基于TRIZ理论的旋耕机创新设计方法研究

发布时间：2020-07-19 04:52

【摘要】：创新设计的有效应用是农机装备发展的先机。随着市场的不断发展,分析现代农业对农机装备的需求,并结合消费者对农机装备需求的基础上,进一步分析旋耕机在外观、人机交互、技术创新中的不足,从而提高旋耕机的创新应用。对于功能为主的农业装备设计而言,由于受材料、结构、工艺的局限,在农业装备造型设计中,产品造型应满足产品功能的要求,充分体现功能使用合理性、宜人性和环境适应性,更要全面考虑形体的结构、材料、工艺等条件,在此基础上,设计出具有时代感的好产品。农机装备被列入中国制造2025十大重点领域。为了提高农机产品的品质,提出基于TRIZ理论的旋耕机创新设计方法研究,主要内容如下:(1)基于感性工学的基础理论,通过对设计对象进行分析,用SD调查法得出感性词汇对,并建设代表性样本库,提取旋耕机的关键集合特征,通过映射得出感性意象模型。通过语义差分与主成分分析法对感性意象词汇量化与降维处理,从而优选出代表用户需求的综合变量。(2)运用TRIZ理论在产品感性意象下,对旋耕机外观结构和功能技术进行发明原理阐述,再进一步矛盾分析的基础上,提出改进说明,并结合工业设计理论对农机产品进行创新设计。(3)为了优化产品造型设计,提出多学科优化的造型设计模型,融合人机工程学、产品形态语义及色彩理论,通过三维参数化建模和人因分析,利用眼动分析客观评价形态与色彩的合理性,从而得出最终产品设计方案。(4)为了说明创新设计的可靠性,通过使用层析分析法,选取设计方案与典型样本,依据用户需求对设计方案进行客观量化评价,选出较优的设计方案。综上所述,本文从多个角度对旋耕机的创新设计进行了分析与评价,把难以测量的美学及用户内心需求,用工学的方法进行研究,用定量的数据科学地评价了创新设计方案。为农机产品的设计和评价提供了科学,简单和便于操作的方法。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S222.3
【图文】：

框架图,框架,论文研究

论文研究框架

产品创新设计,理论体系

采用多种创新战略，使用多元的创新工具和创新方法，结合多种知识信息，导出创新概念方案[33]。2.1.2 产品创新设计理论体系当设计者开始设计任务时，他们通常从用户需求开始，对产品的生产条件和加工工艺等方面，洞悉设计任务，了解产品特性。并依据需求分析的结果，从恰当的角度再次重新定义设计问题。用户需求是产品创新的驱动力。设计师为了明确设计方向，要先对用户需求进行深入的梳理和分析。在设计之初，机会识别是洞察创新先机，获得竞争优势的关键，在设计筹备阶段，高质量、高效率的机会识别重中之重。产品创新的本质是产生能够满足一定用户需求的功能，产品功能解决方案是整个设计的核心，并最终通过某种载体予以呈现。方案评价有定性和定量两种类型，是设计落实前的的验证，也是整个设计过程是否有效的判断[34]如图 2.1 所示。

系统创新,复杂产品,设计过程

（2）以 TRIZ 理论为主的创新方法，抽象归纳出发明专利中的创新原理知识，并给予相关原理阐述，可以达到产品创新的较高层次，即创造性解决问题理论。这些发明原理可以较大程度为设计人员提供解决问题的方法，但由于发明原理是由设计经验总结而来，具体应用于产品开发中可能会无法落实[1]。因此，将产品开发中的设计知识进行有序的迁移、组合，或者相互叠加是十分必要的，以此建立一个产品创新设计模型，可激发设计师的创新思维，协助进行产品研发，也可以有效使创新过程有序推进。复杂产品系统的本质是一个多知识系统，不同技术在不同层次上相互交互。复杂产品系统的设计过程中，由于采用大量的新技术、新材料和新方法，将会有大量的信息传输和共享，为了解决这些问题需要有效地组织和管理复杂的知识。产品系统的设计过程随着“需求分析→问题表征→功能设计→原理设计→结构设计→方案评价→多学科优化→详细设计→...”逐步展开，设计过程具体化、清晰化，如图 2.2 所示。

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