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浅析创造性思维方法在机械类工业设计中的应用

当前，世界各国都已经加强了对本国知识产品的保护力度，我国

在改革开放早期所采用的引进―消化―吸收――创新基本模式已经不能满

足我国新时期机械行业的发展需要。因此，提升机械设计自主创新能

力才能够为我国机械行业的整体发展提供一个可行的途径。而在机械

创新设计过程中，通过提高对产品创新的意识及能力，将机械产品的

设计制造成本降低，提高产品的操作性能以及自动化陈谷，达到对应

的环保要求，对推动我国整个机械行业的发展具有重要意义。

1创新思维在机械设计中应该遵循的两个原则

整个机械设计过程源自于功能要求与开发，通过作用原理分析，

直到最终无力结构构思及形成。在整个过程中，机械创新设计工作必

须把握这样两个基本原则。

1.1设计路径最短原则

设计之初必须对产品必须具备的功能进行确定，之后找寻得到最

优的设计结构方式，以便在最短的时间内达到设计目标，之后选择正

确合理的价值工程方法，将其中价值相对较低的少部分构件找出，将

之作为分析对象，确认其与当前结构设计存在的矛盾，试图通过最小

改动量来解决存在的矛盾问题。这种设计路径所耗费的资源以及时间

都较少，这时实现目标的路径自然最短。

1.2相似性联想原则

联想是机械创新设计过程中的一个重要方法，通过对事物之间的

相似性进行分析和总结，而联想得到的结构是否合理的一个重要判据

就是所设计的结构是否具有一定的相似性，而这有产品的实例直接决

定。若设计的多个产品实例同时满足功能需要，则它们之间一定存在

对应的相似性，表面产品具备创新设计的潜力。

2创新思维在现代机械设计中的应用

2.1在机械产品运动方案创新设计中的应用

机械产品结构运动方案的设计就是设计人员根据用户提出的产品

功能需求而提出的从机械结构原理出发的产品功能原理构思。

运动方案是探索并解决实际问题的一个有效途径，其主要包括原

动机、传动机构以及执行部件等系统运动方案的设计。其最终得到的

结果必须满足机械产品结构功能的运动性能要求。设计的一种机构运

动方案的好坏直接影响到产品结构、工艺、成本以及使用性能等方面

的能力，是确定产品的整体质量、性能、经济性、环境以及所获得社

会效益的关键步骤，是整个机械产品设计过程以及后续产品制造、使

用过程的基础。对于机械结构产品而言，实现其具体的功能可以采用

不同的运动方案，即可以采用不同的写原理予以实现，同时不同的功

能又可以通过不同的机构来具体实现。

因此，该阶段的工作是整个设计工作的重点，设计人员必须从功

能分析出发，利用创新思维对产品的活动架构进行设计、优化，最终

得到理想的产品运动方案。

以汽车的前驱、后驱运动方案为例，传统的后驱运动方案具有生

产制造成本高、驱动部件多、安装复杂、车内空间较小、牵引力不足

以及动力效率较低的问题。在现代机械设计的轻量化、汽车乘坐舒适

性以及机动性要求提高的背景下，后驱汽车已经不能满足当前人们生

活的需要。基于此，汽车生产厂商通过移植、逆反思维等方式对汽车

的运动方案进行创新，将发动机前置，使得发动机的输出轴直接与汽

车前轮的传动机构相连，驱

其一，汽车的驱动机构得到了明显简化，零部件数量明显减少，

使得汽车的造价降低;

其二，汽车整车重量下降，使得汽车的加速性能得到改善，刹车

距离缩短，油耗降低;

其三，采用前置发动机的方式释放了大量的车内空间，使得车辆

的乘坐舒适性得到提高。

2.2在机械产品结构创新设计中的应用

机械产品的结构设计工作主要包括对产品的外形、各部分的配置

以及总体结构的设计方面。根据客户对机械产品功能要求的不同，所

设计的结构方案也存在明显差异。机械产品结构设计的一个根本任务

就是要找到不同结构形态的产品设计方案，设计出新型的产品结构形

式。

随着人们对产品结构功能需求的提高，人们对机械产品结构的设

计提出了更严苛的要求，设计人员必须在有限的空间中尽量多的将产

品功能集成至一处，使得客户的安装和使用功能得到满足。

例如，在传统的办公室中，各式各样的打印机、复印机以及扫描

设备充斥在空间中，使得办公室的环境不能得到改善，人们需要一种

多功能的一体化文档处理设备。办公用品厂家在了解到人们的需求之

后，开始着手对办公机械设备进行改进和设计。后经分析调查，最终

通过离散与综合的创新思维方式，在尽量保证产品的基本构形要求下，

将打印、复印以及扫描等