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第一篇 创新设计的理论基础 3

第1章 引言 3

1.1 创新与社会发展 3

1.2 创新人才的培养 4

1.2.1 21世纪教育的特点 4

1.2.2 创新能力的培养 4

1.3 创新设计 6

1.3.1 设计过程 6

1.3.2 创新设计的类型 7

1.3.3 创新设计的特点 7

第2章 创造性思维 11

2.1 思维及类型 11

2.1.1 思维概述 11

2.1.2 形象思维和抽象思维 12

2.1.3 发散思维和收敛思维 13

2.1.4 动态思维和有序思维 15

2.2 创造性思维基础知识 17

2.1.5 直觉思维和创造性思维 17

2.2.1 创造性思维的形成和发展 18

2.2.2 创造性思维的特征 20

2.2.3 创造性思维的激发和捕捉 21

2.3 创造性思维与创造活动、创造力 24

2.3.1 创造活动 24

2.3.2 创造力的内涵 25

2.3.3 创造性思维与创造力的关系 25

2.3.4 创造力的构成要素 26

参考文献 28

第3章 创造原理 29

3.1 综合创造原理 29

3.1.1 综合创造的基本特征 29

3.1.2 综合创造的基本途径 30

3.2 分离创造原理 32

3.2.1 分离创造的基本特征 32

3.2.2 分离创造的基本途径 33

3.3.1 移植创造的基本特征 35

3.3.2 移植创造的基本途径 35

3.3 移植创造原理 35

3.4 物场分析原理 40

3.4.1 物场分析的概念 40

3.4.2 物场分析的创造原理 41

3.5 还原创造原理 43

3.5.1 还原创造的概念 43

3.5.2 还原创造的基本模式 44

3.6.1 产品价值的概念 45

3.6 价值优化原理 45

3.6.2 价值优化的基本途径 46

参考文献 47

第二篇 创新设计方法 51

第4章 常用创新技法 51

4.1 群体集智法 51

4.1.1 智力激励法 51

4.1.2 书面集智法 54

4.1.3 函询集智法 54

4.2.1 设问探求法 56

4.2 系统分析法 56

4.2.2 缺点列举法 58

4.2.3 希望点列举法 61

4.2.4 特性列举法 64

4.2.5 形态分析法 66

4.3 联想类比法 69

4.3.1 联想法 69

4.3.2 类比法 75

4.3.3 仿生法 79

4.3.4 综摄法 85

4.4 转向创新法 87

4.4.1 变换方向法 87

4.4.2 逆向法 90

4.5 组合创新法 94

4.5.1 功能组合 96

4.5.2 材料组合 97

4.5.3 同类组合 98

4.5.4 异类组合 100

4.5.5 技术组合 101

4.5.6 信息组合法 103

参考文献 104

第5章 原理方案的创新设计 106

5.1 功能设计法 107

5.1.1 功能的描述 107

5.1.2 功能分类 108

5.1.3 原理方案的总体分析 109

5.1.4 功能分解 110

5.1.5 功能求解 111

5.2.1 原理解法的设计目录 116

5.2 设计目录 116

5.2.2 设计目录的编制 122

5.3 评价系统 126

5.3.1 评价目标 126

5.3.2 评分法 128

5.3.3 模糊评价法 131

参考文献 134

6.1 机构形式设计的原则 135

6.1.1 机构尽可能简单 135

第6章 机构创新设计 135

6.1.2 尽量缩小机构尺寸 137

6.1.3 应使机构具有较好的动力学特性 138

6.2 机构的选型 139

6.2.1 按运动形式要求选择机构 139

6.2.2 机构方案的评价 141

6.3 机构的构型 143

6.3.1 利用组合原理构型新机构 143

6.3.2 利用机构的变异构型新机构 148

6.3.3 利用再生运动链法构型新机构 155

6.3.4 广义机构创新设计 161

参考文献 168

第7章 结构方案的创新设计 170

7.1 结构方案的变异设计 170

7.1.1 功能面的变异 171

7.1.2 联接的变异 175

7.1.3 支承的变异 178

7.1.4 材料的变异 180

7.2.1 提高强度和刚度的设计 186

7.2 提高性能的设计 186

7.2.2 提高精度的设计 189

7.2.3 提高工艺性的设计 192

7.3 结构的宜人化设计 196

7.3.1 适合人的生理特点的结构设计 197

7.3.2 适合人的心理特点的结构设计 199

7.4 新型结构设计 203

7.4.1 弹性结构 203

7.4.2 快动联接结构 204

7.4.3 组合结构 206

参考文献 208

第8章 反求设计 209

8.1 概述 209

8.1.1 技术引进与反求设计 209

8.1.2 反求设计的过程 210

8.2 产品反求分析的思路和内容 211

8.2.1 宏观分析 211

8.2.2 详细分析 211

8.2.3 关键技术的分析和反求 214

8.2.4 不同反求对象的分析特点 218

8.3 二次设计 221

8.3.1 变异设计 221

8.3.2 开发设计 222

8.4 计算机辅助反求设计 224

8.5 反求设计案例 226

参考文献 238

案例1 新型内燃机的开发 241

第三篇 机械创新设计案例 241

案例2 低噪声齿轮设计 246

案例3 小型钢轨砂带成型打磨机设计 252

案例4 新型液压拨道器设计 257

案例5 新型轴承拆卸装置设计 259

案例6 飞剪机剪切机构的运动设计 263

案例7 仿人步行二足机器人的研制 272

案例8 取纸器设计 276

案例9 打印机的方案设计 280

案例10 自行车的演变和开发 287