试论机械设计中的创新思想

【摘要】近几年中，机械设计领域中越来越强调在设计中的创新思想，创新机械设计得到人们的重视。本文通过实例对创新机械设计进行了阐述，并探索了创新机械设计的形式和意义，从思维方式的角度深入分析创新机械设计的思想，对创新思想在机械设计领域中的应用进行探讨。

【关键词】创新思想 创新机械设计 特点 思维

一、创新机械设计的特点

创新机械设计并不是凭空想象，而是在当前领域已经实现的设计成果的基础上，发挥设计者的想象力和创造力进行再创造。主要的设计依然是依托于传统的机械设计原理，同时从实用性的角度出发，尽可能的综合设计领域，结合其他学科进行更为奇特的设计，以求设计出更加创新，提高新产品的实用性。

从创新机械设计的特点来看，我们总结了以下几个方面：

（一）多学科综合性。创新机械设计往往会将多个实用性学科结合在一起设计，除了考虑到机械设计原理方面的知识，我们也会在其他方向的功能上作出开发，使产品的功能更为全面。

（二）低实验性。由于创新机械设计是建立在现有设计成果的基础上进行再创造，所以省去了大量测试性的计算工作，而重点考虑创新的思路和方法。

（三）多方案判断。在创新机械设计的过程中往往会产生多个不同的设计方案，最终执行者必须根据设计目标和需求选择正确合适的方案，或者对备选的方案进行修改至可执行。

（四）方案变化性。在设计过程中，每个阶段都可能出现需求变更，或者技术变更等情况，导致对接下来的设计方案进行调整。这时候，要求设计者拥有良好的应变能力，能够快速的根据当前情况制定新的设计方案。

二、研究创新机械设计的目的以及意义

大力开展创新机械设计的研究工作，不但能够提高机械设计领域的水准，还能获得良好的经济和社会效应。在多个方面具有积极的意义：

（一）提高设计水准，制造更多更新功能更强大的新产品，将会提高人类的生活水平和工作条件。推动人类文明的发展。

（二）促使设计者、制造者提升自身水平，带动机械设计领域的发展，为社会做出更大贡献。

（三）创新机械设计出来的产品，往往都具有专利权，具备很强的时代性、时尚性、功能性。能够获得大量的用户追捧，能够给设计方带来巨大的收益。

三、创新思想的思维模式

（一）发散思维。

发散思维的特点决定了最终能够得到很多也想不到的结果，能够极大的激发设计者的灵感。这是一种没有固定目的和方向，不受任何固定思路约束的思维模式。发散思维在思考过程中，将已知的信息归纳整理，并通过这些信息运用立体、扩散、反向等思考方式向外扩展思路，寻求更多的信息。由于不受约束，没有固定答案，发散思维往往能获得让人出乎意料的设计思路。

（二）聚合思维。

聚合思维其实是一个甄选的过程，相对于发散思维的扩散性，聚合思维则是一种有着明确目的或者目标的思维模式。这种模式一开始就会设定一个具体的目标，围绕这个目标展开探索，从不同的方向制定不同的方案来实现这个具体的目标，最后选择最合适的方案来执行。

（三）想象思维。

想象是创造创新思想中，最为奇特的能力，人类文明历史长河中的无数发明创造都是在想象思维的作用下诞生的。想象思维的基础也是现实生活积累的信息，可以分成再造和创造两类。再造想象是在已知信息的基础上对事物进行的重新想象。而创造想象则更为天马行空，更加的抽象，往往会想象出一些不在人类认知范畴，或科学技术暂时无法实现的事物。只有不断的想象、探索未知的事物，才能使得科学技术的不断进步。想象思维对人类文明发展起到了不可磨灭的作用，而且在以后还会一直积极的推动人类发展。

四、创新机械设计思维的2个原则

对机械进行设计的整个过程，首先是以功能导向，以作用的原理为基础，之后再思考物理

原则1：最短路径

第一，要明确机械产品的所有功能；第二，寻找方便设计的最好的实例，提高设计效率；第三，使用最为准确的价值工程；第四研究最低价值的一些组件，得出它们现在所存在的冲突，并且以最小变动为目的，解决这些冲突。这一过程可以实现消耗最少的能量，即实现最短路径。

原则2：相似性联想

分析各相似的事件，并对其进行分类，对这一工作进行联想。而联想是否正确则在事物是否相似中得到答案。利用产品实例决定产品的相似性。若多种产品，它们都有同一种功能需求，则这些产品有相似性。

五、创新机械设计的实例：开发新型的内燃机

创新机械设计的实例中，无曲轴式的活塞发动机是在机器的中心位置安装圆柱的凸轮，在这一凸轮近处装多个气缸，于是该发动机就成为了多缸发的动机。在这个发动机内部，如果圆柱凸轮的轮廓形状有变时，则输出轴转动的速度也会发生变化，在减速过程中可以实现增矩。这一发动机目前使用较为广泛，被应用机械与船舶两大行业中。

同以往复工的发动机相比，旋转式的发动机有体积小、噪声低、结构简单、重量轻等显著优点，而在实际使用中仍然存在很多不足，在技术上需要对这一发动机进行改进。

六、结语

必须多多吸收来自各方的经验。当我们寻找最成熟的方案时，吸收的经验、技术就能直接运用中方案中。由于，机械设计涉及知识广，因此需要有较强的学习能力，这样在对机械进行设计时才能在自学中解决各种问题。自信、努力、勤奋是得到最成熟设计方案的基础与必备条件。

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