作者：杨之勇

利用结构性思维进行机构预案构想

每一个具体事物都有其自己的结构特点和结构需要要求，作为机械机构按其特点有整体独立机构：有输入机构，传动机构，有输出机构，三组成部分；非独立新机构作为人们劳动工具也是非独立性的过程功能机构，为功能性转换机构。比如清扫工用的携便式垃圾收集箱，属于携便式垃圾箱四连杆辅配机构。下图是垃圾箱配装上四连杆机构，提起随动关门，放倒门随动打开。（见下图）

清扫工工具与机构的应用联系图

四连杆机构，不少上过理工科大学的都不陌生，可是对四连杆机构能和清扫工的垃圾箱恰到好处的联系上，确实要有一定的能力性。要有四连杆机构的有关要素和垃圾箱有关要素统一关联。首先要有形象思维能力，和连杆机构的形数综合能力。实质是四连杆的形的应需变化的设计。

能和插秧机，精确直线导向机构，联系上研究者也不多。首先搞出四杆特定曲线导向的机构是俄国的切贝谢夫。我们有些人只能借用参考，原因是我们的学校或学生把理论学死，学的的静态的死的东西，失去内涵外延的思考。没有形和数的分析与综合，没有进入到理论思维和研创的地步。

机构或新机构创建构型是人设计出来的。以前不少人是模仿学习，从它国那学，要有外语功底做铺垫，从别人那学，靠的资料获取或交换，靠学习获取新的设计结构，这都不是根本，是奴隶思想和懒汉思维。近代设计的重大进步是：功能思想的提出和发展，是年美国工程师迈尔斯创立了价值工程，并提出了设计的“功能‘’原则和思想，其次是机构学构型能力的提高，创建新机构，新发明，另外是机械的人文思想的人机学的研究要服务服从人的需要原则，最后不能放弃的是产业需要设计能力问题，构成实用产业装备设计，机械的骨架设计是机构设计。

功能需要和引领是创新设计的启明灯

设计实例：拖地工具机功能原理设计

首先要有拖地工具机的功能关联状态图，见下图

拖地工具机功能框图

有了拖地工具机功能状态图，按功能要求，从功能元入手，建立功能转变机构，这样就没有单纯专业学习和资料参考问题了；有了这种思维就可以对任何功能要求的设计都可以胜任不畏。我们教育必须打破各种定势，用理论思维来应对问题的设计解决。下图为拖地工具机的功能转变为拖地工具机的机构方案原理图：

拖地工具机的方案原理图

方案图解读：拖地是简单劳动，拖地是要先清扫后托擦，有了上述方案构想就可实现清扫托擦合为一体，清扫摆脱了常规模式，采用两个毛刷辊滚动滚扫，将尘土和垃圾送入收尘器，收尘器可以方便拿下倒出垃圾和尘土。设两组可以清扫更干净，细尘由摆动式羽毛扇式微尘传导器送入微尘收集箱，其动力由驱动辊带动，摆动羽毛扇式细尘传送装置，见以上图示。

我们在电视新闻画面上见到的是工业机器人，实际还有劳动机器人一说，拖地工机实质是简单劳动机器人操作机基础部分，科技特别是机械科技是要为劳动者创造改善劳动条件，提高效率的作用。所以提高我国机械科技势在必行，可以看到，哪个行业和专业都离不开机械参与，离不开机械创新设计。创新设计不能是模仿和照抄，这样就要靠设计者的能力性，用理论思维作为设计的“驱动程序”，首先建立功能引领，建立功能联系状态图，由功能联系状态图，转化为功能机构图，再由机构图变换和组合生成主体创新设计方案图。

面临问题和对问题的思考及解决的奋起，是生成创新方案的开始

液压系统，地热装置或暖气装置，……有时需要定期人工排放存留气体，能否用机构或结构组建原则，设计出自动排气阀，下面就是自动排气阀的工作原理图

液体自动排气阀机构方案图

需要是产生创新设计的基地，是放气操作要登梯上高，一天压放几次气，这是笔者出自70年刚毕业两年的大学生的工作经历，是工作艰苦和寻求改变的需要，迫使有心人会想到能否设计出自动排气装置。

常识使人们知道液体和空气比重不同，浮力不同，有了不同，和差异，是设计的思路基点，利用浮筒上装锥形密封杆，可以实现这个差异和矛盾的转化，当阀体内有一定气体是浮筒浮不起来，密封锥杆随浮筒下降气体排出，随着气体排出液体逐步充填，当液体足够多时浮筒浮起，液体被密封，这样是个条件的改变，浮筒和密封机构随之改变，构成一随动机构，自动排气和自动密封。不用人为信号控制的自动机构和结构。

体会：从中也可已看出年轻人特别是年轻的大学生们在需要的压力下，也一定会有创造发明动力，能力是为某一问题的解决，奋力改变和思考干出来的，学生在学习阶段，主要学习学思维方式，学看破问题能力，和在问题及矛盾面前有应对的勇气和能力！

跨领域创新能力是理论思维

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