发挥机构学潜力---机械设计学理论学习与探讨

 作者：杨之勇

       机器学或机构学中的机构，上大学时接触到一定量范围和数量，毕业后分配到哈市某大国营企业，万人大厂工作时，当用的是机械自动化创新设计和用到机构的选型和分析时，到厂图书馆借阅一本机构书（上下册），是【苏】С.H柯热夫尼柯夫、яи.耶西品柯、ям.腊斯金      合著  孟宪源等译  孙可宗校订。本书【苏】第一版（1950年）收入了2500个机构图列，第二版（1956年）3200图列，第三版（1965年）2030个图列，这是我国较早的机构学翻译理工式与图样结合，有分析与综合的图册版本机构书，这是我国机构学探索前辈的心血积累，这在建国初期一穷二白的当下，真是机械设计行业的雪中送炭，如获至宝。后来孟宪源博导和姜琪教授相继编写了现代机构手册、和机构构型与应用，为我国机械行业的发展，为机械设计与制造行业做出了重要贡献。

       本人想从另一角度、另一侧面来发挥机构学潜力，让机构图册生成在自己的思维和设计中，这将会对机构初学者、创新爱好者、技师、工程师、学者们一个新启示，有一个新认知及实践与理性思考的空间。能够做到授人以鱼，不如授人以渔的效果，尽快跳出模仿、消化理解国外的机械机构理论和创新的设计的圈子，也就是能够自己创造出实际需要的各种机构来的效果是笔者的写作目的。，

      发达国家首先觉悟的，应该是人们看到或购买的不是机器本身（机构或结构），而是他所具有的功能，这种功能论思想虽具有看问题哲理性和引领性，然而经过30-40年后才被人们理解和接受。围绕功能需要去设计机构和结构，而不是先有了机构构型和结构组成按动作和轨迹要求去套用机构或结构去设计。想从进口产品或外资企业的及其中看出机器设计的小机构、小窍门等思想，看来此思维早已落后甚远，跟不上现代设计法的技术思想基础：功能论方法学的功能实现是现在设计的宗旨。信息论方法学的信号处理是现代设计的依据。系统论方法学的系统分析是现代设计的前提；智能论方法学的智能运用是现代设计的核心；控制论方法学的动态分析是现代设计的深化；优化论方法学的广义优化是现代设计的目标；离散论方法学的离散处理是现在设计的细节；工艺论方法学的人机结合为人着想的现代设计的体现；对应论方法学的相似模拟是现代设计的捷径；艺术论方法学的悦心宜人是现代设计的美感；突变论方法学突变创造是现代设计的基石；模糊论方法学的模糊与定量是现代设计的发展。这些设计理论在发达国家早已被重视并发生效益。看来理论上的认识和认知是多么重要。

        创新设计、或叫创造性设计是一种从构思到实现的过程；是用道、用智、用知识积累和科学技术的转化过程，也是技巧和智慧的升华过程，这种过程今天我们称作设计，所以说人类 一切物质和精神文明都应该是设计的产物，从古埃及的金字塔到中国长城、从汽车到高铁无一不是设计的结晶。

       设计本身是在转化知识和技术直到应用，是在做转化工作，没有设计工程师或创新爱好者的发明创造，知识和技术也只是理论条文或技术规范样本，或技术资料。只有通过技术设计工程师们结合实际创新构思将科学原理和技术转化为新产品或能解决生产技术上的难点，用技术转化为生产开路为市场需求去解决问题。依照功能需要原理、利用科学和技术的升华到适用化设计、商品化和解决问题的设计、创新型设计，这也是当今生产技术和市场去求的四个关键性设计环节，也就是体现着科学技术、与实际应用、和创新做知识和技术升华和改变物化相结合的技术性思考。

       机器设备功能是机器的心脏与灵魂，所以功能设计是设计的的第一质量，一套机器设备的好与优不但要看制造质量，更重要的是看功能设计质量，也就是看设计者的知识结构及储备，看设计者的知识转化能力的技巧、和智慧的升华程度，这就是设计者的创造力的素质体现。工程教育本质上是一种创造性教育，设计工程师的能力应该是创造性设计的能力。这是一个民族的进步与优胜的的灵魂。重视理工科和当用的科学技术专业的建树与发展；发达国家推行的是学而优则技，而不是学而优则仕，能够担当起设计的在企业搞创新设计，搞不了设计的当老师、老师也做不了的做生产管理和社会官员的用人政策。重视有创造力的科技人才、重视设计工作、重视知识、思维方式、理论原则、变通、技巧、智慧的发挥和运用。让设计科学成为一种最令人瞩目的行业，成为一种优势行业。

       如何发挥机构学（特别是广义机构学）的潜力提升创新设计能力呢？大家都知道工、农、行业等会用到各种机器设备，国防会用到各种武器装备，机器主要是由设计工程师根于功能需要用机构组成原理和量值分析和适当配比是设计的产物。研究好机构事关重要。

        让设计成为优势，设计者的优势设计的哲学基础是什么呢？首先是提高和澄清认识：设计是一种以科技载体的人为主体创造性劳动，既不是按确定的方法或标准、步骤可以取得的确定结果的纯技术性操作和思维活动，也不是一种纯自由化的创作，它要求有严格的目标，也就是如何使设计成果成为有竞争力的产品或能突出现状，又能解决实际问题的一种优势成果。和老师讲课和教书育人不是一个格局。没有哲学思想和创新思维的设计师或设计操作员，永远成不了优秀的设计大师的。同样好的教授要有自己领先科技成果或首创理论单元及系统一样，否则永远是一个教书者。这也是一个企业一个地区或国家的发展和进步体现。

       一 设计问题永远没有一个正确的答案，没有最好，只有更优，真理永远是相对的，没有绝对真理的存在，时间无限、空间无限、理论无限。

       二设计需要非常态的创造性劳动，不是一般的常态或新常态的思考性作为。既不像画家写意性的创作追求，使读者赏心悦目，也不像作家那样虚构情节让读者感情共鸣。真正好的设计要求的创造性是新颖性、科学性、先进性和适用性的结合的大作产物。

        三设计完美无止境，需要不断探求和努力。

        四市场需求化或适用化的是检验设计的一把尺子。

        五综合评价和综合考量

        好的设计者注意优势，能够成为优势设计者：1是一种面向市场和需求的设计者，能够认识到市场的挑剔性，严酷性，多变性，设计的课题或用设计能解决实际问题的醒目能够本市场接受和认同。2能有一种战略性分析、预测、判断和决策。能有格局认识和思路。3能有一种自然法则认识基础上的发展战略优势观。4能有较高层次的思维和延伸思考空间的设计理念。

        机械设计学概要：1.产品设计，2.工艺工装设计，3.工艺设备设计，4.搬运与输送设备设计，5.工作母机设计，6.非标设备设计，7.加工生产线设计，8.装配生产线设计，9.涂装生产线设计，10.包装生产线设计，（检验质检生产线设计），能做到完美无缺世界一流的设计水平，就要有完善的机械机构和广义机械机构设计能力和水平。有善于专研的科技人员和大国工匠，建议从一下几点做起：

       一.从基本机构（一副机构）开始研究应用做起：转动（或滚动）一副机构和移动一副机构研究其特性和变化关系。不要以为一副机构就不是机构，正是这些简单的一副机构是我们的机构学的基本机构。研究好这个基本机构有很大理论和实践意义。  

        基本机构（一副机构）在现实生活和机械产品中的应用比比皆是：转动中的轮子、轮轴、轴承、棘轮副中的棘爪、螺杆机构、偏心轮、自动料道中的减速器、合路器与分路器、定向器、各种料道、隔料器、剔除器、上下料机构、机械手、手腕机构、手臂机构等、转拿子、钳子、剪子、人字梯、齿轮副、链轮副、车轮、复合轮、阶梯轮、凸轮副等。从移动副看：导套、拉门、抽屉等，切记这些技术性的产品都是基本机构的应用和技术变通的产物。

      二.从基本机构（一副机构）的形态变通开始研究应用做起：转动一副机构和移动一副机构的形态变通与客观需要功能结合考虑形态研究其应用和关系。

       1.转动两位（或多位）门，一边开启，另一边关闭，2.电器开关（两位动作的机械开关）

      三.从基本机构（一副机构）的扩展和形态结构应用延伸思考，达到应用目的。

      四.基本机构（一幅机构）的组合，及

      五. 运动链的新分类和应用变通

      六. 闭式运动连

      七.开式运动连

      八. 逻辑机构

      九 .广义机构理论与应用设计

      十. 平面机构

      十一.空间机构

      十二.组合机构设计与应用创新

      等等…。

  让我共同努力、加强学习、提高能力！为中国2025中国设计和中国制造打下基础，铺平道路！

 待续…