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1、功能（系统）分析设计法 （形态学矩阵法）,设计的四个阶段 1 产品规划阶段2 方案设计阶段3 技术设计阶段4 施工设计阶段,功能（系统）分析设计法（形态学矩阵法）,目的：确定技术系统（设计）的原理方案步骤：1.功能分析 2.总功能分解3.功能单元求解4.方案综合,设计技术系统,1.功能分析-确定系统总功能总功能：对机械系统而言，设计对象所能完成的功能，称为系统的总功能。（功能的抽象表述（定义）功能定义是功能分析的重要环节技术系统一般总是由若干功能模块组成，功能定义就是对这些单元的功能下定义，明确其功能的本质，限定其功能的内容，使其在概念上与其它功能相区别。对功能下定义必须准确、简洁，而且应尽可
2、能抽象化，以利于启迪创造性思维。,定义一种功能的最简明语句就是用一个动词加上一个名词， 分别作为谓语和宾语 组成“ 主谓宾”结构。 产品功能定义示例 产品 功能 名词（主语）动词（谓语）名词（宾语）千斤顶 顶起 重物平口钳 夹紧 工件干电池 贮存 电能钻床 加工 孔载重汽车 运输 货物手电筒 提供 照明,功能定义可归纳为如下三点 明确技术系统各组成部分的功能，为人们的创造与设计思维提供依据。对一个现成的产品，通过功能定义能把隐藏在产品及其零部件背后的功能揭示出来，使人们得以识别它们的作用、地位，抓住改进的重点。 突出各功能单元的本质，使人们受到启迪，开阔思路，进行创新。 为进一步的功能评价作准
3、备。,2.功能分解针对抽象化的功能定义，可以按功能系统设计的要求作出系统的功能结构。,系统功能树,坯,分功能,分功能,功能单元在系统各分支的终端，即末端功能通常是具有独立功能的功能元功能元的类型 可以分为三大类（1）物理功能元 （2）数学功能元 （3）逻辑功能元,1)物理功能元 它反映系统中物理量转化的基本动作。其中常用的五种为： “变换复原”功能元。 “放大缩小”功能元。 “联结分离”功能元。 “传导绝缘”功能元。 “贮存提取”功能元。,2)数学功能元 它反映数学的基本动作。如加和减、乘和除、乘方和开方、积分和微分。数学功能元主要用于机械式的加减机构和除法机构，如差动轮系；控制系统，如用脉冲
4、计数装置控制动作幅度等等。,3)逻辑功能元 包括“与”、“或”、“非”三元的逻辑动作，主要用于控制功能。,3.功能单元求解,就是将功能单元所需执行的动作，用合适的执行机构型式来实现为求得系统的最终原理解，必须首先求得各功能元的原理解。按照柯勒的定义，可以用下式表示： 功能元的原理解f（功能元的功能，实现载体）因此，寻求原理解的重点就是针对功能元寻求其实现载体。对于一个功能系统来说，并非所有功能元的载体都是创新的，应该说，其中大量是存在现成解的，有些解被汇编成解法目录，是设计中的重要参考。（1）功能元的解法目录（设计目录）（2）创新技法求解（利用创造性思维）,4.方案综合,原理方案的形态学矩阵,
5、例：确定行走式挖掘机的原理方案总功能取运物料功能分解： 动力 移位取运物料 移位传动 取物 取物传动,气动马达,6,下肢CPM 器械功能黑箱 CPM下肢关节康复器在骨折及手术后病人的康复训练在整个治疗过程中，起着举足轻重的作用，它直接关系到患者肢体及关节功能的恢复。临床上，CPM下肢关节恢复器应用广泛.它具有帮助手术后下肢迅速恢复活动功能，使恢复后的膝关节、髋关节活动自如。它适用于不同身高的患者，可按不同的腿长对支架及关节活动角度进行调节达到康复训练目的。调节范围大，操作简单。但只有早期、正确地使用CPM机，才能提高其使用效果.技术特点: 1、单轨道。 2、无级手动变速。 3、手动机械定位。
6、4、噪音低于60dB，运行平稳。 5、适合于1.9米以下成人。 6、合适运行时间,满足中国医疗器械安全标准GB-9706.1. 髋关节、膝关节、踝关节同时进行被动训练是目前功能最齐全机型符合人体工程学原理的设计特制低噪音驱动电机电脑机芯流线外型大屏幕LCD液晶显示友好的人机界面膝关节角度活动范围:0120髋关节角度活动范围:20110踝关节角度活动范围:跖屈背屈040内翻外翻020膝关节运动速度可调范围:0.51.5/秒大腿杆件调节长度:310mm540mm小腿杆件调节长度:300mm450mm电源:220V50H功耗:60W,分析问题： 利用系统分析设计方法设计将钢板弯成R型夹子装置的原理方案。要求该装置完成工件输入、夹紧工件、折弯工件（分若干次成型）、释放工件、输出工件等动作功能。试建立其黑箱模型、确定功能单元及其功能解，通过原理方案综合并根据你的理解从中确定12个较佳的原理方案。,
