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产品设计中机构的应用及创新设计

YuanD Design

产品设计是将创新构思转化为有竞争力的产品的一个创新过程。因此,设计是产品的生命,也是产品制造的前提和基础。

现代产品创新设计是一个多学科相交融的综合性学科。所谓设计,是指根据使用要求确定产品应具备的功能,构思产品的工作原理、总体布局、运动方式、力和能量的传递、结构形式、产品形状,以及色彩、材质、工艺、人机工程等事项,并转化为工程描述(图纸、设计文件等),以此作为制造的依据。

一般情况下,一个产品的设计要经历如下环节:

(1) 需求分析和可行性研究。通过市场调研分析用户的需求,进行产品开发的可行性研究与分析。

(2) 概念设计。在需求分析和可行性研究的基础上,确定产品应具备的功能,进行方案的构思、分析和论证,确定一组可行的原理性方案。概念设计主要包括功能设计、原理设计、形状设计、布局设计和人机工程设计等。

(3) 初步设计。从原理性方案中选择优化方案,进行初步的总体设计,确定各部件的基本结构、形状以及协调尺寸,建立相应的数学模型,进行主要设计参数的分析计算与优化。

(4) 详细设计。确定设计对象的细节结构,进行详细的总体设计和零、部件设计,完成产品的工程描述。

(5) 试制与测试。完成产品的样机生产及有关测试项目,并进行设计反馈与修改。

(6) 设计定型。完成产品设计定型的各种技术文件,投入批量生产。

(7) 设计完善。根据产品投入市场后的用户意见和批量生产中的问题反馈,对产品不断进行设计完善和修改。

机构在产品设计中占有很重要的位置,是整个产品构成中一个不可缺少的部分。它与产品设计有着不可分割的内在联系,与构成产品的各种要素有着千丝万缕的联系,直接影响到产品设计中的功能、形态等最基本的要素,机构除了直接为满足和达到产品的基本功能外,还对改善和扩展产品功能起到显著的作用。

许多生活用品都用到了机构,如椅子增加了升降机构以后,可根据需要随意调整高度,增加使用的舒适度。家具或其它一些物品采用了折叠机构后,就可增加使用的弹性,扩大使用的范围,使原来的产品功能获得了扩展和延伸。公共汽车上的机械开门装置和窗户的开启装置采用了曲柄滑块机构,使结构简单、动作更可靠。台灯应用了平行四边形机构,能屈能伸,即使高度改变了,反光罩与工作面仍能始终保持水平状态,这种结构的运动特点是其两曲柄可以相同的角速度同向转动,而连杆做平移运动,在日常的产品设计中有许多产品也采用了这种机构,如折叠椅应用了这个机构实现折叠的功能。

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