第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)(xiugai)

1、第二章 機(jī)電系統(tǒng)總體技術(shù)l 系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)工程的系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法觀點(diǎn)和方法，將系統(tǒng)總體，將系統(tǒng)總體分解分解成相互有機(jī)聯(lián)系的若干成相互有機(jī)聯(lián)系的若干功能單元，并以功能單元為子系統(tǒng)繼續(xù)分解，直至找功能單元，并以功能單元為子系統(tǒng)繼續(xù)分解，直至找到可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，然后再把功能和技術(shù)方案組合到可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，然后再把功能和技術(shù)方案組合進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。l 解決問(wèn)題：系統(tǒng)的性能優(yōu)化問(wèn)題和組成要素之間的有解決問(wèn)題：系統(tǒng)的性能優(yōu)化問(wèn)題和組成要素之間的有機(jī)聯(lián)系問(wèn)題機(jī)聯(lián)系問(wèn)題, , 使整個(gè)系

2、統(tǒng)很好的協(xié)調(diào)的正常運(yùn)行。使整個(gè)系統(tǒng)很好的協(xié)調(diào)的正常運(yùn)行。l 相關(guān)內(nèi)容：機(jī)械技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、相關(guān)內(nèi)容：機(jī)械技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、CAD/CAMCAD/CAM技術(shù)、可技術(shù)、可靠性設(shè)計(jì)、價(jià)值工程等?？啃栽O(shè)計(jì)、價(jià)值工程等。順序設(shè)計(jì)，各自為政合理分工，協(xié)同作戰(zhàn)本章內(nèi)容l機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程路線l機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述l機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l 機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)本章內(nèi)容l機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程路線l機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述l機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l 機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)本章內(nèi)容l機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程路線l機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述l機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l 機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程路線機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的

3、工程路線 現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征 機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類(lèi)型 機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程路線1、現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征工業(yè)高速發(fā)展和貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)的加劇，迫切要求大幅度提高機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和速度。因此，開(kāi)展現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的研究，在機(jī)電一體化技術(shù)中推廣和運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)的方法，提高設(shè)計(jì)水平，是機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法發(fā)展的必然趨勢(shì)。1、現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征（1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)致力于澄清設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)目標(biāo)，全面、系統(tǒng)地確定設(shè)計(jì)過(guò)程的起始條件和最終結(jié)果?？梢允乖O(shè)計(jì)過(guò)程始終不渝地從實(shí)際出發(fā)，達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)，取得優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)果。1、現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征（2）現(xiàn)代設(shè)計(jì)十分重視設(shè)計(jì)策略和戰(zhàn)略過(guò)程的研究，建立一種合理的設(shè)計(jì)秩序

4、，并且嚴(yán)格按照規(guī)范化的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行工作，求得較高的工作質(zhì)量和效率。1、現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征（3）現(xiàn)代設(shè)計(jì)極其強(qiáng)調(diào)抽象的設(shè)計(jì)構(gòu)思，防止過(guò)早地進(jìn)入對(duì)某一已經(jīng)定型的實(shí)體結(jié)構(gòu)的分析，以便對(duì)系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)關(guān)系做本質(zhì)的和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)構(gòu)思。頂層設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)1、現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征（4）現(xiàn)代設(shè)計(jì)經(jīng)常采用擴(kuò)展性的設(shè)計(jì)思維，自始至終地在尋求多種可行的方案和構(gòu)思，以便從中選擇、確定能夠令人滿意的解決方案，改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中慣用的封閉式設(shè)計(jì)思維和主觀決策的現(xiàn)象，能夠達(dá)到較高的滿意程度。1、現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征（5）現(xiàn)代設(shè)計(jì)十分強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)決策，盡量避免直接決策，排除決策中的主觀因素，使得在決策中所選定的設(shè)計(jì)方案能夠達(dá)到最佳的

5、價(jià)值水平。1、現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征（6）現(xiàn)代設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)多種結(jié)構(gòu)形式、技術(shù)參數(shù)和技術(shù)性能進(jìn)行各種不同性質(zhì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，以求得綜合優(yōu)化的效果。1、現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征（7）現(xiàn)代設(shè)計(jì)重視運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)人員從繁重的設(shè)計(jì)作業(yè)中解脫出來(lái)。（8）現(xiàn)代設(shè)計(jì)注重系統(tǒng)地進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，采用特殊形式表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果。2、機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類(lèi)型l開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)l適應(yīng)性設(shè)計(jì)l變異性設(shè)計(jì)l性能擴(kuò)展性設(shè)計(jì)l仿制性設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)l沒(méi)有參照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求，設(shè)計(jì)出在質(zhì)量和性能方面滿足要求的產(chǎn)品。最初的錄像機(jī)、攝像機(jī)的設(shè)計(jì)就屬于開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)。適應(yīng)性設(shè)計(jì)l在總的方案原理基本保持不變的情況下，對(duì)

6、現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價(jià)值。電子式照相機(jī)采用電子快門(mén)、自動(dòng)曝光代替手動(dòng)調(diào)整，使其小型化、智能化；電動(dòng)縫紉機(jī)；增程式火箭系統(tǒng)。變異性設(shè)計(jì)l在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸，外形設(shè)計(jì)等，使之適應(yīng)于不同場(chǎng)合的要求。由于傳遞扭距或速比發(fā)生變換而重新設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)屬于變異性設(shè)計(jì)。性能擴(kuò)展性設(shè)計(jì)l在設(shè)計(jì)原理方案基本不變條件下，只在原方案基礎(chǔ)上加以少量的改進(jìn)，或是采用現(xiàn)代化的高科技單元部件，使原產(chǎn)品性能提高，功能擴(kuò)展，應(yīng)用范圍擴(kuò)大。全自動(dòng)洗衣機(jī)等仿制性設(shè)計(jì)

7、l在設(shè)計(jì)原理方案、結(jié)構(gòu)不變情況下，將原產(chǎn)品進(jìn)行分解、測(cè)繪、反設(shè)計(jì)計(jì)算得到的各種設(shè)計(jì)參數(shù)，再根據(jù)所得到的各種設(shè)計(jì)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上制定新的設(shè)計(jì)原理方案，所研制新產(chǎn)品的性能特點(diǎn)、功能指標(biāo)與原設(shè)計(jì)類(lèi)同，只是設(shè)計(jì)后所用單元性能與原方案有所區(qū)別，研制生產(chǎn)所用材料和工藝不同，均屬于仿制性設(shè)計(jì)。3、機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法a. 機(jī)電互補(bǔ)設(shè)計(jì)法b. 機(jī)電結(jié)合設(shè)計(jì)法c. 機(jī)電組合設(shè)計(jì)法d. 反向設(shè)計(jì)法l 綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等各項(xiàng)技術(shù)的特長(zhǎng)，設(shè)計(jì)出最佳的機(jī)電系統(tǒng)。設(shè)計(jì)者根據(jù)所設(shè)計(jì)的機(jī)電系統(tǒng)選用相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。機(jī)電互補(bǔ)設(shè)計(jì)法l機(jī)電互補(bǔ)設(shè)計(jì)法也可稱(chēng)為取代法。l采用通用或?qū)Ｓ秒?/p>

8、子產(chǎn)品取代傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)（或產(chǎn)品）中的復(fù)雜機(jī)械功能部件或功能子系統(tǒng)，以彌補(bǔ)其不足。該方法是改造舊產(chǎn)品、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品或?qū)υ到y(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造常用的方法，也是改造傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的常用方法。機(jī)電結(jié)合設(shè)計(jì)法l在機(jī)電系統(tǒng)（或產(chǎn)品）設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)單元部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化，常把各組成部件有機(jī)結(jié)合為一體，構(gòu)成專(zhuān)用或通用的功能單元系統(tǒng)，充分利用不同部件之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配。功能式傳感器采用傳感器和放大器的結(jié)合微型電機(jī)系統(tǒng)采用功率放大電路和微型電機(jī)結(jié)合機(jī)電組合設(shè)計(jì)法l組合法就是選用各種標(biāo)準(zhǔn)功能模塊組合設(shè)計(jì)成機(jī)電一體化系統(tǒng)。設(shè)計(jì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,可以依據(jù)機(jī)床的性能要求,通過(guò)對(duì)不同廠家的計(jì)算機(jī)控制單元、伺服驅(qū)動(dòng)單元、

9、位移和速度測(cè)試單元及主軸、導(dǎo)軌、刀架、傳動(dòng)系統(tǒng)等產(chǎn)品的評(píng)估分析,研究各單元間接口關(guān)系和各單元對(duì)整機(jī)性能的影響，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)確定機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成。反向設(shè)計(jì)法l當(dāng)確定要開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品后，選定市場(chǎng)上當(dāng)前最流行的有代表意義的優(yōu)秀產(chǎn)品，進(jìn)行剖析、測(cè)繪、評(píng)估，最后提出設(shè)計(jì)分析報(bào)告和建議，以確定自己的開(kāi)發(fā)策略。l進(jìn)行反向設(shè)計(jì)的目的是為了開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，它是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)最有力也是最有效的方法。例如各種山寨產(chǎn)品遵守知識(shí)產(chǎn)權(quán)規(guī)則4 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要考慮設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要考慮“人、機(jī)、材料、成本人、機(jī)、材料、成本”等因素，而產(chǎn)品的可靠性、適用性與完善性設(shè)計(jì)等因素，而產(chǎn)品的可靠性、適用性與完善性設(shè)計(jì)最終可歸結(jié)于：最終可歸結(jié)于：在保

10、證目的功能要求與適當(dāng)壽命在保證目的功能要求與適當(dāng)壽命的前提下不斷降低成本的前提下不斷降低成本。產(chǎn)品成本的高低，。產(chǎn)品成本的高低，7070決定于設(shè)計(jì)階段決定于設(shè)計(jì)階段. . 在設(shè)計(jì)階段可從兩方面采取措施：在設(shè)計(jì)階段可從兩方面采取措施：一、從用戶需求出發(fā)降低使用成本，一、從用戶需求出發(fā)降低使用成本，二、從制造的立場(chǎng)出發(fā)降低設(shè)計(jì)與制造成本。二、從制造的立場(chǎng)出發(fā)降低設(shè)計(jì)與制造成本。4、機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程路線l機(jī)電一體化工程路線是指應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的整個(gè)過(guò)程體系。機(jī)電一體化工程路線包括市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品構(gòu)思、方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、質(zhì)量規(guī)劃與控制、制造工藝規(guī)劃、樣機(jī)試制、正式生產(chǎn)、用戶意見(jiàn)反

11、饋、修改與完善等各個(gè)階段。試制樣機(jī)功能與結(jié)構(gòu)分析模塊化設(shè)計(jì)制造/外購(gòu)？詳細(xì)設(shè)計(jì)市場(chǎng)調(diào)查模塊化設(shè)計(jì)制造/外購(gòu)？市場(chǎng)調(diào)查詳細(xì)設(shè)計(jì)硬件制造外購(gòu)軟件制造外購(gòu)分析求解、模擬試驗(yàn)物理、數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)與審定？是否構(gòu)思(初步設(shè)計(jì))可行性論證、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析市場(chǎng)調(diào)查、需求分析、銷(xiāo)售預(yù)測(cè)擬定新產(chǎn)品目標(biāo)及初步技術(shù)規(guī)范總體性能測(cè)試技術(shù)評(píng)價(jià)與審定？生產(chǎn)設(shè)計(jì)是小批量生產(chǎn)試銷(xiāo)效果是否好？正常生產(chǎn)廣告宣傳銷(xiāo)售收集用戶意見(jiàn)是否在原構(gòu)思上修改？分析原因修改設(shè)計(jì)否否初步方案設(shè)計(jì)是否結(jié)束？否總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)物理、數(shù)學(xué)模型是否修改？否是否是是是機(jī)電系統(tǒng)（產(chǎn)品）的工程路線機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程路線1、擬定設(shè)計(jì)目標(biāo)2、市場(chǎng)調(diào)研3、總體方案設(shè)計(jì)（初步

12、）4、初步設(shè)計(jì)方案評(píng)審5、確定數(shù)學(xué)模型（理論）6、詳細(xì)設(shè)計(jì)虛擬樣機(jī)、試驗(yàn)樣機(jī)7、詳細(xì)設(shè)計(jì)方案評(píng)審8、試制樣機(jī)9、樣機(jī)試驗(yàn)、測(cè)試10、技術(shù)評(píng)價(jià)與審定11、小批量生產(chǎn)12、試銷(xiāo)13、正常生產(chǎn)，收集意見(jiàn)14、銷(xiāo)售、收集意見(jiàn)1、市場(chǎng)調(diào)研、市場(chǎng)調(diào)研p 市場(chǎng)調(diào)研包括市場(chǎng)調(diào)研包括市場(chǎng)調(diào)查市場(chǎng)調(diào)查和和市場(chǎng)預(yù)測(cè)市場(chǎng)預(yù)測(cè)。p所謂市場(chǎng)調(diào)查就是運(yùn)用科學(xué)的方法，系統(tǒng)地、全面地所謂市場(chǎng)調(diào)查就是運(yùn)用科學(xué)的方法，系統(tǒng)地、全面地收集所設(shè)計(jì)產(chǎn)品市場(chǎng)需求和經(jīng)銷(xiāo)方面的情況和資料，收集所設(shè)計(jì)產(chǎn)品市場(chǎng)需求和經(jīng)銷(xiāo)方面的情況和資料，分析研究產(chǎn)品在供需雙方之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移的狀況和趨勢(shì)。分析研究產(chǎn)品在供需雙方之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移的狀況和趨勢(shì)。p而市場(chǎng)預(yù)測(cè)就

13、是在市場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，運(yùn)用科學(xué)方法而市場(chǎng)預(yù)測(cè)就是在市場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，運(yùn)用科學(xué)方法和手段，根據(jù)歷史資料和現(xiàn)狀，通過(guò)定性的經(jīng)驗(yàn)分析和手段，根據(jù)歷史資料和現(xiàn)狀，通過(guò)定性的經(jīng)驗(yàn)分析或定量的科學(xué)計(jì)算，對(duì)市場(chǎng)未來(lái)的不確定因素和條件或定量的科學(xué)計(jì)算，對(duì)市場(chǎng)未來(lái)的不確定因素和條件做出預(yù)計(jì)、測(cè)算和判斷，為產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)。做出預(yù)計(jì)、測(cè)算和判斷，為產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2、總體方案設(shè)計(jì)、總體方案設(shè)計(jì)1) 產(chǎn)品方案構(gòu)思產(chǎn)品方案構(gòu)思p產(chǎn)品方案構(gòu)思完成后，以方案圖的形式將設(shè)計(jì)方案表產(chǎn)品方案構(gòu)思完成后，以方案圖的形式將設(shè)計(jì)方案表達(dá)出來(lái)。方案圖應(yīng)盡可能簡(jiǎn)潔明了，反映機(jī)電一體化達(dá)出來(lái)。方案圖應(yīng)盡可能簡(jiǎn)潔明了，反映機(jī)電

14、一體化系統(tǒng)各組成部分的相互關(guān)系，同時(shí)應(yīng)便于后面的修改。系統(tǒng)各組成部分的相互關(guān)系，同時(shí)應(yīng)便于后面的修改。2) 方案的評(píng)價(jià)對(duì)多種構(gòu)思和多種方案進(jìn)行篩選，選擇方案的評(píng)價(jià)對(duì)多種構(gòu)思和多種方案進(jìn)行篩選，選擇較好的可行方案進(jìn)行分析組合和評(píng)價(jià)，從中再選幾個(gè)較好的可行方案進(jìn)行分析組合和評(píng)價(jià)，從中再選幾個(gè)方案按照機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)原則和評(píng)價(jià)方法進(jìn)方案按照機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)原則和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行深入的綜合分析評(píng)價(jià)，最后確定實(shí)施方案。行深入的綜合分析評(píng)價(jià)，最后確定實(shí)施方案。 試制樣機(jī)功能與結(jié)構(gòu)分析模塊化設(shè)計(jì)制造/外購(gòu)？詳細(xì)設(shè)計(jì)市場(chǎng)調(diào)查模塊化設(shè)計(jì)制造/外購(gòu)？市場(chǎng)調(diào)查詳細(xì)設(shè)計(jì)硬件制造外購(gòu)軟件制造外購(gòu)分析求解、模擬試

15、驗(yàn)物理、數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)與審定？是否構(gòu)思(初步設(shè)計(jì))可行性論證、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析市場(chǎng)調(diào)查、需求分析、銷(xiāo)售預(yù)測(cè)擬定新產(chǎn)品目標(biāo)及初步技術(shù)規(guī)范總體性能測(cè)試技術(shù)評(píng)價(jià)與審定？生產(chǎn)設(shè)計(jì)是小批量生產(chǎn)試銷(xiāo)效果是否好？正常生產(chǎn)廣告宣傳銷(xiāo)售收集用戶意見(jiàn)是否在原構(gòu)思上修改？分析原因修改設(shè)計(jì)否否初步方案設(shè)計(jì)是否結(jié)束？否總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)物理、數(shù)學(xué)模型是否修改？否是否是是是機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程路線機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程路線總體方案3、詳細(xì)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)p詳細(xì)設(shè)計(jì)是根據(jù)綜合評(píng)價(jià)后確定的系統(tǒng)方案，從技術(shù)上詳細(xì)設(shè)計(jì)是根據(jù)綜合評(píng)價(jià)后確定的系統(tǒng)方案，從技術(shù)上將其細(xì)節(jié)逐層全部展開(kāi)，直至完成產(chǎn)品樣機(jī)試制所需全將其細(xì)節(jié)逐層全部展開(kāi)，直至完成產(chǎn)品樣機(jī)試制所需

16、全部技術(shù)圖紙及文件的過(guò)程。部技術(shù)圖紙及文件的過(guò)程。 4、樣機(jī)試制與試驗(yàn)、樣機(jī)試制與試驗(yàn)p完成產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計(jì)后，即可進(jìn)入樣機(jī)試制與試驗(yàn)階段。完成產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計(jì)后，即可進(jìn)入樣機(jī)試制與試驗(yàn)階段。樣機(jī)的試驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和實(shí)際工況試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)考樣機(jī)的試驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和實(shí)際工況試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)考核樣機(jī)的各種性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，考核樣機(jī)的可核樣機(jī)的各種性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，考核樣機(jī)的可靠性。如果樣機(jī)的性能指標(biāo)和可靠性不滿足設(shè)計(jì)要求，則靠性。如果樣機(jī)的性能指標(biāo)和可靠性不滿足設(shè)計(jì)要求，則要修改設(shè)計(jì)，重新制造樣機(jī)，重新試驗(yàn)。如果樣機(jī)的性能要修改設(shè)計(jì)，重新制造樣機(jī)，重新試驗(yàn)。如果樣機(jī)的性能指標(biāo)和可靠性

17、滿足設(shè)計(jì)要求，則進(jìn)入產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)階指標(biāo)和可靠性滿足設(shè)計(jì)要求，則進(jìn)入產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)階段。段。5 5、小批量生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)p產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)階段實(shí)際上是產(chǎn)品的試生產(chǎn)試銷(xiāo)售產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)階段實(shí)際上是產(chǎn)品的試生產(chǎn)試銷(xiāo)售階段。這一階段的主要任務(wù)是跟蹤調(diào)查產(chǎn)品在市場(chǎng)上階段。這一階段的主要任務(wù)是跟蹤調(diào)查產(chǎn)品在市場(chǎng)上的情況，收集用戶意見(jiàn)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和制造方面的情況，收集用戶意見(jiàn)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和制造方面存在的問(wèn)題，并反饋給設(shè)計(jì)、制造和質(zhì)量控制部門(mén)。存在的問(wèn)題，并反饋給設(shè)計(jì)、制造和質(zhì)量控制部門(mén)。6 6、大批量生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)p經(jīng)過(guò)小批量試生產(chǎn)和試銷(xiāo)售的考核，排除產(chǎn)品設(shè)計(jì)和經(jīng)過(guò)小批量試生產(chǎn)和試銷(xiāo)售的

18、考核，排除產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中存在的各種問(wèn)題后，即可投入大批量生產(chǎn)。制造中存在的各種問(wèn)題后，即可投入大批量生產(chǎn)。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述總體方案設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前期工作，是一種概念性概念性的設(shè)計(jì)。它的優(yōu)劣直接影響到機(jī)電系統(tǒng)的總體性能及使用。它是從系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)的要求，綜合考慮各個(gè)部分之間的關(guān)系，從系系統(tǒng)統(tǒng)角度進(jìn)行優(yōu)化，確定系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念l具有特定功能的、相互之間具有有機(jī)聯(lián)系的許多要素所構(gòu)成的一個(gè)群體。l系統(tǒng)包括組成要素、要素之間的相互作用和系統(tǒng)整體的確定功能三個(gè)方面，缺一不可。l系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)的整體，整體性是系統(tǒng)最基

19、本的特性。系統(tǒng)整體所獲得的新的特性、新的功能是各組成要素在孤立狀態(tài)時(shí)所沒(méi)有的。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念u任何物質(zhì)系統(tǒng)都具有層次性，層次具有多樣性。l縱向的母子系統(tǒng)，可構(gòu)成垂直系統(tǒng)的層次；l橫向的同一層次中，又可構(gòu)成各種平行的系統(tǒng)；l縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，又可構(gòu)成各種交叉層次 。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述l系統(tǒng)的概念是相對(duì)相對(duì)的，以考慮問(wèn)題的角度不同而異。l例如：（1）單機(jī)（如一臺(tái)CNC機(jī)床）（2）單機(jī)+輸送設(shè)備等=制造系統(tǒng)（FMS）（3）制造系統(tǒng)+規(guī)劃管理=集成系統(tǒng)（CIMS）正確理解系統(tǒng)的概念正確理解系統(tǒng)

20、的概念機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述l系統(tǒng)工程的思想是：從整體目標(biāo)出發(fā)，將總體功能分解成若干功能單元，找出能夠完成各個(gè)單元功能的技術(shù)方案，再把功能與技術(shù)方案合成、組合、分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)選，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在給定條件下的整體優(yōu)化。正確理解系統(tǒng)的概念正確理解系統(tǒng)的概念機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述l發(fā)展機(jī)電一體化的系統(tǒng)技術(shù)，自覺(jué)應(yīng)用好系統(tǒng)工程的概念和方法，把握好系統(tǒng)的組成和作用規(guī)律，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成敗具有關(guān)鍵作用和重要意義。冰山效應(yīng)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的目的是

21、設(shè)計(jì)出綜合性能最優(yōu)或較優(yōu)的總體方案，作為進(jìn)一步詳細(xì)設(shè)計(jì)的作為進(jìn)一步詳細(xì)設(shè)計(jì)的綱領(lǐng)和依據(jù)綱領(lǐng)和依據(jù)。總體方案的確定并非是一成不變的總體方案的確定并非是一成不變的，在詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)束后，應(yīng)再對(duì)整體性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)查，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)修改總體方案，甚至在樣機(jī)試制出來(lái)之后或在產(chǎn)品使用過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)總體方案存在問(wèn)題，也應(yīng)及時(shí)加以改進(jìn)。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述l它是從系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)的要求，綜合考慮各個(gè)部分之間的關(guān)系，從系統(tǒng)角度進(jìn)行優(yōu)化，確定系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。指導(dǎo)思想：從整體目標(biāo)出發(fā)；工作過(guò)程：綜合分析各組成單元的特性；設(shè)計(jì)結(jié)果：選擇合理的組合方案，得到最優(yōu)

22、解。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容前期工作準(zhǔn)備機(jī)電系統(tǒng)工作原理的設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)方案的選擇摩擦形式的選擇電路結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體精度分配總體設(shè)計(jì)報(bào)告機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.前期工作盡可能完善設(shè)計(jì)需求、背景技術(shù)資料、使用環(huán)境、設(shè)計(jì)對(duì)象的主要功能、初步技術(shù)指標(biāo)、現(xiàn)有條件等A.搜集國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料搜集國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料B.了解所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的使用要求了解所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的使用要求C.了解生產(chǎn)單位的加工能力了解生產(chǎn)單位的加工能力D.確定功能指標(biāo)

23、、安全性指標(biāo)等確定功能指標(biāo)、安全性指標(biāo)等總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2.機(jī)電系統(tǒng)工作原理的設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣取決于設(shè)計(jì)人員能否有效的對(duì)系統(tǒng)的總功能進(jìn)行合理的抽象抽象和分解分解，并能合理的運(yùn)用技術(shù)效應(yīng)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，勇于開(kāi)拓新的領(lǐng)域和探索新的工作原理，使總體設(shè)計(jì)方案最佳化，從而形成總體方案的初步輪廓?？傮w設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容3.機(jī)電系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)方案的選擇機(jī)械類(lèi)單元、電氣類(lèi)單元對(duì)于電氣類(lèi)功能單元在市場(chǎng)已有現(xiàn)成的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇。在市場(chǎng)上沒(méi)有的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行改進(jìn)，調(diào)試修改，完善提高，達(dá)到設(shè)計(jì)使用要求。總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容3

24、.機(jī)電系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)方案的選擇機(jī)械結(jié)構(gòu)是機(jī)電一體化產(chǎn)品的主體，也是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的載體。在某種意義上來(lái)講，主體機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)的總體布局有著決定性的影響。總體布局和主體機(jī)械結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含：總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、單元部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇主要結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須保證系統(tǒng)所要求的精度、工作穩(wěn)定可靠、制造工藝性好，應(yīng)符合運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)原則或誤差均化原理。 保證實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能 總目標(biāo) 降低制造成本 保障人和環(huán)境的安全 保證系統(tǒng)功能可靠的方法： 冗余配置 明確 基本原則 簡(jiǎn)單 安全可靠 功能載體工作原理明確功能載體使用工況明確零件數(shù)目盡可能減少幾何形狀簡(jiǎn)單規(guī)則采用標(biāo)準(zhǔn)零件構(gòu)件的可靠性功能可靠性工作安全性和環(huán)境適

25、應(yīng)性并聯(lián)冗余串聯(lián)冗余原理冗余例如：1、飛機(jī)上的備用發(fā)動(dòng)機(jī)（雙驅(qū)動(dòng)或三驅(qū)動(dòng)） 2、煤礦井下的水泵系統(tǒng)采用兩套或三套配置（一套運(yùn)轉(zhuǎn)、一套維修、一套備用）結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)原理與原則1 1) )運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)原則運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)原則空間物體有六個(gè)自由度，自由度S與約束q關(guān)系是：S = 6-q應(yīng)該合理施加約束，滿足物體所所需要的運(yùn)動(dòng)方式。要求約束： 1、點(diǎn)約束 2、約束點(diǎn)離開(kāi)遠(yuǎn)些 3、自由度限制方向應(yīng)垂直于被約束平面平面3maxq直線2maxq2 2) )、基準(zhǔn)面合一原則、基準(zhǔn)面合一原則 3)、傳動(dòng)鏈最短原則、傳動(dòng)鏈最短原則 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)最短傳動(dòng)鏈 好處：傳動(dòng)性能穩(wěn)定性愈好，傳動(dòng)精度愈高傳動(dòng)性能穩(wěn)定性愈好

26、，傳動(dòng)精度愈高 基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（圖紙上）工藝基準(zhǔn)（制造基準(zhǔn)）定位基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量滿足：定位基準(zhǔn)面與使用或加工基準(zhǔn)面統(tǒng)一原則，可以減小由于基準(zhǔn)不一致帶來(lái)的誤差。 電機(jī)變速箱運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)高分辨率控制電機(jī)直線電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直線電機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)一體化裝置4)、“三化三化”原則原則三化三化零件標(biāo)準(zhǔn)化部件通用化產(chǎn)品系列化“三化”原則是國(guó)家一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，是國(guó)家一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，優(yōu)點(diǎn)在于：互換性好；縮短制造周期；維護(hù)方便。如：課程設(shè)計(jì)或畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)的齒輪、滾珠絲杠、液壓缸尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)公稱(chēng)系列；選用材料牌號(hào)、規(guī)格符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等。5)、阿貝原則（提高精度原理）

27、、阿貝原則（提高精度原理） 德國(guó)人阿貝1890年提出對(duì)精密量?jī)x有指導(dǎo)意義的原則：若使量?jī)x測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，必須將測(cè)量?jī)x的讀數(shù)線尺安放在被測(cè)尺寸的延長(zhǎng)線上。 原因是這樣做避免了一階誤差。例如：游標(biāo)卡尺 不符合阿貝原則，精度較低 千分尺（螺旋測(cè)微儀） 符合阿貝原則，精度較高 此外還有一些原則，如：合理力流原則、變形協(xié)調(diào)原則、變形如：合理力流原則、變形協(xié)調(diào)原則、變形最小原則、平均效應(yīng)原則、穩(wěn)定性原則等。最小原則、平均效應(yīng)原則、穩(wěn)定性原則等?？傮w設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容4.摩擦形式的選擇摩擦現(xiàn)象十分復(fù)雜，按摩擦副的不同情況分類(lèi)為滑動(dòng)、滾動(dòng)摩擦，靜、動(dòng)摩擦，干、濕摩擦。設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)時(shí)要認(rèn)真

28、選擇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦形式，如果處理的不好，由于動(dòng)、靜摩擦力差別很大，造成爬行、振動(dòng)，會(huì)影響控制系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性?？傮w方案設(shè)計(jì)時(shí)，必須選擇具有適應(yīng)于工作要求摩擦形式的導(dǎo)軌。導(dǎo)軌副相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦形式有滑動(dòng)、滾動(dòng)、液體靜壓滑動(dòng)、氣體靜壓滑動(dòng)等幾種形式?？傮w設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容5.電路結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)在機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，執(zhí)行元件的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，從電路結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)方法可以分為兩大類(lèi)：1.設(shè)計(jì)選擇式l合理組合，滿足總體方案設(shè)計(jì)要求2.以設(shè)計(jì)為主，選擇單元為輔l設(shè)計(jì)要合理，且設(shè)計(jì)有抗干擾、過(guò)壓保護(hù)和過(guò)流保護(hù)電路。把強(qiáng)電、弱電單元分開(kāi)布置。l對(duì)于強(qiáng)電場(chǎng)干擾場(chǎng)合，電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

29、應(yīng)加入抗干擾元件和外加屏蔽罩，有效提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容6.機(jī)電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖的設(shè)計(jì)完成各功能單元后，采用各種符號(hào)或方塊圖形式表示各子系統(tǒng)功能單元?？刂葡到y(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)、機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)、機(jī)械主機(jī)系統(tǒng)等。根據(jù)總體設(shè)計(jì)的工作原理，畫(huà)出它們的總體圖、形成機(jī)、電、控有機(jī)結(jié)合的機(jī)電一體化系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。根據(jù)簡(jiǎn)圖，進(jìn)行方案論證，分析研究修改，確定最佳設(shè)計(jì)方案?？傮w設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容7.機(jī)電系統(tǒng)總體精度分配總體精度分配是將機(jī)、電、控、檢測(cè)各子系統(tǒng)的精度進(jìn)行分配。精度分配時(shí)，應(yīng)根據(jù)各子系統(tǒng)所用技術(shù)系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分配，不應(yīng)采取平均分配的方法。對(duì)于具有數(shù)

30、字特征的電、控、檢測(cè)子系統(tǒng)可按數(shù)字精度進(jìn)行分配；對(duì)于具有模擬量特征的機(jī)、電、檢測(cè)子系統(tǒng)，則可按技術(shù)難易程度進(jìn)行精度分配。總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容7.機(jī)電系統(tǒng)總體精度分配在精度初步分配后，要進(jìn)行誤差計(jì)算，把各子系統(tǒng)的誤差按系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差歸類(lèi)，分別計(jì)算，并與分配的精度進(jìn)行比較，進(jìn)行反復(fù)修改，使各個(gè)部分的精度盡可能合理。總體精度分配的目標(biāo)是以滿足總體精度為約束，使各個(gè)子系統(tǒng)的精度盡可能低低，達(dá)到獲得最佳性能價(jià)格比的目標(biāo)?？傮w設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容8.總體設(shè)計(jì)報(bào)告總結(jié)上述設(shè)計(jì)過(guò)程的各個(gè)方面，寫(xiě)出總體設(shè)計(jì)報(bào)告，為總體裝配圖和部件裝配圖的繪制做好準(zhǔn)備。總體設(shè)計(jì)報(bào)告要突出設(shè)計(jì)重點(diǎn)，

31、將所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)闡述清楚，同時(shí)應(yīng)列出所采取的措施及注意事項(xiàng)。l在機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)是總體設(shè)計(jì)的核心關(guān)鍵部分，具有戰(zhàn)略性和方向性的意義。l對(duì)總體功能進(jìn)行抽象和分解。l充分體現(xiàn)創(chuàng)造力的環(huán)節(jié)。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)復(fù)雜的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的模式分析抽象l1、設(shè)計(jì)任務(wù)抽象、設(shè)計(jì)任務(wù)抽象l從系統(tǒng)的功能出發(fā)，將設(shè)計(jì)任務(wù)抽象。為什么要抽象？突出基本的、必要的要求，擯棄偶然情況和枝節(jié)問(wèn)題，便于抓住設(shè)計(jì)問(wèn)題核心。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系

32、統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)復(fù)雜的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的模式分析抽象l1、設(shè)計(jì)任務(wù)抽象、設(shè)計(jì)任務(wù)抽象l從系統(tǒng)的功能出發(fā)，將設(shè)計(jì)任務(wù)抽象。為什么要抽象？避免構(gòu)思方案前形成的條條框框，放開(kāi)視野，尋求更為理想的設(shè)計(jì)方案。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)復(fù)雜的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的模式分析抽象l1、設(shè)計(jì)任務(wù)抽象、設(shè)計(jì)任務(wù)抽象l 實(shí)踐證明，通過(guò)有效的抽象化，設(shè)計(jì)人員能夠在不涉及具體解決方案的情況下，就完全可以清晰地掌握設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本功能和主要約束條件。l 緊抓設(shè)計(jì)中的主要矛盾，把思維注意力集中到關(guān)鍵問(wèn)題上來(lái)，最終可以準(zhǔn)確確定產(chǎn)品的總功能。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案

33、設(shè)計(jì)l1、設(shè)計(jì)任務(wù)抽象、設(shè)計(jì)任務(wù)抽象l從系統(tǒng)的功能出發(fā)，將設(shè)計(jì)任務(wù)抽象。如何將設(shè)計(jì)任務(wù)抽象？工程中常用的方法是“黑箱法黑箱法”。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l2、黑箱法、黑箱法l 所謂“黑箱”，就是指那些既不能打開(kāi)，又不能從外部直接觀察其內(nèi)部狀態(tài)的系統(tǒng)。人們的大腦只能通過(guò)信息的輸入輸出來(lái)確定其結(jié)構(gòu)和參數(shù)。 l 黑箱方法從綜合的角度為人們提供了一條認(rèn)識(shí)事物的重要途徑，尤其對(duì)某些內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，對(duì)迄今為止人們的力量尚不能分解的系統(tǒng)，黑箱理論提供的研究方法是非常有效的。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l2、黑箱法、黑箱法l 將待設(shè)計(jì)

34、的系統(tǒng)暫時(shí)看成一個(gè)黑箱，然后根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系來(lái)確定系統(tǒng)功能原理解原理解的一種方法。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l2、黑箱法、黑箱法l物質(zhì)流、能量流、信息流l物質(zhì)流是系統(tǒng)的工作對(duì)象和載體。能量流存在于能量變換與傳遞的整個(gè)過(guò)程，系統(tǒng)工作過(guò)程所需的能量形態(tài)變化和實(shí)現(xiàn)動(dòng)作過(guò)程所需動(dòng)力。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l2、黑箱法、黑箱法l物質(zhì)流、能量流、信息流信息流是反映信號(hào)、數(shù)據(jù)檢測(cè)、傳輸、變換和顯示的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作過(guò)程的操縱、控制及信息傳輸、變換和顯示?！叭詣?dòng)全自動(dòng)”照相機(jī)的主要信息流照相機(jī)的主要信息流“全自動(dòng)全自動(dòng)”照相機(jī)照

35、相機(jī)調(diào)焦電機(jī)控制信號(hào)調(diào)焦電機(jī)控制信號(hào)光圈電機(jī)控制信號(hào)光圈電機(jī)控制信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)光強(qiáng)信號(hào)光強(qiáng)信號(hào)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l2、黑箱法、黑箱法lCNC齒輪測(cè)量中心CNC齒輪測(cè)量中心齒輪測(cè)量中心（黑箱）（黑箱）測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果被測(cè)工件被測(cè)工件驅(qū)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)能測(cè)量要求測(cè)量要求溫度溫度振動(dòng)振動(dòng)灰塵灰塵噪聲噪聲振動(dòng)振動(dòng)無(wú)功熱無(wú)功熱CNC齒輪測(cè)量中心的黑箱示意圖齒輪測(cè)量中心的黑箱示意圖機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l2、黑箱法、黑箱法l用黑箱法進(jìn)行露天礦開(kāi)采挖掘機(jī)的方案設(shè)計(jì)挖掘機(jī)挖掘機(jī)煤（礦）煤（礦）驅(qū)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)能啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)溫度溫度濕度

36、濕度灰塵灰塵噪聲噪聲振動(dòng)振動(dòng)熱量熱量煤（裝車(chē)）煤（裝車(chē)）挖運(yùn)能力挖運(yùn)能力停止信號(hào)停止信號(hào)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l3、總功能分解、總功能分解l黑箱法求解過(guò)程就是黑箱白化的過(guò)程。l通常情況下，系統(tǒng)都是較為復(fù)雜的，很難直接求得滿足總功能的系統(tǒng)方案。l功能分解法機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l3、總功能分解、總功能分解l 功能分解的目的是把給定的總功能逐步分解為一組可實(shí)現(xiàn)的、低復(fù)雜度的子功能，使得子功能可以直接映射到結(jié)構(gòu)或組件上，并由此得到產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)模型。這是一個(gè)由粗到細(xì)，由抽象到具體的過(guò)程。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)

37、計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l3、總功能分解、總功能分解l 功能分解的一般方法是將總功能逐級(jí)分解為一級(jí)子功能、二級(jí)子功能等，其末端是基本功能，稱(chēng)為功能元。l 功能元足夠小能夠直接由相應(yīng)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。l 如何判斷功能分解的結(jié)束，仍然是一個(gè)開(kāi)放性的問(wèn)題。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l3、總功能分解、總功能分解l最小的基本分功能或滿足功能要求的最小單位稱(chēng)之為功能元功能元。l機(jī)電一體化系統(tǒng)基本功能元：物理功能元物理功能元：變換、合并分離、傳導(dǎo)隔阻、儲(chǔ)存邏輯功能元邏輯功能元：與、或、非數(shù)學(xué)功能元數(shù)學(xué)功能元：加、減、乘、除、乘方、開(kāi)方、微分、積分機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)

38、計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l3、總功能分解、總功能分解l通過(guò)逐級(jí)分解的功能，找出相應(yīng)的基本功能的實(shí)現(xiàn)原理、實(shí)現(xiàn)方法、實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)裝置。l功能分解可圖解為樹(shù)狀結(jié)構(gòu)。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l3、總功能分解、總功能分解l功能分解有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)，即將系統(tǒng)根據(jù)功能分解為若干模塊，通過(guò)模塊的不同組合，可以得到不同品種、不同規(guī)格的產(chǎn)品。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)例：點(diǎn)鈔機(jī)l抽象總功能黑箱法機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)例：點(diǎn)鈔機(jī)l抽象總功能黑箱法點(diǎn)鈔機(jī)鈔票電真鈔票（

39、計(jì)數(shù)）假鈔票（報(bào)警） 計(jì)數(shù)、鑒偽計(jì)數(shù)、鑒偽機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)例：點(diǎn)鈔機(jī)l功能分解逐級(jí)分解直至找到功能元 最小的功能單位點(diǎn)鈔機(jī)（計(jì)數(shù)、鑒偽）計(jì)數(shù)功能鑒偽功能輔助功能捻抄出抄接抄計(jì)數(shù)磁 光錄碼網(wǎng)絡(luò)報(bào)警機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)拉伸儀試件電變形后的試件數(shù)據(jù)（力、變形）例：材料拉伸試驗(yàn)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)材料拉伸試驗(yàn)機(jī)的功能樹(shù)力變形測(cè)量力變形測(cè)量試件拉伸試件拉伸力測(cè)量力測(cè)量變形測(cè)量變形測(cè)量動(dòng)作控制動(dòng)作控制試試件件夾夾持持松松開(kāi)開(kāi)夾頭移動(dòng)夾

40、頭移動(dòng)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)形形式式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換速速度度轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換信信號(hào)號(hào)取取得得放放大大顯顯示示開(kāi)開(kāi)機(jī)機(jī)停停機(jī)機(jī)自自動(dòng)動(dòng)停停機(jī)機(jī)信信號(hào)號(hào)取取得得放放大大顯顯示示機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)榨汁機(jī)水果塊電果汁（液、渣）熱、振動(dòng)例：榨汁機(jī)機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)榨汁機(jī)的功能樹(shù)粉碎水果粉碎水果輔助功能輔助功能粉碎水果粉碎水果安全功能安全功能動(dòng)作控制動(dòng)作控制自自動(dòng)動(dòng)殘殘?jiān)址蛛x離自自動(dòng)動(dòng)輸輸出出果果汁汁放放水水果果切切水水果果防防外外濺濺開(kāi)開(kāi)機(jī)機(jī)停停機(jī)機(jī)過(guò)過(guò)溫溫保保護(hù)護(hù)防防刀刀具具飛飛出出機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)

41、計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l3、總功能分解、總功能分解l露天礦開(kāi)采挖掘機(jī)功能分解圖機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l4、尋找子功能解、尋找子功能解l 各種功能實(shí)施的基礎(chǔ)：以自然科學(xué)原理為基礎(chǔ)的技術(shù)效應(yīng)，例如以物理學(xué)為主要技術(shù)基礎(chǔ)的力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等原理廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域，即所謂的物理效應(yīng)。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)l4、尋找子功能解、尋找子功能解l同一種功能可以用不同的技術(shù)效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，選出最佳的功能元實(shí)施原理方案，有以下途徑可以參考：參考資料、專(zhuān)利、產(chǎn)品；利

42、用創(chuàng)造性思維；利用設(shè)計(jì)目錄。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)4、尋找子功能解、尋找子功能解參考資料、專(zhuān)利、產(chǎn)品 多觀察、多積累已有相關(guān)產(chǎn)品或?qū)＠男路f工作原理，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)才能左右逢源。（a）切向力 （b）摩擦力 （c）氣體力機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)4、尋找子功能解、尋找子功能解參考資料、專(zhuān)利、產(chǎn)品 多觀察、多積累已有相關(guān)產(chǎn)品或?qū)＠男路f工作原理，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)才能左右逢源。（d）負(fù)壓吸力 （e）重力 （f）靜電吸力機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)4、尋找子

43、功能解、尋找子功能解利用創(chuàng)造性思維 TRIZ理論TRIZ 故事故事1通紅的玻璃板通紅的玻璃板 在玻璃批量生產(chǎn)線上，對(duì)玻璃先進(jìn)行加熱然后再進(jìn)行加工，在玻璃批量生產(chǎn)線上，對(duì)玻璃先進(jìn)行加熱然后再進(jìn)行加工，加工完成后的玻璃仍處于通紅狀態(tài)，需要將其輸送到指定位加工完成后的玻璃仍處于通紅狀態(tài)，需要將其輸送到指定位置直至冷卻下來(lái)。置直至冷卻下來(lái)。 現(xiàn)在的問(wèn)題是，因?yàn)椴Ａн€處于高溫，呈現(xiàn)柔軟的狀態(tài)，在現(xiàn)在的問(wèn)題是，因?yàn)椴Ａн€處于高溫，呈現(xiàn)柔軟的狀態(tài)，在滾軸傳輸線的輸送過(guò)程中會(huì)因?yàn)橹亓ο麓苟斐勺冃?，?dǎo)致滾軸傳輸線的輸送過(guò)程中會(huì)因?yàn)橹亓ο麓苟斐勺冃?，?dǎo)致玻璃表面凹凸不平，后續(xù)需要大量的打磨工作來(lái)進(jìn)行修正。玻璃

44、表面凹凸不平，后續(xù)需要大量的打磨工作來(lái)進(jìn)行修正。 年輕的工程師提出將傳輸線上的滾軸直徑做到盡量小，以減年輕的工程師提出將傳輸線上的滾軸直徑做到盡量小，以減少玻璃懸空的面積，提高玻璃的平度。少玻璃懸空的面積，提高玻璃的平度。 “我們可以將滾軸直徑像火柴棍一樣細(xì)，我們可以將滾軸直徑像火柴棍一樣細(xì)，”年輕的工程師說(shuō)，年輕的工程師說(shuō)，“組成一個(gè)傳輸線組成一個(gè)傳輸線”。 “那么，每米長(zhǎng)度內(nèi)將有大約那么，每米長(zhǎng)度內(nèi)將有大約500 個(gè)滾軸，安裝時(shí)需要像做個(gè)滾軸，安裝時(shí)需要像做珠寶首飾一樣細(xì)致。珠寶首飾一樣細(xì)致?！崩瞎こ處熣f(shuō)，老工程師說(shuō)，“想一想這個(gè)傳輸線的想一想這個(gè)傳輸線的造價(jià)。造價(jià)?！?“我認(rèn)為我們不能再

45、考慮滾軸傳輸線，我認(rèn)為我們不能再考慮滾軸傳輸線，”一位工程師說(shuō)一位工程師說(shuō)“最最好用新的方法來(lái)替代它。好用新的方法來(lái)替代它?！?“有什么號(hào)辦法呢？有什么號(hào)辦法呢？”年輕的工程師說(shuō)道年輕的工程師說(shuō)道 突然，突然，TRIZ 先生出現(xiàn)了。先生出現(xiàn)了。 “讓我們來(lái)研究一下這個(gè)問(wèn)題，讓我們來(lái)研究一下這個(gè)問(wèn)題，”他說(shuō)，他說(shuō)，“從方法從方法上來(lái)選擇。上來(lái)選擇。” 隨后，一個(gè)基于分割原理的解決方案展示了出來(lái)：隨后，一個(gè)基于分割原理的解決方案展示了出來(lái)：突破常規(guī)思維的限制，將滾軸直徑無(wú)限縮小，小到頭突破常規(guī)思維的限制，將滾軸直徑無(wú)限縮小，小到頭發(fā)絲、發(fā)絲、1/100 毫米、毫米、1/1000 毫米、毫米、1/1

46、0000 毫米毫米一一直分割下去，會(huì)是什么呢？物質(zhì)呈現(xiàn)分子、原子狀態(tài)。直分割下去，會(huì)是什么呢？物質(zhì)呈現(xiàn)分子、原子狀態(tài)。 解決方案是：用熔化的錫來(lái)代替滾軸。傳輸線是一解決方案是：用熔化的錫來(lái)代替滾軸。傳輸線是一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的、盛滿熔化錫的槽子。由于錫的熔點(diǎn)低而沸個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的、盛滿熔化錫的槽子。由于錫的熔點(diǎn)低而沸點(diǎn)高，正適合通紅的玻璃板的冷卻溫度區(qū)間，熔化錫點(diǎn)高，正適合通紅的玻璃板的冷卻溫度區(qū)間，熔化錫在重力作用下，會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)絕對(duì)平面，可以很好地在重力作用下，會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)絕對(duì)平面，可以很好地滿足此工序的要求。滿足此工序的要求。 而基于這個(gè)解決方案，又出現(xiàn)了很多的專(zhuān)利，比如而基于這個(gè)解決方案，又出現(xiàn)了很多的

47、專(zhuān)利，比如給錫通電可以與磁鐵一起作用，來(lái)完成對(duì)玻璃的成型給錫通電可以與磁鐵一起作用，來(lái)完成對(duì)玻璃的成型加工。加工。TRIZ 故事故事2巨大的過(guò)濾器巨大的過(guò)濾器一家工廠獲得了一個(gè)大訂單，產(chǎn)品是一個(gè)圓柱形過(guò)濾器，一家工廠獲得了一個(gè)大訂單，產(chǎn)品是一個(gè)圓柱形過(guò)濾器，圓柱的直徑圓柱的直徑1 米，長(zhǎng)度米，長(zhǎng)度2 米，軸向均勻分布直徑為米，軸向均勻分布直徑為0.5 毫毫米的密密麻麻的很多過(guò)濾通孔。米的密密麻麻的很多過(guò)濾通孔。 工程師們看到圖紙后都驚呆了，每個(gè)過(guò)濾器要加工出工程師們看到圖紙后都驚呆了，每個(gè)過(guò)濾器要加工出成千上萬(wàn)個(gè)軸向小孔。成千上萬(wàn)個(gè)軸向小孔。 “我們?cè)撊绾蝸?lái)加工這么多的小孔呢？我們?cè)撊绾蝸?lái)加工

48、這么多的小孔呢？”總工程師問(wèn)總工程師問(wèn)大家，大家，“用鉆床來(lái)鉆嗎？用鉆床來(lái)鉆嗎？” “顯然，鉆這么長(zhǎng)的小孔是不可能實(shí)現(xiàn)的，也許可以顯然，鉆這么長(zhǎng)的小孔是不可能實(shí)現(xiàn)的，也許可以用高溫鐵針來(lái)扎出這些孔，用高溫鐵針來(lái)扎出這些孔，”一位年輕的工程師毫無(wú)把一位年輕的工程師毫無(wú)把握地說(shuō)道。握地說(shuō)道。 所有的工程師都陷入了沉默。所有的工程師都陷入了沉默。 這似乎是一個(gè)無(wú)法解決的難題。這似乎是一個(gè)無(wú)法解決的難題。 突然，突然，TRIZ 先生出現(xiàn)了。先生出現(xiàn)了。 “我們既不需要鉆床，也不需要鐵針，這件事應(yīng)該這我們既不需要鉆床，也不需要鐵針，這件事應(yīng)該這樣來(lái)考慮樣來(lái)考慮” 隨后，一個(gè)基于局部質(zhì)量原理的解決方案展示

49、了出來(lái)：隨后，一個(gè)基于局部質(zhì)量原理的解決方案展示了出來(lái)： 將過(guò)濾器的功能進(jìn)行分解，其主要構(gòu)成元素是過(guò)濾孔將過(guò)濾器的功能進(jìn)行分解，其主要構(gòu)成元素是過(guò)濾孔和基體，有用功能的元素是過(guò)濾孔，即過(guò)濾孔是有用的和基體，有用功能的元素是過(guò)濾孔，即過(guò)濾孔是有用的局部質(zhì)量。每個(gè)過(guò)濾孔不就是一條管子嗎！局部質(zhì)量。每個(gè)過(guò)濾孔不就是一條管子嗎！ 拿一些細(xì)管，并捆扎起來(lái)，就形成了過(guò)濾器。這種過(guò)拿一些細(xì)管，并捆扎起來(lái)，就形成了過(guò)濾器。這種過(guò)濾器的組裝制造和拆離都可以非常方便的完成。濾器的組裝制造和拆離都可以非常方便的完成。 用細(xì)圓棒做原料，然后捆扎起來(lái)，而圓棒之間的空隙用細(xì)圓棒做原料，然后捆扎起來(lái)，而圓棒之間的空隙就形成

50、了過(guò)濾孔，也可以實(shí)現(xiàn)過(guò)濾器的功能。就形成了過(guò)濾孔，也可以實(shí)現(xiàn)過(guò)濾器的功能。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)4、尋找子功能解、尋找子功能解利用設(shè)計(jì)目錄 設(shè)計(jì)目錄是一種設(shè)計(jì)信息庫(kù)，它通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程中所需的大量信息，有規(guī)律地加以分類(lèi)、排列、儲(chǔ)存，便于設(shè)計(jì)者查找和使用。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)5、原理解組合、原理解組合將各功能元的解合理組合，得到系統(tǒng)的原理解。分功能之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系1.串聯(lián)結(jié)構(gòu)2.并聯(lián)結(jié)構(gòu)3.回路結(jié)構(gòu)功能元解的組合機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)5、原

51、理解組合、原理解組合分功能之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系1.串聯(lián)結(jié)構(gòu)又稱(chēng)順序結(jié)構(gòu)，反映分功能時(shí)間、空間順序或因果關(guān)系。 F1F2F3固定臺(tái)虎鉗工件夾緊機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)5、原理解組合、原理解組合分功能之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系2.并聯(lián)結(jié)構(gòu)又稱(chēng)選擇結(jié)構(gòu)，幾個(gè)分功能作為手段共同完成一個(gè)目的。 F1F2F3夾緊工件旋轉(zhuǎn)工件夾緊刀具送進(jìn)刀具機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)5、原理解組合、原理解組合分功能之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系3.回路結(jié)構(gòu)又稱(chēng)環(huán)形結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)反饋的作用。 F1F2F3機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)

52、電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)5、原理解組合、原理解組合功能元解的組合解解p1pjpmp2分功能分功能F1F2FiFn組合組合1 1組合組合2 2機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)5、原理解組合、原理解組合功能元解的組合l進(jìn)行方案構(gòu)思選擇系統(tǒng)原理方案時(shí)，用“窮盡法”將各分功能的解全部列出，就可寫(xiě)出功能-功能解的形態(tài)學(xué)矩陣，形態(tài)即相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)各分功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和技術(shù)手段。l形態(tài)學(xué)矩陣建立在功能分解和功能求解的基礎(chǔ)上，得到多種可行方案，經(jīng)篩選、評(píng)價(jià)可以獲得最佳方案。形態(tài)學(xué)矩陣列表 12345F1F11F12F13F2F21F22F23F24F25F3F31F32F33F

53、34功能解分功能理論上組合出的的方案數(shù)為：N=35460機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)挖掘機(jī)原理解組合N=3N=33 32 23 31 14 44 43 34=103684=10368機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)（A1+B1+C2+D2+E1+F1+G2+H2+I1A1+B1+C2+D2+E1+F1+G2+H2+I1） 履帶式正鏟機(jī)械挖掘機(jī)履帶式正鏟機(jī)械挖掘機(jī)挖掘機(jī)原理解組合機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)（A3+B1+C1+D2+E1+F2+G3+H1+I2A3+B1+C1+D2+E1+F2+G3+H1+I2） 輪胎式正鏟液壓挖掘機(jī)輪胎式正鏟液壓挖掘機(jī)挖掘機(jī)原理解組合機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)6、評(píng)價(jià)與決策、評(píng)價(jià)與決策