机械创新方案 第1篇
关键词：UGNX 机械创新设计 实验平台 UG/Open API
高职院校是我国培养创新专业人才的基地，必须以启发学生的创新能力为主要发展方向。虽然我国开展高职教育以来，培养出了众多机械专业的人才，但是这些毕业生往往社会应用性和就业时效性以及创新能力都不高，这无论从质量上还是数量上仍与社会对机械专业人才的需求有很大差距。当前各高校对于学生机械创新能力的培养仍处于初级阶段，依旧借助于一些比较简单的、老旧的构件组合实验平台，高价的实验平台使得普通高职院校很难满足人手一台的需求。同时，在这些实验平台上设计的构件数量也有限，不能完全满足设计者的设计意图。因此，开发和应用机械创新设计实验平台就显得非常必要。机械创新设计不仅仅是功能的叠加与创新，更应该是机构的创新。机械创新设计已成为目前高职机械专业亟待解决的研究课题。
一、 基于UGNX机械创新设计实验平台建立
关系表达式法
用户自定义特征法
零件族法
编程法
编程法主要采用的是UGNX/Open Grip或是UGNX/Open API对每类零件进行参数化程序编写。编程法主要优点就是调用最方便，应用层次在各种方法当中最高，缺点主要表现为编写程序所需要的工作量比较大。
二、基于UGNX机械创新设计实验平台用户界面设计
UGNX/Open Menu Script
机械创新方案 第2篇
（广西科技大学 机械工程学院，广西 柳州 545006）
摘 要：通过一例大学生机械创新设计活动案例和指导教学方案，分析了机械创新设计活动中存在的问题，提出了相应的指导策略；指出指导教师应围绕能力培养这个根本目标，按照教学规范来实施学生的机械创新设计指导工作。
关键词 ：机械创新设计；存在问题；能力培养；指导方案
基金项目：新世纪广西高等教育教学改革工程立项项目——机械类专业应用型本科机械设计系列课程的教学改革与实践（2012JGB181）
1 引言
机械创新设计能力是机械类专业学生专业综合素质的体现，是高等工程技术人才培养的目标之一。随着对创新能力重视程度的提高和各类学科竞赛的蓬勃开展，越来越多的大学生参与到机械创新设计活动之中。然而，以学科竞赛为导向的机械创新设计，使学生的目标过份倾向于作品成果本身，而没有从中有意识地学习到创新的思维和系统的工作方法。如何培养学生创新能力是我国当今高等教育研究的重要课题[1，2]，专门针对大学生学科竞赛指导的研究也是一个重要内容[3]。虽然机械类专业系列课程都强调机械创新能力的培养，但多数学生实际上是从参加学科竞赛开始接触机械创新设计的。尽管许多学生在各类学科竞赛中获奖，但是最后却依然没有养成系统的工程素质，更不用说较强的创新能力。本文总结了在指导大学生机械创新设计活动中获得的经验教训，对大学生机械创新设计的行为特点进行了分析和归纳，提出相应的指导策略，目的是让机械创新设计活动能够充分发挥其培养创新能力的作用。
2 大学生机械创新设计活动存在的问题
目前我国绝大多数高校并没有开设专门的机械创新设计的教学环节，学生的机械创新设计活动相当于课外科技兴趣小组行为，通常是围绕竞赛主题进行某一机械作品的设计制作，以参赛获奖为目标所进行的一种暂时性的活动。在这样的背景之下，很多学生的创新项目具有自发性特征，缺乏科学严密性和规范性。在指导大学生机械创新设计过程中，发现存在下述比较突出的问题：
选题的科学性不强
学生自己拟定机械创新课题时通常只注意作品的功能性，容易出现两个极端：一是基于朴素的常识而缺乏学术内涵，如很多学生把着眼点放在自行车、健身器材等司空见惯的产品上——第五届全国大学生机械创新设计大赛期间，在校内评选准备参赛的作品时发现，24件参选作品中涉及自行车的有8件，其中6件以折叠功能为创新点；涉及健身器材的4件，均以多功能为创新点，实质上只是把现有的健身器材简单的组合在一起；这些作品由于不能在产品的工作原理和主要功能方面做出明显的改进，因此不能算是一个合适的创新课题，大多数在评审中被淘汰了。二是仅凭在传媒中扑捉到的某些科技信息，动辄纳米航天，超越自己的能力甚至目前的科技水平，提出一些技术上难以实现的构思，最后也只能草草收场。
开发过程不规范
机械产品的开发过程要经历概念开发和产品规划、详细设计、样机制作、批量生产等阶段，设计阶段还包括方案设计和技术设计。由于没有经过系统的产品开发训练，学生在设计自己的机械创新作品时，很难严格遵循上述规范，缺少产品的规划和定位，开发过程中走一步看一步，不能区分方案设计和技术设计的作用，更不能按照阶段任务去执行；没有阶段性目标和完整的技术文件；容易把目光聚集在某些主要功能上，把这些功能的实现过程当成整个产品的开发过程，忽略整机功能和系统的协调。
计算分析能力不强
据调查，专业知识欠缺是学生完成机械创新的最大障碍[4]。由于专业知识不足导致不知道如何开始设计，或是了解设计步骤但不会运用设计理论来解决设计中遇到的问题，是学生在创新设计过程中遇到的最大技术难题。在上述评选作品中，几乎没有看到一份完整的设计计算说明书，很多设计甚至没有机构运动简图；尺度综合、运动学和动力学分析均存在错误，有的作品没有考虑连杆机构运动循环中的死点，有的甚至不能在静止状态下保持平衡。相对而言，学生针对齿轮、轴、轴承等通用机构和零件所进行的设计计算完成得较好，而对于那些超越课堂学习范围的专业机械以及动力学问题的分析计算则力不从心。
3 大学生机械创新设计活动的指导策略
顾名思义，在大学生机械创新设计活动中，指导教师的作用是“导”和“教”——“导”意味着教师不应参与具体的技术工作，而是恰当的引导学生自己完成创新设计；“教”即把创新设计当作一个教学过程，为人才培养目标服务。有的国内专家建议安排一定的创新设计课程学时，分配到《机械原理》和《机械设计》等相关课程当中[5]。因此，无论是从传授理论知识还是培养专业技能的角度，都应当把指导大学生机械创新设计当作一次教学活动，按照教学规范来实施。
做好教学规划
指导教师应根据创新设计的主题，制定相应的教学目的、教学内容、教学方法，引导学生自主学习相关的专业知识，学习必要的分析计算技能，完成一定的工程训练，让学生的工程素质得到全面提升。
引导学生正确选题
引导学生围绕创新设计主题开展调研，帮助学生发现和提出科学问题，结合学生自身的兴趣和知识水平拟定合适的创新设计题目。
规范学生设计过程
以项目的形式要求学生按照技术规范做好创新设计规划，提出项目实施的技术路线，合理安排项目进度。指导教师做好技术审查、进度监督工作。
指导学生分析计算
分析计算能力是专业知识的核心内容。对于刚刚进入专业理论学习阶段的大学生来说，要求他们具备很强的分析计算能力是不切实际的。因此指导教师要根据设计内容，明确提出关键零部件的设计计算和校核计算项目，指导学生学习相应的计算理论和方法步骤，完成项目设计中的分析计算工作。
需要指出的是：学生容易把作品的完成当作创新活动的终点，这不利于充分发挥创新设计活动在人才培养方面的作用。因此指导教师应与学生一起做好项目的总结归纳工作。一方面，归纳项目创新点和价值，形成技术成果，让学生在创新设计活动获得实际利益；另一方面，总结工作有助于帮助学生学习体会工作方法，形成工程能力。
4 机械创新设计活动指导案例与分析
第五届全国大学生机械创新设计大赛内容为“休闲娱乐机械和家庭用机械的设计和制作”。自行车作为最常见的机械产品，以其为基础的改造设计自然成为了很多准备参赛学生的首选题目。在这些学生自发拟定的题目中，以折叠和变形为创新点的占绝大多数，与市场上已经存在的产品功能重叠，实现方案基本雷同，因此都不适合作为创新设计题目。针对这个现象，指导老师与学生一起分析了自行车的功能与大赛的主题，以及可能的创新思路。有一组学生依据“仿生法”[6]提出了一种“模拟骑马运动的娱乐型自行车”的作品构思，获得了指导教师的肯定。
评选出学生创新设计题目之后，指导教师根据创新设计内容拟定了相应的指导教学方案（表1）。
该方案中，指导教师帮助学生按照工程项目的形式制定了设计任务书，包括明确设计目标、技术参数、设计内容、技术路线、关键问题、进度安排等内容的修订，让学生学会了如何开始和规划一个研究课题。
在设计阶段，要求学生按照方案设计——技术设计的循序，设计组成员合理分工协作，分阶段完成相应的任务，按照预定的时间节点定时汇总更新设计成果，明确下一阶段目标。
在创新设计期间，指导教师不直接参与具体的技术工作，只是起到了引导思考和质量把关两个方面的作用，让学生通过查阅资料和分析评价，自己完成项目的设计和计算工作。学生面对“模拟骑马运动的自行车”这个课题，一开始并不知道从哪里开始入手。指导老师把设计内容分解为一个个具体的问题，首先让学生观察和分析骑马时人体的动作要点——身体的起伏、腿和手臂的屈伸、动作的协调关系等；然后考虑这些动作应该如何分解？采用哪种机构实现这些分解动作？以及机构的时序和协调，人机工程学等方面的问题。学生通过解决这些问题，提出和多个解决方案。指导教师再利用对各方案的技术经济评价，让学生自己选出了方案设计的最终结果。
“模拟骑马运动的娱乐型自行车”参加了第五届全国大学生机械创新设计大赛并在赛区获奖，还获得国家专利局授予的实用新型专利。参加本项目的学生后来继续开展科学研究，获得了学校大学生科技项目和广西大学生创新创业计划项目的资助。
5 结语
由于大学生参加机械创新设计活动多是被各种科技竞赛活动所吸引，因此在指导大学生机械创新设计活动时，在指导思想上除了看到这些竞赛活动对机械创新教育的积极促进作用的同时，也要清楚地意识到学生参加机械创新设计活动的功利性。功利性目标使得一些学生甚至指导教师只看重结果不重过程，从而大大削弱创新设计的人才培养作用。这对这种现象，本文分析了大学生机械创新设计活动中容易出现的失误和不足，从人才培养的角度提出了相应的指导策略，希望能为提高机械专业大学生的工程能力有所帮助。
参考文献：
（1）黄小龙。大学生机械创新设计能力培养的探索[J]。中国电力教育，2010（6）。
（2）黄。机电类本科生机电液一体化系统创新设计能力培养与实践[J]。教育教学论坛，2013（35）。
（3）任爱华，孙传琼。大学生机械创新设计大赛指导初探[J]。中国电力教育，2011（6）。
（4）王胜曼，张建华，孙晓燕。影响大学生机械创新能力的调查分析[J]。人力资源管理，2010（6）。
机械创新方案 第3篇
关键词：机械设计制造；自动化；创新人才
0 引言
近些年，我国高等科学院校的改革力度不断优化，尤其是产业结构的频频变化，高科技信息化覆盖面较广和高等技术院校的普及，使当今人才市场对机械设计制造及其自动化专业人才的培育能力提出了更为严格的要求。基于此，本文结合机械设计制造及其自动化专业创新人才培养的发展现状进行探究，并提出了创新人才培养方案。希望能帮助提升教学质量，促使高校培养出更多的机械设计制造人才，进而缓解人才和社会需求之间的矛盾。
1 培养机械设计制造及其自动化专业创新人才的必要性
由于知识产业的不断更新和突破，使各行业的用人单位在人才的整体水平上需求越来越高，高技能、高素质、高学历的综合型人才是人才市场需求的焦点。虽然我国在机械设计制造及其自动化专业发展历史较长远，院校各专业种类设置繁多，培养了不计其数的机械设计人才，但是学校培养出来的综合型人才所占比例相对较低，难以满足市场发展需要。
2 机械设计制造及其自动化专业创新人才培养的发展现状探究
在教育革新理念的引导下，各专科技术院校机械设计制造及自动化专业高等教育的首要任务是人才的培养。产业结构的更新换代，专业知识的快速更新，给高等院校的办学规模、办学理念、办学层次等提供了多元化的发展空间。与此同时，随着我国科学技术的迅猛发展，机械设计制造及其自动化专业教学得到长效发展。从现状看，多数高等科研院校学科建立历史悠久，人才发展方向定位较高，拥有深厚的专业基础知识和综合水平较高的师资力量，为社会培育出了拥有扎实的基础知识、科研探析能力较强、实践创新资源较广的专业应用型人才。但是，机械设计制造及其自动化在专业创新人才培养方面还存在诸多问题，具体介绍如下：人才的最终流向分布于社会科技领域的各个角落，由于受极端专业化的教育倾向，又没有针对性的对其专业实践领域进行高度开发，导致人才资源在刚步入工作岗位时无所适从，没有用武之地。再加上学生的创新思维在学习过程中没有得到充分的引导，造成对实际工作缺乏创新思维，不能与现代高科技思路同步发展，缺少与时俱进的开拓精神。
3 机械设计制造及其自动化专业创新人才的培养方法
高等科研院校以科研为核心，在传授专业基础知识的同时，更加注重对实践教学资源的应用性，以满足社会各科技行业领域里的空白。机械设计制造及其自动化专业创新人才的培养方案，应将理论知识与实践经验更好的相结合，培养出学生的特色和优势，更好的迎合人才市场的需求，具体建议如下：
优化整合教学体系
当今院校开发的是适应现代科技发展的高端精英人才，以填补现代科技领域里的人才空缺。其一，优化教学内容。教学内容是直接影响教学效果的基本条件，内容思路的设计对开发精英人才资源起着决定性的作用。教学内容的重点与侧重点，既体现了独立的个体但又相辅相成，缺一不可，其思维逻辑紧密相关，环环相扣。教学内容的发展方向应迎合机械设计制造及其自动化专业创新的理念，在一定程度上加大对自动化和微电子领域的教学。在开发方案中，可以对控制工程、传感器等专业领域添加教学内容，以弥补机械制造与自动化专业人才的空缺。其二，优化实践内容。当今社会急需实际应用中操作能力较强的人才，应将基础理论知识与实际操作相结合，继而进一步开发学生的实际操作能力。通过各种渠道，加强校方与企业的交流互动，根据企业的生产资源和生产环境，创设校企合作的实践应用平台，利用企业有资深经验的工程人员为学生做实际指导工作，形成良性互补，这样既解决了企业高科技人才的空缺，同时也拓展了学生的知识层面，学生根据自己的实际操作经验，对所学的科学原理知识进行进一步的分析与探究，以全新的角度审视理论知识和实际操作彼此相互融合的内涵，使学生的实践能力得到深刻体现。
完善师资力量体系
雄厚的师资力量体系是开发高科技人才的基本条件。随着专业知识的不断更新，学校要为社会提供适应现代科技发展的精英人才，就必须调整教师观念的更新和突破。通过对当前的师资力量分析可知，为数较多的机械化教师缺乏全面的工程实际经验，鉴于此，建议可采取走出去、引进来的教育措施，提升教师多元化的教学资源，全面完善师资力量体系，势在必行。具体表现为：一、在教学期间可定期安排教师到实验基地、企业一线生产环节进行实际操作，此举是完善师资力量专业操作能力和创新能力的重要途径。二、强化校方和专业相对口的企事业单位的互动关系，聘请高级工程师到校方进行知识讲座，阶段性的对教师和学生实验环节进行科研指导，充分利用高级工程师的实践创新经验来提高薄弱的教师新能源。三、调动教师参与科研项目和相关企业委托类项目的主动性，通过对某些项目的具体研发活动，提升师资力量的探究能力，积累项目研发的实践教学资源。
建设质量监控体系
由于目前考核制度存在种种问题，加强建设质量监控体系势不可挡。首先，对规章制度环节严把关，严格遵守规章管理条例，在教学质量上实行定期考核制，推动教师教学理念的优化设计，提升优化资源的分配能力。其次，学生在本学期结束时，对本学期各专业教师的教学质量进行评判，由此来作为教师考核的评判依据。再次，定期开设听课演讲活动，并对演讲质量综合评价分析，以此来发现各专业教师教学质量问题。
结语：
现代科技的迅速发展，给各大科技院校培养高技能、高学历等综合素养人才提供了一定的便利。优化的设计对开发人才资源起着关键作用，雄厚的师资力量体系是开发科技人才的基本条件，机械设计及制造及全自动化应做好专业创新人才培养工作，笔者认为，各大高校应采取理论与实践相结合的教学理念，培养学生的实践能力，教师应借鉴“走出去，引进来”的教学措施，进一步提升学生与人才市场接轨的紧密度。本文对机械设计制造及其自动化专业创新人才培养的方案进行了探讨，希望能帮助培养集丰富的理论知识、实践能力和创新精神于一身的精英人才，更快的促进现代科技发展，为我国机械大国向机械强国的迈进创造条件。
参考文献：
[1]周知进，胡燕平.地方院校机械设计制造及其自动化特色专业建设探索[J].中国电力教育，2014，03：55-57.
[2]杜柳青.面向汽摩产业的机械工程类专业特色人才培养――以重庆理工大学机械设计制造及其自动化专业为例[J].西南师范大学学报（自然科学版），2014，08：149-154.
[3]周知进，胡燕平，康辉民，伍俏平.机械设计制造及自动化本科专业人才培养方案总体目标探讨[J].大学教育，2014，13：87-89.
[4]刘，李嘉贤，刘广达，董炯.“本科+技师”人才培养模式改革的研究与实践――以辽东学院机械设计制造及其自动化专业为研究对象[J]. 价值工程，2015，10：253-254.
[5]姚屏，王晓军.机械设计制造及其自动化专业人才培养方案调查研究[J].广东技术师范学院学报，2015，08：127-131.
机械创新方案 第4篇
【关键词】机械制造；零部件设计；现代思想；科学发展
一、机械零部件传统的设计局限
传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人一机一环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、效率低。
二、创新思维机械零部件的设计思想
机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。
（一）运用创造思维
设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，成为+符合现代设计需要的创新人才。
（二）运用发散思维
发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。
（三）运用创新思维
创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。
三、科学的进行机械零部件设计
（一）把握机械零部件设计的主要内容
机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。
（二）严格计算机械零部件的失效形式
机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作，在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应措施，其中包括理论计算，计算所依据的条件称为计算准则，常用的计算准则有：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷的作用下，抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高NN_动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下，由于过度受热，会引起油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题，使零部件失效或机械精度降低。因此，为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将改变其结构形状和尺寸，削弱其强度，降低机械精度和效率，以致零部件失效报废。因此，机械设计时应采取措施，力求提高零部件的耐磨性。
（三）正确选择机械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下，机械零部件尺寸公差要求越小，机械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中，对于不同类型的机器，其零部件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零部件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性，才能作出合理的选择。
机械创新方案 第5篇
随着20xx年的“互联网”及“一带一路”发展战略的提出、O2O的兴起，在一定程度上，表明了传统制造业已经成功搭上“互联网”这趟高速列车；加之各种高科技产品及手机APP（应用软件）层出不穷，而移动互联网更是一枝独秀；其中我国在人工智能科技方面也炉火纯青。所以，面对着移动互联网带来的“互联网+”效应目前也是受到了众多投资者的关注。
而我们在基于“互联网+传统制造业”及“互联网+”新业态（即基于互联网的新产品、新模式、新业态创新创业项目）的背景下，传统制造业产品与互联网科技的有机结合使我们的项目应运而生。
机械创新方案 第6篇
作为重要的计算机信息化技术，自动化技术的应用对于提高机械设计的质量和水平具有重要作用。本文首先分析了自动化技术在机械设计中的重要作用，然后具体探讨了机械设计自动化技术的实际应用，以期为相关技术与设计人员提供参考。
机械自动化是指将自动化技术应用到机械制造的过程中，对自动生产过程进行不断优化改造，以促进加工对象生产连续性和自动化，提高生产投入的流动速度与加工转换。机械自动化技术的应用水平将直接影响着机械行业的整体发展质量，其良好应用有利于改善机械制造业的技术手段和工艺方式，对于提高机械制造的整体质量具有重要作用。而作为机械制造中的重要组成部分，机械设计更需要加强与自动化技术的结合，以促进机械制造的发展。因此，加强有关机械设计中自动化技术的应用探讨，对于改善自动化技术的应用质量具有重要的现实意义。
1.自动化技术在机械设计中的重要作用
（1）改善资源利用率。机械制造中自动化技术的应用，对于降低资源能源消耗、提高资源利用率具有重要作用。具体表现为：自动化技术能够改良原材料材质及尺寸等方面的适应性；促进机械生产与设计的精细化发展，进而加强残料的利用，利于原材料成本的节省。
（2）提升机械制造质量。相比传统的机械设计与制造技术，自动化技术拥有更高的精准性、优越性和高效性。具体表现为：能够完成大批量的生产过程，生产环节与流程更为明确与具体，工作效率得到明显提高，减少了误产情况的发生：改良了传统制造工艺，提高了传统评价、测量等指标的数字化水平和信息化水平，执行过程更易控制与调节，同类产品之间的参数与运行误差大幅度减小。
（3）提高机械运行水平。采用自动化技术能够改善机械的运行状况，可利用实时数据模型对机械的运行状况进行准确和有效监控。具体表现为：通过数字化数据模式的使用，增强了机械故障的可比性和可诊断性，利于故障问题的维修与机械的养护；能够及时报告机械生产过程中存在的安全隐患及缺陷状况，利于机械设备的维护与检修能够根据设定参考数据对机械工作状态、维护状况等进行综合分析研究，利于优化设备运行环境及参数结构。
（4）促进生产质量可靠性的提高。自动化技术能够监控机械制造成整体过程与环节，能够检测各类生产数据与生产安全数据，并报告错误指标。具体表现为：能够实时监控机械设备、生产参数等运行指标，并以设定参数模型为依据提供故障报警，对于安全事故问题发生率的降低及生产预测判断可靠性的提高具有重要作用；将生产操作过程更加细化，并简化操作步骤，有效避免了由人为操作失误而导致的安全事故问题的发生。
2.自动化技术在机械设计中的应用
机械设计与自动化体系
产品的概念设计是指产品的原理方案设计过程，其是提高产品创新性的重要关节。为保证机械产品设计的新颖性，需要利用多种思维方法和角度对同一问题进行重复考证以形成一系列解，组成解空间。以三维平台为急促的复杂机械系统创新设计及自动化系统组成自动化体系，其具有快速的产品开发和创新性的方案设计功能。
在概念设计过程中，系统将采用改良功能分解与重组创新设计方法和利用设计规则的创新设计方法两种计算机辅助创新设计方法。此两种方法提供的设计方案都将利用符合方案方式呈现；符号方案随后被自行分解为基本机构及其连接关系。对于能够识别的基本机构，可以采用基本机构运动分析方法对机构内部构件进行分析以获取平面运动分析数据。为保证产品开发的速度，通常还会将面向对象技术应用到基本机构的结构设计中。利用三维平台的二次开发过程，通过数据库的驱动和特征控制参数过程，并能完成使用较少特征控制参数驱动整体基本机构的三维设计过程，从而有效克服了基本机构的短时虚拟建模难题。
在概念设计中形成的符号方案会通过自动化转换过程生成相应的二维虚拟样机以开展虚拟仿真，利用此种方式，产品方案的评价过程就从概念设计的价值评价转换为虚拟样机的定量行为评价，使得更多具有创新性和可靠性的设计方案能够被选择出来。
为保证产品的运动刚度要求及工艺美学设计特点，按照基本机构之间的连接关系与机构占据空间，可以采用最优布局算法对机构的空间位置进行确定，从而使复杂机械系统的空间占据体积最小。依据运动分析数据与机构的布局方式，采用“后台预制”装配技术，便能将基本机构的三维虚拟模型安置到特定的布局空间中。通过对驱动构件位置进行连续变化，就能获取同概念设计符号方案相一致的复杂机械系统的虚拟样机。
因此，采用复杂机械系统创新设计与自动化体系，既能改善产品设计的新颖性与创新性，又能提升产品的开发速率。
信息自动化与生产自动化
信息自动化过程主要是在机械生产中利用自动化设备对电子信息进行识别来完成的。通过信息自动化技术能够实现对生产系统管理、工艺方式、过程设计、生产参数设定等过程的数据化改进。如在钢铁企业生产中采用的高炉自动化技术，其利用了软测量技术、智能化检测技术、数据处理技术、高精度传感器技术及恶劣环境的可靠性技术为手段对高炉工艺流程进行连续性检测，并采用数字成像技术使炉内经验模型、检测等具有可视化特性。其可根据用户的不同需求进行模块化设计，且在图像设计中可以利用离线三维成像及在线二维成像，具有较高的成像速度。
机械创新方案 第7篇
关键词：机械工程设计；创新思维；应用
创新设计思维在机械工程设计中的作用是相当重要的，相似性思维是创新思维发展过程中的必然阶段，相似性思维在创新思维的发展过程中是不可或缺的，科研中对事物主要进行的是相似性分类，然而在工程机械产品中主要采用的科学分类方法是模块化分类，因此为了能够有效的生产工程机械产品就要在设计的过程中融入创新思维。
1.机械工程设计的发展
.传统机械工程设计
经过上百年的积淀，机械工程设计发展目前已经比较完善，机械工程设计也在不断的进步中，早期的机械工程设计受到各种条件限制，如：经济发展水平和生产条件的限制，严重阻碍了机械设计的持续前进。即便实践经验丰富的工程技术人员，在设计过程中能够节省大量的时间，但还是无法摆脱传统设计理念的影响，犯错误仍然难以避免。因此，早期的机械工程设计仍然经历了比较长的过渡期，而且也限制了生产价值的创造。
在机械工程设计的理念中，传统的机械设计操作过程比较复杂，执行难度比较大。首先设置专门的市场调查人员，在目标产品的调查过程中使用各种有效的手段，根据实际的调查结果对市场需求进行预测，采取合适的手段对工程设计存在的问题进行分析和整理。而且对于存在的问题进行整理，然后进行全面的分析，提出具体的解决方案和设计方案。最后，所有的成员一起进行汇总、评价和分析，从而得出结论，然后制定计划来完成整体的设计。在整个设计过程中，市场调研，模型框架，讨论和测试都是密切联系的，在这一系列的过程中，没有精确的信息数据和具体的参考的实例，因此，传统设计存在较高的危险系数。
.现代机械工程设计
机械工程设计本身就是具有创造价值和创造力的工作过程。如今，现代工业具有惊人的发展速度，科学技术也得到了迅速的发展，人们的生活质量也得到了了显著的改善，各种企事业单位的人才都被重用，尤其是重视他们的创造力和主动性，占据了社会的主导地位。而且人在机械设计领域发挥着举足轻重的作用，是机械工程设计的中坚力量，他们通常利用最先进的科技成果，挖掘人的潜力，有效的利用创新思维，与此同时先进的科学技术在机械设计中得到了广泛的应用，主要有设计技术，设计工具，计算技术，甚至在机械工程设计与制造当中运用最新的材料等。从而把设计人员的创造活力和热情有效的进行激发，从而改变了单调而枯燥的机械设计过程，使他们突破设计领域的限制，更多的新产品被开发出来，从而能够创造更多的财富。
2.创新思维在设计过程中的运用
.智力思维法
由于受灵感或潜意识流的作用，新的创意才会被激发，并组织5至10人的专家组进行会议讨论，会议通常持续了一个小时，专家们将对同一个课题进行公开讨论，发表自己的意见，专家之间的交流可以产生新的灵感，从而彼此之间互相借鉴，丰富各自的头脑，再加上各种各样的想法来制定更多的方案，从而能够引发出更多具有创新性的方案。这种模式的会议主要是为了在短时间内去对专业问题和项目进行探索。
.组合创新法
组合创新法主要包含两中不同的方法，一个是模块组合的方法是将工程系统中具有相似性的功能进行全面的分析和系统分类，划分出基本的功能单元，并将相对独立的层次进行归类，然后把它们设计成其他的“模块”，从而使其具有规范性和标准性。用户只需要购买需要更换模块对他们的设备进行升级，避免了购买新机的麻烦和资金支出。另外的方法就是形态矩阵法，根据影响因素将复杂的问题进行分解，也就是目标标记。将参照因素利用图解法来进行合理的安排，将各个参照量可能存在的基准值清晰的列出来，从而形成矩阵形态图表，最终形成各种可能的状态组合，这种方法可以绘制出各种设计方案，并且在大型机械设计中进行运用。
.联想类比法
联想类比法主要包含三种方法，首先是相似类比法，在工程技术中合理的将各个组件进行合理的划分，其中主要包括类似的结构，类似的过程和类似的功能等，从而形成一个合理的分类体系。同时在进一步分析的基础上进行深层的分解，根据层次进行的水平划分，根据本单位的客观需要进行综合分析，最后进行总体的整合和优化分类，并将新的技术引进来，最终形成全新设计流程。例如，根据齿轮啮合传动的原理对同步齿形带传动的设计进行类比。有时候，人或动物的行为也是机械设计的类比依据，从而能够形成全新的结构和设计。例如，蟹爪加载机制的设计原理就是依据蟹钳的工作原理。第二种方法就是仿生法，例如，仿生机器人的设计。第三种是移植法，例如，物理上的激光技术、电火花技术就是激光切割机、电火花成型机设计的依据。
.相似性分类
创新研究的第一步就根据事物的相似性进行科学分类。在工程技术中，按层次找出相似的单元对结构相似、功能相似、运动相似的系统或组件进行合理分析，同时对分类进行进一步的分析和分解，最后在做出优化和整合，新技术的融合要根据有关单位的客观需求，同时进行分类与整合，运用新技术创造出新事物。
综上所述，创新是任何行业发展过程中必然要经历的，机械工程设计的不断创新，能够改善机械产品的性能，而且企业的市场竞争力也可以得到显著的提高，因此企业就能获得更多的经济效益。创新思维是创新设计的基础，丰富的知识和经验是创新思维的基础，在创新设计方面，创新的思维并不是将所有的想法都列入其中，丰富的理论基础是创新思维的出现必然要求。
参考文献：
[1]万耀青，阮玉湘.机电工程现代设计方法[M].北京：北京理工大学出版社，2011.
机械创新方案 第8篇
关键词：机械设计；创新；综合能力；改革；人才
随着新课程改革的逐步推进，我国的职业教育取得了实质性突破，不仅在校学生人数不断增加，而且毕业生就业存在供不应求的现象。高职教育的宗旨在于培养学生的综合能力，而素质教育和创新能力培养是高职教育的关键。发展的巨大动力在于创新，特别是在机械设计与制造领域，创新是其发展的生命源泉，要引导学生激发创新意识，培养综合能力，适应未来的职场生活。因此，高职教育应当将学生综合能力与创新能力的培养作为其最为重要的任务。
一、改变课程设计教学模式
高职院校的实践教学课程一般是安排在理论教学结束之后，在几周内完成。由教师统一制定题目与进度，根据相关指导手册，学生按部就班地进行设计，对于设计说明书依葫芦画瓢，无须花费太多精力即可完成。因此，实践教学环节中，学生往往只是对简单工程进行设计，或者对已有模型进行再设计，无法体验创造性设计。
基于此，我们要从以下方面进行改革。首先，教师不再是实践环节中的中心，而以学生自主学习为主要方式，学生进行自主拟题。改变以往的教学模式，不再局限于分析现有的专业机械，这样会使得学生创新思维受到限制，由学生主动进行创新设计，有效激发学生的主动性。其次，任课教师在机械设计课程之前就提出具体的设计要求，让学生在学习过程中充分进行考察，积极构建设计选题。随着学习的深入，使得自己的创新方案不断完善，在与同学的充分交流中能够更加明确自己的创新设计，教师起到从旁指导的作用，最终得到设计草图。再次，以往的教学模式是将各个教学环节相割裂的，这种模式不利于学生融会贯通，将所学的内容连接起来，在机械设计过程中难以有效应用机械原理、机械方案。因此，应当将各个教学环节相串联，利用各种设计软件进行三维实体总装图设计。连接各个教学环节的主线正是创新设计，对于机械设计的全过程，学生有了系统认识，因此其学习热情、创新能力都有了显著提高。最后，对于学生成绩评定方式进行改革。不再依据单一的图纸、数据等进行设计成绩的评判，不能简单地将一些不成熟的设计判定为不合格，而应当根据其创新理念给予适当评价。对于其中存在的不足进行指正和分析，鼓励学生继续创新设计，提供更宽阔的想象空间。
二、注重理论与实践的结合
机械设计是一门应用性较强的学科，并且在实践中强调创新性。因此，在教学过程中应当加大应用与创新能力的培养力度，这是课时内训练所无法培养的两种能力。基于这种情况，我们应当在教学过程中充分结合理论与实践，以创新为连接主线，拓展学生业余科技活动以及实践项目，将课内教学与课外活动紧密结合起来，使得学生的创新型思维得以最大化扩展。
例如在分析平面机构的自由度的过程中，针对机构成立，经典理论给出了一条基本定理，就是机构的自由度应等于具有的原动件的数目，构件间才能获得确定的相对运动。这一定理，如果从静态思维与鼓励的角度来分析显然是绝对正确的，但是在具体工程设计中，上述定理是无法照搬的，对于最小阻力定律应当加以充分考虑和应用，对于各个运动件的重量加以合理分配，而一些设计不会受到这一定理的限制。在教学过程中，应当引导学生对上述理论的基础进行思考，在实践中加以具体应用，进行突破，在创新设计中突破传统的理论框架。
教师可以提高业余科技活动的时间比例，允许学生将自己的设计方案转变为现实的模型或实物。可以举办优秀作品展来鼓励创新，提高学生的创新热情，有效增强综合素质与实践能力。
三、加强实验室建设
高职教育中，实践教学占据着相当重要的地位，对培养创新人才起到了促进作用。对学生来讲，若想得到综合性的教育，就应提高动手实践能力，动手实践能力的高低与素质教育的水平有着非常密切的联系。学生通过自己的实践活动，可以使得自身对课本上的理论知识会有更为深刻的认识和理解，同时，实践是学生获得创新源泉的重要途径。通过动手实践，学生可以不断磨炼其进取精神以及永不放弃、刻苦钻研的科研精神。在实际教学中不难看出，学校非常重视对实验室的建设，这都是出于提高教师的教学质量，重视和加强教学中实践部分，以此提高学生的综合素质，使得学校培养出来的人才符合当今社会的发展趋势和市场对人才的需求。
在实践过程中，机械原理陈列柜可帮助学生对实际操作中的机械系统有更为清晰的认识。机械原理陈列柜通过向学生展示和陈列一系列的模型和大量的实际机械，让学生在认识真实的机械的同时，能够扩宽自己的视野，加深对所学知识的了解，以此提高学生的洞悉能力，这属于认知实验的范畴。在一般的机械设计方面的教材中，机械系统集成实验台把齿轮传动部件、联轴节部件等部件组装在一起。学生在此基础之上进行自我创新，通过相关的部件的结合形成具有一定功能的机械传动方案。通过分析动力过程和传递运动，进而选择最优方案。此属于创新性的实验范畴。
平时教学中，要开展形式多样、内容丰富的实验，对学生的各类创新型需求加以满足。对于学生，实验室采取预约开放的形式，通过经常性实验来加深对课程内容的理解，锻造学生的动手能力，使得学生的创新思维得以激发。在实验中，对机械系统进行创新设计，实现理实一体化的连接与过渡。
机械创新方案 第9篇
关键字：机械;创新设计;创新思维
中图分类号：TH122 文献标识码：A
1.机械创新设计
（1）机械创新设计是设计人员针对新的或预测的需求，充分发挥设计者的创造力和智慧，利用已有的相关科学理论、方法和原理，进行新的构思，设计和制造出新颖、，有创造性及实用性的机构或装置的实践活动。其主要强调的是人在设计过程中的主导性及创造性作用。因此，人的创新思维在创新设计中占主导地位。
（2）机械创新设计的过程始于形象思维，再经过逻辑推理和判断及相应的综合分析与决策产生设计方案，然后进一步将方案具体化，即建立新的结构和机械系统等模型，进而进行计算和技术细节的设计。创新设计反映出的是和谐统一的技术美。
（3）机械创新设计是创造设计出新机器和产品，以满足新的生产和生活的需要。
2.机械创新设计过程、目标及特点
机械创新设计过程
根据设计任务及要求确定机械结构类型、机构运动尺寸及机械运动学参数和动力参数，这便形成了机械设计的优选方案，而后进入机械结构创新设计阶段。机械创新设计与常规机械设计相比，其过程没有多大差异，它主要强调的是人在设计过程中的主导性及创造性作用。
机械创新设计的特点
（1）机械创新设计是多门科学技术交叉、渗透、融合的产物;
（2）机械创新设计是在知识和经验积累的基础上，经过思考、推理及判断，并运用创造性及发散思维的方法而后实现的;
（3）机械创新设计是在知识、经验、灵感与想象力的系统中搜索并优化出的全新设计方案;
（4）机械创新设计是多次反复，多级筛选的过程，每一设计阶段都有其特定内容及方法，各阶段之间又密切相关，形成一个整体的设计系统。
3.机械创新设计思维
机械创新设计思维的定义
创造性思维是指突破原有的思维模式，重新组织已有的知识、经验、信息和素材等要素，在大脑思维反应场中超序激活后，提出新的方案或程序，并创造出新的思维成果的思维方式。要创造，首先要有创造性思维，创造性思维是人类大脑的特有属性;创造性思维就是“想到别人没有想到的观念”;创造性思维是新颖独到的信息加工艺术，是人脑的各种思维活动形式和思维活动的各个要素之间相互协同进行的有机结合的高级整体过程;创造性思维不同于在设计领域常用的逻辑思维，其主要在于创造性思维有创造想象的参与，而且，创造性思维是一种立体思维，通常没有固定的延伸方向，它更加强调直观、联想、幻想和灵感，所以创新设计不是靠逻辑推理出来的，而是靠创造性思维的激发所产生的。
机械创造性思维的基本形式
（1）发散型思维。发散型思维就是在思维过程中，通过所得到的若干概念的重新组合，大胆地向四周辐射，扩散出两个或更多个可能的答案，设想或解决方式。发散型思维，就是不墨守成规，不拘泥于传统，对所思考的问题标新立异，达到“海阔天空”，“异想天开”的境界;发散型思维能力的高低，取决于知识面和想象力。发散型思维具体表现形式有：立体思维，多路思维，反向思维，相关思维等等。发散型思维所追求目标是获得尽可能多、尽可能新、尽可能独创的，它为机械创新设计提供了多种可能。（2）聚合型思维。聚合型思维就是以某个思考对象为轴，从不同的方向和不同的角度，将思维指向这个中心点以供选择，达到解决问题的目的。聚合型思维要求思维具有概括性、及时性、正确性;聚合型思维能力的高低，取决于一个人的分析、综合、抽象、概括和判断推理能力强弱。发散型思维和聚合型思维都是创造性思维的重要组成部分，两者互相联系，密不可分，任何一个机械创新设计都必然从发散思维到聚合思维，再从聚合思维到发散思维，多次循环往复，直到解决问题或创造性思维形成。（3）灵感思维。灵感是指经过长期的思考和探索之后，受某种现象的启发，在头脑中突然闪现的独创性的意念或设想。它是人们的创造活动达到后出现的一种最富有创造性的飞跃思维的智能状态。灵感是思维的迅速升华与高级浓缩，是过程的省略;灵感既是一种思维形式，又是大脑加工信息的一种高层次功能。（4）想象思维。想象是一种抽象的形象思维活动，想象可以是非理性的凭空想象，也可以是理性的在已有确定性基础上进行重新组合或部分更新性质的想象。想象思维具有以客观现实为基础，具有高度概括性和形象性及重新组合与再创造等特点，想象是人类思维之树上最美丽和神奇的花朵。没有想象就没有创造，创造离不开想象，想象是创造的精髓。
4.机械创新设计方法
智力合成法
智力合成法是一种发挥集体智慧的方法。她通过集体讨论的形式，发散和激励创新思维。讨论时，事先要有准备，目标要明确。其原则是：鼓励自由思考，随心所欲，设想新异;不许批评别人的设想;推迟评价，不过早定论;有的放矢，不泛空谈;讨论者一律平等，不提倡少数服从多数;及时归纳、总结、记录各种设想，留作下次再议;最后挑选最合适，最有前途的见解，并审查其可行性。
仿生类比法
仿生类比法是通过对自然界生物机能的分析类比，从事物不同程度的对应和相似之处的类比中得到。
机械创新方案 第10篇
关键词：机械结构；创新设计；优化；变元法
当前，人们在对机械结构设计展开评价时，通常所使用的方法为模糊综合评价法。即在挑选一个最优方案时，对机械的关键零部件展开可靠性设计，以达成结构的最优化。本文拟选用钻井转盘为大家详细介绍变元法在机械结构设计中的运用。
1 变元法简介
变元法的含义通常有两个：
①定义机械结构的变元，主要包括如下七个部分：数量、形状、材料、位置、联接、尺寸、工艺。
②借助改变这七大变元，创新性的构造出更多的结构方案。下面为大家详细地介绍变元法中所包含的七类变元。
数量变元法
机械设备结构里零件相关部分的元素，比方说轮廓线、工作面及加工面，甚至于整个零件都可以看成是基本元素，可借助更改机械结构里基本元素的数量达成机械结构的改变。
形状变元法
更改机械结构零件的表面形状和零件的类型及规格均可以获得不一样的结构方案。
材料变元法
零件采用不一样的工程材料通常会造成此零件尺寸结构的相应变化，同时加工工艺也会产生变化，进而影响整台机械的结构，所以借助改变材料变元可以形成不同的结构方案。
位置变元法
借助改变机械结构里基本元素间的布局位置可获得不一样的结构方案。
联接变元法
此变元法通常包含两层意思：
①联接方式，包含螺纹联接、铆接及盈联接等。
②对每一类联接方式均具有多类联接结构。借助改变联接方式及联接结构获得不一样的结构方案。
尺寸变元法
尺寸包含长度及角度等，借助改变零部件和构件的尺寸可获得一样的机械结构。
工艺变元法
结构设计和工艺有着异常紧密的联系。鉴于零件的制造工艺不一样，零件与机械的制造费用、质量和性能也会不一样，进而影响机械设备的结构。
2 机械结构应注意的防腐蚀细节
机械结构的防腐蚀设计对于机械结构的创新及优化而言具有至关重要的意义，为了更好地完成机械结构的优化，各机械设计企业在进行机械设计的过程中理应注意如下防腐蚀细节：
①必须确保设备的机械结构于停车期间完全空干，以防止因介质残留淤积而造成的腐蚀。
②防止间隙结构的出现，以杜绝腐蚀介质的入侵。
③高温及高质量浓度将导致沉淀物及冷凝物的出现，进而增加腐蚀几率，因此设计人员在结构设计时必须避免此类现象的出现。
④异类金属接触可能导致接触性腐蚀出现，因此设计人员在进行结构设计时理应尽可能地将异类金属有效地隔绝开来。
⑤避免高速流体接触流道壁面，以降低侵蚀腐蚀。
⑥遵守最小化表面积原则，也就是说在容积一样的情况下让结构被腐蚀的表面积最少，比方说球体结构最好，其次便为圆柱体。
3 机械结构创新设计与变元法应用
我们在对某一结构的设计方案展开评价时，理应对其将带来的经济效益、所具有的工艺性、技术可行性等相关指标进行综合的考量，随后从诸多备选结构方案中选出最佳的结构方案。在机械结构方案已然确定的情形下，也可对重要结构或零件展开不同变元的研究，甚至于变元间展开综合的联合修改，已实现优化设计的目的。此外，也可选用某些数学模型，之所以建议大家选择数学模型，主要是由于数学模型能够较好地介绍结构设计中的尺寸及数量变元，同时还能够对材料变元展开间接的介绍。
以机械设备的不同要求及特征为依据，综合使用不同变元，使用设计人员掌握的经验和知识，借助创造性思维的方法，设计出不一样的机械结构。比方说如下转盘结构。
在以上三大结构图里，假如把结构设计方案1（如图1所示）里的锥齿轮间与主轴承二者之间的位置进行调整，且借助调整位置变元，接着再改变水平轴位置的左轴承形状，即借助更改形状变元后得到结构设计方案2（如图2所示）。假如更改方案1里的主轴承及齿轮的尺寸、大小与数量，且借助调整二者的数量变元与尺寸变元，随后再调整齿轮构件及轴承零件的位置，再改变位置变元，即能够得到设计方案3（如图3所示）。从以上分析上我们可以得出这样一个结论：即以上三大不同类型的转盘结构方案都可采用变元法较好的实现。如果进一步运用变元法，同样可以获得更多类型各异的结构设计方案。
借助对比以上三大结构方案，综合研究社会效益可行性与制造工艺等诸多内容，我们可以得出这样的结论：方案2系三大方案中最佳结构组合。某一机械结构方案的综合评估，理应以实际使用效果充当最后评估的事实依据。如果对转盘结构里的齿轮构件展开进一步的可行性分析与优化设计，同时对滚动轴承和齿轮工作展开弹性流体压研究，接着实施精密计算，均能够为改善转盘结构设计提供诸多参考数据。
4 结 语
深入分析机械创新结构设计对于机械行业的发展而言具有举足轻重的作用，它不仅能够更好地满足当前社会对机械设备不断升高的要求，实现各类机械零件的最佳组合，同时还可以推动机械行业的可持续发展。因此各机械设计企业理应在机械设备设计过程中充分采用创新设计理念，寻找最佳结构设计，以设计出更多的结构方案，推动企业自身的发展，最终促进社会的良性发展。
参考文献：
[1] 徐慧勇.浅析机械结构设计中的创新设计[J].黑龙江科技信息，2010，（30）.
机械创新方案 第11篇
关键词：机械原理；机构创新设计；应用；案例
设计是把各种先进科学技术成果转化为生产力的一种方法和手段，是人类征服自然改造世界的基本活动之一，是人们为满足一定的需求而进行的一种创造性活动的实践过程。就机械设计而言，它是从给定的合理的目标参数出发通过各种手段和方法创作出一个所需的优化的机器或机构的过程。机械设计理论和方法是随着人类无止休的需求及科学技术的进步而发展和成熟的。近几十年来电子技术、信息技术、计算机技术的突飞猛进让机械设计发生了翻天覆地的变化，出现了有限元分析、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计等新方法，使设计质量和速度有很大提高。作为将来的机械工程师十分有必要了解机械设计理论和方法的发展历程、研究现状、未来发展趋势，熟悉和掌握现代机械设计方法，应用于实际[1]。
一、机械设计原理概述
机械设计理论与方法论是关于机械设计本质和设计方法的系统理论，目的在于揭示机械设计过程的本质规律，探索各种有效的设计方法，为实际的设计工作提供指南。现代设计理论和方法在现场生产实际中具有广阔的应用天地，它覆盖了所有机械产品的设计及制作过程，对于提高生产率，加快国民经济的发展有着重要的意义。
二、机械创新设计中的机构创新
把含有3个构件以上、且不能再进行拆分的闭链机构称为基本机构，其要素是闭链且不可拆分性。基本机构可以直接应用在机械装置中，只有一些简单机械中才包含一个基本机构，如空气压缩机中包含一个曲柄滑块机构。若干个互不连接、单独工作的基本机构可以组成复杂的机械系统。各基本机构之间进行运动协调设计。各基本机构通过某种连接方法组合在一起，形成一个较复杂的机械系统，这类机械是工程中应用最广泛、也是最普遍的[2]。
1.机构的创新设计
机构组成原理：把基本杆组依次连接到原动件和机架上，可以组成新机构。机构组合原理为创新设计一系列的新机构提供了明确的途径。机构的创新设计分为以下几种形式：（1）机构的串联组合与创新设计：前一个机构的输出构件与后一个机构的输入构件刚性连接在一起，称之为串联组合。前一个机构称为前置机构，后一个机构称为后置机构。其特征是前置机构和后置机构都是单自由度的机构。（2）机构的并联组合与创新设计：可以将几个单自由度的基本机构的输入构件组合起来，保留单自由度构件的输出运动；可以将几个单自由度机构的输出构件组合起来，保留单自由度构件的输入运动；也可以将几个单自由度基本机构的输入构件和输出构件分别都组合起来；均称为并行连接。其特征是各基本机构均是单自由度机构。（3）机构的叠加组合与创新设设计：机构叠加组合是指在一个基本机构的可动构件上再安装一个以上基本机构的组合方式。把支撑其它机构的基本机构称为基础机构，安装在基础机构可动构件上面的基本机构称为附加机构[3]。（4）机构的封闭组合与创新设设计：一个两自由度机构中的两个构件用单自由度的机构连接起来，形成一个自由度的机构系统，称为封闭式连接。其特征是基础机构为二自由度机构，附加机构为单自由度机构。
2.基于原机构的再生创新和综合
基于现有装置的再生创新综合，其设计全过程可分如下5步：（1）明确所设计机器的功能要求，并作相关调研；（2）运动链一般化，把原有机构通过抽象化，转化为只含有只含转动副和构件的运动链；在转化过程中要注意不要改变自由度、转动副和构件的邻近关系；（3）运动链数综合：通过运动链综合的作用，使原有一般化的转动副和构件综合为新的全部可能的一般化运动链。在综合过程中可以利用拓扑理论和图论的相关理论。（4）运动链再生：就是根据设计要求与约束条件，选取满足条件的一般化的运动链；（5）最后进行机构的结构化设计，得到机械装置的运动简图[4]。
三、机构创新设计的应用
机构创新设计有多方面的应用，以凸轮控制机构的机械设计为例，讲解其应用价值。要求根据机械设计的创新路径和方法，设计一个凸轮控制机构，其能够使一个质量为M，并在规定的路程D中作循环往复运动，并要求比原机构能获得更大的机械效益。
首先应明确机械设计的核心问题是如果怎样设计能够使凸轮控制机构去驱动连接点P，并获取最大化的机械效益，同时机构的自由度应为1。为了把复杂的问题简单化，可以忽略次要问题仅关注驱动点P之前的传动机构，它是F=1的凸轮摇杆机构，其对应运动链如图1所示。
其次设计好运动链后，要进行运动链数综合。由于机械设计创新设计的出发点是为了获取较大的机械效益，可以通过增加机构杆件数来满足上述要求，考虑的自由度不能发生变化，增加机构杆件数应不少于两个，设计好新的装置具有六杆运动链，2种独立异构型式，即_森链与瓦特链。比如在进行_森链的设计过程中，需要根据结构与功能相适应的原则对_森链进行结构的改变[5]。由于该装置是一种凸轮控制机构，需要进行运动副的更替，也就是说必然进行运动副的替代，即用一个凸轮副去替代运动链中的一个二元素杆与2个转动副，故得到演化后运动链。
四、结论
进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。运用机构学原理进行机械设计创新，首先要学习掌握相关的机构理论与已有的结构，才能在创新思维的指导下进行创新设计。
参考文献：
[1]魏三平.机械原理与机械零件课程设计的关系[J].教育理论与实践.2008（S2）：59-61.
[2]李笑，刘福利，陈明.改革机械原理课程设计注重培养创新设计能力[J].教书育人.2001（02）：79-81.
[3]李法新，王金凤，王利红.机械类专业大学生综合创新能力的培养[J].河南教育（高校版）.2008（04）：89-92.
机械创新方案 第12篇
机械原理教学方法创新思维一、引言
机械制造业是国民经济发展的基础和支柱产业，我国机械制造业的快速发展，对机械类人才的素质知识与能力结构提出了更高的要求。机械制造企业需要的是既有机械的理论知识，又具有创新精神、团队协作能力与机械产品创新设计能力人才，这一人才需求的变化，使从事机械人才培养的我国大学工科教育必须全方位的改革教学理念与教学模式，迎接新的挑战。因此在机械专业的基础类课程的教学过程中，如何培养学生具有的创新能力、综合设计能力及再学习能力，是摆在我们面前的一项重要课题。
机械原理是机械专业的重要的一门专业基础主干课程，主要涉及的内容是关于常用机构的结构、运动和动力分析及机构运动方案设计。传统的教学模式十分注重各种机构的结构与运动分析等知识的讲解，学生当时虽然学到了这部分的机械知识，但是普遍缺乏创新意识、缺乏发现问题能力与解决问题的能力，往往遇到教科书上没有的实际的机械设计问题，就束手无策。
二、应用案例教学法，将创新思维方法融入整个教学过程中
从心理学角度讲，新奇的事物对学生有特别大的吸引力。在应用案例教学法时，要能针对教学中的重点，进行案例的选择，恰当地设疑，引导学生主动思维，定向探索问题。
在讲解机械原理的基础知识时，我们收集了典型的机构案例，应用多媒体教学手段在课堂上进行模拟再现，并设置问题，这不仅有利于学生感性认识的深化，而且有助于学生进行深入探讨和思考，有利于学生将抽象的机构知识形象化，概念具体化。例如，由机构组成原理可知，任何平面机构都可以看作是由基本机构加若干个基本杆组组成的。在讲解机构组成理论时，我们先出示了一个送杯机构的结构图，请学生分析此送杯机构能否达到其设计目的，这不仅引起了同学的好奇和争论，也在课堂上设置了思维的发散点，在论述了机构具有确定运动的条件后，要学生运用理论知识分析此送杯机构的设计有哪些问题，提出改进方案。这使学生有了充分的发表自己见解的思维空间，活跃了课堂教学气氛。在此基础上，带学生参观实验室的包装机械和各种机构模型，让学生绘出其运动简图，再在实验台上拼接出来。经过这么一个过程，在学生头脑中，机构组成知识就不再是孤立、静止、抽象的符号与线条、呆板的公式，而是有机的、形象、生动的机构知识，同时领悟了机械原理的基本知识来源于工程实践，这为他们将来进行机械方案构思打下基础，激发了学生对此课程的学生兴趣。
三、构建新型的授课体系，启迪大学生创新思维意识
在进行教学过程中，根据学生学习兴趣与层次的不同，我们采用了灵活的教学方法，把课堂教学、学生分组研究、学生课外兴趣小组指导等方法结合起来。
课堂授课中，除了讲授主要教学内容外，还把机械原理课程的有些章节授课方式与内容作了调整，把机构中的一些理论留给学生自己去“发现”，把传授知识的过程转为由学生自己“发现”的过程，使学生受到科学思维的训练。例如在讲连杆机构时，我们运用多媒体课件介绍了连杆机构在实际工程中的应用和连杆机构的类型后，提出了连杆机构为什么在机械工程中得到广泛的应用？有哪些基本特性？连杆机构的尺寸变化对这些基本特性有何影响等问题。让学生每4～5人一组分组课后研究，每组选定一类四杆机构，自己拟定尺寸，应用三维CAD软件，进行建模和仿真，并作出书面报告。通过三维模拟和分析讨论，学生不仅提高了计算机的应用能力，而且因为亲自拟定机构尺寸，分析和观察了四杆机构的急回特性、压力角等现象以及尺寸变化后对上述特性的影响等，学生享受了“发现”知识的快乐，由于是自己构思、自己模拟仿真，生动形象、看得见、印象深，记得牢。我们还布置了一个小论文，论文的题目由学生自己拟定，内容是收集应用连杆机构的实例，要求观察日常生活、生产实践中，哪些物品应用了连杆机构，要求拍出实物照片，研究的实物用途、满足的功能，作出实物的机构运动简图，说明连杆机构的类型、特点；说明研究的物品应用了连杆机构的哪些特性等，分析物品的设计巧妙之处，还有何不足之处，能否改进等。这激发了学生很大的热情，学生走出课堂收集资料，以前熟视无睹的物体，现在看见其能动，就去捉摸其原理，收集了有玩具、健身器、铰链、电动伸缩门、折叠画架等四十多种例子。同时，让小论文写得较好的学生在课堂上进行演示，由全体学生讨论和评价，这使上台演示的学生受到激励，得到了锻炼，也使其他学生受到启发，感受到机械就在我们的身边，消除了对机构设计与创新的神秘感。
在此基础上建立了课外兴趣小组进行辅导，在学生进入课题时，向学生介绍设计思想和创新方法，引导课题小组积极查找资料，相互讨论、相互启发、克服思维定势，发散和激励思维，从功能原理的角度出发，提出多种方案进行比较，让学生在探索和研究中，逐步解决问题，完成设计。
四、以创新大赛等实践活动引路，拓展大学生的创新设计能力
机械创新方案 第13篇
计算机辅助设计。计算机辅助设计简称cai,利用计算机运算速度快、存储量大、运算准确、逻辑判断功能强等优点,通过人机交互进行的处理,完成设计工作。主要有以下特点:(1)由于可以存储大量的设计信息和设计经验。可以帮助缺乏设计经验的新手顺利完成工作。(2)计算机辅助设计与计算机辅助制造(cam)、计算机自动化管理结合起来形成计算机集成制造系统,进行产品设计、市场预测、生产、制造和销售等一系列工作。以企业的最高效益为目标,综合对人力、物力和时间各种资源进行最有效的利用。(3)还可以大大提高设计的效率,加快产品的更新速度,缩短设计周期,增强市场竞争力。(4)设计人员不仅能在很短时间里给出多种设计方案,分析比较后获得最佳设计方案:还可以从繁重的重复性工作中得到解脱,有更多的时间和精力进行创造性工作。
模块化设计。模块化设计就是在对一定范围内的不同规格产品或相同功能不同性能的产品进行分析后,划分并设计出一系列的功能模块。然后通过对模块进行组合就可以组成不同产品来满足市场需求。其目的主要是以尽可能少的模块种类和数量构成尽可能多规格的产品。模块化设计不仅有利于产品的更新换代,还有利于提高产品的质量,降低成本,加快新产品的开发速度。
并行设计。并行设计工程叉叫同步工程或集成工程,主要并行的设计产品以及各种制造和支持过程的系统化方法。机械产品的设计采用串行设计的缺点主要在于在产品设计过程中,必须要等到上一环节结束后才能进行后一环节,设计不仅改动量大,而且产品的开发周期长,成本高。采用并行设计的核心在于要打破内部各个单元界限,建立以人际关系为基础的协同工作模式。进一步提高产品质量、缩短产品上市时间等。
机械系统设计。机械系统设计就是一种利用系统的观点进行产品的一系列设计的方法。设计过程包括计划、外部系统设计、内部系统设计以及制造销售阶段。传统设计注重内部系统设计,其重点主要在于改善零件或转自一些子系统的特性,但是很少考虑对于个零件之间或内部与外部之间的相互影响而系统设计要根据系统原则,综合研究内部外部和各个子系统之间的相互关系,协调各予系统之问的相互作用,使整个系统的功能表现为最佳状态。
机械优化设计。优化设计是把设计的实际工程问题的模型转化为相应的模型,然后运用最优化设计理论,选择合适的优化方法,借助计算机进行求解。从而得到最佳设计方法。近年来,优化设计常结合一些其他方法。形成新的优化设计方法。如和模糊化设计结合,形成模糊优化设计:和可靠性设计结合起来形成可靠性优化设计。除此之外,还有可靠性设计、机械动态设计、疲劳设计、反求工程、摩擦学设计以及创造性设计等。随着技术的飞速发展,现代设计方法也在不断改善。
2、现代设计方法翻新研究
创新设计原则。生态效益最好原则要在设计过程中尽量选择污染较低的材料。避免使用有毒有害以及有辐射的材料。这是由于在产品制造和使用过程中,都要求产品对周围环境要满足“零污染”原则。安全可靠性原则机械产品品质的保证要通过产品的安全可靠性来体现。产品在强度,刚度、稳定性、以及耐磨性均要满足设计要求,对于一些重型机械,要保证有一定的自锁和保险装置,确保操作人员的人身安全。
经济效益最好原则。经济最佳性要从设计以及制造两方面考虑,设计上要选用正确的材料,保证合理的原理方案:制造上要保证零件的加工工艺和装配工艺。设计的产品不仅要满足客户的功能要求,还要保证成本低廉。
3、机械创新设计技术
机械创新设计是指充分发挥设计者的创造性思维,利用人类已有的科学技术成果,设计出具有新颖性、实用性以及创造性的机械装置。机械创新设计技术和机械系统设计、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、有限元设计等构成现代设计方法学库,吸收了邻近学科有利的设计思想与设计方法,是有待开发的一门新的设计技术方法。随着人工智能、专家系统、认识科学、思维科学以及人脑研究的发展,机械创新设计日益受到人们的重视。一方面,人工智能、专家系统、认识科学、思维科学、设计方法学等已经为创新设计提供了一定的理论基础:另一方面。创新设计的研究及发展有助于解释人类的创造思维机理,还可以促进一系列科学的发展。实现专家系统及智能工程创新设计要求能为发明创造机械和改善现有机械性能提供有效的理论和方法。创新设计包括两方面的内容,一是要改善生产生活中现有机械产品的性能,包括技术性、可靠性、适用性以及经济型;二是要创造设计出新的产品,以满足生产生活的新需要。创新设计的核心内容就是要探索机械产品创新发明的机理、模式及方法,将机械产品创新设计过程程式化、定量化。
机械创新方案 第14篇
关键词：机械原理；教学改革；机械创新设计
一、引言
“机械原理”是机械工科专业的一门技术基础课，主要研究各种机构的共性问题[1，2]，机械原理课程理论抽象，研究内容宽泛，并对前期的基础课程有较高的要求，因此導致很多学生产生畏惧心理，觉得机械原理课程深奥，内容枯燥、课程索然无味。
与机械创新大赛相结合的“机械原理”教学是利用机械创新设计大赛，通过创新设计大赛作品的制造，促进学生对课程内容的学习，督促学生自己提出问题、分析问题、解决问题，最后最大化地激发学生的机械创新能力[3，4]。目前，湖南文理学院有效地将机械创新设计大赛与机械原理课程相结合，并取得了卓有成效的成果。
二、与机械创新大赛相结合的“机械原理”教学的实施过程
通过多年来参与机械创新设计大赛，我校对机械创新设计大赛与机械原理课程教学相结合积累了大量的经验，下面对其实施过程予以介绍。
（一）主办机械创新设计大赛的主题解析会
委派骨干老师参加历届的机械创新设计大赛主题解析会，对每一年的机械创新设计大赛的比赛主题有一个正确和深刻的理解，避免以后的作品出现跑题现象。骨干老师参加完主题解析会后，召集所有的学生和全院的老师，在学院内部把主题解析清楚，并以自由提问和临场解答的方式，尽量让学生理解每一届的主题。另外还邀请2名在往届机械创新设计大赛中取得优秀成绩的学生介绍经验，一方面让学生了解机械创新设计大赛的整个流程，另一方面提高学生参与机械创新设计大赛的积极性。
（二）开展与机械创新设计大赛主题相一致的工程创新三维设计大赛
为了提高全体学生的学习积极性，并进一步认识机械原理课程对于机械产品设计的重要性，我校在全体大二学生中主办工程创新三维设计大赛，并要求全体学生自发成立三人协同小组，为各个协同小组配备一名指导老师。在此阶段，学生在小组内充分讨论和互相学习，并阶段性地与指导老师探讨设计方案，通过反复查找资料和充分的方案论证，最终完成产品三维图形的绘制。完成此过程，学生需要自发学习机械原理的相关知识，并与指导老师充分交流。为了完成三维图形的绘制，学生还需要自学三维制图软件。通过2个月左右时间的训练，各个小组基本都能拿出一个合理的方案。学院组织三维设计大赛评比，由学校挑选的5名专业老师作评委，评选出优秀作品15件参加下一阶段的实物制作，并为期间表现优秀的小组和作品颁发奖状，一方面是对学生工作的肯定，另一方面也是对他们的鼓励，提高他们学习的积极性。
（三）实物作品的制作
进入实物作品的制作阶段，首先要解决的就是经费的来源。我校历来就重视学科竞赛，教务处有专用的用以支持学科竞赛的经费，学院内部也为实物制作预留了一定的经费。因此，此阶段所需费用得到彻底解决。更为重要的是，为了让学生尽早尽好地完成作品的制作，我们对所属的机械厂和加工中心作了硬性要求，学生提出作品加工要求后必须在3个工作日内得以满足，并要求学生自己完成作品的机械加工，这样做的目的也是为了提高学生的生产实践能力，让学生能够掌握产品的制作流程，也为机械制造基础课程的学习打下良好的基础。
三、近几年学生的机械创新设计大赛成果
自从学院将机械原理教学与机械创新设计大赛相结合后，老师和学生在思想上都更加重视学科竞赛，学校也加大了机械创新设计大赛作品的经费投入，近几年涌现出大量高质量的机械创新设计作品，在省内竞赛中也取得了显著的成绩。以下为湖南文理学院机械工程学院在近两届机械创新设计大赛获得的一等奖和二等奖的作品汇总表。
实践证明：在课程在近三年的考试中，2006届学生机械原理课程及格率只有，2007届学生机械原理课程及格率提高到，说明了机械创新设计大赛促进了机械原理课程的学习，这为学生今后从事机械设计、研究和产品的开发创新奠定了重要的基础。与机械创新大赛相结合的“机械原理”实践教学极大地提高了学生分析问题和解决问题的能力，提高了学生学习知识的兴趣。通过与传统教学法的结合，使学生掌握了机械原理课程的基本概念和核心能力，提高了其机械创新设计能力。
四、结束语
机械原理是机械工科专业一门重要的专业基础课，为了增强学生对机械原理课程的适应能力和挖掘其开发创新能力，通过与机械创新大赛相结合的“机械原理”教学改革，可以显著提高学生的机械原理知识和机械创新设计能力。
参考文献：
[1]赵永杰，程西云.机械原理课程探究式教学改革与探索[J].大学教育，2014，（9）：141-143.
[2]施火结.机械原理教学内容及课程体系的改革[J].教育教学论坛，2012，（s5）：69-71.
[3]周永清.机械原理创新教具学具进课堂[J].实验技术与管理，2016，33（2）：11-13.
机械创新方案 第15篇
关键词：“服务替代产品”；“学科建设”；“协同创新”
1、新形势下设计学科的调整与发展
从设计学科演变和发展来看，设计学科是从传统的艺术学科下衍生发展而来。随着社会分工的细化以及时代背景的转变，设计学科也在时代背景下与时俱进。在古代，中西方都未出现“设计”的说法，“艺术”是一个统筹、模糊的定义。例如在中国，古代“六艺”皆为艺术。随着社会分工的细化，到了18世纪，从艺术中分裂出“纯艺术”和“实用艺术”。这里的实用艺术包括手工艺、建筑、染织等。伴随着工业革命机器时代的带来，社会分工再次细化，在工业化大生产背景中第一次出现了设计艺术学科，在慢慢研究“设计”中，设计艺术学科逐渐理论化和体系化，设计艺术学科开始有理论作为支撑。发展至今，信息高科技带动下的世界发生了翻天覆地的变化，物质生活的充裕已经远远不能现代人的需求。在解决问题中，“设计”显得越来越重要。由此，“设计”被单独提出来作为一门独立学科，从而形成今天的设计学科体系。
2、从“服务替代产品”中看设计学科协同创新
基于全球化环境的重视，绿色设计已经成为当今时展的趋势与主流。但是究竟如何做到绿色设计，仍然值得我们继续深思，仅仅用木头、竹子天然材料做的就是绿色设计吗？绿色设计从最开始基于生产、生活、环境的矛盾，3R原则的出现；到80年代提出清洁生产、生态设计；现在，随着现在的生态链和农耕时代不同，断裂且单向的，出现了系统设计，即服务设计，就是部分用服务替代对物质产品的巨大需求，提供“解决方案”而不仅是“物质产品”。这样一种新的绿色设计思路的出现——“用服务替代产品”。打破了以物带物的束缚，改变了设计的思维方式，从更高的视角，产业链的角度来重新诠释绿色设计。这样的设计创新从源头上解决了绿色设计问题。正如李一舟所说：“重新组织关系而不增加新产品，转变人的思维方式比具体给他们做设计要好得多。”这样的创新不可能在单一学科环境下产生和完成，而是集多种学科共同协作下的产物。
从“服务替代产品”中，我们可以看到工业设计与信息交互的深度结合。这样一种思路不仅需要单一的工业产品、以及工业产品之上的“人机交互”体验，更为重要的是基于整体化的信息服务链。如清华大学学生基于该思路做的自行车信息循环生态系统。在现在的手机上安装一个芯片，这个芯片用于与自行车进行交互。车主通过扫描车子，可以在成堆的自行车中快速发现自己的自行车；作为信息公司通过芯片了解自行车的维修及二手车转卖状况并将信息告知专业的回收部门，以此有利于自行车零部件回收再利用，从而提供整个产品循环的可能性。这样一种创新思想是将工业设计与信息交互设计以及社会学科共同协作下的成果。
3、协同创新遵循的原则
从“服务替代产品”一些优秀的案例中，我们看到了学科与学科协同创新的潜力和力量，而且随着时代的发展，信息时代的到来，在解决一些问题中，这种协同创新越来越适应社会发展的需要。设计学科更应该把握这一发展趋势，促进学科建设。而在把握这种学科间协同创新中，我们也应当注意一下几点。
1、系统性
针对一个问题，首先设定系统目标，找出问题的主要矛盾，根据系统目标来展开解决。在具体到学科间的协同创新上也是如此。例如再次谈到设计的可持续问题上。首先定下系统目标，如何做到可持续发展是我们设定的系统目标，根据这个系统目标，解决这个问题涉及到研究哪些学科？而在涉及到的学科之间哪些学科相互协作可以帮助我们更加有效解决问题？列出目标系统基本框架图，找到有效的切合点，找到几个学科间协作所产生的创造力，找到解决问题的方案。正如自行车信息循环生态系统，在系统分析之下看到了工业设计和信息交互设计交叉互融。
找到切合点后，例如工业设计和信息交互设计的协作，根据这俩个学科，再以系统性的方法，继续细化解决这个问题的方法点，例如人、人操作手机、芯片与手机互动、芯片与信息终端联系、信息终端与回收站的交流、回收站与人，形成这样一个循环系统。同时，在每一个循环系统之下的问题，例如芯片与手机互动，会出现子问题芯片与手机的互动方式，触摸式互动方式、声控式触动方式，而触摸的大小、力度，然后再往下，从而找到每个最佳的互动方式。
科学的系统性的设计方法与直觉的、感性的构思方法在产品设计中可以并且应该是共存互促、融合汇流的。所以在学科与学科协同创新下，无论是开始、中间的过程、以及结果都离不开系统性的指导，始终以系统的思路为出发点，不仅有助于找到问题的主要矛盾，同时更够更好地了解问题本身，也利于问题的解决。
2、差异性
在学科间协作创新中，应该尊重其各自的差异性，看清问题主要矛盾下的主要方面偏重在哪一点上，这样有利于突出解决问题的核心侧重点。在自行车信息循环生态系统中，我们从各个学科交叉中看到了工业设计与信息交互带来的创新，然而究竟哪个才是侧重点呢？其他问题可以围绕作为推动作用。在整个设计中，“以服务替代了产品”，达到资源公共化，服务成为核心，所以信息与交互设计成为解决方案中偏重的主要方面，而工业设计退后，起到了辅助的作用。了解了这种差异性后，有利用我们更好地解决问题。侧重研究自然和谐的人机沟通、沟通语言、服务程序、软件方式、信息传达等，而不是侧重从产品设计的角度设计出舒适的车，新的轨道，很漂亮的模型，理想的生活场景。当然这些也是要注意的，只是付诸在问题的主要方面之下，更好地协助解决问题。
4、结束语
在当今信息科技时代的社会，大量的信息量充斥着我们的生活，事物之间都在寻求一种共同发展下的平衡，协同下的创新，以达到和谐共处。作为引领社会发展的设计，更应该注重在新时代背景下学科间协同创新的力量。而如何协调、如何合作、如何创新？我们可以从“服务替代产品”优秀案例中得到部分启示，把握其几个基本原则，系统性、差异性、协调性、创新性。一方面以系统性的思路作为指导、另一方面分清系统目标下问题的主要方面和次要方面，在尊重差异和把握重叠中寻找创新的突破点、侧重点以及推动点。从而更好地挖掘和利用学科之间共同建设的潜力，带动设计学科更好地发展，培养符合新时代背景下的优秀设计人才。
参考文献
[1]赵华，Dialogue Concerning the Definition of Green Design，装饰2010（3）18—22.
[2]陈汗青，系统设计原理，武汉理工大学教材中心，2003年9月
[3] 汪馥郁、李敬德、文晓灵，产学研结合新模式——学科集群与产业集群协同创新，创新科技，（15）
机械创新方案 第16篇
论文摘要：以创新实践基地建设与创新人才培养的有机结合为切入点，以创新设计和创新竞赛为手段，论述高校学生创新能力培养模式的改革，并提出高校创新型人才培养需解决的关键问题。
近年来，我校开展以创新设计为手段的促进大学生创新能力培养的改革，通过机械cad/cam专业教学实践，创造性地将学生在计算机辅助设计方面的传统优势与创新设计相结合，在落实素质教育与创新能力培养方面，找到一种切实可行的途径，培养的学生具备了较扎实的创新设计能力。通过创办cad协会及积极开展创新设计教学活动，创造一种极具吸引力的学习氛围，通过举办创新设计竞赛，为学生进行创新活动提供实践的舞台，极大地促进了我校机械cad/cam专业学生创新能力的培养。但现阶段的教学工作欠缺厚实的物质基础和实践条件，还不足以形成一套系统的运行管理机制，经费使用方面也欠缺保障，跨部门的组织工作难以协调，虽然在教学中已形成创新的风气，但未能上升到教学模式的层次，受益面有限。
创新型人才是建设创新型国家的关键所在，培养学生的创新能力已成为当前教育教学改革的重要目标，尤其是创新精神和实践能力的培养已成为当前课程实施必须思考的问题。我校机电系在培养学生学习能力的基础上，对学生创新精神和创新能力的培养进行了积极的探索，以韶关学院省级重点实验室——现代设计与制造重点实验室为依托开展创新人才培养模式的研究与实践，取得了一定的成效。
整合实验室资源，
建立创新设计实践基地
实践教学是培养创新人才和提高学生动手能力的重要环节，实践基地建设则是实现实训和实习教学目标的重要保证。以前，学校的实验室按课程的开设情况进行单独设立，实验内容分散且有相互重叠之处，学生为完成实验而实验，尤其是验证性实验所占比例偏大，综合性和设计性实验相对偏少，学生思维方式僵化，教学效果不理想，不利于学生接收最新的科学文化知识和培养适应社会挑战的能力，不利于提高学生的综合能力，更不利于学生创造性思维的开发。
通过认真的分析和研究，我校将现有的实验室资源进行有机的整合并投入大量的资金，建立了以省级重点实验室为核心的创新设计实践基地。该实验室既建立起与专业培养目标相适应的实践教学体系，同时又是培养学生操作技能和创新能力的实践基地。它包括现代设计实验分室、现代制造室、测试与分析室及机电一体化室，完成了机械类专业从设计、制造、测试、分析及机电一体化等相关学科实验教学。建成的重点实验室年均可接纳学生、教师2000多人次，可同时容纳教师、学生100多人进行实验和科研工作。尤其是引进了大量的现代实验设备，如快速成型机、加工中心、ansys分析软件和测试仪器、特种加工设备和常用cad/cam应用软件，以适应不同年级及不同层次学生的实验需求。在实验教学过程中，为了培养学生创新思维，我们更新实验课程，压缩演示性实验，增加动手操作性实验，将演示性、验证性实验向综合性、设计性实验转变；打破单一课程的局限，把设计与制造有机结合，开设cad/cam一体化数控编程和数控加工实验”。
省级重点实验室的建成提供了良好的创新实验基地，也为培养学生创新能力提供了良好的实践基地。通过技能培训和科技创新培训，围绕先进实用设计制造技术开设各类工程实用技能培训，培养学生适应设计与制造技术的工程应用能力；通过设立学生科技创新协会并组织参加校内外的各项课外科技活动和竞赛，培养学生的创新能力。
建立一支新型的教师队伍
高校能否为国家培养出合格人才，关键在于教师，在创新人才培养过程中，更需要有一支高水平的教学与科研相结合的师资队伍，还要有一支结构合理的“双师型”教师队伍。如果一名高校教师只能单纯地从事教学，不能开展科研活动，不仅本身的学术水平难以提高，在教学上也会因为知识狭窄而影响教学水平的提高。
近年来，我校机电系教师积极参加各项科研活动，组织各类科技学术讲座，增强学生参加科研和创新活动的意识，有效促进学生创新能力的提高，并且开辟了第二课堂，开展社会实践活动，吸收学生参加教师的科研工作，建立大学生科研工作基地，真正起到培养学生工程实践能力和创新能力的作用。
加强“双师型”师资队伍建设是提高大学生动手能力的关键所在。一方面积极引进人才，另一方面根据专业特点，要求现有的专业教师积极参加产品设计和开发活动，提高自身的实践能力，鼓励教师到厂矿企业生产一线进行专业训练，提高工程技术应用能力。通过几年的努力，我校机电系已有4名“双师型”教师，优化了教师队伍结构,为学生实际动手能力和创新能力的培养提供了可靠的保障。
进行创新技能培训
教育模式应适应社会的发展和时代变化的步伐，过去长期实行的专才教育模式培养出来的毕业生越来越不适应现代社会的需要。同时，社会对毕业生的评价标准也发生了变化，越来越欢迎知识面宽、创新能力强、适应能力广的复合型人才，其中创新能力强是复合型人才的关键，它需要具有多面性的知识体系和扎实的基础知识。为此，机械设计制造及自动化专业本着“加强基础，拓宽专业，重视实践，培养创新”的思路，有针对性地对学生进行“对口”人才培养，增加了校内公选课和选修课的比例，为学生个性发展提供了更多的时间和空间。定期开设创新技能知识讲座，积极开展第二课堂活动，先后成立了“cad协会”和“电子协会”，定期不定期地举行各项交流活动。同时，举办各种职业技能培训班，对成绩合格者颁发相应的职业资格证书。这些形式多样的创新型技能培训，大大提高了大学生的适应能力和创新能力。
以竞赛为中心，
加强创新能力的综合培养
学校成立了cad协会并积极开展创新设计教学活动，创造一种极具吸引力的学习氛围，通过举办创新设计竞赛，为学生进行创新活动提供实践的舞台。将培养手段与培养目标紧密结合，极大地促进了机械cad/cam专业学生创新能力的培养，使学生的创新能力水平得到了很大的提高。通过cad协会和电子协会鼓励学生科技创新，经常性地举办校内创新竞赛，让更多的学生积极参加创新活动，增强学生的创新意识，开阔学生的知识视野，并定期组织学生参加广东省和全国的创新设计大赛。经过几年的不断努力，我校取得了骄人的成绩。在广东省和全国的多次创新设计大赛中，我校获得省级一等奖4项；在广东省第七届“挑战杯”课外科技竞赛中获自然科学类二等奖1项；广东省“高校杯”软件设计竞赛获奖3项；广东省机械创新设计竞赛获奖12项；在中南地区港澳地区首届大学生创新设计与制造大赛中，2005年获得广州赛区3项一等奖，选送到广西参加中南六省选拔赛获得2个一等奖；在2003年全国大学生电子设计竞赛中有2组获广东赛区三等奖。cad协会的比赛作品有9项获得了国家专利，是同类院校中的佼佼者，反映出我校在学生创新能力培养方面已初见成效。
建设开放性实验室，
形成新的实验教学管理模式
对实验教学进行改革，既保留了优良的验证性实验，又更新了实验内容，增强综合性、设计性及创新性实验。这样，不仅开拓了学生的知识面，而且培养了学生的创新思维和创造意识。但常规的实验教学管理模式已不适应要求，尤其是综合性、设计性实验和创新性实验的开设，往往需要大量的时间和精力，不像一般的基础性实验按实验指导书的规定完成即可，它需要付出创造性的劳动，对优选出来的创新作品需立项并进行制作，以参加更高层次的创新设计竞赛。现代设计与制造重点实验室对高年级学生及有项目参加创新竞赛的学生开放，学生可以自主选择时间进入实验室，在教师指导下进行研究性实验和创新性实验，从而提高学生的创新能力和创新水平。这种实验管理模式的意义还在于：（1）实验室开放不仅对学生技能训练，而且对培养学生的创新意识、创新精神和开拓能力具有重要作用；（2）实验室开放内容贯彻了“因材施教、讲求实效”的原则，根据不同层次的学生和要求确定开放内容，内容包括：设计性、综合性、研究性和创新性实验；小发明、小制作、小论文等课外科技活动实验；（3）较好地实现学生参与教师科研，使学生的创新能力培养落到实处。加强了对学生实验素质与技能、创造性思维方法和严谨治学态度的培养；（4）提高了学生的团结合作精神，通过开展“开放实验交流答辩会”等活动，促进学生实验小组之间的沟通，分享实验成果和心得体会，培养学生的口头表达能力；（5）提高了学生的成就感，学生参与开放实验项目取得优异成果者，可向教务处申请学分。学校每年评选一批在培养学生创新能力培养方面成效突出的开放实验项目作为优秀项目，对参加者和指导教师实行奖励。
建立开放性实验室，是实验教学模式的一种改革，也是实验教学改革的方向，其思路是鼓励学生在课余时间参加开放式实验、创新实验、科研和各类社会活动，提高实验教学水平，进一步加强素质教育，提高学生的综合创新能力，培养创新人才。
面向21世纪科技进步和社会主义现代化建设的需要，机械设计及自动化专业的学生需要具有创新品质和发展能力，掌握专业基础知识、应用能力和基本技能，培养在制造行业生产一线从事机电产品设计制造、技术运用与改造、运行管理和经营销售的高级应用型工程技术人才和创新人才。通过创新实践基地建设与创新人才培养实践，系统地对创新人才培养方法及培养目标进行积极的探索。几年的实践表明，创新实践基地建设对创新人才培养起到了非常积极的作用，学生的专业素质和创新能力、适应能力得到了较大的提高。
参考文献：
[1]白彦茹．浅谈比较教育研究方法的发展趋势[j]．黑龙江教育学院学报，2003，（11）．
机械创新方案 第17篇
现阶段农机报废过程当中遇到的问题：
表格填写不够规范。《报废农机回收证明》表上填写的机具型号和机具类别不规范，机具型号有的填写“雷沃谷神”，有的填写“”，还有的填写“全喂入自走式收割机”等，机具类别有的填写“联合收割机”，有的填写“喂入量3—4kg/s(全)”等。
档案资料不完善。报废农机回收企业建立的报废台账或档案都比较简单，报废过程相关资料未存档。报废机具拆解前中后照片、视频资料、旧机的档案资料等保存不规范。
监管力度有待加强。部分报废回收企业设施设备简陋、管理和操作不规范。报废农机回收企业安装的大数据监管系统对报废拆解过程的视频录像保存时间短，超过存储期限将无法调取回放录像，不便于农机主管部门进行监管。
第二章 建设内容
按照河南省农业农村厅、河南省财政厅、河南省商务厅关于印发《河南省农业机械报废更新补贴实施方案》的通知(豫农文【2020】216号)及农业农村部《报废农业机械回收拆解技术规范》要求，县级农业机械化主管部门应对辖区内回收企业拆解或者销毁农机进行监督，探索远程监控回收拆解机制，督促回收企业留存好拆前、拆中、拆后照片等资料。
1、在报废农业机械拆解及主要总成解体销毁过程中，应录像监控，回收确认、零部件拆解、对机体等零部件拆分或压扁破碎等至少三个环节可剪辑保留 10s 以上的重要时段视频资料存档，同时拍摄(或截图)解体销毁前、中、后各照片 1 张。相关信息保存期限不应低于 5 年。
2、建立报废农业机械回收拆解档案和数据库，对回收报废的农业机械逐台登记;记录农业机械和所有者信息，主要信息包括：机主( 单位或个人)名称、证件号码、牌照号码(适用时)、品牌型号、车架号、发动机号、出厂年份、接收或收购日期等;记录回收、拆解、废弃物处理及拆解后零部件、材料和废弃物的数量、重量和流向等，并做好标识，处理批次、拆解数量与重量应统一;纸质档案保存期限应不少于 3 年，备份的电子档案和和数据库，保存期限不少于 5 年。
3、在农机回收企业和县农机中心分别开通云存储用来存储拆解视频及图片。
第三章 建设预算
机械创新方案 第18篇
[关键词]：TRIZ机械产品创新设计
一、绪论
在知识经济时代，世界科技的发展将更加迅速，产品的技术含量不断提高，产品生命周期将更加缩短，产品创新的加速发展也变得越来越重要。机械产品开发更多更重要的是非数据计算的、通过思考、推理和判断来解决的创新活动，只有创新活动才能真正从根本原理上进行产品革新，才能在产品的性能、质量、价格等方面产生质的飞跃。TRIZ是俄文英译丁eoHya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch的缩写，是指发明问题的解决理论(即发明解题理论)，它是一种系统化的发明工程方法论，是针对问题点加以分析考虑，并寻找出其中的矛盾，再将矛盾归类为物理矛盾与技术矛盾，再进一步采取不同的解决方式。研究TRIZ理论和方法，并将其运用在机械产品创新中具有十分重要的意义。
二、TRIZ亿在机械产品创新中的应用
机械创新设计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，进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性以及实用性的机构或机械产品的一种实践活动。在进行机械创新设计中会遇到很多技术性问题，在解决这些问题时，如果不明确应该使用哪些科学原理法则，则很难找到问题的解决对策。TRIZ理论给出了解决各类问题需要借助的科学原理，并指明了解决问题对策的探索方向。重视创新设计是增加机械产品竞争力的根本途径。在机械产品设计过程中，存在物理冲突、技术冲突，使得设计过程成为一个具有创新性特征的问题解决过程，完全可以利用TRIZ思想和方法解决机械产品的创新设计，并应用TRIZ的机械产品创新设计模式。
三、基于TRIZ亿的机械产品创新分析――以螺丝刀为例
(一)TRIZ解决问题的流程。
在解决一个工程问题时，可能使用TRIZ的一个工具或者是更多。应用TRIZ的第一步是对给定的问题进行分析；如果发现存在矛盾则应用原理去解决；如果问题明确但不知道如何解决，则应用效应去解决；第三种选择是对待创新的技术系统进行进化过程的预测。之后是评价，确定是否满足要求。如果满足要求，则进行后序的设计工作，反之，要对问题进行再分析。
(二)螺丝刀产品创新――基于了RIZ。
本文选择最常用的手动螺丝刀作为应用实例，通过本实例的验证希望对机械产品的改进以及创新开发提供一种新的解决方法。
1、定义设计需求、确定功能。
对产品的要求为有以下两点：具有方便灵活使用特点的手动螺丝刀；具创意性，可增加在市场上的竞争力。首先考虑螺丝刀操作上的原理及使用的状况，其最主要的功能为锁紧及拆卸螺丝，所以把目标放在能够快速且省力的将螺丝锁紧或是拆卸，是一个非常确切的产品设计方向，以“力”、“时间损失”、“可操作性”作为改进的工程特性。
2、建立基础功能模块。
选定其最具代表性且功能上最基本的一种产品作为基础，建立该类产品的基础功能模块，接下来再运用创新法则在功能模块上增加新的功能，以产生新的概念设计。选择最常见的带棘轮的螺丝刀建立其功能模型，将与棘轮相关的各组件组成为一个次系统视为一个组件，不考虑棘轮内相关组件间的相互关系，只考虑整个次系统组件提供的有益功能与有害功能
3、功能组件模组的建立与增加。
对特定产品，首先由设计需求来决定要改进的工程特性，其次找出对应该工程特性的创新法则，最后将想出的新方法建构成功能组件模块并存人数据库中，集合成为“功能组件数据库一。以“分割”为例，nuZ对此法则的解释为：将一个物体划分成相互独立的零件；使物体分成容易组装及拆卸的部分；增加物体相互独立的程度。配合要改善的工程特性“力”来思考，得到了新的想法，若在螺丝刀头上分割出一可作为力臂的组件，则可有效的增加使用时的扭力，这就是由设计需求定出特定工程特性，再来产生新概念的内涵。
4、组合基础功能模块与功能组件模组。
由前面所建立起用于螺丝刀设计的产品功能模块数据库与功能组件模块数据库，使用二者配合TmZ设计软件来进行产品的概念设计。本方法好比堆积木，首先选择一块大积木(基础产品功能模型)做地基；然后再选择要堆放的各种小积木(功能组件模块)；最后决定堆放的位置(将功能与组件做连结)，由排列组合的概念来产生大量的新设计。在加入功能组件模块后再应用软件进行修剪，将组合产生的新产品功能模型加以最佳化，得到最后需要的概念设计。
5、创新设计软件的评估与裁剪功能。
在组合产品功能模型与功能组件模块，产生初步的创新功能模型后，要对产生的新功能模型进行组件价值的评估修剪，以消除因任意连接功能与组件所可能产生的矛盾。功能等级与功能模型中各组件的连结状况有关，而问题严重性需由功能模型中各问题作用的等级计算出，在软件中会自动为使用者计算。
6、创新设计结果。
经过组合连结修剪所得到的刨新功能模型，考虑其组件与功能间的可能性，设计出的创新产品。组件取代原本握把的功能，而握把与棘轮纽组件间以机构旋转对的方式加以连结，因此当使用者握住握把加以转动，就可增加扭力锁紧螺丝，发挥功能模块想带给新产品的功能，符合设计目的。
(三)小结。
选择螺丝刀做为应用实例，用TRIZ进行设计，得到创新设计结果。经实例验证丁RIZ方法确实可以帮助设计者进行机械产品创新设计，从而对产品创新设计提供了一种新的设计方法和解题思路。
机械创新方案 第19篇
关键词：机械设计创新 基本形式 原则 新型内燃机
引言
创新在人类进步的过程中起到了重大的作用， 并且促进了机械设计的前进与发展， 机械结构一直以创新作为发展的动力。如今的时代是知识的时代， 机械设计与制造在国民经济的发展中，起到了奠定基础的作用， 创新才是推动发展的不竭动力。创新能力一旦出现缺失，就会丧失许多本来应该得到的机遇， 没有创新就没有机械技术的不断前进。知识创新和技术创新在竞争中起到了决定胜负的作用，关系到企业的兴衰成败。
1机械创新设计及其特点
机械创新设计就是要把设计者脑海中潜在的创造力完全地释放出来，再借助人类已经取得的相关成果重新进行构思，设计出从前更加具有独特性和实用性的设备装置的一种活动。机械创新设计进行的基础就是机械设计学理论，再对一系列的相关学科进行融合，综合设计之后产生的技术方法。
机械创新设计具有许多优秀的特点： ①设计的学科比较多，比如机械、液压、电力等多学科之间进行渗透和综合。②设计过程里面很大一部分的工作不需要进行计算，而是建立在日常知识的积累上，需要大量的推理判断，还需要与创新性思维进行一定的融合。③要在多方案中将最优方案甄选出来。大型的设计中，必须根据能力进行甄选，并且对所选方案进行科学的优化。④创新设计需要不断地进行筛选，每一阶段都有着不同于其他阶段的特点，客观上还有一定的联系，又是一个整体。
2 机械创新设计研究的目的和意义
开展机械创新设计研究，可以提高本身的科技发展水平， 还可以获取丰富的社会效益和经济效益。具有许多意义：
（1） 深入地进行机械创新设计的研究，可以促使人类发明更多的新机器；
（2） 机械创新设计研究可以使机械专家以更快的速度进步， 有利于机械设计水平向着更高、更快的目标发展；
（3） 机械产品进行创新设计之后，可以有效提高自身的竞争力， 当时的时代产品追求专利化，这样才能获取的更大的收益；
3 机械设计中创造性思维的基本形式
发散型思维
发散型思维就是在思维过程中，将已经掌握的概念重新进行整合梳理，向附近形成辐射，扩散出更多的答案或者是解决问题的方法。发散型思维。没有固定的方向和固定的范围，也不仅限于传统的思想，很多时候思考问题采取的是比较新颖的想法，常常给人意想不到的效果。
发散型思维能力的高低收到好多因素的影响，最重要的一点就是迁移能力。. 发散型思维有许多不同的表现形式，例如立体思维、多路思维、反向思维等等。发散型思维想要得到的答案要是最多的、最具有新意的，一定要是前人没有想过、没有使用过的方法，这就给机械创新设计带来了更多的灵感。
聚合型思维
聚合型思维则是用具体的对象当做中心，从不同的角度入手，最后思维回到这个选好的中心上来，解决出现的问题，也就是在许多方案中选择最为合理、有效的那一个。
发散型思维和聚合型思维都属于创造性思维的范畴，两者之间存在着一定的联系，并且不可分割。机械创新设计一定都是由发散思维到聚合思维的过程，然后再从聚合思维到发散思维，反复进行循环，直到问题最后解决。发散型思维和聚合型思维在哲学上来说，属于辩证统一的一个过程，创造性思维整个过程都是为了最后创新的目的做准备，从五花八门的设想中选取最优质的方案。
想象思维
想象是在思维活动里面，属于抽象思维的一种，想象可以是天马行空般的任意想象，也可以是在已有的基础上进行再加工或者是局部更新的想象. 想象思维一定要以客观现实作为基本的出发点，还要具有一定的概括性以及形象性。
想象是人类的思维中，最神奇的一部分，也是最美丽的一部分。失去了想象，也就失去了创造，想象就是创造精华所在。万有引力定律只是因为一个普通的苹果落下地面，牛顿据此展开想象，得到了万有引力定律；“嫦娥奔月”也是人类想象出来的神话故事，促使人类发明了可以登上天空的飞行器。想象可以推动社会不断地进步，科学不断地发展。
4 机械创新设计思维的2个原则
机械设计过程是由功能要求开始出发，再到作用原理， 最后进行物理结构构思的一个过程。创新设计思维进行的过程中， 一定要将下列的原则牢牢把握好：
（1） 最短路径原则
首先要对产品具有的功能进行明确， 然后找出最佳的设计例子， 以便在最快的时间内接近目标， 然后选用正确的价值工程方法， 再将价值较低的极少数组件找出来，当做研究的对象， 分析出对象当前存在的矛盾， 尝试在最小的变动之下将矛盾解决。这种方法需要消耗的能量是最少的， 也就是所说的选用的路径是最短的。
（2） 相似性联想原则
联想是要针对事物之间的相似性进行分析和归纳，联想合理与否的一点重要依据就是是否具有相似性， 相似性由产品的实例进行决定， 如果多样产品实例同时满足一种功能要求， 那么它们之间就可以说是存在着一定的相似性。
5 机械创新设计实例-新型内燃机的开发
无曲轴式活塞发动机就是机械创新设计的一种实例，它把圆柱凸轮于发动机的中心部位进行安装，在圆柱凸轮的附近就可以在设置多个气缸，这样就形成了多缸发动机。一旦圆柱凸轮的凸轮轮廓形状出现变动的话，输出轴的转速也会随着进行改变，就起到了减速增矩的作用。上述的凸轮式无曲轴发动机已经被广泛应用起来，船舶和机械行业都可以看到它的影子。
旋转式发动机与从前的往复式发动机进行比较的话，输出功率上具有明显优点：体积小、重量轻、噪声低并且结构照比以往简单，但是在实际应用的时候还是存在着一些弊端，需要进一步进行解决。
6 结语
一定要善于吸收多方的经验，在追求最佳方案的时候， 成熟的技术可以直接采用。 还要具备一定的学习能力，机械设计涉及到许多学科的知识， 设计者一定要具有针对问题自学进行解决的能力。只要对自己有信息， 努力进行钻研和探索， 一定会寻求到最佳的设计方案。
参考文献
[1]沈惠平；机械创新设计及其研究[J]；机械科学与技术；1997年05期
[2]刘念聪，王银芝，李宏穆，孙未；机械创新设计的概念及其技术内涵[J]；矿山机械；2004年09期
机械创新方案 第20篇
[关键词] 机械原理 案例教学 机械创新设计能力 应用
一、引言
机械原理课程主要研究机械产品运动方案设计的基本设计理论与方法,是机械类专业课程体系中最能培养学生创新能力的一门课程。案例教学是以“案例分析”为核心的一种参与式教学模式,在经济学和管理学等课程中应用较多、效果也较好。深圳大学钟杏云进行的问卷调查表明,案例教学法与其他教学法相比对学生的作用最大,最受学生欢迎,也是学生最希望老师采用的方法。该方法对于激发学生的学习热情,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力具有重要的作用。目前,案例教学而在机械学科应用不多,探索和实践的成果也不够明显。
机械原理课程的教学效果直接影响后续课程的学习和学生创新意识以及创新能力的培养。如何使学生掌握好课程内容,培养机械创新设计能力,是摆在任课教师面前的重要课题。结合工程实际和课程需要,各高校在机械原理课程教学中所举的应用例子较多,这些例子是将工程实际中复杂的问题简单化,使同学很容易理解课程有关章节所要说明的简单问题。而案例则不同,它只是一些较为全面和真实的材料,供进一步讨论和分析用,并非“最佳做法”,其目的是为了讨论课程中具有复杂逻辑联系的复杂决策问题。
二、案例教学在机械原理课程教学中的实施过程
1.教学案例的选择与设计
案例是实施案例教学的前提条件之一。案例选择要围绕课程教学目标和专业培养方向,并考虑学生的现状和特点。技术本科院校的学生文化素质差别较大,理论基础相对较弱,也无生产实际经验和工程背景,缺乏参与工程实际设计的体会。案例教学不仅要教授课程的理论知识,而且更重视培养学生的创造能力和解决实际问题的能力。选择案例时,教师首先要研究所授班级的专业培养方案和课程的教学目标,确定案例要传授给学生的知识点和培养学生哪些能力;其次,要选择来源于生产实际、有一定技术含量、最好是学生可以操作或能够接触到并易于接受和理解的、教师能够把握的有时代气息的案例。第三,案例要反映课程的重要知识点、核心能力和关键问题,体现对学生核心能力的培养。我校在教学中选择电动护理床作为案例。首先,护理床是真实的典型机电一体化产品,蕴涵着包括机构学理论在内的丰富的工程理论的思想。其机械结构包含课程中重要的连杆机构、齿轮机构和螺旋机构;其次,护理床是用于医院或家庭的助老助残产品,与人们的生活密切相关,是学生易于接受和理解的案例。我校又在该产品的研究方面有一定的技术积累和多台不同功能护理床的样机,同学既能观察到其动作原理和结构组成,又能实际操作和亲身体会。有利于学生分析出目前产品存在的问题。再经调研、分析和讨论交流等活动,可以培养学生求异的思维方式,发挥其主动性及创新潜力;第三,护理床的设计不仅需要机械学理论,还需要电学、控制学和人体工学理论。护理床的最佳方案的确定需要考虑诸多因素以及这些因素之间的复杂逻辑联系。设计具有最佳方案的护理床需要理论联系实际的思考、分析和研究以及全面细致的讨论,对于培养学生的综合决策能力具有重要的意义。第四,护理床案例包含课程的核心概念“机构创新设计”、核心能力“机械的分析能力”、“机械的设计能力”和“机械的创新能力”和机构设计的基本概念“极位夹角”、“死点”、“压力角”和“传动角”等。该案例的实施有助于学生掌握机械设计理论,并应用这些理论解决护理床的设计问题。选择并设计好案例教学是确保案例教学实施的重要条件,护理床案例包括:案例名称、案例来源及背景、产品功能描叙、案例素材发放时间、案例的调研分析要求、案例的讨论地点、形式、提纲和具体组织步骤、案例讨论过程中可能出现的问题及对策、案例教学效果分析等。
2.案例教学的实施
首先,将护理床案例布置给学生,有针对性的讲解解决问题的方法和思路。然后带领学生到实验室实地观察护理床的结构和动作原理,让学生在床上亲身体验护理床的各项功能,再分组(4人一组,学生选定1人为组长)谈体会、分析其结构及动作不合理之处,提出最佳方案护理床应具有的特征。每组同学提出要完成最佳方案护理床的设计应解决哪些问题,如何解决。每组同学合理分工,检索相关文献,查阅有关资料,调研护理床的销售公司和用户,掌握护理床产品及技术研究的现状和发展趋势。这个过程会促使学生不断学习,充实自己。学生在调研分析的基础上,会综合运用所学知识和经验去分析和解决问题。具体包括:解决现有产品问题的技术依据、新方案的动作原理和机械结构,机构的干涉检验和仿真分析以及控制原理和控制方案等。最后,形成本组的最佳方案,并形成汇报、讨论稿。由于每组同学需要独立完成,全班可能有多种完全不同的合理方案。第二,按规定时间和地点,每组选定1名同学在班级介绍本组的设计方案,充分发表本组同学的独到见解。完毕后,教师组织全班同学按确定的主题认真讨论,形成以学生为中心的发言、提问和解答,让全班学生充分展示自己的观察、沟通、决策和表达能力。在实施过程中,由于班级每名同学对护理床均有深刻的思考和研究,针对汇报者的设计方案,其他同学发言很主动,也有一定深度,这对汇报者设计方案的进一步完善具有一定的作用。教师和班级其他同学认真倾听。同组同学还要做好记录,共同回答其他同学的质疑。鼓励同学围绕主题互相争论。教师既是与同学平等的讨论参与者,还是讨论主题方向把握着,教师要及时进行点评并对讨论中出现的问题予以指导。待汇报和激烈的案例讨论结束后,教师要对课堂教学的全过程进行归纳、总结,并引导学生对本组在案例教学中所取得的成果经验进行总结,对其他组的研究成果进行分析。分析总结有利于学生进一步思考问题和完善设计方案。本次案例教学的成果有:(1)同学们亲身体会到机械产品新方案的形成过程,锻炼了学生综合运用各种理论知识和经验以及流行软件解决实际问题的能力,培养了学生的机械创新技能;(2)护理床连杆机构和齿轮机构的设计和应用是课程教学的重点和难点,机构的核心概念在护理床的方案设计中都得到了应用。案例教学的实施巩固了所学知识,加深了学生对课程基本原理和概念的理解,也活化了知识,并将知识转变为应用知识解决实际问题的能力;(3)培养了大学生的创新意识和机械创新设计能力。同学们完成了多种护理床的机械结构方案,并申请了四项国家专利;(4)案例教学以学生为主体,培养了学生自我学习能力,使学生由被动接受知识变为接受知识与运用知识解决实际问题并举,使案例教学实现了既“授之以鱼”,又“授之以渔”的教学目的;(5)案例教学教师是主导,但需要对学生提出的各种方案和讨论中的问题进行点评,这要求教师对案例有深入的研究,掌握案例相关知识和经验。为此,任课教师需要充分做好准备工作,有利于教师自身素质的提高。
为保证案例教学效果,在课堂讨论案例结束后,教师组织学生对各组完成的方案进行进一步完善。并安排学生写心得体会,对案例教学效果和案例本身的问题进行分析,指出教师工作和案例实施中的问题或不足,并对今后的案例教学提出意见或建议。
三、实施案例教学应注意的几个问题
1.案例教学法要与其他教学法密切结合
尽管案例教学法有明显的优点,但在实践中也发现它存在的一些缺陷,如单位时间传授知识效率不高;知识传授的系统性及完整性不易实现等。为此,在采用案例教学法的同时,还要结合其他理论授课方法,使案例教学与传统教学中的一些有益做法互为补充。传统的教师授课方式有利于知识传授的系统性、严谨性,有利于学生打下深厚的理论功底,培养抽象思维能力。案例教学重视实际问题的分析和解决,既可在教学内容和教学方法上弥补传统教学的不足,又可推动传统教学方法本身的不断改进。案例教学也需要学生有一定的理论基础,并掌握有关的基本概念和基本原理,否则,案例教学难以开展。因此,案例教学法一定要与其他理论教授方式密切结合。
2.教学案例要准确反映课程对学生核心能力的培养
案例教学要围绕课程的核心概念和核心能力开展。由于学生缺乏工程背景和专业知识,若案例涉及过于专业化的知识,学生将难以调研、分析和提出问题的解决方案;若案例太简单对学生来说缺少吸引力、没有新奇感,同样达不到案例预期教学目标。实施案例教学要因材施教,兼顾案例的实践性和理论性这两个方面,这样才能有效地提高案例教学质量。学生只有真正的理解和掌握课程的核心概念,才能够把理论与实际有机的结合起来,使实际问题迎刃而解。成功的教学案例一定要实现教学目标。
3.案例教学要注重课堂和课外相结合
案例教学的主体是学生,教师只起引导作用。对于同样知识点的课程内容,采用案例教学法所用时间较传统教学法多得多,所以,课程的案例教学不易多。机械原理课程我们选择两个案例实施案例教学,一个为护理床,另一个结合专业选择,对于机械设计制造及其自动化专业(数控技术方向)选择了四轴加工中心的机械结构系统。对于布置给学生的案例及要求,学生需要将自己置于产品设计师的位置,从产品的使用要求出发,在课外查阅资料、参观考察和小组讨论,分析案例产品存在的问题、产生原因和解决方法以及改进产品的设计内容和过程等,并在对比分析的基础上形成本组新的设计方案。由于这些内容需本组同学在课外通力合作、发挥集体智慧完成,所以案例的课外研究工作十分重要。课堂讨论由教师主持,按组发言、全班交流讨论,这是全班同学设计经验的共享过程,也使学生真正体会到他们才是案例教学的主体。课堂与课外相结合,才能完成案例教学目标,同时完成护理床的“最佳方案”。
4.案例教学需要师生双方的共同努力
案例教学要求学生和教师共同参与教学。教学是否成功既取决于教师,又取决于学生。选择和提炼案例需要教师熟悉案例内容并进行深入研究,准备好课堂讨论案例可能涉及到的有关知识。这样,既有利于案例的布置,又有利于解答课堂讨论学生提出的各种疑难问题。因此,教师需要通过科学研究、走进企业和进修学习,不断充实和更新自己的知识,拓宽知识面,提高自身综合素质。案例教学法强调学生主动学习、独立思考和工作,自主形成解决问题的最佳方案。在课堂讨论过程中,学生应积极思考、认真准备、踊跃发言,积极参与课堂案例讨论,配合教师完成案例教学任务。
5.案例教学要重视对学生机械创新能力的培养
案例教学缩短了教学场景与实际生活情景的差距,把抽象的原理、概念等具体化,促进从理论到实践的转移,有利于提高学生学习兴趣和能力,激发其探究意识。实践证明:案例教学对学生分析、解决问题和创新能力的培养,对知识的接受程度和保留的持久性等方面富有成效。我校机械原理课程的案例教学是“以培养学生机械装置原理方案设计能力为主线,以机构基本概念和原理的应用为重点,以培养学生创新能力为核心”组织教学的,通过案例教学与传统教学法的结合,使学生掌握了课程的基本概念和核心能力,提高了机械创新设计能力。
参考文献:
[1]张丽梅.案例教学法的研究与教学实践[J].黑龙江教育,2006,(3):51-52.
[2]钟杏云.充分利用案例教学法以提高学生的吸引力[J].技术经济与管理研究,2005,(1):122-123.
机械创新方案 第21篇
关键词 创新；机械设计；穿心途径
0 引言
当前，世界各国都已经加强了对本国知识产品的保护力度，我国在改革开放早期所采用的引进―消化―吸收――创新基本模式已经不能满足我国新时期机械行业的发展需要。因此，提升机械设计自主创新能力才能够为我国机械行业的整体发展提供一个可行的途径。而在机械创新设计过程中，通过提高对产品创新的意识及能力，将机械产品的设计制造成本降低，提高产品的操作性能以及自动化陈谷，达到对应的环保要求，对推动我国整个机械行业的发展具有重要意义。
1 创新思维在机械设计中应该遵循的两个原则
整个机械设计过程源自于功能要求与开发，通过作用原理分析，直到最终无力结构构思及形成。在整个过程中，机械创新设计工作必须把握这样两个基本原则。
设计路径最短原则
设计之初必须对产品必须具备的功能进行确定，之后找寻得到最优的设计结构方式，以便在最短的时间内达到设计目标，之后选择正确合理的价值工程方法，将其中价值相对较低的少部分构件找出，将之作为分析对象，确认其与当前结构设计存在的矛盾，试图通过最小改动量来解决存在的矛盾问题。这种设计路径所耗费的资源以及时间都较少，这时实现目标的路径自然最短。
相似性联想原则
联想是机械创新设计过程中的一个重要方法，通过对事物之间的相似性进行分析和总结，而联想得到的结构是否合理的一个重要判据就是所设计的结构是否具有一定的相似性，而这有产品的实例直接决定。若设计的多个产品实例同时满足功能需要，则它们之间一定存在对应的相似性，表面产品具备创新设计的潜力。
2 创新思维在现代机械设计中的应用
在机械产品运动方案创新设计中的应用
机械产品结构运动方案的设计就是设计人员根据用户提出的产品功能需求而提出的从机械结构原理出发的产品功能原理构思。运动方案是探索并解决实际问题的一个有效途径，其主要包括原动机、传动机构以及执行部件等系统运动方案的设计。其最终得到的结果必须满足机械产品结构功能的运动性能要求。设计的一种机构运动方案的好坏直接影响到产品结构、工艺、成本以及使用性能等方面的能力，是确定产品的整体质量、性能、经济性、环境以及所获得社会效益的关键步骤，是整个机械产品设计过程以及后续产品制造、使用过程的基础。对于机械结构产品而言，实现其具体的功能可以采用不同的运动方案，即可以采用不同的写原理予以实现，同时不同的功能又可以通过不同的机构来具体实现。因此，该阶段的工作是整个设计工作的重点，设计人员必须从功能分析出发，利用创新思维对产品的活动架构进行设计、优化，最终得到理想的产品运动方案。
以汽车的前驱、后驱运动方案为例，传统的后驱运动方案具有生产制造成本高、驱动部件多、安装复杂、车内空间较小、牵引力不足以及动力效率较低的问题。在现代机械设计的轻量化、汽车乘坐舒适性以及机动性要求提高的背景下，后驱汽车已经不能满足当前人们生活的需要。基于此，汽车生产厂商通过移植、逆反思维等方式对汽车的运动方案进行创新，将发动机前置，使得发动机的输出轴直接与汽车前轮的传动机构相连，驱动汽车前轮运动。这种驱动方式虽然使得前轮的负载增加，加大了轮胎的磨损量，但是其带来了相当多的好处：其一，汽车的驱动机构得到了明显简化，零部件数量明显减少，使得汽车的造价降低；其二，汽车整车重量下降，使得汽车的加速性能得到改善，刹车距离缩短，油耗降低；其三，采用前置发动机的方式释放了大量的车内空间，使得车辆的乘坐舒适性得到提高。
在机械产品结构创新设计中的应用
机械产品的结构设计工作主要包括对产品的外形、各部分的配置以及总体结构的设计方面。根据客户对机械产品功能要求的不同，所设计的结构方案也存在明显差异。机械产品结构设计的一个根本任务就是要找到不同结构形态的产品设计方案，设计出新型的产品结构形式。
随着人们对产品结构功能需求的提高，人们对机械产品结构的设计提出了更严苛的要求，设计人员必须在有限的空间中尽量多的将产品功能集成至一处，使得客户的安装和使用功能得到满足。
例如，在传统的办公室中，各式各样的打印机、复印机以及扫描设备充斥在空间中，使得办公室的环境不能得到改善，人们需要一种多功能的一体化文档处理设备。办公用品厂家在了解到人们的需求之后，开始着手对办公机械设备进行改进和设计。后经分析调查，最终通过离散与综合的创新思维方式，在尽量保证产品的基本构形要求下，将打印、复印以及扫描等文档处理功能集成于一体，设计制造了一台多功能一体机，显著改善了办公室的工作环境。
在机械产品动力能源创新设计中的应用
在制造技术、材料加工技术以及能源应用技术得到迅速发展的背景下，机械产品设计师在动力能源的选择过程中能够选择不同的能源作为产品动力来源，包括石油、天然气、电能和太阳能等。设计工作中，设计人员可以充分发挥其自身的创造性思维、方法，对产品的各个系统进行改进甚至是重新设计，将更多的清洁能源应用与机械产品的动力能源当中。
还是以汽车为例，当前在公共交通工具中日益广泛应用的电动汽车，其主要使用的是电能，与传统的燃油汽车相比，其自身不会排放对大气造成污染的有害气体，即使按单位电能生产过程中所排放的污染物（硫、微粒）进行比较，电动车造成的其他污染物得到了明显控制。这有利于降低人口密集的城市区域大气污染的程度，而且电动汽车还能够在晚间用电低谷时出现的富余电力充电，提高了发电设备的利用效率，使得其经济效益得到明显提升。另外，应用达到了国家提倡的节能减排目的，是创新思维在机械产品能源设计中应用的典型案例。
3 结论
本文针对创新思维在机械产品结构设计、运动方案以及动力能源方面的应用进行了详细的论述，且利用具体的案例进行了说明。虽然所列举的案例较为简单，但是其思维方式对创新思维在机械产品设计中的应用依然具有指导作用，为复杂机械产品的创新设计提供参考。
参考文献
[1]程美华，原所先.机械设计参数选择中非专业因素影响分析与研究[J].机械设计与制造，2012（11）.
机械创新方案 第22篇
【关键词】高职；机械创新设计；策略分析
1.引言
创新是人类文明进步、技术进步、经济发展的原动力，是国民经济发展的基础。技术进步一般通过技术创新来实现。我国《高等教育法》第五条指出：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”[1]。高等职业教育作为高等教育的组成部分，任务就是培养一大批具有必要的理论知识和较强实践能力、创新能力的一线高级技术人才，以填补我国人才结构中的巨大缺口[2]。
高职机械类学生作为将来中国机械行业人才的重要组成，培养其技术创新意识，提高其机械创新设计（MechanicalCreativeDesign，MCD）能力，以备将来在行业竞争中，甚至在提高综合国力与提高国际竞争力的过程中起到至关重要的作用。高职机械类学生动手能力强，能较快的接受新事物，但是对于工作出现的新问题，新困难接受能力低，难以独立的思考与解决新问题，更不用说发现新问题的能力了。个人总结，对于高职机械类学生创新设计能力的培养主要从学生为主体的主观策略及学校与老师为主体的客观策略两个方面进行分析。
2.主观策略分析
.专业知识的深度掌握
以机械设计和制造专业为例，大部分高职院校都开设了四大专业课程领域：（1）专业基础课程，如机械制图、工程力学、工程材料与热处理、公差配合与技术测量、电子电工基础等；（2）设计类核心课程，如机械设计基础、塑料模设计、冲压模设计、夹具设计等；（3）制造类核心课程，如机械制造工艺、金属切削原理与刀具、金属切削机床、数控加工与编程等；（4）计算机辅助设计与制造课程，如AutoCAD、UG、Pro/E、MasterCAM等。专业创新能力的提高，离不开专业基础知识的掌握，没有专业知识作为基础，创新设计能力就如无源之水，无本之木。如采用功能原理方案进行机械运动方案的创新设计，就必须对机械运动过程中的原动机、执行机构，传动方案，控制方式的特点和适应性有熟悉的了解和掌握，再從中选取最优良的方案作为设计方案，这其实就是功能组合与分解的创新设计。而设计出来的产品要进行理论仿真验证和图纸表现，这时就用到了我们学过的机械制图知识与相关的计算机辅助设计软件。所以专业知识的掌握是一切创新设计的基础，虽然创新思维的形成过程离不开灵感与顿悟，但专业知识才是一切的前题。而且由此可知，大学生机械创新设计能力的培养，并非是一、二门课程就能解决的问题，它是一种观念、一个目标、一个过程。
.创新原理与创新技法的深刻理解
总的说来，机械创新设计的创新原理有组合原理、分离原理、还原原理、移植原理、迂回原理、完满原理等。机械创新设计的方法有智力激励法、提问追溯法、联想类推法、返向探求法、系统分析法、组合创新法等[3]。不管是教学还是科研，世界上任何一种事物都有其规律可循，创新设计也是一样，我们的先辈在不断的探索与总结中才使科学发展到今天，技术在不断的进步，科研方法也在不断的归纳与总结，前人已经求证且证明正确的方法是宝贵的经验，只有在深刻掌握和理解这些方法和经验的基础上，我们才有资格去寻求新的方法。
创新思维的训练与形成
一般认为，每个人都有创新思维的生理机能，但大多数人处于休眠状态。学源于思，业精于勤，我们有意识的培养自己的创造性思维，并且成为一种习惯。首先培养创新意识，善于在生活中发现问题，比如人们发现不管是滚动轴承还是滑动轴承，只要轴孔相接触，摩擦便不可避免，精度、效率、寿命都达不到最佳要求，近年来，人们利用电磁学原理，开发出了轴颈与轴瓦不接触的磁悬浮轴承，并已推广利用。其次要培养创新思维能力。车工实习后，我曾经问过学生一个问题：你们想一想，能不能用一台普通车床加工出一个正方体出来呢？同学们想一想，表示不能。问题留到第二天，有同学找到我说，这是可行的，只是相当于车六个端面。主动的同学就在主动的培养这种意识。还要是要善于归纳和总结，机械专业的同学都学习了机械设计基础，那么，大家可曾归纳过运动的相互转化吗？周转运动转化为直线运动，直线运动转化为周转运动。运动方向，运动形式，运动轨迹的改变我们学到过哪些？我们还能想到新的方法吗？
3.客观策略分析
通过改善课堂教学方法，使学生授受知识变被动为主动
大力倡导采用现代化的教学方法，综合运用图片、视频、实物等更加直观的方法进行启发式教学，教师由主体变成主导，促进教与学的互动。在专业课教学过程中，适当安排跨课程设计案例，将多学科知识与经验综合应用，强调解决问题的新颖性，不追求答案的标准，只追求思维的活跃。灵活运用课堂教学，指导学生多角度、多方向、多途径思考问题，既加深了所学知识的掌握，又培养了学生创造性思维的提高。
创新设计平台的建立
强调运用CAD/CAM/CAE等计算机辅助软件进行机械设计、三维造型、仿真分析等。开始培养学生运用计算机辅助创新技术（ComputerAidedInnovation，CAI），如运用ADAMS软件进行机构虚拟设计；运用快速成型技术（RapidPrototyping，RP）进行反求设计；ANSYS软件进行仿真分析等。
课堂外，多渠道多种形式拓展学生见识
如成立大学生机械创新设计活动社团，定期邀请相关专家进行现场讲授，了解创新设计的理论，方法及最新发展；带领同学参观工厂，科技博览会，甚至到商店里的各种产品，建立创新设计产品陈列室，让同学们在实物中切身感受到创新设计带给科技与生活的变化；自己组织各类机械竞赛到参加各级创新设计大赛，开拓视野，激发同学们的创新热情。
4.结束语
高职机械类毕业生主要为相关机械类企业输送能服务于一线生产的高技能型人才，随着机械工程技术的日新月异，对机械类学生的素养要求也有了新的要求，尤其是机械创新能力。因此我们要未雨绸缪，为了适应新的形势，努力提高学生专业技能的同时，也要提高学生机械创新设计的能力。
参考文献
[1]吕晓辉. 提高高职学生创新能力的途径探析[J]. 吉林省经济管理干部学院学报，2014（5）
[2]陈峰等.高职“ 机械创新设计”课程教学探索[J].广西轻工业，2007（8）
机械创新方案 第23篇
1、建立销售网络
a.如：通过互联网销售渠道扩大销售区域如：在网营方面设计个性化的销售视觉界面提供给消费者最好的产品展示、通过QQ或微信等社交工具扩展互联网销售路径、寻找互联网代理代购商。
b.网营销售还可以以各种促销活动来打造有实力有口碑的品牌如：团购优惠、限时秒杀、优惠减免、打折抵扣、积分兑换、幸运抽奖等等。
2、创建品牌的销售专卖店
a.如：创立品牌为“畅达”智能便携式电动滑板专营店，店铺位段可以选在客流量多的地方如：学校、科技产品专卖位段。
3、设立分销商和代理商
a.如：设立的分销商和代理商以懂相关技术问题的人员优先，代理人可以广招在校大学生。
4、设立滑板零部件销售平台
a.如：滑板零部件销售可以以着重发展O2O的售后服务体系和销售体系。
5、新媒体的运用
a.如：与新媒体加强合作，利用电视广告、海报宣传、报纸印刷、传单宣传、互动销售活动宣传。
6、适当定期调整商品价格
a.如：产品价格方面可以以新品适当提价，以特价款式促销，不同材质部件组成的产品可呈阶梯式价格分布。
7、充分利用折旧商品
a.如：返厂维修后的产品可以以优惠产品销售
8、组建有丰富销售经验的销售团队
a.如：销售团队可以实现“走到哪里，产品就在哪里”和提供优质的服务，为鼓励工作人员的销售积极性可以以销售额为前提的加薪提成。
9、利用相关的歌曲和MV来发挥明星效应
a.如：新生代神曲“我的滑板鞋”，打造劲酷的宣传视频，利用诙谐的标语宣传如：“别人遛狗，我们就遛电动滑板车”。
10、定期改变商品的摆放位置
a.如：改变新品与换季商品的位置，将适合较多的商品型号摆放在显眼的位置。
11、分期推出“限量版”滑板
a.如：为纪念品牌的创立，择优推出“限量纪念版”滑板。
12、持续推广“高级定制”特色
a.如：展示在店内设立独立的“个人高级定制滑板”的展示墙，通过展墙来激发消费者的“定制”热情。
13、饥饿营销策略
a.如：通过限制某一商品型号的推出时间，来达到饥饿营销的目的。
机械创新方案 第24篇
关键词 创新设计能力 以教促学 讨论式学习 考核方式
中图分类号：G712文献标识码：A
创新能力则是人们改造旧事物和创造新事物的能力，它包括发现问题、分析问题、发现矛盾、提出假设、论证假设、解决问题及在解决问题的过程中进一步发现新问题、新方法从而推动事物向前发展的一种能力。创新能力的培养离不开收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、协作能力等等，也包括较扎实的基础知识、基本技能、较宽的知识面、较强的实践能力和丰富的实践经验。①②
在我国建设创新性大国的历史背景下，高职学生担负着生产一线的技术创新和管理创新的重任，即工艺流程的革新、加工方法的改良、新产品的开发试验、管理形式的变革等都是高技能型人才应具备的创新能力。机械设计基础是机械专业的专业基础课，涵盖了工程力学、机械零件、机械原理、机械设计以及机械课程设计等课程，内容广、综合性强，在机械类课程中起到了承上启下的作用。而目前的机械设计课程重视理论讲授、学生学习起来非常吃力、难以提高学习兴趣，内容过于陈旧且抽象单一、联系工程实际不够紧密、实践环节薄弱、并且忽视了对学生创新意识和创新能力的培养。因此，对该课程进行以培养学生创新能力和实践能力为目标的改革十分必要，必将对机械专业学生的创新意识和创新能力的培养起到十分关键的作用。③
1 以培养机械创新设计能力的培养为主线的项训练目整合课程内容
机械创新设计能力的提高需要一个长期的培养过程，而且需要扎实的机械设计理论知识、较强的创新意识和创新实践能力。因此，建立一个以培养创新能力为主线的机械设计课程内容，对有效培养高职学生机械创新设计能力的起着至关重要的作用。课程内容的设置遵循了学生认知、专业知识学习和创新能力成长的规律，从简单到复杂、从初级到高级，设置了一条以创新设计项目为引领、以认知项目和常规训练项目为理论知识掌握和应用的课程内容新体系，把相关理论知识的学些融入具体的项目训练中。④例如，在训练“脚踏式健身自行车的创新设计”时，先让同学们认识和操作牛头刨床和缝纫机的曲柄摇杆机构实物模型；其次，讲解与此相关的理论知识：曲柄摇杆机构的工作原理、曲柄摇杆机构的自由度计算以及弯矩强度和弯曲刚度的力学计算；然后以相关项目“颚式破碎机机构分析”训练与强化曲柄摇杆机构相关知识和分析与设计该类机构的能力；最后，让同学们分组设计“脚踏式健身自行车”，并强调其原理设计不能局限于曲柄摇杆机构，可以考虑棘轮机构、液压或气压传动系统、以及其他富有想象力的设计方案。
2 推行以教促学和讨论式学习为一体的教学方法改革
“以教促学”和“讨论式学习”均是以学习者为中心的教学方法，能够有效提高学生的独立思考能力、协作能力和创新能力，把二者融为一体，势必会产生更加有效学效果。
通过教而学的教学方法
“以教促学”的教学方法是基于建构主义理论之上的一种教学创新，基本的教学方法是真正以学习者为中心的交际教学法和以学习为中心的任务教学法。最终的目标是提高学生的自主学习和合作学习的能力，提高学生获取知识的能力、独立思考的能力和创新的能力。⑤在机械设计的教学过程中，让每组同学至少负责一节课的讲解，包括PPT制作、讲稿，该节课要求是基于项目或任务驱动，项目或任务的内容自选，应突出项目的创新性，并讲授与之相关的理论知识。
小组讨论式教学方法
小组讨论是合作学习中教学环境最宽松、学生参与度最高的互动学习方式。美国教育学家布卢姆认为：当学习转化为一种合作过程，人人都从中受益时，小组学习是十分有效的。⑥
目前的任务实施主要采用小组讨论的方法完成任务，分组往往很随意，要么是按学号分，要么按宿舍分，要么按上课时的习惯座次分，讨论后由一个学生总结。这样会使其他通同学偷懒，而且效率低，或者成绩较差的小组不讨论或讨论的进度很慢。高效的小组讨论具备这样的特征：一是分工明确，二是小组成员积极参与，三是时间被高效利用，四是学生之间能够互相帮助。这里提出通过教而学的小组学习法。在分组时，首先使每组中都有成绩差的学生和成绩好的学生，让成绩好的学生带动和指导成绩差的学生，以提高讨论的质量和效率；其次，应尽量使小组的数量比小组成员的数量多一个。在任务或项目分配时，每个小组的任务应尽量不同。当一个小组讨论完后，让该组每个的成员分别到其他小组去讲解或演示其任务内容，直至把其他小组成员全部讲会。在讲解时，要说明其任务完成的创新点和具体实施方案及结构实现。
3 以创新制作为主导改革实践环节
由于相关的零部件的强度和刚度的计算和校核在理论学习时已有训练，而且市场上大量已有成熟的相关计算软件，因此，该环节应注重方案和结构设计，掌握相关的强度和刚度的计算和校核方法和过程，但不必花费大量的时间去计算。项目的设计时给出的诸如减速器的设计范例只是参考，学生需要完成的项目应是减速器意外的其他项目，这些项目要么来自于生产实际，如旋转式多工位机械手、差速输送机、用于烟丝输送的垂直提升机等；要么是同学们感兴趣的能够解决实际生活问题的项目，如简易立体车库、健身自行车、新型高楼逃生窗帘、轻便式高楼逃生器、多功能野外手术床、自动鲜肉切片机等。在该环节，仍然要突出学生的自选自拟题目。在实物的制作过程中，对于体积较大的项目，做出模型即可，对体积较小或创新性较强的项目可做出1:1的实物。
4 建立以机械创新设计大赛内容为导向的机械创新设计协会
机械创新大赛为全国大学生提供了培养创新能力和科技转化成果能力的舞台。但以往的大赛只是少数同学参加，覆盖面很小 ，受益的同学不多。为此，我们成立了机械创新设计协会，下设十个小组，由一批有实践经验且创新能力较强的教师指导，并由组织能力、创新意识和创新意识较强的学生负责，分工协作，目的明确。以协会的形式开展活动，不仅利于学生充分合理安排时间，更能锻炼学生的组织管理能力，加强团队合作精神。每学期组织一次院内机械创新设计大赛，并给获奖的团体以奖励，比赛内容不限，比赛的题目以学生自拟为主，老师给与指导；每两年组织一次江苏省暨校内选拔赛，比赛内容以全国机械创新设计大赛的内容导向，题目可以是老师给出，也可以是学生自拟。此举极大地地激发了学生学习机械知识的热情和创新意识，较大地提高了学生的机械创新设计能力，且参与的学生数量得到了很多的提高，也取得了较好的比赛成绩，先后获得了自动黑板擦、万向液压救灾等二等奖8项、机械摩擦式高楼逃生装置、液压救灾剪等三等奖15项，并于2010年获得了江苏省机械创新大赛优秀组织奖。而且，相关机械创新设计获得发明专利2项，新型实用专利8项，并有3项正在审理中。
5 考核方式改革突出创新能力考核
考核方式的改革与课程体系、教学方法、实践教学改革相辅相成，相互促进，而且，后者是前者的基础，前者对后者具有较强的导向作用。
机械设计改变了以往重知识轻能力的“一卷定终身”考核方式，实行理论考核与实践考核相结合，采取过程评价与结果评价相结合的方式，强化学生综合实践能力，重点评价学生的职业能力，突出学生创新能力的考核。课程考核成绩包括形成性考核（60%）和期末考试（40%），其中形成性考核包括以下内容：
（1）平时成绩（10%）。主要包括平时课后作业和上课纪律考核。
（2）课堂项目或任务（30%）。针对高职生理论分析能力较差、定性分析能力和创新意识较强的特点，课堂任务考核主要包括机械设计的创新点、团队的协作精神和能力、学习态度和任务完成情况的考核其中创新点占课堂任务考核的30%。对于理论创新设计项目，其方案设计应占最大分值，其次是结构设计，最后是相关理论计算。
（3）课外实践创新项目（20%）。课外实践创新项目主要包括方案创新设计、机构创新设计、理论分析和实物制作。其中实物制作占40%，主要考察期功能是否实现、结构是否合理、制作质量是否达标；方案创新设计、机构设计和理论分析各占20%。
（4）期末考试（40%）。期末考试除了考核学生对课程知识掌握程度和一般应用能力外，还考核期创新设计能力，要求学生在规定的时间内，根据创新题目的要求，拟定出可行性方案，并画出机械系统的运动和结构简图，该题目占期末考试的20%。
6 结论
通过以培养学生创新能力为主线，对机械设计的课程内容体系、教学方法、实践环节和考核方式的的改革，提高了学生们的学习兴趣和学习效果、提高了学生的知识应用能力、增强了创新意识和创新能力。教学改革实施使我们看到，虽然高职生的理论分析和计算能力较弱，但学生们的定性分析能力、实践能力和创新思维能力是很强的。如果（下转第60页）（上接第44页）我们在借鉴他人成功经验的基础上，对机械设计教学过程中不断探索和实践，必将会摸索出更加适合培养高职生工程应用能力和创新能力的课程内容和教学方法来。
注释
① 汪刘生.教学论[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1996:32-45.
② 杨志勤.等机械类高职创新能力培养“2332”教学模式的探索.中国职业技术教育,.
③ 李阳星等.机械设计基础课程体系改革与学生创新能力培养的研究与实践.黑龙江教育,2007(7、8).
④ 翁蓉等.高职高专机械设计课程教学改革研究.科技信息,.
机械创新方案 第25篇
与其他常规的机械设计不同，机械创新设计要求设计人员充分发挥自己的聪明才智和创造力，利用创造性思维，设计出新颖、有创造性、有实用价值的机械装置。机械工程创新设计往往包含了多种科学技术的渗透、综合与交叉，是通过逻辑思维的分析和知识的运用找到创新设计方案，其中存在的部分表现为非数据性、非计算性的，一定要在理论知识的时间基础上思考判断推理的。
2机械设计中设计人员应该树立创新的理念
要想突破传统的模式，在设计上有所创新，对机械人员首先就要要求其具有大胆的创新理念并会将其运用到时间中去。创新就是突破传统的思维模式，运用现代超前的理念进行问题的思考。对于一个设计者而言，缺少创新意味着他在工作上无法得到肯定。优秀的机械设计者要时刻谨记创新理念，要用创新的思维对问题进行深入的思考，再结合自己的专业知识将自己的设想转化成现实。
3机械的优化中应该具备的创新方式
（1）智力思维法———这是一种发挥集体智慧的方法，它通常是通过抓住瞬间的灵感或潜意识的新想法或通过相关专家人士针对某一目标进行讨论，通过相互启发、激励，在越来越多的思路中，在越来越好的方案中取长补短，最终引起创新设计的连锁反应，为机械设计提供更好的创新成果。
（2）列举创新法———这是指依据一定规则，列举研究对象的各种性质，通过对这些性质的逐项分析，寻求改变来又发创新设想的方法。它适合于现有事物的改进及应用型的开发，一般经过的过程如下：列举特征———改变特征———改变事物。
（3）移植技术法———这是指将一个技术领域内的先进原理、方法或成果移植到另一个领域中，或把一种产品内的先进技术应用到另一个产品中，从而设计出新产品。在进行移植技术法的过程中要首先解决移植什么，为什么要移植，要想有效应用移植法就必须注意以下几个必要条件：1）用传统方法难以找到理想的设计方案或阶梯设想，或者利用相关专业领域的技术和知识根本无法找到出路；2）其他技术领域存在解决相似或相近问题的方式方法；3）对移植结果能否保证系统整体的新颖性、先进性和实用性没有定性判断。技术移植法可以分为技术原理式移植、技术手段式移植和技术功能式移植。技术移植法是对科学技术的发展，对促进发明创造具有重要意义，贝弗里奇说过：“使用移植法有可能促进科学发展，这也许是为什么科研人员要对自己狭窄的研究范围之外的发展，至少是重大的发展有所了解的原因。
机械创新方案 第26篇
关键词：创新设计；物理样机；虚拟样机；教学实践
1 前言
机械创新设计是指发挥设计者的创造力，结合现有科技成果，设计出具有创造性和使用性的机械产品的一种实践活动，涉及到机械设计理论与方法、制造工艺、材料及处理、机械结构、机械产品维护及管理等机械工程领域的多种创新。从目前来看我国大学生机械创新能力教育与国外相比还存在很大差距，这与历来对于机械创新教学研究重视不够有直接关系。随着科学技术的发展，社会对于大学生的创新意识、创新能力和工程实践能力要求越来越高。因此，加强机械工程类大学生创新精神和能力已经成为高等院校工科专业教学改革和学科建设的迫切而主要任务，可以改善从产品的概念设计到动态仿真再到整机结构优化的各个阶段。利用虚拟样机技术可以建立零件的模型，进行虚拟装配，并检查零部件的装配间隙和干涉，应用分析软件对样机进行运动仿真并对关键部件进行校核、计算。及时发现错误，优化结构，可以方便地更改模型，从而提高设计效率、优化设计方案、缩短设计周期、降低生产成本。可见，虚拟样机技术是进行机械创新设计的重要技术手段。在教学过程中提倡以机械创新设计需求为主导进行技术学习的思想，虚拟样机技术的学习应该结合机械设计原理与机械设计的具体要求。课程注重对虚拟建模、虚拟装备、运动仿真和优化设计等各个阶段进行综合培训，同时在课程的不同阶段安排相应的设计实习任务，促使学生在学习这些操作技能的基础上增加对其在机械创新设计中具体应用的思考。
在虚拟样机优化设计的基础上要同时加强学生对物理样机创新设计能力的培训，从加工图纸绘制、非标件加工、标准件选购到样机的装配和调试都让学生亲自动手参与，并且根据所设计产品的技术要求和使用要求进行试验。样机试验也是一门科学，根据培养进度应适时开设《试验设计与统计分析》课程，详细介绍机械设计中常用的正交试验、单因素试验、对比试验等科学的试验方法以及方 差分析、t检验等数据统计方法和数据结果分析方法。通过合理的试验和科学的数据分析可以进一步优化参数，修改样机结构，对虚拟样机的设计结果进行验证和修正，直至产品定型。可以说，虚拟样机与物理样机研究并重是促进大学生机械创新设计能力提高的一条有效途径。
指导学生申请或参与相关项目
在具备了基础理论知识和基本的设计技能的基础上，吸引部分优秀学生参与到教师主持的相关科研项目，从基础设计工作做起，逐步了解和熟悉项目的论证、设计和运行过程，以提高学生的综合创新能力。在此基础上再指导学生组成团队申请校级、市级或者自治区级的大学生创新设计项目，从项目的可行性分析、立项、方案设计到具体的技术创新设计和产品设计都由学生亲自参与。这样学生既可以得到项目的锻炼又可以得到经费支持，可以有条件实现理论与实践结合，有利于创新能力的进一步提高。
在项目执行过程中注重对学生综合创新能力的培养，首先，要通过市场调研和查阅文献提出设计任务并通过可行性分析明确设计的功能目标，然后，进行团队讨论，根据成员的基础理论知识并发挥创造思维确定总体设计方案，下面，进行团队分工，依据个人所掌握的不同的创新设计技术和方法进行虚拟样机创新设计，做出三维模型并进行仿真分析和结构优化，与此同时不断对总体方案进行修正；接着，团队合作完成物理样机加工、装配、调试和试验改进工作，最后，完成整个机械创新过程。
校企联合培养引导学生理论联系实际
经过参与项目锻炼后，学生对整个设计流程有了切身体会，同时对所学的基础理论知识也有了更加深刻的理解，具备了进行创新设计的基本能力和基本素质。在此基础上，教师应积极联系相关企事业单位为学生安排实习机会，进行校企联合培养，让学生到工厂一线去了解企业和社会对创新设计知识和能力的实际需求，并进一步了解企业创新设计流程。这样有利于引导学生在日常学习中将理论与实际结合，也使得高校对学生创新能力的培养与社会需求接轨，有利于培养真正符合社会需求的具有创新能力的机械人才。
4 结语
培养大学生的机械创新能力是高等院校工科专业的主要任务之一。本文结合实际教学过程中对大学生机械创新设计过程存在的问题的探讨和分析，通过对教学改革的思考提出了理论联系实际、物理样机与虚拟样机并重等四点解决方案，还需要通过不断地教学实践对方案进行补充和验证。期望通过这些行之有效的措施，能切实提高大学生的机械创新能力。
参考文献
[1] 张春林. 机械创新设计[M] . 北京: 机械工业出版社, 2006
机械创新方案 第27篇
机械创新设计课程是机械类专业的一门重要专业课程。机械创新设计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知识，进行创新构思[1]、设计出具有新颖性、创造性及实用性机械产品的一种实践活动。培养学生的机械创新能力和工程意识，拓宽学生的知识面，开阔技术视野，积累机械创新经验和实用性新结构的技术资料通过对机械创新设计课程教学的改革,取得了一定成效。
1、采用多媒体教学
通过制作电子课件，介绍机械创新设计的基础知识、基本理论和基本方法，使学生了解创新设计的概念及过程，了解创新与人类进步的关系，明确实现技术进步的途径，了解本课程的学习目的[1]、研究内容。提高了教学质量。
2．把全国机械创新设计比赛获奖作品
介绍给学生通过对机械学科的“原理创新”、“机构创新”、“结构创新”和“产品外观创新”等四大创新的介绍与实例展示，使学生掌握机械创新设计基本内容，增强机械创新设计意识和创新能力[2]。还通过介绍全国机械创新设计比赛获奖作品，大大地激发了学生的学习兴趣。这是2010年全国机械创新设计比赛广西区一等奖作品，危急现场无人探测小车。
3．抓住关键点
机械的创新过程要经历功能——机构——结构的思维过程[3]。机械结构设计就是将机构系统转化为机械实体系统。是机械创新设计成败关键之一。在讲述机械结构创新设计这一章时，抓住重点难点。重点是机械结构设计的概念与基本要求，构件的结构与创新设计。难点是机械结构的组合创新设计。通过实例突破难点。
4．通过讲解剖析目前的创造成果等具体实例，开阔同学的设计思路，扩大技术视野实例：可升降省力便携式轮椅设计
设计思想及基本内容基于人性化设计思想，力求克服市面上产品的一些缺陷，对驱动方式进行了创新设计，同时设计出具有能够自我调节高度的轮椅座位。驱动方式从人机工程方面考虑，采用推杆形式使用户用力比较舒适、方便，同时利用杠杆原理，具有省力的功能。对于升降机构，其目的主要在于提高残疾人的自理能力，使其坐在轮椅上的上升后的高度约等于人正常站立的高度。同时要求轮椅尽可能的简单、方便、成本低廉，更具人性化。使残疾人的生活自理能力加强，同时享受到更加舒服，更具人性化的助残机械，也满足性能、成本方面的要求，使他们使用方便，携带方便，购买便宜。
升降机构的设计
升降机构的类型及比较(1)液压或气压驱动机构——通过液压缸或气缸来实现升降。(2)螺杆副机构——通过旋转螺母或螺杆来调节高度[4]。(3)叉杆机构——通过改变叉杆之间的角度来实现高度的调节。
升降机构的方案确定通过对前三种方案的综合比较，在第三种方案的基础上，综合所需达到的简单、轻便、成本低的目标，设计了下述升降机构的方案，如图3所示。该机构中滑轮能够在滑道上滑动，使叉杆之间的角度可自由改变，通过转动摇臂2，使丝杆转动，从而调节a、b两点之间的距离以改变叉杆角度，实现高度调节。
驱动方式的设计
省力机构的方案比较与选择(1)曲柄滑块机构——结构较简单，但没有省力功能，效率较低，且不可实现前后运动的自由切换[5]。(2)棘轮机构——可实现将间歇往复运动转换为转动，但无法实现前后运动的自由调节。(3)摩擦棘轮机构——结构简单，可实现将间歇的往复运动转化为转动，但间歇运动机构运动时只有一个行程做功，另一个行程为无用功，即为间歇驱动，效率低。本设计采用两套摩擦棘轮机构，一套机构能够实现轮椅前进、后退、空挡、制动的切换；另一套机构实现间歇运动的连续驱动。
本例设计特点：（1)升降机构可实现预定的升程，驱动摇臂所需力较小，驱动方式简单，舒适。（2)驱动摇杆使驱动轮前进的力很小，用力方式非常方便、舒适，采用棘轮机构可圆满实现前进、后退、空挡、制动，并且操作方便，可满足使用要求。同时主辅棘轮能够协调工作，使驱动摇杆能够连续驱动，达到提高效率与速度的目的。（3)轮椅可达到预期折叠功能，携带、储存方便。（4)轮椅制造成本低，可满足广大客户的需求。
5．创新实践实例：电动大门的设计
电动大门的功能目标：实现大门的自动启闭
设计要求：门宽为4!6米，门高为!2米启闭时间为10秒左右。
设计方案的构思：电动大门可分为平开门、推拉门和升降门。平开门可分为双扇平开门和四扇平开门；腿拉门可分为整体推拉门和伸缩推拉门；升降门可分为整体升降门和卷闸门。从评分情况看，单扇推拉门和伸缩门得分较高，实际情况也是这两种门应用最广泛。但从美观情况看，近期不锈钢制作的伸缩门应用的最广泛。
机械创新方案 第28篇
关键词：慧鱼工程技术；机械设计；实践实验教学；创新能力
一、引言
机械设计制造及其自动化专业作为学校向应用型综合大学转变中专业建设的重要组成部分，是培养应用型机械类本科专业人才的主阵地。《机械设计》是该专业重要的专业基础课，专业教学计划围绕《机械设计》教学目标开设了工程实践实验课程，如《机械设计课程设计》《16+2职业技能训练》等，培养学生的综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等，要求学生能综合利用所学知识解决工程实际问题。但是在实践实验教学环节，教学效果差，一是因为机械设计实验教学所开实验多是认知性实验和验证性实验[1]；二是因为《机械设计课程设计》命题陈旧且单一，缺乏现代设计，无法达到综合训练的目标[2]。为此，本文提出基于慧鱼工程技术的机械设计综合创新实验教学方法，培养学生的综合设计能力、创新工程实践能力等。
二、机械设计实验教学弊端及改进策略
1.机械设计实验教学弊端。《机械设计》是一门综合性很强的专业基础课，以《机械制图》《理论力学》《材料力学》《机械工程材料》《互换性和测试测量技术》《机械原理》等课程为依托，对机械零件设计准则、摩擦磨损及、螺纹连接、轴毂连接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆涡轮传动、轴系设计、滚动和滑动轴承、机械系统设计以及其他常用零部件设计等知识进行讲解[3]。其课程特点是内容多且杂，存在大量经验公式与图表，教学内容抽象等，多数学生反映内容零乱，找不到重点。为此，通常在制订教学计划开设相应实验课，辅助学生理解并掌握相关知识，如《机械设计课程设计》《机械设计实验》。随着技术的发展，社会对学生的综合创新设计及工程实践能力提出更高的要求[4]，但目前《机械设计课程设计》《机械设计实验》仍然存在一定的弊端，实践实验教学效果差，无法满足社会需求。《机械设计课程设计》是对渐开线圆柱齿轮二级减速器进行设计，该实践项目存在一些弊端：一是课程设计命题陈旧且单一，是对通用渐开线圆柱二级齿轮减速器进行设计，主要内容为机械方案设计、传动系统详细设计、装配图绘制及减速器设计说明书，相关设计技术指导书成熟，网络资源丰富，学生设计时基本是依葫芦画瓢，查手册，套公式，设计过程就是仿造，部分学生存在抄袭、买卖现象，严重影响教学秩序和教学质量；二是重视二维装配图，轻视二维零件图、爆炸图和三维建模及装配的训练，不足以满足机械设计综合训练的要求。机械设计实验方面，主要包括机器组成及典型机械传动零件感性认识、传动试验（齿轮传动、带传动和链传动等）、机械传动轴系部件设计与分析。由于我校教学计划安排，无明确的机械设计实验有关课程，仅在《机械设计》理论教学时，组织学生参观机械典型零部件多功能语音教学示范箱，加深对《机械设计》各章节的理解。为弥补《机械设计》实践实验课程的不足，我校除了积极对《机械设计课程设计》教学内容、教学方式以及考核方式做调整外，还积极探索以16+2实践周“专业技能训练”作为实验实践教学的补充，但由于不规范存在教学效果差的问题。2.设计实践实验教学，对大学生工程实践能力的培养具有重要的意义[5]。为此，我校对《机械设计课程设计》教学进行创新改革，积极探索机械设计综合创新实验教学。Fischertechnik，即“慧鱼”，是德国人基于六面体接体发明创造的工程技术智趣拼装模型，包含各类机械构件（齿轮传动、丝杆传动、链传动、皮带传动、连杆机构、凸轮机构、减速器等）、电气元件（电机、电气开关、气动零件、各类传感器、控制器、导线及导线接头等）和编程软件等模块。该模型是《机械设计》的理想教学工具。基于此我校，利用Fischertechnik模型搭建机械创新人才培养平台，结合教师科研、机械工程专业学科竞赛与大学生创新创业训练计划项目等，在16+2实践周“职业技能训练”时机械设计综合创新实验题目，学生自由组队，综合利用《机械原理》《材料力学》《理论力学》《机械设计》《机械制图》等课程知识，合理分工，利用Fischertechnik组合模型，完成相关综合创新实验设计任务，力求达到培养综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等的教学目标。
三、机械设计综合创新实验教学示例
为解决菠萝采摘生产效率低、人工成本较高、果农劳动强度高、芒刺对果农伤害较大等问题，我校17机械班某组学生基于慧鱼组合模型设计了一款小型手扶式菠萝自动采摘机。右上图为菠萝采摘机部分功能装置，分别为成熟识别装置、传输装置，考查学生对《机械设计》教学中电动机、减速器装置、齿轮传动、皮带传动、链条传动/螺栓连接等知识的理解与掌握。基于慧鱼工程技术的机械设计综合创新实验教学中，我校学子在第八届全国大学生机械创新设计大赛（慧鱼组）中获得国家三等奖1项，立项大学生创新创业训练计划项目国家级2项、省级1项，发表省级以上科技学术论文3篇，申报专利1项。目前，我们正在以国家级大学生创新创业训练计划项目为依托，积极备战中国—东盟高校创新创业教育联盟大学生创意机器人设计大赛和第九届全国大学生机械创新设计大赛，期望取得优异成绩。
机械创新方案 第29篇
结构设计作为机械设计过程中至关重要的组成部分，所完成的工作是按照的机械原理进行机械图纸的设计。变元法是由德国科学家发明的方法，主要应用于机械相关设备的结构图纸的设计，其特点是具有创新性。本文针对变元法作出了一定的修改和完善，目的是让这种方法更容易被应用和理解。变元法在机械行业及相关领域有较为广泛的应用。我们在使用变元法的完成结构设计的过程中，是以完成这种产品的基本结构为前提，再进行其他新型设计思路的研发。变元法的含义主要包含两个方面：一方面，机械结构方面，这方面的变元法主要包括七个种类；另一方面，针对这部分的变元进行改变，创新性的实现不同种类的结构设计。以下是对7个变元的阐述：
数量变元
数量变元指的是研究机械设备的所有的零部件或构件的全部的外形、工作面以及生产的点、线、面等都看做是构成零部件的基本元素，对这些基本元素的数据进行修改，完成针对机械设备构件的优化的目标。例如：为了实现简化的目的，在设计铸件零件的外形时，多使用直线设计的外形轮廓。
形状变元
形状变元指的是从机械的形状方面对机械结构的外形和重要轮廓、加工表面以及所使用零部件的种类和尺寸进行优化调整，进而得出多种结构的创新设计，从而对整个机械进行优化调整。机械设计过程中这类因素的创新是把机械设备的运行原理转化为设计图纸的过程。例如，火力发电厂的冷渣机，为了能够把高温炉渣以最快的速度降低温度，技术人员采用了形状变元的方法对冷渣机进行优化设计，改变原有的单腔体为多腔体，提高了降低温度速率这一难题。
材料变元
零部件选取多种类型的材料一般会改变这种零件的尺寸，进而生产工艺也会相应的变化，以至于改变了整体机械的外形和构造。我们可以针对材料的改变而设计出多种类型的构造方案。
位置变元
位置变元指的是按照机械设备的构造位置的改变，实现多种类型设计方案的形成。例如，在针对焊缝零部件的焊接方法时，选择焊缝的位置非常重要，当我们选择在中心轴附近时，避免了零件由于收缩造成的弯曲变形。
联接变元
联接变元指的是在设计过程中应该注意元素的两个方面：一方面，我们需要确定元素联接方法的改变。例如，工作中常见的焊接、热熔连接等；另一方面，我们需要研究针对任意一种联接方式的不同类型的联接结构的创新，进而得到不同类型的方案。例如，儿童玩具在设计过程中要尽量做到安全联接，我们可以设计成卡扣联接方式，这样不容易出现小孩误食螺丝的现象。
尺寸变元
尺寸变元指的是高度、宽度、直线度、弯曲度等方面的内容。技术人员在针对这些元素进行创新设计时，一般侧重于改变零件的尺寸。完成对机械系统构件完善的目的。例如，技术人员想提升粉碎机的物料目数，针对动力副在整体机构上的相对位置做出了改变，进而完成了粉碎目数的提升，效果是原来的2倍。
工艺变元
设计和工艺的关系是相互衔接和相辅相成的。每种零部件的加工方法和制造工艺各不相同，各类零部件与设备的加工和制造质量、生产周期、成本和使用年限也千差万别，进而制约着设备产品的构造。按照相应产品的工艺特性，结合使用以上7类变元，按照进行根据所设计机械产品的特点,灵活地运用上述7个变元,同时设计者依据所具备的知识、经验,运用创造性思维方法,如类比、推理、归纳、模拟、想象、直觉及灵感等,可构思出很多种结构方案。
2精密仪器与精密机械结构创新的必要性
当今社会是科技高速发展的时代，测量设备和机械构造的设计理念和方式都进行着完善和提升。如何让青年人可以快速的适应企业对适应性和才能的要求，成为我们大家亟待思考的问题。因此，在进行实习设计的课程教学过程中，引入前沿的、适应企业需求的人才培养方法和相应的实习方式和装备变成了必须考虑的问题。所有的测量设备或控制装置都具有相应的适应所在系统需求的系统或构造，那么在测量设备、控制装置确定的机械结构设计需求的基础上，如何使用先进的设计思路和多种类型的机械构造构件进行优化整合，建造适应系统需求的高端机械构件，是我们当前工程设计的重要方法。根据企业对人员的需求，按照建造机械系统和构造的整个阶段，依据以往的经验，侧重对机械设计的基础内容、方式、理念的研究；注重对系统构造的探索；注重研究、分析问题的方式方法和创新水平的提升。建立一整套面向企业所需求的能够操作精密设备和高科技仪器人才的培养方式非常重要。
3结构方案的评价与优化
机械创新方案 第30篇
基于在学校感受到交通工具被盗窃频繁的缘故，加之考虑到一般的短途代步工具在目前的市场上可供人们选择的种类太少且其自身的便携性等等都受到了不同程度的制约和“互联网+”的大浪潮，我们初期将产品定位于服务于短中途出行的消费者。“智能便携式电动滑板”是一个依托智能科技的人工智能产品。
1、外形：
a.基于能有效减少阻力的流水弧和其他的个性化美观设计，如：灵动的曲面构造、层次分明的棱角设计、带有动感的炫酷彩绘等等。
2、整体构造：
a.由硬度较高的合金构成，其主要是能够起到一定的保护车身的作用并且拥有防水的车身。
b.车身中间段还具备可供人们折叠的链接栓以便可以随时实现减少空间的目的以此来达到“便携性”。
3、制动转换系统：
a.其制动装置依靠储电蓄电装置，由蓄电池提供电能带动滑板的运行，其蓄电池具有使用寿命长、拆卸方便等特点。
b.另外滑板的机械动能如果达到了一定的标准，其产生的机械能能够转化为电能储存起来，以便提高滑板的续航能力。
c.其滑板车的驱动是前驱动/后驱动/前后驱动，在驱动调节上，我们采用智能按钮来控制滑板是何种驱动形式。
4、其最高时速为30千米/小时<=40千米/小时。
5、外联智能系统：
a.一个手机的智能终端，系统能够通过滑板上的敏感的传感器来捕捉到滑板静止和运动时的一切信息，如：从手机只能终端上人们能够获取滑板车的'时速、剩余电量情况及转化获能情况、预测可行驶路程、零部件受损报警及检测、超重报警、智能获取滑板车的具体位置。
b.智能系统与滑板车一体化即只有滑板车制动指纹开关打开才能够使滑板车正常运行。
6、控制系统：
a.搭载着全新的智能重力感应控制系统来实现用户对滑板车的方向控制。
b.刹车是通过滑板前踏板的智能感应区域实现前后轮双刹。
c.提速是通过滑板后踏板的智能感应区域实现自动提速。
机械创新方案 第31篇
【关键词】实用型机械产品 创新设计 设计方法 设计流程
随着现代造制业的高速发展，机械行业的竞争日益加剧烈，机械产品的生命周期越来越短，外观新颖、性能优异的产品越来越受到用户的欢迎。作为产品的生产企业面临着剧烈的生存挑战。为此，企业应该在不断提高现有产品的质量、降低成本的基础上，成立新产品研发团队，通过不断地推出性价比高的实用型新产品，满足消费者个性化和多样化需求，才能提高企业的竞争力，使自己立于不败之地。
一、实用型机械产品创新设计的思路
任何一种新产品的产生，从研发到推上市场，都应该是经过严格的科学论证和实践检验的。企业的研发团队可以从几个方面做好产品创新设计的相关工作：
1.确定产品的市场定位
确定产品的市场定位就是企业在充分调查产品的市场拥有量及所处的位置，了解竞争对手产品定位、用户对本产品的满意程度等情况的基础上，针对用户对该种产品的某种特征、性能和核心利益的要求，研发出本企业产品与众不同的、给人印象深刻、鲜明的形象和独特的功能的产品，并通过一套特定的市场营销组合把产品推向市场并使用户接受。通过市场定位，使本产品与其他企业的产品严格区分开来，用户明显感觉和认识到新产品的优势，从而在用户心目中形成良好形象并优先选用。
2.确定新产品的开发流程
确定新产品的市场定位后，应该写出产品设计、生产的可行性分析报告，包括产品的总体设计、关键技术的实施、本企业的生产能力、产品的设计周期和生产周期、经济效果分析等。项目确认后进行产品的总体设计及零部件设计、编写工艺文件、样机的试制和鉴定，提供样机给用户试用，并根据用户试用后反馈意见进行总结改进，完成产品的开发评审和最终定型。接着小批量投入生产，最后根据市场的需求量确定大批量生产，完成产品的全部开发生产过程。
二、实用型机械产品创新设计的方法
实用型机械产品的创新设计，就是设计者根据市场的实际需要，充分发挥创造性思维，吸收最新科技成果，运动现代设计理论与方法，设计出更具竞争力的机械新产品。通常创新设计方法可以分为三种：原创设计、变异设计和反求设计。
1.原创设计
原创设计是指全新的设计，是设计者根据机械产品的外观与功能要求，通过建立产品模型、产品工作原理图，然后根据机械设计原理分别设计出产品的动力装置、传动装置、执行装置和控制装置等组成部分。产品具有区别于其它产品的独特的外形和功能。
2.变异设计
变异设计是指通过改变机械产品的外型、增加产品的新功能或改变产品的局部结构等方法，使新产品与原有产品有质的提高。进行变异设计过程中，设计者要收集和整理具有相同或相似功能特征的现有产品，找出它们外型差异、共有的基本功能和不同的功能，分析其性能优劣， 从实用性出发，找到突破点，开发产品的新外形或新功能。同时注意避开他人的专利技术， 创造出比原先产品更加优异的产品，以满足用户的需求。
3.反求设计
反求设计是指设计者通过对产品实物样件表面进行数字化处理如数据采集、数据处理等，利用可实现逆向三维造型设计的软件如Geomagic软件对数据点云进行处理，重新构造实物的外型曲面，再利用UG、Catia等三维软件构建出产品的CAD模型，通过修改产品的某些结构参数得到新产品。
三、铝塑板剥边机的创新设计
铝塑板是一种新型建筑装饰材料，广泛用于大楼外墙、帷幕墙板、旧楼改造翻新、室内墙壁及天花板装修、广告招牌、展示台架、净化防尘工程等。它的结构是由多层材料复合而成，上下层为高纯度铝合金板，中间为聚乙烯芯板，其正面还粘贴一层保护膜。全国生产厂家数量众多，据不完全统计，达300家以上。在实际生产中都碰到一个相同的问题，即铝塑板按规格裁边后，产生的边角料要求铝条及塑料条剥离，以便分类回收利用。厂家通常都是雇用临时工，对铝塑条手工剥离，成本高、效率低。解决的方法是设计一台自动剥边机，以满足生产厂家的需要。
1.总体设计方案的确定
根据生产线上的生产情况，分析研究后得到的设计思路是在铝塑板压制成型后，首先使用刀具按照尺寸规格裁边，再经由剥边机将剪裁出来的铝塑边料进行塑料和铝片的剥离，最后经过粉碎机将塑料边粉碎为塑料粒。剥边机工作是的关键环节，可以是过两滚筒将塑料和铝片以一定的速度剥离。
2.工作原理
如图1，电动机带动一对链轮转动，通过链条驱动两对滚筒回转。其中，一对滚筒由主动轮与压轮组成，压轮将铝条和塑料条分离并将分离出来的铝条压紧在主动轮上，主动轮则带动塑料条不断地从铝塑边上剥离，并以一定的速度向前移动，从而达到剥边的目的。
图1 系统工作原理
3.关键技术
通过机械传动机构将电机的运动传递给一对滚筒，并使主动轮的线速度v=3m/s。
4.设计过程
图2 产品总装图
图3 定型产品
确定产品的设计关键技术后，根据工作原理图，同时考虑降低产品的制造成本等因素，产品设计方案采用链条传动和齿轮传动等机械传动机构将电机的运动传递给滚筒，用两个弹簧将压轮压紧在主动轮，保证铝塑条能不断地分离。主要零件有：M560-502，60W，220V电机，配5GU800K变速器及调速器; m=2，z=24的齿轮;2分23齿的链轮，25H-82L的链条;滚花滚筒等。经过设计计算，最后得出产品总装图（图2）和零件图，加工装配后调试，对其不足进行修改，投入生产线使用并根据其生产情况不断改进，最后得到定型产品（图3），完成产品的创新设计生产的全过程。
5.产品的实用价值
铝塑板剥边机投入使用后，其生产率高，成本低，每天剥离工作量相当于10个工人使用手工剥离的工作量，为铝塑板生产厂家解决了实际问题，得到广大用户的肯定。
四、结论
实用型机械产品最大特点就是其实用性。本文通过对铝塑板剥边机的创新设计过程的研究，提出了根据产品的功能快速设计制造出满足用户需求的新产品的方法与思路。可以帮助企业提高产品开发能力、生产组织能力和市场竞争能力。
参考文献：
[1]平恩顺，檀润华，孙建广.基于TRIZ的机械产品突破性创新设想产生过程研究[J].中国机械工程，2014（18）.
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[3]苏航.机械产品的现代设计方法及创新[J].改革与开放，2010（04）.
[4]周济.制造业数字化智能化制造业数字化智能化[J].中国机械工程，2012（20）.
机械创新方案 第32篇
计算机辅助设计。计算机辅助设计简称CAI,利用计算机运算速度快、存储量大、运算准确、逻辑判断功能强等优点,通过人机交互进行信息的处理,完成设计工作。主要有以下特点:(1)由于可以存储大量的设计信息和设计经验。可以帮助缺乏设计经验的新手顺利完成工作。(2)计算机辅助设计与计算机辅助制造(CAM)、计算机自动化管理结合起来形成计算机集成制造系统,进行产品设计、市场预测、生产计划、制造和销售等一系列工作。以企业的最高效益为目标,综合对人力、物力和时间各种资源进行最有效的利用。(3)还可以大大提高设计的效率,加快产品的更新速度,缩短设计周期,增强市场竞争力。(4)设计人员不仅能在很短时间里给出多种设计方案,分析比较后获得最佳设计方案:还可以从繁重的重复性工作中得到解脱,有更多的时间和精力进行创造性工作。
模块化设计。模块化设计就是在对一定范围内的不同规格产品或相同功能不同性能的产品进行分析后,划分并设计出一系列的功能模块。然后通过对模块进行组合就可以组成不同产品来满足市场需求。其目的主要是以尽可能少的模块种类和数量构成尽可能多规格的产品。模块化设计不仅有利于产品的更新换代,还有利于提高产品的质量,降低成本,加快新产品的开发速度。
并行设计。并行设计工程叉叫同步工程或集成工程,主要并行的设计产品以及各种制造和支持过程的系统化方法。机械产品的设计采用串行设计的缺点主要在于在产品设计过程中,必须要等到上一环节结束后才能进行后一环节,设计不仅改动量大,而且产品的开发周期长,成本高。采用并行设计的核心在于要打破内部各个单元界限,建立以人际关系为基础的协同工作模式。进一步提高产品质量、缩短产品上市时间等。
机械系统设计。机械系统设计就是一种利用系统的观点进行产品的一系列设计的方法。设计过程包括计划、外部系统设计、内部系统设计以及制造销售阶段。传统设计注重内部系统设计,其重点主要在于改善零件或转自一些子系统的特性,但是很少考虑对于个零件之间或内部与外部之间的相互影响而系统设计要根据系统原则,综合研究内部外部和各个子系统之间的相互关系,协调各予系统之问的相互作用,使整个系统的功能表现为最佳状态。
机械优化设计。优化设计是把设计的实际工程问题的物理模型转化为相应的数学模型,然后运用最优化设计理论,选择合适的优化方法,借助计算机进行求解。从而得到最佳设计方法。近年来,优化设计常结合一些其他方法。形成新的优化设计方法。如和模糊化设计结合,形成模糊优化设计:和可靠性设计结合起来形成可靠性优化设计。除此之外,还有可靠性设计、机械动态设计、疲劳设计、反求工程、摩擦学设计以及创造性设计等。随着科学技术的飞速发展,现代设计方法也在不断改善。
2、现代设计方法翻新研究
创新设计原则。生态效益最好原则要在设计过程中尽量选择污染较低的材料。避免使用有毒有害以及有辐射的材料。这是由于在产品制造和使用过程中,都要求产品对周围环境要满足“零污染”原则。安全可靠性原则机械产品品质的保证要通过产品的安全可靠性来体现。产品在强度,刚度、稳定性、以及耐磨性均要满足设计要求,对于一些重型机械,要保证有一定的自锁和保险装置,确保操作人员的人身安全。
经济效益最好原则。经济最佳性要从设计以及制造两方面考虑,设计上要选用正确的材料,保证合理的原理方案:制造上要保证零件的加工工艺和装配工艺。设计的产品不仅要满足客户的功能要求,还要保证成本低廉。
3、机械创新设计技术
机械创新设计是指充分发挥设计者的创造性思维,利用人类已有的科学技术成果,设计出具有新颖性、实用性以及创造性的机械装置。机械创新设计技术和机械系统设计、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、有限元设计等构成现代设计方法学库,吸收了邻近学科有利的设计思想与设计方法,是有待开发的一门新的设计技术方法。随着人工智能、专家系统、认识科学、思维科学以及人脑研究的发展,机械创新设计日益受到人们的重视。一方面,人工智能、专家系统、认识科学、思维科学、设计方法学等已经为创新设计提供了一定的理论基础:另一方面。创新设计的研究及发展有助于解释人类的创造思维机理,还可以促进一系列科学的发展。实现专家系统及智能工程创新设计要求能为发明创造机械和改善现有机械性能提供有效的理论和方法。创新设计包括两方面的内容,一是要改善生产生活中现有机械产品的性能,包括技术性、可靠性、适用性以及经济型;二是要创造设计出新的产品,以满足生产生活的新需要。创新设计的核心内容就是要探索机械产品创新发明的机理、模式及方法,将机械产品创新设计过程程式化、定量化。