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2机械创新设计简介与基础知识

在新的世纪里竞争日益激烈，科学技术依然是推动人类社会进步的第一生

产力。创新是人类文明进步的原动力，是技术和经济发展的源泉，也是培养和

造就人才的重要途径，在世界进入知识经济的时代，创新更是一个国家国民经

济可持续发展的基石。人类的科技已经到达很高的水平，特别是机械行业，传

统的设计水平进步很慢。而现在人们的需求也越来越高，所以人们迫切需要创

新设计。

2.1创新设计概论

创新设计是一种现代设计方法，它是研究设计程序、设计规律和设计思维

与方法的一门新型综合性科学。在机械设计过程中，创新设计对更大程度的满

足人类生产和生活的需要，促进经济的发展和社会的进步有非常重要的作用。

说起创新设计大家总觉得很神秘、陌生。其实回想历史上的许多发明家，

我们不难看出，创新发明其实有时候只是我们身边存在的小问题，经过我们思

考之后加上灵感找到解决问题的方法或是发现新的事物。比如传说鲁班爬山时

手被草割破，经过他的仔细思考发明了至今仍在使用的锯子；还有瓦特观察大

水烧开后能将壶盖顶起，依据这个原理他发明了蒸汽机，导致了第一次工业革

命。

另外创新设计需要勇气和毅力。大家一定知道袁隆平先生历尽磨难研究成

功杂交水稻的事迹。这正是告诉了我们在进行创新设计过程中要破除思想封锁，

树立信心，持之以恒，最终一定能解决问题。但是我们也需要逐步培养起分析

创新设计可行性的能力，不能盲目到想要发明一种以水为燃料的内燃机。

2.2机械创新设计（MCD）的概念及创新人才培养

机械创新设计（MCD）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。其目的

是由所要求的机械功能出发，改进、完善现有机械或创造发明新机械实现预期

的功能，并使其具有良好的工作品质及经济性。所以培养创新人才要做到如下

几点：

第一；要勇于创新和善于探索，有信心，勇气和创意。

第二：要掌握创新原理和创新技法。我们应通过学习和训练培养良好的创

造心理，并要多思考多练习，将思维运用到实际中去，以提高创新的技法。

第三：要有创新的物质条件和精神条件。

第四：要有创新的意识，有较强的逻辑思维能力。创新不是空想，更不是

不切合实际的想象，应该拥有创新的意识和较强的逻辑思维能力，能够把感性

认识上升到理性认识，能够透过现象看其内在的本质，而且不能将思维停留在

过去或现有的模式中，这样才可能创造出新颖先进的产品。

第五：加强创新实践。在实践中锻炼创新能力更胜于学习理论知识。创新

设计实践包括了解问题、设计方案和执行方案三个阶段。

2.3创新设计的分类

机械创新设计通常分为以下几种类型。

1.开发性设计即在工作原理、结构等完全未知的情况下，针对新任务提出

新方案，开发设计出以前没有的新产品。例如有人利用磁铁的同极相斥异极相

吸的原理设计了一种磁力驱动装置，该装置使用固定磁铁与旋转磁铁同极相对，

使两磁铁间出现相斥的力，先由外力启动，然后由永久磁铁的磁力驱动转子继

续旋转，并向外输出能量，从而产生一种洁净、高效廉价的新能源。

2.变型设计应包括转用创新即将某一已有的成熟的技术和结构进行适当

变异，设计出使用领域更广的产品。

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出一个新部件，使产品更能满足使用要求。

4.组合创新设计将已有的零部件组合成为一种新产品，实现一种新的整体

功能。例如，世界上的第一辆汽车就是组合创新的优秀成果，它是将汽车时代

以前就有的转向装置、刹车装置、弹簧悬架等组合在一起成为新的交通工具。

组合创新设计要求组合后的产品在性能上具有1+1＞1的效果，而在结构上则为

1+1＜1。

开发设计以开拓、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，组合创新设计，则是在结构或机构的综合上创新。总之，创新是各种

创新设计的共同点。

2.4创新设计的特点

创新设计具有以下特点：

1.创新设计是有目的、有约束的创造活动。它以满足社会需要为出发点，

为社会提供实现预期功能的产品。因此创新设计的创造模式为：社会需要→设

计→产品。

2.创新设计离不开继承。创新设计当然要求不断的更新换代，但是任何一

种创新设计都是在前人设计或是理论的