理论教育 「机电产品创新设计:初步方案与预算」

「机电产品创新设计:初步方案与预算」

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:初步设计的主要任务是建立产品的功能模型,提出总体方案、投资预算,拟定实施计划等。所有这些都是机电产品创新设计的内容。

「机电产品创新设计:初步方案与预算」

初步设计的主要任务是建立产品的功能模型,提出总体方案、投资预算,拟定实施计划等。初步设计的主要工作内容包括如下:

1.方案设计

机电一体化产品设计程序中,方案设计是机电一体化产品设计的前期工作,它根据功能要求先构建满足功能要求的产品设计简图,其中包括结构类型和尺寸的示意图及其相对关系。产品方案设计关键的内容是确定产品运动方案,通常又称之为机构系统设计方案。

产品运动方案通常有下列步骤:

1)进行产品功能分析

2)确定各功能元的工作原理。

3)进行工艺动作过程分析,确定一系列执行动作。

4)选择执行机构类型,组成产品运动和机构方案。

5)根据运动方案进行数学建模。

6)通过综合评价,确定最优运动和机构方案。

在方案设计中,设计功能结构,选择功能元的工作原理、执行机构类型、组合运动和机构方案等设计步骤都孕育着创新设计,同时产品创新又紧密融合在方案设计之中。

2.创新设计(www.daowen.com)

重视产品的创新设计是增强机电一体化产品竞争力的根本途径,产品的创新设计就是通过设计人员运用创新设计理论和方法设计出结构新颖、性能优良的新产品。照搬照抄是不可能进行创新设计的,设计本身就应该具有创新。当然,创新设计本身也存在着创新多少和水平高低之分。判断创新设计的关键是新颖性,即原理新、结构新、组合方式新。

产品创新设计的内容一般应包括三个方面:

(1)功能解的创新设计 属于方案设计范畴,其中包括新功能的构思、功能分析和功能结构设计、功能的原理解创新、功能元的结构解创新、结构解组成创新等。从机电一体化产品方案创新设计角度来看,其中最核心的部分还是运动和结构方案的创新和构思。所以,有不少设计人员把运动和结构方案创新设计看做机电一体化产品创新设计的主要内容。

(2)零部件的创新设计 产品方案确定以后,产品的构形设计阶段也有不少内容可以进行创新设计,如零部件的新构形设计以提高产品工作性能、减小尺寸与减轻重量;采用新材料以提高零部件的强度、刚度和使用寿命等。所有这些都是机电产品创新设计的内容。

(3)工业艺术造型的创新设计 为了增强机电产品的竞争力,还应该对机电产品的造型、色彩、面饰等进行创新设计。工业艺术造型设计得法,可令使用者心情舒畅、爱不释手,同时也可使产品功能得到充分的体现,因此,产品艺术造型是机电产品创新设计的重要内容。

3.概念设计

人们对于概念设计的认识和理解还在不断地深入,不论哪一类设计,它的前期工作均可统称为概念设计。例如,很多汽车展览会展示出概念车,它就是用样车的形式体现设计者的设计理念和设计思想、展示汽车的设计方案。一座闻名于世的建筑,它的建筑效果图就体现出建筑师的设计理念和建筑功能表达,是属于概念设计范畴。

概念设计是设计的前期工作过程,概念设计的结果是产生设计方案。但是,概念设计不只局限于方案设计,还应包括设计人员对设计任务的理解,设计灵感的表达,设计理念的发挥,概念设计应充分体现设计人员的智慧和经验。概念设计后期工作较多的注意力集中在构思功能结构、选择功能工作原理和确定运动方案等,与传统的方案设计没有多大区别。

由上述介绍可见,概念设计比方案设计更加广泛、深入,因此,概念设计包容了方案设计内容,同时,应该看到概念设计的核心是创新设计,概念设计是广泛意义上的创新设计。

一个好的机电一体化产品设计方案,不仅能带来技术上的创新、功能上的突破,还能带来制造过程的简化、使用上方便以及经济上的效益。在初步设计过程,要对多种方案进行分析、比较、筛选。如机械技术和电子技术的运用对比,硬件和软件的分析、择优和综合,最后,在多个可行方案中找出一个最优方案。

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