第三章機(jī)械產(chǎn)品的功能原理設(shè)計(jì)

第三章

機(jī)械產(chǎn)品的功能原理設(shè)計(jì)功能原理設(shè)計(jì)的概念機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最初環(huán)節(jié)，是先要針對(duì)該產(chǎn)品的主要功能提出一些原理性的構(gòu)思。這種針對(duì)主要功能的原理性設(shè)計(jì)，可以簡(jiǎn)稱(chēng)為“功能原理設(shè)計(jì)〞。包括兩個(gè)方面：功能分析——由總功能分解為分功能，最后做出功能構(gòu)造圖的過(guò)程。任務(wù)原理設(shè)計(jì)——確定實(shí)現(xiàn)功能的任務(wù)原理任務(wù)原理的概念：物理效應(yīng)〔如圖3-1中的摩擦、離心力、氣吹等〕+作用原理〔即作用件，如圖3-1中的摩擦輪、轉(zhuǎn)動(dòng)架、氣嘴等〕設(shè)計(jì)一臺(tái)點(diǎn)鈔機(jī)，首先構(gòu)思將鈔票逐張分別的任務(wù)原理。功能原理設(shè)計(jì)的重點(diǎn)提出創(chuàng)新構(gòu)思，使思想盡量“發(fā)散〞，力求提出較多的解法供比較選優(yōu)。對(duì)構(gòu)件的詳細(xì)構(gòu)造、資料和制造工藝等那么不一定要有成熟的思索，因此只需用簡(jiǎn)圖或表示圖來(lái)表示所構(gòu)思的內(nèi)容。功能原理設(shè)計(jì)的重要性是對(duì)產(chǎn)品的成敗起決議性作用的任務(wù)原理方案的擬定和構(gòu)思從質(zhì)的方面決議了設(shè)計(jì)的程度是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的關(guān)鍵階段火車(chē)演化的例子一個(gè)好的功能原理設(shè)計(jì)應(yīng)該既有創(chuàng)新構(gòu)思，又應(yīng)同時(shí)思索其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。由于脫離市場(chǎng)需求的盲目創(chuàng)新是沒(méi)有意義的?！淮纬上裾障鄼C(jī)的例子任何一種機(jī)器的更新?lián)Q代都存在三個(gè)途徑:改革任務(wù)原理例如用激光打孔機(jī)替代機(jī)械鉆，使一些精細(xì)儀器、儀表的精度得到很大的提高。經(jīng)過(guò)改良工藝、構(gòu)造和資料提高技術(shù)性能例如螺紋的加工工藝加強(qiáng)輔助功能使其更順應(yīng)運(yùn)用者的心思

新工藝、新資料的出現(xiàn)也促進(jìn)了新任務(wù)原理的產(chǎn)生。——例如液晶資料的適用化，促使鐘表的任務(wù)原理發(fā)生了本質(zhì)的變化。第一節(jié)功能原理設(shè)計(jì)的任務(wù)特點(diǎn)和任務(wù)內(nèi)容一、功能原理設(shè)計(jì)的任務(wù)特點(diǎn)1)是用一種新的物理效應(yīng)來(lái)替代舊的物理效應(yīng)，使機(jī)器的任務(wù)原理發(fā)生根本的變化的設(shè)計(jì)。2)引入某種新技術(shù)(新資料、新工藝、……)，但首先要求設(shè)計(jì)人員有一種新想法(NewIdea)、新構(gòu)思。3)功能原理設(shè)計(jì)使機(jī)器質(zhì)量發(fā)生質(zhì)的變化。例如，機(jī)械表不論在技術(shù)上如何改良，其走時(shí)的準(zhǔn)確性一直不能夠和石英電子表相媲美。當(dāng)然，在實(shí)際中，每一個(gè)功能原理設(shè)計(jì)不一定都能表達(dá)上述三個(gè)特點(diǎn)，而能表達(dá)這三個(gè)特點(diǎn)的，那么應(yīng)該是高檔次的功能原理設(shè)計(jì)。二、功能原理設(shè)計(jì)的義務(wù)和主要任務(wù)內(nèi)容義務(wù)：針對(duì)某一確定的“功能目的〞，尋求一些“物理效應(yīng)〞并借助某些“作用原理〞來(lái)求得一些實(shí)現(xiàn)該功能目的的“解法原理〞。舉例：噴墨打印技術(shù)主要任務(wù)內(nèi)容：明確功能目的，構(gòu)思能實(shí)現(xiàn)功能目的的新的解法原理。舉例柔性制造系統(tǒng)中運(yùn)輸小車(chē)的改良設(shè)計(jì)分析：以前的運(yùn)輸系統(tǒng)是采用地面下埋設(shè)電纜用電磁感應(yīng)的方式來(lái)進(jìn)展導(dǎo)向的，該種方式的缺陷是：鋪設(shè)電纜的費(fèi)用昂貴且不易調(diào)整運(yùn)輸?shù)缆?。舉例：柔性制造系統(tǒng)中運(yùn)輸小車(chē)的改良設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)調(diào)查分析，明確了以下幾點(diǎn)功能目的：1)裝設(shè)導(dǎo)向系統(tǒng)的費(fèi)用應(yīng)較小。2)允許擴(kuò)展和調(diào)整設(shè)備，變動(dòng)運(yùn)輸?shù)缆贰?)在擁堵的任務(wù)環(huán)境中小車(chē)能靈敏運(yùn)轉(zhuǎn)。4)在工件轉(zhuǎn)接站上小車(chē)能準(zhǔn)確定位。針對(duì)上述功能目的，提出下面一些原理性的想象作為新的解法原理：1)運(yùn)用慣性導(dǎo)航技術(shù)，利用所設(shè)參考點(diǎn)用預(yù)置程序給出實(shí)際軌跡并作軌跡誤差的修正。2)運(yùn)用傳感器引導(dǎo)繞過(guò)妨礙物。3)在工件轉(zhuǎn)接站上用超聲波定向，使小車(chē)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。為實(shí)現(xiàn)上述原理性想象，必需設(shè)計(jì)新的小車(chē)以實(shí)現(xiàn)靈敏運(yùn)動(dòng)和準(zhǔn)確定位的能夠性。FZ23型：中樞用兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)退和轉(zhuǎn)彎。車(chē)架可繞中樞回轉(zhuǎn)，以保證與轉(zhuǎn)接站對(duì)接時(shí)的方位調(diào)整。一、功能的含義功能是對(duì)于某一產(chǎn)品特定任務(wù)才干的籠統(tǒng)化描畫(huà)。第二節(jié)功能、功能單元和功能構(gòu)造〔洗衣機(jī)的功能是使衣物中污垢從纖維中分別出來(lái)〕功能的定義：是指某一機(jī)器(或安裝)所具有的轉(zhuǎn)化能量、運(yùn)動(dòng)或其它物理量的特性。系統(tǒng)工程學(xué)把一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品看成技術(shù)系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)初期時(shí)該技術(shù)系統(tǒng)還不清楚，故用“黑箱〞〔BlackBox〕來(lái)描畫(huà)功能。系統(tǒng)工程學(xué)對(duì)功能的定義：一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)在以實(shí)現(xiàn)某種義務(wù)為目的時(shí)，其輸入量和輸出量之間的相互轉(zhuǎn)換的關(guān)系。用來(lái)整理、清點(diǎn)、計(jì)數(shù)，最后按50枚一卷將硬幣用紙包卷起來(lái)；也可以在計(jì)數(shù)后裝袋而不包卷。硬幣計(jì)數(shù)包卷機(jī)“黑箱〞只是描畫(huà)了從技術(shù)系統(tǒng)外部察看到的“功能特點(diǎn)〞，而黑箱的內(nèi)部構(gòu)造是未知的，是需設(shè)計(jì)者進(jìn)展詳細(xì)構(gòu)思和設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)工程學(xué)中的“白箱〞和“灰箱〞，那么指內(nèi)部構(gòu)造完全知或部分知的技術(shù)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)者的義務(wù)就是使“黑箱〞變成“白箱〞，這個(gè)技術(shù)系統(tǒng)就設(shè)計(jì)出來(lái)了。技術(shù)系統(tǒng)的功能〔義務(wù)〕就是將輸入量轉(zhuǎn)換為輸出量。所以技術(shù)系統(tǒng)也可看作是一個(gè)轉(zhuǎn)換安裝?！?〕物料用雙線箭頭表示可以是固體、液體、氣體、混合物金屬機(jī)床水泵天然氣管道汽車(chē)包括機(jī)械能、電能、熱能、光能、化學(xué)能、核能、生物能等……機(jī)械能的描畫(huà)：力和運(yùn)動(dòng)平移：力、線速度旋轉(zhuǎn)：轉(zhuǎn)矩、角速度振動(dòng)：振幅、頻率〔2〕能量用實(shí)線箭頭表示①輸入信號(hào)普通為控制信號(hào)開(kāi)關(guān)控制、大小/速度/流量/強(qiáng)度控制②輸出信號(hào)普通為形狀信號(hào)，可以是丈量值、指示值溫度、壓力、粗糙度、位置、報(bào)警信號(hào)……〔3〕信號(hào)用虛線箭頭表示，可以是數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)〔4〕伴生輸入和伴生輸出伴生輸入：外界環(huán)境對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的影響和作用，用實(shí)線箭頭畫(huà)在下方。伴生輸出：技術(shù)系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境的影響和作用，用實(shí)線箭頭畫(huà)在上方。舉例——水泵說(shuō)明：輸出的能量為“壓力水〞中蘊(yùn)含的機(jī)械能沒(méi)有明顯的輸出信號(hào)，可以不畫(huà)出。沒(méi)有明顯的伴生輸入和伴生輸出，可以不畫(huà)出。舉例——沖床產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，輸入量和輸出量被稱(chēng)為“流〞主要傳送信號(hào)流的技術(shù)系統(tǒng)——儀器主要傳送能量流與物料流的技術(shù)系統(tǒng)——機(jī)器(1)以轉(zhuǎn)換能量為主：電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、鍋爐(2)以轉(zhuǎn)換物料為主：機(jī)床、管道保送系統(tǒng)

在功能原理設(shè)計(jì)中，用黑箱描畫(huà)產(chǎn)品的功能。黑箱是系統(tǒng)工程用于分析和描畫(huà)系統(tǒng)的一種方法。黑箱

二、功能元素和功能單元

從系統(tǒng)論的觀念看，一個(gè)系統(tǒng)可以分解為一些子系統(tǒng)，那么一個(gè)系統(tǒng)的總功能也應(yīng)該可以分解為一些“子功能〞或者“分功能〞。功能的層次性：功能樹(shù)，用于表示總功能的分解情況前級(jí)〔上級(jí)〕功能是后級(jí)〔下級(jí)〕功能的目的功能后級(jí)〔下級(jí)〕功能是前級(jí)〔上級(jí)〕功能的手段功能

經(jīng)過(guò)總功能分解可以分析得到和確定所要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的詳細(xì)功能，也就是將籠統(tǒng)的總功能詳細(xì)化為各個(gè)分功能，從而便于總功能的實(shí)現(xiàn)。

因此總功能分解是設(shè)計(jì)過(guò)程由籠統(tǒng)到詳細(xì)的一種表達(dá)。假設(shè)總功能要求FR＝方便的交通工具對(duì)于折疊自行車(chē)，可以確定如下的下層功能要求FRs：FR1=騎乘、FR2=折疊、FR3=座位調(diào)整、FR4=攜帶額外物品、FR5=平安性……功能分解方案不是獨(dú)一的不同的功能分解方式導(dǎo)致不同的設(shè)計(jì)結(jié)果假設(shè)選擇其它的方式實(shí)現(xiàn)“方便的交通工具〞，如對(duì)于微型汽車(chē)，那么所分解得到的FRs能夠完全不一樣。例

功能分解到什么情況下終了？1.分解到“功能元素〞層次2.分解到“功能單元〞層次

功能元素〔功能元〕——功能根本單位可以將功能元了解為電子元件，電子元件聯(lián)接成各種復(fù)雜的電路，功能元組合而成各種復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)〔即產(chǎn)品〕。功能分解到“功能元素〞層次

常用的根本功能元：物理功能元、邏輯功能元、數(shù)學(xué)功能元物理功能元：反映系統(tǒng)中能量、物料、信號(hào)變化的物理根本動(dòng)作。

5對(duì)常用的物理功能元：轉(zhuǎn)變－復(fù)原放大－減少銜接－分別傳導(dǎo)－絕緣存貯－提取

“變換一復(fù)原〞功能元包括：各種類(lèi)型能量之間的轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)型式的轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)變資料性質(zhì)的轉(zhuǎn)變物態(tài)的轉(zhuǎn)變信號(hào)種類(lèi)的轉(zhuǎn)變……

“放大一減少〞功能元：是指各種能量、信號(hào)向量〔力、速度等〕或物理量的放大及減少，以及物料性質(zhì)的縮放〔壓敏資料電阻隨外壓力的變化〕。

“銜接一分別〞功能元：包括能量、物料、信號(hào)同質(zhì)或不同質(zhì)數(shù)量上的結(jié)合與分別。除物料之間的合并、分別外，流體與能量結(jié)合成壓力流體〔泵〕的功能也屬此范圍。銜接：聯(lián)接、混合、裝配分別：拆開(kāi)、隔開(kāi)、過(guò)濾、精煉、去除〔切割、磨，車(chē)、鉆〕、去除、溶解

“傳導(dǎo)一絕緣〞功能元：反映能量、物料、信號(hào)的位置變化傳導(dǎo)包括：?jiǎn)蜗騻鲗?dǎo)、變向傳導(dǎo)絕緣包括：離合器、開(kāi)關(guān)、閥門(mén)等

“存貯一提取〞功能元：表達(dá)一定時(shí)間范圍內(nèi)保管的功能。例如：飛輪、彈簧、電池、電容器等，反映能量的儲(chǔ)存；錄音帶、磁鼓反映聲音、信號(hào)的儲(chǔ)存。

數(shù)學(xué)功能元：反映數(shù)學(xué)的根本動(dòng)作，如加和減、乘和除、乘方和開(kāi)方、積分和微分。數(shù)學(xué)功能元主要用于機(jī)械式的加減機(jī)構(gòu)和除法機(jī)構(gòu)，如差動(dòng)輪系、求積儀等。邏輯功能元：包括“與〞、“或〞、“非〞的邏輯動(dòng)作，主要用于控制功能。

總功能分解的另一種方式是不把功能分解得過(guò)細(xì)，而只是分解到“功能單元〞的層次。功能單元既有一定的獨(dú)立性，又是有一定復(fù)雜程度的技術(shù)單元。功能分解到“功能單元〞層次分解到“功能單元〞而不是“功能元〞硬幣計(jì)數(shù)包卷機(jī)的功能分解

例黑箱黑箱的內(nèi)部構(gòu)造功能分解的粗細(xì)不同〔可以分解到“功能元〞層次，也可以分解到功能單元層次〕得到的功能樹(shù)的層次數(shù)目不同、分功能個(gè)數(shù)不同功能劃分方式不同

總功能分解方案不是獨(dú)一的三、功能構(gòu)造類(lèi)似電氣系統(tǒng)線路圖，分功能的關(guān)系也可以用圖來(lái)描畫(huà)，表達(dá)分功能關(guān)系的圖為“功能構(gòu)造圖〞。任何功能構(gòu)造圖，都由3種根本構(gòu)造方式組成：串聯(lián)構(gòu)造、并聯(lián)構(gòu)造、環(huán)形構(gòu)造

①串聯(lián)構(gòu)造又稱(chēng)順序構(gòu)造，它反映了分功能之間的因果關(guān)系〔條件關(guān)系〕或時(shí)間、空間順序關(guān)系。例：虎鉗的施力與夾緊兩個(gè)分功能就是串聯(lián)關(guān)系。

②并聯(lián)構(gòu)造又稱(chēng)選擇構(gòu)造，幾個(gè)分功能作為手段共同完成一個(gè)目的，或同時(shí)完成某些分功能后才干繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)分功能，那么這幾個(gè)分功能處于并聯(lián)關(guān)系。

例：車(chē)床需求工件與刀具共同運(yùn)動(dòng)來(lái)完成加工物料的義務(wù)

并聯(lián)構(gòu)造的另一種方式：這種選擇構(gòu)造在機(jī)械設(shè)計(jì)中經(jīng)常見(jiàn)到，如平安離合器的“離〞與“合〞取決于傳送載荷的數(shù)值。

③環(huán)形構(gòu)造，又稱(chēng)循環(huán)構(gòu)造

環(huán)形構(gòu)造的另一種方式：功能構(gòu)造圖的作用：經(jīng)過(guò)功能構(gòu)造圖的繪制，可以明確實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總功能所需求的分功能、功能元及其順序關(guān)系。功能構(gòu)造圖的建立使得技術(shù)系統(tǒng)的“黑箱〞詳細(xì)化，是使技術(shù)系統(tǒng)從籠統(tǒng)走向詳細(xì)的重要環(huán)節(jié)之一。硬幣計(jì)數(shù)包卷機(jī)的功能構(gòu)造圖

例并聯(lián)構(gòu)造串聯(lián)構(gòu)造“黑箱〞的內(nèi)部構(gòu)造功能構(gòu)造圖的變化

功能構(gòu)造也不是只能有一種方式，它能夠有多種不同的組成方式。

實(shí)現(xiàn)同一總功能的功能構(gòu)造可有多種，改動(dòng)功能構(gòu)造?？砷_(kāi)展出新的產(chǎn)品。改動(dòng)的途徑有：①功能的進(jìn)一步分解或重新組合。②順序的改動(dòng)。例如能量進(jìn)入系統(tǒng)以后，其轉(zhuǎn)換與傳送順序不同，實(shí)體解答方案亦將不同。③分功能銜接方式改動(dòng)?！泊?lián)、并聯(lián)的改動(dòng)〕④系統(tǒng)邊境的改動(dòng)。必要時(shí)可擴(kuò)展或減少系統(tǒng)的功能，以求得更合理的解答方案。提高系統(tǒng)機(jī)械化、自動(dòng)化程度是其重要方面。幾點(diǎn)闡明：1、總功能分解通常進(jìn)展功能分解時(shí)可參考下面的方法：(1)按照處理問(wèn)題的因果關(guān)系或手段、目的關(guān)系來(lái)分解例：平口鉗，為了“夾緊工件〞，必需“施加壓力〞，前者為目的，后者為手段，沿著這個(gè)思緒逐漸進(jìn)展分解。(2)按照消費(fèi)的空間順序或時(shí)間順序來(lái)分解。例如，汽水瓶灌裝自動(dòng)機(jī)的分功能包括：瓶、蓋、汽水的儲(chǔ)存與保送→灌裝→加蓋→封口→貼商標(biāo)→廢品保送。(3)先思索根本功能的分解，再思索輔助功能的分解。(4)對(duì)于機(jī)器，可以按照原動(dòng)機(jī)、任務(wù)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)、控制器、支撐等功能進(jìn)展分解。2、建立功能構(gòu)造圖時(shí)普通首先排定與主要任務(wù)過(guò)程有關(guān)的分功能或功能元的順序，再確定其它分功能的順序。3、評(píng)選進(jìn)展評(píng)選的方面是：復(fù)雜程度；能否易于獲得解答方案；能否滿足特定要求……通?？扇∩贁?shù)較好的方案進(jìn)一步詳細(xì)化，直至實(shí)體解答完全確定，可以明確看出差別時(shí)再最后選定。例建立資料拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)的功能構(gòu)造圖解：〔1〕用黑箱法求總功能〔2〕總功能分解〔3〕建立功能構(gòu)造圖一級(jí)分功能構(gòu)造圖二級(jí)分功能構(gòu)造圖總功能分解的有關(guān)闡明：總功能分解將產(chǎn)品功能詳細(xì)化，從而使得產(chǎn)品的功能易于實(shí)現(xiàn)。另一方面，經(jīng)過(guò)總功能分解得到的各個(gè)分功能的復(fù)雜程度相比總功能小的多，更容易實(shí)現(xiàn)。因此，總功能分解實(shí)踐上表達(dá)了“義務(wù)分解〞的思想。什么是義務(wù)分解？對(duì)于一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題，直接對(duì)它進(jìn)展求解往往很困難，一個(gè)通常的方法是先將原來(lái)的義務(wù)進(jìn)展逐層分解，得到多個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的詳細(xì)的子義務(wù)，然后對(duì)這些簡(jiǎn)單的詳細(xì)的子義務(wù)進(jìn)展求解，從而完成對(duì)原來(lái)的復(fù)雜問(wèn)題的求解。第三節(jié)功能原理的根本類(lèi)型功能原理根本上可分為兩大類(lèi)：動(dòng)作功能和工藝功能動(dòng)作功能是以實(shí)現(xiàn)動(dòng)作為目的的功能工藝功能是以完成對(duì)對(duì)象物的加工為目的的功能動(dòng)作功能可以分為簡(jiǎn)單動(dòng)作功能和復(fù)雜動(dòng)作功能，它們的區(qū)別主要在于后者能實(shí)現(xiàn)延續(xù)的傳動(dòng)，而前者僅是完成簡(jiǎn)單的一次性動(dòng)作。假設(shè)從參與完勝利能的物理作用的特點(diǎn)來(lái)分類(lèi)，那么可以把功能分為純機(jī)械功能和綜合技術(shù)功能兩大類(lèi)。隨著科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展，曾經(jīng)不再局限于用純機(jī)械的方式去實(shí)現(xiàn)動(dòng)作功能，而出現(xiàn)了綜合運(yùn)用機(jī)、光、電、磁、熱、化…….各種“廣義物理效應(yīng)〞更好地去實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作功能和工藝功能，稱(chēng)為綜合技術(shù)功能。假設(shè)從所完成得功能的困難或復(fù)雜程度來(lái)分類(lèi)，那么可把功能分為常規(guī)技術(shù)功能和關(guān)鍵技術(shù)功能。關(guān)鍵技術(shù)是一種有力的競(jìng)爭(zhēng)武器，它是技術(shù)難點(diǎn)，具有較高技術(shù)程度。從不同的角度對(duì)事物進(jìn)展分類(lèi)研討是有利于完好和深化認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的好方法。第四節(jié)兩種動(dòng)作功能及其對(duì)應(yīng)的求解思緒

動(dòng)作功能是指那些只完成動(dòng)作而不同時(shí)對(duì)物體進(jìn)展加工的功能。按其能否為一次性動(dòng)作還是進(jìn)展延續(xù)運(yùn)動(dòng)，可分為“簡(jiǎn)單動(dòng)作功能〞和“復(fù)雜動(dòng)作功能〞兩類(lèi)。一、簡(jiǎn)單動(dòng)作功能簡(jiǎn)單動(dòng)作功能是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的具有特殊幾何外形的構(gòu)件組成，利用它們形體上的特征．可以實(shí)現(xiàn)相互運(yùn)動(dòng)或鎖合的動(dòng)作。例如：帶軸的輪子，人類(lèi)十大發(fā)明之一的拉鏈。拉鏈由鏈米和開(kāi)鏈器兩種構(gòu)件組成，能實(shí)現(xiàn)閉合和開(kāi)啟的動(dòng)作功能。彈子鎖假設(shè)要發(fā)明一種新的簡(jiǎn)單動(dòng)作功能，可以以幾何形體組合法〔幾何形體的構(gòu)思和組合〕作為參考求解思緒來(lái)進(jìn)展構(gòu)思。多看現(xiàn)有的優(yōu)秀設(shè)計(jì)實(shí)例，練習(xí)設(shè)計(jì)巧妙的簡(jiǎn)單動(dòng)作功能，對(duì)于訓(xùn)練設(shè)計(jì)發(fā)明力是很有協(xié)助的。簡(jiǎn)單動(dòng)作并沒(méi)有過(guò)時(shí)，而仍以其簡(jiǎn)單可靠的特點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域里可靠地為人類(lèi)效力。二、復(fù)雜動(dòng)作功能這類(lèi)功能以采用常用根本機(jī)構(gòu)為主．其設(shè)計(jì)已有很成熟的實(shí)際和閱歷。雖然這類(lèi)功能原理要實(shí)現(xiàn)相當(dāng)復(fù)雜的功能目的，設(shè)計(jì)起來(lái)并非毫無(wú)困難，但是比起“簡(jiǎn)單動(dòng)作功能〞的設(shè)計(jì)來(lái)．還是要容易得多，由于它畢竟被人們研討得相當(dāng)透徹了。顯然、“復(fù)雜動(dòng)作功能〞的設(shè)計(jì)求解思緒應(yīng)該是根本機(jī)構(gòu)組合法。在機(jī)械原理課程中引見(jiàn)了這些根本機(jī)構(gòu)。如：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、撓性機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、間隙機(jī)構(gòu)等。人類(lèi)利用這些根本機(jī)構(gòu)，不僅用來(lái)實(shí)現(xiàn)延續(xù)的傳動(dòng)，而且利用它們實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡。例如，硬幣機(jī)的卷邊功能系統(tǒng)所采用的一組六桿機(jī)構(gòu)，它既要使上鉤的位置能隨包卷紙的寬度而變，而且能使上、下鉤同時(shí)進(jìn)展對(duì)稱(chēng)的包卷動(dòng)作，它是由凸輪、一套平行四桿機(jī)構(gòu)和一套反四桿機(jī)構(gòu)組合而成的。

特別應(yīng)該指出的是在現(xiàn)代很多所謂“機(jī)電一體化’’的機(jī)器中，仍大量采用根本機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送。并不由于有了CPU和各種電子控制安裝而不再采用根本機(jī)構(gòu)了。由于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)最可靠的手段還是機(jī)構(gòu)而不是什么電子安裝。即使最典型的辦公自動(dòng)化機(jī)器——復(fù)印機(jī)中，仍大量采用各種根本機(jī)構(gòu)，由于它需求實(shí)現(xiàn)大量的運(yùn)動(dòng)。

總結(jié)上述兩類(lèi)動(dòng)作功能，無(wú)論是簡(jiǎn)單動(dòng)作功能還是復(fù)雜動(dòng)作功能，都是純機(jī)械的功能。它們的根本特點(diǎn)是“以形體來(lái)實(shí)現(xiàn)功能〞。這個(gè)特征使機(jī)械實(shí)現(xiàn)動(dòng)作功能的方式變化無(wú)窮。第五節(jié)工藝功能及其對(duì)應(yīng)的求解思緒一、工藝功能的含義工藝類(lèi)機(jī)器是對(duì)被加工對(duì)象(某種物料)實(shí)施某種加工工藝的安裝，其中必定有—個(gè)任務(wù)頭〔如機(jī)床的刀具、發(fā)掘機(jī)的鏟斗等〕，用這個(gè)動(dòng)作頭去完成對(duì)任務(wù)對(duì)象的加工處置。在這里，工件頭和任務(wù)對(duì)象相互配合，實(shí)現(xiàn)一種功能，叫做“工藝功能〞，這里“工藝〞是指“加工工藝〞。工藝功能思索的兩個(gè)重要要素:一是采用哪種工藝方法，二是任務(wù)頭采用什么外形和動(dòng)作，而歸根結(jié)底是確定任務(wù)頭的外形和動(dòng)作。人類(lèi)所發(fā)明的最古老的工藝功能能夠是石器時(shí)代的刮削器，能實(shí)現(xiàn)刮削工藝。耕地的犁也是工藝功能的一種典型，犁頭的任務(wù)面是—種復(fù)雜的空間曲面，它能把泥土犁起，翻過(guò)來(lái)扣在犁溝邊上。例如，為了把肉切碎，模擬手工剁切的方法顯然不是理想的途徑，由于很難把肉均勻剁碎，而且砧板也接受不了機(jī)械的剁切。機(jī)器的工藝方法往往不能完全模擬手工的工藝方法。因此人們想出了攪碎的工藝方法，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的任務(wù)頭，經(jīng)過(guò)螺旋保送器強(qiáng)迫肉塊經(jīng)過(guò)絞刀孔，由刀片把擠出刀孔的肉絞碎。例如，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的家用切碎機(jī)，其任務(wù)頭的外形、任務(wù)方式先全不同于老式的絞肉機(jī)．特別是它的兩把刀子的外形和姿態(tài)的設(shè)計(jì)很有特征，它保證了被切的肉或菜能被均勻切碎。工藝功能比起動(dòng)作功能來(lái)，更容易進(jìn)展改良和革新，由于任務(wù)頭的變革能夠性是很大的。例如，過(guò)去長(zhǎng)期采用的純機(jī)械切削的金屬切削工藝，如今可以采用激光切割和水刀切割。水刀的任務(wù)原理：可以噴出大約三倍于音速的水流，構(gòu)成高速射流，利用高速射流來(lái)切割物體?？梢郧懈罡鞣N非金屬的物質(zhì)，或者做各種外表的特殊處置。工藝功能不僅要有動(dòng)作，它與動(dòng)作功能不同之處主要在于任務(wù)頭對(duì)物體的作用。這種作用有一部分是純機(jī)械的作用。例如絞肉機(jī)就是刀口對(duì)肉的絞切作用。而工藝功能的最大特點(diǎn)在于這種作用又是能夠不是純機(jī)械的，而參與了其他廣義的作用。工藝功能的特點(diǎn)是：任務(wù)頭的外形、運(yùn)動(dòng)方式和作用場(chǎng)是完成工藝功能的三個(gè)主要要素。這里，任務(wù)頭和任務(wù)對(duì)象是對(duì)立的一致，經(jīng)過(guò)“場(chǎng)〞產(chǎn)生相互作用。二、物一場(chǎng)分析法物一場(chǎng)分析法(S-Field法)：適宜求解工藝功能，是很有效的思緒。S——對(duì)象或物體(Substance)。主體(S1)，客體(S2)這個(gè)方法的根底是對(duì)“最小技術(shù)系統(tǒng)〞的了解和分析：在任何一個(gè)最小技術(shù)系統(tǒng)中，至少有一個(gè)主體(S1)，一個(gè)客體(S2)和一個(gè)場(chǎng)(F)。三者缺一不可，否那么不能發(fā)生技術(shù)作用。一個(gè)規(guī)范的S-Field模型的方式如圖3—23所示，即S1經(jīng)過(guò)F作用于S2。S1——主體，是對(duì)客體發(fā)出作用的物體，也就是任務(wù)頭〔或工具〕。S2——客體，就是被加工的物體，也就是工藝動(dòng)作的對(duì)象物體。F——場(chǎng)，這不單指某種物理場(chǎng)，而是廣義地指S1向S2作用時(shí)發(fā)出的力、運(yùn)動(dòng)、電磁、熱、光……一切作用場(chǎng)。用S-Field方式探求工藝功能的原了解法:

根本的方法是尋求合理的F和S、，此外還可以經(jīng)過(guò)“完善〞、“添加’’和“‘變換〞的方法來(lái)尋求新的解法。用S-Field方式探求工藝功能的原了解法1、F和S1搜索例如：為了完成修剪草地的義務(wù)．如何構(gòu)思剪草機(jī)的任務(wù)原理呢?分析：在這個(gè)問(wèn)題里，S2是草地上的草。剩下的問(wèn)題是尋覓適宜的F和S1了。首先要尋覓各種能夠被利用的F并加以分析和比較：拉力——可以拉斷草，但無(wú)法控制被拉斷的草的高度，無(wú)法使草地整齊。割斷力——像農(nóng)夫割麥一樣，需求握住草的上部才干割斷。剪斷力——利用剪刀刃合攏，可以剪斷。顯然，人們經(jīng)常選擇剪斷力作為理想的F，當(dāng)然S1就只能是剪刀。將剪刀作為像理發(fā)推子那樣，就是傳統(tǒng)的剪草機(jī)的解法原理。用S-Field方式探求工藝功能的原了解法2．完善原設(shè)計(jì)中有時(shí)出現(xiàn)短少F或S1的情況并因此而呵斥功能不良的后果。應(yīng)該經(jīng)過(guò)補(bǔ)全F或S1的措施來(lái)使S-Field方式完善化。例如：制造平板玻璃的方法用S-Field方式探求工藝功能的原了解法3．添加一個(gè)最小技術(shù)系統(tǒng)至少應(yīng)具有S1、S2和F，但有時(shí)還應(yīng)輔以S’1和F’，才干更好地完成希望實(shí)現(xiàn)的功能。例如，在金屬切削過(guò)程中，工件是S2，刀具是S1，切削力是F，假設(shè)參與另一種物質(zhì)S’l(切削液)，切削工藝過(guò)程就會(huì)變得更好，工件的外表粗糙度會(huì)降低，切削速度也能提高，S’l的存在實(shí)踐上還附加了另一種物理場(chǎng)F’，這就是分子吸附膜，這層分子膜使得刀具和工件外表之間的摩擦得到改善，同時(shí)還起冷卻作用。4．變換對(duì)已有工藝功能解法中的S1和F進(jìn)展分析后，經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn)它們并非是不可交換的。有時(shí)經(jīng)過(guò)變換能夠會(huì)產(chǎn)生意想不到的好效果。用S-Field方式探求工藝功能的原了解法例如前面提到的剪草機(jī)原理，能否有別的東西可以替代剪切力F和剪刀S1呢?雜技演員在舞臺(tái)上用鞭子可以把報(bào)紙抽斷：即使不用刀，用軟的物體也可以切斷某些物體，只需有足夠高速度就行。新型割草機(jī)的原理：用一根高速旋轉(zhuǎn)的尼龍線(直徑約2mm)，就可以又快又好地來(lái)修剪草地了。這時(shí)，S1是一條尼龍線，F(xiàn)那么是高速抽打的“抽擊力〞。人們也許立刻就會(huì)聯(lián)想到用高壓水放射可以切割木材、鋼板、布料…。新型割草機(jī)與聰明草種第六節(jié)關(guān)鍵技術(shù)功能和綜合技術(shù)功能及其對(duì)應(yīng)的求解思緒

這兩種功能所實(shí)現(xiàn)的還是動(dòng)作和工藝兩種根本功能，不過(guò)技術(shù)上更難、更高、更特殊而已。

一、關(guān)鍵技術(shù)功能產(chǎn)品中的關(guān)鍵技術(shù)主要與以下幾個(gè)方面有關(guān)：1)資料：例如高強(qiáng)度、高耐磨性、特殊的光滑油、特殊輕質(zhì)資料(例如復(fù)合資料)、特殊物理性能要求等。2)制造工藝：高精度、小的外表粗糙度、高的熱處置要求……。例如在汽車(chē)制造中的2mm工程，要保證汽車(chē)外殼一切縫隙都小于2mm，美國(guó)就把它作為一個(gè)艱苦的關(guān)鍵技術(shù)難題組織攻關(guān)，高的制造程度將直接影響產(chǎn)品性能的技術(shù)目的．例如免維護(hù)性和運(yùn)用壽命等技術(shù)性能的提高。

3)設(shè)計(jì)：經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)特殊的功能原理，尤其是實(shí)現(xiàn)以前從未有人實(shí)現(xiàn)過(guò)的功能或是比他人曾經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能更好的功能程度。例如，當(dāng)前在噴墨打印機(jī)中的噴墨技術(shù)，就是一種關(guān)鍵技術(shù)功能。日本Canon采用汽化噴墨的功能原理，而另一家日本公司Epson那么采用壓電噴墨技術(shù)。由設(shè)計(jì)處理的關(guān)鍵技術(shù)功能，有能夠僅用不太高的資料和制造工藝而實(shí)現(xiàn)高性能的目的，最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)應(yīng)該是有最正確性能價(jià)錢(qián)比的產(chǎn)品。當(dāng)然，必要的好資料和好的制造工藝經(jīng)常是必需采用的。下面兩個(gè)例子可以很好地表達(dá)由設(shè)計(jì)處理關(guān)鍵技術(shù)功能。

例如，在數(shù)控機(jī)床開(kāi)展的初期，為了實(shí)現(xiàn)任務(wù)臺(tái)的精細(xì)定位和精細(xì)進(jìn)給(每步0.01mm)，必需使傳動(dòng)絲杠和任務(wù)臺(tái)導(dǎo)軌的摩擦阻力盡最小，于是滾珠絲杠和靜壓導(dǎo)軌成了關(guān)鍵技術(shù)。例如，在肌電控制假手的研制中，用常規(guī)技術(shù)所設(shè)計(jì)的手指開(kāi)合機(jī)構(gòu)，其指端捏緊力只能到達(dá)5N左右，連系鞋帶時(shí)捏緊鞋帶的力量都個(gè)夠。為此。需求在堅(jiān)持手指合理的運(yùn)動(dòng)角速度〔約0.5rad/s〕的前提下，使指端捏力提高到50N左右〔即提高10倍〕。這個(gè)問(wèn)題能否處理，決議了這種肌電假手能否有適用價(jià)值，這就是它的關(guān)鍵技術(shù)。由上面的兩個(gè)例子，可以歸納出關(guān)鍵技術(shù)功能的特點(diǎn)：由于特殊的任務(wù)條件〔約束〕或特殊的運(yùn)用要求，用常規(guī)技術(shù)或已有技術(shù)難以到達(dá)的技術(shù)難點(diǎn)，或是他人目前尚難以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)高度，總的來(lái)說(shuō)它的技術(shù)要求高，而處理的方法也往往是出奇制勝。無(wú)論何種關(guān)鍵技術(shù)，往往都是在某種特殊條件的約束下難以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)，其中期望到達(dá)的較高要求和約束條件，就構(gòu)成一對(duì)技術(shù)矛盾。關(guān)鍵技術(shù)的求解思緒：運(yùn)用“技術(shù)矛盾分析法〞例如肌電控制假手的設(shè)計(jì)：由于空間的限制，只能用直徑僅20mm左右的微型直流電動(dòng)機(jī)〔額定輸出n=5000r/min,M=0.3N〕。經(jīng)過(guò)減速比i=900的降速后，驅(qū)動(dòng)一套連桿機(jī)構(gòu)〔手指機(jī)構(gòu)〕，使指手得到約0.5rad/s的抓握運(yùn)動(dòng)速度，這和人手的真實(shí)運(yùn)動(dòng)速度較符合。但是在這樣的運(yùn)動(dòng)速度下，指端能產(chǎn)生的捏緊力只需5N左右。假設(shè)要使捏緊力到達(dá)50N，按普通方法就應(yīng)使降速比增大10倍。可是手指的運(yùn)動(dòng)速度也將放慢10倍。那么在端起一個(gè)杯子時(shí)，大約要等半分鐘才干握住杯子。顯然，運(yùn)動(dòng)和力難以同時(shí)到達(dá)稱(chēng)心的程度，即存在運(yùn)動(dòng)與力之間的技術(shù)矛盾。針對(duì)上述技術(shù)矛盾，設(shè)計(jì)者提出了這樣的想法：在傳動(dòng)道路上再串接一套減速比i2＝10的減速安裝，然后經(jīng)過(guò)兩個(gè)聯(lián)動(dòng)的切換開(kāi)關(guān)來(lái)操作；切換開(kāi)關(guān)的動(dòng)作是自動(dòng)的，是由手指觸到物體后的反響力來(lái)控制的。假設(shè)從不同的角度分析技術(shù)矛盾，那么可以得到不同的分析結(jié)果，并可導(dǎo)出另一些解法。仍以假手為例，人們也可以以為主要矛盾是電動(dòng)機(jī)體積和輸出力矩之間的矛盾。研制一種大力矩的微型電動(dòng)機(jī)就是一種求解的途徑。技術(shù)矛盾分析法的作用并不是直接給出解法，而是協(xié)助人們找出能夠處理問(wèn)題的途徑。二、綜合技術(shù)功能對(duì)于動(dòng)作功能：前面所述的動(dòng)作功能都是指用純機(jī)械的方法，用形體產(chǎn)生動(dòng)作。實(shí)踐上大量存在一些非機(jī)械方式獲得動(dòng)作的情況。例如，飛機(jī)在空氣中飛起來(lái)，是靠空氣動(dòng)力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)的；螺旋槳旋轉(zhuǎn)能推進(jìn)輪船前進(jìn)，是流膂力學(xué)的原理；內(nèi)燃機(jī)能轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)能轉(zhuǎn)動(dòng)也是依托熱力學(xué)和電磁學(xué)的原理實(shí)現(xiàn)的。可見(jiàn)，動(dòng)作功能可以不用純機(jī)械的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐上，用光、電、磁、液、熱、氣、生、化等原理都可以實(shí)現(xiàn)某些動(dòng)作功能，甚至在某些場(chǎng)所，比純機(jī)械的方式還要好。例如有一種高速平面電機(jī)式自動(dòng)繪圖機(jī)：帶有畫(huà)筆的驅(qū)動(dòng)頭懸掛在定子臺(tái)面的下面，驅(qū)動(dòng)頭本身相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，它靠定子外表上的磁極的磁力的作用而運(yùn)動(dòng)，同時(shí)利用磁力使其能懸掛在“天花板〞上。為了使驅(qū)動(dòng)頭在天花板上高速挪動(dòng)時(shí)阻力小，還運(yùn)用了氣浮導(dǎo)軌的原理：在貼合面間吹入緊縮空氣并構(gòu)成氣墊，使驅(qū)動(dòng)頭在高速挪動(dòng)時(shí)幾乎沒(méi)有摩擦阻力。這種驅(qū)動(dòng)頭的功能，就是典型的綜合技術(shù)功能。又例如精細(xì)定位任務(wù)臺(tái)，采用激光測(cè)距，用計(jì)算機(jī)控制運(yùn)動(dòng)規(guī)律，組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，這是典型的機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)，當(dāng)然也屬于綜合技術(shù)功能。對(duì)于工藝功能：本身就要用到各種“物理場(chǎng)〞，它既有純機(jī)械的任務(wù)頭，用純機(jī)械的形體和機(jī)械力去完成工藝功能，也有用非機(jī)械的任務(wù)頭，經(jīng)過(guò)廣義物理場(chǎng)去實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象物體的加工，這就是綜合技術(shù)功能。例如，過(guò)去連桿頭加工中的部分工藝是用切削加工方法進(jìn)展的，而如今有一種工藝是采用爆炸斷開(kāi)的工藝，在可控的條件下爆炸，連桿頭斷開(kāi)的位置正好在中間，斷面光潔，重合性好，不但效率高，而且連桿孔幾何精度依然堅(jiān)持得很好。綜合技術(shù)功能的特點(diǎn)：在某些特定的條件下，采用廣義物理效應(yīng)，有能夠?qū)崿F(xiàn)比純機(jī)械方法更好的動(dòng)作或工藝功能。顯然這里我們并不強(qiáng)調(diào)全部可以替代純機(jī)械功能，由于有許多場(chǎng)所，純機(jī)械的動(dòng)作和工藝功能還是特別簡(jiǎn)單可靠的，沒(méi)有必要用更復(fù)雜的廣義物理效應(yīng)去替代。世界上任何事物都不能絕對(duì)化，每一件事物都有各自的順應(yīng)范圍，任何好的事物也有一定的順應(yīng)條件，不能夠取代一切。因此，雖然今后綜合技術(shù)功能會(huì)被大量采用，有些會(huì)產(chǎn)生純機(jī)械難以到達(dá)的效果，但是純機(jī)械的功能也將在它本身的順應(yīng)范圍內(nèi)依然被廣泛地采用。這里所指的物理效應(yīng)是一種廣義的概念。運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)方面的各種物理效應(yīng)，熱脹冷縮、電磁效應(yīng)、光電效應(yīng)、流體效應(yīng)均可在求解時(shí)引入。例如：利用熱脹冷縮的效應(yīng)使雙金屬片產(chǎn)生彎曲變形，用來(lái)作電流的過(guò)載維護(hù)器、調(diào)溫電器的溫控開(kāi)關(guān)等等。綜合技術(shù)功能的求解思緒：物理效應(yīng)引入法在人工臟器的設(shè)計(jì)中，需求一種微型液體泵來(lái)協(xié)助體液循環(huán)。以前這種泵都是用微型電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)微型機(jī)械泵來(lái)任務(wù)的。由于存在磨損等機(jī)械問(wèn)題，效果不理想。有一位生物醫(yī)學(xué)專(zhuān)家想出了用金屬的熱膨脹效應(yīng)來(lái)做體液泵，效果很理想。用石英晶體振蕩器控制的電磁擺來(lái)替代機(jī)械游絲擺制成的石英電子鐘表，也是運(yùn)用物理效應(yīng)引入法的很典型的例子。近年出現(xiàn)的“機(jī)電一體化〞或“機(jī)械電子學(xué)〞〔Mechatronics〕，就是引入微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)物，它是物理效應(yīng)引入法中一個(gè)較突出的勝利的例子。應(yīng)該留意，物理效應(yīng)引入法不能只留意電子技術(shù)的引入，還應(yīng)思索其他很多廣義的物理效應(yīng)的引入。廣義的物理效應(yīng)包括光、電磁、流體、甚至化學(xué)效應(yīng)等很多方面，不僅很多如今知的效應(yīng)可供利用，而且還有更多新的正在被發(fā)現(xiàn)中的效應(yīng)和大量的派生效應(yīng)將可利用。例如，在光滑油中添加某些成分，就有能夠使這種油在高壓或電場(chǎng)中產(chǎn)生特殊的性能〔如粘性變大等〕，在機(jī)械傳動(dòng)中曾經(jīng)在利用這些新效應(yīng)。第七節(jié)功能原理設(shè)計(jì)的任務(wù)要點(diǎn)功能原理設(shè)計(jì)是在創(chuàng)意確定之后，進(jìn)一步去實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意階段所提出的功能目的。因此它的任務(wù)重點(diǎn)是構(gòu)思和發(fā)明，以及隨后的原理驗(yàn)證和表達(dá)。功能原理設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)新過(guò)程，但這種創(chuàng)新決不能像求解數(shù)學(xué)難題那樣只是冥思苦想，而應(yīng)該做一些切真實(shí)實(shí)的實(shí)踐任務(wù)，思索一些必需留意的問(wèn)題。主要可以歸結(jié)為以下一些任務(wù)要點(diǎn)。1．明確所要設(shè)計(jì)的義務(wù)的功能目的由顧客或指點(diǎn)部門(mén)提出的最初的設(shè)計(jì)義務(wù)往往是籠統(tǒng)的，在很多細(xì)節(jié)上是不明確、不詳細(xì)的。設(shè)計(jì)者必需確定合理、明確的功能目的。例如：在接受肌電控制假手的設(shè)計(jì)義務(wù)時(shí)，有關(guān)部門(mén)提出的義務(wù)只是籠統(tǒng)地要求“肌肉電控制的，能模擬真手抓握物體的假手〞。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)者調(diào)查分析，逐漸明確了應(yīng)實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)功能目的如下：①手指應(yīng)能實(shí)現(xiàn)0.5rad/s的抓握運(yùn)動(dòng)速度，以模擬人手的真實(shí)運(yùn)動(dòng)。②手指觸物后，應(yīng)能產(chǎn)生50N左右的捏緊力，以滿足實(shí)踐任務(wù)的需求。③所用微型電動(dòng)機(jī)需在假手掌心中放置，故其外徑應(yīng)不大于￠20mm。④傳動(dòng)機(jī)械的效率應(yīng)足夠高，以保證充電電池至少能任務(wù)1天。2．調(diào)查、分析已有的解法原理，供設(shè)計(jì)時(shí)參考調(diào)查和分析已有的解法原理對(duì)于啟發(fā)思緒是非常重要和有益