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1、创新设计概论设计作业 姓名： 学号： 班级： 一、 机构创新方法的研究及现状分析我写的这篇论文从机构的研究创新方法出发，提出几种机构创新方法，为新机器的创新设计提供一些有效途径。从设计方法学来说，设计一部新机构产品可以采取功能分析方法，将机械产品的总功能分解成若干子功能，各子功能所需完成的动作要求可以用执行机构来完成。因此，新机械的设计从实现工艺动作过程来说，就是确定由若干执行机构组成的机械运动方案，机械运动方案往往对机械产品结构是否新颖，性能是否优良，工作是否可靠等方面具有十分重要的影响。确定所需执行机构的途径一般有两个：一是查阅按功能和动作分类的机构应用示例进行机构选型；二是构思创新机构。
2、创新机构是机器创造发明的重要内容，创新机构要立足于“巧”字，“巧”是简单的机构完成较为复杂的动作过程，“巧”是广泛应用多种原理构思出独特的机构。“巧”的本质就是扩展构思路子,实现最佳设计。机构创新是比较困难的，但并不是没有规律可寻。机械产品的创新，其中一个重要内容是进行机构的创新，机构创新的目的要求能达到构思新颖、结构独特、动作合理和工作可靠等重要指标。一个优秀的创新机构往往给人产生耳目一新的感觉和拍案叫绝的喜悦。例如，抓斗大王包起帆同志发明的梅花抓斗，由于另辟蹊径采用了多自由度滑轮及复式滑块，使抓斗可靠地异步动作，解决了生产中的难题，多次获得国际发明金奖。现在人们愈来愈重视机构创新设计，但苦
3、于缺乏适合机构创新方法。因此，试凑、反复摸索等等都要费去人们许多宝贵的时间。所以根据创造性思维和创造性技法的普遍规律与机构具体特点相结合及查找相关的文献，我归纳总结出几种机构创新设计方法。二、 机构创新研究方法1、 运动合成法图1运动合成法是利用连杆运动位姿和连架杆的运动来构思实现给定的动作。图1所示摇块机构，将摇块上的与机架相连的两转动副元素扩大为圆盘与圆柱孔。在圆盘开有圆柱油缸与连杆3上活塞组成移动副，利用构件3、4的相对移动来吸油、压油、4相对机壳的摆动来接通吸油口、排油口，从而完成泵油的工作。利用连杆与连架杆的运动合成构成了结构简单的油泵。图2所示ABCD铰链四杆机构，利用连杆的特殊构
4、形、位姿和连架杆的构形、位移这两者的运动合成可在料库下将工件接住并挡住其后的工件，然后接住的工件送至所需位置。这是构思创新运用简单机构完成较为复杂的动作过程的典型例子。图22、 逆反思索法图3图3所示为异步抓斗。它采用多自由度差动滑轮组和复式滑块连杆机构达到三对爪子分别闭合的需要。利用多自由度差动滑轮组是一种极为成功的联想扩展法的应用。多自由度差动滑轮组比其它多自由度机构结构简单、工作可靠。其构思巧妙能令人叫绝。图4所示为自动液位升降记录仪,它将重锤与浮子浮力的平衡原理以及将运动变换成直线。逆反思索法是采用相对运动原理,工件只需向前运动,利用复杂形的固定板来实现工艺动作过程。这种方法可使执行机
5、构图4大为简化,是一种值得推广的机构创新方法。图5所示采用象鼻成型器的制袋充填封口切断机,平张卷筒薄膜l经导辊至象鼻成型器2(它是一个成象鼻形状的固定模板)被折弯呈圆筒状,然后借助于等速回转的纵封辊4加压热合并连续地向下牵引,使成连续的圆筒状,运动的运动变换原理两者巧妙组合而成，联想和扩展使记录仪简单可靠。如果再加上卷纸筒作匀速转动的钟表发条机构,就可得到到每隔一段时间内液位升降记录。物料由料斗3落入已封底的袋筒内,象鼻成型器利用相对运动原理逆反思索方法制袋机构大为简化,制袋工作可靠性大大提高。这类创新在工艺动作复杂的包装机械中应用很广。图53、 类型变异法图6所示为光电动机,它的三只太阳能电
6、池组成的三角形,与电动机的转子l结合起来,将光能变成机械能,实现旋转运动。这是一种光一电一机综合应用的创新机构,可以引发我们如何将多种工作原理融合一体创造出新机构来。图7所示为流体式间歇运动机构,利用水注入水槽后,重心左移,水槽逆时针方向转动。当水倒掉后,水槽又复位,如此循环产生间歇式摆动。采用流体注入方法产生间歇运动使机构简化,由此推而广之组合创新可以层出不穷。类型变异法是将现有机构运动链类型进行创新或变异来创新机构。图8表示越野摩托车尾部悬挂装置的原始机构,其中,1为机架、2为支承臂、3为摆动杆、4为浮动杆、5和6分别为吸震器的活塞和气缸。它的一般化运动链如图9 a、b所示,分别称为瓦特型
7、和斯蒂芬森型。将它们按设计要求来寻找具有固定杆的特殊运动链的新机构类型。最后得到六种合适的新机构,如图10所示,除f与原机构相同外,其余五种类型均属不同于原机械的创新机构。类型变异法是一种行之有效的机构创新方法,它是将原机构拓展而成的新类型,符合机构结构原理。图7 图6 图10图9图8图10三、总结机构创新是机器创造发明的重要内容,机构创新方法不应局限于运动链的自动生成和机构的类型综合,从实现机构的“功能”需要出发,机构创新方法可以采用多种途径来实现。本文根据现有机构的分析研究,提出了三种机构创新方法,有利于机器创造发明,开拓了机构创新的新途径。为了获得更加全面的机构创新方法,我们应该进一步研究机构创新设计,使其发展成为机构创新的理论,并以此来实现计算机辅助创新设计,为我国机械产品的创造发明提供有力的手段。通过写这篇论文，不仅是要了解国内的一些创新方法，更重要的是掌握它的实际应用，对我们以后的生产生活都是很有帮助的。
