第4章 創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法課件

第四章創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法內(nèi)容：創(chuàng)造性思維及方法、創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法與實(shí)例、機(jī)構(gòu)組合原理與創(chuàng)新§4-1常規(guī)性設(shè)計(jì)與創(chuàng)新性設(shè)計(jì)一.常規(guī)性設(shè)計(jì)與創(chuàng)新性設(shè)計(jì)常規(guī)性設(shè)計(jì)：在給定機(jī)械結(jié)構(gòu)或只對(duì)某些結(jié)構(gòu)作微小改動(dòng)，主要內(nèi)容：尺度設(shè)計(jì)、動(dòng)力設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)：特別強(qiáng)調(diào)人在總體方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的主導(dǎo)性、創(chuàng)造性作用機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本特征1.約束性：1）科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等發(fā)展?fàn)顩r和水平的限制；2）生產(chǎn)廠家所提供的特定要求、條件的限制；3）涉及環(huán)境、法律、社會(huì)心理、地域文化等因素。2.多解性：解決同一技術(shù)問題的方法是多種多樣的。滿足一定目的的設(shè)計(jì)方案也不是唯一的。3.相對(duì)性：任何設(shè)計(jì)結(jié)論和結(jié)果都是相對(duì)準(zhǔn)確，不是絕對(duì)完備的。要求：1）設(shè)計(jì)者必須學(xué)會(huì)辨別思考；2）設(shè)計(jì)者可盡力顯示和發(fā)揮自己的創(chuàng)造才能。設(shè)計(jì)對(duì)象由多種要素構(gòu)成的功能系統(tǒng)尺寸的確定結(jié)構(gòu)形式的構(gòu)思參數(shù)的選擇很強(qiáng)的可選擇性很大的思維空間二.創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特征與一般過程：1.創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特征1）獨(dú)創(chuàng)性：新奇、新穎、獨(dú)特、和非重復(fù)性的結(jié)果2）綜合性：3）人為目的性：創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一種有目的的活動(dòng)4）社會(huì)價(jià)值性：5）探索性：概念、事實(shí)、信息結(jié)合新的成果學(xué)術(shù)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、審美價(jià)值等創(chuàng)新通常在知識(shí)、方法、手段等不充分的條件下進(jìn)行的探索活動(dòng)。7）多向性：通過發(fā)散、換元、轉(zhuǎn)向等獲得新的思路和方案。6）推理性：善于縱向、橫向、逆向推理2.創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一般過程：1）準(zhǔn)備期2）醞釀期3）明朗期4）驗(yàn)證期三.創(chuàng)造性思維----走進(jìn)思維的新區(qū)：

思維是人腦對(duì)所接受和已儲(chǔ)存的來自客觀世界的信息進(jìn)行有意識(shí)或無意識(shí)、直接的或間接的加工處理，從而產(chǎn)生新信息的過程。這些新信息可能是客觀實(shí)體的表象，也可能是客觀事物的本質(zhì)屬性或內(nèi)部聯(lián)系，還可能是人腦機(jī)能產(chǎn)生出的新的客觀實(shí)體。（一）思維的類型：1.形象思維與抽象思維：也稱具體思維或具體形象思維。是對(duì)事物形象的一般特征的反映又叫邏輯思維，是憑借抽象的概念和推論為思維方式反映事物的或現(xiàn)象的屬性和本質(zhì)。思維材料側(cè)重于語言、思維推理、數(shù)字、符號(hào)等。嚴(yán)密靈活二者結(jié)合2.發(fā)散思維與集中思維：

發(fā)散思維又叫輻射思維、擴(kuò)散思維、分散思維、求異思維、開放思維等。它是一種根據(jù)信息，不依常規(guī)，多方位尋求問題的答案。其特點(diǎn)是從給定的信息中產(chǎn)生眾多的信息輸出，看到一樣，想到多樣，看到一樣，想到異樣；并由此導(dǎo)致思路的轉(zhuǎn)移和躍進(jìn)。發(fā)散思維是構(gòu)成創(chuàng)造性思維的基本形式之一，是創(chuàng)造的出發(fā)點(diǎn)。集中思維：又稱輻軸思維、收斂思維、求同思維，它視某種研究對(duì)象為中心，在大量設(shè)想或多種方案的基礎(chǔ)上，通過比較、篩選、組合、論證，得出現(xiàn)存條件下解決問題的最佳方案。發(fā)散思維與集中思維互相補(bǔ)充、相輔相成。3.邏輯思維與非邏輯思維：邏輯思維：嚴(yán)格遵循邏輯規(guī)則，按部就班，有條不紊的一種思維方式。非邏輯思維：不嚴(yán)格遵循邏輯規(guī)則，突破常規(guī)，具有更靈活的自由思維方式。非邏輯思維方式是聯(lián)想、想象、直覺、和靈感。4.直達(dá)思維與旁通思維：直達(dá)思維始終靠近解決問題的要求而進(jìn)行思考。旁通思維

通過對(duì)問題的分析，將問題轉(zhuǎn)化成另一個(gè)等價(jià)或中介問題間接求解。5.動(dòng)態(tài)思維和有序思維：動(dòng)態(tài)思維是一種運(yùn)動(dòng)的、不斷調(diào)移的、不斷優(yōu)化的思維活動(dòng)。它的根本特點(diǎn)是根據(jù)不斷變化的環(huán)境、條件來改變自己的思維秩序、思維方向，對(duì)事物進(jìn)行調(diào)整、控制，從而達(dá)到優(yōu)化的思維目標(biāo),它是我們工作和學(xué)習(xí)經(jīng)常用到的思維形式。有序思維是一種按一定規(guī)則和秩序進(jìn)行有目的的思維方式，它是眾多創(chuàng)造方法的基礎(chǔ)。（二）創(chuàng)造性思維：1.創(chuàng)造性思維的概念：既是一種思維的類型，又是一種最高層次的思維活動(dòng)，它是建立在前述各類思維基礎(chǔ)上的人腦機(jī)能在外界信息激勵(lì)下、自覺綜合主觀和客觀信息產(chǎn)生新的客觀實(shí)體(如文學(xué)藝術(shù)的新創(chuàng)新，工程技術(shù)領(lǐng)域中的新成果，自然規(guī)律或科學(xué)理論的新發(fā)現(xiàn)等)的思維活動(dòng)和過程。2.創(chuàng)造性思維的特點(diǎn)：1）突破性與求異性；2）連動(dòng)性：縱向、橫向、逆向連動(dòng)3）多向性：發(fā)散機(jī)智、換元機(jī)智、轉(zhuǎn)向機(jī)智、創(chuàng)優(yōu)機(jī)智4）偶然性：5）綜合性：（三）創(chuàng)造性思維的誤區(qū)：1.“我沒有創(chuàng)造性，只有天才才能創(chuàng)造”；2.只相信權(quán)威的答案，盲目的遵循書本上的設(shè)計(jì)規(guī)則；3.逃避風(fēng)險(xiǎn)、怕失敗，有消極的思想；4.創(chuàng)造無意義或危害他人身體健康與安全的發(fā)明。（四）創(chuàng)造性思維方法1.邏輯推理類：分析法、變化法、類推法、演繹法、歸納法類比法、觀察法、自然現(xiàn)象探求法、組合法、分解法2.信息啟發(fā)類：新技術(shù)應(yīng)用法、技術(shù)移植法（原理、結(jié)構(gòu)、材料、方法）、專利利用法、情報(bào)整理法、橫向思考法、逆向思考法、信息交合法3.市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)類：缺點(diǎn)列舉法、用途擴(kuò)展法、功能誘導(dǎo)法、應(yīng)需創(chuàng)造法、希望點(diǎn)列舉法、等價(jià)變換法廢物利用法4.思維技巧類：逐步逼近法、模仿法、提示目錄法、思路提示法、相關(guān)樹法5.靈感類創(chuàng)造方法：大膽設(shè)想法、捕捉機(jī)遇法、聯(lián)想法、形象思維法、靈感法、互相激勵(lì)法§4-2創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法一.創(chuàng)新能力的開發(fā)：重點(diǎn)做到以下幾點(diǎn)1.靈感是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的火花：要主動(dòng)觸發(fā)、及時(shí)捕捉2.掌握創(chuàng)新設(shè)計(jì)技法：3.人人具有創(chuàng)造性：實(shí)現(xiàn)自我突破4.加強(qiáng)創(chuàng)造能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練：積極參加創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)5.矛盾是促進(jìn)創(chuàng)造力的動(dòng)力：6.遇到問題要深入探索：創(chuàng)造技法是以創(chuàng)造學(xué)理論、創(chuàng)造思維規(guī)律為基礎(chǔ)，通過廣泛創(chuàng)造活動(dòng)概括總結(jié)出來的創(chuàng)造發(fā)明的技巧和方法。掌握創(chuàng)造技法能更自覺、更巧妙地進(jìn)行創(chuàng)造。二.創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本原理與法則：1.創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法的基本原理1）主動(dòng)原理:勇于設(shè)問探索2）刺激原理:對(duì)外界刺激有興趣3）希望原理:不滿現(xiàn)狀,追求完美4）環(huán)境原理:心態(tài)好,無壓力5）多多益善原理:設(shè)想越多,成功幾率越大6）壓力原理:有壓力有競(jìng)爭(zhēng),就會(huì)有創(chuàng)造2.創(chuàng)新設(shè)計(jì)法則1）分析與綜合法則包括：先進(jìn)技術(shù)成果綜合法、多學(xué)科技術(shù)綜合法、新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)綜合法（改造更新）、自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)綜合法。綜合：從方法論的角度看是指將研究對(duì)象的各個(gè)部分、各個(gè)方面和各種因素聯(lián)系起來加以考慮，從整體上把握事物的本質(zhì)和規(guī)律的一種思維法則。綜合創(chuàng)造,則是指運(yùn)用綜合法則的創(chuàng)新功能去尋求新的創(chuàng)造。例如：同步帶的出現(xiàn)，可以說是摩擦帶傳動(dòng)技術(shù)與鏈傳動(dòng)技術(shù)的綜合。這種新型帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)準(zhǔn)確、傳遞功率較大的特點(diǎn)。例：方形罐頭自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)解：1）工藝動(dòng)作分析紙張的分離（取標(biāo)）；商標(biāo)紙上刷膠水；罐頭進(jìn)入和送出貼標(biāo)工位；貼標(biāo)、壓緊。2）取標(biāo)方案方案1方案2間接上膠方案33）商標(biāo)紙上上膠水問題4）罐頭自動(dòng)送入和送出工位5）將商標(biāo)緊壓在罐頭上問題的解決用壓刷法或橡膠壓蓋法如圖3-14。6）總體方案構(gòu)思2）還原法則（抽象法則）：是指創(chuàng)造者回到“創(chuàng)造原點(diǎn)”進(jìn)行創(chuàng)新思考的一種創(chuàng)造模式。例：1.人們創(chuàng)造了“錨”，目的是用來停泊船只。3）對(duì)應(yīng)法則：相似對(duì)應(yīng)聯(lián)想、對(duì)比對(duì)應(yīng)聯(lián)想、接近對(duì)應(yīng)聯(lián)想

還原換元，是還原創(chuàng)造的基本模式。還原換元指先還原后換元。還原思考時(shí)，不以現(xiàn)有事物的改進(jìn)作為起點(diǎn)，沿著現(xiàn)成技術(shù)思想的指向繼續(xù)同向延伸，而是首先拋棄思維定勢(shì)的影響，追本溯源，使創(chuàng)造起點(diǎn)還原到創(chuàng)造原點(diǎn)，再通過置換有關(guān)技術(shù)元素進(jìn)行創(chuàng)造。2.食品保鮮裝置的新設(shè)計(jì)。冷凍保鮮殺菌和抑制微生物的生長(zhǎng)微波保鮮裝置、電子保鮮裝置。是從某一思維對(duì)象想到與它具有某些相似特征的另一思維對(duì)象的聯(lián)想思維。這種相似，既可能是形態(tài)上的，也可能是空間、時(shí)間、功能等意義上的。尤其是把表面相差很大的，但意義上相似的事物聯(lián)想起來，更有助于將創(chuàng)造思路從某一領(lǐng)域引導(dǎo)到另一領(lǐng)域。相似對(duì)應(yīng)聯(lián)想例1：金屬扎制方法。繩索扭曲變短聯(lián)想例2：繩梯式柔軟執(zhí)行元件。例3：倍角機(jī)構(gòu)。聯(lián)想例4：利用陀螺效應(yīng)的磨削裝置例5：液面升降自動(dòng)記錄儀接近聯(lián)想：是從某一思維對(duì)象想到與它有接近關(guān)系的思維對(duì)象上去的聯(lián)想思維。

驅(qū)動(dòng)風(fēng)鉆的壓縮空氣-氣動(dòng)剎車裝置對(duì)比聯(lián)想：是由事物間完全對(duì)立或存在某些差異而引起的聯(lián)想。由于是從對(duì)立的、顛倒的角度去思考問題，因而具有背逆性和批判性，常會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)變思路、出奇制勝的良好效果。例1：吸塵器例2：槽輪機(jī)構(gòu)4）移植法則：縱向、橫向、綜合、技術(shù)移植法?！八街?，可以攻玉”。若能吸取、借用某一領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)成果，引用或滲透到其他領(lǐng)域，用以變革或改進(jìn)已有事物或開發(fā)新產(chǎn)品，就是移植創(chuàng)造。

例如：在設(shè)計(jì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的化油器時(shí)，人們移植了香水噴霧器的工作原理；有軌電車的設(shè)計(jì)，移植了滑冰鞋溜冰的運(yùn)行原理；火車黑匣子設(shè)計(jì)移植了飛機(jī)黑匣子的設(shè)計(jì)原理；組合機(jī)床、模塊化機(jī)床的設(shè)計(jì)移植了積木玩具的結(jié)構(gòu)方式。移植創(chuàng)造的基本特征：1）移植是借用已有技術(shù)成果進(jìn)行新目的下的再創(chuàng)造，它使已有技術(shù)在新的應(yīng)用領(lǐng)域得到延續(xù)和拓展；2）移植實(shí)際上是各種事物的技術(shù)和功能相互之間的轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散；

3）移植領(lǐng)域之間的差別越大，則移植創(chuàng)造的難度越大，成果的創(chuàng)造性也越明顯。5）離散法則：6）強(qiáng)化法則：7）換元法則：又稱替換或代替，如代用材料、零件、方法等。8）迂回法則：原理：是把某一創(chuàng)造對(duì)象進(jìn)行科學(xué)的分解或離散，使主要問題從復(fù)雜現(xiàn)象中暴露出來，從而理清創(chuàng)造者的思路，便于抓住主要矛盾或?qū)で竽撤N設(shè)計(jì)特色。輸入？分離輸出已知事物A新事物A1或A29）組合法則：在發(fā)明創(chuàng)造活動(dòng)中，按照所采用的技術(shù)的來源分兩類：1）突破型發(fā)明：即在發(fā)明中采用全新的技術(shù)原理；2）采用已有的技術(shù)并進(jìn)行重新組合，從而形成新的發(fā)明。

組合創(chuàng)新法是指按照一定的技術(shù)原理，通過將兩個(gè)或多個(gè)功能元素合并，從而形成一種具有新功能的新產(chǎn)品、新工藝、新材料的創(chuàng)新方法。組合創(chuàng)新，由于形成組合的技術(shù)要素比較成熟，從事創(chuàng)新活動(dòng)一開始就站在一個(gè)比較高的起點(diǎn)，不需要花費(fèi)較多的時(shí)間、人力、物力去開發(fā)專門的新技術(shù)，不需要發(fā)明者對(duì)所應(yīng)用的每一種技術(shù)要素有較深的專門知識(shí)，因此難度相對(duì)較低，而成功率極高。組合創(chuàng)新法所使用的技術(shù)元素是已有的，當(dāng)時(shí)所實(shí)現(xiàn)的功能是新的，如果組合得當(dāng)，同樣可作出重大發(fā)明。例1：“阿波羅”宇宙飛船現(xiàn)有技術(shù)的組合例2：“CT掃描儀”的發(fā)明例3：蒸汽機(jī)的應(yīng)用從礦山排水發(fā)展到交通運(yùn)輸、冶金、機(jī)械、化工、紡織等一系列工業(yè)領(lǐng)域。組合創(chuàng)新方法：1.按組合的內(nèi)容分：功能組合、原理組合、結(jié)構(gòu)組合、材料組合等。2.按組合的方法分：同類組合、異類組合等。3.按組合的手段分：技術(shù)組合、信息組合等。功能組合：如右圖的多用工具材料組合：

有些應(yīng)用場(chǎng)合要求材料具有多種特征，而實(shí)際上很難找到一種同時(shí)具備這些特征的材料，通過某些特殊工藝將多種不同材料加以適當(dāng)組合，可以制造出滿足特殊要求的材料。如：V帶的材料為：化學(xué)纖維+橡膠+帆布；再如各種合金等。同類組合：

將同一種功能或結(jié)構(gòu)在一種產(chǎn)品上重復(fù)組合，滿足人們更高的要求，這也是一種常用的創(chuàng)新方法。例1：多面牙刷例2：雙萬向聯(lián)軸器例3：多根V帶多楔帶例4：雙蝸桿傳動(dòng)例5：大尺寸螺釘?shù)念A(yù)緊異類組合例1：多功能機(jī)床例：冷暖空調(diào)技術(shù)組合：是將現(xiàn)有的不同技術(shù)、工藝、設(shè)備等加以組合，形成解決新問題的技術(shù)手段的發(fā)明方法。信息組合：應(yīng)用組合法進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題是合理地選擇被組合的元素，為了解決這個(gè)問題，提高組合創(chuàng)新的效率，有人提出了一種非常有效的組合方法——信息組合。將待組合的元素制成表格，表格的交叉點(diǎn)即為可供選擇的組合方案。10）逆反法則：要突破思維定勢(shì)11）造型法則（仿形法則）：12）群體法則：三.創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法1.移植法：吸取、借助某一領(lǐng)域的科學(xué)成果，引用或滲透到其他領(lǐng)域，用以變革或改進(jìn)已有事物或開發(fā)新產(chǎn)品?！八街?，可以攻玉”。輸入？移植輸出已有技術(shù)成果（領(lǐng)域A）新技術(shù)成果（領(lǐng)域B）它的基本模式如右圖：例1：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)化油器的設(shè)計(jì)例3：火車黑匣子的設(shè)計(jì)香水噴霧器移植汽車發(fā)動(dòng)機(jī)化油器例2：有軌電車的設(shè)計(jì)溜冰鞋移植有軌電車?yán)?：組合機(jī)床、模塊化機(jī)床的設(shè)計(jì)飛機(jī)黑匣子移植火車黑匣子積木玩具移植2.延伸法：把現(xiàn)有產(chǎn)品稍加改進(jìn)，而可擴(kuò)大它的用途的方法。3.思維的擴(kuò)展法：打破常規(guī)思維如打夯機(jī)。慣性力的應(yīng)用4.仿生法：從自然界獲得靈感，再將其應(yīng)用于人造產(chǎn)品中的方法。

仿生法不是自然現(xiàn)象的簡(jiǎn)單再現(xiàn)，而是將模仿與現(xiàn)代科技手段相結(jié)合，設(shè)計(jì)出具有新功能的仿生系統(tǒng)，是對(duì)自然界的一種超越。1）原理仿生：模仿生物的生理原理而創(chuàng)造新事物的方法。如：蝙蝠超聲波應(yīng)用烏賊噴水船企鵝極地汽車2）結(jié)構(gòu)仿生：模仿生物的結(jié)構(gòu)取得創(chuàng)新成果的方法稱。如：蒼蠅和蜻蜓的復(fù)眼結(jié)構(gòu)復(fù)眼透鏡照相機(jī)植物的根系結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土海豚人造海豚皮蜂房蜂窩結(jié)構(gòu)的材料3）外形仿生：模仿生物外部形狀的創(chuàng)造方法。如：貓、虎的爪子——釘子鞋鮑魚——吸盤4）信息仿生：通過研究、模擬生物的感覺（包括視覺、嗅覺、聽覺、觸覺等）、語言、智能等信息及其儲(chǔ)存、提取、傳輸?shù)确矫娴臋C(jī)理，構(gòu)思和研制出新的信息系統(tǒng)的仿生方法稱信息仿生。水母——風(fēng)暴預(yù)警器5.仿真與變異法：仿真：模仿人或動(dòng)物的動(dòng)作體結(jié)構(gòu)功能等進(jìn)行創(chuàng)造的方法。變異：突破模仿的動(dòng)作另創(chuàng)新的動(dòng)作。如：各種各樣的機(jī)器人的誕生。挖掘機(jī)、搓元宵機(jī)、縫紉機(jī)6.自然現(xiàn)象探求法：7.專利利用法：8.機(jī)械系統(tǒng)搜索法：9.功能原理法：10.信息交合法：分析研究已經(jīng)公開的專利，啟發(fā)自己的創(chuàng)新思維。利用機(jī)械系統(tǒng)的各種組成方法，從中搜索出適合設(shè)計(jì)要求的新機(jī)構(gòu)，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)?？偣δ芊纸夥止δ芊治鼋M合新1）整體分解原則2）信息交合原則3）結(jié)晶篩選原則§4-3機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)一.簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的應(yīng)用：1.平行四邊形移動(dòng)式抓取機(jī)構(gòu)2.鑄錠供料機(jī)構(gòu)二.兩構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的應(yīng)用：三.鏈傳動(dòng)的變異與創(chuàng)新：1.傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的突破：2.創(chuàng)新設(shè)計(jì)3.其他創(chuàng)新結(jié)構(gòu)形式的鏈傳動(dòng)四.用成型固定構(gòu)件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜動(dòng)作過程：例1“光電動(dòng)機(jī)”。例2微型抓取機(jī)構(gòu)。五.應(yīng)用交叉學(xué)科創(chuàng)新的機(jī)構(gòu)：六.機(jī)構(gòu)類型變異創(chuàng)新設(shè)計(jì)：機(jī)構(gòu)類型創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程：一般化原則綜合過程一般化原則設(shè)計(jì)約束1.原始機(jī)構(gòu)：2.一般化運(yùn)動(dòng)鏈：非連桿———連桿，非回轉(zhuǎn)副———回轉(zhuǎn)副，自由度保持不變，各個(gè)構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副的鄰接保持不變，將固定桿的約束解除。原則：3.設(shè)計(jì)約束：1）連桿總數(shù)N和運(yùn)動(dòng)副總數(shù)J保持不變；N=6，J=72）必須含一個(gè)液壓缸；3）必須有一個(gè)機(jī)架；4）液壓缸必須與機(jī)架連接或本身作為機(jī)架；5）活塞桿一端與液壓缸組成移動(dòng)副，其另一端不能與固定桿鉸接；6）應(yīng)有一雙副桿作為執(zhí)行件，他不能與活塞桿鉸接，但必須與固定桿鉸接；4.運(yùn)動(dòng)鏈的發(fā)散：找出所有具有相同的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈。5.再生運(yùn)動(dòng)鏈：步驟：1）選固定桿的一端與液壓缸鉸接，或?qū)⒁簤焊妆旧碜鳛楣潭?）使活塞桿的一端與液壓缸組成移動(dòng)副，其另一端不能與固定桿鉸接；3）選一個(gè)雙副桿作為執(zhí)行件，他不能與活塞桿鉸接，但必須與固定桿鉸接。6.新型鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：見P59表4-1（21種）。七.基于機(jī)構(gòu)組合原理的創(chuàng)新1.串聯(lián)組合：2.并聯(lián)組合：3.機(jī)構(gòu)的疊合：八.機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例：1.虎鉗快速夾緊機(jī)構(gòu)：2.無死點(diǎn)機(jī)構(gòu)：3.深孔鉆床進(jìn)刀裝置：4.活齒傳動(dòng)：5.諧波齒輪傳動(dòng)：6.柔性及順應(yīng)型抓取機(jī)構(gòu)：1）撓性帶柔軟手抓取機(jī)構(gòu)：2）仿物體輪廓的柔性抓取機(jī)構(gòu)：3.兒童玩具：特定機(jī)構(gòu)巧妙組合8.無鏈自行車：9.仿動(dòng)物動(dòng)作機(jī)構(gòu)：§4-4機(jī)構(gòu)組合原理與創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的組合原理：是指將幾個(gè)基本機(jī)構(gòu)按一定的原則或規(guī)律組合成一個(gè)復(fù)雜的機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的組合一般有兩種形式：1）幾種基本機(jī)構(gòu)融合成性能更加完善、運(yùn)動(dòng)形式更加多樣化的新機(jī)構(gòu)，被稱為組合機(jī)構(gòu)；2）幾種基本機(jī)構(gòu)組合在一起，組合體的各基本機(jī)構(gòu)還保持各自特性，但需要各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作協(xié)調(diào)配合，以實(shí)現(xiàn)組合的目的，這種形式被稱作為機(jī)構(gòu)的組合?；緳C(jī)構(gòu)：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇機(jī)構(gòu)等。機(jī)構(gòu)的組合方式可劃分為以下四種：

串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合、并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合、復(fù)合式機(jī)構(gòu)組合、疊加式機(jī)構(gòu)組合。1.串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合的原理與創(chuàng)新方法串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合：是指若干個(gè)單自由度的基本機(jī)構(gòu)A、B、C…順序聯(lián)接，每一個(gè)前置機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)是后置機(jī)構(gòu)的輸入，聯(lián)接點(diǎn)可以設(shè)在前置機(jī)構(gòu)中作簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的連架桿上，稱其為Ⅰ型串聯(lián)；聯(lián)接點(diǎn)也可以設(shè)在前置機(jī)構(gòu)中作平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件上，稱作Ⅱ型串聯(lián)。它們的組合框圖分別見圖a和b。一.串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新2.串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合的主要功能分析1）I型串聯(lián)式組合（1）前置子機(jī)構(gòu)為連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件一般是連架桿，它能實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)、往復(fù)移動(dòng)具有急回性質(zhì)。常采用的后置機(jī)構(gòu)有：可推薦的串聯(lián)組合方法有以下幾種：

a.連桿機(jī)構(gòu)可利用變速轉(zhuǎn)動(dòng)的輸入獲得等速轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出，還可以利用杠桿原理，確定合適的鉸接位置，在不減小機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角的情況下實(shí)現(xiàn)增程和增力的作用。

b.凸輪機(jī)構(gòu)作為后置子機(jī)構(gòu)，可獲得變速凸輪、移動(dòng)凸輪，使后置子機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件獲得更多的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；

c.齒輪機(jī)構(gòu)利用擺動(dòng)和移動(dòng)輸入，獲得從動(dòng)齒輪或齒條的大行程擺動(dòng)或移動(dòng)，利用變速轉(zhuǎn)動(dòng)的輸入進(jìn)一步通過后置的齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行增速或減速；d.槽輪機(jī)構(gòu)利用變速轉(zhuǎn)動(dòng)輸入，減小槽輪轉(zhuǎn)位的速度波動(dòng)；（2）前置子機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)構(gòu)

e.棘輪機(jī)構(gòu)利用往復(fù)擺動(dòng)和移動(dòng)撥動(dòng)棘輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪主動(dòng)、從動(dòng)件輸出移動(dòng)或擺動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)為前置子機(jī)構(gòu)時(shí)，其特點(diǎn)是輸出的移動(dòng)或擺動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但行程太小。后置子機(jī)構(gòu)利用凸輪機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律改善后置子機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，或使其運(yùn)動(dòng)行程增大。后置子機(jī)構(gòu)可以是連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)演化成固定凸輪的凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，可采用Ⅱ型串聯(lián)組合。--舉例--例1.雙曲柄機(jī)構(gòu)與槽掄機(jī)構(gòu)的串聯(lián)式組合例2牛頭刨床的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)例3用于毛紡針梳機(jī)導(dǎo)條機(jī)構(gòu)的橢圓齒輪連桿機(jī)構(gòu)

要求改善輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)待性的Ⅰ型串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合的設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面的問題：

1）按照后置子機(jī)構(gòu)輸出的運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)際要求，確定前置子機(jī)構(gòu)應(yīng)輸出的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

2）按已確定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)前置子機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸綜合。Ⅰ型串聯(lián)組合還可用于增力和運(yùn)動(dòng)的放大。運(yùn)動(dòng)的放大指運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)行程的放大。利用扛桿原理或齒輪齒條機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)增倍或?qū)崿F(xiàn)力和運(yùn)動(dòng)的放大。例4右圖所示為增力機(jī)構(gòu)例5用于織機(jī)開口機(jī)構(gòu)上的共軛凸輪連桿機(jī)構(gòu)可以增大行程例6利用齒輪齒條的大行程直移機(jī)構(gòu)。2）Ⅱ型串聯(lián)式組合在Ⅱ型串聯(lián)的組合中，后置子機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件一般與前置子機(jī)構(gòu)中作平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的連桿在某一點(diǎn)聯(lián)接。若前置子機(jī)構(gòu)為周轉(zhuǎn)輪系，則后置子機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件與前置子機(jī)構(gòu)中的行星輪聯(lián)接。這主要是利用前置子機(jī)構(gòu)與后置子機(jī)構(gòu)聯(lián)接點(diǎn)處的特殊運(yùn)動(dòng)軌跡，使機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件實(shí)現(xiàn)所要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。例7圖示為一具有運(yùn)動(dòng)停歇的多桿機(jī)構(gòu)。例8如圖所示的多桿機(jī)構(gòu)，在—個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，滑塊可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同的行程。例9利用行星輪系中的行星齒輪的平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)輸出特殊的運(yùn)動(dòng)軌跡，串聯(lián)組合后置子機(jī)構(gòu)，使輸出構(gòu)件滿足特殊的運(yùn)動(dòng)要求。二.并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新1.并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合的原理與創(chuàng)新方法兩個(gè)或多個(gè)基本機(jī)構(gòu)并列布置，稱為機(jī)構(gòu)并聯(lián)式組合。每個(gè)基本機(jī)構(gòu)具有各自的輸入構(gòu)件，而共有一個(gè)輸出構(gòu)件，稱作I型并聯(lián)；各個(gè)基本機(jī)構(gòu)有共同的輸入和輸出構(gòu)件稱作Ⅱ型并聯(lián)；各個(gè)機(jī)構(gòu)有共同的輸入構(gòu)件，但卻有各自的輸出構(gòu)件，稱作Ⅲ型并聯(lián)。設(shè)這些基本機(jī)構(gòu)為子機(jī)構(gòu)。其運(yùn)動(dòng)傳遞框圖見下圖。2.并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合的主要功能分析1）I型并聯(lián)組合I型并聯(lián)式組合相當(dāng)于運(yùn)動(dòng)的合成，其主要功能是對(duì)輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式的補(bǔ)充改善。設(shè)計(jì)時(shí)要求兩個(gè)并聯(lián)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要協(xié)調(diào)，以滿足所要求的輸出運(yùn)動(dòng)。例10V形發(fā)動(dòng)機(jī)的雙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合而成。例11某型飛機(jī)上所采用的襟翼操縱機(jī)構(gòu)，它是由兩個(gè)齒輪齒條機(jī)構(gòu)并列組合而成，用兩個(gè)直移電機(jī)輸入運(yùn)動(dòng)，這樣可以使襟翼擺動(dòng)速度加快。例12右圖為可以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件作復(fù)雜平面運(yùn)動(dòng)的兩自由度機(jī)構(gòu)。用于縫紉機(jī)中的針桿傳動(dòng)，它由凸輪機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合而成，原動(dòng)件分別為曲柄l和凸輪4，從動(dòng)件是針桿3，可以實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)移動(dòng)和擺動(dòng)的復(fù)雜平面運(yùn)動(dòng)，若想改變擺角，可以通過調(diào)整偏心凸輪的偏心距來實(shí)現(xiàn)。例13釘扣機(jī)的針桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合而成，原動(dòng)件分別為曲柄l和曲柄6，從動(dòng)件是針桿3，可以實(shí)現(xiàn)平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)用以完成釘扣動(dòng)作。2）Ⅱ型并聯(lián)式組合Ⅱ型并聯(lián)式組合是將一個(gè)運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，再將這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成為