發(fā)布時(shí)間：2020-06-05 18:52

【摘要】： 機(jī)電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展已使機(jī)電一體化產(chǎn)品的個(gè)性化、柔性化、智能化成為機(jī)械產(chǎn)品的重要發(fā)展方向。面對(duì)世界市場(chǎng)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng),單純靠模仿國(guó)外產(chǎn)品將使企業(yè)失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。只有通過產(chǎn)品創(chuàng)新,才能從根本上解決企業(yè)的生存和發(fā)展問題。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)階段更加注重設(shè)計(jì)的整體性、創(chuàng)造性,在概念設(shè)計(jì)階段進(jìn)行的設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新具有較高的創(chuàng)新層次。概念設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品快速創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。原理方案創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的快速實(shí)現(xiàn)與有機(jī)銜接技術(shù)是概念設(shè)計(jì)自動(dòng)化的關(guān)鍵。本文以生物流理論與功能表面分解重構(gòu)理論為基礎(chǔ),深入研究了支持產(chǎn)品快速創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)產(chǎn)品信息建模技術(shù),“功能—結(jié)構(gòu)”自動(dòng)映射技術(shù)等。 本文對(duì)目前的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)及機(jī)電系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)方法做了總結(jié),指出了機(jī)電系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題、深入研究概念設(shè)計(jì)的內(nèi)在規(guī)律、實(shí)現(xiàn)概念創(chuàng)新過程集成化和自動(dòng)化的概念設(shè)計(jì)研究目標(biāo),并把產(chǎn)品原理方案創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的快速設(shè)計(jì)及其有機(jī)銜接作為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品快速創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)加以研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下: 在設(shè)計(jì)理論的研究方面,本文以功能表面分解重構(gòu)理論及廣義定位原理作為理論基礎(chǔ),在LORD原理、生物流理論和能量鏈原理的基礎(chǔ)上,針對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品,特別是機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了“信息轉(zhuǎn)換原理”及“基于生物流的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化理論”,為機(jī)電產(chǎn)品原理方案創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程提供了理論基礎(chǔ)。 在概念產(chǎn)品信息建模方面,提出了信息傳輸表面的概念,其作為一種綜合的物質(zhì)單元具有功能與結(jié)構(gòu)的二元屬性,支持功能的明確定義與幾何信息的表達(dá)。針對(duì)概念產(chǎn)品信息建模技術(shù)的實(shí)現(xiàn),從能量和信息轉(zhuǎn)換的角度劃分定義功能表面類型,并給出了相應(yīng)的編碼規(guī)則。 為了支持概念方案的快速表達(dá),提出了功能模式的概念,定義了用于能量和信息轉(zhuǎn)換的具體功能模式及容器模式。結(jié)合上述理論研究,建立了概念零件表達(dá)的編碼規(guī)則及概念設(shè)計(jì)自動(dòng)化流程,使產(chǎn)品原理方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)集成到統(tǒng)一的設(shè)計(jì)過程中。 最后,介紹了產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件DARFAD和pre-D系統(tǒng),并在pre-D系統(tǒng)中以水位控制系統(tǒng)為例驗(yàn)證了本文所提理論的可行性和有效性。對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié),提出了課題尚待進(jìn)一步深入研究的內(nèi)容,并對(duì)以后的工作進(jìn)行了展望。
【圖文】：

無數(shù)的器官構(gòu)成了生命體。生命體在生長(zhǎng)過程中呈現(xiàn)了完整的生命特征。對(duì)生命體的研究表明，細(xì)胞分裂是生物體基本的生長(zhǎng)過程，即細(xì)胞分裂形成兩個(gè)子細(xì)胞，見圖2一9。先是細(xì)胞核分裂成兩個(gè)細(xì)胞核，隨后細(xì)胞壁、細(xì)胞膜分裂，成為兩個(gè)完整的細(xì)胞。分裂的過程是一個(gè)物質(zhì)、信息分解的過程，而后各自的成型，又是細(xì)胞結(jié)構(gòu)重構(gòu)的過程。基于細(xì)胞分裂過程建立的產(chǎn)品生長(zhǎng)過程可以把產(chǎn)品看作是生命體，把零件看作是細(xì)胞。在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，關(guān)鍵步驟是把產(chǎn)品功能需求通過功能表面映射到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在這一過程中，一系列設(shè)計(jì)活動(dòng)按順序依次進(jìn)行。運(yùn)用細(xì)胞生長(zhǎng)的設(shè)計(jì)過程可以提高設(shè)計(jì)工作的效率，大大改善設(shè)計(jì)質(zhì)量。圖2一9生物細(xì)胞分裂過程各項(xiàng)的設(shè)計(jì)活動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化

頭，，眼睛，)的神經(jīng)末梢，骨骼和肌肉組織做出相應(yīng)的反應(yīng)。信息循環(huán)系統(tǒng)主要由思維器官、感覺器官、效應(yīng)器官等組成，人體的信息循環(huán)過程可參照上節(jié)中圖3一3。綜上對(duì)人體生物流三流的分析，參考圖3一4人體運(yùn)動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn)，采用功能表面的方式加以表達(dá)，我們綜合后可以得出人體的生物流原型，如圖3一5所示。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH122

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本文編號(hào)：2698464