3创造原理解析.pptx

机械系统创新设计机械系统创新设计机械工程与自动化学院机械设计系机械工程与自动化学院机械设计系第三章第三章 创创 造造 原原 理理内内 容：容：一、综合创造原理一、综合创造原理二、分离创造原理二、分离创造原理三、移植创造原理三、移植创造原理四、物场分析创造原理四、物场分析创造原理五、还原创造原理五、还原创造原理六、价值优化原理六、价值优化原理第一节第一节 综合创造原理综合创造原理综合，从方法论的角度看是综合，从方法论的角度看是指将研究对象的各个部分、各指将研究对象的各个部分、各个方面和各种因素联系起来加个方面和各种因素联系起来加以考虑，从整体上把握事物的以考虑，从整体上把握事物的本质和规律的一种思维法则。本质和规律的一种思维法则。综合创造，则是指运用综合综合创造，则是指运用综合法则的创新功能去寻求新的创法则的创新功能去寻求新的创造。它的基本模式如图造。它的基本模式如图3-13-1所示。所示。1、综合创造的基本特征、综合创造的基本特征同步带的出现，可以说是摩擦带传动同步带的出现，可以说是摩擦带传动技术与链传动技术的综合。这种新型带技术与链传动技术的综合。这种新型带传动具有传动准确、传递功率较大的特传动具有传动准确、传递功率较大的特点。点。第一节第一节 综合创造原理综合创造原理1、综合创造的基本特征、综合创造的基本特征 20世纪世纪80年代以来，机电一体化产品年代以来，机电一体化产品(如数如数控机床、全自动洗衣机、自动取款机等控机床、全自动洗衣机、自动取款机等)纷纷登纷纷登台亮相。台亮相。“机电一体化机电一体化”，从创新设计角度看，是机，从创新设计角度看，是机械技术与电子技术的有机综合。这种综合创造械技术与电子技术的有机综合。这种综合创造的机电一体化技术比起单纯的机械技术或电子的机电一体化技术比起单纯的机械技术或电子技术更具优越的性能，尤其能使传统的机械产技术更具优越的性能，尤其能使传统的机械产品发生质的飞跃。品发生质的飞跃。第一节第一节 综合创造原理综合创造原理1、综合创造的基本特征、综合创造的基本特征 普通的普通的X光机和计算机，都无法对人的脑内病光机和计算机，都无法对人的脑内病变作出诊断。豪斯菲尔德将二者综合，设计出变作出诊断。豪斯菲尔德将二者综合，设计出CT扫描仪，使诊断难题出现新的求解希望。人们应用扫描仪，使诊断难题出现新的求解希望。人们应用新仪器获得了许多前所未有的研究成果，促使医学新仪器获得了许多前所未有的研究成果，促使医学有了长足的发展。有了长足的发展。CT扫描仪的创新设计，是扫描仪的创新设计，是20世纪医学领域的世纪医学领域的一项重大创新成果。一项重大创新成果。第一节第一节 综合创造原理综合创造原理1、综合创造的基本特征、综合创造的基本特征 过去一些精密机床利用机械的校正机构，过去一些精密机床利用机械的校正机构，只能校正机床的系统误差，而机电一体化只能校正机床的系统误差，而机电一体化的数控机床，凭借传感器电脑的功能，已的数控机床，凭借传感器电脑的功能，已有可能适时预报包括随机误差有可能适时预报包括随机误差(偶然性误差偶然性误差)在内的机床误差，然后自动校正，从而使在内的机床误差，然后自动校正，从而使机床达到前所未有的高精度。机床达到前所未有的高精度。此外，数控机床也能对阻尼进行预报，此外，数控机床也能对阻尼进行预报，一旦发现接近临界状况就自动调整切削用一旦发现接近临界状况就自动调整切削用量，防止颤振发生，从而保证机床具有更量，防止颤振发生，从而保证机床具有更高的生产率和高的表面加工质量。高的生产率和高的表面加工质量。第一节第一节 综合创造原理综合创造原理1、综合创造的基本特征、综合创造的基本特征综合创造具有以下基本特征：综合创造具有以下基本特征：1)综合能发掘已有事物的潜力，并使已有综合能发掘已有事物的潜力，并使已有事物在综合过程中产生出新的价值；事物在综合过程中产生出新的价值；2)综合不是将研究对象的各个构成要素进综合不是将研究对象的各个构成要素进行简单的叠加或组合，而是通过创造性的综行简单的叠加或组合，而是通过创造性的综合使综合体的性能发生质的飞跃；合使综合体的性能发生质的飞跃；3)综合创造比起创造一种全新的事物来在综合创造比起创造一种全新的事物来在技术上更具可行性和可靠性，是一种实用性技术上更具可行性和可靠性，是一种实用性的创造思路。的创造思路。第一节第一节 综合创造原理综合创造原理1、综合创造的基本特征、综合创造的基本特征第一节第一节 综合创造原理综合创造原理(1)非切割式综合非切割式综合(2)切割式综合切割式综合2、综合创造的基本途径、综合创造的基本途径第一节第一节 综合创造原理综合创造原理 切割，是指人们为了实现某一意图，将切割，是指人们为了实现某一意图，将一个事物加以切开、分割或截取的意思。一个事物加以切开、分割或截取的意思。而非切割式综合，是指创新设计者为实而非切割式综合，是指创新设计者为实现某一意图，直接地将两种或两种以上的现某一意图，直接地将两种或两种以上的事物，在仍保持其各自相对独立的条件下，事物，在仍保持其各自相对独立的条件下，组合成为新的一体的创新设计模式。这种组合成为新的一体的创新设计模式。这种综合或组合，不是简单的事物拼凑，而是综合或组合，不是简单的事物拼凑，而是使事物由低级向高级发展。使事物由低级向高级发展。(1)非切割式综合非切割式综合第一节第一节 综合创造原理综合创造原理 在机械原理中，图在机械原理中，图3-2所所示的十字铰链机构。它由示的十字铰链机构。它由主动轴主动轴1、从动轴、从动轴3及十字及十字形构件形构件2组成。在传动过程组成。在传动过程中，两轴之间的夹角中，两轴之间的夹角a可以可以改变，故称万向联轴器。改变，故称万向联轴器。(1)非切割式综合非切割式综合 例例3-1 图图3-23-2万向铰链机构万向铰链机构 第一节第一节 综合创造原理综合创造原理在使用过程中，人们在使用过程中，人们发现它在传动性能上有发现它在传动性能上有一不足之处，即当主动一不足之处，即当主动轴轴1匀速转动时，从动匀速转动时，从动轴轴3作变速转动，从而作变速转动，从而产生惯性力和振动。产生惯性力和振动。(1)非切割式综合非切割式综合 例例3-1 图图3-23-2万向铰链机构万向铰链机构 第一节第一节 综合创造原理综合创造原理人们设计出双万向铰链机构。它用中间轴2将两个万向铰链机构相连，并使三根轴位于同一平面，主、从动轴1、3和中间轴的轴线之间的夹角相等。可以证明，它能使主、从动轴的角速度恒等，即13。(1)非切割式综合非切割式综合 例例3-1 第一节第一节 综合创造原理综合创造原理在机床、汽车传动系统中可以见到这种双万向铰链机构的应用。从创新设计方面分析，可以认为双万向铰链机构的创意是将两个单万向铰链机构的非切割式综合。(1)非切割式综合非切割式综合 例例3-1 第一节第一节 综合创造原理综合创造原理(1)非切割式综合非切割式综合 例例3-2 图所示为用于一种冲制薄壁零件的冲床的主体机构原理图。它在原动件齿轮1的驱动下，经从动齿轮2、连杆3、4、5，使冲头6沿机架导轨7作上下往复直线运动以冲压工件8。第一节第一节 综合创造原理综合创造原理(1)非切割式综合非切割式综合 例例3-2 它是常见的齿轮传动机构与曲柄连杆机构的非切割综合。可以证明综合而成的齿轮连杆机构具有单一机构设有的运动特性；即它可以使冲头在冲压行程中有一段速度较低而且接近等速的工作段，有利于冲压薄壁零件。第一节第一节 综合创造原理综合创造原理(1)非切割式综合非切割式综合 例例3-3 三轴电风扇的设计三轴电风扇的设计 普通电风扇因为只有一面叶扇，所以只能向普通电风扇因为只有一面叶扇，所以只能向一个方向送风，即使加上摇头装置，也无法同一个方向送风，即使加上摇头装置，也无法同时向多个方向传递凉意。时向多个方向传递凉意。运用非切割式综合原理，提出了三轴电风扇运用非切割式综合原理，提出了三轴电风扇的设计新方案。这种电风扇以一个强力主电动的设计新方案。这种电风扇以一个强力主电动机经特殊的联轴器，带动三根轴旋转，轴上叶机经特殊的联轴器，带动三根轴旋转，轴上叶扇同时运转送风，以加速空气对流。与传统单扇同时运转送风，以加速空气对流。与传统单一叶扇的电风扇相比，性能上有新的变化。一叶扇的电风扇相比，性能上有新的变化。第一节第一节 综合创造原理综合创造原理 切割式综合是指创新设计者为实现某一创切割式综合是指创新设计者为实现某一创新意图，切割、截取两种或两种以上的事物新意图，切割、截取两种或两种以上的事物的某些部分的某些部分(要素要素)，在仍保持其各自相对独，在仍保持其各自相对独立性的条件下，组合成为新的一体的创新设立性的条件下，组合成为新的一体的创新设计模式。计模式。切割式综合又分为两种情况：切割式综合又分为两种情况：第一种是部分性的事物与整体性的事物相第一种是部分性的事物与整体性的事物相结合；结合；第二种是部分性的事物与部分性的事物相第二种是部分性的事物与部分性的事物相组合。组合。(2)切割式综合切割式综合第一节第一节 综合创造原理综合创造原理(2)切割式综合切割式综合 例例3-4 为了适应小型企业、家庭工厂和修理为了适应小型企业、家庭工厂和修理服务行业加工修配小型零件及五金产品服务行业加工修配小型零件及五金产品的需要，人们可以运用切割综合原理开的需要，人们可以运用切割综合原理开发设计各种小型多功能机床。发设计各种小型多功能机床。第一节第一节 综合创造原理综合创造原理(2)切割式综合切割式综合 例例3-4 图为一种小型车钻铣图为一种小型车钻铣三功能机床。它主要三功能机床。它主要由电动机由电动机1、带传动、带传动2、车削主轴箱、车削主轴箱3、钻铣、钻铣主轴箱主轴箱4、进给板、进给板5、尾座尾座6和床身和床身7等组成。等组成。由图可知，它的设计由图可知，它的设计特点是以车床为基础，特点是以车床为基础，切割了钻铣床主轴箱切割了钻铣床主轴箱综合而成。综合而成。第一节第一节 综合创造原理综合创造原理(2)切割式综合切割式综合20世纪世纪70年代以前，空间技术的发展总是以年代以前，空间技术的发展总是以一次性的火箭发射为基础，代价昂贵。一次性的火箭发射为基础，代价昂贵。人们迫切需要研制一种能反复使用的运载工人们迫切需要研制一种能反复使用的运载工具。具。1972年美国政府决定开发设计集火箭技术、年美国政府决定开发设计集火箭技术、宇航技术和飞机技术于一体的新型空间运载工宇航技术和飞机技术于一体的新型空间运载工具具航天飞机。航天飞机。第一节第一节 综合创造原理综合创造原理(2)切割式综合切割式综合经过科学家和工程师们的切割式综合，经过科学家和工程师们的切割式综合，1976年年9月月“企业号企业号”航天飞机问世。航天飞机问世。1981年年4月月“哥伦比亚号哥伦比亚号”航天飞机载着两航天飞机载着两名宇航员进行了太空首次试飞。名宇航员进行了太空首次试飞。1982年年11月，又首次将两颗通信卫星带到了月，又首次将两颗通信卫星带到了同步轨道。航天飞机的创造和商业化应用，在同步轨道。航天飞机的创造和商业化应用，在创新设计史上写下了辉煌的一页。创新设计史上写下了辉煌的一页。第二节第二节 分离创造原理分离创造原理分离创造原理是把某一创造对象分离创造原理是把某一创造对象进行科学的分解或离散。进行科学的分解或离散。使主要问题从复杂现象中暴露出使主要问题从复杂现象中暴露出来，从而理清创造者的思路，便于来，从而理清创造者的思路，便于人们抓住主要矛盾或寻求某种设计人们抓住主要矛盾或寻求某种设计特色。特色。1、分离创造的基本特征、分离创造的基本特征第二节第二节 分离创造原理分离创造原理分离原理在创新设计过程中，提倡将事分离原理在创新设计过程中，提倡将事物打破并分解，而综合原理则提倡组合和物打破并分解，而综合原理则提倡组合和聚集，因此，分离原理是与综合原理思路聚集，因此，分离原理是与综合原理思路相反的另一个创造原理。相反的另一个创造原理。分离创造模式分离创造模式 1、分离创造的基本特征、分离创造的基本特征第二节第二节 分离创造原理分离创造原理 北北京京某某家家具具公公司司开开发发设设计计的的构构件件家家具具，就就是分离创造的产物。是分离创造的产物。构构件件家家具具摈摈弃弃了了整整体体家家具具结结构构固固化化的的模模式式，采采用用了了化化整整体体为为组组件件，再再由由组组件件构构成成整整体体的的设计思路。设计思路。研研制制成成功功的的新新型型家家具具由由20多多种种基基本本构构件件组组成成，通通过过不不同同的的组组合合，能能拼拼装装出出数数百百种种不不同同的的款款式式，以以充充分分满满足足消消费费者者求求新新求求特特的的审审美美需求。需求。1、分离创造的基本特征、分离创造的基本特征第二节第二节 分离创造原理分离创造原理1、分离创造的基本特征、分离创造的基本特征第二节第二节 分离创造原理分离创造原理在在机机械械领领域域，组组合合夹夹具具、组组合合机机床床、模模块块化机床等也都可以说是分离创造原理的应用。化机床等也都可以说是分离创造原理的应用。钢球自定心滚齿组合夹具结构1、分离创造的基本特征、分离创造的基本特征第二节第二节 分离创造原理分离创造原理1、分离创造的基本特征、分离创造的基本特征 组合机床组合机床五孔镗组合机床装载机前车架立体图第二节第二节 分离创造原理分离创造原理1、分离创造的基本特征、分离创造的基本特征 模块化机床模块化机床摘自：一种可重构机床设计方法研究，制造技术与机床，摘自：一种可重构机床设计方法研究，制造技术与机床，2006.4第二节第二节 分离创造原理分离创造原理摘自：一种可重构机床设计方法研究，制造技术与机床，摘自：一种可重构机床设计方法研究，制造技术与机床，2006.41、分离创造的基本特征、分离创造的基本特征 模块化机床模块化机床第二节第二节 分离创造原理分离创造原理分离创造的基本特征是：分离创造的基本特征是：1)分分离离能能冲冲破破事事物物原原有有形形态态的的限限制制，在在创创造性分离中能产生新的价值；造性分离中能产生新的价值；2)分分离离虽虽然然与与综综合合思思路路相相反反，但但并并不不是是相相互互排排斥斥的的两两种种思思路路，在在实实际际创创造造过过程程中中，二二者往往要相辅相成。者往往要相辅相成。1、分离创造的基本特征、分离创造的基本特征第二节第二节 分离创造原理分离创造原理1)结构分离创造结构分离创造2)市场细分创造市场细分创造2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径第二节第二节 分离创造原理分离创造原理1)结构分离创造结构分离创造结构分离是对已有产品的结构进行创造性结构分离是对已有产品的结构进行创造性分解，并寻求创新的一种思路。分解，并寻求创新的一种思路。在对结构进行分解之后，可以考虑能否减在对结构进行分解之后，可以考虑能否减少或剔除某些零部件，以提高产品性能；或少或剔除某些零部件，以提高产品性能；或考虑能否进行结构重组，使重组后的产品在考虑能否进行结构重组，使重组后的产品在性能上发生新的变化。性能上发生新的变化。2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径第二节第二节 分离创造原理分离创造原理例例3-5接头接头V带的设计带的设计 2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径 1)结构分离创造结构分离创造 在机构传动中，人们广泛使用在机构传动中，人们广泛使用V带传动，但普带传动，但普通通V带传动只能适用传动中心距不能调整的场合。带传动只能适用传动中心距不能调整的场合。为了扩大为了扩大V带传动的适应性，人们对其进行分离带传动的适应性，人们对其进行分离创造，发明出图所示的接头创造，发明出图所示的接头V带传动。带传动。专用接头联接专用接头联接 多层挂胶帆布贴合，经硫化并多层挂胶帆布贴合，经硫化并冲切成小片，逐步搭叠后用螺冲切成小片，逐步搭叠后用螺栓联接栓联接 第二节第二节 分离创造原理分离创造原理例例3-6 上上“热热”下冷的新型冰箱下冷的新型冰箱 一一般般电电冰冰箱箱都都是是上上冷冷下下“热热”，即即冷冷冻冻室室在上，冷藏室在下。在上，冷藏室在下。而而万万宝宝电电器器集集团团公公司司在在开开发发新新产产品品时时、对对电电冰冰箱箱进进行行分分离离创创造造，开开发发出出冷冷藏藏室室在在上上、冷冻室在下的上冷冻室在下的上“热热”下冷式电冰箱。下冷式电冰箱。2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径 1)结构分离创造结构分离创造第二节第二节 分离创造原理分离创造原理例例3-6 上上“热热”下冷的新型冰箱下冷的新型冰箱 经过分离重组后的电冰箱具有三方面的优点：经过分离重组后的电冰箱具有三方面的优点：其其一一，增增加加了了用用户户使使用用的的方方便便性性。电电冰冰箱箱在在实实际际使使用用中中常常用用的的还还是是往往冷冷藏藏室室贮贮存存熟熟食食、水水果果、饮饮料料等等，冷冷藏藏室室在在下下时时要要弯弯腰腰取取存存东东西西，冷冷藏藏室室上移后不再有此令人不舒适的动作；上移后不再有此令人不舒适的动作；其其二二，冷冷冻冻室室在在下下面面，化化霜霜水水不不再再对对冷冷藏藏室室内内的东西造成污染；的东西造成污染；其其三三，冷冷冻冻室室下下置置方方案案利利用用了了冷冷气气下下沉沉原原理理，使使负负载载温温度度回回升升时时间间比比一一般般冰冰箱箱延延长长一一倍倍，减减少少耗电，节约能源。耗电，节约能源。2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径 1)结构分离创造结构分离创造第二节第二节 分离创造原理分离创造原理例例3-7 3-7 新型飞机设计新型飞机设计 螺旋桨飞机诞生以来，螺旋桨都是设计在螺旋桨飞机诞生以来，螺旋桨都是设计在机首，两翼从机体伸出，尾部安装着稳定翼。机首，两翼从机体伸出，尾部安装着稳定翼。美国著名飞机设计专家卡图按照空气的浮美国著名飞机设计专家卡图按照空气的浮力和气流推动原理，对螺旋桨飞机的结构进力和气流推动原理，对螺旋桨飞机的结构进行分离重组，将螺旋桨放在机尾，仿佛如轮行分离重组，将螺旋桨放在机尾，仿佛如轮船一样推动飞机前进，稳定翼放在机头处，船一样推动飞机前进，稳定翼放在机头处，设计出世界上第一架头尾倒换的飞机。设计出世界上第一架头尾倒换的飞机。2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径 1)结构分离创造结构分离创造第二节第二节 分离创造原理分离创造原理例例3-7 3-7 新型飞机设计新型飞机设计 新设计的飞机，有尖端悬浮系统，更新设计的飞机，有尖端悬浮系统，更趋合理化的流线型机体，这不仅增加了趋合理化的流线型机体，这不仅增加了飞行速度，而且排除了失速和旋冲的可飞行速度，而且排除了失速和旋冲的可能性，提高了安全性。能性，提高了安全性。这种新设计的飞机可望在这种新设计的飞机可望在21世纪投入世纪投入商业化应用。商业化应用。2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径 1)结构分离创造结构分离创造第二节第二节 分离创造原理分离创造原理 市场细分，就是按照消费者的需要、市场细分，就是按照消费者的需要、动机及购买行为的多元性和差异性，将整动机及购买行为的多元性和差异性，将整体市场划分为若干子市场或细分市场，即体市场划分为若干子市场或细分市场，即将消费者区分为若干类似性的消费者群。将消费者区分为若干类似性的消费者群。机械创新设计的最终目的常常是为市机械创新设计的最终目的常常是为市场提供某种机械类商品，因此也可以根据场提供某种机械类商品，因此也可以根据市场细分理论进行创造性思考。市场细分理论进行创造性思考。2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径 2)2)市场细分创造市场细分创造第二节第二节 分离创造原理分离创造原理 实践表明，面对铁板一块的整体市场，实践表明，面对铁板一块的整体市场，设计者可能双眼膜胧；详观细分市场，设计者可能双眼膜胧；详观细分市场，则可能心有灵犀。立足细分市场构思新则可能心有灵犀。立足细分市场构思新品，或许能发现市场空白，或许能确定品，或许能发现市场空白，或许能确定设计特色。设计特色。应用市场细分创造，通常以职业、年应用市场细分创造，通常以职业、年龄、性别、地域、环境、时差、经济条龄、性别、地域、环境、时差、经济条件等市场变量作为细分标准，然后按照件等市场变量作为细分标准，然后按照形成差异的原则进行创新设计。形成差异的原则进行创新设计。2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径 2)2)市场细分创造市场细分创造第二节第二节 分离创造原理分离创造原理例例3-8 3-8 家用保险柜的设计家用保险柜的设计 保险柜或保险箱历来是为单位收藏现金、保险柜或保险箱历来是为单位收藏现金、支票、机密文件等贵重东西的支票、机密文件等贵重东西的“办公设备办公设备”。如今，保险柜系列中又新添了家用保险如今，保险柜系列中又新添了家用保险柜这个新品种，并引起了不少先富家庭的柜这个新品种，并引起了不少先富家庭的购买欲望。购买欲望。2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径 2)2)市场细分创造市场细分创造第二节第二节 分离创造原理分离创造原理例例3-8 3-8 家用保险柜的设计家用保险柜的设计 “家用保险柜家用保险柜”这一新概念的提出，体现了这一新概念的提出，体现了创新者对保险柜市场进行细分的思路。创新者对保险柜市场进行细分的思路。从技术上看，设计家用保险柜也要有特定从技术上看，设计家用保险柜也要有特定的设计方案。一般来说，它应当具有体积小巧、的设计方案。一般来说，它应当具有体积小巧、保密性强、安全性好等特点。保密性强、安全性好等特点。如果考虑家用保险柜固定化，则应与家具如果考虑家用保险柜固定化，则应与家具或其他东西或其他东西(如墙体如墙体)浑然一体；浑然一体；若考虑外出携带，则除了体积小巧轻便外，若考虑外出携带，则除了体积小巧轻便外，还得考虑放置安全可靠和自动报警等功能要求。还得考虑放置安全可靠和自动报警等功能要求。2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径 2)2)市场细分创造市场细分创造第二节第二节 分离创造原理分离创造原理例例3-9 3-9 农用微型耕作机的设计农用微型耕作机的设计 1992年有一项专利成果为农用微型耕年有一项专利成果为农用微型耕作机，设计人为姚若松。他开过几年拖拉作机，设计人为姚若松。他开过几年拖拉机，每当在电影电视上看到拖拉机、收割机，每当在电影电视上看到拖拉机、收割机在平原大地轰鸣时，他便想起家乡那又机在平原大地轰鸣时，他便想起家乡那又窄又小、又高又陡的山地。普通的拖拉机窄又小、又高又陡的山地。普通的拖拉机或收割机是无法在山村发挥威力的，为什或收割机是无法在山村发挥威力的，为什么不开发设计一种微型耕作机呢么不开发设计一种微型耕作机呢?2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径 2)2)市场细分创造市场细分创造第二节第二节 分离创造原理分离创造原理例例3-9 3-9 农用微型耕作机的设计农用微型耕作机的设计 姚若松的这一创意，实际上就是对农业机姚若松的这一创意，实际上就是对农业机械进行市场细分，根据地域环境变量，捕捉到械进行市场细分，根据地域环境变量，捕捉到农用微型耕作机这一创新设计课题。经过不懈农用微型耕作机这一创新设计课题。经过不懈努力，一种以推动力代替牵引力，突破了耕作努力，一种以推动力代替牵引力，突破了耕作机传统结构方式的新型耕作机终于设计成功。机传统结构方式的新型耕作机终于设计成功。这种耕作机只有这种耕作机只有64kg，一个人能背着上山，一个人能背着上山，也可以在石梯上行走，能爬也可以在石梯上行走，能爬45坡，坡，1小时耕地小时耕地0.8亩，工作亩，工作2小时就相当于小时就相当于1头牛头牛1天耕的地，天耕的地，而价格也只相当于而价格也只相当于1头牛的售价。头牛的售价。2、分离创造的基本途径、分离创造的基本途径 2)2)市场细分创造市场细分创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理 “它它山山之之石石，可可以以攻攻玉玉”。若若能能吸吸取取、借借用用某某一一领领域域的的科科学学技技术术成成果果，引引用用或或渗渗透透到到其其他他领领域域，用用以以变变革革或或改改进进已已有有事事物物或或开开发发新新产产品品，就是移植创造。就是移植创造。1 1、移植创造的基本特征、移植创造的基本特征移植创造模式移植创造模式第三节第三节 移植创造原理移植创造原理 移植创造是一种应用广泛的创新思路。移植创造是一种应用广泛的创新思路。通通览览人人类类的的科科技技创创新新成成果果，可可以以在在不不少地方发现移植创造原理的应用。少地方发现移植创造原理的应用。在在机机械械创创新新设设计计方方面面，应应用用移移植植创创造造原理获得成功的例子也比比皆是。原理获得成功的例子也比比皆是。1 1、移植创造的基本特征、移植创造的基本特征第三节第三节 移植创造原理移植创造原理如如，在在设设计计汽汽车车发发动动机机的的化化油油器器时时，人人们们移移植了香水喷雾器的工作原理；植了香水喷雾器的工作原理；有有轨轨电电车车的的设设计计，移移植植了了滑滑冰冰鞋鞋溜溜冰冰的的运运行原理；行原理；火火车车黑黑匣匣子子的的设设计计移移植植了了飞飞机机黑黑匣匣子子的的设设计原理；计原理；组组合合机机床床、模模块块化化机机床床的的设设计计移移植植了了积积木木玩具的结构方式。玩具的结构方式。1 1、移植创造的基本特征、移植创造的基本特征第三节第三节 移植创造原理移植创造原理移植创造具有以下基本特征：移植创造具有以下基本特征：1)移移植植是是借借用用已已有有技技术术成成果果进进行行新新目目的的下下的的再再创创造造，它它使使已已有有技技术术在在新新的的应应用用领领域域得得到到延延续和拓展；续和拓展；2)移移植植实实质质上上是是各各种种事事物物的的技技术术和和功功能能相相互之间的转移和扩散。互之间的转移和扩散。3)移移植植领领域域之之间间的的差差别别越越大大，则则移移植植创创造造的难度也大，成果的创造性也愈明显。的难度也大，成果的创造性也愈明显。1 1、移植创造的基本特征、移植创造的基本特征第三节第三节 移植创造原理移植创造原理1)移植原理创造移植原理创造2)移植结构创造移植结构创造3)移植材料创造移植材料创造4)综合移植创造综合移植创造2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径第三节第三节 移植创造原理移植创造原理 移移植植原原理理创创造造，是是将将某某种种科科学学技技术术原原理理向向新新的的研研究究领领域域或或设设计计课课题题上上类类推推和和外外延延，力求获得新的成果。力求获得新的成果。由由于于原原理理功功能能具具有有普普遍遍性性的的意意义义和和广广泛泛的作用，所以移植原理创造更能使思维发散。的作用，所以移植原理创造更能使思维发散。只只要要某某种种科科技技原原理理转转移移至至新新的的领领域域具具有有可可行行性性，再再辅辅以以新新的的结结构构或或新新的的工工艺艺设设计计，就可以创造出一系列新东西。就可以创造出一系列新东西。2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 1)移植原理创造移植原理创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理例例3-10 二进制原理的移植创造二进制原理的移植创造 二二进进制制计计数数原原理理已已在在电电子子学学中中获获得得广广泛泛应应用用，能能否否将将其其向向机机械械领领域域移移植植，创创造造出出二二进进制制式式的的机机械械产产品品呢呢?事事实实上上，人人们们已已在在这这方面获得了许多新成果。方面获得了许多新成果。2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 1)移植原理创造移植原理创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理图图所所示示为为工工件件传传送送系系统统中中常常用用的的工工位位识识别别器器，它它的数码识别原理与弹子锁相似。的数码识别原理与弹子锁相似。“钥钥匙匙”1随随工工件件传传送送器器(载载件件器器)运运动动。在在各各个个工工位有位有“锁锁”2。图图示示钥钥匙匙以以突突出出部部分分代代表表数数码码1，无无突突起起则则为为数数码码0，4个个数数a8a4a2a1=1011。每每个个锁锁也也有有4个个数数位位A8A4A2A1，可以是一组电开关或机械装置。，可以是一组电开关或机械装置。钥钥匙匙在在运运动动中中与与各各工工位位的的锁锁接接触触，当当某某工工位位的的锁锁也也是是1011结结构构时时，锁锁被被“打打开开”，使使传传送送系系统统作作出出某某种种反反应应(如如“卸卸工工件件”)。四四位位结结构构的的识识别别器器，可可以标识以标识2416种不同对象种不同对象(工位或工件工位或工件)。2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 1)移植原理创造移植原理创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 1)移植原理创造移植原理创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理人人们们移移植植二二进进制制原原理理，开开发发设设计计出出新新的的连连杆机构、凸轮机构及气动机构。杆机构、凸轮机构及气动机构。这这些些二二进进制制式式的的机机构构可可以以将将二二进进制制数数码码转转换换为为机机械械位位移移，位位移移量量与与数数码码的的值值成成正正比比。这类机构广泛应用于各种自动机构中。这类机构广泛应用于各种自动机构中。2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 1)移植原理创造移植原理创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 1)移植原理创造移植原理创造例例3-11 磁性轴承设计磁性轴承设计 轴轴承承是是常常见见的的机机械械零零件件。为为了了减减少少轴轴承承摩摩擦擦以以提提高高其其旋旋转转精精度度和和机机械械效效率率，人人们们在在不断地进行研究。不断地进行研究。一一般般思思路路都都是是按按照照改改变变轴轴承承元元件件形形状状、优优化化结结构构参参数数或或采采用用减减摩摩材材料料等等模模式式延延伸伸，都没有产生重大的突破。都没有产生重大的突破。后后来来，有有人人偏偏离离常常规规的的直直线线思思维维，将将思思路横向移入新的磁学原理，开发出磁性轴承。路横向移入新的磁学原理，开发出磁性轴承。第三节第三节 移植创造原理移植创造原理2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 1)移植原理创造移植原理创造例例3-11 磁性轴承设计磁性轴承设计这这种种轴轴承承的的基基本本原原理理如如图图所所示示。设设计计时时使使用用磁磁性性材材料料制制造造的的轴轴颈颈1与与轴轴瓦瓦2具具有有相相同同的的磁磁性性。由由于于同同性性相相斥斥，轴轴颈颈与与轴轴瓦瓦便便互互不不接接触触而而呈呈悬悬浮浮状状态态，在在旋旋转转过过程程中中摩摩擦擦阻阻力很小。力很小。现现在在，美美国国一一家家大大电电器器制制造造公公司司西西屋屋公公司司将将磁磁性性轴轴承承用用在在电电度度表表上上，开开发发出出高高精精度度(电电能能计计量量误误差差接接近近于于零零)的的新新型型电电度度表表，并并由由此获得较高的商品附加价值。此获得较高的商品附加价值。第三节第三节 移植创造原理移植创造原理 结结构构是是事事物物存存在在和和实实现现功功能能目目的的的的重要基础。重要基础。将将某某种种事事物物的的结结构构形形式式或或结结构构特特征征向向另另一一事事物物移移植植，是是结结构构创创新新的的基基本本途途径之一。径之一。2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 2)移植移植结构结构创造创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理例例3-12 3-12 机床滚动导轨设计机床滚动导轨设计 常常见见的的机机床床导导轨轨为为滑滑动动摩摩擦擦导导轨轨。后后来来人人们们在在摩摩擦擦面面间间置置放放滚滚子子，设设计计出出滚滚动动摩摩擦擦导导轨轨。与与普普通通滑滑动动导导轨轨相相比比，滚滚动动导导轨轨具具有有运运动动灵灵敏敏度度高高、定定位位精精度度高高、牵牵引引力力小小、润润滑滑系系统统简简单单、维维修修方方便便(只只需需更更换换滚滚动体动体)等优点。等优点。从从创创新新设设计计原原理理上上看看，可可以以认认为为这这种种新新型型导导轨轨是是推推力力滚滚子子轴轴承承结结构构方方式式的的一一种种移移植。植。2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 2)移植移植结构结构创造创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理 物物质质产产品品的的使使用用功功能能和和使使用用价价值值，除除了了取取决决于于技技术术创创造造的的原原理理功功能能和和结结构构功能外，也取决于物质材料。功能外，也取决于物质材料。将将某某一一领领域域使使用用的的传传统统材材料料向向新新的的领领域域转转移移，并并产产生生新新的的变变革革，也也是是一一种种创造。创造。在在材材料料工工业业迅迅速速发发展展，各各种种新新材材料料不不断断涌涌现现的的今今天天，利利用用移移植植材材料料进进行行创创新设计更有广阔天地。新设计更有广阔天地。2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 3)移植移植材料材料创造创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理例例3-333-33陶瓷发动机的设计陶瓷发动机的设计在在新新型型发发动动机机设设计计中中，设设计计者者以以高高温温陶陶瓷瓷制制成成燃燃气气涡涡轮轮的的叶叶片片、燃燃烧烧室室等等部部件件，或或以以陶陶瓷瓷部部件件取取代代传传统统发发动动机机中中的的气气缸缸内内衬衬、活活塞塞帽帽、预预燃燃室室、增增压压器器等等。新新设设计计的的陶陶瓷瓷发发动动机机具具有有耐耐高高温温的的性性能能，可可以以省省去去传传统统的的水水冷冷系系统统，减减轻轻了了发发动动机机的的自自重重，因因而而大幅度地节省能耗和增大了功效。大幅度地节省能耗和增大了功效。此此外外，陶陶瓷瓷发发动动机机的的耐耐腐腐蚀蚀性性也也使使它它可可以以采采用用各各种种低低品品位位多多杂杂质质的的燃燃料料。因因此此，陶陶瓷瓷发发动动机机的的设设计计成成功，是动力机械和汽车工业的重大突破。功，是动力机械和汽车工业的重大突破。2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 3)移植移植材料材料创造创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理例例3-143-14桥梁的新设计桥梁的新设计 在在人人们们的的心心目目中中，桥桥梁梁只只能能用用砖砖石石、木木料料、钢钢材材、钢钢筋筋混混凝凝土土等等材材料料建建筑筑。然然而而，有有的的设设计计者者却却敢敢于于创创新新，大大胆胆地地使使用用了了玻玻璃璃材材料料。玻玻璃璃透透明明、质质轻轻，传传统统观观念念中中的的玻玻璃璃是是易易碎碎材材料料，它能否承受重力和负载振动它能否承受重力和负载振动?保保加加利利亚亚的的工工程程师师用用特特种种玻玻璃璃建建造造了了一一座座宽宽8m8m、长长12.5m12.5m，重重18t18t的的晶晶莹莹透透澈澈的的玻玻璃璃桥桥。经经试试验验，2.5t2.5t的的载载重重汽汽车车飞飞驶驶而而过过，玻玻璃璃桥桥安安然然无无恙，稳如泰山。恙，稳如泰山。2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 3)移植移植材料材料创造创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理 在在创创新新设设计计中中，常常常常需需要要综综合合运运用用原原理理、结结构、材料等方面的移植。构、材料等方面的移植。在在这这种种移移植植创创造造过过程程中中，首首先先要要分分析析问问题题的的关关键键所所在在，即即搞搞清清创创造造目目的的与与创创造造手手段段之之间间的的协调和适应关系；协调和适应关系；然然后后借借助助联联想想、类类比比等等创创新新技技法法，找找到到被被移移植植的的对对象象，确确定定移移植植的的具具体体形形式式和和内内容容，通通过过设设计计计计算算和和必必要要的的试试验验验验证证，获获得得技技术术上上可可行行的设计方案。的设计方案。2 2、移植创造的基本途径、移植创造的基本途径 4)综合综合移植创造移植创造第三节第三节 移植创造原理移植创造原理 在在创创新新设设计计中中，常常常常需需要要综综合合运运用用原原理理、结结构、材料等方面的移植。构、材料等方面的移植。在在这这种种移移植植创创造造过过程程中中，首首先先要要分分析析问问题题的的关关键键所所在在，即即搞搞清清创创造造目目的的与与创创造造手手段段之之间间的的协调和适应关系；协调和适应关系；然然后后借借助助联联想想、类类比比等等创创新新技技法法，找找到到被被移移植植的的对对象象，确确定定移移植植的的具具体体