第二章 机械创新设计的思维基础
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章创新思维说课讲解
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”)。
机械创新设计第2章创新思维
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。
第二章_机械创新设计的基础知识
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：
•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
2、要考虑机构系统的运动精度
例如：
亦即：
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 移动副
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。
5W2H法 What：工作的内容和
达成的目标 Why：做这项工作的原
因 Who：参加这项工作的
具体人员，以及负责人
When：在什么时间、 什么时间段进行工作
Where：工作发生的地 点
How：用什么方法进行 How much：需要多少 成本
2）F＞0时，原动件数小于机构的自由度时，各构件没 有确定的相对运动；原动件数大于机构的自由度时，则 在机构的薄弱处遭到破坏。
机构具有确定运动的条件是：机构的原动件的数目应等 于机构的自由度的数目。
[补充]暂告一段落项
1 复合铰链
2 局部自由度
3 虚约束
求解各杆公差
第四节 创新设计过程中的 创新思维方法
一、思维的定义和特性
——思维是人脑对所接受和已储存的来自客观世界 的信息进行有意识或无意识、直接的或间接的加工 处理，从而产生新信息的过程。
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
机械创新设计第二章机械创新设计的思维基础
八、创造性思维 创造性思维是一种最高层次的思维活动 其特点是：综合性、跳跃性、新颖性、潜意识 中的自觉性和顿悟性
九、质疑思维 用怀疑和批判的眼光看待一切事物，既敢于 否定。提出疑问，是许多新事物新观念产生的 开端，质疑是人类思维的精髓，也是创新思维 的最基本方式之一。
十、互动思维
互动思维又称为头脑风暴法 ，是与集体 思维互动的思维方式。
力转换为涌动力。的事业心 所以，塑造良好的工作环境和培养强烈的事
业心是出现创新涌动力的最好保证。 潜创造力+创新涌动力+灵感 = 创新成果
第四节 思维方式与创新方法
一、 群体集智法 二、系统分析法 三、联想法 四、类比法 五、仿生法 六、组合创新法 七、反求设计法 八、功能设计法
三、发散思维
发散思维又称辐射思维、扩散思维、开放思 维等。它是以少求多的思维形式，其特点是从 给定的信息输入中产生出众多的信息输出。
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。
五、动态思维
二、创造性思维的培养与发展
1、潜创造思维的培养 潜创造思维的基础是知识，人的知识来源与
教育和社会实践。由于受教育的程度和社会实 践经验的不同，人的文化知识、实践经验知识 存在很大差异，即人的知识深度、广度不同， 但人人都有知识，只是知识结构不同。也就说， 人人都有潜创造力。
2、创新涌动力的培养 来源于社会因素或自我因素的影响，潜创造
三、思维的自觉性与创造性
思维的自觉性也称为灵感思维。其最大的特征 是爆发性与瞬间性，只有善于扑捉这一短暂的 灵感思维，才会发生量变到质变的创造成果。
2机械创新设计_第二章 创新思维与技法解析
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‧‧‧‧‧
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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）
第02章-机械创新的思维基础
2.4 克服思维定式 一、什么是思维定式
人们一端形成了习惯的思维方式,就会顺着这种方式 去思考问题,这就是思维定势。思维定势是一种按常规处 理问题的思维方式。它可以省去许多摸索、试探的步骤， 缩短思考时间，提高效率。 在日常生活中，思维定势可以帮助我们解决每天碰到的 90%以上的问题。 但是思维定势不利于创新思考，不利于创造。思维惯性 和思维定势合起来我们就称为思维障碍。
所谓思维的间接性，就是思维以其他事物为媒介来反
映客观事物。思维是凭着知识与经验对客观事物进行
的间接反映。
概括性是思维最显著的特征。
二、思维的多层性
思维有高低、难易。
三、思维的自觉性和创造性
顿悟现象、思维产生新信息。
“顿悟”
（无意识或下意识思维） 表现为思维的飞跃和逻辑的中断。
例: 听诊器的发明(图) 1816年的一天，在法国巴黎一个豪华的住宅里，著 名的医生雷内克正在给一个尊贵的小姐看病。雷内克 医生在听完病人的病情介绍后，怀疑她患的是心脏病。 雷内克心想，要是能听一下小姐的心脏跳动就好了。 但是病人是以为年轻的贵族小姐，直接用耳朵听显然 不合适。
《机械基础知识》PPT课件
• 若采用形锁合，可把凸轮作成端面有沟槽的 结构形式，或把从动件作成封闭状结构形式。
• 因滚子与凸轮的内外廓线存在速度差，使滚子与凸 轮之间产生滑动摩擦， 加大了磨损，可将其 作成双滚子结构。
（3）杆件类构件的结构设计
其结构主要根据杆件系统的构造而定。 一般可作成圆盘销轴状、曲轴状、杆件状等。
（4）块状类构件的结构设计
3.机械系统的运动精度
主要原因：尺寸误差、运动副的间隙误差、 构件的弹性变形等。
二、运动副的结构设计
常见运动副的结构设计：
1.转动副的结构设计
其沿圆周提供封闭的约束，根据相对运动速 度和载荷的大小，可使用滚动轴承或滑动轴承。
2.移动副的结构设计
结构比较复杂，可以用高副式的移动副 ，也可以用低副式的移动副。
其约束条件可采用重力封闭或形封闭。
3.高副的结构设计
一般情况下，不存在结构设计问题，但特 殊场合需要。
在机构的组合系统中，各基本机构都保持原 来的结构和运动特性，都有自己的独立性。但 需要各个机构的运动或动作协调配合，以实现 组合的目的。机构的分析和设计方法仍然适合 机构组合系统中的各个机构。
例：
铰链四杆机构与曲柄滑块机构串联 在一起，前者的输出构件DC杆与后者 的输入构件DE连接在一起，二者均保 持自己的特性。
常用于完成复杂运动的机械系统中
齿轮连杆组合机构
五杆机构ABCDE的两个 输入运动是通过齿轮1、2 的运动来实现的，适当地 选择机构尺寸与齿轮的传 动比，可得到预定的连杆 曲线。
四、机械的控制系统
控制方法：机械控制、电气控制、 液压控制、气动控制及综合控制
现代机械的控制系统集计算机、传感器、 接口电路、电器元件、电子元件、光电元件 、电磁元件等硬件环境及软件环境为一体， 且在向自动化、精密化、高速化、智能化的 方向发展，其安全性、可靠性的程度不断提 高。
机械设计中的创新思维
机械设计中的创新思维创新思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程，通过这种思维能突破常规思维的界限，以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题，提出与众不同的解决方案，从而产生新颖的、独到的、有社会意义的思维成果。
下面店铺就为大家介绍一下关于机械设计中的创新思维，欢迎大家参考和学习。
2004年冯小刚贺岁大片《天下无贼》中，黎叔有句名言：“21世纪什么最贵?人才!”。
现在，连小偷都知道人才最宝贵了，而我们国家正是需要人才的时候，尤其缺乏创新型人才。
世界各国也都如此。
竞争优势的秘密是创新，这在现在比历史上的任何时候都更是如此。
创造力对于创新是必要的，公司文化应该提倡创造力，然后将其转变成创新，而这种创新将导致竞争的成功。
一、机械创新设计和制造奥地利经济学家熊彼特说：创新应当是企业家的主要特征，企业家不是投机商，也不是只知道赚钱、存钱的守财奴，而应该是一个大胆创新敢于冒险，善于开拓的创造型人才。
对于现在的很多国际大公司也都渴求这样的人才，日本索尼公司创始人之一井深的“日日创新”秘诀，更体现了这一点。
以上都说明了创新的重要性。
创新并非某人的突发奇想，在创新活动中，只有知识广博、信息灵敏、理论功底深厚、实践经验丰富的人，才易于在多学科、多专业的结合创新中和跳跃性的创造性思维中求得较大的突破。
一般来说，创新设计的过程大都是从形象思维开始，然后经过逻辑推理和判断及相应的综合、分析与决策，而产生设计方案;然后，进一步将设计具体化，即建立新的机构、结构和机械系统筹模型，继之进行计算和技术细节的设计。
其特点是：(1)多门科学技术交叉、渗透、融合;(2)部分工作为非数据性、非计算性的，必须在知识和经验积累的基础上思考、推理及判断，并运用创造性及发散思维的方法;(3)在知识、经验、灵感与想像力的系统中搜索并优化设计方案;(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。
但各阶段之间又密切相关，形成一个整体的设计系统。
机械创新设计课件 第2章 创新思维与创造原理
21世纪是一个经济占主导地位的世纪。在知识经济时代，“机械设计 和制造”的发展源泉和生命在于“创新”。高等学校将肩负知识创新和 知识传播的两大任务，随着科学技术的发展和知识经济的到来，增强创 新意识、培养创新的能力也是学校教学改革的重要内容。创新是工科专 业，尤其是实践设计环节的一项重要要求。
第2章
兹维基博士正是成功运用了被他称为形态分析法的结果。先将导弹分 解为若干相互独立的基本因素，这些基本因素的共同作用便构成任何一 种导弹的效能，然后针对每种基本因素找出实现其功能要求的所有可能 的技术形态。在此基础上进行排列组合，结果共得到576种不同的导弹 方案。再经系统全面的过筛分析，在排除了已有的、不可行的和不可靠 的方案后，他认为只有几种新方案值得开发研究，在这少数的几种方案 中，就包括德国正在研制方案。
2.1 创 新 思 维2源自1.1发散思维和收敛思维1. 发散思维
发散思维又称辐射思维、扩散思维、分散思维、求异思维、开放思维等。 思维的特点是转移和跳跃。思维时常常以欲解决的问题为核心，根据一有 信息，从不同角度不同方向思考，运用横向、纵向、逆向、分合颠倒、质 疑、对称等思维方法，找出尽可能多的答案。
大型机械设计中的创新思维及方法
大型机械设计中的创新思维及方法大型机械设计领域，创新是推动技术进步的关键。
机械设计师在设计过程中需要运用创新思维和方法，不断提高机械设备性能和效率，以满足市场的需求。
本文将从以下几个方面探讨大型机械设计中的创新思维和方法。
一、需求分析创新始于需求，机械设计师需要从客户的需求出发，根据客户的要求和机械设备的功能特点，进行设计。
因此，需求分析是机械设计中的第一步。
在需求分析过程中，机械设计师需要充分了解客户的需求，包括使用环境、使用条件等方面。
同时，还需要了解客户对设备性能和效率的要求。
在需求分析的基础上，机械设计师可以制定出更加符合市场需求的机械设备。
二、可行性研究机械设计师在进行创新设计时，需要进行可行性研究。
通过现有的技术知识和经验，预测所设计的机械设备是否可行。
同时，还需要考虑各种技术和经济因素对设备的影响。
在可行性研究中，机械设计师需要考虑以下几个因素：1. 设备的技术可行性：包括机械设计、控制系统、传动系统等方面的可行性。
2. 设备的经济可行性：包括原材料、能源、人工等成本因素对设备的影响。
3. 设备的环境可行性：包括设备的使用环境、使用条件等因素对设备的影响。
通过可行性研究，机械设计师可以设计出更加科学、合理的机械设备。
三、创新设计创新设计是机械设计中的核心内容。
机械设计师需要依据客户的需求、技术可行性和经济可行性等因素，进行创新设计。
创新设计还需要运用创新思维和方法，不断提升机械设备的性能和效率。
创新思维和方法包括以下几个方面：1. 迭代设计：将设计过程看作一系列的迭代，通过反复试验和修改，不断改进设计方案。
2. 模块化设计：将机械设备分解为若干独立的组件，通过组合不同的组件，设计出符合客户需求的机械设备。
3. 仿生学设计：借鉴生物学中的结构和机理，运用于机械设计中，例如生物羽毛的设计可以应用于翼型设计。
4. 运筹学设计：应用运筹学理论和方法，优化机械设备性能和效率。
5. 人性化设计：将人因工程和心理学方法运用于机械设计中，使机械设备更加符合人类的使用习惯和需求。
机械工程的设计原则与创新思维
机械工程的设计原则与创新思维机械工程作为一门应用学科，涵盖了广泛的领域，包括机械结构设计、运动学和动力学分析、材料力学与热力学等。
在机械工程的设计过程中，设计原则和创新思维是至关重要的，它们能够确保设计的有效性、可靠性和创新性。
本文将从设计原则和创新思维两个方面阐述机械工程的设计过程。
一、设计原则1. 功能性原则机械工程设计的首要目标是满足特定的功能需求。
因此，在设计过程中，必须确保设计能够实现预期的功能要求。
例如，在设计一个工业机器人时，应考虑到其所需的动作范围、负载能力以及精准度等功能特点。
2. 安全性原则机械工程设计必须始终关注安全性。
设计应当预防潜在的危险和事故风险，确保使用者的人身安全和设备的可靠性。
在设计机械设备时，应考虑到使用者的安全，例如添加安全防护装置、采用可靠的控制系统等。
3. 可靠性原则机械工程设计需要保证产品或设备的可靠运行。
通过合理的材料选择、精确的制造工艺、严格的质量控制等手段，确保产品在设计寿命内能够正常工作，减少故障和维修的次数和成本。
例如，在设计一辆汽车引擎时，需要考虑到其耐用性和可靠性，以确保发动机长时间运行且性能稳定。
4. 可制造性原则机械工程设计需要充分考虑生产过程中的可行性和效率。
设计师应考虑到材料的可获得性、加工的可实施性、装配的可进行性等并选择最合适的设计方案。
例如，设计一个注塑件时，设计师需要考虑到注塑工艺的要求和限制。
二、创新思维创新思维在机械工程设计中起着至关重要的作用。
创新思维使得设计师能够超越传统的设计方案，发现新的解决方案和设计理念。
1. 拓展思维边界在设计过程中，设计师应该主动寻找新的思路和方法，不断拓展思维的边界。
通过与其他领域的专家交流，了解最新的技术和发展趋势，从而引入新的概念和想法。
2. 综合运用不同知识创新思维需要综合运用不同领域的知识。
机械工程的设计涉及到多个学科领域，如材料科学、力学、电子学等。
设计师应该具备广泛的知识背景，并能够将各个领域的知识融合应用到自己的设计中。
机械工程中的创新设计方法与思维
机械工程中的创新设计方法与思维引言：机械工程作为一门应用科学，涵盖了广泛的领域，从机械设计到制造和维修。
在日益竞争激烈的市场中，创新设计方法与思维对于机械工程师来说变得尤为重要。
本文将探讨机械工程中的创新设计方法与思维，以及其对制造业的影响。
一、创新设计方法的重要性创新设计方法是机械工程师在设计过程中采用的一种思维方式，它能够帮助工程师提出全新的解决方案，从而满足市场需求和客户期望。
传统的设计方法往往依赖于经验和已有的知识，而创新设计方法则要求工程师具备开放的思维和跨学科的能力。
二、创新设计方法的应用1. 设计思维：创新设计方法强调以用户为中心的设计思维。
工程师需要从用户需求出发，通过深入了解用户的使用场景和期望，提出创新的设计解决方案。
这种思维方式可以帮助工程师避免陷入自我设限和传统思维的束缚。
2. 仿生设计：仿生设计是一种以自然界生物体结构和功能为灵感的设计方法。
通过借鉴自然界的智慧，工程师可以创造出更加高效和可持续的机械系统。
例如，借鉴鸟类的飞行原理设计飞机机翼，可以提高飞行效率和降低能耗。
3. 智能化设计：随着人工智能和大数据技术的发展，智能化设计成为机械工程师的新趋势。
通过使用机器学习和数据分析技术，工程师可以更好地理解系统运行情况，并根据数据驱动的决策制定更优化的设计方案。
三、创新设计方法对制造业的影响创新设计方法的应用对制造业具有深远的影响。
1. 提高产品竞争力：创新设计方法能够帮助工程师提出更具竞争力的产品解决方案。
通过满足用户需求和提供更高品质的产品，企业可以在市场中获得竞争优势。
2. 降低生产成本：创新设计方法可以通过优化产品结构和工艺流程，降低生产成本。
例如，通过减少零部件数量和使用更节能的材料，可以提高制造效率和降低能耗。
3. 推动制造业转型升级：创新设计方法的应用可以推动制造业的转型升级。
通过引入智能化设计和制造技术，企业可以提高生产效率、降低人工成本，并加速产品创新和迭代。
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贸易改为现汇贸易的可能性（有无外汇支付能力），对我方的利与弊，如果可能，应考虑我 们在新的支付条件下应该考虑哪些因素（货币的币种，外汇的汇率等），各因素之间的关系 和目标等。如果我们仍然抱着补偿贸易条件对各因素和关系的分析不放，不研究新的问题， 在谈判过程中势必会吃亏。
原理技术移植
把宇宙飞船上的再循环水系统移植到农业技术领域，从而发明 了一种既简便又经济的地面污水净化系统。
红外辐射：探测、遥感、诊断、治疗、夜视、测距、军事设施 伪装、响尾蛇导弹……
方法工艺移植
它是将某一领域的研制方法及产品的制造工艺应用于其它领域的研制 工作或产品的制造。
现代管理方法：心理学企业管理 案例分析：发泡方法的移植。
九、质疑思维 用怀疑和批判的眼光看待一切事物，既敢于否定。提出疑问，是许多新
事物新观念产生的开端，质疑是人类思维的精髓，也是创新思维的最基本方 式之一。
当年哥伦布看出了“地心说”的问题，才有“日心说”的产生 爱因斯坦找出了牛顿力学的局限性才诱发了“相对论”的思考
提出问题和发现问题比解决问题更重要！凡是多问几个为什么！要从质 疑日常所见所闻、质疑所学知识等。
动态思维的模式为： 收集新资料——制定新方案——实施——反馈——调整新方案
六、有序思维 有序思维是一种按一定规则和秩序进行的有目的的思维方式，它是许
多创造方法的基础。
十二变通法、归纳法、逻辑演绎法、信息交合法、场-场分析法
“十二变通法” 即指人们在观察、认识一个事物时，可以考虑是否可以 (1)加一加；(2)减一减；(3)扩一扩；(4)缩一缩；(5)变一变；(6)改一改 ；(7)联一联；(8)学一学；(9)代一代；(10)搬一搬；(11)反一反；(12)定 一定等等，以便引出新观念、新想法，获得创造性的成果。
• 理解的第二层：祖国山河之美、国土 之圣，岂容侵略者践踏、蹂躏；
• 理解的第三层：正因如此，水生踊跃 参军，水生嫂全力支持就有了思想基 础。
• 苹果——万有引力
三、思维的自觉性和创造性
思维的自觉性也称为灵感思维。其最大的特征是爆发性与瞬 间性，只有善于捕捉这一短暂的灵感思维，才会发生量变到质变的 创造成果。
容器——（装酒、装油、盛蜡烛） 滚压工具——（擀饺子皮、碾药片） 装饰品——（作花瓶） 乐器——（敲击成音）
武器——（自卫）
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？ 参考答案 （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……
3）扩一扩
现有物品在功能、结构等方面还可以扩展吗？放大一点， 扩大一点，会使物品发生哪些变化？这件物品除了大家熟 知的用途外，还可以扩展出哪些用途？
例如，大家知道吹风机是吹头发的。但在日本，有人想利 用吹风机去烘潮湿的被褥，扩展了它的用途。后来在此基 础上发明了一种被褥烘干机。
如把一般望远镜扩成又长又大的天文望远镜。它的能见度 是人肉眼的4万倍，放大率达3000倍。用这种望远镜看星空， 38万公里远的月亮，就好像在128公里的近处一样。
5）变一变
它是指改变原有物品的形状、尺寸、颜色、滋味、音响等，从而 形成新的物品。它也可以从内部结构上，如成分、部件、材料、 排列顺序、长度、密度、浓度和高度等方面去变化；还可以从使 用对象、场合、时间、方式、用途、方便性和广泛性等方面变化； 也可以从制造工艺、质量和数量，对事物的习惯性看法、处理办 法及思维方式等方面去变化。
五、动态思维 动态思维是一种运动的、不断调整的、不断优化的思维活动。 其特点是根据不断变化的环境、条件来不断改变自己的思维秩序、思
维方向，对事物进行调整、控制，从而达到优化的思维目标。
例如：在一家设备进口谈判中，原先我方与对方一直在补偿贸易的基础上进行谈判，但随着
谈判的深入，各方面的情况逐步展开，对方突然提出因产品销售有困难，希望我方用现汇的 方式进行支付，即由补偿贸易改为现汇贸易。这一要求的提出，必然打乱我方对原有谈判因
一、创造性思维的形成过程 创造性思维的形成大致可分为三个阶段：
1、酝酿准备阶段 2、潜心加工阶段
3、顿悟阶段
五、 创新思维的基本过程
准备期
酝酿期
1926年英国心理学家 G.Wallas 提出创新思维 的四阶段结构模式
明朗期
2019/10/5
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验证期
33
2）减一减：
在原来的事物上还可以减去点什么？如将原来的物品 减少一点，缩短一点，降低一点，变窄一点，减薄一 点，减轻一点等，这个事物能够变成什么新事物，它 的功能、用途会发生什么变化？在操作过程中，减少 时间、次数可以吗？这样做又有什么效果？
例如，隐形眼镜就是将镜片减薄、减小，并减去了镜
架而发明的。
十、灵感思维 灵感思维是一种特殊的思维现象，是一个人长时间思考某个问题得不到
答案，中断了对它的思考以后，却又会在某个场合突然产生对这个问题的解 答的顿悟。
灵感有如下的种类： （1）自发灵感（灵光乍现） （2）诱发灵感 （3）触发灵感 （4）逼发灵感（情急能生智）
七步诗
第三节 创造性思维的形成与发展
客观现实的思维活动。 三、发散思维
发散思维又称辐射思维、扩散思维、开放思维等。它是以少求多的思维 形式，其特点是从给定的信息输入中产生出众多的信息输出。
思维过程：以要解决的问题为中心，运用横向、纵向、逆向、分合、 颠倒、质疑、对称等思维方法，考虑所有因素的后果，找出尽可能多的答 案，并从许多答案中寻求最佳值，以便有效地解决问题。
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。
例： 鲸不是鱼 冰块，水蒸气都是水
二、思维的多层性
• 思维有高级和低级，简单和复杂之分，也就是说，思维具有层次性。 同一事物，不同人有不同看法。
第2章 机械创新设计的思维基础
第一节 思维概述 第二节 思维的类型 第三节 创造性思维的形成与发展 第四节 思维方式与创新方法
第一节 思维概述
思维——人脑对所接受和已存储的来自客观世界的信 息进行有意识或无意识、直接或间接的加工，从而产 生新信息的过程。
思维有如下特性：
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。
例如，企业经营要创新就离不开一个“变”字，如果冷饮食品厂 不注重产品的花样翻新，就无法开发出形状、颜色、味道各不相 同的新产品，也就无法使企业发展壮大，如果企业不拘现状而不 断开发新产品，那么企业就会充满生机和活力。
6）改一改
“改一改”技巧带有被动型，它常常是事物缺点已暴露出 来或人们已发现该事物的缺点后，才为人们所利用的发明 技巧，即通过消除某种缺点的方式进行创造。因此，“变 一变” 对于思维灵活、善于创新的人较适合；“改一改” 技巧对于初学者或较保守、不善于发现问题的人更适合， 因为这一方法使人更容易发现问题和寻找创造对象。
4）缩一缩
将原有物品的体积缩小一点，长度缩短一点会怎样，可否 据此开发出新的物品。
我国的微雕艺术是世界领先的，其实质也是“缩一缩”。 它缩小的程度是惊人的，能在头发丝上刻出伟人的头像、 名人诗句等，成为一件件价值连城的珍品。生活中的袖珍 词典、微型录音机、照相机、浓缩味精、浓缩洗衣剂（粉） 等都是 “缩一缩” 的结果。
“反一反”就是将某一事物的形态、性质、功能及其正 反、里外、横竖、上下、左右、前后等加以颠倒，从而产 生新的事物。
11）定一定
“定一定” 是指对某些发明或产品定出新的标准、型 号、顺序，或者为改进某种东西，为提高学习和工作效率 及防止可能发生的不良后果做出的一些新规定，从而进行 创新的一种思路。
12）学一学
顿悟是思维自觉运行的结果，是思维过程中出现质量上的飞 跃。
爱迪生：“勤奋+灵感=天才”
第二节 思维的类型
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
现的外部特点和具体形象的反映活动。
表现形式
表象（印象） 联想（回忆） 想象（新表象）
二、抽象思维 抽象思维又称为逻辑思维。它是凭借概念、判断、推理而进行的反映
1）加一加：
在进行某种创造活动过程中，可以考虑在这件事物上 还可以添加什么？把这件事物加长、加高、加厚、加 宽一点行不行？或者将原物品在形状上、尺寸上、功 能上有所 “异样”、 “更新”，以求实现创新的可 能。
例如，伽利略发明的望远镜就是“加一加” 的典型例子。欧洲有一个磨镜片的工人， 有一次，他偶然把一块凸透镜片与一块凹 透镜片加在一起，他透过这两片镜片向远 处一看，惊讶地发现远处的景物可以移到 眼前来。这个发现，后来给科学家伽利略 知道了，他对这个无意之中 “加一加” 而形成的事物进行了研究，终于发明了望 远镜。
• 《荷花淀》中景物描写：
• “要问白洋淀有多少苇地，不知道， 每年出多少苇子，也不知道。只晓得 每年芦花飘飞苇叶黄的时候，全淀的 芦苇收割，垛起垛来，在白洋淀周围 的广场上，就成了一条苇子的长城”
• 理解的第一层：两个否定句“不知道” 正是为了后文的“只晓得”，突出了 苇地的宽广、芦苇的茂密，白洋淀的 美丽富饶；