材料加工新技術與新工藝第8章反求設計(編輯修改稿)
2025-03-19 09:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 實踐經(jīng)驗。 根據(jù)影像資料可得到一些設計概念，引導人們?nèi)ミM行創(chuàng)新設計。 首先根據(jù)產(chǎn)品的工作要求分析其功能和原理方案。如從執(zhí)行系統(tǒng)的動作和原動機情況分析傳動系統(tǒng)的功能和組成機構。 分析產(chǎn)品的結構和材料，往往要根據(jù)其外部已知信息，參照功能和工作原理進行推理。 二次設計 在分析反求已有產(chǎn)品的基礎上進行設計，稱之為 “ 再設計 ” 或 “ 二次設計 ” 。 進行二次設計與一般創(chuàng)新設計相同。在各個設計階段進行多方案分析，盡量利用先進的設計理論和方法，探索新原理、新機構、新結構、新材料，力爭在原有設計的基礎上有所突破、有所前進，開發(fā)出更具競爭性的創(chuàng)新產(chǎn)品。 二次設計包括 擬仿設計 、 變異設計 和 開發(fā)設計三種類型。 擬仿設計基本模仿原設計。有時在材料國產(chǎn)化和標準件國標化方面作些改變。 變異設計 變異設計就是在現(xiàn)有產(chǎn)品基礎上對參數(shù)、機構、結構、材料等改進設計，或進行產(chǎn)品的系列化設計。 變異設計 例 81 激光分層實體制造設備激光分層實體制造設備是一種先進的激光成型設備。1)原設備分析激光器 x向運動：電機 5絲杠 6滑塊 13移動 (梁 7上導軌導向 )。激光器 y向運動：電機 1絲杠 2梁 7移動 (導軌 9導向 )。熱壓輥 y向運動：電機 14軸 3同步帶 11熱壓輥 10移動 (圓柱導軌 12導向 )。矛盾 ： y方向兩種運動不同時進行，是否可能精簡并共用機構。 變異設計2) 二次設計 利用激光器 y向運動的傳動系統(tǒng) (電機 1，絲杠 2，梁 7)和熱壓輥 y向運動的導向系統(tǒng) (圓柱導軌 12)同時滿足兩種 y向運動，其關鍵結構是增加鎖扣 A。當需要熱壓紙材時，驅(qū)動梁 7與梁 10接觸，通過鎖扣將兩梁聯(lián)接在一起，梁 10即可 y，向運動。 新方案 結構簡單，在精度、工作效率不受影響的前提下大大降低了生產(chǎn)成本。 開發(fā)設計 開發(fā)設計就是在分析原有產(chǎn)品基礎上，抓住功能的本質(zhì)，從原理方案開始進行創(chuàng)新設計。 開發(fā)設計例 82 計時裝置的反求設計1) 原裝置分析 取機械表為反求對象，以各零件作為分功能載體，求其解法原理和分功能并分析系統(tǒng)的總功能。 開發(fā)設計例 82 計時裝置的反求設計2) 二次設計 (1)以顯示時間作為總功能求解其他計時裝置方案。搜索各分功能的不同解法、列出形態(tài)學矩陣。 開發(fā)設計例 82 計時裝置的反求設計方案一 : 指針式石英電子表微型電池 (化學能一電能 )石英晶體振蕩器 (電磁擺 )輪系 指針刻度 旋鈕 開發(fā)設計例 82 計時裝置的反求設計方案二：液晶式石英電子鐘電能 石英晶體振蕩器 (電磁擺 ) 驅(qū)動電路 液晶數(shù)字顯示 按鈕 開發(fā)設計例 82 計時裝置的反求設計2) 二次設計 (2)進一步創(chuàng)新設計 計時裝置的功能是顯示時間，抓住其功能本質(zhì)可進一步開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品。電波表由國家標準實驗室原子鐘 (精度百萬分之一秒 )發(fā)出時間無線電波信號，經(jīng)廣播電臺播出。計時裝置只需接受時間信號并顯示信號，按此思路設計的電波表結構簡單，計時精度高，歐洲早有使用，我國也成功用于北京中華世紀壇計時裝置。 開發(fā)設計例 83 體外沖擊波碎石機1) 體外碎石機的分析 70年代末、 80年代初聯(lián)邦德國科學家首先開發(fā)出體外碎石機，患者躺在特制的溫水槽中，經(jīng)約一分鐘放電，體內(nèi)結石即可擊碎。 (1)電力液壓效應 (水閃電 )：兩個電極在水里進行高壓放電時，電極附近會產(chǎn)生巨大壓力，能將堅硬的寶石擊碎。 (2)橢球焦點效應：橢球一個焦點發(fā)出的波，經(jīng)橢球面的反射，必在另一焦點匯集。 開發(fā)設計例 83 體外沖擊波碎石機2)新型體外碎石機的開發(fā) 根據(jù)原有的體外碎石機可分析其功能，而其中關鍵功能為產(chǎn)生沖擊波、聚波、測位 (確定結石部位 )三項： 開發(fā)設計例 83 體外沖擊波碎石機2)新型體外碎
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