧7激发原理 创造性思维相互激励，活化，引伸，改进，综 8自由原理 打破定势，不受权威和传统逻辑或常规限制常用创新技法 1 群体集智法2 系统分析法 3 联想类比法 4 转向创新法 5 组合创新法 1 智力激励法智力激励法的四项原则l）自
11、由思考原则2）延迟评判原则3）以量求质原则4）综合改善原则2智力激励法运用程序 1）智力激励会的准备 2）热身活动3）明确问题 4）自由畅谈 5）加工整理 412 书面集智法4.1.3 函询集智法1函询集智的特点函询集智法有两个特点，也是其优点。它不是把专家召集起来开会讨论，而是用书信方式征询和回答，使整个提设想过程具有相对的匿名性。专家相互之间不见面，有利于克服一些心理障碍，便于充分发表新颖意见或独特看法。轮间反馈则保证了专家之间的信息交流和思维激励联想类比法4.3.1 联想法 联想是从一概念想到他概念从一事物想到他事物的一种心理活动或思维方式1相似联想 相似联想是从某一思维对象想到与它具有
12、某些相似特征的另一思维对象的联想思维。2接近联想 接近联想是从某一思维对象想到与它有接近关系的思维对象上去的联想思维。3对比联想对比联想就是由事物间完全对立或存在某些差异而引起的联想。4强制联想 强制联想法是综合运用联想方法而形成的一种非逻辑型创造技法，是由完全无关或亲缘相当远的多个事物及见解之间，牵强附会地找出其联系的方法第五章5.1.机械系统的概念 由若干机械装置组成的一个特定系机械系统 机械系统的组成 一 般机械系统由动力部分、传动部分、执行部分和控制（测控）部分四部分组成。动力部分相当于人的心脏，为系统提供动力源，动力部分接受控制系统信息处理部分发出的控制指令和信号，完成由其他能向机械
13、能的转化；传动部分传递动力与运动，完成运动形式、运动规律等的转换；执行部分是系统的末端，相当于人的手和足，是与作业对象接触的部分，用来改变作业对象的性质、状态、形状、位置等；控制部分包含传感和控制功能。传感部分相当于人的眼、耳、鼻等感觉器官。它把机器工作过程中的各种参数和状况检测出来，变成可测定和控制的物理量，传送到信息处理部分，此处相当于人的大脑，经过信息处理，发出对各部分工作的指令和控制信号。是用来操纵与控制动力、传动、执行等部分协调运行，准确可靠地完成系统的预定功能。它们之间关系用框图描述如图2机械系统的相关性。每个系统一般都由若干个子系统组成，子系统又由各种元件与操作构成统中的各子系统
14、之间互相影响，互相关联，同时各子系统也影响着系统，而系统又受超系统的制约。超系统可以理解是系统的环境，系统得以存在的条件。这种各子系统之间，系统与子系统之间，以及系统与超系统之间相互关联的性质称为系统的相关性。机械系统设计经历下列四个阶段1）产品规划阶段主要是进行市场需求调研与预测，进行国内外信息的研究与分析。论证产品开发的必要性、可行性，进而确定产品的功能目标。（2）方案设计阶段以系统的总功能目标为基础，继续对系统进行分析、分解，确定各子系统的分功能及功能元；并针对各功能目标进行创新、探索、优化、筛选，从而确定较理想的工作原理方案；最后还要针对不同的工作原理进行构型综合，确定机构类型与结构形
15、状。 （3）技术设计阶段在方案原理设计的基础上，进行系统中零部件的尺寸、形状、结构、强度、刚度、精度设计；绘制出相应的工作图，编制出相应的设计技术资料。（4）施工设计阶段在技术设计的基础上进行加工和制造的工艺设计；进行安装、调试、维护及使用的设计与说明。在这四个设计阶段中，方案设计对产品的性能、成本、使用与竞争力的影响最大，也是最具有创新的阶段。功能分类 功能分类就是将系统中输入与输出的三要素操作具体化，这将有利于功能的分析，也有利于原理的综合与构型的综合。功能分类可以按照机械系统的组成进行，也可按三要素变换的物理作用进行分类。1按机械系统的组成进行功能分类 按机械系统的组成可将系统功能分为以下几类。 （1）驱动功能 为系统提供能量或动力，它接受测控部分发出的指令，执行驱动部分工作。其功能载体为各种类型原动机。如电动机、内燃机等。 （2）传动功能传递驱动和执行部分之间的运动和动力。包括运动形式、性质、方向、大小的变换。其功能载体可以是机械式、液压气动式或电磁式等（3）执行功能实现和完成产品的最终功能。简单系统可用简单的构件实现特定的动作；复杂的系统有多个执行功能，各动作需要（4）控制功能包括检测、传感与控制。它把系统工作过程中各种参数和工作状况检测出来，变换成可测定和可控制的物理量，传送到信息处理部分，并发出对各部分的工作指令和控制信号。机构能实现的基本功能 机构
