功能原理创新设计教材
基于功能原理创新的《机械设计学》课程教学改革
了较 好 的 效 果 。
[ 关键词]机械设计学 ;创新教 育;功 能原理设计 [ 中图分类号]N 4 [ 文献标识码]A [ 文章编 号] 17 —10 2 1 )0 一N30一 2 6 3 4 9(0 0 1 3 o
第 7 第 1期 :理 工 卷
张小明等 :基于功 能原 理创新的 《 机械设计学 》课 程教学改革
・3 1・ 3
过 人机 交互 方式 ,为学 生创 造一 种轻 松 、活 泼 、 自主学 习 的环境 ,从 而培 养 学生 的形 象思 维 能力 、创新
能力 ,提高 教学 质量 和教 学效 果 。
《 机械设 计学 》是机 械设计 及制 造 业 教 学指 导 委员 会规 定 的 第 一 门专 业 主 干课 ,以功 能 原理 设 计 、
实用化 设计 、商 品化 设计 为核 心 内容 ,强 调 了设 计学 中最重 要 的概 念 “ 功能 ”1。功能 原 理设 计是 产 品 [ ] 具 有市 场竞争 力 的关 键性设 计环 节之 一 ,是 产 品最 根本 的创 新途 径 ,对产 品的成 败 起着 决 定性 的作用 。 功能原理 设计从 其本质 上来 讲是 一种创 新构思 过程 ,设 计者通 过创 新思维 来形 成创新 构思 。设计 者要进 行创 新构 思 ,就要有强 烈 的创新 意识 ,坚实 的创造 性知识 基础 ,灵 活 的思 维方 法及对 创造性 机理 的认识
基 于 功 能 原 理 创 新 的 《 械 设 计 学 程 教 学 改 革 机 课
《室内设计原理教案》
《室内设计原理教案》一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解室内设计的概念、发展历程和基本原则。
(2)掌握室内设计的基本要素,包括空间、色彩、材质、照明和家具等。
(3)学会运用设计原理进行室内空间布局和设计创新。
2. 过程与方法:(1)通过案例分析,培养学生对室内设计的感性认识和审美能力。
(2)运用实践操作,培养学生室内设计的基本技能。
(3)以小组合作为载体,培养学生的团队协作能力和沟通表达能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对室内设计的兴趣和热情,提高审美品位。
(2)培养学生关爱环境、注重可持续发展的意识。
(3)培养学生勇于创新、积极进取的精神风貌。
二、教学内容1. 室内设计的概念与发展历程(1)室内设计的定义(2)室内设计的发展历程(3)我国室内设计现状与趋势2. 室内设计的基本原则(1)功能性与舒适性(2)安全性与环保性(3)美观性与个性化3. 室内设计的基本要素(1)空间布局(2)色彩搭配(3)材质选择(4)照明设计(5)家具配置4. 室内设计的设计原理(1)对比与统一(2)对称与平衡(3)层次与序列(4)节奏与韵律(5)创意与独特性5. 室内设计案例分析与实践(1)案例分析:解析经典室内设计案例,了解设计理念和手法。
(2)实践操作:以小组为单位,进行室内设计方案的制作与展示。
三、教学方法与手段1. 讲授法:讲解室内设计的概念、原则、要素和设计原理。
2. 案例分析法:分析经典室内设计案例,提高学生的审美能力和设计思维。
3. 实践操作法:以小组为单位,进行室内设计方案的制作与展示。
4. 互动讨论法:引导学生积极参与课堂讨论,培养团队合作精神和沟通能力。
5. 参观考察法:组织学生参观室内设计展览或实际项目,增强实践经验。
四、教学评价1. 过程性评价:关注学生在课堂讨论、实践操作和团队协作中的表现。
2. 成果性评价:评价学生设计的室内方案的创新性、美观性和实用性。
3. 综合性评价:结合学生的课堂表现、实践成果和团队协作能力,进行全面评价。
《机械创新设计》课程教学大纲
《机械创新设计》课程教学大纲一、课程名称中文名称:机械创新设计英文名称:Machinery Innovation Design二、课程代码11113103三、课程属性专业必修课四、学时数、学分数48(理论学时:44实验学时:4)、3学分五、适用专业四年制本科机械电子工程专业、机械设计制造及其自动化专业、机械工程专业。
六、编制者编制:唐剑兵七、编制日期2015年7月八、本课程的目的和任务本课程是本科机械设计制造及其自动化、机械电子工程、机械工程等专业的一门必修课。
创新设计的目标和任务是训练创新思维、学习创新方法、培养创新设计能力。
通过国际化创新思维的比较,帮助学生建立创新设计的思想,培养学生国际化创新意识和能力,打好创造发明的理论和实践的基础。
中国应该学习和改进创新思维,走向世界的前列。
创新是全世界的基本行为,创新教学适合双语教学,打破国际界限,进入英语讨论环境,在通用语言环境下比较优秀创新思想,树立自己的先进创新理念。
本课程通过阐述国际创新设计思想,达到创新理念的树立;创新思维的形成;创新方法的使用;创新活动的指导四大目的,带领学生一边学习,一边创造性实践。
在系统阐述设计创新和创造的基本原理基础上,介绍了设计问题、创新设计策略、设计创新过程、创新产品特性,创新人文特性等内容,用对比的方法,强调创新不只是技术改进,而是技术,市场,社会效益的综合改进,搭建创新与应用的桥梁。
并联系实例构建了“机械创新设计大赛”、“工程训练综合能力大赛”、“机器人大赛”和“创新创业训练计划”等4大实际任务模块,以项目为导向分析和引导相关课程内容的讲授,并结合实验和实训,最终实现学以致用,手脑并用,以大赛的实际创新产品体现教学的效果。
九、课程的基本要求和特点本课程的学习,要求学生具有活跃的思维能力和较强的动手能力,在掌握正确的创新思维和创新方法后,能开动脑筋,按照一定的功能要求,自己动手设计出新型的机构或装置,并加以实验验证。
汽车工程创新课程设计
汽车工程创新课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解汽车工程基本原理,掌握汽车各系统结构与功能,并了解现代汽车技术的发展趋势。
2. 学生能掌握汽车设计的基本流程和方法,了解人机工程学在汽车设计中的应用。
3. 学生了解新能源汽车的类型及优缺点,并掌握其基本工作原理。
技能目标:1. 学生具备运用CAD软件进行汽车零部件设计和三维建模的能力。
2. 学生能运用仿真软件对汽车各系统进行性能分析和优化。
3. 学生能够针对特定需求,设计出具有创新性的汽车方案,并进行简要的技术论证。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对汽车工程的兴趣和热爱,增强对国家汽车产业的自豪感和责任感。
2. 学生形成团队合作意识,学会在项目中承担责任和分工合作。
3. 学生培养创新思维和勇于尝试的精神,提高面对挑战的自信心。
课程性质:本课程为选修课程,以项目为导向,注重理论与实践相结合。
学生特点:初三学生,具备一定的物理、数学和科学素养,对汽车感兴趣,具备初步的动手能力和创新意识。
教学要求:教师需引导学生运用所学知识解决实际问题,鼓励学生积极参与讨论和实践活动,培养其创新能力和团队协作精神。
教学过程中注重评估学生的知识掌握程度、技能运用能力和情感态度价值观的发展。
二、教学内容1. 汽车工程基础理论:包括汽车发展史、汽车分类、汽车基本构造及各系统功能,对应教材第一章内容。
- 汽车发动机原理与结构- 汽车传动系统原理与结构- 汽车制动系统原理与结构- 汽车电气系统原理与结构2. 汽车设计流程与方法:以人机工程学为基础,学习汽车设计的基本流程、原则和方法,对应教材第二章内容。
- 汽车设计的基本流程- 人机工程学在汽车设计中的应用- 汽车外观与内饰设计原则3. 新能源汽车技术:介绍新能源汽车的分类、优缺点及工作原理,对应教材第三章内容。
- 新能源汽车概述- 电动汽车原理与结构- 混合动力汽车原理与结构- 燃料电池汽车原理与结构4. 汽车设计实践:运用CAD软件进行汽车零部件设计与三维建模,对应教材第四章内容。
技术创新方法(TRIZ理论)培训教材
维障碍。
小明家有三个小孩,老大叫大毛,老二叫二毛,老三叫什么? 如何用6根火柴组成4个等边三角形? 如何用4根火柴组成一个“田”字? 在荒芜人迹的河边停着一个小船,这只小船只能容纳一个人,有 两个人同时来到河边,并且这两个人都坐着这条船过了河,请问: 他们是怎样过河的?
1.2、TRIZ的由来
TRIZ理论是由根奇· 阿奇舒勒(G.S.Altshuller 1926~1998)(前苏联的一位伟大发明家和创造学家)通过 对4万 份(后来扩展到250万份)高水平发明专利的研究、分析、归 纳总结,揭示出隐藏在专利之中的奥秘,萃取发数以百万计发 明家的智慧而创建的卓越成果。被喻为“神奇点金术”。 TRIZ理论是一种创新方法,它使创新思维从发散走向收 敛;它利用创新的规律,使创新走出了盲目的、高成本的试错 和灵光一现式的偶然。
技术创新方法(TRIZ理论) 培训教材
目录
一、TRIZ概述
二、TRIZ的技术系统八大进化法则+S曲线
三、最终理想解(IFR) 四、技术矛盾 五、40个创新原理 六、39个工程参数及矛盾矩阵 七、物理矛盾和四大分离原理
一、TRIZ概述
1.1何谓创新
创新就是稀奇古怪的事
创新源于敢吃螃蟹的人
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
创新是灵光一现式偶然
技术系统应该沿着使能量流动路径缩短的方向进化,以减少能量 损失;
如果某个元件接收不到能量,就不能发挥作用,这会影响到技术 系统的整体功能。
实例:手摇绞肉机替代菜刀 用刀片旋转运动代替刀的垂直运 动,能量传递路径缩短,能量损失减 少,同时提高了效率。
技术系统法则3:协调性法则
技术系统是沿着各个子系统之间更协调的方向进化,这也是整个 技术系统能发挥其功能的必要条件; 子系统间的协调性主要表现在: • 结构上的协调 • 各性能参数之间的协调 • 工作节奏/频率上的协调
《功能原理》课件
2 原型设计
基于功能原理开发产 品原型,快速验证概 念和功能。
3 性能测试
通过功能原理确定产 品的关键性能指标, 进行性能测试和调优。
功能原理在工业生产中的应用
工业生产中,功能原理用于解析现有系统的功能机理,优化生产过程和提高生产效率。 通过合理应用功能原理,工业企业可以实现自动化和智能化生产,提升竞争力。
优化功能原理的方法
1
降低能量消耗
优化功能原理,减少系统能量损耗和浪费,提高能源利用率。
2
提高效率
寻找并改进功能原理中的瓶颈和低效性,提高系统整体效率。
3
优化交互
改善系统元素之间的交互方式,提高系统协调性和响应性。
功能原理与系统设计
功能原理在系统设计中起到关键作用,帮助工程师理解和优化系统的功能和 性能。
功能原理在工业设计中的应用
人机工程学
美学设计
用户界面设计
功能原理在工业设计中应用, 可以将产品设计与人体工程 学相结合,提供更好的用户 体验。
功能原理也应用于美学设计, 帮助设计师理解产品功能和 外观之间的关系。
通过功能原理,工业设计师 设计出直观而易用的用户界 面,提升产品的易用性和用 户满意度。
功能原理在制造业中的应用
在制造业中,功能原理被用于改进产品设计和生产工艺,提高产品质量和生产效率。 功能原理也可以帮助制造业企业进行产品创新和工艺优化,实现持续发展。
功能原理在机械工程中的应用
机械工程领域广泛应用着功能原理,帮助工程师理解机械系统的运动原理和 机构结构。
通过分析功能原理,机械工程师能够优化设计方案,提高机械系统的性能和 可靠性。
通过功能原理,工程师能够更好地规划系统的组成部分和功能模块,确保系 统正常运行。
创新设计
名词解释:反求工程:把别人的先进科技成果加以引进,消化吸收,改进提高,或进行创新设计,近而发展自己的新技术、开发新产品,是发展民族经济的捷径。
称这一过程为反求工程。
功能原理设计:功能原理设计是针对产品所应具有的功能进行原理性设计构思,提出设计方案的设计过程。
功能分析:是指用系统的思想分析各功能之间的内在联系,按照功能的逻辑体系编制功能结构图(关系树图),以掌握必要功能,发现和消除不必要功能,并为“功能技术矩阵”的构造提供功能结构链。
(由总功能分解为分功能,最后做出功能结构图的过程。
)创新设计:创新设计:是指在设计领域中,提出的新的设计理念、新的设计理论或设计方法,从而得到具有独特性和新颖性的产品。
零件安全主要指在规定的载荷和规定时间内,零件不发生断裂、过度变形、过度磨损,不丧失稳定性。
冗余配置原理当技术系统发生故障或失效对会造成人身安全或重大设备事故,为了提高可靠性,常采用重复的备用系统。
变形协调:就是使相联接的两零件在外载荷的作用下所产生的变形的方向相同,并且使其相对变形尽可能小。
疲劳失效:在交变应力与交变应变的作用下.构件因发生疲劳破坏而使其丧失正常工作性能的现象称之为疲劳失效;局部应力应变分析法是在低周疲劳的基础上发展起来的一种疲劳寿命估算方法,其基本设计参数为应变集中处的局部应变和局部应力。
基本机构:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等结构最简单且不能再进行分割的闭链机构称为基本机构串联组合:前一个机构(称为前置机构)的输出构件与后一个机构(称为后置机构)的输入构件刚性连接在一起,称之为串联组合。
封闭组合:一个两自由度机构中的两个输入构件(或两个输出构件或一个输入一个输出构件)用单自由度的机构连接起来,形成一个单自由度的机构系统,称为封闭式连接。
工作周期:在运动循环时间内,机器的各执行机构要完成一定的周期运动,执行机构周期性回到初始位置之间的时间间隔稳定性原理:所谓系统的结构稳定是指当出现干扰,使系统状态发生改变的同时,会产生一种与干扰作用相反的、使系统恢复稳定的效应。
设计概论教材知识点
设计概论教材知识点设计概论是设计类专业的一门基础课程。
它主要介绍了设计的基本概念、原理和方法论等知识点。
设计概论的学习对于培养学生的设计思维、创新能力和审美素养具有重要意义。
本文将从设计的概念、设计原则和设计方法三个方面对设计概论的知识点进行简要阐述。
一、设计的概念设计是一种为了解决问题或实现特定目标而进行的创造性活动。
它通常包括产品设计、图形设计、室内设计等多个领域。
设计的核心在于创造,通过运用美学、功能、经济、社会文化等方面的知识来实现问题的解决与创新。
设计的概念也包括设计的基本要素和设计的基本原理。
1.1 设计的基本要素设计的基本要素包括形状、色彩、材质、结构和功能等。
形状是指物体的外形特征,色彩是指物体的颜色特征,材质是指物体的材料特征,结构是指物体的内部组成和连接方式,功能是指物体的使用目的和功能特征。
1.2 设计的基本原理设计的基本原理包括美学原理、功能原理、经济原理和社会文化原理等。
美学原理是指设计应该满足审美要求,追求艺术和美的目标;功能原理是指设计应该满足产品的使用功能和用户需求;经济原理是指设计应该追求经济性和高效性,实现成本控制和资源利用的最优化;社会文化原理是指设计应该符合社会文化背景和价值观念,具有良好的社会影响力。
二、设计原则设计原则是设计的指导原则,是设计师在进行设计创作时要遵循的基本规律。
设计原则包括统一性原则、对比性原则、平衡性原则、重点突出原则、节奏性原则和比例性原则等。
2.1 统一性原则统一性原则是指设计中要求各个要素之间的关系和谐统一,形成整体性的效果。
在设计中,可以通过颜色、形状、材质和结构等方面的协调搭配来实现统一性原则。
2.2 对比性原则对比性原则是指设计中要通过对比来产生强烈的视觉冲击和表现力。
对比可以通过明暗对比、冷暖对比、大小对比或形状对比等方式来实现,从而增加设计的吸引力和表现力。
2.3 平衡性原则平衡性原则是指设计中要求各个要素之间在视觉上的均衡分配和相互呼应。
产品创新设计-教学大纲
《产品创新设计》教学大纲课程名称:产品创新设计(Innovative Design )课程代码:02113002课程类别:专业课课程性质:必修总学时:32理论学时:16实验学时:16 实验项目:0个先修课程:机械制图、设计材料加工工艺、金工实习、等适用专业:工业设计专业开课院部:机电工程学院一、课程性质、目的课程性质:产品创新设计是机电类专业的一门必修的专业课。
其主要作用是让学生理解产品创新开发和系统化设计方法和设计思想。
培养学生进行创造性的思维方式和实践能力为本课程的任务。
课程目的:本课程的目的是使学生建立起合理的知识结构,培养其创新意识和能力,打好创造发明的理论和实践的基础。
本课程通过阐述机械的发展与创新,综合、归纳发明创造过程的一般技术和方法,介绍功能原理的创新设计、机构和机械结构的创新设计并联系实例加以分析和引导,以启迪学生的创新思维,开拓创新视野,培养学生的创新意识,提高其创新设计的能力。
二、课程内容和建议学时分配第一章绪论 2课时【教学基本要求】1、了解机械发展的历史及趋势;2、了解技术创新的作用及技术创新规律。
【教学内容】1、机械发展趋势;2、技术创新。
第二章创新设计技术 2课时【教学基本要求】1、掌握创新设计的原则;2、了解现代设计方法;3、掌握创新思维的概念及训练方式;4、掌握创新技法。
【教学内容】1、设计与创新;2、创新思维;3、创造技法【教学重点和难点】重点:1、创新设计的原则;2、创新思维的训练方式。
难点:1、创新思维的训练方式;2、创造技法。
第三章仿生学与创新设计 4课时【教学基本要求】1、了解仿生学与设计创新的关系;2、掌握仿生学的研究构成;3、掌握仿生机械的特点及应用;4、掌握仿生机械手的功能原理;5、掌握仿步态机构的设计。
【教学内容】1、仿生学与设计创新;2、仿生机械;3、仿生机械手;4、仿步态机构的设计。
【教学重点和难点】重点:1、仿生机械的特点及应用;2、仿生机械手的功能原理。
《机械创新设计》课程标准
课程名称:机械创新设计编码:适用专业:数控技术学时:40学时学分:4 学分(一)课程定位《机械创新设计》课程是在学生学完必要的专业技术基础课的基础上开设的一门专业必修课程,该课程又是连接专业课与学生技能的技术类课程。
该课程主要讲机械创新设计的基本思维及基本原理技法等。
让学生充分了解专业技术的发展现状,尤其对技术应用创新的典型案例及创新思路、方法有教为深入的理解。
(二)课程设计思路本课程的教学内容的设置充分考虑专业的办学层次、办学条件、办学环境、培养目标以及学生知识结构与市场需求的关系。
体现职业教育就业导向、能力本位的指导思想,体现以职业素质为核心的全面素质教育培养,并贯穿于教育教学的全过程。
1、根据毕业生将从事的职业岗位(群)要求,按企业要求毕业生必须了解哪些知识、掌握什么技术、具备哪些能力,按“简洁实用、够用,兼顾学生后续发展”的原则选择教学内容。
2、注重呈现形式生动活泼,配套多媒体资源丰富,激发学生的学习兴趣和求知欲。
3、注重学生本课程学习成绩的评价,采用过程性评价和结果性评价相结合的评价体系,注重学生平时知识的积累和能力的培养。
要兼顾对学生的关键能力,以及基本素质、创新精神、创造能力、个性培养和发展等各个维度的关注。
结合平时作业、课堂作业、考试及学习态度等进行综合评价。
(三)课程目标《机械创新设计》是数控技术的基础课程之一。
本课程的课程目标:1、知识目标通过本课程的学习,学生能掌握关于《机械创新设计》的基本知识并能进行实际应用,获得基本的机械创新设计理念、方法,包括:综合创新原理、分离原理、移植原理、逆向原理、还原原理、物场原理等。
2、技能目标能通过学习《机械创新设计》能设计基本简单的机械结构。
3、素质目标通过制造技术基础课程的教学,应注重培养学生以下素质:(1)求实精神一一通过机械创新设计基础课程的教学,培养学生踏实工作、实事求是的科学态度和刻苦钻研的工作作风。
(2)创新意识一一通过学习,激发学生的求知热情、探索精神,以及敢于创新的精神。
单片机创意课程设计
单片机创意课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解单片机的基本结构及其工作原理,掌握单片机编程的基础知识。
2. 学生能运用所学的单片机知识,设计并实现具有创意的单片机控制项目。
3. 学生能了解单片机在日常生活和科技领域中的应用,理解其重要性和价值。
技能目标:1. 学生具备使用单片机进行编程和调试的能力,能够独立完成简单的单片机控制系统设计。
2. 学生能够运用问题解决策略,针对实际需求进行单片机项目的创意设计和实践操作。
3. 学生通过团队协作,学会沟通与交流,提高项目实施的效率。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对单片机技术的好奇心与探索精神,激发创新意识和实践欲望。
2. 学生通过单片机课程的学习,认识到科技对社会发展的作用,增强社会责任感。
3. 学生在团队协作中,学会尊重他人意见,培养合作精神,提高人际交往能力。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,注重学生动手能力与创新能力的培养。
学生特点:初三学生,具备一定的物理、数学和信息技术基础,对新鲜事物充满好奇心。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的创新意识和实践能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 单片机基础知识:介绍单片机的结构、原理及功能,使学生了解单片机的基本组成和工作方式。
关联教材章节:第一章单片机概述。
- 单片机的种类与选型- 单片机的内部结构及功能- 单片机的工作原理2. 单片机编程基础:学习单片机编程语言,掌握编程技巧。
关联教材章节:第二章单片机编程语言。
- 编程语言(C语言/汇编语言)基础- 编程环境及工具的使用- 简单程序的设计与调试3. 单片机外围设备及其应用:了解单片机与外围设备的接口技术,学会使用各种传感器和执行器。
关联教材章节:第三章单片机外围设备。
- 常用传感器及其接口技术- 执行器的原理与应用- 外围设备的驱动程序编写4. 单片机项目实践:结合所学知识,进行创意项目设计与实现。
机械系统创新设计教案
机械系统创新设计教案一、教学目标1. 了解机械系统创新设计的基本概念和原则。
2. 掌握机械系统创新设计的方法和步骤。
3. 能够运用创新设计的方法解决实际机械系统设计问题。
二、教学内容1. 机械系统创新设计的基本概念创新设计的定义机械系统创新设计的重要性2. 机械系统创新设计的原则功能原理结构原理机构原理工艺原理3. 机械系统创新设计的方法头脑风暴法TRIZ理论逆向思维法模块化设计法4. 机械系统创新设计的步骤需求分析功能分析结构设计参数优化设计评价5. 创新设计案例分析案例一:某型手爪设计案例二:某型无人机螺旋桨设计三、教学方法1. 讲授法:讲解基本概念、原则、方法和步骤。
2. 案例分析法:分析实际案例,引导学生运用创新设计方法。
3. 小组讨论法:分组讨论,促进学生思考和交流。
4. 实践操作法:引导学生动手实践,提高实际设计能力。
四、教学准备1. 教材:机械系统创新设计相关教材。
2. 课件:制作教学课件,包括图文并茂的内容。
3. 案例资料:收集相关创新设计案例资料。
4. 设计软件:准备相关机械设计软件,如SolidWorks、AutoCAD等。
五、教学评价1. 课堂参与度:评估学生在课堂上的发言和提问。
2. 小组讨论报告:评估学生在小组讨论中的表现和报告质量。
3. 创新设计案例分析:评估学生对案例的分析能力和创新设计思路。
4. 课后作业:布置相关设计任务,评估学生的设计能力和应用能力。
六、教学活动安排1. 第1-2周:介绍创新设计的基本概念和原则。
2. 第3-4周:讲解创新设计的方法和步骤。
3. 第5-6周:分析创新设计案例。
4. 第7-8周:实践操作,运用创新设计方法解决实际问题。
七、教学注意事项1. 注重培养学生的创新意识和思维能力。
2. 引导学生运用多种方法进行分析,提高设计能力。
3. 鼓励学生积极参与课堂讨论,发挥主观能动性。
4. 关注学生的个体差异,因材施教。
八、教学拓展1. 组织学生参观机械设计相关的企业或实验室,了解实际应用。
反求工程与创新设计教材(PPT50张)
已知机械设备的反求设计
• 机械设备反求设计的特点 • 机械设备反求设计的一般过程
• 功能反求 • 系统原理方案的反求 • 机械设备的分解 • 制造工艺及材料的反求
成功案例:大型联合收割机市场
• 佳木斯联合收割机厂为引进世界先进技术, 在我国生产技术含量高的农用机械。于 1981年,引进美国约翰迪尔的1000系列联 合收割机技术。经消化吸收,填补了中国大 型联合收割机生产的空白,结束了中国大型
联合收割机全部依靠进口的历史。
反求设计的意义
• 研究和应用反求设计可以有效回避开发探
• 系统原理方案的反求 • 机械设备的分解 • 制造工艺及材料的反求
已知机械设备的反求设计
• 机械设备反求设计的特点 • 机械设备反求设计的一般过程
• 功能反求 • 系统原理方案的反求 • 机械设备的分解 • 制造工艺及材料的反求
机械设备的分解
分解的目的:
测绘之前,要对待反求的设备进行分解,以便进行尺寸测
或创新设计。
反求设计是创新的重要方法
创新有两种方式: 第一种是从无到有。完全凭借基本知识、 思维、灵感与丰富的经验。 第二种是从有到新。借助已有的产品已 存在的可感观的实物,创新出更先进、更完 美的产品。反求设计就属于第二种创新方式。
反求设计概述
• 反求工程及反求工程的过程
• 什么是反求设计 • 反求设计的两个阶段 • 反求设计的三种形式 • 反求设计与知识产权
3、引进技术的消化过程 4、引进技术的反求过程
教材的内涵与功能
思想教育功能
总结词
教材作为学校教育的重要组成部分,也承担着对学生进行思 想教育的任务,帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值 观。
详细描述
教材中蕴含着丰富的思想教育元素,如爱国主义、集体主义 、社会公德等方面的内容,通过潜移默化的方式影响学生的 思想观念,引导学生形成良好的道德品质和行为习惯。
03
详细描述
趣味性原则旨在提高教材对学生的吸引力,激发他们的学习兴趣。在编写教材时,可以 运用生动的语言、丰富的插图和有趣的实例,使内容更加生动有趣。此外,还可以通过 设计互动环节、引入游戏化元素等方式,增加教材的趣味性和互动性,让学生在轻松愉
快的氛围中学习知识。
04
教材编写流程
确定编写目标
01
02
教材是教学活动的重要组成部分,是师生互动、共同参与教学过程的中介。
教材的构成要素
01
02
03
04
内容
包括基本概念、基本原理、实 例分析等,是教材的核心部分
。
组织结构
指教材内容的编排顺序和组织 方式,包括章节设置、知识点
安排等。
辅助材料
包括习题、案例、图表、注释 等,旨在帮助学生巩固所学知
识、提高应用能力。
强调教材内容与实际应用的结合
详细描述
实用性原则要求教材内容紧密结合实际,能够满足学生的学习需求和未来的职业发展。教材应注重实 践环节,提供实际操作和案例分析的内容,帮助学生更好地理解和掌握知识。此外,教材还应关注行 业的最新动态和趋势,及时更新内容,使学生能够学以致用。
趣味性原则
总结词
增加教材的趣味性和吸引力
教材形式个性化
学生可以根据自己的学习风格和习惯选择适合自己的教材形式,如 视频教程、交互式学习等。
功能原理设计中的创新思维方法
功能原理设计中的创新思维方法创新思维在功能原理设计里就像魔法棒一样,能让平凡的设计变得超级酷炫。
咱先说说类比法吧。
这就好比你看到鸟儿在天上飞,就想着怎么让人类也能像鸟儿一样自由地在空中穿梭,于是就有了飞机的设计概念。
类比就是从大自然或者生活中的其他事物找灵感。
你看那荷叶,出淤泥而不染,科学家就类比荷叶的表面结构,搞出了超疏水的材料,在功能原理设计上这可是很牛的创新呢。
这就像是从别人那里“偷师”,不过是光明正大地借鉴好点子啦。
还有一种是逆向思维法。
大家都顺着想问题的时候,你偏要反着来。
比如说,传统的汽车都是燃油驱动的,大家都在想怎么让燃油发动机更高效。
可有人就逆向思考,为啥不能不用燃油呢?于是电动汽车就慢慢发展起来了。
这种思维就像是在走迷宫的时候,别人都在找常规的出口,你却回头去找入口,说不定就发现了新的路径。
这时候就感觉自己像个调皮的小机灵鬼,不按常理出牌,却能出其不意。
组合创新思维也超有趣。
就像搭积木一样,把不同的功能或者原理组合在一起。
手机就是个很好的例子呀。
以前手机只能打电话,现在把相机、电脑、音乐播放器的功能都组合进去了。
这就像是把各种不同口味的糖果包在一起,变成一个超级大礼包。
设计师们就像魔法师,把不同的功能原理搅拌搅拌,就创造出了全新的产品。
发散思维也不能少哦。
就像大脑在开派对一样,从一个点开始,向四面八方想点子。
比如说要设计一个照明工具,那可不能只想到灯泡。
可以想到萤火虫的发光方式,想到用化学物质发光,想到利用太阳能储存起来晚上照明。
这时候的思维就像烟花一样,到处散开,每个小火花都可能是一个很棒的创新点呢。
在功能原理设计里,这些创新思维方法就像是一个个小秘诀。
它们让设计师们能够打破常规,创造出那些让我们惊叹不已的产品。
只要我们保持一颗好奇的心,像个探险家一样在思维的世界里到处挖掘,就一定能找到更多的创新宝藏。
不管是像类比法那样去借鉴,还是逆向思维法那样反着来,又或者是组合、发散思维,每一种方法都像是一把打开创新大门的钥匙,让我们走进充满无限可能的功能原理设计的奇妙世界。
功能设计怎么写课程设计
功能设计怎么写课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握功能设计的概念,理解其在工程和产品设计中的应用。
2. 使学生能够运用所学的理论知识,分析并描述常见物品的功能设计特点。
3. 引导学生了解功能设计的基本原则,如实用、美观、创新等。
技能目标:1. 培养学生运用功能设计原理,独立完成创意设计的能力。
2. 提高学生团队协作和沟通能力,学会在设计过程中与他人分享、讨论和修改方案。
3. 培养学生运用科技手段,如计算机软件等,进行功能设计的实践操作。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对功能设计的兴趣,培养其创新意识和实践精神。
2. 引导学生关注功能设计在生活中的应用,认识到设计对生活品质的提升作用。
3. 培养学生具备良好的审美观念,尊重他人的创意和劳动成果。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,旨在培养学生的创新设计能力和实际操作技能。
学生特点:六年级学生具备一定的认知能力和动手实践能力,对新鲜事物充满好奇,善于表达和分享。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,引导他们通过观察、思考、实践,不断提高功能设计能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,鼓励他们发挥潜能,培养良好的团队协作精神。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估的实施。
二、教学内容1. 理解功能设计的基本概念- 功能设计的定义与作用- 功能设计在日常生活和工程领域的应用2. 功能设计的基本原则- 实用性原则- 美观性原则- 创新性原则- 环保性原则3. 功能设计的流程与方法- 设计需求的收集与分析- 设计方案的构思与草图绘制- 方案的优化与修改- 设计成果的制作与展示4. 功能设计的实践操作- 运用计算机软件进行设计绘图- 使用常见材料进行功能设计制作- 结合科学原理,实现设计功能的优化5. 功能设计案例分析- 分析经典功能设计案例,了解其设计理念- 比较不同设计方案,探讨其优缺点- 总结成功设计案例的经验,指导学生实践教学内容根据课程目标,结合课本章节进行组织。
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第三章 功能原理创新设计
发明问题解决理论
基本原理是什么?
“发明问题解决理论”认为技术系 统是不断进化的,进化的动力是解决冲 突。“发明问题解决理论”提出消除冲 突的发明原理,建立消除冲突的基于知 识的逻辑方法。——劝架—折中
第三章 功能原理创新设计
发明问题解决理论
基本方法如何?
应用“发明问题解决理论”解决设计 问题时,需要首先将待设计的问题表达 (翻译)为“发明问题解决理论”的标准 问题,利用该理论所提供的工具,可求得 标准解,将标准解表达(翻译)为问题领 域的解答,得到领域解,可以得到关于消 除技术冲突的有益提示。
37 监控与测试的困难程度
38 自动化程度
39 生产率
第三章 功能原理创新设计
并总结了常用来解称
1 分割
2 分离 3 局部质量
4 不对称
5 合并
6 多用性
7 套装
序号
名称
11 预补偿
12 等势性 13 反向
14 曲面化
15 动态化
16 未达到或超过
17 维数变化
•
成像功能+扫描仪=复印机
•
成像功能+计算机=打印机
•
成像功能+通信功能=传真机
• 打印+复印+扫描+传真——一体机
第三章 功能原理创新设计
原理3:局部质量——区别对待
• 零件由均匀结构改为非均匀结构
•
•
——局部发挥最佳效能
• 零件不同部位——热处理方式不同
•
•
——齿轮齿面的表面处理。面硬心软
•
第三章 功能原理创新设计
• 通过物体与环境的作用为物体提供向上的作用力,以平衡 重力作用———
第三章 功能原理创新设计
发明问题解决理论
怎样分类?
“发明问题解决理论”将工程中的冲 突分为两类,一类称为技术冲突,另一类 称为物理冲突。
技术冲突指在一个子系统中引入有 用功能的同时会在另一个子系统中引入有 害功能。
物理冲突指对同一个子系统提出相 反的要求。
第三章 功能原理创新设计
该理论总结了常用的39个工程参数: 通用工程参数名称 ——七类
8 质量补偿 18
9 预加反作用 19
10 预操作
20
振动 周期性作用 有效作用的连续性
序号
名称
21 紧急行动
22 变有害为有益、 23 反馈
24 中介物
25 自服务
26 复制
27 低成本、不耐用的物体 代替昂贵、耐用的物体
28 机械系统的替代
29 启动与液压结构
30 柔性壳体或薄膜
序号
名称
31 多孔材料
• 将时间上相关的物体合并 • • 铅笔+橡皮——便于携带 • • 制冷+加热——夏天制冷——冬天加热
第三章 功能原理创新设计
原理6:多用性——提高性价比
• 多种功能集于一身
•
• 多用工具——
•
• 多功能手机——
•
电话功能+短信+收音机+mp4+照相+GPS导航+蓝牙+
• 上网 ——————
一机多用
32 改变颜色 33 同质性
34 抛弃与修复
35 参数变化
36 状态变化
37 热膨胀
38 加速强氧化 39 惰性环境 40 复合材料
第三章 功能原理创新设计
原理1:分割——断开——独立 把一个整体或有联系的事物强行分 • 将一个物体分割成几个独开立的部分
• 电冰箱——冷冻箱+冷藏箱 • 货运汽车——动力(机车)+装载(拖车) • 将一个物体分割成几个容易组装和拆卸的部分 • 结构设计——构件——多个独立的零件—分别
原理4:不对称——增加范围
• 机械零件多为对称——设计更简单 • 但是可以采用不对称结构——选择范围扩
大 • 轮毂设计的非对称结构 • ——定位 •
第三章 功能原理创新设计
原理5:合并——组合
• 将空间上相同或者相近的物体合并在一起 • • 收音机+录音机=收录机 • • 多功能手机=电话功能+短信+收音机+——
序 号
名称
1 运动物体的重量
2 静止物体的重量
3 运动物体的长度
4 静止物体的长度
5 运动物体的面积
6 静止物体的面积
7 运动物体的体积
8 静止物体的体积
9 速度
10 力
11 应力或压力
12 形状
13 结构的稳定性
序 号
名称
14 强度
15 运动物体作用时间
16 静止物体作用时间
17 温度
18 光照度
第三章 功能原理创新设计
原理7:套装——减小占用空间
• 将某个物体放入另一个物体的空降内 • 地铁车门——嵌入式 • • 建筑、装修布线——墙内 • 地暖——地板下 • • 将第一个物体嵌入第二个物体内,将第二个物体嵌入第三
个物体内—— • • 多层伸缩式天线—— • 伸缩式钓鱼竿—— • 多层油缸—— •
第三章 功能原理创新设计
原理8:质量补偿—减小质量负载
• 使一个向上的力与向下的重力相平衡 • • 氢气球悬挂广告牌——嵌入式 • • 电梯、立体车库——滑轮—起重负载配重 • •
• 精密滑动导轨——机械卸载导轨 • ——滚子分担导轨负载—导轨导向
第三章 功能原理创新设计
原理8:质量补偿—减小质量负载
第三章 功能原理创新设计
第三章 功能原理创新设计
第三章 功能原理创新设计
•基本原理是什么? •基本方法如何? •怎样分类? •技术冲突的40条发明原理
第三章 功能原理创新设计
发明问题解决理论(TRIZ)
如何产生的?
前苏联学者 阿利特舒列尔(G.S.Altshuler) 及其领导的一批研究人员,从1946年开始,花 费1500人•年,在分析研究世界各国250万件专 利的基础上,提出了“发明问题解决理论”。 该理论一直对其他国家保密,直到前苏联解体 后,随着中一央C情批IA报原局 苏联科学P家K 移居国外克格,勃将该理 论介绍给其他国家,对全世界的创新设计领域
制造 • 提高物体的可分性 • 刀具可拆卸结构——刀头+刀杆
第三章 功能原理创新设计
原理2:分离——隔开 ① 从混合物中隔离出来 ② 与其他部分或整体、主体分开
• 将一个物体中的有害部分与整体分离
• 家用空调——主机+散热器(噪音大——移往室外)
• 将一个物体中起某种专门作用的部分与整体分离
• 激光复印机——成像功能分离——独立功能
19 运动物体的能量
20 静止物体的能量
21 功率
22 能量损失
23 物质损失
24 信息损失
25 时间损失
26 物质或事物的数量
序 号
名称
27 可靠性
28 测试精度
29 制造精度
30 物体外部有害因素作用的敏感性
31 物体产生的有害因素
32 可制造性
33 可操作性
34 可维修性
35 适应性或多用性
36 装置的复杂性