Page 143 - 机械设计制造与自动化技术研究

第五章 机电一体化系统设计

系统总功能。②划分分功能及功能元。通常首先考虑所应完成的主要工作过程的
动作和作用，具体做法可参见功能分解。③建立功能结构图。根据其物理作用原理、
经验或参照已有的类似系统，首先排定与主要工作过程有关的分功能或功能元的

顺序，通常先提出一个粗略方案，然后检验并完善其相互关系，补充其他部分。
为了选出较优的方案，一般应同时考虑几个不同的功能结构。④功能结构方案的
评比。进行评比的方面是：实现的可能性，复杂程度，是否获得解答方案，是否
满足特定要求。通常可取少数较好的方案进一步具体化，直至实体解答完全确立。

四、功能元求解

功能（功能元）求解是原理方案设计中的关键步骤，功能元求解就是将所需
执行动作，用合适的执行机构形式来实现。功能元载体的求解可根据解法目录找

到。再通过运动链抽象、变异得到更佳的机构解，也可由创新技法构思出一个新
型机构来实现。几种功能元求解方法如下。
（1）直觉法。直觉思维是人对设计问题的一种自我判断，通过它往往可非
逻辑地、快速地直接抓住问题的实质，但它又不是神秘或无中生有的，而是设计

者通过长期思考突然获得的一种认识上的飞跃。日本富士通电气公司职工小野，
一次雨后散步，在路旁发现一张湿淋淋展开的卫生纸，由此激发了他的灵感：天
晴时，废纸收缩变成一小团，而被雨水淋湿后自动伸展开来。后来，他利用“废
纸干湿卷伸原理”，研制成功了“纸型自动控制器”，获得一项日本专利。

（2）调查分析法。设计师通过对当前国际技术发展状况的调查研究，加上
掌握的专业知识和最新研究成果。构成解决设计问题的方案。调查分析同类机电
产品，对其进行功能和结构分析，研究哪些是先进可靠的，哪些是陈旧落后、需
要更新改进的等，都对开发新产品、构思新方案、寻找功能原理有所帮助。

（3）设计目录法。设计目录是设计信息的存储器、知识库。它以清晰的表
格形式把设计过程中所需的参考解决方案加以分类、排列，供设计者查找和调用。
它提供给设计师的不是零件设计计算方法，而是分功能或功能元的原理解。给设
计者以具体启发。

·129·