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1 引言
机械装置是指设计用于特定目的或完成特定功能的机械设备，一般由通过运动副联接的机件组成。产品设计是一种复杂的人类创造性思维活动，而创造性设计则是设计出前所未有的方法、实物或完善己有的方法、实物。机械装置的创造方式可以分为两种类型:创造出从未有过的一些或全部可能的设计概念；创造出与现有设计具有相同拓扑特性的更多的或全部可能的设计概念。
本论文首先介绍了一种现有的机械装置的创造性设计方法：该方法系统地构想符合特定设计要求与约束、并与可行的现有设计完成相同或相似任务的机械装置全部可能的拓扑构造，从而得到新的产品设计，避开己有的产品设计专利。从这一创造性设计方法出发，本论文提出了一种实现该方法的辅助设计系统模型，并着重分析了系统的框架结构和功能、人机交互等关键技术。
2 一种机械装置创造性设计方法
这是一种现有的机械装置的创造性设计方法:这种方法系统地计算了全部可能的拓扑构造，这些构造与设计的要求和约束是相一致的，并与现有的设计具有相同或相似的功能，从而得到新的产品设计，避开已有的产品设计专利。
该设计方法的流程如图1所示。 （图片）
图1.创造性设计法 具体的操作步骤如下:
(1)找出具体的设计者所期望设计规格的现有设计，并归纳出这些设计的拓扑特性。
(2)任意选择一个现有设计，根据一般化规则，将其转化为与其对应的一般化链。
(3)运用数综合程序，综合出与第2步中得到的一般化链具有相同数目机件和运动副的一般化链图谱。或者从一般化链图或运动链图谱中直接选出所需要的图谱。
(4)根据特定化程序，分配机件和运动副的类型至在第3步中得到的每一个一般化链，获得符合设计要求与约束的可行特定化链图谱。
(5)将第4步中得到的每一个可行特定化链，具体化为与其对应的机械装置简图，获得机械装置的图谱。
(6)从得到的设计图谱中去掉现有设计，即获得新设计的图谱。
3 辅助设计系统的设计
根据以上对创新设计方法的描述，提出一种实现该方法的辅助设计系统框架（如图2）。
（图片）
（注:双线代表用户对辅助系统的控制流；细线代表数据流)
图2.辅助设计系统框架 在整个辅助系统的体系架构中，共分为3个层次。
3.1 数据库支持层
在该层中，包括3个数据库系统：现有设计数据库、一般化原则、规则数据库和创新设计数据库。其中现有设计数据库包含了具体的设计者所期望设计规格的大量现有设计，还可以将更多的现有设计添加到该数据库；一般化原则、规则数据库则为用户提供了具体的一般化原则和规则，用户也可以更新该数据库中的数据；创新设计数据库则保存了用户自己的新的设计结果。
3.2 业务逻辑层
该层是整个系统结构的核心层，按照创新设计方法的整个流程顺序，实现每一步具体的功能。该层包括实现归纳拓扑特性、一般化、数综合或搜索图谱、特定化和具体化等步骤的具体实现，并与底层的数据库相连接。
3.3 图形用户界面
用于指导用户从归纳拓扑特性开始，通过一步步的具体操作新的机械装置的设计。
4 辅助设计系统的实现
在辅助设计系统整体构架的基础上，根据面向对象的统一建模过程，提出了系统实现的相关类图。类图是用类和它们之间的关系描述系统的一种静态表示方法。图3是整个辅助设计系统的业务逻辑层的类图，它描述了各种实体类之间的关联关系以及重数关系。通过该类图的提出，较好地满足了设计的需求。（图片）
图3.辅助设计系统的实现 5 结束语
本论文通过概念模型、软件模型的提出，较好地实现了一种现有的创造性设计方法的辅助设计系统，从而为机械设计人员积极地从事创新设计、缩短机械装置设计周期起到了一定的促进作用。通过对创造性设计方法的应用研究，使得这一辅助系统在“基于支持智能化缝纫机创新的开发平台”项目的投资方(浙江飞跃缝纫机集团)的研发部门得到普遍应用，对于加速该部门新零件、新产品的开发起到了一定的推动作用。
8/13/2009
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