创新设计 第三章.ppt

机 械 创 新 设 计 求总体方案解 第二次世界大战期间，美国情报部门探听到法西斯德国正在研制一种新型巡航导弹，但费尽心机也难以获得有关技术情报。然而，火箭专家兹维基博士却在自己的研究室里，轻而易举地有哪些信誉好的足球投注网站出法西斯德国正在研制并严加必威体育官网网址的带脉冲发动机的巡航导弹。　　兹维基博士能够坐在研究室里获得技术间谍都难以弄到的技术情报，是因为运用了他称之为“形态分析”的思考方法。 例 求总体方案解 　　 形态分析法，是一种以系统有哪些信誉好的足球投注网站观念为指导，在对问题进行系统分析和综合基础上用网络方式集合各因素设想的方法。 兹维基博士运用此法时，先将导弹分解为若干相互独立的基本因素，这些基本因素的共同作用便构成任何一种导弹的效能，然后针对每种基本因素找出实现其功能要求的所有可能的技术形态。在此基础上进行排列组合，结果共得到576种不同的导弹方案。经过一一过筛分析，在排除了已有的、不可行的和不可靠的导弹方案后，他认为只有几种新方案值得人们开发研究，在这少数的几种方案中，就包含有德国法西斯正在研制的方案。 求总体方案解 战后,苏联有人对当时的方案进行了分析,认为这一数字反映了该方案对许多因素的忽略,如果把情况全面考虑,当时应得到的可能的火箭结构方案将达到一万多种。 以后,人们把他所开发的这一技法加以精确化和系统化,形成了当代创造技法中的一种,即形态分析法。 这一技法,至今在许多技术设计部门仍被广泛应用。 因素与形态是形态分析中的两个基本概念。 因素是指构成某种事物的特性因子,在此将分解后的功能元作为形态分析中的基本因素。 实现各功能元相对应的技术手段称为形态,形态对应着表示功能元的功能载体。 求总体方案解 因素 功能元 形态 — 功能载体 1 2 … 3 J A1 A2 A3 … B1 B2 B3 … BK … … … … … N1 N2 N3 … A B … N 　　形态分析法是利用形态学矩阵寻求总体方案解。 形态矩阵实际上就是一种表格,把分功能或功能元纵向排列,每一个功能元的几种解法对应此功能元横向排列。 K AJ BJ … BI … NI I AI 　　如果在每个功能元中挑选一个解法,则可组合成一个总体方案解。从理论上讲,可以组成总体方案的数量,为各行功能元解法个数的连乘积。 设可以组成总体方案的数量为Z,则 Z = J×K×‥‥×I 求总体方案解 形态矩阵组成的方案数目不宜太多,太多则难以进行评选。一般需要通过筛选来得到几个较满意的方案供评选决策使用,以便得到最佳方案。 筛选的原则是: ⒈ 相容性:即功能元解之间不能矛盾,否则不能进行组合; ⒉ 环境适应性:剔除超过边界和不能满足约束条件与技术要求的解; ⒊ 主导性:优先选用主要功能元的较优解,由该解法出发,选择与它相容的其它功能元的解。 筛选过程中,设计人员所掌握的技术知识与实际经验将发挥重要作用。 开发系列伞 一个伞厂准备开发系列伞，可不知从何下手，请来了一位策划人员，策划人员问了厂长3个问题： ①雨伞的伞面一般用何种布比较好？ 厂长回答一般有尼龙布、油布和塑料布三种； ②雨伞的伞架有几种结构？ 厂长回答有一节式、多节式二种； ③雨伞的开关一般用什么材料做成？ 厂长回答有不锈钢和塑料二种。 等厂长回答完毕，这个策划人员马上指出， 你们厂可以先生产12种类型的伞： 求总体方案解 例 世界首款无须手持式伞 实际上这位策划人员实际上是进行如下分析： - 塑料 不锈钢 开关 - 多节式 一节式 伞架 塑料布 油布 尼龙布 伞面 形态分析 要素分析 这样,伞的种类组合就有 3×2×2＝12种。 求总体方案解 不锈钢开关一节式尼龙伞；塑料开关一节式尼龙伞； 不锈钢开关一节式油布伞；塑料开关一节式油布伞； 不锈钢开关一节式塑料伞；塑料开关一节式塑料伞； 不锈钢开关多节式尼龙伞；塑料开关多节式尼龙伞； 不锈钢开关多节式油布伞；塑料开关多节式油布伞； 不锈钢开关多节式塑料伞；塑料开关多节式塑料伞。 功能元求解 机械式去须可用拔须、剪须、剃须等原理。剃须又可采取移动刀剃削或回转刀剃削。要求刀具运动均匀，以提高去须效果并保护皮肤。 选择往复手动的回转刀剃削方式。 手动剃须刀原理方案设计 例 设计一种便携式手动微型剃须刀，要求体积小，使用方便，价格低廉。 总功能分解：须