機械創(chuàng)新設計技術

前言

　　按照教育部工程材料及機械制造基礎課程教學指導組提出的“學習工藝知識，增強工程實踐能力，提高綜合素質（包括工程素質），培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力”的課程教學目標，華中科技大學工程訓練中心經過多年努力，建立了完善的工程訓練機制，充分挖掘傳統(tǒng)工程訓練項目的內涵，發(fā)揮先進制造技術訓練項目的優(yōu)勢，全面開展分層次、模塊化、柔性化和開放式的工程訓練活動，把創(chuàng)新實踐融入工程訓練的全過程中。通過作品創(chuàng)意設計、方案論證、工藝確定、加工制作、作品答辯等一系列環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生完整的工程意識、創(chuàng)新意識和綜合能力?！　≡谡辖鸸嵙暫碗娮庸に噷嵙暤幕A上，突破原有的課程體系和內容的束縛，加強各主要實訓部分教學內容之間的交叉與融合，注重提高學生的職業(yè)技能與素質，增強就業(yè)競爭力，建立了“主動實踐，應用領先、邊界再設計”、以提高學生綜合能力和創(chuàng)新思維為主線的工程訓練課程新體系。根據工程實踐教學的基本特點，組織骨干教師，認真策劃與實施，編寫了此套工程訓練系列教材。該系列教材重視理論緊密聯(lián)系實際，提倡學習是基礎，思考是關鍵，創(chuàng)新之根在于實踐。通過一系列實踐教學環(huán)節(jié)建立學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力；通過構建相應的教學方法和教學手段，將創(chuàng)新教育有機地溶入實踐教學之中?！　≡撓盗薪滩挠伞独浼庸ぜ夹g》、《材料成形技術》、《特種加工技術》、《機械裝配技術》、《機械創(chuàng)新設計技術》和《電子創(chuàng)新設計技術》組成，并配有相應的實驗訓練設備和實踐教學模塊。其內容覆蓋面寬，知識反映面新，體現(xiàn)出現(xiàn)代工業(yè)技術綜合性、多學科交叉與融合的特點，能夠滿足不同學科培養(yǎng)復合型、創(chuàng)造性人才的需要。該系列教材在內容和教學方法上強調綜合，強調大工程背景，強化工程意識和工程實踐能力的培養(yǎng)，盡力結合工業(yè)產品開發(fā)、設計、制造的全過程；大量增加了新材料、新技術、新工藝等三新內容，體現(xiàn)出科學技術的最新發(fā)展，使傳統(tǒng)的金工實習和電子工藝實習平穩(wěn)地向現(xiàn)代工業(yè)培訓的方向發(fā)展。　　該系列教材以學生為主體，以教師為主導，在課程教學中實行以典型產品為載體的教學模式，突出先進制造技術的模塊化教學，以主動工程實踐的要求訓練學生，以創(chuàng)新之根在于實踐的精神培訓學生，以組織參加大賽方式來促進常規(guī)創(chuàng)新活動，發(fā)現(xiàn)高端人才，顯著提高了實踐教學質量和教學效果。

內容概要

　　本書是一門以培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、提高學生綜合素質、啟發(fā)創(chuàng)新思維、注重工程能力培養(yǎng)、介紹機械創(chuàng)新設計方法與機電產品制作實踐的課程。在教學過程中綜合運用和總結歸納先修課程的有關知識，結合新技術運用和新產品開發(fā)，啟發(fā)學生的思維，為學生從事工程技術工作打下基礎。本教材以“創(chuàng)新之根在于實踐和邊界再設計”的思想為主線，建立大工程的觀念，培養(yǎng)具有主動實踐曠工藝實踐及創(chuàng)新能力的高素質綜合人才。通過典型機電產品設計案例的分析與指導，針對具體生產實際的機電產品設計案例，使學生了解創(chuàng)新設計、產品制作的過程與方法，進行工程實踐應用訓練，提高學生分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)適應現(xiàn)代技術與社會發(fā)展、具備國際競爭能力與創(chuàng)新能力的人才。
　　本書可用于機械基礎工程訓練、機械原理課程設計、機械設計課程設計、專業(yè)方向選修課、公選課的課堂教學，可作為指導學生創(chuàng)新實踐活動、各類大賽賽前輔導的參考書、也可供高等學校有關專業(yè)的師生及相關工程技術人員參考。

書籍目錄

序
前言
第1章 緒論
1.1 機械發(fā)展趨勢
1.2 技術創(chuàng)新
第2章 創(chuàng)新設計技術
2.1 設計與創(chuàng)新
2.2 創(chuàng)新思維
2.3 創(chuàng)造技法
第3章 仿生學與創(chuàng)新設計
3.1 仿生學與設計創(chuàng)新
3.2 仿生機械
3.3 仿生機械手
3.4 仿步態(tài)機構的設計
第4章 機械運動系統(tǒng)方案創(chuàng)新設計
4.1 功能原理設計
4.2 機構設計
4.3 機械運動系統(tǒng)方案的評價
第5章 機械創(chuàng)新設計實例及分析
5.1 研究性學習
5.2 生活中的發(fā)明
5.3 機器人
5.4 農業(yè)機械
5.5 創(chuàng)新思維與技法訓練
參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第2章　創(chuàng)新設計技術　　2.1　設計與創(chuàng)新　　2.1.1　創(chuàng)造力的構成及培養(yǎng)　　機械創(chuàng)新設計是指充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關科學技術成果（含理論、方法、技術原理等）進行創(chuàng)新構思，設計出具有新穎性、創(chuàng)造性及實用性的機構或機械產品的一種實踐活動。機械創(chuàng)新設計包含兩個部分：一是改進完善生產或生活中現(xiàn)有機械產品的可靠性、經濟性、適用性等技術性能；二是創(chuàng)造設計出能滿足新的生產或生活需要的新機器、新產品。機械創(chuàng)新設計是建立在現(xiàn)有機械設計學理論基礎上，吸收科技哲學、認識科學、思維科學、設計方法學、發(fā)明學、創(chuàng)造學等相關學科的有益成分，經過綜合交叉而形成的一種設計技術和方法。由于機械創(chuàng)新設計過程凝結了人類的創(chuàng)造性智慧，因而其產品無疑是科學技術與藝術的結晶。除了應該具有產品的技術性能（可靠性、經濟性和適用性）外，還應該反映出和諧的技術美，具有完滿的審美價值和造型的美學性。相對傳統(tǒng)設計而言，機械創(chuàng)新設計特別強調了人在方案設計與結構設計階段中的主導性及創(chuàng)造性作用，機械的創(chuàng)造發(fā)明大多來源于機械方案設計與結構設計的創(chuàng)新設計?！　榱双@得具有創(chuàng)新構思的思路及靈感，常常要用到下面一些體現(xiàn)創(chuàng)新意識的思維方法?！　。?）綜合：任何先進產品都是先進技術成果、多學科技術、新技術與傳統(tǒng)技術、自然科學與社會科學的綜合，對這些先進技術的綜合分析，有助于獲得新的設計思路和創(chuàng)意?！　。?）還原：研究已有產品和生產過程的特點，抓住關鍵技術，將最主要功能提煉出來，研究實現(xiàn)關鍵技術的手段或方法，得到最優(yōu)結果。例如，洗衣機的研制，就是提煉出洗衣機主要是“清潔”功能，其關鍵技術是如何模擬人手洗衣的過程，使洗滌劑和水流與衣物產生摩擦，達到洗凈的目的?！　。?）對應：采用相似、模擬比較、類比的方法來設計新產品。例如，機械手是模擬人手取物的動作，梳子是人手梳頭的仿形，類比兩棲動物，設計出了水陸坦克，聯(lián)想蝙蝠探測目標方式，發(fā)明了雷達等?！　　?/pre>








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