摘 要：在對機電一體化產(chǎn)品進行設(shè)計的過程中，概念設(shè)計是最重要的階段，這個階段對設(shè)計人員的創(chuàng)新能力的要求也是最高的。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計，在機電一體化產(chǎn)品的整個生命周期當(dāng)中，有超過45%的產(chǎn)品特征都是在這一階段所決定的。概念設(shè)計的效果不僅會對產(chǎn)品運動方案產(chǎn)生直接的影響，同時還會對產(chǎn)品使用的時間、使用過程當(dāng)中所產(chǎn)生的成本產(chǎn)生影響。在產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快的當(dāng)前社會，概念設(shè)計也需要創(chuàng)新，在其中應(yīng)用信息化的技術(shù)來實現(xiàn)對設(shè)計方案的優(yōu)化，同時縮短設(shè)計時間。

關(guān)鍵詞：機電一體化產(chǎn)品;概念設(shè)計;設(shè)計創(chuàng)新;運動方案;人機協(xié)同

一、 機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計的意義

（一）可以有效提高機電一體化產(chǎn)品的品質(zhì)

機電一體化是一個復(fù)雜性的體系，該體系當(dāng)中包含多種學(xué)科之間的相互交叉、多個專業(yè)知識之間的集成和融合，因此具有較強的綜合性特點。在這樣的情況下，很多設(shè)計人員所設(shè)計出的機械產(chǎn)品無法滿足實際需求，同時缺乏個性化的特色，難以在市場當(dāng)中獲得競爭效益。在這樣的背景下，就需要對概念設(shè)計進行創(chuàng)新，以此來應(yīng)對多變的市場發(fā)展，使技術(shù)能夠更好地滿足實際需求，為人們提供個性化的產(chǎn)品。

（二）可以促進機電一體化理論體系的完善

在概念設(shè)計創(chuàng)新的過程中，人們需要建立起新的設(shè)計方案，同時還需要搜集更多的設(shè)計理論，這些都是概念設(shè)計的基礎(chǔ)。在這個過程中，概念設(shè)計將會變得更加合理和可靠，也只有這樣才能收獲具有特性的機電一體化產(chǎn)品。與此同時，當(dāng)前概念設(shè)計的理念已經(jīng)受到了越來越多人的關(guān)注，在發(fā)展的過程中也建立起了多樣化的設(shè)計理論，這些理論的應(yīng)用進一步推動了機電一體化產(chǎn)品理論體系的完善，可以為后續(xù)的發(fā)展提供重要的依據(jù)。

（三）可以促進機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)力和生產(chǎn)質(zhì)量的提升

當(dāng)前，在概念設(shè)計得以創(chuàng)新之后，很多機電一體化產(chǎn)品對可以進行自動化的處理和調(diào)節(jié)，這些功能不僅可以有效提高設(shè)計的效率，同時還可以避免人工造成的失誤，提高設(shè)計的質(zhì)量。比如在數(shù)控機床設(shè)計的過程中，通過對概念設(shè)計的創(chuàng)新，在其中應(yīng)用信息化的技術(shù)，可以使其生產(chǎn)效率提高6倍以上，這不僅實現(xiàn)了人力資源的解放、促進了操作效能的節(jié)約，同時還可以有效縮短生產(chǎn)的周期，進而降低生產(chǎn)成本。

二、 機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計的具體應(yīng)用

（一）任務(wù)創(chuàng)新

對于機電一體化產(chǎn)品來說，概念設(shè)計的動力主要是市場的需求，這不僅為設(shè)計提供了對象，同時還確立了設(shè)計活動的主要目標(biāo)。在這個過程中，通過對任務(wù)創(chuàng)新的方式可以開闊出一個更加廣闊的市場，以此來更好地實現(xiàn)機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的最終目標(biāo)，在滿足市場需求的基礎(chǔ)上快速搶占市場，使企業(yè)實現(xiàn)利潤的最大化。由此可見，概念設(shè)計任務(wù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)就是市場需求。在這個過程中，設(shè)計人員除了要了解市場顯性需求之外，還需要通過預(yù)測、分析等方式來了解隱性需求。在這個過程中，可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)來實現(xiàn)對市場信息的搜集和挖掘，為概念設(shè)計任務(wù)創(chuàng)新提供理論依據(jù)。

（二）功能創(chuàng)新

在機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的過程中，為了更好地將設(shè)計任務(wù)描述出來，設(shè)計人員可以對任務(wù)提取功能進行創(chuàng)新，以此來代表整個系統(tǒng)當(dāng)中輸入與輸出之間的關(guān)系。在這個過程中，功能不應(yīng)該偏向某種解，而是要將既定的任務(wù)抽象性地表示出來。在這個過程中，功能創(chuàng)新主要是從以下兩個方面來實現(xiàn)的。第一是要結(jié)合市場需求情況，對概念設(shè)計任務(wù)書進行創(chuàng)造性的分析，在其中發(fā)現(xiàn)新的功能需求，這可以與任務(wù)創(chuàng)新過程中對市場隱性需求的挖掘同步進行。第二是要對機電一體化產(chǎn)品的整體功能進行創(chuàng)造性描述，在這個過程中發(fā)現(xiàn)個性化的求解思路，以此來獲得更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品設(shè)計方案。

（三）原理創(chuàng)新

當(dāng)規(guī)定了產(chǎn)品的功能要求后，如何實現(xiàn)功能，有一個原理確定問題。對于一個機電一體化產(chǎn)品和設(shè)備，其實現(xiàn)原理可細(xì)分為工作原理和技術(shù)原理2類。所謂工作原理，是指該產(chǎn)品賴以實現(xiàn)功能的根本性原理。技術(shù)原理則是為保證該工作原理的實現(xiàn)而采用的技術(shù)手段，在機電產(chǎn)品中往往表現(xiàn)為工藝動作或工藝動作過程。工作原理創(chuàng)新總會導(dǎo)致全新產(chǎn)品，比如數(shù)碼相機的出現(xiàn)，完全擯棄了膠片感光方式;而技術(shù)原理創(chuàng)新往往使產(chǎn)品種類更為豐富，比如不同廠家生產(chǎn)的多種品牌的感光照相機等。

（四）結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

這里的結(jié)構(gòu)是指機電運動系統(tǒng)的運動結(jié)構(gòu)，即機構(gòu)系統(tǒng)，而并非具體的機器零件結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)創(chuàng)新體現(xiàn)為基本機構(gòu)的巧妙選用和新型機構(gòu)的精巧構(gòu)思。這包含2個層面的內(nèi)容：一個是廣義機構(gòu)系統(tǒng)層次;另一個是廣義機構(gòu)層次。前一個層次有較強的邏輯性，主要是基于組合創(chuàng)新。后一個層次又可分為2種情況：一種創(chuàng)造性很強，巧妙構(gòu)思、發(fā)明新機構(gòu);另一種則有很強的可計算性，如多桿機構(gòu)的型、數(shù)綜合。

三、 結(jié)束語

綜上所述，文章對機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計創(chuàng)新的意義和具體應(yīng)用進行了分析。通過研究發(fā)現(xiàn)，對機電一體化產(chǎn)品的概念設(shè)計不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時還可以使相關(guān)理論變得更加充實。當(dāng)前，創(chuàng)新概念設(shè)計主要體現(xiàn)在任務(wù)、功能、原理、結(jié)構(gòu)等幾個方面，在未來概念設(shè)計還將在更多的應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中實現(xiàn)創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]田永利，鄒慧君，郭為忠，葉志剛，李瑞琴.基于Matlab-SimMechanics的機電產(chǎn)品組成建模與仿真技術(shù)研究[J].機械設(shè)計與研究，2018（5）：10-12+6.

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作者簡介：

盧念，貴州坤盾天成科技有限公司。