時間：2022-07-18 22:04:39
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：機械產(chǎn)品設(shè)計;綠色;創(chuàng)新;生命周期
0.引言
在機械產(chǎn)品設(shè)計過程中，隨著設(shè)計觀念更新和技術(shù)發(fā)展，綠色設(shè)計理念逐漸得到人們重視，并在設(shè)計中得到具體落實。采用綠色機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計方式，不僅能實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新，還能更好指導產(chǎn)品生產(chǎn)，降低對周圍環(huán)境的污染，推動產(chǎn)品設(shè)計水平提高。文章探討分析綠色機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的特點，指出其重要意義，并提出相應(yīng)的設(shè)計方法，希望能夠為實際工作提供指導與借鑒。
1.綠色機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的特點
綠色機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計指的是在設(shè)計過程中，通過綠色材料應(yīng)用，采用綠色設(shè)計、綠色制造、綠色包裝方式，以節(jié)約能源，降低能耗，促進設(shè)計水平提高，其顯著特點體現(xiàn)在以下方面。
1.1體現(xiàn)綠色設(shè)計理念。在機械產(chǎn)品設(shè)計過程中，不僅強調(diào)完成設(shè)計任務(wù)，還注重保護環(huán)境，要求機械產(chǎn)品對周圍環(huán)境實現(xiàn)“零污染”。因而在機械產(chǎn)品設(shè)計過程中，合理選擇產(chǎn)品設(shè)計材料，選用低污染材料和零部件，不得采用有毒、有害材料，同時減少產(chǎn)品能耗，節(jié)約材料用量，保護周圍環(huán)境。隨著人們生活質(zhì)量提高和環(huán)境保護意識增強，人們對機械產(chǎn)品要求越來越高，低噪音、低污染成為設(shè)計工作者的不斷追求和目標，因而推動產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新，落實綠色設(shè)計理念對整個機械產(chǎn)品生產(chǎn)具有重要作用。
1.2面向產(chǎn)品全生命周期。傳統(tǒng)機械產(chǎn)品設(shè)計所考慮的內(nèi)容不全面，只對產(chǎn)品使用屬性和使用功能進行考慮，忽視設(shè)計、生產(chǎn)、廢棄等全生命周期考慮。而落實綠色設(shè)計理念，推動產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新，提高環(huán)保意識，不僅能提高設(shè)計水平，還能確保產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)避免污染環(huán)境，從而取得更好的綜合效益。
1.3綜合性與先進性特征。設(shè)計過程中，不僅對綠色設(shè)計方法進行全面考慮，還注重設(shè)計創(chuàng)新，形成新的設(shè)計思路和設(shè)計理念。并注重先進設(shè)計技術(shù)應(yīng)用，對各部件進行優(yōu)化組合，增長產(chǎn)品附加值，促進機械產(chǎn)品競爭力提高。
2.綠色機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的意義
綠色機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計不僅注重產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新，還重視對廢棄物的回收，消除環(huán)境污染，降低對環(huán)境的破壞，其重要意義體現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1降低資源消耗和環(huán)境污染。通過綠色設(shè)計理念的應(yīng)用，推動機械產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新，不僅能順利完成設(shè)計任務(wù)，還能實現(xiàn)對環(huán)境的保護，避免因設(shè)計不到位而影響產(chǎn)品質(zhì)量，給周圍環(huán)境帶來污染。同時還能降低能耗，提高機械產(chǎn)品綜合性能，有利于提高產(chǎn)品設(shè)計水平。
2.2提高企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。機械生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計過程中，堅持以綠色設(shè)計理念為指導，綜合采取有效對策，達到降低環(huán)境污染，提高產(chǎn)品性能的目的。讓機械產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)更好適應(yīng)市場需要，推動企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提高企業(yè)競爭力和影響力。
2.3促進經(jīng)濟社會效益提升。降低環(huán)境污染，提高機械產(chǎn)品性能，能更好滿足市場需求，擴大市場占有份額，獲得廣大消費者認可。從而促進機械產(chǎn)品銷售，為企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)創(chuàng)造良好條件，進而促進機械生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟社會效益提高。
3.綠色機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的方法
在機械產(chǎn)品設(shè)計過程中，為落實綠色設(shè)計理念，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新，需要根據(jù)具體情況，采取有效設(shè)計方法。根據(jù)設(shè)計工作需要，主要設(shè)計方法包括以下種類。
3.1逆向設(shè)計法。與正向設(shè)計方法是相對而言的，設(shè)計中采用逆向思維方式，利用對立、對立并存、對立綜合等方式，從原理逆向、大小逆向、屬性逆向幾個方面完成產(chǎn)品設(shè)計。常用設(shè)計方式包括以下種類：簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，減少部件數(shù)量，方便拆卸，減少緊固件數(shù)量，設(shè)計中采用方便拆卸的設(shè)計方式，簡化回收工藝，從而便于對廢舊產(chǎn)品回收利用。設(shè)計朝極小化方向發(fā)展，注重產(chǎn)品設(shè)計的輕、薄、短、小，減少體積占用，取得更好的設(shè)計效果。設(shè)計朝極大化方向發(fā)展，采用新技術(shù)和新原理，設(shè)計功能極大的簡單結(jié)構(gòu)，減少材料使用量，減小體積，降低重量，提高機械產(chǎn)品可靠性，延長產(chǎn)品使用壽命。另外還要注重對廢舊產(chǎn)品的回收利用，盡量降低對周圍環(huán)境污染，達到有效保護周圍環(huán)境的目的。
3.2并行工程法。對產(chǎn)品設(shè)計綜合全面考慮，集成、并行的對產(chǎn)品進行設(shè)計，這樣不僅能實現(xiàn)設(shè)計創(chuàng)新，還能增強對市場的適應(yīng)性。首先是人員集成，由多位專業(yè)人員完成產(chǎn)品設(shè)計，包括材料人員、設(shè)計人員、營銷人員，以綠色設(shè)計理念為指導，相互分工配合完成產(chǎn)品設(shè)計。其次是信息與技術(shù)集成，全面獲取產(chǎn)品設(shè)計所涉及的信息，對其進行統(tǒng)一管理，促進設(shè)計水平提高。最后還要采用模塊化設(shè)計方法，分析產(chǎn)品設(shè)計過程中的所有功能，劃分系統(tǒng)模塊，結(jié)合市場不同需求，通過模塊選擇和組合完成產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)。并行工程設(shè)計方法能節(jié)約成本，滿足市場需求，促進產(chǎn)品的升級換代和更新，提升產(chǎn)品質(zhì)量，方便產(chǎn)品維修，對機械產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新發(fā)展也具有積極作用。
3.3生命周期法。設(shè)計過程中對市場分析、設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)制造、營銷、使用、廢棄、回收利用等各環(huán)節(jié)進行綜合全面考慮，對產(chǎn)品屬性、資源利用、勞動保護、企業(yè)戰(zhàn)略、環(huán)境屬性、生命周期成本進行全面分析，然后完成產(chǎn)品設(shè)計每項任務(wù)，不僅重視產(chǎn)品使用功能，還注重產(chǎn)品報廢和回收利用。采用該設(shè)計方法，對產(chǎn)品的環(huán)境影響、成本、功能、美學特征進行全面考慮，從原材料采集到產(chǎn)品報廢全過程，都應(yīng)該注重對廢棄物回收利用，促進產(chǎn)品設(shè)計綜合效益提高。
3.4技術(shù)組合法。產(chǎn)品設(shè)計過程中，將兩種或兩種以上的技術(shù)要素巧妙組合起來，從而獲得新產(chǎn)品。常用方法為：材料組合法，將不同種類的綠色材料組合起來使用。工藝組合法，將不同工藝組合起來使用，完成設(shè)計任務(wù)。技術(shù)組合法，將無污染的純水作為工藝介質(zhì)，研制液壓元件與系統(tǒng)。模塊組合法，將不同模塊組合起來，完成產(chǎn)品設(shè)計，以方便產(chǎn)品拆卸、維修和廢棄處理。
3.5產(chǎn)品移植法。研究和應(yīng)用其它領(lǐng)域產(chǎn)品綠色設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計理念，將其應(yīng)用到機械產(chǎn)品設(shè)計過程中，并研究本領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)計存在的不足，開發(fā)新產(chǎn)品，移植新技術(shù)進行產(chǎn)品設(shè)計。例如，原理移植法，將太陽能炊具集熱原理移植到雨傘，研制新型多功能傘，雨天可以遮雨，晴天可以燒水做飯。材料移植法，工業(yè)陶瓷應(yīng)用于發(fā)動機氣缸，降低燃料消耗，提高熱效率。
4.結(jié)束語
綠色機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計具有重要現(xiàn)實意義，同時，實現(xiàn)該目標也是一項系統(tǒng)復雜的工作，需要設(shè)計人員提高專業(yè)技術(shù)水平，總結(jié)經(jīng)驗，根據(jù)具體需要采取有效對策，促進設(shè)計水平提高。從而降低環(huán)境污染，節(jié)約資源能源，促進機械產(chǎn)品市場競爭力提高。
參考文獻：
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在人類社會不斷向前發(fā)展的進程中，始終都是由社會生產(chǎn)力的增長為推動力，促進社會發(fā)展。要知道創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂．是國家興旺發(fā)達的不竭動力。一個沒有創(chuàng)新能力的民族，是不能再立足于競爭激烈的世界之林的。我們作為國家未來的希望，國家發(fā)展的主心骨。高中生更應(yīng)該在努力學習科學文化知識的同時，加強對機械方面的創(chuàng)新設(shè)計能力。結(jié)合日常生活，發(fā)現(xiàn)機械創(chuàng)新之美。
2機械創(chuàng)新設(shè)計的特點
作為一名熱愛機械創(chuàng)新設(shè)計的高中生，在課余時間我已經(jīng)進行和多次的機械創(chuàng)新設(shè)計的嘗試工作。我發(fā)現(xiàn)機械創(chuàng)新設(shè)計具有一些獨特的特性。例如:進行機械創(chuàng)新設(shè)計需要設(shè)計者進行反復驗證，多次篩選，并且在每一個設(shè)計環(huán)節(jié)內(nèi)都會有特定的優(yōu)化設(shè)計的方案，各個環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系也比較緊密，從整體看，可以發(fā)現(xiàn)機械設(shè)計工作還具有系統(tǒng)化整體化的特點。同時，在進行機械創(chuàng)新設(shè)計工作中，能感受到多門學科的交叉和滲透，這就需要設(shè)計者能夠掌握多種類型的知識，合理運用創(chuàng)造性與發(fā)散思維，基于復雜的學科知識進行思考和判斷，從創(chuàng)新設(shè)計的復雜性特點出發(fā)，進行設(shè)計。另外，我們高中生在嘗試機械創(chuàng)新設(shè)計時，前期可以先引用或參考外國先進創(chuàng)意產(chǎn)品進行設(shè)計，這不是單單進行簡單的模仿或改造，而是了解機械創(chuàng)新設(shè)計特點的第一步。
3創(chuàng)新設(shè)計方法
(1)在進行創(chuàng)新設(shè)計時，最常使用的一種創(chuàng)新方法就是模仿生物進行機械設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計，這種方法是進行對自然界生物機能分析類比、總結(jié)特性，并將自然生物的特點融合進行新機械設(shè)備中。目前，我們看到已經(jīng)出現(xiàn)了模仿人類手臂的機械抓手、模仿蜥蜴等爬行動物的海底機器人等等，這些都是設(shè)計者仿照自然生物特點進行設(shè)計的機械設(shè)備。而對于高中生來說，進行的機械創(chuàng)新設(shè)計也可以從這一角度進行思考，細心的對日常生活環(huán)境和大自然中的生物特性進行觀察，獲得設(shè)計靈感。(2)參考外國先進創(chuàng)意產(chǎn)品進行設(shè)計，也是很有效的一種設(shè)計方法。這主要要求設(shè)計者先選擇合適的國外的科技成果或先進產(chǎn)品，經(jīng)過一段時期的分解研究并全部將設(shè)計優(yōu)點進行消化吸收后，再進行改進強化工作，并在技術(shù)或產(chǎn)品中加入自己的想法，開發(fā)產(chǎn)品新的使用用途，從而設(shè)計出全新的機械設(shè)備。(3)“移置技術(shù)法”創(chuàng)新設(shè)計方法，顧名思義這一方法就是要將一個領(lǐng)域中的先進技術(shù)應(yīng)用到另一個領(lǐng)域中，進行設(shè)計工作。例如，納米技術(shù)作為一種先進科學技術(shù)，本是一種物理領(lǐng)域的材料，但是在經(jīng)過研發(fā)之后，可以應(yīng)用在機器創(chuàng)造、服裝設(shè)計等領(lǐng)域，并且生產(chǎn)出了非常多的納米機器、納米服裝。所以，高中生進行機械創(chuàng)新設(shè)計也可以從這一角度出發(fā)。
4創(chuàng)新設(shè)計思維
機械創(chuàng)造設(shè)計者必先要有新穎性的思維，也就是創(chuàng)新思維，這是設(shè)計者可以進行創(chuàng)新設(shè)計的根本原因。作為高中生，自身接受教育的程度和社會實踐都比不上專業(yè)的機械設(shè)計人員高，所以所具有的設(shè)計思維的整體深度、廣度和系統(tǒng)性也會存在很大的差異。所以與專業(yè)機械創(chuàng)新設(shè)計人員不同，高中生需要具有的創(chuàng)新思維，只需要將書本以及課堂中學到的知識進行整合，并添加一定的想象力，將設(shè)計思路進行開闊，擴展可以聯(lián)想到的最大范圍，滿足機械創(chuàng)新設(shè)計的要求。同時，除創(chuàng)新思維外，我們高中生也要重視創(chuàng)新過程中的靈感思維，這一思維是指在設(shè)計過程中經(jīng)過長時間并艱苦的思考后，突然產(chǎn)生思想火花，從而推動創(chuàng)新瓶頸期的結(jié)束，解決設(shè)計中未能解決的問題的思維活動。一般情況下，靈感的出現(xiàn)會受到一定因素的影響，可以是突然看到家里微波爐的加熱過程，又或者注意到了教室中的全自動噴水黑板擦擦拭黑板的印記，從而受到啟發(fā)。這是我們是潛在創(chuàng)造力的升華，是創(chuàng)新設(shè)計從量變到質(zhì)變的思維過程。在進行機械設(shè)計時，要有意識地激發(fā)自身創(chuàng)新設(shè)計思維，進行創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)，促進自己厚積薄發(fā)地涌動出創(chuàng)新的靈感。
5提高機械創(chuàng)新設(shè)計水平的策略
5．1結(jié)合學校相關(guān)課程進行創(chuàng)新意識。提高機械創(chuàng)新設(shè)計水平，要注意培養(yǎng)自己日常生活中的創(chuàng)新意識，尤其是在學校學習的過程中。課程教學時傳授知識的過程，在這一期間培養(yǎng)其自己對創(chuàng)新知識的敏感度以及對知識的聯(lián)系意識。在相關(guān)課程教學過程中，對老師講解知識時，所結(jié)合的專業(yè)知識以及該領(lǐng)域內(nèi)科技前沿的創(chuàng)新成果進行記錄，并在課后進行查閱，并對老師教學過程中組織的小組討論環(huán)節(jié)，積極發(fā)言與同組的同學交換想法，大膽的說出自己的新思想、新方法，在同學們不同的思維中激發(fā)創(chuàng)新靈感的出現(xiàn)。并且對老師所舉出的每一項設(shè)計案例，持求異存疑的逆向思維，必要時可以申請實驗室進行驗證。對書本上的知識，進行實際應(yīng)用，時刻保持創(chuàng)新意識，促進創(chuàng)新能力的提高。5．2多接觸現(xiàn)代化先進的設(shè)計方法與手段。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代化儀器的不斷出現(xiàn)，機械設(shè)計的方法和手段更新速度越來越快，所以，我們不能僅僅局限于課堂學習中所接觸的創(chuàng)新設(shè)計知識，要自發(fā)的緊跟機械科技發(fā)展的腳步。可以使用家中的電腦定期查閱網(wǎng)頁、訂閱有關(guān)機械科技設(shè)計創(chuàng)新雜志進行了解最為先進的設(shè)計方法和手段。5．3加強機械創(chuàng)新設(shè)計實踐。對于我們高中生，課業(yè)壓力重，可以進行機械創(chuàng)新設(shè)計實際的機會和時間少之又少，但是可以發(fā)現(xiàn)學校和少年宮等組織會定期舉辦一些科技創(chuàng)新實踐活動，可以借助這一活動，磨煉自己的創(chuàng)新技法。例如:科技制作競賽、機械創(chuàng)新設(shè)計大獎賽、機器人大獎等比賽都可以積極參與。
6結(jié)語
在21世紀，我國將會面臨更多的挑戰(zhàn)以及更多競爭，為了強化機械領(lǐng)域的競爭力以及增強自身的機械創(chuàng)新設(shè)計水平，我們需要積極地去認真地學習機械創(chuàng)新設(shè)計，并且要虛心學習國內(nèi)外有關(guān)的先進的設(shè)計方法，制定安全合理的機械設(shè)備的設(shè)計方案。另外，為保證設(shè)計出的機械設(shè)備的安全性，我們必須始終以高標準嚴要求進行設(shè)計工作，提高機械創(chuàng)新設(shè)計的可靠性、實用性。讓我們高中生設(shè)計的機械設(shè)備也能走向市場，并能在生活和相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域進行應(yīng)用。這不僅是對自身能力的肯定，更能提高日常生活質(zhì)量或者應(yīng)用行業(yè)的生產(chǎn)先進性。
作者:閆棟宇 單位:石家莊第二中學高三六班
參考文獻:
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［2］王晶．第四屆全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽決賽作品選集［M］．北京:高等教育出版社，2012．
關(guān)鍵詞：機械設(shè)計創(chuàng)新 基本形式 原則 新型內(nèi)燃機
引言
創(chuàng)新在人類進步的過程中起到了重大的作用， 并且促進了機械設(shè)計的前進與發(fā)展， 機械結(jié)構(gòu)一直以創(chuàng)新作為發(fā)展的動力。如今的時代是知識的時代， 機械設(shè)計與制造在國民經(jīng)濟的發(fā)展中，起到了奠定基礎(chǔ)的作用， 創(chuàng)新才是推動發(fā)展的不竭動力。創(chuàng)新能力一旦出現(xiàn)缺失，就會喪失許多本來應(yīng)該得到的機遇， 沒有創(chuàng)新就沒有機械技術(shù)的不斷前進。知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新在競爭中起到了決定勝負的作用，關(guān)系到企業(yè)的興衰成敗。
1機械創(chuàng)新設(shè)計及其特點
機械創(chuàng)新設(shè)計就是要把設(shè)計者腦海中潛在的創(chuàng)造力完全地釋放出來，再借助人類已經(jīng)取得的相關(guān)成果重新進行構(gòu)思，設(shè)計出從前更加具有獨特性和實用性的設(shè)備裝置的一種活動。機械創(chuàng)新設(shè)計進行的基礎(chǔ)就是機械設(shè)計學理論，再對一系列的相關(guān)學科進行融合，綜合設(shè)計之后產(chǎn)生的技術(shù)方法。
機械創(chuàng)新設(shè)計具有許多優(yōu)秀的特點： ①設(shè)計的學科比較多，比如機械、液壓、電力等多學科之間進行滲透和綜合。②設(shè)計過程里面很大一部分的工作不需要進行計算，而是建立在日常知識的積累上，需要大量的推理判斷，還需要與創(chuàng)新性思維進行一定的融合。③要在多方案中將最優(yōu)方案甄選出來。大型的設(shè)計中，必須根據(jù)能力進行甄選，并且對所選方案進行科學的優(yōu)化。④創(chuàng)新設(shè)計需要不斷地進行篩選，每一階段都有著不同于其他階段的特點，客觀上還有一定的聯(lián)系，又是一個整體。
2 機械創(chuàng)新設(shè)計研究的目的和意義
開展機械創(chuàng)新設(shè)計研究，可以提高本身的科技發(fā)展水平， 還可以獲取豐富的社會效益和經(jīng)濟效益。具有許多意義：
（1） 深入地進行機械創(chuàng)新設(shè)計的研究，可以促使人類發(fā)明更多的新機器；
（2） 機械創(chuàng)新設(shè)計研究可以使機械專家以更快的速度進步， 有利于機械設(shè)計水平向著更高、更快的目標發(fā)展；
（3） 機械產(chǎn)品進行創(chuàng)新設(shè)計之后，可以有效提高自身的競爭力， 當時的時代產(chǎn)品追求專利化，這樣才能獲取的更大的收益；
3 機械設(shè)計中創(chuàng)造性思維的基本形式
3.1 發(fā)散型思維
發(fā)散型思維就是在思維過程中，將已經(jīng)掌握的概念重新進行整合梳理，向附近形成輻射，擴散出更多的答案或者是解決問題的方法。發(fā)散型思維。沒有固定的方向和固定的范圍，也不僅限于傳統(tǒng)的思想，很多時候思考問題采取的是比較新穎的想法，常常給人意想不到的效果。
發(fā)散型思維能力的高低收到好多因素的影響，最重要的一點就是遷移能力。. 發(fā)散型思維有許多不同的表現(xiàn)形式，例如立體思維、多路思維、反向思維等等。發(fā)散型思維想要得到的答案要是最多的、最具有新意的，一定要是前人沒有想過、沒有使用過的方法，這就給機械創(chuàng)新設(shè)計帶來了更多的靈感。
3.2 聚合型思維
聚合型思維則是用具體的對象當做中心，從不同的角度入手，最后思維回到這個選好的中心上來，解決出現(xiàn)的問題，也就是在許多方案中選擇最為合理、有效的那一個。
發(fā)散型思維和聚合型思維都屬于創(chuàng)造性思維的范疇，兩者之間存在著一定的聯(lián)系，并且不可分割。機械創(chuàng)新設(shè)計一定都是由發(fā)散思維到聚合思維的過程，然后再從聚合思維到發(fā)散思維，反復進行循環(huán)，直到問題最后解決。發(fā)散型思維和聚合型思維在哲學上來說，屬于辯證統(tǒng)一的一個過程，創(chuàng)造性思維整個過程都是為了最后創(chuàng)新的目的做準備，從五花八門的設(shè)想中選取最優(yōu)質(zhì)的方案。
3.3 想象思維
想象是在思維活動里面，屬于抽象思維的一種，想象可以是天馬行空般的任意想象，也可以是在已有的基礎(chǔ)上進行再加工或者是局部更新的想象. 想象思維一定要以客觀現(xiàn)實作為基本的出發(fā)點，還要具有一定的概括性以及形象性。
想象是人類的思維中，最神奇的一部分，也是最美麗的一部分。失去了想象，也就失去了創(chuàng)造，想象就是創(chuàng)造精華所在。萬有引力定律只是因為一個普通的蘋果落下地面，牛頓據(jù)此展開想象，得到了萬有引力定律；“嫦娥奔月”也是人類想象出來的神話故事，促使人類發(fā)明了可以登上天空的飛行器。想象可以推動社會不斷地進步，科學不斷地發(fā)展。
4 機械創(chuàng)新設(shè)計思維的2個原則
機械設(shè)計過程是由功能要求開始出發(fā)，再到作用原理， 最后進行物理結(jié)構(gòu)構(gòu)思的一個過程。創(chuàng)新設(shè)計思維進行的過程中， 一定要將下列的原則牢牢把握好：
（1） 最短路徑原則
首先要對產(chǎn)品具有的功能進行明確， 然后找出最佳的設(shè)計例子， 以便在最快的時間內(nèi)接近目標， 然后選用正確的價值工程方法， 再將價值較低的極少數(shù)組件找出來，當做研究的對象， 分析出對象當前存在的矛盾， 嘗試在最小的變動之下將矛盾解決。這種方法需要消耗的能量是最少的， 也就是所說的選用的路徑是最短的。
（2） 相似性聯(lián)想原則
聯(lián)想是要針對事物之間的相似性進行分析和歸納，聯(lián)想合理與否的一點重要依據(jù)就是是否具有相似性， 相似性由產(chǎn)品的實例進行決定， 如果多樣產(chǎn)品實例同時滿足一種功能要求， 那么它們之間就可以說是存在著一定的相似性。
5 機械創(chuàng)新設(shè)計實例-新型內(nèi)燃機的開發(fā)
無曲軸式活塞發(fā)動機就是機械創(chuàng)新設(shè)計的一種實例，它把圓柱凸輪于發(fā)動機的中心部位進行安裝，在圓柱凸輪的附近就可以在設(shè)置多個氣缸，這樣就形成了多缸發(fā)動機。一旦圓柱凸輪的凸輪輪廓形狀出現(xiàn)變動的話，輸出軸的轉(zhuǎn)速也會隨著進行改變，就起到了減速增矩的作用。上述的凸輪式無曲軸發(fā)動機已經(jīng)被廣泛應(yīng)用起來，船舶和機械行業(yè)都可以看到它的影子。
旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機與從前的往復式發(fā)動機進行比較的話，輸出功率上具有明顯優(yōu)點：體積小、重量輕、噪聲低并且結(jié)構(gòu)照比以往簡單，但是在實際應(yīng)用的時候還是存在著一些弊端，需要進一步進行解決。
6 結(jié)語
一定要善于吸收多方的經(jīng)驗，在追求最佳方案的時候， 成熟的技術(shù)可以直接采用。 還要具備一定的學習能力，機械設(shè)計涉及到許多學科的知識， 設(shè)計者一定要具有針對問題自學進行解決的能力。只要對自己有信息， 努力進行鉆研和探索， 一定會尋求到最佳的設(shè)計方案。
參考文獻
[1]沈惠平；機械創(chuàng)新設(shè)計及其研究[J]；機械科學與技術(shù)；1997年05期
[2]劉念聰，王銀芝，李宏穆，孫未；機械創(chuàng)新設(shè)計的概念及其技術(shù)內(nèi)涵[J]；礦山機械；2004年09期
一、創(chuàng)新設(shè)計的概念
機械創(chuàng)新設(shè)計是指充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力,利用人類已有的相關(guān)科學技術(shù)成果(包括理論、方法、技術(shù)、原理等),進行創(chuàng)新構(gòu)思,設(shè)計出有新穎性、創(chuàng)造性、實用性的機構(gòu)(結(jié)構(gòu))或機械產(chǎn)品(裝置)的一種實踐性活動,它是建立在現(xiàn)有機械設(shè)計理論基礎(chǔ)上,吸收科技哲學、認識科學、思維科學、設(shè)計方法學、發(fā)明學、創(chuàng)造學等相關(guān)學科的有益成分,經(jīng)過交叉而成的一種新的設(shè)計技術(shù)和方法。
二、創(chuàng)新設(shè)計
機械創(chuàng)新設(shè)計與常規(guī)機械設(shè)計相比,特別注重設(shè)計者在設(shè)計過程中,尤其是在總體方案結(jié)構(gòu)設(shè)計階段中的主導性及創(chuàng)造性作用,探索機構(gòu)或機械產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)明的機理、模式和方法,具體描述機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計過程,并將其清晰、準確地用工程圖樣等技術(shù)文件表達出來。機械創(chuàng)新設(shè)計的特點是:
(一)獨特性應(yīng)追求與前人、眾人不同的方案,善于打破常規(guī)設(shè)計思維、慣例,提出新功能、新原理、新結(jié)構(gòu),在求異和突破中體現(xiàn)創(chuàng)新;這就涉及多種學科的交叉,這就要求學生對知識有全面的掌握如機械、液壓、電力、氣動、熱力、電子、光電、電磁及控制等。
(二)實用性應(yīng)從產(chǎn)品的市場適應(yīng)性和可生產(chǎn)性兩方面出發(fā),設(shè)計產(chǎn)品的新功能、新結(jié)構(gòu),沒有實用性的產(chǎn)品或無法加工的新結(jié)構(gòu)都是紙上談兵,不是真正的創(chuàng)新;這就要求學生在日常的生活中多觀察和發(fā)現(xiàn)。
(三)多方案選優(yōu)應(yīng)從多方面、多角度、多層次尋求多種解決問題的方案,在多方案中求新、求異、選優(yōu)。機械創(chuàng)新設(shè)計的目標是由所要求的機械功能出發(fā),改進、完善現(xiàn)有機械或發(fā)明新機械,實現(xiàn)預期的功能,并使其具有良好的工作品質(zhì)及經(jīng)濟性;這就要求在設(shè)計中要注意思維的擴散。根據(jù)不同的設(shè)計對象,必須對采取哪種創(chuàng)新設(shè)計方法做出比較和判斷。創(chuàng)新設(shè)計方法通?？煞譃?開發(fā)設(shè)計、改型設(shè)計和變異設(shè)計3種。
1.開發(fā)設(shè)計。主要針對新研設(shè)備提出新的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,完成從規(guī)劃、方案、技術(shù)設(shè)計到加工、生產(chǎn)的全過程。新的產(chǎn)品的開發(fā)給人門帶來了方便,提高了工作效率。
2.改型設(shè)計。在已有設(shè)備的基礎(chǔ)上,針對原有的缺陷或新的工作要求,從工作原理、機構(gòu)、結(jié)構(gòu)、參數(shù)、尺寸等方面進行一定的改進設(shè)計,以提高設(shè)備質(zhì)量、可靠性等,使設(shè)備滿足新的工作要求。如在基本型設(shè)備的基礎(chǔ)上,開發(fā)不同參數(shù)、尺寸或不同功能、性能的改型系列設(shè)備,就是改型設(shè)計的成果。這種設(shè)計有利于發(fā)展產(chǎn)品品種;有利于提高設(shè)計、生產(chǎn)效率,縮短交貨期;有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性;使產(chǎn)品具有良好的可維護性等。例如內(nèi)燃機增加增壓器,以增大輸出功率;增加節(jié)油器,以節(jié)約燃料。
3.變形設(shè)計。針對已有的先進設(shè)備或結(jié)構(gòu)設(shè)計,進行深入分析,探索、掌握其關(guān)鍵技術(shù),在消化、吸收的基礎(chǔ)上,設(shè)計出同類型其它類似的創(chuàng)新設(shè)備。它的實現(xiàn)過程可以最大限度地重用企業(yè)已有的成熟產(chǎn)品資源,具有很強的靈活性和適應(yīng)性,不但可以快速開發(fā)產(chǎn)品、響應(yīng)市場,而且還可以極大地降低產(chǎn)品設(shè)計階段的成本,是一種適應(yīng)于大規(guī)?？蛻艋ㄖ粕a(chǎn)模式的現(xiàn)代設(shè)計方法。變形設(shè)計有效地解決了大批量生產(chǎn)的低成本、短交貨期與定制生產(chǎn)的高成本、長生產(chǎn)周期的統(tǒng)一問題`。例如將臺式電風扇設(shè)計為落地式電風扇。開發(fā)設(shè)計以開創(chuàng)探索創(chuàng)新,改型設(shè)計通過改進創(chuàng)新,變形設(shè)計在吸取、消化中創(chuàng)新。
三、創(chuàng)新思維的概念
創(chuàng)新思維是人們在學習、生活、工作或問題解決過程所表現(xiàn)出來的能夠產(chǎn)生新穎獨創(chuàng)性產(chǎn)品與觀念的一種思維方式。提高創(chuàng)新能力的根本是提高創(chuàng)新思維,是進行創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和訓練。創(chuàng)新思維不是邏輯推理的結(jié)果,而是非邏輯的。創(chuàng)新思維通常是通過類比、聯(lián)想,從看起來毫不相關(guān)的事物中得到啟示,跳躍式的想象出來的。四、創(chuàng)新思維對于學生學習完《機械設(shè)計》這門課程后,對于學生來說表現(xiàn)出的創(chuàng)新能力不一定是開發(fā)出對于這個世界來說新的機械。事實上,學生每天都在創(chuàng)新。比如學生在學習《機械設(shè)計》這門課程的時候通過學習和思考在不斷改變自身對機械設(shè)計的認識,而對于他們自身的思維來說就是全新的,因為其從別人那里學習了并且合并了,從而產(chǎn)生了一個“新”的對《機械設(shè)計》的理解?？鬃诱f:“學而不思則罔,思而不學則殆?！彼栽凇稒C械設(shè)計》這門課程教學中,學與思是教學過程中有機統(tǒng)一的兩個方面。因此,要指導學生進行探究性閱讀,使學生會思、善想,這樣才能更好的對《機械設(shè)計》這門課程有個“新”的認識。機械零件的機構(gòu)受到強度、剛度、穩(wěn)定性、工藝性、摩擦、磨損、壽命、標準化等方面的限制,因而具有約束性;機械傳動的方案可由多種運動形態(tài)及變換并配以不同的運動控制方式來實現(xiàn),因而具有多解性;機械設(shè)計的結(jié)論受客觀矛盾因素的影響和主觀判斷能力的局限,因而具有相對性。機械的這種約束性、多解性和相對性特點。為《機械設(shè)計》創(chuàng)新思維中的“學”和“思”的培養(yǎng)提供了廣闊的空間。我們常把思維的過程稱為“思路”,是因為可用路徑問題來說明人類思維過程。而對于《機械設(shè)計》創(chuàng)新思維的路徑是“學”和“思”。
1機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計
一般而言，在對機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，其主要就是對產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)、各部分的配置以及產(chǎn)品的外形進行設(shè)計。一般由于客戶對機械產(chǎn)品的功能會有不同的要求，因此對機械結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計也不盡相同。對機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，其根本要求就是要能設(shè)計出不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的產(chǎn)品，從而設(shè)計出新型的機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀[2]。社會經(jīng)濟的發(fā)展，使得人們對機械產(chǎn)品功能以及結(jié)構(gòu)需求有了更高的要求，對機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也隨之提高，因此設(shè)計人員必須要滿足客戶的使用功能以及安裝，要能充分利用有限的空間，盡量將機械產(chǎn)品的功能進行集中設(shè)計。如傳統(tǒng)的辦公室，其環(huán)境無法有效改善的原因就是不同類型的復印機、掃描設(shè)備以及打印機等，無法對文檔設(shè)備進行一體化處理。為了滿足人們的需求，辦公廠家開始改進和設(shè)計辦公機械設(shè)備，采用綜合和離散的創(chuàng)新思維模式，在有效保證產(chǎn)品的基本形狀和構(gòu)造的前提下，設(shè)計并制造出多功能一體機，將復印、掃描以及打印等文檔處理功能集中于一體，使辦公環(huán)境得到有效改善。
2機械產(chǎn)品運動方案創(chuàng)新設(shè)計
對機械產(chǎn)品運動方案進行設(shè)計時，設(shè)計人員必須要以客戶對產(chǎn)品功能的需求為依據(jù)，從機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的原理出發(fā)，構(gòu)思和設(shè)計機械產(chǎn)品功能原理。運動方案的設(shè)計是一個系統(tǒng)運動方案的設(shè)計，主要包括原動機、執(zhí)行部件以及傳動機構(gòu)等設(shè)計，從而來有效滿足機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功能的運動性能，其能有效解決機械產(chǎn)品在實際過程中存在的問題[3]。一般來說，機械產(chǎn)品運動方案設(shè)計的好壞對產(chǎn)品的使用性能、工藝、成本以及結(jié)構(gòu)等方面的能力有著直接的影響，運動方案的設(shè)計是對產(chǎn)品的社會效益、環(huán)境、經(jīng)濟性、性能以及整體質(zhì)量的確定，機械產(chǎn)品設(shè)計過程使用過程以及后續(xù)產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)就是運動方案的設(shè)計。就機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來說，可以采用不同的運動方案來實現(xiàn)機械產(chǎn)品的具體功能，當然不同的功能需要不同的機構(gòu)來實現(xiàn)，因此機械產(chǎn)品運動方案的設(shè)計是整個設(shè)計工作的關(guān)鍵，設(shè)計人員必須要從產(chǎn)品功能的實際需求進行具體分析，充分利用創(chuàng)新思維，從而來優(yōu)化設(shè)計產(chǎn)品的活動架構(gòu)，使產(chǎn)品運動方案更具可行性。如對汽車前驅(qū)和后驅(qū)的運動方案進行設(shè)計，一般傳統(tǒng)的后驅(qū)運動方案由于存在動力效率較低、牽引力不足、車內(nèi)空間小、安裝復雜、驅(qū)動部件多以及較高的生產(chǎn)制造成本等問題，已經(jīng)無法適應(yīng)時展的需求。汽車生產(chǎn)廠商為了滿足人們對汽車機動性以及舒適性的要求，不斷對汽車的運動方案進行創(chuàng)新設(shè)計，采用逆反和移植的創(chuàng)新思維方式，前置發(fā)動機，促使汽車前輪的傳動機構(gòu)與發(fā)動機的輸出軸直接相連，從而驅(qū)動汽車前輪的運動。這樣的驅(qū)動方式雖在一定程度上增加了前輪的負載，使得輪胎的磨損量加大，但是能明顯簡化汽車的驅(qū)動機構(gòu)，減少零部件數(shù)量，有效降低汽車的造價，且能有效下降汽車整車的重量，有效改善汽車的加速性能，縮短剎車的距離，降低油耗；另外將發(fā)動起前置，能使車內(nèi)的空間得到大量釋放，提高汽車的舒適性。
3機械產(chǎn)品動力能源創(chuàng)新設(shè)計
隨著能源應(yīng)用技術(shù)、材料加工技術(shù)以及制造技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，設(shè)計人員在選擇機械產(chǎn)品動力能源的過程中，一般選擇不同的能源，包括太陽能、電能、天然氣以及石油等能源。在設(shè)計的過程中，設(shè)計人員可以將自身的創(chuàng)造性思維進行充分有效的發(fā)揮，改進或者重新設(shè)計機械產(chǎn)品的各個系統(tǒng)，在機械產(chǎn)品的動力能源中應(yīng)用更多更好的清潔能源[4]。如以汽車為例，現(xiàn)今公共交通工具中應(yīng)用較為廣泛的就是電動汽車，電動汽車主要使用的就是電能，其相較于傳統(tǒng)的燃油汽車，電動汽車不會排放有害氣體造成大氣污染，在單位電能生產(chǎn)過程中，電動汽車所排放的污染物與傳統(tǒng)燃油汽車相比較，電動汽車造成的污染也能得到明顯控制。電動汽車的有效使用，能降低大氣污染的程度，且其能充分利用晚間用電低谷時出現(xiàn)的富余電力，有效提高發(fā)電設(shè)備使用效率，降低能耗，達到節(jié)能減排的目的，提高其經(jīng)濟效益。電動汽車的應(yīng)用是創(chuàng)新思維在機械產(chǎn)品動力能源設(shè)計中的具體體現(xiàn)。
4結(jié)束語
文章論述了現(xiàn)代機械設(shè)計中創(chuàng)新思維的具體體現(xiàn)，在現(xiàn)代機械產(chǎn)品設(shè)計中創(chuàng)新思維的應(yīng)用主要包括機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械產(chǎn)品的動力能源設(shè)計以及機械產(chǎn)品的運動方案設(shè)計三方面。創(chuàng)新思維在現(xiàn)代機械產(chǎn)品設(shè)計中的具體應(yīng)用，能為復雜的機械產(chǎn)品設(shè)計提供很好地理論依據(jù)，能有效降低機械產(chǎn)品的制造和設(shè)計成本，提高自身的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高機械產(chǎn)品的自動化程度以及操作性能，使機械更為節(jié)能環(huán)保，促進我國機械行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展，推動我國國民經(jīng)濟的平穩(wěn)發(fā)展。
作者：王召煜 單位：國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心
機械創(chuàng)新設(shè)計課程是機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。機械創(chuàng)新設(shè)計是指充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關(guān)科學技術(shù)知識，進行創(chuàng)新構(gòu)思[1]、設(shè)計出具有新穎性、創(chuàng)造性及實用性機械產(chǎn)品的一種實踐活動。培養(yǎng)學生的機械創(chuàng)新能力和工程意識，拓寬學生的知識面，開闊技術(shù)視野，積累機械創(chuàng)新經(jīng)驗和實用性新結(jié)構(gòu)的技術(shù)資料通過對機械創(chuàng)新設(shè)計課程教學的改革,取得了一定成效。
1、采用多媒體教學
通過制作電子課件，介紹機械創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本方法，使學生了解創(chuàng)新設(shè)計的概念及過程，了解創(chuàng)新與人類進步的關(guān)系，明確實現(xiàn)技術(shù)進步的途徑，了解本課程的學習目的[1]、研究內(nèi)容。提高了教學質(zhì)量。
2．把全國機械創(chuàng)新設(shè)計比賽獲獎作品
介紹給學生通過對機械學科的“原理創(chuàng)新”、“機構(gòu)創(chuàng)新”、“結(jié)構(gòu)創(chuàng)新”和“產(chǎn)品外觀創(chuàng)新”等四大創(chuàng)新的介紹與實例展示，使學生掌握機械創(chuàng)新設(shè)計基本內(nèi)容，增強機械創(chuàng)新設(shè)計意識和創(chuàng)新能力[2]。還通過介紹全國機械創(chuàng)新設(shè)計比賽獲獎作品，大大地激發(fā)了學生的學習興趣。這是2010年全國機械創(chuàng)新設(shè)計比賽廣西區(qū)一等獎作品，危急現(xiàn)場無人探測小車。
3．抓住關(guān)鍵點
機械的創(chuàng)新過程要經(jīng)歷功能——機構(gòu)——結(jié)構(gòu)的思維過程[3]。機械結(jié)構(gòu)設(shè)計就是將機構(gòu)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為機械實體系統(tǒng)。是機械創(chuàng)新設(shè)計成敗關(guān)鍵之一。在講述機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計這一章時，抓住重點難點。重點是機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念與基本要求，構(gòu)件的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計。難點是機械結(jié)構(gòu)的組合創(chuàng)新設(shè)計。通過實例突破難點。
4．通過講解剖析目前的創(chuàng)造成果等具體實例，開闊同學的設(shè)計思路，擴大技術(shù)視野實例：可升降省力便攜式輪椅設(shè)計
4.1設(shè)計思想及基本內(nèi)容基于人性化設(shè)計思想，力求克服市面上產(chǎn)品的一些缺陷，對驅(qū)動方式進行了創(chuàng)新設(shè)計，同時設(shè)計出具有能夠自我調(diào)節(jié)高度的輪椅座位。驅(qū)動方式從人機工程方面考慮，采用推桿形式使用戶用力比較舒適、方便，同時利用杠桿原理，具有省力的功能。對于升降機構(gòu)，其目的主要在于提高殘疾人的自理能力，使其坐在輪椅上的上升后的高度約等于人正常站立的高度。同時要求輪椅盡可能的簡單、方便、成本低廉，更具人性化。使殘疾人的生活自理能力加強，同時享受到更加舒服，更具人性化的助殘機械，也滿足性能、成本方面的要求，使他們使用方便，攜帶方便，購買便宜。
4.2升降機構(gòu)的設(shè)計
4.2.1升降機構(gòu)的類型及比較(1)液壓或氣壓驅(qū)動機構(gòu)——通過液壓缸或氣缸來實現(xiàn)升降。(2)螺桿副機構(gòu)——通過旋轉(zhuǎn)螺母或螺桿來調(diào)節(jié)高度[4]。(3)叉桿機構(gòu)——通過改變叉桿之間的角度來實現(xiàn)高度的調(diào)節(jié)。
4.2.2升降機構(gòu)的方案確定通過對前三種方案的綜合比較，在第三種方案的基礎(chǔ)上，綜合所需達到的簡單、輕便、成本低的目標，設(shè)計了下述升降機構(gòu)的方案，如圖3所示。該機構(gòu)中滑輪能夠在滑道上滑動，使叉桿之間的角度可自由改變，通過轉(zhuǎn)動搖臂2，使絲桿轉(zhuǎn)動，從而調(diào)節(jié)a、b兩點之間的距離以改變叉桿角度，實現(xiàn)高度調(diào)節(jié)。
4.3驅(qū)動方式的設(shè)計
4.3.1省力機構(gòu)的方案比較與選擇(1)曲柄滑塊機構(gòu)——結(jié)構(gòu)較簡單，但沒有省力功能，效率較低，且不可實現(xiàn)前后運動的自由切換[5]。(2)棘輪機構(gòu)——可實現(xiàn)將間歇往復運動轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動，但無法實現(xiàn)前后運動的自由調(diào)節(jié)。(3)摩擦棘輪機構(gòu)——結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)將間歇的往復運動轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動，但間歇運動機構(gòu)運動時只有一個行程做功，另一個行程為無用功，即為間歇驅(qū)動，效率低。本設(shè)計采用兩套摩擦棘輪機構(gòu)，一套機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)輪椅前進、后退、空擋、制動的切換；另一套機構(gòu)實現(xiàn)間歇運動的連續(xù)驅(qū)動。
4.4本例設(shè)計特點：（1)升降機構(gòu)可實現(xiàn)預定的升程，驅(qū)動搖臂所需力較小，驅(qū)動方式簡單，舒適。（2)驅(qū)動搖桿使驅(qū)動輪前進的力很小，用力方式非常方便、舒適，采用棘輪機構(gòu)可圓滿實現(xiàn)前進、后退、空擋、制動，并且操作方便，可滿足使用要求。同時主輔棘輪能夠協(xié)調(diào)工作，使驅(qū)動搖桿能夠連續(xù)驅(qū)動，達到提高效率與速度的目的。（3)輪椅可達到預期折疊功能，攜帶、儲存方便。（4)輪椅制造成本低，可滿足廣大客戶的需求。
5．創(chuàng)新實踐實例：電動大門的設(shè)計
5.1電動大門的功能目標：實現(xiàn)大門的自動啟閉
5.2設(shè)計要求：門寬為4!6米，門高為1.5!2米啟閉時間為10秒左右。
5.3設(shè)計方案的構(gòu)思：電動大門可分為平開門、推拉門和升降門。平開門可分為雙扇平開門和四扇平開門；腿拉門可分為整體推拉門和伸縮推拉門；升降門可分為整體升降門和卷閘門。從評分情況看，單扇推拉門和伸縮門得分較高，實際情況也是這兩種門應(yīng)用最廣泛。但從美觀情況看，近期不銹鋼制作的伸縮門應(yīng)用的最廣泛。
【關(guān)鍵詞】機械創(chuàng)新設(shè)計；邏輯推理；聚合型思維；創(chuàng)造性思維
1.機械創(chuàng)新設(shè)計和制造
一般來說，創(chuàng)新設(shè)計的過程大都是從形象思維開始，然后經(jīng)過邏輯推理和判斷及相應(yīng)的綜合，分析與決策，而產(chǎn)生設(shè)計方案；然后進一步將設(shè)計具體化，即建立新的機構(gòu)，結(jié)構(gòu)和機械系統(tǒng)等模型，繼之進行計算和技術(shù)細節(jié)的設(shè)計.機械創(chuàng)新設(shè)計和制造不同于常規(guī)的機械設(shè)計，是設(shè)計人員針對新的或預測的需求，充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力和智慧，利用已有的相關(guān)科學理論，方法和原理，進行新的構(gòu)思，設(shè)計和制造出新穎，有創(chuàng)造性及實用性的機構(gòu)或裝置的實踐活動.它包含改進機械產(chǎn)品的技術(shù)性能，可靠性，經(jīng)濟性和適用性，還反映出和諧統(tǒng)一的技術(shù)美.它包含兩個部分：一是改進完善生產(chǎn)或生活中現(xiàn)有的機械產(chǎn)品技術(shù)性能，可靠性，經(jīng)濟性，適用性。
2.創(chuàng)造設(shè)計出新機器，新產(chǎn)品，是以滿足新的生產(chǎn)和生活的需要
2.1機械創(chuàng)新設(shè)計過程
機械創(chuàng)新設(shè)計的目標是由所要求的機械功能出發(fā)，改進，完善現(xiàn)有機械或創(chuàng)造發(fā)明新機械實現(xiàn)預期的功能，并使其具有良好的工作性能及經(jīng)濟效益.我國技術(shù)專家提出的機械創(chuàng)新設(shè)計的一般過程，可分為四個階段：根據(jù)設(shè)計任務(wù)及要求確定機械的基本原理，機械結(jié)構(gòu)類型綜合及優(yōu)選，機構(gòu)運動尺寸綜合及其運動參數(shù)優(yōu)選，機械運動學參數(shù)綜合及其動力參數(shù)優(yōu)選.完成上述四個階段，便形成了機械設(shè)計的優(yōu)選方案，而后進入機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計階段.機械創(chuàng)新設(shè)計與常規(guī)機械設(shè)計相比，其過程沒有多大差異，但它主要強調(diào)人在設(shè)計過程中的主導性及創(chuàng)造性作用。
2.2機械創(chuàng)新設(shè)計的特點
一是多門科學技術(shù)交叉，滲透，融合；二是部分工作為非數(shù)據(jù)性，非計算性的，必須在知識和經(jīng)驗積累的基礎(chǔ)上思考，推理及判斷，并運用創(chuàng)造性及發(fā)散思維的方法；三是在知識，經(jīng)驗，靈感與想象力的系統(tǒng)中搜索并優(yōu)化設(shè)計方案；四是機械創(chuàng)新設(shè)計是多次反復，多級篩選的過程，每一設(shè)計階段都有其特定內(nèi)容及方法.但各階段之間又密切相關(guān)，形成一個整體的設(shè)計系統(tǒng)。
3.機械創(chuàng)新設(shè)計思維
3.1機械創(chuàng)造性思維的基本形式
（1）發(fā)散型思維.發(fā)散型思維就是在思維過程中，通過所得到的若干概念的重新組合，大膽地向四周輻射，擴散出兩個或更多個可能的答案，設(shè)想或解決方式.發(fā)散型思維既無一定的方向，也沒有一定的范圍.不墨守成規(guī)，不拘泥于傳統(tǒng)方法，對所思考的問題標新立異，達到"海闊天空"，"異想天開"的境界.發(fā)散型思維能力的高低，取決于知識面，想象力，尤其是遷移能力。（2）聚合型思維.聚合型思維就是以某個思考對象為軸，從不同的方向和不同的角度，將思維指向這個中心點以供選擇，達到解決問題的目的.也就是從眾多的信息中確認一個自認為最佳的或最好的方案。（3）靈感思維.靈感是指經(jīng)過長期的思考和探索之后，受某種現(xiàn)象的啟發(fā)，在頭腦中突然閃現(xiàn)的獨創(chuàng)性的意念或設(shè)想.它是人們的創(chuàng)造活動達到后出現(xiàn)的一種最富有創(chuàng)造性的飛躍思維的智能狀態(tài).靈感是思維的迅速升華與高級濃縮，是過程的省略.靈感既是一種思維形式。（4）想象思維.想象是一種抽象的形象思維活動，想象可以是非理性的憑空想象，也可以是理性的在已有確定性基礎(chǔ)上進行重新組合或部分更新性質(zhì)的想象.想象思維具有以客觀現(xiàn)實為基礎(chǔ)，高度概括性和形象性及重新組合與再創(chuàng)造等特點，想象是人類思維之樹上最美麗，神奇的花朵.沒有想象就沒有創(chuàng)造，創(chuàng)造離不開想象，想象是創(chuàng)造的精髓。
3.2機械創(chuàng)新設(shè)計思維的模式
創(chuàng)造性思維是指突破原有的思維模式，重新組織已有的知識，經(jīng)驗，信息和素材等要素，在大腦思維反應(yīng)場中超序激活后，提出新的方案或程序，并創(chuàng)造出新的思維成果的思維方式.要創(chuàng)造，首先要有創(chuàng)造性思維，創(chuàng)造性思維是人類大腦的特有屬性.創(chuàng)造性思維就是"想到別人沒有想到的觀念"，創(chuàng)造性思維是新穎獨到的信息加工藝術(shù)，是人腦的各種思維活動形式和思維活動的各個要素之間相互協(xié)同進行的有機結(jié)合的高級整體過程.創(chuàng)造性思維不同于在設(shè)計領(lǐng)域常用的邏輯思維，其主要在于創(chuàng)造性思維有創(chuàng)造想象的參與，而且，邏輯思維是一維的，具有單向性和單解性的特點，而創(chuàng)造性思維是一種立體思維，通常沒有固定的延伸方向，它更加強調(diào)直觀，聯(lián)想，幻想和靈感，所以創(chuàng)新設(shè)計不是靠邏輯推理出來的，而是靠創(chuàng)造性思維的激發(fā)所產(chǎn)生的。
4.機械創(chuàng)新設(shè)計方法機械創(chuàng)新設(shè)計常用到以下方法
4.1智力合成法
一種發(fā)揮集體智慧的方法.通過集體討論的形式，發(fā)散和激勵創(chuàng)新思維.討論時應(yīng)相互啟發(fā)激勵，取長補短，引起創(chuàng)新設(shè)想的連鎖反應(yīng)，使思維自由奔放，新的設(shè)想激烈涌現(xiàn).討論的目標要明確，事先有準備.其原則有：鼓勵自由思考，隨心所欲，設(shè)想新異；不許批評別人的設(shè)想；推遲評價，不過早定論；有的放矢，不泛空談；討論者一律平等，不提倡少數(shù)服從多數(shù)；及時歸納，總結(jié)，紀錄各種設(shè)想，留作下次再議；最后挑選最合適，最有前途的見解，并審查其可行性。
4.2仿生類比法
通過對自然界生物機能的分析類比，從事物的千差萬別，不同程度的對應(yīng)和相似之處的類比中得到。
我們的時代是充滿希望與機遇的時代。21世紀的希望在亞洲，亞洲的希望在中國。我國機械行業(yè)經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展后已比較成熟，與國外先進水平的差距日漸縮小，但還存在不少問題，所以機械科技工作者任重而道遠。我們常說：學歷不等于能力，文憑不等于水平，但知識、經(jīng)驗和技能仍然是創(chuàng)新成功的基礎(chǔ)。哲學家培根提出：“知識就是力量”，牛頓說他的成功是站在前人肩膀上的結(jié)果。一個十分重要的規(guī)律是所有創(chuàng)新都是孜孜不倦的學習和百折不撓實踐的結(jié)果。要創(chuàng)新，必須學習知識和技能。進入信息時代以后，知識日新月異，信息空前膨脹。一個人的知識通過大學學習只能滿足其需要知識的10～20%。其余的必須通過不斷地繼續(xù)學習才能滿足社會發(fā)展的需求。如果沒有一定的數(shù)學，力學基礎(chǔ)知識，我們就無法確定機械運動的空間軌跡，無法進行動平衡設(shè)計，如果沒有必要的動手能力，新產(chǎn)品設(shè)計就只能束之高閣。因此年輕的機械設(shè)計和生產(chǎn)工作者，應(yīng)不斷地刻苦學習，鍥而不舍地提高自己創(chuàng)新的知識，經(jīng)驗和技能，否則“創(chuàng)新”喊得再響也不過是一句“口號”。
1機械工程創(chuàng)造設(shè)計的特點
與其他常規(guī)的機械設(shè)計不同，機械創(chuàng)新設(shè)計要求設(shè)計人員充分發(fā)揮自己的聰明才智和創(chuàng)造力，利用創(chuàng)造性思維，設(shè)計出新穎、有創(chuàng)造性、有實用價值的機械裝置。機械工程創(chuàng)新設(shè)計往往包含了多種科學技術(shù)的滲透、綜合與交叉，是通過邏輯思維的分析和知識的運用找到創(chuàng)新設(shè)計方案，其中存在的部分表現(xiàn)為非數(shù)據(jù)性、非計算性的，一定要在理論知識的時間基礎(chǔ)上思考判斷推理的。
2機械設(shè)計中設(shè)計人員應(yīng)該樹立創(chuàng)新的理念
要想突破傳統(tǒng)的模式，在設(shè)計上有所創(chuàng)新，對機械人員首先就要要求其具有大膽的創(chuàng)新理念并會將其運用到時間中去。創(chuàng)新就是突破傳統(tǒng)的思維模式，運用現(xiàn)代超前的理念進行問題的思考。對于一個設(shè)計者而言，缺少創(chuàng)新意味著他在工作上無法得到肯定。優(yōu)秀的機械設(shè)計者要時刻謹記創(chuàng)新理念，要用創(chuàng)新的思維對問題進行深入的思考，再結(jié)合自己的專業(yè)知識將自己的設(shè)想轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實。
3機械的優(yōu)化中應(yīng)該具備的創(chuàng)新方式
（1）智力思維法———這是一種發(fā)揮集體智慧的方法，它通常是通過抓住瞬間的靈感或潛意識的新想法或通過相關(guān)專家人士針對某一目標進行討論，通過相互啟發(fā)、激勵，在越來越多的思路中，在越來越好的方案中取長補短，最終引起創(chuàng)新設(shè)計的連鎖反應(yīng)，為機械設(shè)計提供更好的創(chuàng)新成果。
（2）列舉創(chuàng)新法———這是指依據(jù)一定規(guī)則，列舉研究對象的各種性質(zhì)，通過對這些性質(zhì)的逐項分析，尋求改變來又發(fā)創(chuàng)新設(shè)想的方法。它適合于現(xiàn)有事物的改進及應(yīng)用型的開發(fā)，一般經(jīng)過的過程如下：列舉特征———改變特征———改變事物。
（3）移植技術(shù)法———這是指將一個技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的先進原理、方法或成果移植到另一個領(lǐng)域中，或把一種產(chǎn)品內(nèi)的先進技術(shù)應(yīng)用到另一個產(chǎn)品中，從而設(shè)計出新產(chǎn)品。在進行移植技術(shù)法的過程中要首先解決移植什么，為什么要移植，要想有效應(yīng)用移植法就必須注意以下幾個必要條件：1）用傳統(tǒng)方法難以找到理想的設(shè)計方案或階梯設(shè)想，或者利用相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)和知識根本無法找到出路；2）其他技術(shù)領(lǐng)域存在解決相似或相近問題的方式方法；3）對移植結(jié)果能否保證系統(tǒng)整體的新穎性、先進性和實用性沒有定性判斷。技術(shù)移植法可以分為技術(shù)原理式移植、技術(shù)手段式移植和技術(shù)功能式移植。技術(shù)移植法是對科學技術(shù)的發(fā)展，對促進發(fā)明創(chuàng)造具有重要意義，貝弗里奇說過：“使用移植法有可能促進科學發(fā)展，這也許是為什么科研人員要對自己狹窄的研究范圍之外的發(fā)展，至少是重大的發(fā)展有所了解的原因。
（4）反求設(shè)計———這是指設(shè)計人員以先進的設(shè)備軟件為研究對象，應(yīng)用專業(yè)知識對其進行系統(tǒng)的研究和深入的分析，掌握關(guān)鍵技術(shù)，在消化、吸收的基礎(chǔ)上，仿型或開發(fā)出同類型創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計。反求設(shè)計中一要在剖析原產(chǎn)品或技術(shù)中的“求”，二要在“再設(shè)計”中的“改”或“創(chuàng)”下功夫。
作者：王斌 單位：焦作神華重型機械制造有限公司
1機械創(chuàng)新設(shè)計的思維原則
思維的過程被稱作是“思路”，在機械設(shè)計思維的過程中往往會有兩個思維原則：（1）最短路徑原則———設(shè)計者得到產(chǎn)品的功能要求后，往往會首先檢索出最佳設(shè)計實例，這樣一來便可以迅速接近目標，再運用價值工程方法，找出價值較低的極少數(shù)組件作為研究對象，再分析所得對象存在的矛盾，嘗試用最小變動以解決矛盾，如果矛盾還是沒有得到解決，那就將其擬作更大變動或擴大研究對象范圍，最終得到最優(yōu)結(jié)果。這樣消耗最少能量的途徑便體現(xiàn)了最短路徑的原則；（2）相似性聯(lián)想———根據(jù)湯川秀樹的定同理論，聯(lián)想能力就是找出事物彼此相似性的創(chuàng)造力，相似性就是事物間的內(nèi)在聯(lián)系。
2機械設(shè)計中設(shè)計人員應(yīng)該樹立創(chuàng)新的理念
要想突破傳統(tǒng)的模式，在設(shè)計上有所創(chuàng)新，對機械人員首先就要要求其具有大膽的創(chuàng)新理念并會將其運用到時間中去。創(chuàng)新就是突破傳統(tǒng)的思維模式，運用現(xiàn)代超前的理念進行問題的思考。對于一個設(shè)計者而言，缺少創(chuàng)新意味著他在工作上無法得到肯定。優(yōu)秀的機械設(shè)計者要時刻謹記創(chuàng)新理念，要用創(chuàng)新的思維對問題進行深入的思考，再結(jié)合自己的專業(yè)知識將自己的設(shè)想轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實。
3機械的優(yōu)化中應(yīng)該具備的創(chuàng)新方式
（1）智力思維法———這是一種發(fā)揮集體智慧的方法，它通常是通過抓住瞬間的靈感或潛意識的新想法或通過相關(guān)專家人士針對某一目標進行討論，通過相互啟發(fā)、激勵，在越來越多的思路中，在越來越好的方案中取長補短，最終引起創(chuàng)新設(shè)計的連鎖反應(yīng)，為機械設(shè)計提供更好的創(chuàng)新成果。
（2）仿生類比法———這是通過仿生學對自然系統(tǒng)生物分析和類比的啟發(fā)創(chuàng)造新方法。自然界的動植物以其精妙絕倫的結(jié)構(gòu)和性能為人類孕育出來新事物和新方法提供了學校的樣板。機械設(shè)計者通過對自然界的生物技能分析類比，再對比相似之處得到創(chuàng)新，設(shè)計新機械。
（3）列舉創(chuàng)新法———這是指依據(jù)一定規(guī)則，列舉研究對象的各種性質(zhì)，通過對這些性質(zhì)的逐項分析，尋求改變來又發(fā)創(chuàng)新設(shè)想的方法。它適合于現(xiàn)有事物的改進及應(yīng)用型的開發(fā)，一般經(jīng)過的過程如下：列舉特征———改變特征———改變事物。
（4）移植技術(shù)法———這是指將一個技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的先進原理、方法或成果移植到另一個領(lǐng)域中，或把一種產(chǎn)品內(nèi)的先進技術(shù)應(yīng)用到另一個產(chǎn)品中，從而設(shè)計出新產(chǎn)品。在進行移植技術(shù)法的過程中要首先解決移植什么，為什么要移植，要想有效應(yīng)用移植法就必須注意以下幾個必要條件：1）用傳統(tǒng)方法難以找到理想的設(shè)計方案或階梯設(shè)想，或者利用相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)和知識根本無法找到出路；2）其他技術(shù)領(lǐng)域存在解決相似或相近問題的方式方法；3）對移植結(jié)果能否保證系統(tǒng)整體的新穎性、先進性和實用性沒有定性判斷。技術(shù)移植法可以分為技術(shù)原理式移植、技術(shù)手段式移植和技術(shù)功能式移植。技術(shù)移植法是對科學技術(shù)的發(fā)展，對促進發(fā)明創(chuàng)造具有重要意義，貝弗里奇說過：“使用移植法有可能促進科學發(fā)展，這也許是為什么科研人員要對自己狹窄的研究范圍之外的發(fā)展，至少是重大的發(fā)展有所了解的原因。
（5）反求設(shè)計———這是指設(shè)計人員以先進的設(shè)備軟件為研究對象，應(yīng)用專業(yè)知識對其進行系統(tǒng)的研究和深入的分析，掌握關(guān)鍵技術(shù)，在消化、吸收的基礎(chǔ)上，仿型或開發(fā)出同類型創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計。反求設(shè)計中一要在剖析原產(chǎn)品或技術(shù)中的“求”，二要在“再設(shè)計”中的“改”或“創(chuàng)”下功夫。通過反求，進行工程設(shè)計，這樣它的起點比較高，更容易得到創(chuàng)新的產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞：實踐教學；綜合技能；創(chuàng)新能力
[項目資助]：本文獲遼寧省“十二五”教育科學規(guī)劃課題“農(nóng)業(yè)機械化及其自動化特色專業(yè)教學質(zhì)量工程建設(shè)與實施（JD11DB238）”和沈陽農(nóng)業(yè)大學教改項目“農(nóng)機化專業(yè)學生自主式學習和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究”資助。
引言：創(chuàng)新能力和實踐能力是評估本科生專業(yè)綜合素質(zhì)的重要指標。目前，農(nóng)業(yè)工程教育存在諸多問題，如理論教學所占比重較大，忽視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；學生被動學習，學習積極性不高；實踐環(huán)節(jié)學生以參觀為主，實際動手機會不多；實訓基地緊張等，這大大影響了學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。針對農(nóng)業(yè)機械化及其自動化特色專業(yè)，為了彌補以上不足，將學生培養(yǎng)成為社會所需要的全能人才，制定并實施了以內(nèi)容更新和體系優(yōu)化為重點的實踐教學方案[1-5]。
1 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)實踐教學概述。農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)分為教學實習和科研訓練兩部分。第一部分包括金屬工藝實習，拖拉機汽車實驗，機械制造工藝實習、農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)實習，畢業(yè)實習等；第二部分包括機械設(shè)計課程設(shè)計，PLC及機電一體化課程設(shè)計，專業(yè)綜合創(chuàng)新設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等。本文主要針對金屬工藝實習、農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、專業(yè)綜合創(chuàng)新設(shè)計、專業(yè)綜合課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計，進行實踐教學方案與實施的闡述。
2 教學實習實施。在教學實習中，將金屬工藝實習、機械設(shè)計課程設(shè)計、農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習進行了實習內(nèi)容的修改，提高實踐教學環(huán)節(jié)學時，強調(diào)綜合、設(shè)計性實踐能力培養(yǎng)。
2.1 金屬工藝實習、機械設(shè)計課程設(shè)計實施。將原金屬工藝實習，在內(nèi)容上增加“構(gòu)件、鈑金”兩部分內(nèi)容，要求學生進入實習工廠模擬實際生產(chǎn)進行全方位實習。在實習過程中，學生進行了焊接、車工、銑工、鉗工、數(shù)控等學習。實習結(jié)束后，學生自己動手完成了指定工件的加工。通過金工實習，培養(yǎng)了學生的觀察能力、動手能力，使其將理論知識與實踐能力有機地結(jié)合。機械設(shè)計課程設(shè)計采用指導教師給出設(shè)計項目的基本需求及必要的邊界條件，由學生獨立完成設(shè)計的全過程的方式，培養(yǎng)學生的設(shè)計開發(fā)與創(chuàng)新能力。
2.2 農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)實習實施。校外實訓基地是生產(chǎn)實習實施的關(guān)鍵，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式實施的保障。為加強本科生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)，根據(jù)農(nóng)業(yè)機械化及其自動化特色專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求，積極創(chuàng)建了沈陽農(nóng)業(yè)大學黑山機械制造廠實踐教學基地、撫順農(nóng)機技術(shù)推廣中心實踐教學基地，聘請了校外實習基地負責人。農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)實習重點在于增強“生產(chǎn)實習”綜合運用能力的培養(yǎng)，也就是將原來駕駛實習與原生產(chǎn)實習結(jié)合在一起，在農(nóng)機化生產(chǎn)現(xiàn)場，根據(jù)給定田間條件，整地機械、播種機、插秧機、收獲機械的選型、調(diào)整、檢修、編組、與拖拉機掛接、拖拉機駕駛等實際操作，并對工作效果進行檢驗、測定等工作。2013年春季，在撫順市農(nóng)機技術(shù)推廣中心實習基地，學生們親自參加了整地機械、播種機、插秧機作業(yè)等環(huán)節(jié)的實習，同學們親自到田間參與作業(yè)，由以往倦怠情緒轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極樂觀的動手實踐，個別同學更是在師傅的指導下駕駛了拖拉機作業(yè)，通過現(xiàn)場實習實踐，增強了學生的實踐動手能力，鞏固了課堂學到的理論知識，培養(yǎng)了學生工程實踐能力，為學生在工作崗位上，從事農(nóng)業(yè)機械設(shè)計與制造工作以及農(nóng)業(yè)機械化宏觀管理奠定了良好的基礎(chǔ)。
2.3 畢業(yè)實習實施。綜合運用專業(yè)基礎(chǔ)知識能力訓練：整合原計劃中的“科技創(chuàng)新實習”、“畢業(yè)實習”等環(huán)節(jié)，將學生分組，指派到專業(yè)教師科研團隊中，在指導教師帶領(lǐng)下，參與教師（或校外兼職教師）的科研、專業(yè)業(yè)務(wù)管理工作。其目的是運用專業(yè)知識、現(xiàn)代設(shè)計方法，訓練科研、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理等多方面的能力。
3 科研訓練實施。在科研訓練中將專業(yè)綜合創(chuàng)新設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計進行修改，使其與教學實習相輔相成，完成社會需求的創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。專業(yè)綜合創(chuàng)新設(shè)計主要鍛煉學生的創(chuàng)新能力，設(shè)計時間為兩周，設(shè)計內(nèi)容主要包括利用solid works軟件進行創(chuàng)新零件實體建模、設(shè)計書的撰寫。其實施主要體現(xiàn)在選題的拓展，即選題不僅僅局限在廚衛(wèi)、環(huán)保、節(jié)能以及小型產(chǎn)品及設(shè)備方面，只要具有創(chuàng)新機構(gòu)的新型農(nóng)機具、小型機電產(chǎn)品等，均符合創(chuàng)新設(shè)計選題要求。通過專業(yè)綜合創(chuàng)新設(shè)計，學生完成了初步的設(shè)計方案。這些工作成果可以作為大學生創(chuàng)新實踐活動的前期基礎(chǔ)，也可以作為畢業(yè)設(shè)計的研究對象。幾年來，在創(chuàng)新設(shè)計中學生完成創(chuàng)新設(shè)計作品48項，獲沈陽農(nóng)業(yè)大學機械設(shè)計大賽的一、二、三等獎和遼寧省大學生機械設(shè)計大賽的一、二、三等獎，由學生研制的一些產(chǎn)品獲得發(fā)明專利4項，實用新型專利14項。
4 結(jié)語：針對農(nóng)業(yè)機械化及其自動化特色專業(yè)，通過教學實習實施和科研訓練實施，實現(xiàn)了專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，有效地提高了畢業(yè)生就業(yè)率、獲學位率和考研率，培養(yǎng)出的學生創(chuàng)新能力強、綜合素質(zhì)高，贏得了用人單位的高度評價，體現(xiàn)了實踐教學實施的合理、可行，具有很強的針對性和可操作性。
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關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；現(xiàn)代設(shè)計；技術(shù)
引言
機械設(shè)計是根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、方法等進行構(gòu)思、分析和計算并將這轉(zhuǎn)化為具體的描述以人為制造依據(jù)的工作過程。機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能最主要的因素。設(shè)計工作的質(zhì)量水平，直接關(guān)系到機械產(chǎn)品的質(zhì)量性能、研制周期和技術(shù)經(jīng)濟效益
1.現(xiàn)代機械設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計特點比較
1.1傳統(tǒng)機械設(shè)計思維比較被動，現(xiàn)代機械設(shè)計具有較強的主動性
傳統(tǒng)設(shè)計依靠靈感和經(jīng)驗，思維往往比較被動。而隨著現(xiàn)代技術(shù)的迅速發(fā)展和市場競爭的日益激烈，人們必須不斷的提出新的、大膽的開發(fā)目標和設(shè)想，并運用現(xiàn)有的最新科學技術(shù)創(chuàng)造出全新的產(chǎn)品。傳統(tǒng)依靠經(jīng)驗的設(shè)計已經(jīng)不能適應(yīng)這一需求。現(xiàn)代設(shè)計在進行研究創(chuàng)造設(shè)計思維本身的規(guī)律時，運用靈感、方案、優(yōu)化設(shè)計產(chǎn)生的內(nèi)在邏輯，并由此產(chǎn)生了創(chuàng)造學、價值工程、設(shè)計方法學等理論。
1.2傳統(tǒng)設(shè)計注重機械本身預定功能的實現(xiàn)
現(xiàn)代機械設(shè)計要求把對象置身于大系統(tǒng)中，并對系統(tǒng)作出設(shè)計，將預定的功能在人―機―環(huán)境之間進行合理分配。充分考慮到人的生理和心理因素，力求在人際之間做出最佳設(shè)計。此外，現(xiàn)代設(shè)計還考慮到機械從原料圖區(qū)、加工裝配、投入使用至報廢回收等全部生命周期中各個階段與環(huán)境的關(guān)系，以減少對自然環(huán)境的傷害并保證生態(tài)平衡。
1.3現(xiàn)代機械設(shè)計強化了傳統(tǒng)機械設(shè)計對強度準則的要求
有限單元法和斷裂力學等領(lǐng)域的研究成果在現(xiàn)代機械設(shè)計中的應(yīng)用，強化了設(shè)計者強度設(shè)計的能力，現(xiàn)代設(shè)計的準則也因此拓寬到產(chǎn)品設(shè)計的更多領(lǐng)域。現(xiàn)代消費者對產(chǎn)品的需求從實用需求上升到物質(zhì)與精神享受并重的層次，對現(xiàn)代機械設(shè)計提出了藝術(shù)和美學方面的要求。
1.4傳統(tǒng)設(shè)計歷時長、耗費大，現(xiàn)代機械設(shè)計周期短，耗費低
傳統(tǒng)機械設(shè)計一般先根據(jù)目標和任務(wù)做出第一個方案并造出樣機，然后對樣機評定、考核，進行修改，形成第二套方案，如此反復，到滿意為止，設(shè)計過程周期長、耗費高?，F(xiàn)代設(shè)計根據(jù)各種給定的條件，運用優(yōu)化設(shè)計的原理和方法，借助計算機求取最佳設(shè)計參數(shù)和設(shè)計方案。在現(xiàn)代設(shè)計中，優(yōu)化意識還延伸到產(chǎn)品的總體方案論證，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計各個方面，并產(chǎn)生了遺傳算法、模糊算法等許多新的理論方法。
1.5傳統(tǒng)設(shè)計受思維進度的約束，現(xiàn)代機械設(shè)計利用計算機改變了這一缺陷
在傳統(tǒng)的設(shè)計中，從概念設(shè)計、技術(shù)設(shè)計到編制工藝、計算工時成本，有許多部門用串行工作方法參與，需要一個漫長的過程，而現(xiàn)代的并行設(shè)計技術(shù)，使人們在作出一個方案的設(shè)計時，通過計算機網(wǎng)絡(luò)同時獲得后續(xù)過程相關(guān)信息，使設(shè)計者有可能及時修改方案，尋求一個全面、綜合的優(yōu)化方案。
2. 機械設(shè)計中現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用
2.1 MSD（機械優(yōu)勢設(shè)計）
機械優(yōu)勢設(shè)計（Mechanical Superiority Design，簡稱MSD）的關(guān)注焦點在于市場的需求，而不是以單純的創(chuàng)新和個人的興趣作為設(shè)計的出發(fā)點。以市場為導向的核心設(shè)計理念然讓MSD（機械優(yōu)勢設(shè)計）具備了更好地適應(yīng)市場經(jīng)濟環(huán)境的能力，主要表現(xiàn)為它能夠通過分析和預測機械產(chǎn)品的技術(shù)方向，找準自己的市場定位，明確設(shè)計的技術(shù)方向，協(xié)調(diào)技術(shù)和市場之間的關(guān)系；同時，也能夠更快的吸收相關(guān)的先進的設(shè)計技術(shù)，并將其應(yīng)用到機械設(shè)計方案當中去。總體來看，MSD（機械優(yōu)勢設(shè)計）所采取的一切措施和策略均是為了增強機械設(shè)計產(chǎn)品的市場競爭能力。
2.2 MCD（機械創(chuàng)新設(shè)計）
機械創(chuàng)新設(shè)計（Mechanical Creative Design，簡稱MCD）的關(guān)注焦點在于充分發(fā)動設(shè)計人員的智慧和創(chuàng)新思維能力，進而設(shè)計出來新型的機械功能、機械結(jié)構(gòu)或者機械產(chǎn)品。MCD（機械創(chuàng)新設(shè)計）非常強調(diào)設(shè)計人員在機械設(shè)計過程中的靈魂作用和主導作用。因此，在機械設(shè)計的過程中，設(shè)計人員要充分動用各種創(chuàng)新思維模式（例如，發(fā)散思維模式、頭腦風暴等）。但是在機械設(shè)計中設(shè)計人員很難向藝術(shù)家構(gòu)思藝術(shù)作品那樣做到“天馬行空”，因為機械結(jié)構(gòu)選型的多解性和復雜性將創(chuàng)造性思維限制在一定的范圍內(nèi)。但是智能專家系統(tǒng)和各種計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)在機械設(shè)計中的應(yīng)用，讓設(shè)計人員能夠有更多的精力去運用創(chuàng)造性思維，把繁瑣的計算和設(shè)計求解交給智能專家系統(tǒng)去完成。
2.3 MFD（機械模糊設(shè)計）
機械模糊設(shè)計（Mechanical Fuzzy Design，簡稱MFD）的關(guān)注焦點在于模糊數(shù)學知識在機械設(shè)計過程中的充分、靈活、深入地運用。復雜化是當前機械設(shè)計的重要趨勢之一，復雜化的機械設(shè)計必然導致設(shè)計中各種變量關(guān)系的復雜化。但是過于復雜的機械設(shè)計方案，想要對其進行精確的描述則具有極大的困難或者需要花費極大的精力。但是如果將機械設(shè)計方案的精確描述改為“承載能力較強”或者“使用壽命較長”等類似的模糊描述，實質(zhì)上出現(xiàn)了設(shè)計中的“模糊現(xiàn)象”。
2.4 MGD（機械綠色設(shè)計）
機械綠色設(shè)計（Mechanical Green Design，簡稱MGD）的關(guān)注焦點在于提高產(chǎn)品的“綠色程度”，即在滿足環(huán)境目標要求的同時，保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命和質(zhì)量等[3]。綠色設(shè)計通常也稱為生態(tài)設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、環(huán)境意識設(shè)計等。在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計過程中，設(shè)計人員主要按照產(chǎn)品性能、質(zhì)量和成本要求等指標進行設(shè)計，設(shè)計過程中對產(chǎn)品的維護性、拆卸性、回收性、淘汰廢棄產(chǎn)品的處理及對生態(tài)環(huán)境的影響等考慮較少[4]。這樣制造出來的產(chǎn)品，在其使用壽命結(jié)束后，由于缺乏必要的拆卸和回收性能，回收利用率低，其中的有害物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重污染，影響生活質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境，造成資源的大量浪費。
3.結(jié)束語
在機械工程中，機械設(shè)計時非常關(guān)鍵和重要的部分，它直接決定了機械的真實性能水平；在進行機械設(shè)計的過程中，設(shè)計人員利用現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)提供的新技術(shù)和新方法可以提升機械設(shè)計水平，增強研發(fā)能力。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：機械工程設(shè)計；創(chuàng)新思維；應(yīng)用
創(chuàng)新設(shè)計思維在機械工程設(shè)計中的作用是相當重要的，相似性思維是創(chuàng)新思維發(fā)展過程中的必然階段，相似性思維在創(chuàng)新思維的發(fā)展過程中是不可或缺的，科研中對事物主要進行的是相似性分類，然而在工程機械產(chǎn)品中主要采用的科學分類方法是模塊化分類，因此為了能夠有效的生產(chǎn)工程機械產(chǎn)品就要在設(shè)計的過程中融入創(chuàng)新思維。
1.機械工程設(shè)計的發(fā)展
1.1.傳統(tǒng)機械工程設(shè)計
經(jīng)過上百年的積淀，機械工程設(shè)計發(fā)展目前已經(jīng)比較完善，機械工程設(shè)計也在不斷的進步中，早期的機械工程設(shè)計受到各種條件限制，如：經(jīng)濟發(fā)展水平和生產(chǎn)條件的限制，嚴重阻礙了機械設(shè)計的持續(xù)前進。即便實踐經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)人員，在設(shè)計過程中能夠節(jié)省大量的時間，但還是無法擺脫傳統(tǒng)設(shè)計理念的影響，犯錯誤仍然難以避免。因此，早期的機械工程設(shè)計仍然經(jīng)歷了比較長的過渡期，而且也限制了生產(chǎn)價值的創(chuàng)造。
在機械工程設(shè)計的理念中，傳統(tǒng)的機械設(shè)計操作過程比較復雜，執(zhí)行難度比較大。首先設(shè)置專門的市場調(diào)查人員，在目標產(chǎn)品的調(diào)查過程中使用各種有效的手段，根據(jù)實際的調(diào)查結(jié)果對市場需求進行預測，采取合適的手段對工程設(shè)計存在的問題進行分析和整理。而且對于存在的問題進行整理，然后進行全面的分析，提出具體的解決方案和設(shè)計方案。最后，所有的成員一起進行匯總、評價和分析，從而得出結(jié)論，然后制定計劃來完成整體的設(shè)計。在整個設(shè)計過程中，市場調(diào)研，模型框架，討論和測試都是密切聯(lián)系的，在這一系列的過程中，沒有精確的信息數(shù)據(jù)和具體的參考的實例，因此，傳統(tǒng)設(shè)計存在較高的危險系數(shù)。
1.2.現(xiàn)代機械工程設(shè)計
機械工程設(shè)計本身就是具有創(chuàng)造價值和創(chuàng)造力的工作過程。如今，現(xiàn)代工業(yè)具有驚人的發(fā)展速度，科學技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也得到了了顯著的改善，各種企事業(yè)單位的人才都被重用，尤其是重視他們的創(chuàng)造力和主動性，占據(jù)了社會的主導地位。而且人在機械設(shè)計領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用，是機械工程設(shè)計的中堅力量，他們通常利用最先進的科技成果，挖掘人的潛力，有效的利用創(chuàng)新思維，與此同時先進的科學技術(shù)在機械設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用，主要有設(shè)計技術(shù)，設(shè)計工具，計算技術(shù)，甚至在機械工程設(shè)計與制造當中運用最新的材料等。從而把設(shè)計人員的創(chuàng)造活力和熱情有效的進行激發(fā)，從而改變了單調(diào)而枯燥的機械設(shè)計過程，使他們突破設(shè)計領(lǐng)域的限制，更多的新產(chǎn)品被開發(fā)出來，從而能夠創(chuàng)造更多的財富。
2.創(chuàng)新思維在設(shè)計過程中的運用
2.1.智力思維法
由于受靈感或潛意識流的作用，新的創(chuàng)意才會被激發(fā)，并組織5至10人的專家組進行會議討論，會議通常持續(xù)了一個小時，專家們將對同一個課題進行公開討論，發(fā)表自己的意見，專家之間的交流可以產(chǎn)生新的靈感，從而彼此之間互相借鑒，豐富各自的頭腦，再加上各種各樣的想法來制定更多的方案，從而能夠引發(fā)出更多具有創(chuàng)新性的方案。這種模式的會議主要是為了在短時間內(nèi)去對專業(yè)問題和項目進行探索。
2.2.組合創(chuàng)新法
組合創(chuàng)新法主要包含兩中不同的方法，一個是模塊組合的方法是將工程系統(tǒng)中具有相似性的功能進行全面的分析和系統(tǒng)分類，劃分出基本的功能單元，并將相對獨立的層次進行歸類，然后把它們設(shè)計成其他的“模塊”，從而使其具有規(guī)范性和標準性。用戶只需要購買需要更換模塊對他們的設(shè)備進行升級，避免了購買新機的麻煩和資金支出。另外的方法就是形態(tài)矩陣法，根據(jù)影響因素將復雜的問題進行分解，也就是目標標記。將參照因素利用圖解法來進行合理的安排，將各個參照量可能存在的基準值清晰的列出來，從而形成矩陣形態(tài)圖表，最終形成各種可能的狀態(tài)組合，這種方法可以繪制出各種設(shè)計方案，并且在大型機械設(shè)計中進行運用。
2.3.聯(lián)想類比法
聯(lián)想類比法主要包含三種方法，首先是相似類比法，在工程技術(shù)中合理的將各個組件進行合理的劃分，其中主要包括類似的結(jié)構(gòu)，類似的過程和類似的功能等，從而形成一個合理的分類體系。同時在進一步分析的基礎(chǔ)上進行深層的分解，根據(jù)層次進行的水平劃分，根據(jù)本單位的客觀需要進行綜合分析，最后進行總體的整合和優(yōu)化分類，并將新的技術(shù)引進來，最終形成全新設(shè)計流程。例如，根據(jù)齒輪嚙合傳動的原理對同步齒形帶傳動的設(shè)計進行類比。有時候，人或動物的行為也是機械設(shè)計的類比依據(jù)，從而能夠形成全新的結(jié)構(gòu)和設(shè)計。例如，蟹爪加載機制的設(shè)計原理就是依據(jù)蟹鉗的工作原理。第二種方法就是仿生法，例如，仿生機器人的設(shè)計。第三種是移植法，例如，物理上的激光技術(shù)、電火花技術(shù)就是激光切割機、電火花成型機設(shè)計的依據(jù)。
2.4.相似性分類
創(chuàng)新研究的第一步就根據(jù)事物的相似性進行科學分類。在工程技術(shù)中，按層次找出相似的單元對結(jié)構(gòu)相似、功能相似、運動相似的系統(tǒng)或組件進行合理分析，同時對分類進行進一步的分析和分解，最后在做出優(yōu)化和整合，新技術(shù)的融合要根據(jù)有關(guān)單位的客觀需求，同時進行分類與整合，運用新技術(shù)創(chuàng)造出新事物。
綜上所述，創(chuàng)新是任何行業(yè)發(fā)展過程中必然要經(jīng)歷的，機械工程設(shè)計的不斷創(chuàng)新，能夠改善機械產(chǎn)品的性能，而且企業(yè)的市場競爭力也可以得到顯著的提高，因此企業(yè)就能獲得更多的經(jīng)濟效益。創(chuàng)新思維是創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)，豐富的知識和經(jīng)驗是創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)，在創(chuàng)新設(shè)計方面，創(chuàng)新的思維并不是將所有的想法都列入其中，豐富的理論基礎(chǔ)是創(chuàng)新思維的出現(xiàn)必然要求。
參考文獻：
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