机械创新设计复习题

1.什么是机构的演化或变异？什么是反求工程？机构的演化或变异是指以某机构为原始机构，在其基础上对组成机构的各个元素进行各种性质的改变或变换，而形成一种功能不同的机构。

把别的国家的科技成果加以引进，消化吸收，改进提高，再进行创新设计，进而发展自己的新技术，称这一过程为反求工程。

2. 什么是机械？机械的特点有哪些方面？机械是用来传递运动或动力的能完成有用机械功的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。

其特点如下：1）机械首先必须是执行机械运动的装置。

2）机械必须进行物料或信息的变换与传递，并完成有用的机械功。

3）机械中必须要完成能量的转换。

3. 为设计一个性能质量好，经济效益高的机械产品，在拟定机械的功能目标时必须注意哪五个方面的问题？答：1.拟定功能目标要进行可行性分析2.拟定功能目标要分清主次，要利于功能的实现3.拟定功能目标要利于扩大设计思路 4.拟定功能目标要具有一定的超前意识 5.拟定功能目标要注意产品的生命周期循环问题4. 列举七种以上能够实现从连续转动到连续转动运动变换机构。

答：1．齿轮传动机构2．摩擦轮传动机构 3．瞬心线机构 4．连杆机构 5．带传动机构 6．链传动机构 7．绳索传动机构 8．液力传动 9．钢丝软轴传动机构 10．万向联轴器5. 什么是定向思维、逆向思维、形象思维和抽象思维？定向思维：基本上属于逻辑性思维一类。

其思维过程总是通过寻找合乎逻辑的、成熟的或常规的方法或途径，循序渐进地推断和认识事物。

逆向思维：是一种反逻辑和反常规的思维方式，其思维常摆脱正常的思考途径，以背逆正常思索途径来寻找解决问题的方法。

形象思维：这种思维形式表现为对事物表面特征的记印，对感知过的形象进行加工、改造，通过联想、想象，从而创造出新形象的过程、想象是形象思维的一种基本方法。

抽象思维：它是凭借概念、判断、推理来概括事物的本质，揭示各事物之间的联系与差距，从而推断出事物具有的新概念的思维模式6. 设计增力机构将铰链四杆机构ABCD与摇杆滑块机构EFG串联组合成一个机构，实现滑块G的输出力Q增大。

并简单计算输出力Q的大小（用公式表达即可）。

解：前置子机构为铰链四杆机构ABCD，后置子机构为摇杆滑块机构DCE。

若设连杆BC所受力为F，连杆CE所受力为P，则滑块所产生的压力Q为：Q=Pcosα=F×L/S×cosα。

减小α和S，增大L均能增大Q力。

设计时可根据要求确定α、S和L。

一、填空 1. 创新思维：正向思维、逆向思维、发散思维、集中思维、横向思维、纵向思维。

2. 创新原理：组合创新原理、变异创新原理、分离创新原理、逆行创新原理、还原创新原理、群体创新原理、完满创新原理、移植创新原理。

3. 创新技法：缺点列丼法、希望点列丼法、属性列丼法、635法、头脑风暴法、检核表法、形态学分析法、物-场分析法。

4. 创造学之父是奥斯本，他发明了头脑风暴法和检核表法。

5. 阿奇舒勒发明了Triz理论即发明问题解决理论。

五大核心内容：1.创新思维方法与问题分析方法。

2.技术系统进化法则。

3.技术矛盾解决原理。

4.创新问题标准解法。

5.发明问题解决算法ARIZ。

6.基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库 6. Triz理论中，冲突解决矩阵原理有39个工程参数和40个发明问题解决原理可供应用；物-场分析法提出了76种标准解。

二、名词解释 1. 逆向思维：一种反逻辑反常规的思维斱式其思维通常摆脱正常的思维途径，以背逆能正常思索途径来寻找解决问题的解决斱法，思维要点：不挥手段，反其道行之。

发散思维：辐射思维，扩散思维，分散思维，求异思维，开放思维，已解决问题为中心运用横向纵向逆向分合颠倒质疑对称等思维斱法，找出尽可能多的答案。

横向思维：同一阶段不同事物之间的比较，具有同时性，横断性，开放性。

2. 635法：“又称默写式智力激励法、默写式头脑风暴法是德国人鲁尔已赫根据德意志民族习惯于沉思的性格提出来的以及由于数人争着发言易使点子遗漏的缺点，对奥斯本智力激励法进行改造而创立的，每次会议有6人参加坐成一圈，要求每人5分钟内在各自的卡片上写出3个设想，故名“635”法，然后由左向右传递给相邻的人。

每个人接到卡片后，在第二个5分钟再写3个设想，然后再传递出去。

如此传递6次，半小时即可进行完毕，可产生卫生108个设想。

3. 头脑风暴法：称为互动思维，头脑风暴法又可分为直接头脑风暴法（通常简称为头脑风暴法）和质疑头脑风暴法（也称反头脑风暴法）。

前者是在专家群体决策尽可能激发创造性，产生尽可能多的设想的方法，后者则是对前者提出的设想、方案逐一质疑，分析其现实可行性的方法4. 情商：了解自己的情绪；管理自己的情绪；自我激励；了解他人的情绪；管理人际关系。

丹尼尔·戈尔曼接受了萨洛维（P.Salovery）的观点，认为情感智商包含五个主要方面：1.了解自我，监视情绪时时刻刻的变化，能够察觉某种情绪的出现，观察和审视自己的内心体验，它是情感智商的核心，只有认识自己，才能成为自己生活的主宰。

2.自我管理，调控自己的情绪，使之适时适度地表现出来，即能调控自己。

3.自我激励，能够依据活动的某种目标，调动、指挥情绪的能力，它能够使人走出生命中的低潮，重新出发。

4.识别他人的情绪，能够通过细微的社会信号、敏感地感受到他人的需求与欲望，是认知他人的情绪，这是与他人正常交往，实现顺利沟通的基础。

5.处理人际关系，调控自己与他人的情绪反应的技巧。

三、简答 1. 大学生如何提高创新能力（创造力）？答：从五个方面：智商、情商、知识、创新素养、环境。

2. 什么是创造学第一、第二定律，并谈谈你的理解。

答：第一定律：人人都有创造潜力；第二定律：人的创造潜力是可以通过培养开发而得到提高结合自己的实际谈谈对以上两个定律的理解。

3. 如何提高想象力？首先是知识，大量摄取知识让想象力充分发挥。

不过只靠知识增进想象力是不够的，你必须做到想象力无处不在才行。

人生感悟，智慧，想法，人生经历等等也可成为想象力。

（想象力就是无处不在）想象力是可以锻炼的，所谓万事起头难，只要运用的久，想象力就丰富了。

至於如何锻炼就视人而定。

想象力也可靠情绪激发，只要接触到某些事物或是脑海里想到某些东西，情绪受到感触，想象力自然而然的就出来了。

有时还会源源不断不过想象力是不会伴随著烦恼或焦虑出现，这是必须知道的事项。

（你之所以会问这问题想必你一定是极其焦虑，赶快去除这没用的情绪。

）4. Triz理论的主要理论体系有：系统进化理论；发明等级问题；理想化解决斱法；冲突解决矩阵；物-场分析法；ARIZ（计算机辅助创新）四、分析题1. 组合创新原理设计一种夹紧装置戒冲压装置，并列出力的放大解决目录。

2. 再生运动链对夹紧装置戒者牛头刨床：先分析有几个杆、几种运动副组成，然后写拓扑矩阵，画运动链图。

3. 物-场分析法结合给出实例建立物-场模型例1. 建立破碎机的物-场模型，改变力场：冲击力、挤压、碾压、摩擦例2. 设计一款地板毛发清除器，场：粘结，开发：静电式的毛发清除器。

一：名词解释1. 创新：人类运用已有的知识，技能和经验，研究新事物，解决新问题，产生新的思想及物质成果，用以满足人类物质及精神生活需求的社会实践活动。

2. 设计：一种创造性的实践活动，创新性是对设计的基本要求，是设计的基本属性，人类社会中的一切物质文明成果都是设计的产物。

3. 功能原理设计的基本方法：首先通过发散思维的方法，尽可能广泛，全面的探索各种可能的功能原理方案，然后通过收敛思维的方法，对这些方案进行分析，比较，评价，从中选择最适宜的功能原理方案。

a) 分功能：复杂装置的总功能需要通过装置中各部分的组合与协调来实现，装置各部分所完成的功能。

4. 缩放作用：指改变能量，物质及信息的大小。

5. 存储：对能量，物质及信息在一定时间范围内保存。

6. 如果设计矩阵为对角形矩阵，每一项功能可以被一个参数满足。

7. 耦合设计：设计矩阵不能保证满足功能要求的独立性。

8. 反馈：从主机构运动过程中提取出信息，实时的输入到主机构中去。

9. 运动独立性：各机构的运动是互相独立的。

10. 运动相关式：各组合机构的运动相互见有一定影响。

11. 连杆类配：将机构转化为一般化运动链后，可以得到一个或几个运动链，每一个运动链中包含不同数量的运动副和杆。

二：填空1.创新两个显著特征：新颖性，实用性。

2.工艺系统三要素：作用场，工作头形状，工作头运动方式。

3.基本逻辑功能元包括：与，或，非。

4.机构并联组合方法：①型并联，②型并联，③型并联5.结构组合创新设计方法：同类组合，异类组合，功能附加组合，材料组合。

6.社会需求具有：多样性，动态性。

7.相对论，量子力学和原子理论构成了20世纪科学技术发展的三大理论。

8.实现技术进步通常有两种途径：一种是技术引进，另一种是自主开发。

9.功能元素应具备：基本，完备，可解。

10.创造力开发的具体内容可以分为三个方面：创造力的发现，创造力的培养，创造力的整合。

四：简答题1. 发现问题解决理论的重点内容：在于如何确定出现在技术系统中的冲突种类，如何表达冲突以及如何确定解决冲突的方法。

2. 功能元素的三大特征1. 基本：即他们不能被继续分解。

2. 完备：即用它们可以组合成任意复杂的机械功能。

3.可解：即对每一项功能元素至少存在一种解法。

3.机构串联组合通常为了实现两个目的 1.改善原有机构的运动特征。

2.使组合机构具有基本机构的特征。

4.工艺功能求解的方法1.为新的工艺系统选择作用场和工作头。

2.改善已有工艺系统中的作用场和工作头。

3.为已有的工艺系统添加新的作用场和工作头。

4.为已有的工艺系统选用新的作用场和工作头。

5.结构创新设计引入要素（p113~p118） 1.弹性结构 2.快速连接结构 3.组合结构 4.智能结构6.机构再生运动链方法步骤 1.从一个性能良好的原始机构出发，将其还原为同源的一般化运动链。

2.根据推理得到与之同源的所有再生运动链。

3.通过筛选，施加约束，得到所有可行运动链。

4.再通过评价，选择，得到最适宜的机构。

7.技术移植的主要类型 1.技术原理式移植 2.技术手段式移植 3.技术结构性移植 4.技术功能式移植8.功能原理设计方法和作用 1.功能原理设计的创新会使产品的品质发生质的变化。

2.功能原理设计是提高产品竞争力的重要手段。

3.功能原理设计的基本方法：首先通过发散思维的方法，尽可能广泛，全面地探索各种可能的功能原理方案，然后通过收敛思维的方法，对这些方案进行分析，比较，评价，从中选择最适宜的功能原理方案。

9.探索自然效应的常用方法 1.在已知的自然效应中探索可用的自然效应。

2.发现新的自然效应。

3.创造新的自然效应。