机械创新设计_第2章创新思维说课讲解
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第二章机械创新设计的思维基础2讲课文档
第三页，共113页。
第一节 思维概述
一、思维的间接性和概括性
思维的间接性指的是凭借其它信息的触发，借助于已有的 知识和信息，去认识那些没有直接感知过的或根本不能感知的 事物，以及预见和推知事物的发展过程。
例：考古人员通过观察化石推测历史 警察通过观察脚印等推测罪犯身体特征
思维的概括性指的是它能够去除不同类型事物的具 体差异，而抽取其共同的本质或特征加以反映。
一、形象思维 二、抽象思维
三、发散思维
四、收敛思维
五、动态思维 六、有序思维 七、直接思维 八、创造性思维
九、质疑思维
十、灵感思维
第七页，共113页。
一、形象思维
形象思维又称为具体思维或具体形象的思维。它是人脑对客观事物或 现象的外部特点和具体形象的反映活动。
表现形式
表象
联想
想象
第八页，共113页。
乐器——（敲击成音）
武器——（打人）
第十二页，共113页。
第二节 思维的类型
四、收敛思维
收敛思维又称集中思维、求同思维等。是一种寻求某种正确答案的思维形式 。它以某种研究对象为中心，将众多的思路和信息汇集于这一中心的思维过程。
（1）请说出家中既发光又发热的东西。找出它们的共同点。 （2）请写出海水与江水的共同之处，越多越好。 （3）鸽子、蝴蝶、蜜蜂与苍蝇有什么相同之处？ （4）铜、铁、铝、不锈钢等金属有什么共同的属性？ 答案 （1）家里既发光又发热的东西是存在的，如白炽灯、日光灯、红外线取暖器等等， 它们的共同点是：都用电。 （2）都是水；都会蒸发；都可养鱼；都可造福人类。 （3）会飞、吃东西…… （4）传热、导电……
第二十二页，共113页。
8）代一代
它是指用其他的事物或方法来代替现有的事物，从而进 行创新的一种思路。有些事物尽管应用的领域不一样， 使用的方式也各有不同，但都能完成同一功能，因此， 可以试着替代，既可以直接寻找现有事物的代替品，也 可以从材料、零部件、方法、颜色、形状和声音等方面 进行局部替代。看替代以后会产生哪些变化？会有什么 好的结果？能解决哪些实际问题？
第一节 思维概述
一、思维的间接性和概括性
思维的间接性指的是凭借其它信息的触发，借助于已有的 知识和信息，去认识那些没有直接感知过的或根本不能感知的 事物，以及预见和推知事物的发展过程。
例：考古人员通过观察化石推测历史 警察通过观察脚印等推测罪犯身体特征
思维的概括性指的是它能够去除不同类型事物的具 体差异，而抽取其共同的本质或特征加以反映。
一、形象思维 二、抽象思维
三、发散思维
四、收敛思维
五、动态思维 六、有序思维 七、直接思维 八、创造性思维
九、质疑思维
十、灵感思维
第七页，共113页。
一、形象思维
形象思维又称为具体思维或具体形象的思维。它是人脑对客观事物或 现象的外部特点和具体形象的反映活动。
表现形式
表象
联想
想象
第八页，共113页。
乐器——（敲击成音）
武器——（打人）
第十二页，共113页。
第二节 思维的类型
四、收敛思维
收敛思维又称集中思维、求同思维等。是一种寻求某种正确答案的思维形式 。它以某种研究对象为中心，将众多的思路和信息汇集于这一中心的思维过程。
（1）请说出家中既发光又发热的东西。找出它们的共同点。 （2）请写出海水与江水的共同之处，越多越好。 （3）鸽子、蝴蝶、蜜蜂与苍蝇有什么相同之处？ （4）铜、铁、铝、不锈钢等金属有什么共同的属性？ 答案 （1）家里既发光又发热的东西是存在的，如白炽灯、日光灯、红外线取暖器等等， 它们的共同点是：都用电。 （2）都是水；都会蒸发；都可养鱼；都可造福人类。 （3）会飞、吃东西…… （4）传热、导电……
第二十二页，共113页。
8）代一代
它是指用其他的事物或方法来代替现有的事物，从而进 行创新的一种思路。有些事物尽管应用的领域不一样， 使用的方式也各有不同，但都能完成同一功能，因此， 可以试着替代，既可以直接寻找现有事物的代替品，也 可以从材料、零部件、方法、颜色、形状和声音等方面 进行局部替代。看替代以后会产生哪些变化？会有什么 好的结果？能解决哪些实际问题？
机械创新设计课程设计 (2)
机械创新设计课程设计机械创新设计课程旨在培养学生的创新意识和设计能力，掌握机械设计和制造的基本知识和技能。
通过课程的学习，使学生学会应用多种工具和技术实现机械设计。
课程目标本课程的目标包括以下几个方面：1.掌握机械设计的基本概念和理论知识。
2.熟练掌握机械设计的各种工具和方法。
3.了解机械制造的基本技术。
4.培养学生的创新意识和实际能力。
5.综合运用所学知识和技能完成机械创新设计项目。
课程内容本课程的内容包括以下几个部分：一、机械设计基础1.机械零部件的分类和构造。
2.常用机械制图符号和标准。
3.制图和三维建模的基本方法与技巧。
4.机械零部件的配合和公差设计。
二、机械工程材料1.常用机械工程材料的特性和应用。
2.材料的物理性能和化学性能分析。
3.材料加工和应用时的注意事项。
三、机械加工工艺1.常用机械加工工艺及其原理。
2.常用机床设备和工具。
3.常用的加工过程和技术。
四、机械设计实践1.针对实例进行机械设计实践。
2.分析、测试和优化机械设计方案。
3.团队合作完成机械创新设计项目。
课程评估本课程的评估方式主要包括以下几个部分：1.课堂表现（20%）2.课程作业（30%）3.设计报告（50%）设计项目本课程的设计项目旨在通过实践锻炼学生的创新能力和实际操作能力，具体内容包括以下几个方向：1.设计一种新型机械产品，如新型传动装置、新型机床、新型工具等。
2.设计一种具有特色的机械系统，如自动化生产线、自动化检测系统等。
3.设计一种针对特定应用的机械设备，如遥控机器人、环保机器人、医疗机器人等。
结论通过机械创新设计课程的学习，学生将掌握机械设计和制造的基本知识和技能，培养出自己的创新能力和实际操作能力，从而为机械行业的发展做出更多的贡献。
机械创新设计k第二章创新设计基本思维PPT课件
第一节 思维的概念
什么是“创新”？
一般说来，创新就是创造，创新就 是首创前所未有的事物和理论。
创新就是有目的地根据已知去发现 未知的活动，即发现新的规律、新的物 质、建立新的理论,发明新的技术与方法, 设计并制造出新的产品的总称。
第二节 创新思维的类型
1. 形象思维与抽象思维 2. 发散思维与收敛思维 3. 逻辑思维与非逻辑思维 4. 直达思维与旁通思维 5. 逆向思维 6. 类比思维 7. 直觉思维和灵感思维
例：当你瞧见墙壁上一个小小的黑点时，你能由此想起？
2. 发散思维与收敛思维
发散性思维的特点：流畅性、变通性和独特性； 流畅性：在某一方面，举一反三，沿着一个方向发散出去 变通性：从一个方向跳到其他许多方向，形成立体性思维 独特性：形成自己与众不同的、独特的见解，是发散思维
的最高目标，是在流畅性和变通性基础上形成的最高层次。
7. 直觉思维和灵感思维
灵感是指人们头脑里突然出现 新思想的顿悟现象。灵感思维是一 种人们自己无法控制的，创造力高 度发挥的突发性的一种现象。灵感 思维主要发生在潜意识，是显意识 和潜意识相互交融碰撞的结果。
7. 直觉思维和灵感思维
第二节 走出思维的误区
• 思维定势：“是过去的思维影响现在的思维” • 思维定势对常规思考有利，如举一反三、触类旁
通等 • 思维定势对创新思考不利，心理学家说过“只会
使用锤子的人，总是把一切问题都看成是钉子” • “黄鼠狼给鸡拜年不安好心！”
第二节 走出思维的误区
• 3.1 走出从众思维误区 • 3.2 走出权威思维误区 • 3.3 走出经验型思维误区 • 3.4 走出书本型思维误区 • 3.5 走出自我中心型思维误区 • 3.6 走出其他类型思维误区
机械创新设计绪论说课.pptx
具体实现过程
7、创新方式：其一是由无到有的创新 其二是由有到新的创新
二、 创新设计的概念
1、设计的概念：是指根据社会或市场的需要，利用 已有的知识和经验，依靠人们思维和劳动，借助各种 平台（数学方法、实验设备、计算机等）进行反复判 断、决策、量化，最终实现把人、物、信息资源转化 为产品的过程。
设计的发展：单凭直觉的创造活动，为了满足生存 需要；发展到提高生活质量，形成了现代设计方法。
结论：
无论设计方法如何，常规设计仍然是最基本的设 计方法，是机械设计课程的根本内容。有关常规 设计的基本理论、基本方法与基本技能不应减少 。
三、不同设计方法的实例分析
设计实例一：薯条加工机的设计 设计实例二：椰肉加工机的设计 设计实例三：内平动齿轮传动装
置的设计 （作业）
设计实例一：薯条加工机的设计
创新
❖ 最早提出来的是美国经济学家J.I.熊彼特在1912年 最早提出，他归纳了5个内容： 生产一种新产品； 采用一种新技术； 利用或开拓一种新材料； 开辟一个新市场； 采用一种新的组织形式或管理方式。
❖ 创新具有多个侧面，提高工作效率或巩固了企业的 竞争地位；改善人们生活质量等。
❖ 创新不一定是全新的东西，旧的东西以新的形式出 现或以新的方式结合出现都是创新。
该方法强调以成熟的技术为基础 ，目前常规机械设计方法仍然是机械 工程中的主要设计方法。
各高等工科学校的机械设计教科书 主要讲授这种方法。
轴的结构设计过程
❖ 按功率计算出轴的 最小直径
❖ 根据轴上零件的周 向固定和轴向固定
❖ 查阅设计手册
❖ 结构设计
d c..3 P n
2、现代设计方法
现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软 件为基础，运用现代设计理念进行的机械设计。
7、创新方式：其一是由无到有的创新 其二是由有到新的创新
二、 创新设计的概念
1、设计的概念：是指根据社会或市场的需要，利用 已有的知识和经验，依靠人们思维和劳动，借助各种 平台（数学方法、实验设备、计算机等）进行反复判 断、决策、量化，最终实现把人、物、信息资源转化 为产品的过程。
设计的发展：单凭直觉的创造活动，为了满足生存 需要；发展到提高生活质量，形成了现代设计方法。
结论：
无论设计方法如何，常规设计仍然是最基本的设 计方法，是机械设计课程的根本内容。有关常规 设计的基本理论、基本方法与基本技能不应减少 。
三、不同设计方法的实例分析
设计实例一：薯条加工机的设计 设计实例二：椰肉加工机的设计 设计实例三：内平动齿轮传动装
置的设计 （作业）
设计实例一：薯条加工机的设计
创新
❖ 最早提出来的是美国经济学家J.I.熊彼特在1912年 最早提出，他归纳了5个内容： 生产一种新产品； 采用一种新技术； 利用或开拓一种新材料； 开辟一个新市场； 采用一种新的组织形式或管理方式。
❖ 创新具有多个侧面，提高工作效率或巩固了企业的 竞争地位；改善人们生活质量等。
❖ 创新不一定是全新的东西，旧的东西以新的形式出 现或以新的方式结合出现都是创新。
该方法强调以成熟的技术为基础 ，目前常规机械设计方法仍然是机械 工程中的主要设计方法。
各高等工科学校的机械设计教科书 主要讲授这种方法。
轴的结构设计过程
❖ 按功率计算出轴的 最小直径
❖ 根据轴上零件的周 向固定和轴向固定
❖ 查阅设计手册
❖ 结构设计
d c..3 P n
2、现代设计方法
现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软 件为基础，运用现代设计理念进行的机械设计。
机械创新设计课件
机械创新设计课件1. 引言在机械工程领域，创新设计是推动行业进步和发展的重要驱动力。
机械创新设计课程旨在培养学生的创新思维和设计能力，提供理论知识和实践技能，帮助他们在机械创新设计领域中取得突破性的成果。
本课程将涵盖机械创新设计的基本概念、方法和工具，以及案例研究和实践项目，帮助学生理解和应用机械创新设计的原理和实践。
2. 机械创新设计的概念和原理2.1 机械创新设计的定义机械创新设计是指在机械工程领域中，以创新的思维和方法，设计并实现具有独特功能和性能的机械产品或系统的过程。
2.2 创新设计的要素•创新思维：培养学生的创意思维、跨学科思维和系统思维，激发他们的创新潜能。
•设计方法：介绍常用的设计方法，例如TRIZ、Axiomatic Design等，帮助学生系统性地解决设计问题。
•技术工具：引入CAD、CAE和CAM等设计软件和工具，提高学生的设计效率和质量。
2.3 创新设计的原则•功能性原则：设计的产品或系统应能够满足用户需求，并具有创新和独特的功能。
•可行性原则：设计的产品或系统应在技术和经济上可行，能够实现并投入使用。
•可靠性原则：设计的产品或系统应具有良好的性能稳定性和可靠性，保证长期使用。
3. 机械创新设计的方法和工具3.1 TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）TRIZ是一种用于解决创新设计问题的方法，通过分析和比较已有的发明和创新，总结出一系列的创新原理和模式，指导设计者产生创新的思路和方法。
3.2 Axiomatic DesignAxiomatic Design是一种基于系统思维的设计方法，通过定义设计参数和功能需求，建立设计的矩阵和关系，从而实现系统化的设计过程，确保设计的有效性和一致性。
3.3 CAD（Computer-ded Design）CAD是计算机辅助设计的缩写，它是一种利用计算机软件进行设计的方法，可以帮助设计师快速创建和修改设计图纸，提高设计效率和准确性。
2机械创新设计_第二章 创新思维与技法解析
Page13
机械创新设计
想象实例
机械创新设计
2. 求异性：與众人、前人不同，是独具卓实的 思维。
求异性主要是针对求同性而论的。求同性是人云 亦云，照葫芦画瓢。而求异性则是与众人、前人 不同，是独具卓实的思维。 求异性思维强调思维的独特性，其思维角度、思 维方法和思维路线别具一格，标新立异，对权威 与经典敢怀疑，敢挑战，敢超越；求异性思维强 调思维的新颖性，其表现为，提出的问题独具新 意，思考问题别出心裁，解决问题独辟蹊径。新 颖性是创新行为的最可宝贵的性质之一。例如 “丑陋玩具”‧‧‧‧‧
对比联想：在头脑中可以根据事物之间在形状、结构、 性质、作用等某个方面存在着的互不相同，或彼此相反 的情况进行联想，从而引发出某种新设想来。
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机械创新设计
联想实例
建筑上的爆破——人体器官结石的破碎（相似） 火灾——烟雾传感器（相关） 高层建筑——电梯（相关） 热处理——冷处理 21世纪避雷的新思路 吹尘——吸尘（对比）
Page3
机械创新设计
3. 突发性主要体现在直觉与灵感上。
所谓直觉思维是指人们对事物不经过反复思考和 逐步分析，而对问题的答案做出合理的猜测、设 想，是一种思维的闪念，是一种直接的洞察；灵 感思维也常常是以一闪念的形式出现，但它不同 于直觉，灵感思维是由人们的潜意识与显意识多 次迭加思维而形成的，是长期创造性思维活动达 到的一个必然阶段。 例如伦琴发现 X 射线‧‧‧‧‧
Page7
二、 创新思维的过程
机械创新设计
准备阶段：发现问题→分析问题→搜集问题→形成课题。
酝酿阶段：明确创新目标→继续收集资料→从事试验或研 究→尝试各种想法的可行性。（若问题复杂，可能要经历多 次失败的探求；当阻力很大时，则中断思维，但潜意识仍在 大脑深层活动，等待时机) 顿悟阶段：是创造性思维的突破阶段。创造主题在特定情 境下得到特定的启发，被唤醒。（该阶段的作用机制比较复 杂，一般认为是与长期酝酿所积蓄的思维能量有关，这种能 量会冲破思维定势和障碍，使思维获得开放性、求异性、非 显而易见性）
机械创新设计
想象实例
机械创新设计
2. 求异性：與众人、前人不同，是独具卓实的 思维。
求异性主要是针对求同性而论的。求同性是人云 亦云，照葫芦画瓢。而求异性则是与众人、前人 不同，是独具卓实的思维。 求异性思维强调思维的独特性，其思维角度、思 维方法和思维路线别具一格，标新立异，对权威 与经典敢怀疑，敢挑战，敢超越；求异性思维强 调思维的新颖性，其表现为，提出的问题独具新 意，思考问题别出心裁，解决问题独辟蹊径。新 颖性是创新行为的最可宝贵的性质之一。例如 “丑陋玩具”‧‧‧‧‧
对比联想：在头脑中可以根据事物之间在形状、结构、 性质、作用等某个方面存在着的互不相同，或彼此相反 的情况进行联想，从而引发出某种新设想来。
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机械创新设计
联想实例
建筑上的爆破——人体器官结石的破碎（相似） 火灾——烟雾传感器（相关） 高层建筑——电梯（相关） 热处理——冷处理 21世纪避雷的新思路 吹尘——吸尘（对比）
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机械创新设计
3. 突发性主要体现在直觉与灵感上。
所谓直觉思维是指人们对事物不经过反复思考和 逐步分析，而对问题的答案做出合理的猜测、设 想，是一种思维的闪念，是一种直接的洞察；灵 感思维也常常是以一闪念的形式出现，但它不同 于直觉，灵感思维是由人们的潜意识与显意识多 次迭加思维而形成的，是长期创造性思维活动达 到的一个必然阶段。 例如伦琴发现 X 射线‧‧‧‧‧
Page7
二、 创新思维的过程
机械创新设计
准备阶段：发现问题→分析问题→搜集问题→形成课题。
酝酿阶段：明确创新目标→继续收集资料→从事试验或研 究→尝试各种想法的可行性。（若问题复杂，可能要经历多 次失败的探求；当阻力很大时，则中断思维，但潜意识仍在 大脑深层活动，等待时机) 顿悟阶段：是创造性思维的突破阶段。创造主题在特定情 境下得到特定的启发，被唤醒。（该阶段的作用机制比较复 杂，一般认为是与长期酝酿所积蓄的思维能量有关，这种能 量会冲破思维定势和障碍，使思维获得开放性、求异性、非 显而易见性）
机械创新设计创新思维课件
机械创新设计能够提升产业的核心竞 争力，帮助企业在激烈的市场竞争中 获得优势，实现可持续发展。
机械创新设计的挑战与机遇
挑战
机遇
创新思维基础
发散性思维
总结词
发散性思维是一种从一点出发，向各个方向辐射的思维方式，其特点是思路广泛、 思维流畅、不拘一格。
详细描述
在机械创新设计中，发散性思维可以帮助设计师从不同的角度和层次思考问题， 提出多种可能的解决方案。通过联想、想象和多角度思考，设计师可以探索更多 的可能性，从而产生新颖、独特的创意。
详细描述
智能机械手是现代机械设计中的重要应用 之一，它具备高度自动化的操作能力，能 够执行各种复杂的任务。通过引入传感器 和智能控制技术，机械手能够适应不同的 工作环境和任务需求，提高生产效率和自 动化水平。
案例二：环保机械装置的创新设计
总结词
详细描述
案例三：高效传动系统的设计
总结词
详细描述
机械创新设计的未来展望
技术发展趋势
智能化
数字化 绿色化
市场机遇与挑战
市场机遇 市场挑战
人才培养与教育
01
培养创新思维
培养具备创新思维和创新能力的 人才，是推动机械创新设计发展 的关键。
02
03
强化实践教育
跨学科合作
加强实践教育和实践能力的培养， 让学生在实际项目中锻炼和成长。
鼓励不同学科之间的合作与交流， 打破传统学科界限，推动跨学科 的创新设计。
逆向思 维
总结词 详细描述
机械创新设计方法论
设计思维流程
概念生成
详细设计
定义问题
方案评估
优化改进
创新设计工具
CAD软件
计算分析软件
机械创新课件
2019/7/30
4.机械创新设计的一般过程 1）确定设计目标和要求：根据市场要求，确定设计参数，选定约束条件，
最后提出设计任务书和产品开发计划。如：
2019/7/30
2019/7/30
2）原理方案设计 任务书确定后，运用设计者的专业知识、实际
经验和创新能力构思出达到预期结果的原理方 案（这是关键一步，表现形式有工作原理示意 图、三维动画图。）原理方案设计过程中应解 决以下问题： ① 确定系统的总功能 ② 进行总功能分解 ③ 功能元求解 ④ 功能方案的确定 ⑤ 方案的评价与决策
2019/7/30
2019/7/30
8)重组。交换一下零件位置会怎样？变动序列、 改换因果关系、改变速率应提供什么条件、产 生何种结果? 1608年在荷兰一个小城镇的眼镜铺里，18岁的 学徒利伯希坐在店铺门口，好奇地摆弄着他刚 刚磨好的几块透镜，凸透镜能将物体放大，而 凹透镜将物体缩小，使他感到非常有趣，无意 之中，他把两个镜片一前一后向远处看去，这 一看，他惊讶地看到远处教堂的塔尖又大又近， 好像伸手就能抓到。后来，他用纸板作了个圆 筒，代替双手，把镜片装在纸筒的两头，世界 上第一个“千里眼”——望远镜就这样诞生了。
工程实际问题， 2019/7/30
3.创造与创新的区别 • 创造是想出新办法、建立新理论、做出
新东西，例如我国的四大发明创造 • 创造分类：科技发明、技术发明、技术改
造 • 创新是指主体的人为了生存和发展，弃旧
图新、破旧立新的独创性活动。 • 创新的内容主要包括知识创新、技术创新、
制度创新和理论创新。
2019/7/30
• 美国画家海迈发明带橡皮铅笔 • 美国人华特曼发明自来水笔 • 日本人松下幸之助发明复式插座 • 伽利略发现摆的等时特性，荷兰人惠更斯
4.机械创新设计的一般过程 1）确定设计目标和要求：根据市场要求，确定设计参数，选定约束条件，
最后提出设计任务书和产品开发计划。如：
2019/7/30
2019/7/30
2）原理方案设计 任务书确定后，运用设计者的专业知识、实际
经验和创新能力构思出达到预期结果的原理方 案（这是关键一步，表现形式有工作原理示意 图、三维动画图。）原理方案设计过程中应解 决以下问题： ① 确定系统的总功能 ② 进行总功能分解 ③ 功能元求解 ④ 功能方案的确定 ⑤ 方案的评价与决策
2019/7/30
2019/7/30
8)重组。交换一下零件位置会怎样？变动序列、 改换因果关系、改变速率应提供什么条件、产 生何种结果? 1608年在荷兰一个小城镇的眼镜铺里，18岁的 学徒利伯希坐在店铺门口，好奇地摆弄着他刚 刚磨好的几块透镜，凸透镜能将物体放大，而 凹透镜将物体缩小，使他感到非常有趣，无意 之中，他把两个镜片一前一后向远处看去，这 一看，他惊讶地看到远处教堂的塔尖又大又近， 好像伸手就能抓到。后来，他用纸板作了个圆 筒，代替双手，把镜片装在纸筒的两头，世界 上第一个“千里眼”——望远镜就这样诞生了。
工程实际问题， 2019/7/30
3.创造与创新的区别 • 创造是想出新办法、建立新理论、做出
新东西，例如我国的四大发明创造 • 创造分类：科技发明、技术发明、技术改
造 • 创新是指主体的人为了生存和发展，弃旧
图新、破旧立新的独创性活动。 • 创新的内容主要包括知识创新、技术创新、
制度创新和理论创新。
2019/7/30
• 美国画家海迈发明带橡皮铅笔 • 美国人华特曼发明自来水笔 • 日本人松下幸之助发明复式插座 • 伽利略发现摆的等时特性，荷兰人惠更斯
机械创新设计绪论说课
机械创新设计绪论说课一、引言1.1 背景现代社会发展迅速，科技进步不断推动着各行各业的发展。
机械工程作为一个重要的学科和行业，在工业制造、交通运输、能源开发等方面发挥着关键作用。
随着科技的不断发展，机械创新设计成为了机械工程领域中的热点和挑战。
1.2 目的和意义机械创新设计旨在通过研究和实践，创造出更加先进、高效、可靠的机械产品，为社会的发展和人类的生活提供更好的支持和服务。
同时，机械创新设计也是培养创新思维和工程实践能力的重要途径，对于提高机械工程专业学生的创新能力和竞争力具有重要意义。
二、机械创新设计的定义和特点2.1 定义机械创新设计是指通过创新的思维和方法，结合机械工程的理论知识和技术手段，对机械产品进行重新设计和改进，以提高产品性能、降低成本、提高生产效率和环境可持续性等目标。
2.2 特点机械创新设计具有以下几个特点：•创新性：机械创新设计要求突破传统设计思路，提出新的理念和解决方案，创造出不同于传统产品的全新设计。
•多学科交叉：机械创新设计需要借鉴和结合其他学科的理论和技术，如材料科学、信息技术、控制工程等，形成综合性的设计方案。
•实践导向：机械创新设计注重实践应用，通过模拟、实验和测试等手段验证设计方案的可行性和效果。
三、机械创新设计的方法和步骤3.1 方法机械创新设计的方法一般分为以下几类：•设计创新方法：包括设计思维、TRIZ理论、仿生学等方法，通过不同的思维方式和创新理论，引导设计人员思考和解决问题。
•技术创新方法：包括材料创新、加工工艺创新、智能化技术应用等方法，通过引入新材料、新工艺和新技术，提高产品性能和降低成本。
•系统优化方法：包括系统工程、最优化理论等方法，通过对整个产品系统进行综合分析和优化，实现产品性能的最优化。
3.2 步骤机械创新设计的一般步骤如下：1.需求分析：分析市场需求和用户需求，明确产品的设计目标和要求。
2.创新思维：运用创新思维方法，开展头脑风暴、灵感激发等活动，拓展设计空间。
第二章机械创新设计的基础知识
•构件——机构中运动的单元体。可以是单一整体， 也可以是由几个零件组成的刚性体。
•构件是运动单元，零件是制造单元
•构件分三类：
•固定构件（机架）
•主动件（原动件） •从动件
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第二章机械创新设计的基础知识
两构件之间的直接接触而又能产生一定相
对运动的活动联接称为——运动副。
•运动副分类：
•低副——两构件通过面接触组成的运动副
•高副——通过点、线接触组成的运动副
•空间运动副
•球面副 •螺旋副
•转动副 •移机构运动简图
•——为便于分析和研究机构的运动，只需根据机 构运动尺寸，用一定的比例尺定出各运动副的相对 位置，以简单的线条和符号表示构件和运动副，而 保持机构的运动特征不变，这种表示运动特征的简 化图形称机构运动简图。
三、机构系统的结构设计
•由连杆机构组成的机构系统的结构设计难 度较大，也是创新设计成果最多的领域。
• 如图所示双曲柄机构：
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第二章机械创新设计的基础知识
•在进行连杆机构的结构设计时应注意的问题：
•1、各构件的运动不能发生干涉
•当DC AD时：
•一般情况下， •尽量避免各 •构件安装在 •同一平面内
• 4、机构具有确定运动的条件
•
• F＝3×3－2×4－0＝1
•
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F＝3×4－2×5－0＝2
第二章机械创新设计的基础知识
• F＝3×4－2×6－0＝0
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F＝3×3－2×5－0＝－1
第二章机械创新设计的基础知识
•综上所述可知：
•1）F≤0时，机构蜕变为刚性桁架，构件之间没有相对 运动。
全性与可靠性指标。
•构件是运动单元，零件是制造单元
•构件分三类：
•固定构件（机架）
•主动件（原动件） •从动件
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第二章机械创新设计的基础知识
两构件之间的直接接触而又能产生一定相
对运动的活动联接称为——运动副。
•运动副分类：
•低副——两构件通过面接触组成的运动副
•高副——通过点、线接触组成的运动副
•空间运动副
•球面副 •螺旋副
•转动副 •移机构运动简图
•——为便于分析和研究机构的运动，只需根据机 构运动尺寸，用一定的比例尺定出各运动副的相对 位置，以简单的线条和符号表示构件和运动副，而 保持机构的运动特征不变，这种表示运动特征的简 化图形称机构运动简图。
三、机构系统的结构设计
•由连杆机构组成的机构系统的结构设计难 度较大，也是创新设计成果最多的领域。
• 如图所示双曲柄机构：
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第二章机械创新设计的基础知识
•在进行连杆机构的结构设计时应注意的问题：
•1、各构件的运动不能发生干涉
•当DC AD时：
•一般情况下， •尽量避免各 •构件安装在 •同一平面内
• 4、机构具有确定运动的条件
•
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第二章机械创新设计的基础知识
• F＝3×4－2×6－0＝0
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F＝3×3－2×5－0＝－1
第二章机械创新设计的基础知识
•综上所述可知：
•1）F≤0时，机构蜕变为刚性桁架，构件之间没有相对 运动。
全性与可靠性指标。
机械创新设计_-__第2章创新思维
演绎思维：从一般的规律来认识特殊的事例。
大自然
归纳出基础物理
演绎出航天科技
航空器升天
归纳总结航天经验
演绎出新的航天技术
在一般看来，演绎思维与归纳思维是相反的，但两者又
是相辅相成的，有了归纳总结，才会有更大的演绎。
机械创新设计 1.2 思维的基本形式
逻辑思 维
从已知的信息中综合出聊到很晚吧！
他的依据是：手上某个部位有伤疤的人是做某 个职业的；那个人手上这个部位有伤疤；结论、那 个人是做这个职业的。
机械创新设计 1.2 思维的基本形式
形象思 维
定义：借助于具体形象来展开的思维过程。 特征：
C 以具体形象为基础，例如“汽车在雨中行驶” C 运用想象，“盲人摸象”的寓言 C 相似性，字迹辨认、方言 形象思维是多途径、多回路的思维
人的左右脑按照一种很有趣的方式分工合作。人 的左脑主要从事逻辑性、条理性的思维；右脑主要 从事形象思维，是创造力的源泉，是艺术和经验学 习的中枢。例如，语言的工作一般由左半脑负责相 比之下，右半脑只对一些简单的语言和数字有反应。
在相当长的一段时间中，人们总以为右半脑是“次要的”脑半球，但 现在我们知道，右半脑在知觉技能方面的功能超过左半球，在对模式、 面孔、音调、情绪识别等方面起着重要作用。
1.3 创新思维的特征与分类
二、 创新思维的分类
1.3 创新思维的特征与分类
比如：通过相似联想，医生由建筑上的爆破联想到人体器官内结石的爆破， 从而发明了医学上的微爆破技术。 比如：由火灾联想到烟雾传感器；由高层建筑联想到电梯等。 比如：由热处理想到冷处理；由吹尘想到吸尘等；21世纪避雷的新思路也 是由对比联想而产生的。
机械创新设计
机械创新设计
2机械创新设计-第二章-创新思维与技法解析
例：圆珠笔问题，笔 尖磨损导致漏油
维是当纵向思维受阻时大脑急转弯，
即换个角度想。
纵向：解决笔尖磨损
这样可以让人排除优势想法，避开经 横向：水减少，保持
验、常识、逻辑等，它能帮助思维者 与笔 尖同期结束
例：曹丕令曹植吟“七步诗”
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机械创新设计
灵感思维的培养
1. 要有需要创新思维的课题 2. 必须具备一定的经验与知识 3. 要有对问题进行较长时间的思考 4. 要有解决问题的强烈愿望 5. 要在一定时间的紧张思考之后转如身心放松状
态 6. 要有及时抓住灵感的精神准备和及时记录下来
的物质准备
另外，根据多人经验，同人交谈，也会经常能起到触发灵感 的作用。因为每个人的年龄、身份、文化程度、知识结构、 理解能力等各不相同；思考问题的特点、方式和思路也会有 差异。在交谈中，不同的思路、思考方式和特点互相融汇、 交叉，碰撞或冲突，就能打破或改变个人原有思路，使思想 产生某种飞跃和质变，迸发出灵感的火花。我国古语说“石 本无火，拍击而后发光”。
2.要自觉的锻炼思维联想能力。应注重事物之间的联系， 常做一些提高联想能力的训练，可以在两个事物或两个 事件之间进行联想，或按时间顺序及空间顺序进行联想 等。例如达芬奇把铃声和石子投入水中的现象联系在一 起，使他联想到声音是以波的形式传播的；电报发明者 塞谬尔•莫尔斯为不知如何将电报信号从东海岸发送到西 海岸而苦思冥想，一天，他看到疲乏的马在驿站被换掉， 因此就由驿站联想到增强电报信号，使问题得以解决。
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要自觉的锻炼思维想象能力。常选择一些问题展开想象， 例如当你面对一个问题时，应向自己提出，我能用多少 种方式来看待这个问题，我能用多少种方法解决这个问 题；常在头脑中对一些事物进行分解、组合或增添，想 象能生成一个什么样的新事物；经常欣赏艺术作品，并 对结局展开几种可能的想象等。
机械创新设计第2章创新思维
寺院 的住持说：“蓬头垢面是对佛的不敬。 应在每座庙的香案前放把木梳，供 善男信女梳理鬓髮。”住持採纳了他的建议。那山有十座庙，于是买下了 10把 木梳。
主试者问丙：“卖出多少把？”答：“1000把。” 主试者惊问：“怎么卖 的？” 丙说他到一个颇具盛名、香火极旺的深山宝剎，朝圣者、施主络绎不绝。 丙对
逆向思维是从结果到原因反向追溯的思维状况， 即对任何问题哪怕是现成的结论，都不满足于是 什么，而要多问个为什么，敢于提出不同意见 ，敢于怀疑，反其道而行之。
广义上说，一切与原有思路相反的思维都可以称 为逆向思维。
故事 孙膑智胜魏惠王
孙膑智胜魏惠王。孙膑是战国时著名兵家，至俄国求职，魏惠 王心胸狭窄，忌其才华，故意刁难，对孙膑说：“听说你挺有 才能，如你能使我从座位上走下来，就任用你为将军。”魏惠 王心想：我就是不起来，你又奈我何！孙膑想：魏惠王赖在座 位上，我不能强行把他拉下来，把皇帝拉下马是死罪。怎么办 呢？只有用逆向思维法，让他自动走下来。于是，孙膑对魏惠 王说：“我确实没有办法使大王从宝座上走下来，但是我却有 办法使您坐到宝座上”。魏惠王心想，这还不是一回事，我就 是不坐下，你又奈我何！便乐呵呵地从座位上走下来，孙膑马 上说：“我现在虽然没有办法使您坐回去，但我己经使您从座 位上走下来了。”魏惠王方知上当，只好任用他为将军
1、思维概念 人脑对客观现实间接的和概括的反映，借助语言
实现的、能揭示事物本质及内部规律的理性认识 过程。
思维的形式极为复杂，创新思维是思维的高级形 式。
2、创新思维
创新故事：如何拆迁
故事的处理问题的思维方式就是创新思维
创新思维是创新的源头，它是一种超越其他思维的独立思维、 超常规思维、创造性思维、形象思维等综合思维。 它是以新颖独特的方式，对已有的知识轨迹进行改组和重建， 创造出新的思维成果的过程。
主试者问丙：“卖出多少把？”答：“1000把。” 主试者惊问：“怎么卖 的？” 丙说他到一个颇具盛名、香火极旺的深山宝剎，朝圣者、施主络绎不绝。 丙对
逆向思维是从结果到原因反向追溯的思维状况， 即对任何问题哪怕是现成的结论，都不满足于是 什么，而要多问个为什么，敢于提出不同意见 ，敢于怀疑，反其道而行之。
广义上说，一切与原有思路相反的思维都可以称 为逆向思维。
故事 孙膑智胜魏惠王
孙膑智胜魏惠王。孙膑是战国时著名兵家，至俄国求职，魏惠 王心胸狭窄，忌其才华，故意刁难，对孙膑说：“听说你挺有 才能，如你能使我从座位上走下来，就任用你为将军。”魏惠 王心想：我就是不起来，你又奈我何！孙膑想：魏惠王赖在座 位上，我不能强行把他拉下来，把皇帝拉下马是死罪。怎么办 呢？只有用逆向思维法，让他自动走下来。于是，孙膑对魏惠 王说：“我确实没有办法使大王从宝座上走下来，但是我却有 办法使您坐到宝座上”。魏惠王心想，这还不是一回事，我就 是不坐下，你又奈我何！便乐呵呵地从座位上走下来，孙膑马 上说：“我现在虽然没有办法使您坐回去，但我己经使您从座 位上走下来了。”魏惠王方知上当，只好任用他为将军
1、思维概念 人脑对客观现实间接的和概括的反映，借助语言
实现的、能揭示事物本质及内部规律的理性认识 过程。
思维的形式极为复杂，创新思维是思维的高级形 式。
2、创新思维
创新故事：如何拆迁
故事的处理问题的思维方式就是创新思维
创新思维是创新的源头，它是一种超越其他思维的独立思维、 超常规思维、创造性思维、形象思维等综合思维。 它是以新颖独特的方式，对已有的知识轨迹进行改组和重建， 创造出新的思维成果的过程。
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小训练：
No
Image 你有没有突然间迸发出 某种灵感？回忆一下， 想一想，说一说。
3、创新思维的明感性
故事 索尼的诞生
1947年12月，美国贝尔实验室发明了晶体管，美国西方电子公司仅仅 把这种晶体管用于助听器的生产。受过高等教育、具有专门知识的
No 井深大和盛田闻讯后，敏感地意识到这项伟大的发明具有良好的发
既幽默又亲切的文字：亲爱的买主们，这些苹果不幸受伤， 但请看好，它们是冰雹留下的杰作，这正是高原地区苹果特
Image 有的标志，品尝后你们就会知道其特别的味道。买主将信将
疑地品尝后，真切地感受到了高原地区苹果特有的风味。结 果，杨格这年的苹果比以往任何一年都卖得好。
如果按照正常思维，被冰雹打伤的苹果，只好降价处理，以 减少损失。但若在危机管理中运用了创新思维，却可化腐朽 为神奇，让有问题的产品不仅卖得掉，而且能卖个好价钱。 正如孙子所言：“善战者因其势而利导之”。
创新思维的本质是求异、求新，具有全所未 有的特征。
No 求异性也叫新颖性、原创性和特破性。
Image 一个好的创意会让人产生一种眼前一亮的感 觉。这就是源于创新思维的新奇，也就是求 异性。
故事 变色杯
No 变色杯，又称魔术杯。 即在杯子里注入热水/冷 Image 水，杯体将会发生颜色 变化，在没有变色之前 的颜色有黑色，红色， 黄色，绿色，蓝色，褐 色，紫色，浅蓝，浅黄 ，浅绿，淡红，淡紫， 粉色等
No 敏捷性是指在短时间内迅速调动思维 能力，具备积极思维、周密考虑、准 Image 确判断的能力，还必须依赖于观察力 以及良好的注意力等优秀品质。
排水量的办法，来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾 不得跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”。(Eureka，意思是 “我知道了”)。
他经过了进一步的实验以后来到王宫，他把王冠和同 等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，比较两盆溢出 来的水，发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。 这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大，所 以证明了王冠里掺进了其他金属。 这次试验的意义远
故事 卖苹果
No 某高校门前，一对老夫妻从早晨开 始摆摊卖苹果，到下午还是没有卖 出多少。一位同学实在不忍心，就 Image 对这对老夫妻说：我帮你们卖吧。 同学拿出一些红线，动手将两个苹 果用红线绑在一起。然后就大声地 喊到“情人的苹果，八块钱一对， 快来买呀！”路过的三三两两的情 侣感到好奇，都应声而来买。不一 会功夫，一筐苹果就卖卖完了。
它是以新颖独特的方式，对已有的知识轨迹进行改组和重建， 创造出新的思维成果的过程。
二、创新思维的特性
1、创新思维的求异性
No 故事：“火烧希特勒牌”火柴
第二次世界大战间,美国一家火柴厂发明了
Image 一种"火烧希特勒"火柴.这种火柴盒贴面是
一幅希特勒漫面像.擦火柴的磷片涂于人像 的臀部.这样每擦一根火柴,都仿佛烧了希特 勒屁股一次.对于反对战争,热爱和平的人民 烧了希特勒一次,似乎也解了一次恨. 这个火柴由于构思奇巧, 很快就成了热门货.
No 实现的、能揭示事物本质及内部规律的理性认识
过程。
Image 思维的形式极为复杂，创新思维是思维的高级形 式。
2、创新思维
创新故事：如何拆迁
No
Image 故事的处理问题的思维方式就是创新思维
创新思维是创新的源头，它是一种超越其他思维的独立思维、 超常规思维、创造性思维、形象思维等综合思维。
创意的迸发部分场合、地点和时间，任何事物和事件 都会带给你灵感，让你在思维领域产生突破。
故事 冰雹打烂的苹果
美国新墨西哥州有个名叫杨格的果园主，一次突降冰雹，将 苹果个个打得伤痕累累，就在大家都唉声叹气时，杨格突然 来了灵感，他马上按合同原价将苹果输往全国各地，与往日
No 不同的是每个苹果箱里都多放了一张小纸片，上面写了一段
认为还可以做得与一 般的浴头有什么不同吗？
Image 2、吃饭用的筷子，你平时使用的过程中感觉到 有什么问题，你认为还可以有哪些改进地方， 而从做得与目前的筷子有所不同吗？
2、创新思维的突发性
故事 浮力原理的发现
关于浮力原理，有这样一个的传说。 相传叙拉古赫农王让工匠替他做 了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶
No 机械创新设计_第2章创新思维 Image
No Image
No Image
No 一个人的行为成功与否取决于他是否具 有创新能力，而创新能力的体现在与他
是否具有创新思维。只有有了创新思维
Image 才能够产生新构思和新设想，才能产生
创新产物。
一、创新思维概述
1、思维概念 人脑对客观现实间接的和概括的反映，借助语言
展远景。于是，盛田从父亲那里借来了在当时如同天文数字般的 20000美元买下了这项专利。终于在1957年，盛田和井深大生产出世 界上第一台袖珍式晶体管收音机。为了给这个即将诞生的孩子取个
Image 响亮的名字，盛田和井深大冥思苦想，最后决定用世界上不管哪个
国家都能通用，不论哪个民族的人都不会读错而且易记的“ＳＯＮ Ｙ”命名。其含义是由拉丁文的“ＳＯＮＵＳ”（声音）和英语的 “ＳＯＮＮＹ”（聪明可爱的小孩）两词合并而成，即“聪明可爱 的孩子们组成的发声电器公司”。从此，盛田和井深大创办的“东 京通讯工业公司”也正式更名为“ＳＯＮＹ公司。
No 金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想
检验真假 又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们 面面相觑。 后来，国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思
苦想而不得要领。一天，他在家洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往
Image 外溢，同时感到身体被轻轻托起。他突然悟到可以用测定固体在水中
No 远大过查出金匠欺骗国王，阿基米德从中发现了浮力
定律：物体在液体中所获得的浮力，等于他所排出液 体的重量。
Image 创新思维总是表现为在时间上以一种突然降临的情景 标志着某一种突破的获得，表现了一种非逻辑的特征 ，这是在长期量变基础上的爆发性的质的突破。
山穷水尽时突然看到柳暗花明。这种突发性和偶然性 表现在：思想火花的爆发没有固定的时机，它的出现 带有极大的随机性。