第八章 反求设计

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对产品的主要工作性能如强度、刚度、精度、寿命等要 进行试验测定，掌握其设计和设计规范。
TY8000系列光纤拉力强度测试机: 可对橡胶、复合材料、合成材料、包 装带、纸张、电线电缆、光纤光缆、安全 带、保险带、皮革皮带、鞋类、胶带、聚 合物、弹簧钢、不锈钢、铸件、有色金属、 汽车零部件、合金材料及其它非金属材料 和金属材料进行拉伸、压缩、弯曲、撕裂、 90°剥离、180°剥离、剪切、粘合力、 拔出力、延伸伸长率等试验。
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2、Saverclip: 可读取电线的吞吐量，然后告诉你，有多少"鲜血"正 从"盖亚"(大地女神)流失
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一、反求工程
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是针对消化吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术 的组合。
世界各国在经济技术发展中应用反求工程进行技术创
新的经验，给人们以有益的启示。
日本
日本在反求工程方面的应用：
1945~1970年，“吸收性战略”；
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日本索尼公司─晶体半导体收音机； 日本本田公司─本田摩托；
二、反求设计 1、定义：
第八章 反求设计
课前须知
第一节 概 述
第二节 产品反求分析的思路和内容
第三节 二次设计
第四节 计算机辅助反求设计
课前须知
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主要任务：
（1）、了解技术引进与反求设计的关系，熟悉反求设计的过程。
（2）、理解产品反求分析的思路和内容，并探索产品设计的指导思 想，了解不同反求对象的分析特点。 （3）、了解二次设计中拟仿设计、变异设计和开发设计三种类型。 （4）、结合反求设计案例进一步加深对反求设计的理解。
Leabharlann Baidu
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①、通过对原有产品的剖析，知其所以然；
②、吸取其技术精华、关键技术，达到为我所用； ③、分析原有产品的技术矛盾，为改进或创新设计提出方向。 （2）、再设计阶段: 进行二次设计(再设计)，开发出同类型的创新产品。
二、反求设计的过程 2、反求设计过程图示: 明确设计要求 反求分析 仿型设计 开发设计 原理方案设计 技术设计
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7、Vertical Farm: 这个摩天农场旨在解决那些农业耕作问题，诸如 焚烧、水源污染、土地减少。它将整个农业耕种密封在一个封闭的 环境里。
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6、Architectural Wind: Aerovironmen设计的Architectural Wind试图 将风力发电机放在城区内。她们看上去又小又漂亮！
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8、 River Plant Aquarium: 这款鱼缸拥有一个生物穹顶，缸里的鱼 和水可以给植物提供养分，同时植物给水中的鱼提供氧气。
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9、 Lotus Eco-Elise: 这款使用"eco wool"材料的与其他Elise与众不 同的Lotus Eco-Elise，拥有一个可以给全车电力系统供电的车顶太阳 能板。
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1、Kupe furniture: 没想到第一名竟然是这样一个不起眼的东西。没 错，就是这些全部用诸如卡车的弹簧、波本威士忌桶的木块搭成的家 具。下次可以向你的朋友炫耀这个充满威士忌香味的家具了。
1、探索产品设计的指导思想
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（1）、家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方 面提高市场竞争能力。 （2）、为贯彻可持续发展战略，强调节能、保护环境。 （3）、价值观从重视物质发展到重视精神 。
二、详细分析 1、探索产品设计的指导思想
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2、原理方案分析
3、结构分析 4、材料分析 5、形体尺寸分析 6、外观造型分析 7、工艺和精度分析 8、工作性能分析 9、其他
1、探索产品设计的指导思想
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（1）、家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方 面提高市场竞争能力。
为降低成本、便于使用，许多产品以“小型化”作为设计目标。
4、材料分析
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根据零件的功能、结构、加工工艺特点分析，鉴定材料及其 热处理方式。 材料代用：遵循立足国内的方针，考虑资源及成本，选择合
用的国产材料。
代用原则：是首先满足力学、物理性能，其次满足化学成分 的要求，并参照其他同类产品，确定代用材料牌号及技术条件。
5、形体尺寸分析
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（1）、对于实物或图纸，测量分析零部件形体尺寸，并用图 纸表达或利用计算机储存信号。 （2）、对于图像，通过透视法求得尺寸之间的比例，再按参照 物确定各尺寸。
6、外观造型分析
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（1）、造型设计和分析的基本原则是实用、经济、美观，首
先要满足功能要求。
（2）、通常的美学原理如合理的尺度、比例，造型上的对称 与均衡，稳定与轻巧，统一与变化，节奏与韵律等也
应作为分析时的参考准则。
（3）、色彩能美化产品并引起感情效果。对有关产品色调的 选择与配色、色彩的对比与调和等方面作相应分析。
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是以先进的产品或技术作为对象，进行深入的分析研究，
探索掌握其关键技术，在消化、吸收的基础上，开发出同类型
创新产品的设计。 2、特点： ①、强调剖析原产品时在“求”上狠下功夫，吃透原设计； ②、再设计时在“改”和“创”上作文章，力图在较高起点 上设 计出竞争力更强的创新产品。
三、反求设计的过程 1、反求设计的两个阶段: （1）、反求阶段:
1、关键功能的分析
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分析产品的各项功能要重点抓主要功能，而其中一些关键
功能的解决对产品的水平和特色起决定性的作用。
肌电控制假手的研制
肌 电 控 制 人 工 假 手
只有解决了“速度转换”
这个关键功能，人工假手才 有实用价值。
1、关键功能的分析
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分析产品的各项功能要重点抓主要功能，而其中一些关键
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5 、frogLight: 也许你还没有准备好把家里的等全部换成LED，没关系 Frog Design的这款概念设计能够让你像安装白炽灯一样安装LED灯。
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7、工艺和精度分析
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（1）、许多先进设备的关键技术是先进的工艺，分析产品的 加工过程和关键工艺十分必要。
在此基础上选择合理工艺参数，确定新设计产品的制造工
艺方法。 （2）、各种构件都由表面形状、 尺寸、元素的相对位置所确定， 在反求过程中对尺寸精度、形状 误差和相对位置误差要进行必要 的分析。
8、工作性能分析
9、其他 包括使用、维护、包装技术等。
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三、关键技术的分析和反求
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对研究对象进行反求分析，最重要的是探求其关键技术— 采用一些非同一般的技术手
关键功能、关键原理、关键结构、关键材料等。 段，以达到同类产品难以达到
的技术水平，体现特色,提高其
1、关键功能的分析 竞争能力。 2、关键原理的分析 3、关键结构的分析 4、关键材料的分析
商品设计要考虑宜人因素。
1、探索产品设计的指导思想
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（1）、家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方 面提高市场竞争能力。 （2）、为贯彻可持续发展战略，强调节能、保护环境。 （3）、价值观从重视物质发展到重视精神 。 （4）、发展系列产品是满足多种品种、低成本、短开发周期 以提高市场竞争能力的有效手段。
绿色设计(Green Design):
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按绿色设计的指导思想，选择材料时注意选择无毒、无污 染、废弃物排放量小的材料(避免含铅、镍、汞等)并减少材料 种类。
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10、 Com-bat: 太阳能驱动的机器人飞机。这个有6英寸宽的Combat使用微型触发感应器在战场中导航，并将数据传输回基地。
1、探索产品设计的指导思想
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（1）、家用产品往往从扩展功能、降低成本、精美造型等方 面提高市场竞争能力。 （2）、为贯彻可持续发展战略，强调节能、保护环境。 绿色设计(Green Design):
从产品的设计、加工、装配、使用、报废整个 寿命周期充分考虑产品的环境属性，防止影响环境 的噪声或废弃物产生，使零件或材料在产品达到寿 命周期时以最高附加值回收并重复利用。
系统中有关信息的测量和控制
①、工作环境特点(潮湿、高温、多尘、放射性……);
②、产品系统对环境的影响(振动、振频、噪声、粉尘、污物
污水……)
第二节 产品反求分析的思路和内容
一、宏观分析
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根据能量、物料、信息输人和输出的变化，分析产品系统的
总功能和主要的辅助功能。
根据能量流、物流、信息流的途径，分析系统中动力源、传 动系统、执行系统、检测系统和控制系统的具体组成和特点 。 机 电 产 品 系 统
2、原理方案分析
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在功能分析的基础上了解现有原理方案的工作原理和机构组
成，探索其构思过程和特点，并进一步研究实现同样功能新的原
理解法。 分析原理方案首先掌握执行系统的特点，可从动力源、传
动系统、测量系统、控制系统等方面逐项分析，并了解各路间
的联系和接口。 例
电动机
内燃机
液动机
气泵
3、结构分析
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功能的解决对产品的水平和特色起决定性的作用。
自支承齿轮泵
传 统 承 齿 轮 泵
自 支 承 齿 轮 泵
其关键功能是“支承”。泵中没有轴承，如何解决齿轮与 泵体之间的支承就是它的关键技术。
1、关键功能的分析
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分析产品的各项功能要重点抓主要功能，而其中一些关键
功能的解决对产品的水平和特色起决定性的作用。
实物、软 件或影像
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变异设计
施工设计
试验试制 产品生产
第二节 产品反求分析的思路和内容
一、宏观分析
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机电产品系统的功能体现为能量、物料、信息的变化， 且系统与周围环境有密切联系。 1、能量: 2、物料: 3、信息: 4、环境:
采用几种能量? 有几个动力源? 是否用其他能量替代? 有几种工
作动作? 工作运动的传递方式? 受力特点：平衡力，离心力等。 零部件的形状、材料、性态。
教学重点和难点：
产品反求分析的思路，二次设计中拟仿设计、变异设计和开
发设计三种类型。
第一节 概述
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随着科学技术的高度发展，充分利用现有科技成果引进先 进技术，进行消化、吸收，在此基础上创新，这是发展新技术 的一条重要途径。 一、反求工程 二、反求设计 三、反求设计的过程 本章主要讲述已知机 构设备和已知技术资料的 反求技术与方法。
（1）、零部件是功能载体，其结构首先要满足功能的需要。 （2）、联接件由于形锁合、力锁合等不同锁合原理体现相应 的联接结构 （3）、分析结构同时要考虑提高性能、降低成本、提高安全 可靠度等方面的特点。
4、材料分析
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根据零件的功能、结构、加工工艺特点分析，鉴定材料及其 热处理方式。
一般采用表面观测、化学分 析、金相检验等方式确定材料的 化学成分、结构和表面处理情况, 并通过物理试验测定材料的各种 物理性能和主要的力学性能，确 定材料牌号及热处理方式。
八音盒
控制音鼓均匀回转的“调速”功能是关键功能。
2、关键原理的分析
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产品的同一功能可以选用不同的原理方案。某些产品在工
作原理上实现关键技术形成特色。
核子秤
2、关键原理的分析
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产品的同一功能可以选用不同的原理方案。某些产品在工
作原理上实现关键技术形成特色。
可控离合器
ER智能材料是一种可 控流体，在电场的作用下可 从牛顿流体变为剪切屈服应 力较高的粘塑性体，转变连 续、可逆、迅速。
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4、Twirl n' Take: 这款由Sony' Odo line设计的照相机使用的是晃动 的能量。
绿色设计(Green Design): Yanko Design ：Top 10 of Green Design
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4、gDiapers: 听说过吗？如果掩埋一块尿不湿，需要500年时间才能分 解。好吧，这款gDiapers（感觉像是Google出的）"装配"有可以拆下 来洗的内垫，爱护地球，从宝宝抓起。