基于经典机械结构移植的产品设计方法

基于经典机械结构移植的产品设计方法

发表时间：2018-08-09T11:31:38.287Z 来源：《基层建设》2018年第19期作者：林建强

[导读] 摘要：本文对于经典机械结构对于机械产品设计的指示和引导功能进行了探究和分析，总结出一种科学合理并且效率非常高的对产品进行设计的方式。

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摘要：本文对于经典机械结构对于机械产品设计的指示和引导功能进行了探究和分析，总结出一种科学合理并且效率非常高的对产品进行设计的方式。这种方式站在对以往的经典产品在功用方面的鲜明特点进行探究的基础之上，对完整的可以广泛应用的规律进行系统的总结，而且在对产品进行具体实际的设计时，把以上所总结出的规律运用到设计的过程当中，从而对其实践性以及有效性进行检验，最后建立成一整套基于经典机械结构移植的产品设计方案，以此来减少产品的研发时间以及成本。

关键词：机械结构；结构移植；产品设计

引言：

在设计学理论方面的探究过程中，设计方法属于一种非常关键的发展方向，可以对具体实践中的设计起到指示和引导作用，所以向来都很受重视。要对设计方法以及工具有准确的了解，这样才能对其有更好的发展以及创新。本篇文章经过对于经典案例的探析，提出一套简便的产品设计方法。

一、经典机械结构移植的重要性

在过去，人们设计了数不尽的产品以及结构模式。对于各种机械结构，设计师做不到了解它们全部，但是在进行产品设计时，想要达到产品标准，常常需要某些必需的机械结构。设计师根据以往的设计方法，只能让技术人员帮忙，效率非常低。要想提升效率，设计师就要学会独自在产品设计时应用到特定结构。

在人类社会，大到飞机，小到电灯，其机械结构都十分精巧。各个机械结构互相配合，就可以达到很多繁杂的功能标准。设计师对于这些机械结构进行掌握和运用，并不是一件难事。完成功能创新的重要手段以及产品创新的重要技术，非功能分析莫属。功能分析把对实际结构的研究变成对产品功能的研究，从而使得设计师得到更加丰富的设计构想。

二、怎样对经典机械结构进行移植

移植经典机械的结构，分为以下四个部分：

首先，按照产品设计的标准来对功能模块部分进行确认。这一部分，就是指把即将设计的产品功能划分为一些相对简单的功能。比如，打算设计一种可以进行大面积供暖的取暖器，就能够把它划分为三个部分：一个是发热部分，它的功能是释放热量；另外一个是操控部分，对于取暖器进行控制；剩下的一个是转向部分。前两个功能部分均属于取暖器的传统功能，但是转向就比较少见，这就要求对其进行单独的设计以及创新。

其次，按照功能模块来找到相关方面的产品。这个部分，指的就是按照所需要的功能模块来找到包含一样或者相似功能的产品。第一部分的举例把重点放在了“转向”上，从这其中便能轻易发现空调、电扇等具有转向功能的产品设计结构。

然后，寻找出相关联的产品中所需要的设计结构。在发现了拥有相似功能的产品以后，还要把所需要的部分接着找出来，分析其对新型产品结构设计的相关效用。空调拥有着导流片，其转动能让风向产生变动；电扇拥有着后方的传动部分，因而方向可以得到改变。把以上这两种功能部分提炼出来，就可以获得需要的功能模块。

最后，完善机械结构并应用到新型产品中。获得目标设计结构以后，设计师要分析它的使用环境，目标结构大多时间可以在初始产品上起到作用，但是不能在新型产品中达到理想效果。例如电扇的转向，需要电动机对其进行带动。但是取暖器中并不存在电动机，所以，一样的结构要想在取暖器上进行应用，便需要安排另外的驱动力量。空调风向的改变需要导流片，但是取暖器多数是运用热辐射来释放热量，导流片也不能用到取暖器中。

根据上面四个部分来移植经典机械结构，并不要求全部掌握所有的机械结构，设计师只要知道它的功能特点以及完成条件，便可以应用实现。设计师运用模块化的思绪来解析产品，从而强化功能结构的相关知识。

三、使用经典机械机构移植的设计案例

本篇文章将对一种教学专用课桌椅的设计运用到以上所提到的理论，从而对其进行检验。一般的课桌椅都是固定不动并且只面向一边，无法实现老师上课与前后排学生进行讨论的需求。为了实现这个需求，要设计一种可以转向的课桌椅，同时确保其功能完整无缺陷。下面从以上所提到的各部分开始分析。

（一）确立功能模块

一般课桌椅能分成两个功能部分，支撑台面和固定支架，为了让课桌椅实现转向，就需要进行一个全新的功能部分的设计。现在假设三种方法来实现。第一种，把支撑台面设计为可以竖直滑动的结构，滑到顶端能当成桌面，滑到底端就当成椅面；第二种，把桌面以及椅面当成一个整体，进行水平转动来实现需求；第三种，还是把桌面与椅面当成整体，但是进行竖直旋转，桌面和椅面可以互换。（二）关联相关产品

确定设计方向后，就能够按照需要的功能去找相关联的产品。第一种方法使用到一种滑动设置，既要可以实现滑动，又要在滑到两个顶端的部位维持固定状态，这就能够借用固定胶棒的原理，它可以在竖直伸缩时还保持固定状态。第二种和第三种方法都使用到了旋转结构，两者均是在有限范围中旋转，并且也要在两端保持稳定。这就和电扇的摇头形式相似，但是电扇要电力来带动，所以排除掉。

现在需要找到一种相对简单的设计结构，不需要另外的驱动力量，单用人力就可以实现操作。让其转动比较容易，难的是固定两个顶端的位置。所以，在此把可以在两端固定起来的功能部分划分出来，当作关键目标。日常生活中有许多这样的结构，比如内存卡插口、插排开关等。

通过这种发散性思考模式，就算找不到能够直接借鉴的设计结构，也可以通过拓展思维来深入探索，获得相关产品，再以这些产品为基础找出需要的重要部分。

（三）找出所需模块

找出与功能部分相关的产品之后，接着要划分和归纳需要的或者相关的功能部分。比如上文提及的相关产品包括固体胶棒和圆珠笔

等，设计人员就可以根据每个产品的特点，找出需要的功能模块。

固体胶棒的结构包括一组螺栓以及螺丝，螺栓同表壳维持水平状态的稳定；圆珠笔的结构即经典的Push-Push结构，笔尖随着人为的按动完成弹出和收回，运用内部两个零件的间歇式错位来完成。

（四）完善机械结构

设计结构的移植：如果想采用圆珠笔的设计结构，设计课桌椅应该运用纵向旋转的方法来完成。桌面与椅面要当成一个比较独立的系统，在支架上进行固定，运用转动的手段来完成课桌椅的转向，就应该对于课桌椅状态的固定问题进行处理。

想要有效处理该问题，必须要有一个锁定结构，它需要在整个桌椅转向的过程中，锁定结构可以收回，到了两端部位还能弹出把整个桌椅卡住。要是分别进行收缩锁定结构以及转动整个桌椅，在技术上很好达到要求，但是用户在使用时会不方便，所以要把两个操作安排到一起，来完成只转动整个桌椅到特定位置就可以自然卡住。

要完成上文假设，就要创建起两个操作间的联系，传送转动桌椅的动力至锁止部分，锁止部位恰好卡住桌椅。把此过程同圆珠笔比较，桌椅的两个锁定步骤正好和圆珠笔笔尖的伸缩相对应，笔尖的伸缩可以变为锁止部分的伸缩。圆珠笔运用按压手段进行笔尖的伸缩，与此相应，当椅子的状态变为桌子的状态，能够运用人为的手动转动来完成，这个步骤与按压圆珠笔的步骤相似。把桌子变成椅子状态的话，往一样的方向轻微扭转，再松开，便可以在重力下完成。此过程同圆珠笔笔尖已弹出，再轻微按压以下就会收回的过程相似。如此，在一种新型产品中就完成了整体机械结构的移植操作。

结语：

模块化既是设计手段，又是思维方法。要是设计师可以把其作为自己的日常思维方式，就可以将功能模块的移植方式了如指掌。功能分析能推动完成功能创新，也能在很大程度上促进完成产品创新。在平时，分析各种各样经常看到的功能结构，找出其普遍的适用性，从而找出通过移植机械结构来设计的方式，针对设计功能性产品的过程，提供一定程度的理论借鉴。

参考文献：

[1]乔石，邵婉.当前机械结构设计中的创新设计分析[J].中国新技术新产品，2015（22）：189.

[2]汪久根.论机械结构的设计[J].教育教学论坛，2012（05）：82-83.

[3]黎业飞. 面向服务的机械结构快速设计分析关键技术[D].浙江大学，2008.