【正文】 視圖等技術(shù)說明從略 )，于是就有了一種新型的專用座椅的概念設(shè)計(jì)。 下面以概念設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)例之一來說明其涵義 :給出一個(gè)概念 “ 斷藥 ” ，讓學(xué)生進(jìn)行座椅的開發(fā)設(shè)計(jì)。 新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)新的過程，產(chǎn)品創(chuàng)新的核心在于構(gòu)思創(chuàng)新產(chǎn)品概念，產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)在產(chǎn)品創(chuàng)新中具有決定作用。 23 （ 2）適應(yīng)性設(shè)計(jì) 其特點(diǎn)是保持總體布局不變，修改個(gè)別零部件的功能或形狀以適應(yīng)質(zhì)和量方面的附加要求。 21 二、設(shè)計(jì)類型及計(jì)算機(jī)應(yīng)用 深入研究各個(gè)階段的主要任務(wù)，可將 設(shè)計(jì)任務(wù)分為： （ 1）功能設(shè)計(jì) 確定產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系 （ 2）布局設(shè)計(jì) 完成技術(shù)實(shí)體部分的排列組合。 15 16 該階段要將功能原理方案具體化為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)草圖，以便進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析、修改薄弱環(huán)節(jié)。 設(shè)計(jì)過程可以概括描述為下面幾個(gè)階段： 11 12 任務(wù)規(guī)劃階段要進(jìn)行需求分析、市場預(yù)測、可行性分析，根據(jù)企業(yè)內(nèi)部的發(fā)展目標(biāo)、現(xiàn)有設(shè)備能力及科研成果等，確定設(shè)計(jì)參數(shù)及約束條件，最后明確詳細(xì)的設(shè)計(jì)要求作為設(shè)計(jì)、評價(jià)和決策的依據(jù)，制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn) 7 不斷吸收現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，使其實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。 第一節(jié) 概述 2 設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性的勞動(dòng)； 設(shè)計(jì)的本質(zhì)是創(chuàng)新； 設(shè)計(jì)過程是創(chuàng)造性思維過程； 設(shè)計(jì)的目的就是要尋求滿足用戶需求的最佳方案； 設(shè)計(jì)的結(jié)果對產(chǎn)品的功能、性能、質(zhì)量和價(jià)格等都有著至關(guān)重要的影響。 設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 成本沉淀理論 — 設(shè)計(jì)的重要性 根據(jù)成本沉淀理論，設(shè)計(jì)成本占產(chǎn)品成本 57%，但卻決定產(chǎn)品成本的 70％ ! 設(shè)計(jì)開發(fā) 生產(chǎn)準(zhǔn)備 加工 材料消耗 銷售管理 100 % 50 0 5% 70% 18% 7% 5% 54% 28% 3% 對 成本的影響 所需成本 企業(yè)中成本的確定 4 是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)律和方法的一門科學(xué)，研究的目的是為使長期處于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)活動(dòng)變得更合理化、科學(xué)化、算法化、規(guī)律化，是利用計(jì)算機(jī)輔助人類完成更多設(shè)計(jì)活動(dòng)的前提，同時(shí) 為整個(gè)設(shè)計(jì)過程連續(xù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)及實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程自動(dòng)化提供了可能性。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展方向 常用的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 最優(yōu)化設(shè)計(jì) 可靠性設(shè)計(jì) 有限元法 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 8 計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)是將 計(jì)算機(jī)科學(xué) 與工程領(lǐng)域的 專業(yè)技術(shù) 以及 人的智慧和經(jīng)驗(yàn) 以現(xiàn)代的科學(xué)方法為指導(dǎo)結(jié)合起來，在設(shè)計(jì)全過程中 各盡所長 ，盡可能的利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來完成那些重復(fù)性高、勞動(dòng)量大、計(jì)算復(fù)雜以及單純靠人難以完成的工作，輔助而非代替工程技術(shù)人員完成整個(gè)過程，以獲得最佳效果。 13 14 概念設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是產(chǎn)品功能原理的設(shè)計(jì)。這階段的主要工作包括零部件布局排列、運(yùn)動(dòng)副設(shè)計(jì)、人－機(jī)－環(huán)境的關(guān)系以及零部件選材、結(jié)構(gòu)尺寸等，再進(jìn)行總體優(yōu)化、計(jì)算，確定產(chǎn)品裝配草圖。 （ 3）參數(shù)設(shè)計(jì) 定義零部件的幾何形狀及尺寸參數(shù) （ 4）公差設(shè)計(jì) 制定形狀、位置、尺寸精度和及表面粗糙度。 （ 3）參數(shù)化設(shè)計(jì) 其特點(diǎn)是功能、布局、零件的幾何拓?fù)潢P(guān)系均保持不變，僅改變零件的尺寸參數(shù)，產(chǎn)生系列化的設(shè)計(jì)結(jié)果。 第三節(jié) 計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì) 25 概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過程的早期階段，是從用戶需求分析到生成概念產(chǎn)品的一些列有序的、可組織的、有目標(biāo)的設(shè)計(jì)活動(dòng)，它表現(xiàn)為一個(gè)由粗到精、由模糊到清楚，由抽象到具體，不斷進(jìn)化的過程。步驟是，首先向?qū)W生講述心理學(xué)中的一個(gè)名詞 ——— 暗示心理，并分別舉出一個(gè) “ 安樂死 ” 實(shí)驗(yàn)和一個(gè) “ 挽救少女生命 ” 的文學(xué)名著故事，從正反兩個(gè)方面說明暗示對人的健康的影響 。其應(yīng)用場合為療養(yǎng)院、醫(yī)院、不能自理的老人家庭等。在這種思維創(chuàng)造性行為活動(dòng)中，產(chǎn)品概念的構(gòu)思是豐富的，人的創(chuàng)作智慧是無窮的。 概念產(chǎn)品 30 在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)后期的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段和裝配設(shè)計(jì)階段的 CAD技術(shù)已經(jīng)很成熟，多是將設(shè)計(jì)及人員頭腦中的已成型的設(shè)計(jì)方案以先進(jìn)手段表達(dá)出來，而產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)， 需要支持創(chuàng)新設(shè)計(jì)的功能不足 ，計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)就是以計(jì)算機(jī)為手段從事符合人類進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思維過程，支持產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)決策。可以想象面對一種虛擬的 “ 故事版情景預(yù)言法 ” 設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品，讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受。 34 概念設(shè)計(jì)建模技術(shù) 建模技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，主要是從概念設(shè)計(jì)的方法和過程性出發(fā)，研究面向概念設(shè)計(jì)的產(chǎn)品模型和過程模型的建立方法，研究面向產(chǎn)品級和全生命周期的概念設(shè)計(jì)建模技術(shù)。產(chǎn)品在功能、原理、外觀形狀、人機(jī)操作、制造工藝和材料等方面的創(chuàng)新，都會直接影響產(chǎn)品的整體特性和產(chǎn)品的最終質(zhì)量。 38 產(chǎn)品除了滿足人們的使用功能要求之外，還要適應(yīng)使用者的美學(xué)感覺，滿足人們的心理需求。 三、產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的美學(xué)設(shè)計(jì) 39 強(qiáng)生公司的 “ 獨(dú)立 3000“ 輪椅概念設(shè)計(jì)獲得了2022年美國工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會工業(yè)設(shè)計(jì)卓越獎(jiǎng)的金獎(jiǎng)，這種四輪工具采用了先進(jìn)的陀螺儀平衡系統(tǒng)，可以非常方便地讓使用者上下移動(dòng)，升高后高度與一個(gè)站立的成年人的視線高度一樣，不僅可以夠著商店里的上層貨架和書架上的書，還可以爬馬路牙子。 41 法拉利最新概念摩托車 42 科幻味十足的，雅馬哈三輪個(gè)人型概念摩托車 43 44 悍馬 H3T概念車的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 45 蘭博基尼 Miura概念車 46 寶馬概念 5系 gt備戰(zhàn) 79屆日內(nèi)瓦車展 47 48 這款名為 Soft Phone的概念手機(jī)，出自一位中國設(shè)計(jì)師之手，機(jī)如其名， Soft Phone采用一種柔軟的纖維材料作為機(jī)身用料，同時(shí)能夠借助光線將原本隱藏的全鍵盤顯現(xiàn)出來，而通過手對機(jī)身的擠壓則可以實(shí)現(xiàn)諸如撥打和掛斷電話等功能，非常有創(chuàng)意。 51 有助健康，泛泰概念手機(jī) inhealth 52 兒童用概念手機(jī) okids 53 第四節(jié) 參數(shù)化和模塊化設(shè)計(jì) 參數(shù)化和變量化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是 尺寸驅(qū)動(dòng) 的幾何模型。參數(shù)與圖形的控制尺寸有顯式的對應(yīng)，不同的參數(shù)值驅(qū)動(dòng)不同大小的幾何圖形。 56 參數(shù)化和變量化設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn)： 基于特征、 (全尺寸 )約束、尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改、全數(shù)據(jù)相關(guān) 基于特征： 將某些具有代表性的平面幾何形狀定義為特征，并將其所有尺寸存為可調(diào)參數(shù)，進(jìn)而形成實(shí)體，以此為基礎(chǔ)來進(jìn)行更為復(fù)雜的幾何形體的構(gòu)造； 57 (全尺寸 )約束： 參數(shù)化設(shè)計(jì) 將形狀和尺寸聯(lián)合起來考慮，通過尺寸約束來實(shí)現(xiàn)對幾何形狀的控制。 59 參數(shù)化技術(shù)在設(shè)計(jì)全過程中，通過尺寸約束來實(shí)現(xiàn)對幾何形狀的控制；變量化技術(shù)將形狀約束和尺寸約束分開處理。 2. 模塊化設(shè)計(jì)的基本概念 61 圖 39 加工中心的模塊化設(shè)計(jì) 62 63 采用模塊化設(shè)計(jì)方法可以解決產(chǎn)品品種、規(guī)格與設(shè)計(jì)制造周期和生產(chǎn)成本之間的矛盾。 3）參數(shù)序列與幾何圖形尺寸序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有映射關(guān)系。 2） 利用 CAD軟件中的草圖器繪制草圖，然后再加約束，定義參數(shù)。 3）由用戶實(shí)時(shí)修改輸入。然而，在編程過程中怎樣獲取標(biāo)準(zhǔn)件模型中的尺寸參數(shù)作為變量并將其更新是要面臨的主要問題。建立三維模型時(shí)一定要結(jié)合該零件的結(jié)構(gòu)特征和尺寸參數(shù)，綜合考慮尺寸標(biāo)注方式。 76 77 （二）變量化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)原理 這是將幾何約束轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗幸蕴卣鼽c(diǎn)為變元的非線性方程組的方法。所記錄的約束種類和項(xiàng)目可通過預(yù)先選擇菜單項(xiàng)加以設(shè)置。 3. 幾何推理法 82 這是利用輔助線作為隱含約束的方法。 例如更換端面銑床的銑頭、可以加裝立銑頭、臥銑頭、轉(zhuǎn)塔銑頭等，形成立式銑床、臥式銑床、轉(zhuǎn)塔銑床等。 除發(fā)展橫系列產(chǎn)品之外，改變某些模塊還能得到其它系列產(chǎn)品者，便屬于橫系列和跨系列模塊化設(shè)計(jì)了。例如，德國某廠生產(chǎn)的工具銑，除可改變?yōu)榱婎^、臥銑頭、轉(zhuǎn)塔銑頭等形成橫系列產(chǎn)品外，還可改變床身、橫梁的高度和長度，得到三種縱系列的產(chǎn)品。 96 這是模塊化設(shè)計(jì)成功的前提。 2. 模塊的劃分 98 99 3. 模塊標(biāo)準(zhǔn)化 模塊標(biāo)準(zhǔn)化通常指模塊結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，尤其是模塊 接口標(biāo)準(zhǔn)化 。 生產(chǎn)管理 對模塊進(jìn)行分解和匯總，按模塊組織生產(chǎn)。由于用戶窗口和視圖區(qū)是在不同的坐標(biāo)系中定義的，所以要把用戶窗口內(nèi)的圖形信息拿到視圖區(qū)去輸出之前，必須進(jìn)行坐標(biāo)變換。視圖區(qū)是用設(shè)備坐標(biāo)系來定義的，通常也設(shè)定為矩形。更確切地說， P`可以表達(dá)為 : 新點(diǎn)的位置取決于變量 A， B， C， D的值。齊次坐標(biāo)系統(tǒng)中的點(diǎn) (X,Y,1)包含有笛卡爾坐標(biāo)上的點(diǎn) (X,Y)。 當(dāng) A,D是大于 0的任何數(shù)時(shí)， A＝ D1圖形放大 ,A＝D1圖形縮小。 114 2)平移變換 點(diǎn)沿 x軸和 y軸平移 L， M，平移表達(dá)式為：X’ =X+L， Y’ =Y+M 對應(yīng)的變換矩陣為： 平移效果如圖所示。 117 4)錯(cuò)切變換