摘要：针对管道检测机器人系统'Pipe Guard'的检测模块在检测过程中无法自适应检测不同直径的管道这一问题,提出一种基于发明问题求解理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的自适应检测模块的创新设计方法,建立基于TRIZ物场模型和冲突解决理论的管道检测模块创新设计过程模型,实现了对不同直径管道的自适应检测。通过定义TRIZ问题,综合采用TRIZ物场分析模型的标准解以及冲突解决理论的分离原理和发明原理求解该设计问题。采用一种可分离的弹性鼓、膜实现了自适应检测不同直径的管道。当管道直径变大时,弹性鼓、膜通过弹簧的作用力而伸长以适应管道内壁并检测管道;当管道直径变小时,弹性鼓、膜可在管壁的作用下,自适应收缩。最后,通过力学分析和数学模型验证了方案的可行性,并给出了影响检测精度和检测灵敏度的因素以及控制检测精度和灵敏度的方法。

摘要：针对经典TRIZ理论工具解决复杂产品中多冲突问题具有的局限性,强势思维一般理论(General theory of powerful thinking,OTSM)主要解决复杂跨学科创新性问题并进行一般化的表达,但没有明确给出消除多冲突及寻求最优解决路径的一般方法。通过对复杂产品构建问题流网,从中选取关键问题,进而转化成冲突网,然后对其中的关键冲突进行判别并转化成参数网,应用TRIZ工具进行冲突解决并提出解决方案,提出了关键问题的判别方法和关键冲突网到参数网的转化规则,给出了问题流网、冲突网及参数网的构建过程,最终建立了面向复杂产品的问题流网络构建与求解过程模型。以工程机械900吨架桥机作为实例进行创新设计,验证了该过程模型的有效性。

摘要：企业产品研发活动,往往是多参与者协同创新思考的过程,认知思维过程较为复杂。基于认知思维特点,提炼出协同创新认知思维过程,提出一种多方法集成创新策略及设计流程。结合设计流程,针对协同创新人员、过程操作、信息决策等方面进行探究与确定,组织、规范和控制各参与者的设计行为和思维操作,以促进集体创造力发挥,推动创新活动开展。最后,以打钉机创新为例,演示了这一协同过程,以验证其应用的有效性与实用性。

摘要：凿岩台车是地下金属矿的重要采矿装备,主要用于地下金属矿钻爆法施工时钻凿炮孔和锚杆孔,数字化和智能化是凿岩台车未来的发展趋势。传统的有人驾驶凿岩台车进行作业时,劳动强度大且存在一定的安全隐患。如何在井下恶劣工况中提高凿岩台车工作效率及安全性、降低劳动强度,是制约井下采矿的瓶颈问题。以传统有人操作凿岩台车为研究对象,利用运动控制、高速通信网络、井下空间三维建模等相关理论和技术,构建了地下金属矿凿岩台车远程自动控制系统,实现了凿岩台车井下作业的智能化。智能化凿岩台车是矿山智能化的重要装备支撑,可以解放劳动力并替代重复性的、简单的、低级的人工劳动,具有良好的安全效益和经济效益。

摘要：为了对自主研发的凸面光栅成像光谱仪进行光谱定标,基于单色准直光定标法设计了一套由单色仪和平行光管组成的光谱定标系统。采用自行研制的光谱定标数据采集软件及数据处理软件对凸面光栅成像光谱仪进行了光谱定标及定标数据分析。定标结果显示:该定标系统结构紧凑、通用性强,具有较高的定标精度,其光谱范围大于400～800nm,光谱分辨率优于10nm,能够满足实际定标要求。

摘要：创新方法培训是提高企业创新能力、培养批量创新型工程师的一种有效途径。目前创新方法培训采用的是传统课堂的培训形式,以提高工程师创新能力、帮助企业解决实际工程项目为培训目的。传统课堂的培训形式易使工程师在学习过程中以完成课堂任务为主要目标,阻碍工程师对创新方法的掌握。文章将结合体验式学习理论的优势建立优化后的创新方法培训平台,最后对平台进行可用性评估,验证其积极作用。

摘要：基于对产品自身蕴含的进化特性信息挖掘的设计思想,提出了一种功能需求内生式产品创新设计方法。通过引入系统功能分析方法对已有产品建模,从超系统组件功能关联、系统内单组件功能改变、系统内多组件功能组合三个角度,运用功能相关矩阵、功能裁剪、功能合并等策略及工具进行功能遍历扩展。针对内生的功能需求进行概念求解及方案确定,形成最终产品创新方案。基于激励模型的创新应用流程,开发了相应设计功能模块。以冰箱制冰机的改进设计为例,验证了所提方法的有效性与实用性。

摘要：通过对履带式车辆重载传动齿轮在服役过程中常见的失效模式进行讨论,从齿轮弯曲疲劳、齿面接触疲劳和齿面磨损3种主要失效模式的失效机理进行了分析,明确了齿根和齿面更易出现损伤,裂纹扩展导致齿轮失效,导致传动装置失效,造成车辆出现故障无法行驶。阐述了喷丸和超声滚压等表面残余应力控制技术作用于齿轮的强化机理,残余压应力能够有效降低促使裂纹扩展的拉应力,明确了成熟稳定的喷丸和超声滚压设备及体系化的工艺设计,能够保证重载传动齿轮表面强化的工业化批量生产。

摘要：基于用户对产品的心理感受是由其3维形态特征线决定,提出了一种基于感性工程的形态特征线量化的产品形态设计方法。采用感性工程技术将用户对产品的形态感性认知进行量化,综合运用语意差异法、因子分析和多元线性回归等方法处理产品意象数据,从而确定意象与特征线之间的关系。由此通过对产品形态特征线的操作,产生符合用户感性意象的产品造型设计方案。以手机为例验证了该形态设计方法的实效性。

摘要：针对目前国内外已有的计算机辅助创新设计软件在问题分析工具、创新求解策略和知识库方面存在的不足,结合产品创新设计的特点和技术创新实施方法论,提出了计算机辅助创新设计平台的模型,该平台作为一个计算机辅助工具,能在问题分析、策略化求解、知识数据的支撑及方案管理评价这一完整的产品创新设计过程,辅助设计人员进行创新设计,开拓设计者的思维空间。介绍了各个功能模块在产品创新设计的作用及采用的工具,并基于Java技术开发了原型系统的相应功能模块,通过示例说明了系统运行过程,验证了其完整性与可行性。