① 機械創新設計中的創新思維有哪些形式
機械創新設計是人類創造活動的具體領域,需要設計者對創新思維的特點、本質、形成過程有所掌握,認識創新思維與其他類型的思維、創新原理、創新技法的關系等。創新設計不是簡單的模仿或技術改造,而應具有突破性、新穎性、創造性、實用性以及帶來的社會效益性。
創新思維是一種高層次的思維活動,它是建立在常規思維基礎上的人腦機能在外界信息激勵下,自覺綜合主觀和客觀信息後產生新的客觀實體(如工程領域中的新成果,自然規律或科學理論的新發現等)的思維活動和過程。創新思維的主要特點有:綜合性、跳躍性、新穎性、潛意識的自覺性、頓悟性、流暢靈活性等。
人類現代文明的一切成果,無不是人的創新思維的結果。創新思維是人們從事創造發明的源泉,是創造原理和創新技法的基礎。例如,逆反創造原理源於有序思維、綜合創造原理源於發散一收斂思維、迂迴創造原理源於創新思維的形成過程原理等。了解和掌握創新思維的基本知識有助於創新思維的培養,有利於學習、掌握創造原理和創新技法。有利於人們從事各類創新活動。
創新思維的形成過程大致可分為3個階段。
1、儲存准備階段
這一階段就是明確要解決的問題,圍繞問題收集信息,並試圖使之概括化和系統化,使問題和信息在腦細胞及神經網路中留下印記。大腦的信息存儲和積累是誘發創新思維的先決條件,存儲愈多,誘發愈多。任何一項創造發明都需要一個准備過程,只是准備的時間長短不同。
2、懸想加工階段
在圍繞問題進行積極的思索時,大腦會不斷地對神經網路中的遞質、突觸、受體進行能量積累,為產生新的信息而運作。這一階段人腦能總體上根據各種感覺、知覺、表象提供的信息,認識事物的本質,使大腦神經網路的綜合創造力有超前力量和自覺性。在准備之後,一種研究的進行或一個問題的解決,難以一蹴而就,往往需經過探索嘗試,故這一階段也常常叫做探索解決問題的潛伏期、孕育階段。
3、頓悟階段
人腦有意無意地突然出現某些新的形象、新的思想,使一些長久未能解決的問題在突然之間得以解決。進入這一階段,問題的解決一下子變得豁然開朗。創造主體突然間被特定情景下的某一特定啟發喚醒,創新意識猛然被發現,以前的困擾頓時一一化解,問題順利解決。這一階段是創新思維的重要階段,被稱為「直覺的躍進」,「思想上的光芒」。這一階段客觀上是由於重要信息的啟示、艱苦不懈的思索。主觀上是由於孕育階段內,研究者未全身心投入去思考,從而使無意識思維處於積極活動狀態,不像專注思索時思維按照特定方向運行,這時思維范圍擴大,多種信息相互聯系並相互影響,從而為問題的解決提供了良好的條件。
② 機械創新設計都有哪些原則
機械創新設計的原則:
(1)科學性原則
設計方案是某種或某些科學技術原理的體現,因此,任何設計方案都不能違背科學技術原理。
違背這一原則的設計以「永動機方案」為最典型。自古以來,有無數發明家絞盡腦汁地設計了一個又一個永動機,但都因直接違背能量守恆定律而徒勞無益,沒有任何結果。設計方案除了不違反科學原理外,還應能達到預期的性能。大多數發明的目的都是要超過已有技術。
如果效果並不那麼理想,該發明也就失去了存在的意義。因此,多方面地對設計的技術性能進行論證很有必要。
例如,有人曾設計出一種「液壓傳動和變速的自行車」。他的目的是使車子騎起來更為輕快和靈便。這就要有一個前提,即液壓傳動系統要與鏈條傳動的效率相近或更高。但是如果認真進行核查的話,我們就會發現事實正好相反,在功率傳送上液壓傳動的效率較低,因此該項發明的預期目的很難實現。
對於一項本身作用原理沒有問題的發明,還應考慮它在製造過程中是否存在特殊的困難。假定你想發明一種「撲翼式人力飛機」,如果你的設計有賴於一種極輕然而又很堅固、彈力又極好的材料,大概就有問題了。你必須首先調查一下你所需要的這種材料目前是否可能製造出來,然後再去考慮你的發明是否有意義。
另外一個必須考慮的問題是,你設計的東西如果如願以償地製造出來了,在實際使用中是否會遇到特殊的困難。
例如,一種像帆船那樣由風驅動的運輸車輛並不是製造不出來,但是如果我們真要使用這樣一種「風動車輛」,就會遇到許多麻煩。我們必須在很窄的道路上行駛,然而,陸地上的風遠不像海上那樣穩定,因此,我們的車輛就會陷入時快時慢、時走時停的狀態。這在公路運輸上是不能允許的,會大大妨礙其他車輛的行駛和安全。
(2)獨特性原則
創新設計者往往別具匠心,常常以不同於一般設計師的方式提出一些奇特的構思,使技術方案具有突出的實際效果。
例如,轉子發動機的設計,磁懸列車的設計等,都是別具匠心的設計。
出色的設計往往具有獨特的構思,但獨特的構思未必能成為有實際效果的為人們所急需的產品。例如,有人曾設計了一種「能噴水的鬧鍾」,他用噴頭射水代替鈴聲來澆醒沉睡的主人,但是,這樣的設計由於人們不那麼需要,所以很難商品化。
(3)求優性原則
要想直接估計出一項設計的實用價值是十分困難的。實際上,人們往往採取比較法來進行估計,也就是將新方案的可能效果與那些要解決同樣問題的全部已有技術相比較,看它是否處於比較優越的地位。
一般說來,追求完全相類似功能的不同技術是可以進行比較並分出優劣的。例如,愛迪生設計的碳鈕電話話筒與原來貝爾所用的液體變阻器話筒是兩種技術,但它們所要達到的功能完全相同,即把聲音變成相應的波動電流。在這種情況下,人們可以清楚地看出,前一種技術比後一種更為簡單、方便、耐用,明顯優於後一種。實際上,貝爾公司很快就買下了愛迪生的專利權。
想出一個優於已有技術的設計方案當然是很值得高興的事,但是,我們也應該意識到,技術在不斷發展進步,新的設計也會層出不窮。因此,我們還必須考慮可能出現的其他種種技術方案,考慮到各種可能的改進方案,這樣才能使自己的設計在稍長的時間內處於相對最優地位,在較長時間里保持其使用價值。從中可以看到,創新才是技術設計永保青春的秘訣。
(4)簡捷性原則
技術方案是否簡捷,也是判斷一項設計能不能獲得成功的一項設計原則。
有一種模糊的錯覺認為,一項設計的原理和構造越復雜,就說明它的水平越高。誠然,把一件構造復雜的東西製造出來絕非易事,但這僅僅是對製造者而言。如果設計者使其構造的復雜性超越了一定的限度,那麼這就是一件蹩腳的或失敗的設計。因此,創新設計者應追求功能明確、性能可靠且機理簡單的技術方案。
(5)市場性原則
符合科學原理和技術原理的產品設計,通常可以製造出來。那麼,是否就能認為這一項設計已經取得了成功呢?事實上未必如此。除了極少數特殊情況(如作為一項科學研究的實驗)以外,一般的設計要獲得最後成功,必須證明自己具有突出的實用性,必須經受住市場的嚴峻考驗。
愛迪生曾這樣說:「我不打算發明任何賣不出去的東西,因為不能賣出去的東西都沒有達到成功的頂點。能銷售出去就證明了它的實用性,而實用性就是成功。」這對任何有志於創新設計的人來說是金玉良言,是判斷設計價值的最高標准。有人可能錯把專利局審查批准看作設計成功的標志。誠然,這確實是一個可喜的標志,標志著你的設計有了起碼的水平,然而這並不是最重要的標志。有人可能要問,專利審查不是已經包括實用性的內容了嗎?實際上,專利局僅僅是把那些明顯不實用的設計加以剔除,並不對獲准專利的商業價值作任何保證。從世界上發達國家獲准專利的實施情況來看,真正獲得效益的僅占總數的15%左右。
那麼,什麼樣的東西能獲得市場呢?一般地說,要求該設計者的使用價值超過出售價格。
一種商品的售價總是受成本制約的。一般情況下產量越多,成本就越低。而同一種設計對於不同的人來說,其使用價值往往是不同的。通常只有少數人認為其使用價值很高,而多數人則不這樣認為。
例如,同樣一種太陽能利用設備,在陽光充足而燃料貧乏的地區(如青藏高原)就有較高的使用價值;而在燃料非常豐富的地區則沒有很重要的使用價值。因此,對於特定的某一產品來說,考慮的銷售面越廣,其平均使用價值就越低。
對熟悉工程技術的人來說,估計一種新產品的成本並不感到十分困難,而估計一項新設計的使用價值卻常常感到是十分困難的事情。盡管如此,我們仍可以從下面幾個方面來考慮使用價值:
1)該設計解決的問題是否迫切?一般說來,如果一項設計解決了人們迫切需要解決的問題。它的使用價值就比較高。例如,在電報發明之前,火車和輪船已在世界上得到應用,運輸的速度已大大加快,但通訊速度受運輸速度所限制,遠遠不能適應當時工業和商業迅速發展的需要。因此,電報被莫爾斯發明出來以後不到10年,就在許多國家得到廣泛應用。但是,人們在短距離通訊上,使用電報仍不夠方便,需要專人收發報和翻譯電碼,往往還不如派人送信省事,然而,電話的發明,掃除了這些麻煩,因而以更快的速度得到普及。
2)是否容易使用?一項能夠解決某一問題的設計還必須保證本身使用起來是方便的,否則,它將會帶來新的問題。例如,許多人在做飯時感到剁肉末十分費事,有人設計出了一種家用手搖絞肉機,用起來確實比剁肉省力。但是,這種絞肉機需要經常清洗,十分麻煩,結果不少人都棄之不用。
3)是否耐用、可靠?耐用與可靠直接關繫到使用價值,需要特別注意。例如,目前市場上可以看到一種名叫「熱得快」的電熱器,可以方便地用來加熱杯子里的水或奶,構造簡單,價格便宜。但是它的設計不盡合理,很不耐用,稍有不慎就會燒壞,甚至有漏電的危險,因此銷路大減。
4)是否令人喜歡?應該理解到這一點,即外觀美也是使用價值的一部分。例如,鍾表是用來指示時間的,但不能認為只要走時准,外觀不用考慮。實際上,許多物品都兼有裝飾房間或其他場所的作用,至少不應該破壞環境的美感。即使是工,一里的機器,適當的外觀也常有助於減輕操作者的疲勞感,並讓人產生愛惜的心情。除了以上幾點,使用價值還應包括安全,不妨礙他人,無公害,等等。
機械創新設計是指充分發揮設計者的創造力,利用人類已有的相關科學技術成果(含理論、方法、技術、原理等),進行創新構思,設計出具有新穎性、創造性及實用性的機構或機械產品(裝置)的一種實踐活動。它包含兩個部分:一是改進完善生產或生活中現有機械產品的技術性能、可靠性、經濟性、適用性等;二是創造設計出新產品、新機器,以滿足新的生產或生活的需要。
③ 什麼是成果的創造性和先行性
我理解 創造性是指的主觀程序控制焊接技術,先行性是它應該按照程序去焊接
④ 求問如何判斷發明專利申請的創造性
該發明創造內容是對產品、方法或者其改進所提出的新的技術方案。產品發明包括所有由人創造出來的物品,例如對機器、儀器、設備、裝置、材料、化學物質等做出的發明;方法發明包括各種利用自然規律的方法,如對產品的製造加工工藝、材料的測試、化驗方法、產品使用方法等做出的發明;
該發明創造沒有違反國家法律、社會公德或妨害公共利益;不是科學發現、智力活動的規則和方法、疾病的診斷和治療方法、動植物品種、用原子核變換方法獲的物質;
該發明創造是新穎的,有創造性的,能夠製造或使用並產生積極效果的。該發明創造與申請日以前在國內外出版物上公開發表、在國內公開使用或以其他方式為公眾所知的已有技術不同,與他人向國家知識產權局提出過申請並記載在申請日後公布的專利申請文件中的技術不同。同申請日前的已有技術相比,有突出的實質性特點和顯著的進步,該發明對本領域技術人員來說是非顯而易見的(即,如未經過創造性勞動,在已有技術的基礎上並不是顯而易見地可得到該發明),例如該發明取得了意想不到的技術效果,解決了人們一直渴望解決而始終未能解決的技術難題,克服了技術偏見,在商業上獲得成功等等;
申請人在自申請日起二十年內在中國享受對其新技術方案的專用權。
發明專利申請技術資料交底要求
發明的名稱:應簡單明確地表明發明或實用新型的實質內容,可按其技術性質命名,也可按其用途命名,或技術、用途雙重命名。應避免使用宣傳性、廣告性詞彙。名稱一般不超過25個漢字。
所屬技術領域:即本發明創造直接所屬或直接應用的具體技術領域。
背景技術:即對和本發明最接近的已有技術特徵的描述,指出該已有技術存在的缺點或不足之處。引用的技術文件應註明其出處,例如期刊、雜志、手冊和書籍的名稱、期號、卷號等;專利文件要寫名國別、公開號和公開日期。
對本發明的簡要描述:該說明應使人能理解本發明創造要解決的技術問題及其解決方案,如果該發明創造涉及產品,應當描述產品的機械構成、電路構成或化學成分,說明組成產品的各部分之間的相互關系,(例如形狀、位置、連接關系等);對於方法發明,應當寫明按時間順序進行的步驟,包括可以用不同的參數或者參數范圍表示的工藝條件。從技術角度闡明本發明創造的優點或有益效果。
附圖說明:對有附圖的發明創造圖示的內容所作的簡要說明,如「圖1為本發明分解示意圖」等。
實現本發明的最佳方式:至少要列舉一個能實施本發明創造的具體例子,其描述應當詳細(有附圖的應當對照附圖),化學化工類至少3個實施例。
附圖:必要時,申請文件應有附圖,附圖應以機械制圖的標准繪制,實用新型申請必須帶附圖。
《專利代理委託書》《專利請求書》
以上申請文件及說明書材料具體可以委託代理公司負責撰寫
⑤ 機器人能擁有人類的創造力嗎
理論上有一天是可以實現的,但復雜的人類腦部結構,思維創造力又是一個很復雜的化學作用,所以短時間內是很難復制到機器人上的。
不過隨著科技的發展或許有一天真的能實現人造大腦,那時如果沒有好的辦法去控制機器人,也許就是人類的災難
⑥ 機器視覺除了演算法就沒有其他創新性嗎
視覺首先是感測器————攝像頭 它的問題及創新很多,如相關硬體雙攝像頭同步,解析度每秒幀數,及傳輸性能速度相關技術,其後菜是軟體和演算法。
⑦ 怎樣利用機器人教學培養小學生的創新性學習
一、巧妙激疑問難,誘發創新慾望,培養創新思維
《新課程標准》中指出:「動腦筋、有創意的生活是時代對兒童提出的要求,他旨在發展兒童的創造性和動手能力,讓兒童能利用自己的聰明才智去探索和解決問題,增添生活的色彩和情趣,並在此過程中充分發展並提升自己的智慧,享受創造帶來的歡樂。」因而在教學中,要切實保護學生的好奇心和創造火花,鼓勵學生質疑問難,激發學生求知的強烈願望,讓學生在已有的知識基礎上去創新去探索,給學生更多的想像機會,從而培養學生的創新能力。人的創新能力不僅要以其知識和智慧作基礎,而且要與其積極的情緒,強烈的創新慾望相關。因此,教師必須為學生創造民主、寬松、自有的學習氣氛,使學生敢於質疑,引導學生靈活地採用討論、爭論和辯論的方式,培養學生的創新思維。
二、提倡標新立異,培養創新精神,促進創新思維。
思想品德課的內容一般比較抽象,條條框框原則性強,如果老師只是照著書本講,學生聽起來顯然索然無味的。針對這一實際問題,我在思想品德課教學中注意把課堂教學與課堂研究討論相結合。這樣,在抽象的內容,經過課堂討論,學生也會「津津有味」。正如《新課程標准》中所指:「討論是最常用的兒童學習、交流活動形式,可以是小組的,也可以是全班的;可以是隨機的,也可以是專門安排的。討論活動能使兒童有機會運用多種方法表達自己的感受、想法,展示自己的成果,分享交流,鍛煉表達能力等。」
培養學生的創新精神,首先要給學生創設一個民主和諧的學習環境。托蘭斯認為:創新的核心目的就在於創造一種「易起反應的環境。」所以,我們要改變過去那種權威式的教學方式,不是讓學生在教師、家長的壓力下學習,而是自主的,主動的去學習。教師要愛學生,要承認學生的差別,允許他們在學習上有選擇的機會,在教學中有思維的空間。
例如在教學《講究效率》一課時,可引導學生開展「怎樣提高效率」的討論,通過個人-小組-集體的反復討論,總結出多種生活、學習中提高效率的方法,學生的思維十分活躍,學習的慾望格外高漲,深刻地領會到「講究效率」的內涵,學生的主體作用發揮出來以後,其創造力是驚人的,他們有的提議成立「提高學習效率小組」,有的提議「讓我們每一天都有新創造」的設想,有的提議開展講究效率的競賽活動。學生充分發揮主體作用,敢於大膽地說,使整個課堂成為學生交流、思想碰撞的活動場所。
⑧ 祖沖之在機械方面有哪些創造性的貢獻
他曾抄經發明了指南車,襲這輛車無論怎樣行走轉動,車上銅人的手總是指向南方。他還發明過水礁(磨),千里船等,祖沖之對古代的經典著作還多有涉獵,他曾論述或注釋過《易經》、《老子》、《莊子》、《論語》等。他甚至還寫過小說,並且精通音樂。祖沖之確實可稱得上是一位博學多才的科學家。
⑨ 機械創新設計的方法都有哪些
創新設計的正常開展和完成,必須正確運用創新設計方法。常用的創新設計方法主要有下面幾種:
一、智力激勵法
智力激勵法又叫集思廣益法,它是由美國創造學家A.F.奧斯本提出的。人的創造性思維特別是直覺思維在受激發情況下能得到較好的發揮。一批人集合在一起,針對某個問題進行討論時,由於每個人的知識和經驗不同,觀察問題的角度和分析問題的方法各異,提出的各種意見能互相啟發,從而誘導出更多創意。通過激智、集智、交流,可實現創新的目的。智力激勵法可以通過召開會議,也可以通過信函、書面等形式,達到互相啟發、補充和完善見解,或發展為新的見解。
二、提問追溯法
提問追溯法是有針對性地、系統地提出問題,在回答問題過程中,便可能產生各種解決問題的設想,使設計所需要的信息更充分,解法更完善。提問追溯法提出的問題如下:
1)有沒有其他用途?有沒有新的用途?稍加改進有沒有其他用途?
2)能否借用其他經驗或發明?是否有相似的東西?是否有可模仿或可借用的東西?3)能否在結構、造型或其他方面變化一下?能否增加或減少什麼?能否加高或降低一點?能否加長或縮短一點?能否加厚或減薄一點?能否減輕或加重一點?能否擴大或縮小一點?能否重新組合或再分解?
4)能否用其他東西代替?能否用代用的原材料、半成品或其他的代用製造方法?
5)能否增加或減少功能?
6)能否在成本不變的前提下提高產品的性能?
7)能否採用廉價代用材料、簡化結構、使用簡單而高效的製造工藝、提高零部件的標准化程度來降低成本?
通過一連串從不同角度的發問,可啟發思維,提出新的設計方案。
三、缺點列舉法
運用缺點列舉法始於發現事物的缺點,挑出事物的毛病。在明確需要克服的缺點後,有的放矢地進行創造性思考,並通過改進設計去獲得新的設計方案。例如,一家生產汽車喇叭繼電器的小廠,為了改變產品銷路不暢的被動局面,廠長和技術人員、銷售人員一起對有關產品進行分析,在廣泛收集用戶意見的基礎上,分析產品的缺點,然後針對缺點採取各種不同的措施,改進了原有的產品,很快打開了銷路,銷售量一年內便增長了一倍。
四、希望點列舉法
希望點列舉法從設計者(發明者)或用戶的意願出發提出新設想、新要求,從而激發人們去開發新產品或改進原有的產品。例如有了黑白電視機,還希望有彩色的、遙控的。又如人們希望在給別人打電話時不僅能聞其聲,而且能見其人,為適應這種要求,開發了可視電話。
希望點列舉法與缺點列舉法都是將思維收斂於某「點」,然後發散思維,最後又集中於某種創意。但希望點列舉法比缺點列舉法涉及的目標更廣,而且更側重自由聯想。
五、聯想類比法
聯想是由一個事物想到另一個事物的心理過程。對應聯想由一件事物聯想到與其對立的另一事物。例如由小想到大,由集中想到分散等。要增強聯想能力,必須注意增加知識和經驗,不但注意吸納本專業及其他專業的學科知識,更要重視參加各種實踐活動。利用聯想進行發明創造是一種常用而且十分有效的方法,很多發明家都善於聯想,也得益於聯想的妙用。例如,貝爾發明電話,開始沒有成功,以後從吉他的聲音中想到了共鳴原理,改進了裝置,才使電話發明成功。又如布拉特從看到蜘蛛織網聯想到可以從上到下造橋,從而發明了吊橋,突破了傳統的造橋模式。
聯想類比由一事物或現象聯想到與其有類似特點(如性質、外形、結構、功能等)的其他事物或現象。例如,由水波想到聲波、光波;由水波可出現干涉現象,想到光也有干涉現象等。
六、反向探求法
反向探求將人們通常思考問題的思路反轉過來,從背逆常規的途徑探尋新的解法,因此反向探求法亦稱為逆向思維法。例如在鎢絲燈泡發明初期,為了避免鎢絲在高溫下的氧化,需要將燈泡內抽真空,但是使用後發現抽真空後的燈絲通電後仍會變脆。為了解決這個問題,當時多數人的意見是繼續提高燈泡內的真空度。而美國科學家蘭米爾卻應用反向探求法提出向燈泡內充氣的方法,他分別試驗了將氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳氣、水蒸氣等充入燈泡,試驗結果表明氮氣有明顯的減少鎢蒸發的作用,可使鎢絲在其中長期工作,因而發明了充氣燈泡。又例如:化學能為什麼不能變成電能?聲音既是振動,那麼振動為什麼不能復現原聲?根據這些反問,相繼發明了電池、留聲機。
七、組合創新法
組合創新法是將現有技術或產品通過功能、原理、結構等方面的組合變化形成新的技術思想或新產品。組合法的優點是組合形式多樣,應用廣泛,便於操作,經濟有效。組合創新法應用的技術單元一般是已經成熟或比較成熟的技術,不需要從頭開始,因而可以最大限度地節約人力、物力和財力。在當代社會生產和生活中,存在著大量已經開發出來的技術,只要合理組合,就能創造出適合需要的技術系統。例如,美國的「阿波羅」宇宙飛船由700萬個零件組成,但沒有一個零件是新研製的,用這些已有的零件組合出把人送上月球又重返地球的神奇系統。同樣「阿波羅」宇宙飛船技術中的全部技術都是現有技術的組合。
組合創新法的類型很多。常用的有性能組合、原理組合、功能組合、結構重組、模塊組合等。雖然組合創新法所使用的技術是已有的技術,但適當組合後,同樣可以做出重大的發明。
⑩ 為什麼基本技能優先獨創性和創造性
1、二者表現形式不同創造性有兩種表現形式:(1)、發明,機器設備、儀表裝備和各種消費回用品以及有關制答造工藝、生產流程和檢測控制方法的創新和改造,均屬於發明。(2)、發現,人類對於自我的內在、具體性的自然及其整體的認識,也是一種再加工的行為。獨創性的表現形式就作品的而言,包含或反映的思想、信息和創作技法。2、二者意義不同創造性是指個體產生新奇獨特的、有社會價值的產品的能力或特性,故也稱為創造力。有社會價值意味著創造的結果或產品具有實用價值或學術價值、道德價值、審美價值等。獨創性也稱原創性或初創性,是指一部