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機械設計范文1

機械設備廣泛應用于工業生產、建筑施工、農業種植等多方面，機械設備是各個行業的基礎，機械設備的質量直接決定著整個工業體系的發展。模塊化設計，通過調節各個子程序之間的連接關系，保證整個的軟件穩定運行，在降低整體的制造成本的同時，確保設備運行的安全和穩定性，模塊化設計是我國制造業發展的未來趨勢。

一、模塊化設計方法發展概況

模塊化設計的研究工作始于１９５０年，此時國外已經研制出了一些模塊化產品。但我國的機械行業發展較晚，直到９０年代后計算機技術飛速發展，ＣＡＤ技術、ＵＧ、ＣＡＴＩＡ、ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ等軟件系統的開發，推動了模塊化生產技術。當下，模塊化技術已經廣泛應用于建筑、家居、電子、航天航海等各個行業。將模塊化設計引入整體的機械工程中，能夠解決內部建模中存在的問題。模塊化設計是機械設計發展的必然趨勢，也是工業自動化時代的基礎要求。模塊化設計是機械設計中一種重要的方法，實現了對每個模塊全方位的思考。要求設計人員在設計過程中應該加強前期的分析，明確模塊的基本功能，合理進行拆分，在保證模塊獨立性能的基礎上，做到相互更換，從而實現整個功能的升級。下面將主要介紹模塊化設計方法的優點。

（一）節約成本

模塊化設計簡化了整體的包裝過程，在傳統機械過程中，需要依照產品自身特性采取特殊的包裝過程，相對而言作業范圍過于狹小，設計出來的包裝只能應用到同一規模下的產品，生產的適用性有限，很容易出現人力、物力上的浪費。模塊化設計能夠滿足各種產品的要求，促進包裝簡單化、集約化，降低了整體包裝成本。

（二）便于后期維修

在模塊化設計理念下，各個模塊相對獨立，操作較為簡單，整體系統的自由度較高，更好地滿足當下機械發展的個性化要求。模塊化設計中大多采用標準零件，本身可替換性強，當機械出現故障時，可以通過簡單方法，明確故障部位，及時替換，避免了不必要的資源浪費。（三）跨系列生產在模塊化生產設計中主要包括橫向的模塊化設計、縱向的模塊化設計，橫向的設計方式是指在不改變原產品的基礎上，生產其他形態的產品，相對容易操作。縱向的模塊化設計是對不同規格的產品進行統一的籌劃，能夠有效節約資源。在不斷發展過程中形成了橫向與縱向相結合的模塊設計，能夠最大程度上滿足工業生產的要求。

二、模塊化設計的先進理論

（一）可拓理論

將可拓理論應用到模塊化設計中，是利用物理的方法建立模塊，基于產品族之間的關系，通過信息的建模和檢索，整合多種的物源模型，利用可拓變化法對于模塊進行操作，借助關聯函數進行匹配，增加產品設計的智能性。

（二）公理化設計理論

公理化設計理論最早在２０世紀７０年代提出，是一種以公理為基礎的方式，本質上是用數學理論的方式，減少在設計過程中存在的錯誤理論。公理化設計將整個模塊分為用戶、功能、結構、工藝等不同部分，在設計過程中四個域相互映射，可以直接檢驗出在設計過程中存在的邏輯關系，實現對模塊的有效分解，確保整體的模塊劃分更加合理。

三、模塊化設計中存在的問題

模塊化設計涉及了多重領域知識，而部分操作專業知識上存在欠缺，缺乏有效的數據意識，不利于機電一體化的長期發展。模塊化設計是工業生產的必然趨勢，模塊化設計集成系統前期投入較高，需要大量底層信息的支持，部分企業缺乏有力的研發部門，本身對模塊化設計認識不清，不重視智能控制技術，內部缺乏有效的數據管理機制，日常作業系統混亂。模塊化設計對軟件和硬件的要求較高，在實際生產過程中各個工序之間的協調性較差，控制技術數據的集成性較差，采集效率和準確度欠佳，缺乏完整的數據管理標準。此外，在數據分析過程中難免會出現差異，圖像、文本存儲在不同的載體內，在調用過程中可能出現不兼容，給后續的統籌管理帶來了巨大的風險。

四、模塊化設計要求

（一）明確總體布局

在模塊化產品生產過程中，要根據產品類型，強化前期的品牌規劃，明確模塊化設計的功能，結合市場要求進行可行性分析，構建模塊庫，編寫相應的技術性文件，下面將主要介紹模塊化生產的總體布局。１．調查市場需求需求是產品開發的起點，在此階段需要根據功能將客戶分為不同群體，明確主要客戶以及客戶群的功能需求，通過有效的市場前期調查，定位市場中存在的同類型產品，確定原始數據，根據原始數據進行分析，合理確定本產品的創新點。２．擬定產品譜系當下市場要求五花八門，產品系列化的主要內容是確定產品系列以及產品功能所覆蓋的范圍，劃分縱向系列產品、橫向系列產品、跨系列產品以及全系列產品，根據擬定的族類，開發核心平臺和其他輔助模塊，以核心平臺為基礎構，通過ＶｉｓｕａｌＣ＋＋、ＴｕｒｂｏＣ、ＪＡＶＡ等編程語言，借助ＳＱＬ數據庫實現對數據的清洗和管理，以優化整體的產品系列類型，在控制成本的基礎上，滿足多樣化的市場需求。３．擬定產品參數產品參數的確定與產品系列譜擬定是交叉進行的，橫系列或者是跨系列的產品主參數可能不同，在確定產品圖譜之后，要給出系列產品的參數范圍，根據歷史信息和市場相似產品確定參數、考慮客戶要求，借助有限元分析，給出產品最優解。

（二）強化模塊化功能分析

在功能分析式模塊化設計中，需要把產品分成不同模塊，以最小單元為基準進行設計，在功能分析時要明確各個功能模塊之間的相關性，重新組合模塊，構建完整的產品功能模塊系統，綜合模塊數量、成本、工作效益之間的關系，在最小成本區內進行開發。從機械設計的本質而言，可以將產品分為任意層，模塊的模塊本身層次越低，整體的設計越簡單，通用化的程度越高，隨著模塊數量增加，接口數量呈級數增長，后續的制造、裝備、包裝也更加困難。因此在模塊化設計時需要綜合考慮設計、裝配、維修、成本等不同因素。將子功能劃分到每個功能區，建立聯系。機電產品中的各個零件并不是孤立存在的，本身存在一定的相關關系。兩塊功能模塊之間有直接的裝配關系稱為直接相關，而還有部分模塊本身沒有直接裝配關系，但其位置有嚴格的要求稱之為間接相關，因此在實際管理過程中要統籌模塊之間的幾何相關條件和物理相關條件，通過模糊聚類的方式，構建相應的矩陣方程，借助評價準則擬定最終的作業方案。１．幾何相關條件幾何相關條件對兩個模塊之間的靜止位置、復原情況、相對運動軌跡有著極高的精度要求，需要綜合考慮兩模塊之間的垂直狀態、平行度、同軸度。例如，普通機床上的主軸箱和床身模塊，在裝配過程中應該確保主軸軸線與導軌之間的平行度，主軸中心線應與尾座之間的中心線保持在同一水平線上，主軸要與刀架、床身位置都應該符合基礎的幾何條件。因此在實際設計過程中要通過有限的約束，以保證各個系統處穩定位置，從而保證機械正常運轉。２．物理相關條件物理相關條件主要是兩模塊之間存在著能量流、信息流、物料流。能量流包括驅動力轉軸、電流、液壓力，一個模塊需要另一個模塊的驅動執行，才能夠完成一定的運動狀態。信息流主要是包括模塊之間電、光等信號的傳播。物料流主要是工件、刀具的傳遞在數控機床中。在實際模塊設計過程中，應該綜合考慮能量接口與信息接口，綜合法蘭連接、焊接的不同連接方式，確保各個要素處于標準狀態。

（三）構建完善的操作系統

現代機械的開發要將軟件工程與硬件工程結合起來，基于機械設計的基本原理，綜合軟件設計，避免前期開發中存在的問題。基于產品的三維參數和模塊化設計的要求，從工程學等不同方面進行考慮，實現有效的系統分析、系統開發、系統維護。合理選擇系統開發平臺與數據庫平臺。１．開發系統目前，機械開發的主要軟件是借助ＣＡＤ進行二次開發，二次開發不同于一般的軟件開發，不是從底層設計開始的，而是在已有的軟件上進行開發，二次開發繼承性較強，能夠有效降低整體工作壓力。在實際作業過程中要選用成熟的版本，較高的基礎軟件如Ｅｎｇｉｎｅｅｒ、ＵＧ、ＣＡＴＩＡ、ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ等，確保整體開發的互交性，綜合優等各種軟件明確特征曲線、線框構架、尺寸信息、驅動單一關聯等基礎信息。２．開發工具當下計算機技術快速發展，開發工具多種多樣，有ＶｉｓｕａｌＣ＋＋、Ｃ＋＋ＢｕｉＩｄｅｒ、ＴｕｒｂｏＣ、Ｖｉｓｕａｌ等各類開發工具各有特色。在機械設計領域中需要綜合匹配硬件信息和開發平臺，ＶｉｓｕａｌＣ＋＋６．０集編譯、連接、調試于一體，為編程人員提供了一個相對簡單的開發界面，內置一定的輔助開發功能，能夠面向對象開發，效率較高。３．數據庫一般工程設計的數據庫主要以ＳＱＬ數據庫為主，ＳＱＬ數據庫功能強大，可以實現自動備份、自動更新、事務管理等多重功能，它具有全中文界面，便于用戶學習、交流方便。４．頁面展示頁面展示是系統開發中重要的一環，在實際設計過程中，要借助ＴＣＰ協議，通過對零部件的參數化和標準化管理，借助ＣＳ構架，綜合客戶端和服務器端，實現互交式管理，明確零部件打包上傳、參數化設計、外觀展示等多種功能。客戶端主要是負責模塊化管理，能夠綜合產品管理，協同產品模塊化分類，建立信息檢索、修改、刪除等功能。在產品進行管理過程中，定期對數據庫進行恢復和備份工作。設計人員需要通過組合參數對模塊進行組合管理，操作系統會自動顯示結果，如果組合失敗，可以重新進行組合，組合的模塊可以直接生成工程圖紙，完成后續的圖紙輸出。服務器端主要負責模塊的后臺管理、服務器的調用、接收客戶端的請求并做出應答。服務器端相對工作壓力較大，需要完成產品參數化的計算，根據控制圖形匹配最佳的歷史信息，對模型進行標準化處理再返回給客戶端，由客戶端顯示參編結果。集成控制要明確代碼與地址編碼之間的關系，Ｋ１代表代碼中的自動停止信號，Ｘ０代表地址編碼中的自動和停止信號，完善內部的Ｉ／Ｏ設計與地址分配，明確整體的數據管理，實現對信號的識別和參數優化。通過測算電機勵磁流量、電機轉動慣量，繪制特性曲線，給定變頻器特殊的速度運算方式，實現有效的集成控制與模塊管理。

五、模塊化設計在機械設計中的應用

（一）在數控機床上的應用

數控機床作為機械生產中的一個基礎構件，數控機床是裝有控制系統的自動化機床。能夠根據編碼執行規定的程序。數控機床可以按照圖紙要求加工出來規定形狀和尺寸的零件。數控機床是一種柔性高效能的自動機床，能夠實現精密小批量、多品種的零件加工。將模塊化設計應用到數控機床時，可以實現對模塊功能的分解利用，在模塊劃分時需要綜合考慮車床的整體性能，統籌管理各項基礎參數，將功能分解為最小單元，體現模塊化設計的優勢，在功能分解時應該綜合考慮用戶需求、市場需求。要借助的具體參數，應該從車削的旋轉面方向入手，綜合考慮車床的精密度，執行檢測功能，確保車床的質量和實際使用情況。

（二）在柔性制造中的應用

當下我國機械制造業不斷發展，傳統的單一的機械制造難以滿足市場要求。柔性制造技術應運而生，將模塊化設計方法與柔性制造相結合，能夠最大限度上滿足工藝的要求，在有效成本的投入下，實現不同風格、不同產品之間的變換，模塊化設計方法能夠解決機床的共性問題，實現一機多用、一模多產的需求。

（三）預測、模糊控制技術

預測控制技術主要是通過全面收集及其在工作中產生的各項數據，從而預測機械的生產情況。預測控制技術以數據為基礎，以時間為核心，通過對大量數據的控制能夠形成更加精準的智能化、模塊化控制模型。通過實時監控、精確細分，明確機械設備在工作過程中存在的各種隱藏問題，實現提前檢修，確保整體設備運行的穩定性與安全性。當下，電子機械電子工程技術不斷發展，管理人員要合理通過模糊控制系統，實現對生產環境進行合理控制，簡化生產作業的流程，優化目標的工作節點，應用模糊控制技術后，可以高效地收集、分析和處理數據，通過對不同技術的合理搭配，實現技術之間的優勢互補，提高整體工作的自動化水平，確保整體工作順利開展。

六、模塊化設計的發展方向

（一）集成化發展

集成化發展從本質上來講是將不同功能的模塊組合在一起，工業機械的集成化發展是工業智能時代的必然要求。就目前的工業機械生產過程來看，占地面積較大，資源浪費現象嚴重。因此在未來發展過程中，應該整合多種實際功能，借助可編程控制器實現對多種功能的調控，減少機械設備的占地面積，優化資源配置，實現精細化、集成化操作。（二）自動化在零件生產過程中，不同的機械設備負責不同的操作單元，在機械設備作業時對計算機語句和指令進行輸入和描述。目前，工業機械的生產過程中需要和大量外界信息，自身工作效率不高。而模塊化發展可以有效降低程序的復雜度，降低機械設備的工作負荷，保證機械能夠高效穩定工作。

（三）理論實踐化

機械產品的模塊化設計中蘊含著豐富的信息，未來機械設計將會朝著模塊化、智能化的方向發展，未來發展中將會結合可拓學的基本理論和設計方法，提高整體的模塊配置。引入公理理論和獨立性理論，對機械產品進行層次劃分確保各個子系統的有效合作。結語模塊化設計在機電范圍廣泛，模塊化、數據化、智能化是整個行業發展的必然趨勢，因此管理人員應該合理利用智能控制系統，明確在作業過程中存在的問題，合理選擇系統開發平臺與數據庫平臺，滿足市場的多樣化要求。

作者:劉海嬰 楊錦濤 單位:江蘇省靖江中等專業學校

音樂教學范文2

由于許多生產作業區域高度危險，人工不方便進行檢查，即使能夠進入，傳統的人工巡檢方式也存在勞動強度大、工作效率低、檢測質量低、手段單一等弊端。因此，防爆巡檢機器人也就應運而生，并且很快獲得了市場的廣泛認可。但是機器人的種類繁多，應用場合也各不相同，本文針對不同地形設計了一款六足防爆機器人，仿真結果表明，該機器人能適應各種復雜地形并圓滿完成任務[1-6]。

1腿部結構設計

六足防爆巡檢機器人腿部設計是分布在圓盤形的身體上，因此每個腿都是一對三自由度的運動模型，每條腿都裝有3個舵機，舵機安裝在腿的3個關節上用來實現繞3個關節的運動，保證每條腿的正常運行[7-8]。用脛節來連接膝關節和踝關節，以確保每條腿的穩定。六足步行機器人的腿大致是模仿昆蟲的腿，具有優越的機動性、實用性和靈活性。六足防爆巡檢機器人使用三角步態，所以腿在行走過程中會交替支撐機器人及負載的重量，因此，機器人必須具有適當的剛度和承載能力。六足防爆巡檢機器人的腿部結構仿生示意圖，如圖1所示。圖1六足步行機器人腿的結構示意圖

2機身的設計

六足防爆巡檢機器人的六條腿分布在圓盤形狀的機身上，身體由圓形金屬制成，因為這樣可以非常簡潔，直徑為150mm。使用兩個圓形的金屬上下疊加組成機身，用螺釘固定上下兩個圓形金屬。在機器人機身板上鉆12個通孔，用來安裝六足防爆巡檢機器人的6條腿。通孔的直徑應大于M3的帶槽圓柱頭螺釘的直徑，以便螺釘可以穿過通孔。孔分布在半徑為65mm的圓周上，同一組中的孔相隔25mm。為了承受負載承重載荷的舵機重量，且不影響機殼的結構，機身鉆孔時，12個孔分布在半徑為50mm的圓周上，中心也鉆出了半徑為40mm的圓。這樣可以大大減少零件的重量。機身是全身的中心，承載6kg的載重量，旨在滿足負載、強度和適當尺寸要求。以上設計在實現輕量化的同時也強調自身和組件的可靠性，易于維護。3基節的設計基節部分作為機器人腿部的安裝位置，應考慮安裝舵機。這里使用兩個片狀部件形成基部。上基節片如圖3所示。基節的特征形狀部分是腿部位置向前延伸，使腿部空間增大，減少腿部摩擦碰撞，長度為65mm，前端寬25mm，后端寬32mm。分為上下兩塊，上基節片在主體前端設置4個安裝孔，主體后端設置2個安裝孔。當舵機轉動時，由舵機的固定部分帶動轉向器的主體轉動，構成六足防爆巡檢機器人的跟關節。關節舵機安裝在下基節片上，下基節片同樣在主體前端設置4個安裝孔，主體后端設置2個安裝孔，通過圓柱銷與關節舵機板連接。下基節片如圖4所示，下基節片和上基節片尺寸基本一樣，只是下基節片的前端安裝孔中間設置了一個通孔。

4脛節片的設計

脛節又叫做中腿，它連接著膝關節和踝關節。膝關節和踝關節上的舵機輸出軸和脛節固定。從小腿上端向下看，膝關節脛節片是通過旋轉連接的關節執行器來發生運動的。脛節下端與踝關節以及足部連接，帶動中足、下足[9-10]。兩個舵機的旋轉軸和脛節片直接連接。從機器人機身向足部方向看下去，從腿的上端往下看，脛節片上端板連接到膝關節的舵機輸出軸上，膝關節執行器帶動脛節片的旋轉。從底部到頂部，當腳的腳踝與腳踝轉向器接觸時，腳被固定，腳踝轉向器的扭矩通過脛節片傳遞，將扭矩傳遞給六足防爆巡檢機器人的身體運動。其中一個脛節片需要安裝兩個舵機。由此引申出了傳動脛節片的設計。傳動脛節片的結構圖，如圖5所示。脛節片長75mm、寬22mm、厚3mm。脛節片兩端預留11mm的通孔以便舵機輸出軸的安放，為固定舵機輸出軸，在以預留通孔的圓心為圓心的圓周上分別預制4個螺紋孔。在脛節片的中心線的兩側分布兩個通孔用以安裝兩根連接桿來連接兩根脛節片。脛節片的結構圖，如圖6所示。5小結本研究對六足防爆巡檢機器人的機身、基節及脛節片等機械結構進行了詳細設計，并對相應結構參數進行了優化。仿真結果表明，該機器人能適應各種復雜地形，圓滿完成了任務，為同類機器人結構設計提供參考。

作者:蔣曙光 汪明 單位:宜興經濟技術開發區應急管理局

音樂教學范文3

0引言

以知識為基礎的新產品競爭是當前全球化制造環境下各個企業技術競爭的核心。一個新的機械設計產品在功能、原理、布局、形狀、結構、人機操作、外觀設計和工藝等任意一個方面的創新［1］，都直接影響機械產品的整體特性，最終影響機械產品的市場競爭力。目前，大部分機械產品創新主要是對過去的相關經驗與知識進行分解、組合，實現新的使用功能，創新性是衡量機械產品開發成功與否、是否具有市場發展前景和競爭力的基本要素，國內外目前都將機械產品的創新能力作為產品開發的重要組成部分［2］。在機械產品設計過程中，產品的概念設計是突出表現機械產品創新性的主要階段。大量實踐結果表明，機械產品的創新性主要來自概念設計階段所涉及的功能、原理、形態和結構等方面［3］，因此，機械產品的概念設計對于實現機械產品的創新性十分重要。在機械產品的概念設計階段，對機械產品的需求進行詳細分析，盡可能識別并且表現出機械產品的設計需求，在后期詳細設計階段，基于計算機完成對大量繁瑣的具體設計要求進行計算，明確機械設計產品的尺寸設計方案、形狀、工藝要求和結構等，因此，基于計算機輔助概念設計可以對創新性要求較高的機械產品設計原理和構思進行優化［4］。

1計算機輔助概念設計的內涵及特點

1.1設計原理構思在概念設計中的作用

機械產品的設計原理構思對于機械設計過程十分重要，不同的工作設計構思與概念直接影響后續設計過程。在機械設計過程中，首先要對機械產品的初始化設計方案進行優化與選擇，給出方案分析的具體尺寸與詳細設計方案，然后再對其工作原理、運動和動力進行分析，得到機械產品的相關性能指標，最后通過對設計方案進行綜合評價與排序，尋找最優設計方案。

1.2概念設計的內涵

目前，關于計算機輔助概念所涉及相關定義較多，研究人員指出，概念設計主要是明確機械產品設計的具體要求和條件，需要設計人員具有充分的工程科學、專業知識、產品工藝加工和市場運行等各方面的知識，最后做出機械產品全生命周期最優的機械設計方案與決策。因此，概念設計主要是指根據機械產品生命周期各個階段的要求，進行機械產品功能創造、功能分解和子功能結構設計，進行滿足機械產品功能和結構要求的工作原理方案設計與系統優化。綜上所述，計算機輔助概念設計主要包括功能創新、功能分析、功能結構圖設計、工作原理確定和功能載體方案構思等。計算機輔助概念設計是機械產品設計的前提和核心，只有將概念設計優化才可以促進機械產品設計達到更高水平。但是傳統機械產品設計主要依靠設計人員進行概念設計，未來應該加強計算機輔助概念設計和專家系統的基礎上實現機械產品的設計與優化，進一步開發更具有使用價值的計算機輔助概念設計系統。

1.3概念設計的特點

1.3.1創新性

創新是機械設計的核心，只有進行創新才能得到結構新穎、性能優良和具有核心競爭力的機械產品，其創新可以是多層次的，如結構修改、結構替換的低層次創新工作到工作原理更換、功能修復和增加高層次的創新活動都屬于機械產品概念設計的主要范圍。

1.3.2多樣性

輔助概念設計的多樣性主要體現在機械產品設計路徑和設計結果的多樣化。在進行概念設計中，不同的功能定義、功能分解和工作原理等會產生不同的設計思路和設計方法，進而在機械產品的功能載體設計上產生完全不同的解決方案。1.4TＲIZ理論TＲIZ理論的核心是機械產品進化理論，主要是對現有機械產品進行分析，發現沖突并解決沖突。TＲIZ設計過程是不斷循環，形成產品的簡化。沖突對于解決機械產品設計問題十分重要，對于不同設計中的具體沖突有所不同，為了對設計問題進行統一描述，相關研究人員通過對250萬項專利的分析研究，TＲIZ理論提出39個通用工程參數，并按照其特點可以分為3類:物理及幾何參數;技術正向參數;技術參數。

2基于用戶需求的機械概念設計基本工作過程

基于用戶需求對機械產品輔助概念設計方法及工作過程進行分析，采用質量功能展開(QFD)輔助機械產品設計與工作決策流程。

2．1基于用戶需求的概念設計方法

基于用戶需求的概念設計主要是從用戶實際需求為出發點，進而機械設計人員確定產品的功能需求，分解產品的結構，依據功能設計模型進行合理、有效地綜合分析，得到產品的概念設計方案，最后對概念模型進行綜合評價，明確最佳概念設計方案，基本工作流程如圖1所示。

2．2QFD工作過程與步驟

1)首先在明確用戶需求后，采用合適的調研途徑進行市場分析與調研，全面獲取用戶對產品的需求。2)在綜合用戶需求信息后，對用戶需求的權重進行分析，不同的需求在產品設計過程中有不同重要性，因此需要對用戶需求進行權重分析，更加精準地定位用戶需求。3)市場競爭能力分析，對現有的同類產品進行對比，對其市場競爭力進行分析，為新型機械產品的開發提供更加明確的設計目標。4)明確產品設計特性，產品設計及質量特性主要是在滿足用戶需求的基礎上，將機械產片的設計屬性與用戶需求之間形成關系矩陣。5)構建質量屋，經過上述步驟后，構建相應的質量屋(圖2)，將前一段的分析結果作為模型輸入，然后開始產品的開發。

3TＲIZ創新設計實例

3.1懸掛式鏵式犁

懸掛式鏵式犁是農業生產中的基本農機具，也是目前我國使用最為廣泛和普遍的一種農機具，具有作業靈活、應用范圍廣泛等特點，但是懸掛式鏵式犁在田間工作過程中，犁在完成一個工作行程出土后，犁臂上會黏上一些泥土，清理不及時會增加工作阻力，影響犁的工作效率。應用TIＲZ理論解決沖突，需要改變的工程技術參數主要包括形狀、運動物體的能量、可制造性和可操作性，將工程參數放入TＲIZ沖突解決矩陣中可以得到以下4條設計原理。1)曲面化。改變犁臂和鏵犁所構成的犁體曲面形狀，保證泥土更加容易從犁體上自動滑落。2)振動。犁出土后，保證犁自身處于振動狀態，振落黏附在犁體上的泥土。3)自動除塵。利用犁出土后的上升運動給犁體提供氣流，使黏附在犁體上的泥土被吹落。4)復合材料。將犁體材料由單一的鋼鐵改為不與泥土黏附的復合材料，犁出土后，泥土自動脫落。通過對所得設計原理進行分析可知，耕地質量和效率與犁臂和犁鏵構成的犁體曲面結構有直接的關系，而且目前不與泥土黏附的復合材料尚未成熟，因此，曲面化原理和復合材料較難實現，而振動原理、自服務原理一般只需要增加一個液壓裝置就能實現。

3．2水稻育秧架的優化

傳統的大棚育秧方法對大棚的利用率低，嚴重限制產苗效率，立體式育秧技術提高了效率，但又存在資源分配不合理、秧苗標準化程度低、勞動強度大等問題。為了解決以上問題，采用TＲIZ理論設計一款回轉式立體育秧架，實現生長資源的合理分配利用，降低了育秧的勞動強度，為水稻育秧提供良好的生長條件。應用的TＲIZ理論主要包括以下幾種。1)技術矛盾。改善的參數———生產率;惡化的參數———系統的復雜性。因此，應該充分利用大棚的設施及資源，在保證秧苗素質的前提下，最大程度地提高大棚土地利用率和秧苗生產率。2)物理矛盾。育秧大棚的體積既要增大又要減小。3)方法。時間分離原理、標準解法、因果鏈分析、物－場分析、九屏圖分析、資源分析、最終理想解等。通過上述分析，可以利用水稻育秧大棚系統的空間資源(棚內地面上的空間)和功能資源(人工補光)、棚架子系統的功能資源(放置秧盤的變形桁架)得出方案，充分利用棚內的立體空間，設計一種可進行人工采補光、方便拆卸的回轉式育秧架(圖3)，此種育秧架占大棚一定的體積，充分利用棚內

4結論

當前，計算機輔助概念設計作為機械設計的重要環節與技術支撐，正在向智能化、數字化和集成化方向發展，其研究內容越來越深，涉及范圍越來越廣泛，但是目前計算機輔助概念設計僅僅停留在實現方法和技術層面，未來應該進一步深入研究概念設計與內在變化規律，尤其是思維認知規律，未來計算機輔助概念設計應該從以下幾個方面進行改進與優化:1)概念設計的行為機理。研究概念設計的行為表現有助于更加深入地揭示概念設計的內在本質，并且開發更加高效的計算模型。主要研究內容包括非邏輯過程機理、非邏輯與邏輯統一、創新表現過程機理等。2)概念設計創新實現。除了依靠計算機的邏輯計算能力，概念設計創新實現必須依靠人的潛能，通過人機協作，如可視化等虛擬手段，激發設計人員的創造性思維，并且與機器計算相互結合實現創新設計，其主要突破難點是如何將人的操作與機器算法有效結合。

參考文獻:

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［2］李宏．計算機輔助設計課程在線教學效果評價體系構建與應用［J］．計算機時代，2022(11):144－148．

［3］李敏．課程思政視域下計算機輔助設計類課程的教學改革研究［J］．大學，2022(30):137－140．

［4］任興貴．計算機輔助機械產品概念設計研究綜述［J］．科學技術創新，2020(10):70－71．

作者:周玉蘭 單位:蘇州市電子信息技師學院