機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一章

第一章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)主要內(nèi)容：機(jī)械的基礎(chǔ)知識(shí)——機(jī)械及其組成、機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、工程中的常用機(jī)構(gòu)機(jī)械運(yùn)動(dòng)與控制——機(jī)械運(yùn)動(dòng)形態(tài)、機(jī)、氣、液、電機(jī)構(gòu)的組合以及機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新思維與技法——工程技術(shù)人員的創(chuàng)造力、創(chuàng)新思維和常用創(chuàng)新技法

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新原理——組合原理、分離原理、還原原理、移植原理、迂回原理和完滿原理

1.掌握創(chuàng)新設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、原理等基本知識(shí)，這樣才能透徹地分析所創(chuàng)新設(shè)計(jì)的對(duì)象，才能使創(chuàng)新設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品符合各種基本要求，便于設(shè)計(jì)出滿足所需功能的創(chuàng)新產(chǎn)品。2.深刻認(rèn)識(shí)和理解創(chuàng)新思維的實(shí)質(zhì)、類型和特點(diǎn)，不僅有助于掌握現(xiàn)有的創(chuàng)造原理及由此而創(chuàng)造出的各種創(chuàng)新技法，而且能夠推動(dòng)和促進(jìn)對(duì)新的創(chuàng)新技法的開拓和探索。3.創(chuàng)新原理是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本理論，通過(guò)對(duì)幾種創(chuàng)新原理詳細(xì)介紹，并輔以簡(jiǎn)單的實(shí)例，幫助學(xué)生掌握創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本方法，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，積累創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)，拓寬知識(shí)面，達(dá)到提高學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力的目的。本章要求第一節(jié)機(jī)械的基礎(chǔ)知識(shí)一、機(jī)械及其組成1.機(jī)械的概念——機(jī)械是人們用以代替或減輕體力勞動(dòng)、改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的工具。特征：1)它們都是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置。2)它們都能進(jìn)行物料或信息的變換與傳遞，并完成有用的機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。注：機(jī)構(gòu)——用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力或改變運(yùn)動(dòng)形式的構(gòu)件組合體，不做有用的機(jī)械功及能量轉(zhuǎn)換，如剝線鉗、門窗啟閉的桿件系統(tǒng)等，它們符合機(jī)械的第一個(gè)特征，也歸屬機(jī)械。

2.機(jī)械的分類(1)動(dòng)力機(jī)(又叫原動(dòng)機(jī))——一種將其它形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)械。按動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)換能量的方式不同可分為三大類。第一類：把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械。如三相交流異步電動(dòng)機(jī)、單相交流異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)等第二類：通過(guò)燃油、煤、鈾等獲得熱能后再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械。如汽油機(jī)、柴油機(jī)、蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、原子能發(fā)動(dòng)機(jī)等第三類：把自然力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械。如水輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)、潮汐發(fā)動(dòng)機(jī)、地?zé)岚l(fā)動(dòng)機(jī)、太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī)等(2)工作機(jī)——利用機(jī)械能來(lái)完成有用功的機(jī)械。工作機(jī)中必須包含動(dòng)力機(jī)，否則，只能成為機(jī)械裝置。動(dòng)力機(jī)的種類有限，而工作機(jī)的種類卻有多種多樣。由于工作機(jī)是完成各種復(fù)雜動(dòng)作的機(jī)械，它不僅有運(yùn)動(dòng)精度方面的要求，也有強(qiáng)度、剛度、安全性、可靠性方面的要求。(3)信息機(jī)——通過(guò)各種復(fù)雜的信息來(lái)控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，是一種特殊的工作機(jī)。如打印機(jī)是通過(guò)計(jì)算機(jī)指令來(lái)控制打印工作的，繪圖機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等都是信息機(jī)。

3.機(jī)械的組成原動(dòng)部分——?jiǎng)恿υ?，如電?dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)執(zhí)行部分——按照人們的要求完成預(yù)定任務(wù)，如汽車的車輪、車床的主軸和刀架等傳動(dòng)部分——將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由原動(dòng)部分傳給執(zhí)行部分的中間傳動(dòng)裝置，如汽車的變速箱、減速器、差速器等均屬傳動(dòng)部分

控制部分——控制機(jī)械的其它基本部分，使操作者能隨時(shí)實(shí)現(xiàn)或終止各種預(yù)定的功能，如數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)等二、機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖零件——機(jī)械中最基本的制造單元，將一些相互間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件組合起來(lái)即成為構(gòu)件，最簡(jiǎn)單的構(gòu)件只有一個(gè)零件。構(gòu)件——機(jī)械中最基本的運(yùn)動(dòng)單元。將一些相互間具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件組合起來(lái)即成為機(jī)構(gòu)。構(gòu)件類型1)機(jī)架——機(jī)構(gòu)中固結(jié)定坐標(biāo)參考系并視為固定不動(dòng)的構(gòu)件2)主動(dòng)件——驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的外力所作用的構(gòu)件3)從動(dòng)件——機(jī)構(gòu)中其余被推動(dòng)的構(gòu)件。運(yùn)動(dòng)副——兩構(gòu)件直接接觸形成的可動(dòng)聯(lián)接。運(yùn)動(dòng)鏈——兩個(gè)以上構(gòu)件用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而成的相對(duì)可動(dòng)的多體系統(tǒng)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖——構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副用規(guī)定符號(hào)表示，各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置按一定比例表示，用以說(shuō)明各機(jī)構(gòu)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況。斜軸側(cè)投影

圖示為內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。圖中1

–2–3–7為動(dòng)力機(jī)構(gòu)（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）；4

–5–7及4

–6–7為配氣凸輪機(jī)構(gòu)；1–4為齒輪機(jī)構(gòu)。平面機(jī)構(gòu)——所有構(gòu)件都只能在一個(gè)平面或相互平行的平面上運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖——不考慮那些與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的因素（如構(gòu)件的外形和斷面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造等），僅用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)來(lái)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定比例表示各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，僅表達(dá)平面機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形。圖示為油田抽油機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖三、工程中常用機(jī)構(gòu)的基本類型1.機(jī)構(gòu)的基本型(1)平面連桿機(jī)構(gòu)——低副聯(lián)結(jié)而成的機(jī)構(gòu)

全轉(zhuǎn)動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（圖a）含有一個(gè)移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（圖b）含有兩個(gè)移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型：正弦機(jī)構(gòu)（圖c）

(2)凸輪機(jī)構(gòu)——凸輪與從動(dòng)件組成的高副機(jī)構(gòu)直動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本型：直動(dòng)對(duì)心尖底從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)（圖a）擺動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本型：擺動(dòng)尖底從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)（圖b）直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型：直動(dòng)滾子從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)（圖c）擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型：擺動(dòng)滾子從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)（圖d）

(3)齒輪機(jī)構(gòu)——齒輪副組成的高副嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型——外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（圖a）圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型——外嚙合直齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（圖b）蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型——阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（圖c）行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型——漸開線圓柱齒輪行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（圖d）(4)摩擦輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)——由兩個(gè)相互壓緊的摩擦輪組成，主動(dòng)輪依靠摩擦力作用帶動(dòng)從動(dòng)輪(圖a)

(5)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型——利用皮帶作為連接主、從動(dòng)輪的撓性件，依靠帶與帶輪之間的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)(圖b)(6)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型——由鏈輪與鏈條組成的具有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖c)(7)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型——由螺桿和螺母組成的螺旋副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖d)(8)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型——指當(dāng)主動(dòng)件作連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件則隨之出現(xiàn)周期性停歇狀態(tài)的機(jī)構(gòu)(9)氣、液傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型——由氣壓(b)、液壓(a)傳動(dòng)系統(tǒng)控制氣缸、液壓缸輸出動(dòng)力的機(jī)構(gòu)(10)電磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型——由電氣傳動(dòng)系統(tǒng)控制電磁開關(guān)等動(dòng)作的機(jī)構(gòu)2.機(jī)構(gòu)的組合——把一些基本機(jī)構(gòu)通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來(lái)，組成一個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，各基本機(jī)構(gòu)均保持原來(lái)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性，都有自己的獨(dú)立性。3.組合機(jī)構(gòu)——指若干基本機(jī)構(gòu)通過(guò)特殊的組合而形成的一種具有新屬性的機(jī)構(gòu)。組合機(jī)構(gòu)中的各基本機(jī)構(gòu)已不能保持各自的獨(dú)立性，所以不能用原基本機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。第二節(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)與控制一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)形態(tài)若不考慮空間運(yùn)動(dòng)則機(jī)械運(yùn)動(dòng)形態(tài)只有定軸轉(zhuǎn)動(dòng)（含擺動(dòng)和間歇轉(zhuǎn)動(dòng)）、往復(fù)移動(dòng)及平面運(yùn)動(dòng)三種。1.勻速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)——能將主動(dòng)件的連續(xù)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)變換為從動(dòng)件的連續(xù)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。如齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2.非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)——能將主動(dòng)件的連續(xù)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)變換為從動(dòng)件的周期性角速度變化的轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。如非平行四邊形雙曲柄機(jī)構(gòu)

3.往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)——能將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變換為從動(dòng)件的往復(fù)擺動(dòng)或往復(fù)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。如曲柄滑塊機(jī)構(gòu)4.間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)——能將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變換為從動(dòng)件的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)或移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。如棘輪機(jī)構(gòu)5.差動(dòng)機(jī)構(gòu)——能將兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成一個(gè)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。如差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)6.實(shí)現(xiàn)預(yù)期軌跡的機(jī)構(gòu)——從動(dòng)件上指定點(diǎn)能按預(yù)期軌跡運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。如凸輪機(jī)構(gòu)7.可調(diào)行程機(jī)構(gòu)——從動(dòng)件的行程或擺角可調(diào)節(jié)控制的機(jī)構(gòu)。如偏心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)二、機(jī)、氣、液機(jī)構(gòu)組合

氣缸或液壓缸系統(tǒng)與連桿系統(tǒng)的組合，也可稱其為氣、液驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)。1.基本形式——由動(dòng)作缸和活塞桿組合而成，主動(dòng)件一般均為活塞桿，對(duì)于比較復(fù)雜的工藝動(dòng)作，可采用多缸來(lái)完成。2.常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)形式(1)固定缸式機(jī)構(gòu)——單出桿固定缸可直接應(yīng)用于定位、夾緊、送料、進(jìn)給等工作中，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)到移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換。(2)擺動(dòng)缸式機(jī)構(gòu)——活塞相對(duì)于缸體的移動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)構(gòu)件的擺動(dòng)和缸體本身的擺動(dòng)。3.控制系統(tǒng)(1)手動(dòng)控制——利用手動(dòng)換向閥和流量閥實(shí)現(xiàn)機(jī)械位置與速度的控制。(2)機(jī)動(dòng)控制——利用機(jī)動(dòng)換向閥實(shí)現(xiàn)機(jī)械位置的控制。其機(jī)械速度的控制仍需手動(dòng)調(diào)節(jié)流量閥實(shí)現(xiàn)。(3)微機(jī)控制——利用電磁換向閥實(shí)現(xiàn)機(jī)械位置控制時(shí)，由于可以電磁鐵的通電與失電方式來(lái)控制閥芯的動(dòng)作，故不同閥的順序動(dòng)作可由微機(jī)通過(guò)軟件或硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。三、機(jī)電機(jī)構(gòu)組合

機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，集自動(dòng)控制、智能、機(jī)械運(yùn)動(dòng)為一體。

機(jī)械系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制框圖四、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制

1.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的換向與控制(1)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的換向與控制1)改變電機(jī)轉(zhuǎn)向2）限位開關(guān)換向

3)介輪換向輪2、3為介輪，左圖輪1、4反向轉(zhuǎn)動(dòng)；右圖輪1、4同向轉(zhuǎn)動(dòng)。

4)摩擦輪換向5)自身?yè)Q向機(jī)構(gòu)——利用機(jī)構(gòu)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)自動(dòng)換向。如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

(2)直線移動(dòng)的換向與控制

1)改變電機(jī)轉(zhuǎn)向來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線移動(dòng)

電機(jī)正反轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪驅(qū)動(dòng)固定在大門上的齒條，使大門往復(fù)移動(dòng)。圖b為電動(dòng)感應(yīng)推拉門示意圖，兩扇門固定在帶的上下兩側(cè)，利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和上下皮帶的反向運(yùn)動(dòng)完成門的開啟與關(guān)閉動(dòng)作。2)液壓換向3)自身?yè)Q向機(jī)構(gòu)——主動(dòng)件連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件作往復(fù)的直線移動(dòng)。如曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

圖示為液壓換向傳動(dòng)控制電路圖2.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的調(diào)速與控制

(1)調(diào)速電機(jī)——改變電機(jī)的工作速度，使電機(jī)能在低速大扭矩的條件下工作，是最理想的調(diào)速方式。(2)齒輪減速器

(3)其它減速裝置——各類帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)都可起到減速作用。

(4)變速器

有級(jí)變速無(wú)級(jí)變速

3.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的離合與控制不停止原動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下暫時(shí)中斷執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作。

4.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)與控制縮短機(jī)械的停車時(shí)間。如機(jī)械式制動(dòng)器、電磁式制動(dòng)器、液壓制動(dòng)器、液力制動(dòng)器、氣動(dòng)制動(dòng)器等。第三節(jié)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新思維與技法

一、工程技術(shù)人員的創(chuàng)造力開發(fā)

工程技術(shù)人員的創(chuàng)造力是多種能力、個(gè)性和心理特征的綜合表現(xiàn)，包括觀察、記憶、想象、思維、表達(dá)、自我控制等能力，文化素質(zhì)、理想信念、意志性格、興趣愛(ài)好等因素。其中想象能力和思維能力是創(chuàng)造力的核心，這些能力和素質(zhì)，經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)和鍛煉，都是可以改善提高的。工程技術(shù)人員應(yīng)該具備豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)、高度的創(chuàng)新精神、健康的心理品質(zhì)、嚴(yán)謹(jǐn)而科學(xué)的管理等條件，自覺(jué)地開發(fā)和提高自己的創(chuàng)造力。注意：要盡力克服思想僵化和片面性，樹立辨證觀點(diǎn)；擺脫傳統(tǒng)思想的束縛，不盲目相信權(quán)威；消除膽怯和自卑；克服妄自尊大的排他意識(shí)，注意發(fā)揮群體的創(chuàng)造意識(shí)。二、創(chuàng)新思維創(chuàng)新思維是一種高層次的思維活動(dòng)，它是建立在常規(guī)思維的基礎(chǔ)上的人腦機(jī)能在外界信息激勵(lì)下、自覺(jué)綜合主觀和客觀信息產(chǎn)生新的客觀實(shí)體（如工程領(lǐng)域中的新成果，自然規(guī)律或科學(xué)理論的新發(fā)現(xiàn)等）的思維活動(dòng)和過(guò)程。1.創(chuàng)新思維的形成過(guò)程

(1)儲(chǔ)存準(zhǔn)備階段(2)懸想加工階段(3)頓悟階段

2.創(chuàng)性思維的特點(diǎn)(1)突破性與求異性突破性——具備與前人、眾人不同的獨(dú)特見(jiàn)解，突破一般思維的常規(guī)慣例，提出新原理，創(chuàng)造新模式，貢獻(xiàn)新方法。求異性——敢于對(duì)司空見(jiàn)慣或“完美無(wú)缺”的事物提出懷疑，敢于向傳統(tǒng)的習(xí)慣挑戰(zhàn)，敢于否定自己思想上的“框框”，從新的角度分析問(wèn)題。(2)連動(dòng)性

1)縱向連動(dòng)——針對(duì)問(wèn)題和現(xiàn)象縱向思考，探尋其原因和本質(zhì)，從而得到新的啟示。2)橫向連動(dòng)——根據(jù)某一現(xiàn)象聯(lián)想到特點(diǎn)與其相似或相關(guān)的事物，進(jìn)行“特征轉(zhuǎn)移”而進(jìn)入新的領(lǐng)域。3)逆向連動(dòng)——針對(duì)現(xiàn)象、問(wèn)題或解法，分析其相反的方面，從“順推”到“逆推”，從另一角度探尋新的途徑。(3)多向性——即善于從不同的角度想問(wèn)題。1)發(fā)散機(jī)制——在一個(gè)問(wèn)題面前，盡量提出多種設(shè)想、多種答案，以擴(kuò)大選擇余地。

2)換元機(jī)制——靈活地變換影響事物和量的諸多因素中的一個(gè)，從而產(chǎn)生新的思路。

3)轉(zhuǎn)向機(jī)制——即思維在一個(gè)方面受阻時(shí)，馬上轉(zhuǎn)向另一個(gè)方向。

4)創(chuàng)優(yōu)機(jī)制——即用心尋找最優(yōu)解答，不滿足對(duì)問(wèn)題和現(xiàn)象已有的解答或解釋。(4)偶然性——即無(wú)意之中完成的發(fā)明，這反映了偶然性中的洞察力。(5)綜合性——對(duì)已有材料進(jìn)行深入分析，綜合概括出其規(guī)律，或利用已有的信息、現(xiàn)象、概念等組合起來(lái)，形成新的技術(shù)思想或設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品。

3.影響創(chuàng)新思維的因素先天賦予的能力(遺傳的大腦生理結(jié)構(gòu))——“天賦能力”只是一種資質(zhì)、一種傾向，一旦遇到合適的條件，“天賦能力”才能充分展現(xiàn)，如果缺少必要的現(xiàn)實(shí)條件，“天賦”再高的人也無(wú)能為力生活實(shí)踐的影響(環(huán)境對(duì)大腦機(jī)能的影響)——后天的實(shí)踐活動(dòng)對(duì)于個(gè)人思維能力具有積極意義科學(xué)安排的思維訓(xùn)練——思維能力可以通過(guò)訓(xùn)練而得到提高，而訓(xùn)練方法是否具有科學(xué)性和簡(jiǎn)單易行等特點(diǎn)對(duì)促進(jìn)掌握創(chuàng)新思維的方法和技巧有很大影響4.創(chuàng)新思維的激發(fā)和捕捉

(1)掌握和使用有利于創(chuàng)新思維發(fā)展的思維方法——

思維方法是思維和認(rèn)識(shí)問(wèn)題的途徑、具體的步驟和明確的方向。掌握并自覺(jué)使用如突破思維定勢(shì)法、生疑提問(wèn)法、欲擒故縱松弛法、智慧碰撞法等思維方法。(2)創(chuàng)新思維的捕捉——?jiǎng)?chuàng)新思維是大腦皮層緊張的產(chǎn)物，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的一種突然閃過(guò)的信息場(chǎng)，信息在新的精神回路中流動(dòng)，創(chuàng)造出一種新的思路。此時(shí)要立刻用筆記下來(lái)，緊緊抓住使之物化。三、常用創(chuàng)新技法

1.智力激勵(lì)法（集思廣益法）

(1)激智會(huì)法——美國(guó)創(chuàng)造學(xué)家?jiàn)W斯本提出的一種方法，通過(guò)召開智力激勵(lì)會(huì)來(lái)實(shí)施的。(2)書面集智法——以筆代口的默寫式智力激勵(lì)法。(3)函詢集智法——又稱得爾菲法，借助信息反饋，反復(fù)征求專家書面意見(jiàn)來(lái)獲得新的創(chuàng)意。2.提問(wèn)追溯法(1)5W2H法1)Why？為何設(shè)計(jì)該產(chǎn)品？采用何種總體布局？……2)What？產(chǎn)品有何功能？是否需要?jiǎng)?chuàng)新？……3)Who？產(chǎn)品用戶是誰(shuí)？誰(shuí)來(lái)設(shè)計(jì)？……4)When？何時(shí)完成該設(shè)計(jì)？各設(shè)計(jì)階段時(shí)間如何劃分？……5)Where？產(chǎn)品用于何處？在何處生產(chǎn)？……6)Howtodo？如何設(shè)計(jì)？形狀、材料、結(jié)構(gòu)如何？……7)Howmuch？單件還是批量生產(chǎn)？……(2)設(shè)問(wèn)法——針對(duì)問(wèn)題，從不同的角度提出疑問(wèn)進(jìn)行啟發(fā)，以其出現(xiàn)創(chuàng)新成果。

1)轉(zhuǎn)化：該產(chǎn)品能否稍作改動(dòng)或不改動(dòng)而移作它用？2)引伸：能否從該產(chǎn)品中引出其它產(chǎn)品？或用其它產(chǎn)品模仿該產(chǎn)品？3)變動(dòng)：能否對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行某些改變？如運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)、造型、工藝？……4)放大：該產(chǎn)品放大（加厚、變深、…）后任何？5)縮?。涸摦a(chǎn)品縮?。ㄗ儽?、變軟、…）后任何？6)顛倒：能否正反（上下、前后、…）顛倒使用？7)替代：該產(chǎn)品能否用其它產(chǎn)品替代？8)重組：零件能否互換？9)組合：現(xiàn)有幾個(gè)產(chǎn)品能否組合為一個(gè)產(chǎn)品？或者部件組合、功能組合、……？

(3)反向探求法——對(duì)現(xiàn)有的解決方案系統(tǒng)地加以否定或?qū)ふ移渌纳踔料喾吹囊幻?，找出新的解決方法或啟發(fā)新的想法。可以細(xì)分為“逆向”和“轉(zhuǎn)向”兩類方法。(4)缺點(diǎn)列舉法——針對(duì)某一方案列出所有缺點(diǎn)和不足，研究改進(jìn)方法，以探求新方案。(5)向前推演法——從一個(gè)最初的設(shè)想按一定方向逐步向前探索，尋找新的想法。

3.聯(lián)想類推法——通過(guò)啟發(fā)、類比、聯(lián)想、綜合等創(chuàng)造出新的想法以解決問(wèn)題。(1)相似聯(lián)想法——通過(guò)相似聯(lián)想進(jìn)行推理，尋求創(chuàng)造性解法。(2)抽象類比法——用抽象反映問(wèn)題實(shí)質(zhì)的類比方法來(lái)擴(kuò)展思路，尋求新解法。(3)借用法——從各個(gè)領(lǐng)域借用一切有用的信息誘發(fā)新的設(shè)想，即把無(wú)關(guān)的要素結(jié)合起來(lái)找出相似地方的一種借用方法。(4)仿生法——通過(guò)對(duì)生物的某些特性進(jìn)行分析和類比，啟發(fā)出新的想法或創(chuàng)造性方案的一種方法。4.組合創(chuàng)新法——利用事物間的內(nèi)在聯(lián)系，用已有的知識(shí)和成果進(jìn)行新的組合而產(chǎn)生新的方案。

(1)組合法——把現(xiàn)有的技術(shù)或產(chǎn)品通過(guò)功能、原理、模塊等方法的組合變化，形成新的技術(shù)思想或新的產(chǎn)品。(2)綜攝法——通過(guò)已知的東西作為媒介，把毫無(wú)關(guān)聯(lián)的、不相同的知識(shí)要素結(jié)合起來(lái)，攝取各種產(chǎn)品的長(zhǎng)處將其綜合在一起，制造出新產(chǎn)品的一種新的創(chuàng)新技法。第四節(jié)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新原理一、組合原理1.同類組合——指兩個(gè)或兩個(gè)以上相同或相似事物的組合。如雙人自行車2.異類組合——指兩種或兩種以上不同類事物的組合。如航天飛機(jī)可以看成是飛機(jī)與火箭的組合3.附加組合——指在原有事物中補(bǔ)充加入新內(nèi)容的組合。如加入車載電話、車內(nèi)局域網(wǎng)、車載導(dǎo)航系統(tǒng)等新技術(shù)的現(xiàn)代汽車4.綜合組合——將研究對(duì)象的各個(gè)部分、各個(gè)方面和各種因素聯(lián)系起來(lái)加以考慮，從整體上把握事物的本質(zhì)和規(guī)律，有選擇地進(jìn)行重組。如同步帶就是摩擦帶傳動(dòng)技術(shù)與鏈傳動(dòng)技術(shù)的綜合二、分離原理——把某一創(chuàng)造對(duì)象進(jìn)行科學(xué)的分解或離散，使主要問(wèn)題從復(fù)雜現(xiàn)象中暴露出來(lái)，從而理清創(chuàng)造者的思路，便于人們抓住主要矛盾或?qū)で竽撤N設(shè)計(jì)特色。1.結(jié)構(gòu)分離創(chuàng)新——對(duì)已有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性分解，并尋求創(chuàng)新的一種思路。如上“熱”下冷的新型電冰箱的設(shè)計(jì)2.市場(chǎng)細(xì)分創(chuàng)新——按照消費(fèi)者的需要、動(dòng)機(jī)及購(gòu)買行為的多元性和差異性，將整體市場(chǎng)劃分為若干子市場(chǎng)或細(xì)分市場(chǎng)，即將消費(fèi)者區(qū)分為若干類似性的消費(fèi)者群。如姚若松的農(nóng)用微型耕作機(jī)的設(shè)計(jì)三、還原原理——研究已有事物的創(chuàng)造起點(diǎn)，并追根溯源深入到它的創(chuàng)造原點(diǎn)，或從原點(diǎn)上解決問(wèn)題，或從原點(diǎn)出發(fā)另辟新路，將最主要功能抽出來(lái)，研究實(shí)現(xiàn)它的手段或方法，用新思想、新技術(shù)重新創(chuàng)造該事物。如洗衣機(jī)設(shè)計(jì)：采用還原原理，即還原到洗衣的創(chuàng)造原點(diǎn)——清潔，即將污物從衣物上去掉，于是人們想到了表