機械創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)

前言

　　按照教育部工程材料及機械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)組提出的“學(xué)習(xí)工藝知識，增強工程實踐能力，提高綜合素質(zhì)（包括工程素質(zhì)），培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力”的課程教學(xué)目標(biāo)，華中科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心經(jīng)過多年努力，建立了完善的工程訓(xùn)練機制，充分挖掘傳統(tǒng)工程訓(xùn)練項目的內(nèi)涵，發(fā)揮先進(jìn)制造技術(shù)訓(xùn)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(xùn)練活動，把創(chuàng)新實踐融入工程訓(xùn)練的全過程中。通過作品創(chuàng)意設(shè)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(xué)生完整的工程意識、創(chuàng)新意識和綜合能力?！　≡谡辖鸸嵙?xí)和電子工藝實習(xí)的基礎(chǔ)上，突破原有的課程體系和內(nèi)容的束縛，加強各主要實訓(xùn)部分教學(xué)內(nèi)容之間的交叉與融合，注重提高學(xué)生的職業(yè)技能與素質(zhì)，增強就業(yè)競爭力，建立了“主動實踐，應(yīng)用領(lǐng)先、邊界再設(shè)計”、以提高學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新思維為主線的工程訓(xùn)練課程新體系。根據(jù)工程實踐教學(xué)的基本特點，組織骨干教師，認(rèn)真策劃與實施，編寫了此套工程訓(xùn)練系列教材。該系列教材重視理論緊密聯(lián)系實際，提倡學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，思考是關(guān)鍵，創(chuàng)新之根在于實踐。通過一系列實踐教學(xué)環(huán)節(jié)建立學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力；通過構(gòu)建相應(yīng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段，將創(chuàng)新教育有機地溶入實踐教學(xué)之中?！　≡撓盗薪滩挠伞独浼庸ぜ夹g(shù)》、《材料成形技術(shù)》、《特種加工技術(shù)》、《機械裝配技術(shù)》、《機械創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)》和《電子創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)》組成，并配有相應(yīng)的實驗訓(xùn)練設(shè)備和實踐教學(xué)模塊。其內(nèi)容覆蓋面寬，知識反映面新，體現(xiàn)出現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)綜合性、多學(xué)科交叉與融合的特點，能夠滿足不同學(xué)科培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)造性人才的需要。該系列教材在內(nèi)容和教學(xué)方法上強調(diào)綜合，強調(diào)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(jié)合工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、制造的全過程；大量增加了新材料、新技術(shù)、新工藝等三新內(nèi)容，體現(xiàn)出科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展，使傳統(tǒng)的金工實習(xí)和電子工藝實習(xí)平穩(wěn)地向現(xiàn)代工業(yè)培訓(xùn)的方向發(fā)展?！　≡撓盗薪滩囊詫W(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，在課程教學(xué)中實行以典型產(chǎn)品為載體的教學(xué)模式，突出先進(jìn)制造技術(shù)的模塊化教學(xué)，以主動工程實踐的要求訓(xùn)練學(xué)生，以創(chuàng)新之根在于實踐的精神培訓(xùn)學(xué)生，以組織參加大賽方式來促進(jìn)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(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

內(nèi)容概要

　　本書是一門以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、提高學(xué)生綜合素質(zhì)、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(shè)計方法與機電產(chǎn)品制作實踐的課程。在教學(xué)過程中綜合運用和總結(jié)歸納先修課程的有關(guān)知識，結(jié)合新技術(shù)運用和新產(chǎn)品開發(fā)，啟發(fā)學(xué)生的思維，為學(xué)生從事工程技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。本教材以“創(chuàng)新之根在于實踐和邊界再設(shè)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(zhì)綜合人才。通過典型機電產(chǎn)品設(shè)計案例的分析與指導(dǎo)，針對具體生產(chǎn)實際的機電產(chǎn)品設(shè)計案例，使學(xué)生了解創(chuàng)新設(shè)計、產(chǎn)品制作的過程與方法，進(jìn)行工程實踐應(yīng)用訓(xùn)練，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)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(chǔ)工程訓(xùn)練、機械原理課程設(shè)計、機械設(shè)計課程設(shè)計、專業(yè)方向選修課、公選課的課堂教學(xué)，可作為指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新實踐活動、各類大賽賽前輔導(dǎo)的參考書、也可供高等學(xué)校有關(guān)專業(yè)的師生及相關(guān)工程技術(shù)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(shù)創(chuàng)新
第2章 創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)
2.1 設(shè)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(xué)與創(chuàng)新設(shè)計
3.1 仿生學(xué)與設(shè)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(gòu)的設(shè)計
第4章 機械運動系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計
4.1 功能原理設(shè)計
4.2 機構(gòu)設(shè)計
4.3 機械運動系統(tǒng)方案的評價
第5章 機械創(chuàng)新設(shè)計實例及分析
5.1 研究性學(xué)習(xí)
5.2 生活中的發(fā)明
5.3 機器人
5.4 農(nóng)業(yè)機械
5.5 創(chuàng)新思維與技法訓(xùn)練
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第2章　創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)　　2.1　設(shè)計與創(chuàng)新　　2.1.1　創(chuàng)造力的構(gòu)成及培養(yǎng)　　機械創(chuàng)新設(shè)計是指充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果（含理論、方法、技術(shù)原理等）進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，設(shè)計出具有新穎性、創(chuàng)造性及實用性的機構(gòu)或機械產(chǎn)品的一種實踐活動。機械創(chuàng)新設(shè)計包含兩個部分：一是改進(jìn)完善生產(chǎn)或生活中現(xiàn)有機械產(chǎn)品的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適用性等技術(shù)性能；二是創(chuàng)造設(shè)計出能滿足新的生產(chǎn)或生活需要的新機器、新產(chǎn)品。機械創(chuàng)新設(shè)計是建立在現(xiàn)有機械設(shè)計學(xué)理論基礎(chǔ)上，吸收科技哲學(xué)、認(rèn)識科學(xué)、思維科學(xué)、設(shè)計方法學(xué)、發(fā)明學(xué)、創(chuàng)造學(xué)等相關(guān)學(xué)科的有益成分，經(jīng)過綜合交叉而形成的一種設(shè)計技術(shù)和方法。由于機械創(chuàng)新設(shè)計過程凝結(jié)了人類的創(chuàng)造性智慧，因而其產(chǎn)品無疑是科學(xué)技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)晶。除了應(yīng)該具有產(chǎn)品的技術(shù)性能（可靠性、經(jīng)濟(jì)性和適用性）外，還應(yīng)該反映出和諧的技術(shù)美，具有完滿的審美價值和造型的美學(xué)性。相對傳統(tǒng)設(shè)計而言，機械創(chuàng)新設(shè)計特別強調(diào)了人在方案設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計階段中的主導(dǎo)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(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新設(shè)計。　　為了獲得具有創(chuàng)新構(gòu)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(jìn)產(chǎn)品都是先進(jìn)技術(shù)成果、多學(xué)科技術(shù)、新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)、自然科學(xué)與社會科學(xué)的綜合，對這些先進(jìn)技術(shù)的綜合分析，有助于獲得新的設(shè)計思路和創(chuàng)意?！　。?）還原：研究已有產(chǎn)品和生產(chǎn)過程的特點，抓住關(guān)鍵技術(shù)，將最主要功能提煉出來，研究實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的手段或方法，得到最優(yōu)結(jié)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(guān)鍵技術(shù)是如何模擬人手洗衣的過程，使洗滌劑和水流與衣物產(chǎn)生摩擦，達(dá)到洗凈的目的?！　。?）對應(yīng)：采用相似、模擬比較、類比的方法來設(shè)計新產(chǎn)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(shè)計出了水陸坦克，聯(lián)想蝙蝠探測目標(biāo)方式，發(fā)明了雷達(dá)等?！　　?/pre>








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