《智能機電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新實踐》全套教學(xué)課件

第1章

緒論第2章

智能機電產(chǎn)品需求分析第3章

智能機電產(chǎn)品系統(tǒng)方案設(shè)計第4章

智能機電產(chǎn)品機械傳動系統(tǒng)設(shè)計第5章

智能感知芯片與接口選型第6章

智能控制系統(tǒng)設(shè)計第7章

智能機電產(chǎn)品樣機試制與調(diào)試第8章

智能機電產(chǎn)品的產(chǎn)品化設(shè)計第9章

智能機電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計實踐成果報告全套可編輯PPT課件

本課件是可編輯的正常PPT課件1.1課程簡介

1.2智能機電產(chǎn)品設(shè)計流程與設(shè)計內(nèi)容

1.3課程內(nèi)容及結(jié)構(gòu)本課件是可編輯的正常PPT課件1.1課程簡介本課件是可編輯的正常PPT課件近年來，隨著微電子技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的迅速發(fā)展，以及這些技術(shù)向機械工程領(lǐng)域的逐漸滲透，機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化。在機械裝置的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能的基礎(chǔ)上引進智能感知，將機械裝置、電子設(shè)備以及智能軟件等有機結(jié)合起來，便構(gòu)成了智能機電產(chǎn)品。各種裝配有機械、傳感、電器、電子部件的產(chǎn)品，包括工業(yè)機器人、全自動生產(chǎn)線等工業(yè)裝備，智能臺燈、掃地機器人、全自動洗衣機和全自動洗碗機等家用電器，都可以稱為智能機電產(chǎn)品。同時，隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展及其在個人穿戴、交通出行、醫(yī)療健康和生產(chǎn)制造等智能領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，智能機電技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，朝著智能化方向邁進。相應(yīng)地，智能制造同樣發(fā)展迅速。智能制造系統(tǒng)是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，其能夠在制造過程中進行智能活動，如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等，通過人與智能機器的合作，擴大、延伸和部分取代了人類專家在制造過程中的腦力勞動。本課件是可編輯的正常PPT課件智能制造將制造自動化的概念更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化，而智能機電產(chǎn)品是智能制造的基礎(chǔ)，具有相似的技術(shù)特征。以智能機器人為例，該產(chǎn)品是一個獨特的自我控制的“活物”，具備各種內(nèi)部和外部信息傳感器，包括視覺、聽覺、觸覺和嗅覺感受器和效應(yīng)器。效應(yīng)器可使手、腳、鼻子、觸角等動起來，從而作用于周圍環(huán)境。智能機器人作為多種高新技術(shù)的集成體，至少具備三個要素：感覺、運動和思考，智能機器人的開發(fā)融合了機械、電子、傳感器、計算機硬件和軟件及人工智能等多學(xué)科知識，其發(fā)展代表著未來技術(shù)的發(fā)展方向。因此，本課程將兩輪移動機器人的創(chuàng)新設(shè)計過程作為設(shè)計實例融入各個章節(jié)，讓同學(xué)們能夠親自動手設(shè)計、制造該款機器人，達到智能機電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計實訓(xùn)的目的。智能機電產(chǎn)品綜合應(yīng)用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器與測控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低功耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值。機電類的產(chǎn)品設(shè)計、制造及維護是今后機械類專業(yè)學(xué)生從事相關(guān)工作的主要方向之一。本課件是可編輯的正常PPT課件前期理論基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生具備了智能機電產(chǎn)品設(shè)計所需的機械技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器與控制技術(shù)等方面的知識，但學(xué)生仍缺乏綜合應(yīng)用這些知識的能力，無法獨立設(shè)計產(chǎn)品。本課程要求學(xué)生運用所學(xué)的知識，通過綜合應(yīng)用創(chuàng)新實踐來達到以下目的：(1)掌握智能機電產(chǎn)品總體設(shè)計方案的擬定、分析和比較方法。(2)掌握典型傳動元件與動力元件的工作原理、計算方法和選用原則。(3)掌握典型硬件電路的設(shè)計方法、控制軟件的設(shè)計思路、控制系統(tǒng)MCU選擇、I/O電路擴展設(shè)計方法等。(4)掌握常用的智能傳感器的選型方法和通信接口調(diào)試方法。(5)培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的工程設(shè)計能力和產(chǎn)品化設(shè)計能力，使學(xué)生掌握工程設(shè)計的基本方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際工程設(shè)計問題的獨立工作能力，使其掌握各種適宜的設(shè)計思想，為以后的畢業(yè)設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。(6)使學(xué)生具備創(chuàng)造性的思維方式及創(chuàng)新能力，提高學(xué)生使用手冊與標準、檢索文獻資料以及撰寫科技論文的能力。本課件是可編輯的正常PPT課件1.2智能機電產(chǎn)品設(shè)計流程與設(shè)計內(nèi)容本書以典型的智能機電產(chǎn)品為設(shè)計對象，遵循常用的機電產(chǎn)品的設(shè)計方法和流程，具體可分為以下幾個階段：1)產(chǎn)品規(guī)劃階段在產(chǎn)品規(guī)劃階段，要求對設(shè)計對象進行需求分析、市場預(yù)測、可行性分析和機理分析，確定設(shè)計參數(shù)及制約條件以及產(chǎn)品的規(guī)格、性能參數(shù)等，最后給出詳細的設(shè)計任務(wù)書，作為設(shè)計、評價和決策的依據(jù)。2)產(chǎn)品功能原理設(shè)計階段在產(chǎn)品功能原理設(shè)計階段，需對任務(wù)書提出的一系列設(shè)計指標，從機電產(chǎn)品的基本組成入手，按照系統(tǒng)功能和制造工藝進行產(chǎn)品功能模塊的劃分，即將產(chǎn)品劃分為機械本體、動力部分、檢測傳感部分、傳動系統(tǒng)與執(zhí)行機構(gòu)、信息處理與控制系統(tǒng)各部分。之后，提出實現(xiàn)各功能模塊的技術(shù)方案。本課件是可編輯的正常PPT課件3)產(chǎn)品詳細設(shè)計階段在產(chǎn)品詳細設(shè)計階段，需將產(chǎn)品功能原理方案轉(zhuǎn)化為具體的產(chǎn)品及其零部件的合理構(gòu)型，完成產(chǎn)品的總體設(shè)計、零部件設(shè)計與選型以及控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)。之后，在完成所有機械、電氣與控制系統(tǒng)設(shè)計后，提供全部生產(chǎn)圖樣、設(shè)計說明書和相關(guān)技術(shù)文件。4)設(shè)計定型階段在設(shè)計定型階段，需對調(diào)試成功的系統(tǒng)進行工藝定型，整理出設(shè)計圖紙、軟件清單、零部件清單、元器件清單，編寫設(shè)計說明書，為產(chǎn)品投產(chǎn)的工藝設(shè)計、材料采購和銷售提供詳細的技術(shù)檔案資料。本課件是可編輯的正常PPT課件2.1市場需求分析2.2技術(shù)需求分析本課件是可編輯的正常PPT課件2.1市場需求分析本課件是可編輯的正常PPT課件2.1.1市場分析的相關(guān)知識1.市場分析概念關(guān)于市場分析的定義，學(xué)術(shù)界和企業(yè)界存在不同的看法。根據(jù)國際商會以及歐洲民意和市場研究協(xié)會關(guān)于市場的國際準則的定義，市場分析是市場信息領(lǐng)域的一個重要方面，包括將相應(yīng)問題所需要的信息具體化，設(shè)計收集信息的方法，管理并實施數(shù)據(jù)收集的過程，分析研究結(jié)果，得出結(jié)論并確定含義。美國市場協(xié)會將市場分析定義為一種通過信息將消費者、客戶、公眾與營銷者聯(lián)系起來的研究過程或信息系統(tǒng)。該信息系統(tǒng)用來確定和定義市場機會與問題，生成、優(yōu)化和評價市場行為，監(jiān)控市場表現(xiàn)，加強公眾對市場的了解。市場分析的內(nèi)容包括定義與問題相關(guān)的信息，設(shè)計方法并收集數(shù)據(jù)，管理監(jiān)控數(shù)據(jù)收集過程，分析結(jié)果，交流結(jié)果與解決問題。本課件是可編輯的正常PPT課件2.市場分析的目的企業(yè)想要比其他競爭者更好地滿足消費者的需求，贏得競爭優(yōu)勢，就必須進行市場調(diào)研或市場分析，預(yù)測市場未來的需求。產(chǎn)品的市場需求是什么？這是產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計過程中需要回答的核心問題。需求是人們使自己從不滿意到滿意的愿望，能讓人們感受到滿足。當(dāng)人們覺得不滿足時，需求就產(chǎn)生了。因此，市場的核心就是需求。那么，需求是什么？智能機電產(chǎn)品面向的客戶有什么需求？這些看似簡單的問題一直困擾著產(chǎn)品開發(fā)人員。如何發(fā)現(xiàn)需求、如何細分市場、如何把握產(chǎn)品周期、如何創(chuàng)新產(chǎn)品是產(chǎn)品設(shè)計的重要前提。產(chǎn)品市場分析是智能機電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的起點，是信息準備分析和概念形成階段，是發(fā)現(xiàn)、定義和初步解決問題的過程，它決定了創(chuàng)新設(shè)計的概念和最后的設(shè)計目標。若沒有完整有效的產(chǎn)品市場分析，市場研究分析的一系列工作就沒有可以進一步發(fā)展的設(shè)計概念，設(shè)計過程也就無從開展?！肮び破涫?，必先利其器”，設(shè)計前期的調(diào)研工作對后面的創(chuàng)新設(shè)計過程和結(jié)果具有十分重大且不可或缺的意義。本課件是可編輯的正常PPT課件3.市場分析活動的主要內(nèi)容市場分析貫穿產(chǎn)品設(shè)計管理的整個過程，常見的市場分析活動主要是對客觀的市場信息進行整合分析，主要內(nèi)容包括以下幾類。(1)消費者行為習(xí)慣研究。消費者行為習(xí)慣研究主要包括對消費者基本人文特征的研究和對其購買行為的研究。根據(jù)消費者購買行為研究的結(jié)果，可以估算市場需求。掌握消費者購買行為的基本模式及特點，有利于企業(yè)把握有利時機、制訂最佳的產(chǎn)品策略，從而進入有利可圖的目標市場。(2)品牌和市場定位研究。品牌和市場定位研究包括品牌知名度和廣告知名度、品牌滲透率、最常使用率、細分市場和市場定位等方面的研究。本課件是可編輯的正常PPT課件(3)產(chǎn)品價格測試研究。產(chǎn)品價格測試研究作為產(chǎn)品研發(fā)費用投入的重要參考因素之一，主要包括相關(guān)產(chǎn)品的比價研究、差價研究、消費者的價格敏感度研究和新產(chǎn)品定價研究等。在比價研究中要分析和確定同一市場和時間內(nèi)相互關(guān)聯(lián)產(chǎn)品之間的價格關(guān)系，包括原料和半成品的比價、制成品與零配件的比價、進口產(chǎn)品與國內(nèi)產(chǎn)品的比價、原產(chǎn)品與替代品的比價等。在產(chǎn)品差價研究中，要分析和研究產(chǎn)品之間的質(zhì)量差價、地區(qū)差價、季節(jié)差價、購銷差價、批零差價和數(shù)量差價等。(4)廣告和媒體測試研究。廣告和媒體測試研究是為產(chǎn)品的未來推廣作準備，提前了解產(chǎn)品所在領(lǐng)域的廣告和媒體主要途徑和方式，從技術(shù)的角度提供未來推廣方案的設(shè)計思路。本課件是可編輯的正常PPT課件2.1.2數(shù)據(jù)收集方法市場研究的數(shù)據(jù)收集方法可以分為兩種形式：一手資料收集和二手資料收集(圖2-1)。一手資料收集主要是指根據(jù)研究目的，不能從現(xiàn)有的資料中獲得數(shù)據(jù)，只能為此進行市場調(diào)研，直接從市場中獲取數(shù)據(jù)資料的方法。二手資料收集則剛好相反，可以從現(xiàn)有的資料(如文獻、歷史銷售量、利潤及企業(yè)內(nèi)部的一些資料)中獲得數(shù)據(jù)，該方法效率高、成本低，但是缺乏原創(chuàng)性。本課件是可編輯的正常PPT課件本書主要討論一手資料收集的方法。一手資料收集的方法包括觀察法、調(diào)查法和實驗法。1)觀察法觀察法是指調(diào)查者憑借自己的眼睛或攝像錄音工具等，在調(diào)查現(xiàn)場實地考察，記錄正在發(fā)生的市場行為或狀況，以獲取各種原始資料的一種調(diào)查方法。觀察法的主要特點是觀察者與被觀察者不直接接觸，由觀察者從側(cè)面直接或間接地借助儀器把被觀察者的實際情況記錄下來，避免讓被觀察者感覺正在被調(diào)查，從而提高調(diào)查結(jié)果的真實性和可靠性，使取得的資料更加貼近實際。觀察法是現(xiàn)代市場研究中一種基本的調(diào)查方法，同其他方法相比，獲得的原始資料更加真實、客觀。因而，在市場研究中比較普及，一般適用于對結(jié)果的準確性要求較高的場合。比如，要比較準確地得到顧客對某種新產(chǎn)品的反應(yīng)，可在選擇的商店里陳設(shè)要試驗的產(chǎn)品，并記錄正常的購買條件下的產(chǎn)品的銷售量，這樣得到的數(shù)據(jù)結(jié)果較為客觀。

本課件是可編輯的正常PPT課件2)調(diào)查法調(diào)查法是為了獲得研究的數(shù)據(jù)，制訂某一計劃從而全面或比較全面地收集研究對象某幾個方面情況的材料，并作出分析，綜合得出某些觀點的研究方法。根據(jù)收集數(shù)據(jù)的特性，調(diào)查法可以分成定性的數(shù)據(jù)調(diào)研法(定性研究)和定量的數(shù)據(jù)調(diào)研法(定量研究)。定量研究是指可以提供數(shù)量性信息的研究，它的主要功能是解答“有多少”“是什么”“發(fā)生了什么”的問題。調(diào)查消費者對于某個產(chǎn)品的反應(yīng)，通?？梢圆捎枚c的攔截訪問方法，即租用一個固定場所，約請消費者提供建議。網(wǎng)絡(luò)訪問中應(yīng)注意被訪者必須使用網(wǎng)絡(luò)這個特殊的條件，如果不注意可能會導(dǎo)致樣本的偏差，缺少代表性。定性研究是對研究對象質(zhì)的規(guī)定性進行科學(xué)抽象和理論分析的方法。它選定較小的樣本對象，憑借研究者的主觀經(jīng)驗情感及有關(guān)技術(shù)進行深度、非正規(guī)的訪談，從而進一步弄清問題，發(fā)掘內(nèi)涵，為隨后的進一步調(diào)查作好準備。在市場研究中，定性研究是指發(fā)掘消費者動機、態(tài)度和決策過程的研究。它的功能不是提供有關(guān)消費者的數(shù)據(jù)，而是解答“為什么”的問題。例如，為什么某些消費者會購買甲的新產(chǎn)品，而不購買乙的產(chǎn)品？它聚焦在一群小模型和精心挑選的樣本個體上，不要求具體的統(tǒng)計意義，但是要求憑借研究者的經(jīng)驗、敏感度及有關(guān)的技術(shù)，能有效地洞察日常生活中消費者購買某些產(chǎn)品的動機，以及這些產(chǎn)品所帶來的影響。本課件是可編輯的正常PPT課件3)實驗法實驗法是從影響調(diào)研對象的若干因素中選出一個或幾個因素作為實驗變量(即自變量)，采用控制變量的方法，了解實驗因素的變化對調(diào)研對象(即因變量)的影響程度，是決定企業(yè)市場營銷策略的一種方法。所謂實驗，就是研究人員改變某些因素，比如價格、包裝、產(chǎn)品訴求等，然后觀察這些因素變化對其他因素的影響程度。實驗法的實質(zhì)就是在測量某些變量的過程中，研究人員對研究環(huán)境進行人為操控，使實驗變量有不同水平或取值，而其他變量保持不變，再觀察因變量的變化，由此推斷自變量和因變量之間的關(guān)系。在實驗法中，對因變量的測量方式可以是訪問，也可以是觀察。實驗可以在實驗室中進行，也可以在現(xiàn)場環(huán)境中進行。在現(xiàn)場環(huán)境下受眾的反應(yīng)更加符合現(xiàn)實情況。但是，實驗過程中研究人員沒有辦法控制現(xiàn)場環(huán)境中可能影響測量結(jié)果的其他因素，因而觀察到的因變量的變化未必都是實驗變量的變化引起的。在實驗室環(huán)境下，研究人員對實驗變量及其他變量的控制相對容易，可以更有效地排除其他因素對測量的影響，從而能更加明確地將觀察到的因變量的變化歸結(jié)為實驗變量的變化。本課件是可編輯的正常PPT課件2.1.3數(shù)據(jù)樣本容量確定1)樣本容量定義樣本容量又稱為“樣本數(shù)”，指一個樣本的必要抽樣單位數(shù)目。采用隨機抽樣的方法要比采用非隨機抽樣的方法更具代表性。樣本容量的確定要合理。如果樣本容量過大，會增加調(diào)查工作量，造成人力、物力、財力、時間的浪費；如果樣本容量過小，則樣本對總體來說缺乏足夠的代表性，從而難以保證推算結(jié)果的精確度和可靠性。確定科學(xué)合理的樣本容量，可以在既定的精確度和可靠性條件下，使調(diào)查費用盡可能少，保證抽樣推斷的精確效果。2)影響樣本容量的因素確定樣本容量的大小是比較復(fù)雜的問題，既要考慮定性問題，也要考慮定量問題，通常要考慮下列因素對樣本容量的影響。本課件是可編輯的正常PPT課件(1)總體各單位變異程度的大小?？傮w各單位變異程度越大，樣本越不均衡或不一致，需要的樣本容量也越大。反之，總體各單位差異程度越小，即總體越均衡，則需要抽取的樣本容量就越小。在樣本容量的計算中，常用的總體各單位變異程度指標主要是標準差。(2)允許誤差的大小。允許的誤差越小，抽樣的精確度越高，抽樣數(shù)目應(yīng)當(dāng)越多；反之，允許的誤差越大，抽樣的精確度越小，抽樣數(shù)目應(yīng)越小。如果不允許有抽樣誤差，就必須進行普查，即全面調(diào)查。允許誤差的大小取決于研究的目的和要求、企業(yè)的實際經(jīng)費和人力狀況。(3)抽樣方法和抽樣組織形式。在相同情況下，重復(fù)抽樣應(yīng)多抽取一些樣本，不重復(fù)抽樣可以少抽取一些樣本。另外，抽樣組織形式不同，需要抽取的數(shù)目也不一樣。在系統(tǒng)抽樣時可以少抽取一些樣本，而進行簡單隨機抽樣時應(yīng)多抽取一些樣本。本課件是可編輯的正常PPT課件3)樣本容量的確定樣本容量的確定通常取決于理論上的完整方案與實際可行方案之間的一個折中?？刹捎弥眯艆^(qū)間的方法來計算樣本容量，置信區(qū)間是指由樣本統(tǒng)計量所構(gòu)造的總體參數(shù)的估計區(qū)間。在統(tǒng)計學(xué)中，一個概率樣本的置信區(qū)間是對這個樣本的某個總體參數(shù)的區(qū)間估計。置信區(qū)間展現(xiàn)的是這個參數(shù)的真實值有一定概率落在測量結(jié)果的周圍的程度。置信區(qū)間給出的是被測量參數(shù)的測量值的可信程度，即前面所要求的“一定概率”，這個概率被稱為置信水平。樣本容量的確定方法有以下兩種：(1)用百分率確定樣本容量。用百分率確定樣本容量的公式為其中，n為樣本容量；Z為與所選區(qū)間相關(guān)的樣本誤差；p為總體估計的差異性；e為可為接受誤差。(2)用平均數(shù)確定樣本容量。用平均數(shù)確定樣本容量為其中，n為樣本容量，Z為與所選區(qū)間相關(guān)的樣本誤差，σ為估計的差異性，e為可接受誤差。本課件是可編輯的正常PPT課件2.1.4數(shù)據(jù)調(diào)研法1.定量的數(shù)據(jù)調(diào)研法定量的數(shù)據(jù)調(diào)研法包括入戶訪問、攔截訪問、電話訪問、網(wǎng)絡(luò)訪問。(1)入戶訪問。入戶訪問是指調(diào)研者進入被調(diào)研者家中或單位進行調(diào)研的一種形式。這種訪問曾被認為是最佳的訪談方式，是唯一可以進行深度訪談和利用特定室內(nèi)用品進行測試的有效訪談方式。首先，入戶訪問是一種私下的面對面訪談形式，能直接得到信息的反饋，可以對復(fù)雜的問題進行解釋。在需要使用書面材料加快訪談速度和提高訪談數(shù)據(jù)質(zhì)量時，可以使用專門的問卷技術(shù)，對被訪問者進行相應(yīng)的啟發(fā)。其次，入戶訪問能夠確保受訪者在熟悉、舒適、安全的環(huán)境里輕松愉快地接受訪談。(2)攔截訪問。在一個購物中心、超市、百貨商店或者其他交通便利、人流量大的地方隨機攔截路人所進行的個人訪問，被稱為攔截訪問，或街頭攔截訪問。訪問員一般在商場入口處或街頭人流集中的地方友善地攔住購物者或行人，然后就事先準備好的調(diào)研問題就地即時詢問被訪對象；或者邀請被訪者到附近一個固定的調(diào)研場所，品嘗食物新品種或觀賞廣告片段等。本課件是可編輯的正常PPT課件(3)電話訪問。電話訪問是指調(diào)查者根據(jù)調(diào)研要求，預(yù)先確定調(diào)查的問題，以打電話的方式向被調(diào)查者征詢有關(guān)意見和看法的一種調(diào)查方法。電話訪問通常是一種用于樣本數(shù)量多、調(diào)查內(nèi)容簡單明了、易于讓人快速獲取有關(guān)事項信息的調(diào)查手段。電話訪問的抽樣通常屬于隨機抽樣，抽樣的關(guān)鍵是要建立樣本框。對于電話訪問來講，一般有兩種建立樣本框的方法：企業(yè)提供和隨機生成。(4)網(wǎng)絡(luò)訪問。網(wǎng)絡(luò)訪問作為一種非面對面的訪問方式，可借助海量的網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)放的調(diào)查問卷可面向更大數(shù)量或特定行業(yè)人群，且因網(wǎng)絡(luò)問卷制式更靈活，應(yīng)用得越來越廣泛。本課件是可編輯的正常PPT課件2.定性的數(shù)據(jù)調(diào)研法定性的數(shù)據(jù)調(diào)研法包括焦點小組訪談法和深度訪談法：(1)焦點小組訪談法。焦點小組訪談法又稱為小組座談法，是市場研究技術(shù)中一種非常實用和有效的定性調(diào)研方法。它采用小型座談會的形式，從所要研究的目標市場中挑選一組具有同質(zhì)性的消費者或客戶(8～12人)組成一個焦點小組，在一個裝有單向鏡和錄音錄像設(shè)備的場所，由一名經(jīng)驗豐富、訓(xùn)練有素的主持人以一種無結(jié)構(gòu)的自由模式與小組成員交談，從而獲取被調(diào)查者對產(chǎn)品、服務(wù)、廣告、品牌的感知及看法。焦點小組訪談法的特點在于“群體動力”，群體動力所產(chǎn)生的互動作用是焦點小組訪談法成功的關(guān)鍵。焦點小組訪談過程是主持人與多個被調(diào)查者相互影響、相互作用的過程。焦點小組訪談不是一問一答式的面談而是同時對若干個被調(diào)查者的訪問。采用焦點小組訪談的一個關(guān)鍵假設(shè)是，一個人的反應(yīng)會對其他人造成某種刺激，從而可以觀察到被調(diào)查者的相互作用，這種相互作用會比同樣數(shù)量的人單獨作陳述提供更多的信息。本課件是可編輯的正常PPT課件(2)深度訪談法。深度訪談法是一種無結(jié)構(gòu)、直接、一對一的訪問方法。在這一過程中，由調(diào)查員與被調(diào)查者進行面對面的、一對一的深入訪談，以揭示對某個問題的潛在動機、態(tài)度、信念和感情等，從而獲得有關(guān)調(diào)研資料，它是一種探索性的調(diào)研形式。由于深度訪談是無結(jié)構(gòu)的訪問，其調(diào)研走向依據(jù)受訪者的回答而定。在訪問過程中，調(diào)查員直接面對受訪者，能及時捕捉被調(diào)查者在探討某一問題時所表現(xiàn)出來的潛在動機、信念、態(tài)度和情感。另外，由于深度訪談是一對一的訪問，所以受訪者有充足的時間和機會把自己的觀點淋漓盡致地表達出來。本課件是可編輯的正常PPT課件2.2技術(shù)需求分析本課件是可編輯的正常PPT課件2.2.1技術(shù)需求分析的意義與途徑1.獲取技術(shù)信息資源的意義現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)分析是發(fā)現(xiàn)、定義和初步解答問題的過程，這必然需要多方面技術(shù)信息的支持，設(shè)計師在分析問題的時候也會從許多范圍尋找所需產(chǎn)品技術(shù)信息，從而更好地認知問題，綜合發(fā)展出一個可以呈現(xiàn)新產(chǎn)品核心價值、滿足用戶和企業(yè)需求的解決方案。因此，設(shè)計前期最重要的支持點就是技術(shù)信息的收集和分析，這主要通過技術(shù)文獻檢索來實現(xiàn)，獲得的技術(shù)信息也就成了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計最主要的創(chuàng)新來源。技術(shù)信息資源(這里主要指文獻資源)獲取有利于幫助研究人員繼承和借鑒前人的成果，避免重復(fù)研究。人員在開始著手研究一項課題前，必須利用科學(xué)的檢索方法來了解這個課題是如何提出的，前人在這方面做過什么工作，是如何做的，有何成果和經(jīng)驗教訓(xùn)，還存在什么問題，以及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展對研究這項課題提供了哪些新的有利條件等，即獲取與研究課題有關(guān)的科技信息。本課件是可編輯的正常PPT課件2.獲取技術(shù)信息資源的途徑、步驟和方法1)文獻檢索途徑文獻檢索工具能夠在對大量的文獻進行分析以后，按照一定的特征分類組織得到文獻集合體。而檢索文獻就是根據(jù)一些既定的標志，從文獻的不同特征、不同角度來查找文獻。一般情況下，文獻外表特征途徑有書名、著者、序號等，內(nèi)容特征途徑有分類、主題等。(1)書名途徑。書名途徑是根據(jù)書刊資料的名稱來著手查找文獻的途徑，如“圖書書名目錄”“期刊刊名目錄”等。檢索結(jié)果均按書刊資料的名稱順序排列。書名檢索的缺點是：由于文獻篇名較長，檢索者難以記憶，加之按名稱字順編排造成檢索到的相同內(nèi)容文獻較為分散，篩選工作量較大。本課件是可編輯的正常PPT課件(2)著者途徑。著者途徑是指根據(jù)已知文獻著者姓名查找文獻的途徑。文獻著者包括個人著者、合作著者和團體著者。常用的索引工具有“著者索引”和“機構(gòu)索引”等。這類索引均按著者姓名字順排列。由于編輯簡單、出版快速、內(nèi)容集中、使用方便，國外許多檢索工具都有這種索引。因為從事某種科學(xué)技術(shù)研究的個人和團體都各有專長，同一著者發(fā)表的文章，其專業(yè)范圍大致相近或有密切的聯(lián)系。于是，在同一著者姓名下，往往集中了學(xué)科內(nèi)容相近或者有著內(nèi)在聯(lián)系的文獻，能在一定程度上集中同類文獻，滿足按類檢索的要求。(3)序號途徑。序號途徑是指以文獻號碼為特征，按號碼大小順序編排和檢索文獻的途徑。這類檢索工具有“報告號索引”“合同號索引”“入藏號索引”“專利號索引”“國家標準”等。這類索引編制簡單，查找方便迅速，但事先必須掌握文獻號碼。如果知道文獻號碼，利用相對應(yīng)號碼索引，檢索文獻則既快又準。但是利用文獻序號途徑查找資料會受到很大的限制(難以有目標地獲得序號)，不能把它作為文獻檢索的主要途徑。本課件是可編輯的正常PPT課件(4)分類途徑。分類途徑是指按照文獻主題內(nèi)容所屬的學(xué)科分類體系和事物性質(zhì)分類編排文獻所形成的檢索途徑，常通過分類索引、分類號或類別來進行檢索。例如，我國編制的科技文獻檢索工具，主要按《中國圖書館分類法》或《中國圖書資料分類法》分類，以固定的號碼表示相應(yīng)的學(xué)科門類。如“T”代表工業(yè)技術(shù)大類，“TH”表示機械、儀表工業(yè)類，“TK”表示動力工程類。這種檢索途徑實質(zhì)上是以概念體系為中心分類排檢的，比較能體現(xiàn)學(xué)科的系統(tǒng)性，反映事物的派生、隸屬和平行關(guān)系，便于從學(xué)科專業(yè)角度來檢索。(5)主題途徑。主題途徑是指根據(jù)文獻主題內(nèi)容編制主題索引，通過主題索引來檢索文獻的途徑。主題索引中用到的主題詞是指從文獻資料中抽取的能代表文獻實質(zhì)內(nèi)容的詞，一般對其按字順編排。檢索時，只要已知研究課題的主題概念，然后按字順查找主題詞，不必考慮學(xué)科體系。主題途徑是使用較多、比較方便的一種檢索途徑，也是最主要的檢索途徑。但主題途徑的缺點是，要求使用者必須具備較高的專業(yè)知識、檢索知識和外語水平。本課件是可編輯的正常PPT課件2)文獻檢索步驟文獻檢索全過程一般可分為以下幾個步驟。(1)分析研究課題。文獻檢索過程是一種邏輯推理過程，首先要對待查課題進行分析。明確課題的目的，明確課題對檢索范圍的要求，包括時間、地區(qū)和文獻類型等；明確課題對檢索深度的要求，明確是要求提供題錄、文摘，還是要求提供全文；明確待查課題學(xué)科性質(zhì)、技術(shù)內(nèi)容和其他有關(guān)情況。必須根據(jù)待查課題的學(xué)科性質(zhì)和技術(shù)內(nèi)容來選定相應(yīng)的檢索工具，并從中選定合適的檢索關(guān)鍵詞。(2)制訂檢索策略。制訂檢索策略是指為完成檢索課題、實現(xiàn)檢索目的，對檢索的全過程進行謀劃之后制訂全盤檢索方案。具體內(nèi)容包括以下幾方面：根據(jù)檢索手段的可能性以及課題的經(jīng)費條件和時間等因素綜合考慮，選擇合適的檢索手段；根據(jù)檢索課題的多方面要求，在了解相關(guān)檢索工具、檢索系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)庫的性質(zhì)、內(nèi)容和特點后，選擇一種或多種檢索工具或數(shù)據(jù)庫；根據(jù)檢索條件、檢索要求和檢索課題的特點選擇合適的檢索方法，比如追溯法、順查法等；選擇檢索途徑和檢索關(guān)鍵詞；在計算機檢索系統(tǒng)中構(gòu)造檢索式，需要將檢索課題的標識用邏輯運算符進行組配，并選擇檢索字段和檢索提問的先后次序。本課件是可編輯的正常PPT課件(3)試驗性檢索。無論是選擇手工檢索還是計算機檢索，對于較大的檢索課題，一般應(yīng)先進行快速、少量的試驗性檢索，以檢驗檢索策略是否合理和有效。根據(jù)試驗結(jié)果確認或修改原定的檢索策略。(4)正式檢索。按照預(yù)先制訂的檢索策略進行實際檢索，但仍要根據(jù)檢索的階段性成果或碰到的實際問題適當(dāng)調(diào)整策略和進程。靈活運用檢索工具、檢索途徑和檢索方法是檢索成功的保證。(5)原文獲取。檢索結(jié)果有兩種可能性，一種是文獻線索，另一種是全文檢索。如果是文獻線索，要對文獻線索進行整理，分析其相關(guān)程度；之后可根據(jù)需要，通過館藏或文獻傳遞等途徑獲取原文。本課件是可編輯的正常PPT課件3)文獻調(diào)研方法文獻調(diào)研方法主要有3種：普查法、順藤摸瓜法和跟蹤法。(1)普查法。所謂普查法，就是全面查找相關(guān)的文獻。具體而言，就是利用各種檢索平臺和數(shù)據(jù)庫檢索所需要的文獻。檢索的順序一般是：先國內(nèi)后國外(也就是先中文后外文)、先文獻綜述后研究論文、先文摘數(shù)據(jù)庫后全文數(shù)據(jù)庫。根據(jù)課題的研究領(lǐng)域，要選擇適當(dāng)?shù)臋z索平臺、數(shù)據(jù)庫作為文獻檢索的主要對象。適用于各個學(xué)科的通用性數(shù)據(jù)庫包括：國內(nèi)的中國知網(wǎng)CNKI、萬方、維普和超星等；國外的WebofScience、EI、Scopus和PQDT等。除此之外，也可以按照國外大型的出版集團數(shù)據(jù)進行檢索，如：ScienceDirect(Elsevier)、IEEE和Springer等。檢索專利時，可以選擇國家知識產(chǎn)權(quán)局、歐洲專利局等免費數(shù)據(jù)庫或德溫特(DI)、INCOPAT等非免費的專利文獻數(shù)據(jù)庫。另外，還可以利用網(wǎng)上豐富的免費學(xué)術(shù)資源，比如百度學(xué)術(shù)和Google學(xué)術(shù)等，補充相關(guān)專題文獻信息。本課件是可編輯的正常PPT課件(2)順藤摸瓜法。所謂順藤摸瓜法，就是根據(jù)已查到的文獻來查找相關(guān)的文獻。具體而言，就是通過閱讀已查到的文獻，根據(jù)文獻中提到的相關(guān)研究來發(fā)現(xiàn)、找到更多的相關(guān)文獻。一般可在參考文獻中查找所提到的研究的詳細信息。(3)跟蹤法。所謂跟蹤法，就是針對相關(guān)研究領(lǐng)域的主要專家學(xué)者、期刊和會議等，有針對性地查找這些專家學(xué)者、期刊和會議近些年發(fā)表或出版的論文，并篩選出相關(guān)的文獻。那么，這些主要的專家學(xué)者、期刊和會議信息，可以通過前期的文獻調(diào)研來找出，或者通過請教相關(guān)老師和同學(xué)得到。本課件是可編輯的正常PPT課件2.2.2文獻和專利檢索數(shù)據(jù)庫1.中文檢索數(shù)據(jù)庫(1)中國知網(wǎng)。中國知網(wǎng)(簡稱CNKI)是一個綜合性數(shù)據(jù)庫，以中文文獻為主，同時集成了多個外文數(shù)據(jù)庫的文摘檢索數(shù)據(jù)庫，幾乎包含了所有文獻類型和學(xué)科，大部分中文文獻提供全文下載?？梢栽谄涫醉撛O(shè)定單個字段的檢索條件以及跨庫檢索的范圍)后直接檢索(以上稱為簡單檢索)，也可進入單庫(圖書、學(xué)術(shù)輯刊、法律法規(guī)、政府文件、企業(yè)標準、科技報告、政府采購)、行業(yè)知識服務(wù)與知識管理平臺、研究學(xué)習(xí)平臺、“專題知識庫”平臺進行高級檢索、出版物檢索。知網(wǎng)檢索界面如圖2-2所示。對于學(xué)位論文、專利、標準文獻的檢索，可先使用主題等字段檢索，再在檢索結(jié)果界面設(shè)定其他檢索字段的檢索條件，也可以直接點擊首頁的“高級檢索”，進入高級檢索界面。本課件是可編輯的正常PPT課件①

簡單檢索。簡單檢索是指在首頁的檢索輸入框選擇合適的檢索字段，設(shè)定規(guī)定格式的檢索條件進行檢索，默認檢索的文獻類型包括學(xué)術(shù)期刊、學(xué)位論文、會議和報紙等。簡單檢索的規(guī)則：空格代表邏輯“與”，如AB即表示AANDB，其他邏輯算符不能識別。檢索結(jié)果頁面如圖2-3所示，可以從發(fā)表時間、數(shù)據(jù)庫(類型)、來源等多個角度進行進一步篩選，除此以外，還有題名、發(fā)表時間、被引(次數(shù))和下載(次數(shù))排序的功能。選中合適的文獻，點擊“導(dǎo)出與分析”按鈕，進入文獻題錄下載界面，可以下載多種格式的文獻題錄。點擊某篇文獻的題名，可以進入該文獻的詳細介紹頁面，包括摘要、知網(wǎng)節(jié)點及知識網(wǎng)絡(luò)，并提供全文下載按鈕。中國知網(wǎng)提供CAJ和PDF兩種格式的原文，閱覽前者需要下載并安裝中國知網(wǎng)提供的CAJView閱讀器。本課件是可編輯的正常PPT課件②

出版物檢索。出版物檢索可通過查找特定出版物或文獻來源來檢索所發(fā)表文獻，對于期刊類出版物，還可了解期刊的影響因子，所屬刊源目錄索引庫(包括SCI、SSCI、EI、CSSCI及中文核心期刊目錄等)的情況。點擊首頁上的“出版物檢索”即進入出版物檢索界面，默認的檢索字段有來源名稱(包括期刊名稱或圖書名稱)、主辦單位(主要針對期刊)、出版者(即出版社)、ISSN(國際標準連續(xù)出版物號)、ISBN(國際標準書號，一些會議論文集以專著形式出版，故也有ISBN編號)和CN(中國期刊的郵發(fā)代碼)。為了提高檢索效果，建議首先點擊“出版來源導(dǎo)航”選擇不同的出版來源，如學(xué)術(shù)期刊、學(xué)位論文、會議、年鑒、報紙等。③

高級檢索。點擊首頁上的“高級檢索”即可進入高級檢索界面，如圖2-4所示。在高級檢索界面上，點擊“專業(yè)檢索”“作者發(fā)文檢索”“句子檢索”，可以分別進入相應(yīng)的檢索界面。本課件是可編輯的正常PPT課件系統(tǒng)默認可以同時檢索期刊、碩博士學(xué)位論文和會議論文等多種類型文獻，在檢索結(jié)果界面左側(cè)點擊“外文文獻”，可篩選來自Emerald、Tailor等著名出版社的文獻的摘要。除作者、作者單位和文獻來源外，每個檢索字段可設(shè)定兩個檢索詞、檢索詞間的關(guān)系、檢索詞的頻率以及匹配方式，但在檢索詞輸入框內(nèi)不能使用任何邏輯算符。系統(tǒng)會提供基于出版年、文獻來源、出版物和相關(guān)詞等的分類統(tǒng)計功能，點擊相應(yīng)的統(tǒng)計條目可查看相應(yīng)條目對應(yīng)的相關(guān)文獻。輸入新的檢索條件后，點擊“在結(jié)果中檢索”將對上一次檢索結(jié)果增加新的條件進行再次檢索，進而命中主題更為集中的文獻。除了上述使用菜單選擇檢索字段的表單式簡單檢索或高級檢索界面外，中國知網(wǎng)還提供直接輸入復(fù)雜檢索式的檢索界面，稱為專業(yè)檢索，如圖2-5所示。本課件是可編輯的正常PPT課件中國知網(wǎng)的專業(yè)檢索式需要注意以下幾點：第一，檢索字段代碼必須大寫；第二，檢索詞和*、+、-(分別表示同一個檢索字段的檢索詞之間的邏輯與、或、非)之間沒有空格，字段和AND、OR、NOT(分別設(shè)定不同檢索字段之間的邏輯與、或、非)之間須空一格；第三，如果檢索詞中含有*或+或-，或檢索詞為詞組、短語，則使用單引號括起來，如‘4-智能小車’。(2)萬方數(shù)據(jù)。與中國知網(wǎng)相似，萬方數(shù)據(jù)是一個綜合性的中文文獻檢索工具，也提供全文下載。萬方數(shù)據(jù)首頁提供的“一框式檢索”與中國知網(wǎng)的“一框式檢索”略有不同，默認檢索的文獻類型為期刊論文、會議論文和學(xué)位論文?？芍匦略O(shè)定檢索文獻類型范圍：當(dāng)光標移到輸入框內(nèi)時，系統(tǒng)彈出檢索字段下拉框，可選擇檢索字段；如果忽略檢索字段，系統(tǒng)默認的檢索字段為主題、關(guān)鍵詞、題名3個檢索字段。萬方數(shù)據(jù)的高級檢索界面如圖2-6所示，可以設(shè)定檢索的文獻類型范圍，但無法事先限定檢索的學(xué)科范圍。本課件是可編輯的正常PPT課件萬方數(shù)據(jù)的檢索規(guī)則與知網(wǎng)的檢索規(guī)則差別較大，AND、OR、NOT和*、+、-(分別表示邏輯與、或、非)可以混合使用，在高級檢索界面的檢索條件輸入框中使用邏輯算符；檢索詞為詞組、短語時，應(yīng)使用雙引號括起來。萬方數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果界面，可以同時勾選多篇相關(guān)文獻，批量導(dǎo)出題錄；顯示每篇題錄的同時，也提供了“導(dǎo)出”“在線閱讀”及“下載”等快捷導(dǎo)出或閱讀單篇文獻的按鈕。點擊文獻的題名，可進入單篇文獻詳細信息界面。提供的相關(guān)文獻包括專利、中外標準、科技成果等文獻，以及新方志、視頻等特色資源。本課件是可編輯的正常PPT課件(3)讀秀(搜索)。讀秀搜索的優(yōu)點如下：①

海量學(xué)術(shù)資源庫。讀者能夠通過讀秀搜索獲得關(guān)于檢索點的最全面的學(xué)術(shù)資料，避免了反復(fù)搜集、檢索的困擾。②

整合館藏學(xué)術(shù)資源。讀秀搜索將檢索結(jié)果與各種館藏資源庫對接，讀者檢索任意一個知識點，都可以直接獲取圖書館內(nèi)與其相關(guān)的紙質(zhì)圖書、電子圖書全文、期刊論文等，不需要再對各種資源逐一登錄檢索查找。③

參考咨詢服務(wù)。讀秀提供的參考咨詢服務(wù)，通過文獻傳遞直接將相關(guān)學(xué)術(shù)資料發(fā)送到讀者郵箱，使讀者零距離獲取珍稀學(xué)術(shù)資源。讀秀的中文搜索提供知識、圖書、期刊、報紙、學(xué)位論文、會議論文、音視頻、文檔、電子書9個主要搜索頻道，讀秀搜索界面如圖2-7所示。本課件是可編輯的正常PPT課件當(dāng)設(shè)定檢索的文獻范圍為讀秀的“知識”時，系統(tǒng)僅提供“一框式檢索”界面，沒有高級檢索、專業(yè)檢索等功能。當(dāng)選擇其他文獻類型但非外文搜索時，才能使用高級檢索、專業(yè)檢索等功能。(4)超星電子圖書數(shù)據(jù)庫。超星電子圖書數(shù)據(jù)庫與前述幾種檢索工具不同的是，超星電子圖書數(shù)據(jù)庫是一個電子圖書全文數(shù)據(jù)庫，提供閱讀器閱讀和網(wǎng)頁閱讀兩種閱讀方式。在該工具的簡單檢索界面上輸入檢索條件時，兩個檢索詞之間以空格分割，表示邏輯“與”，不能使用邏輯“或”和邏輯“非”。高級檢索界面上，同一個檢索字段內(nèi)不能使用邏輯算符，不同輸入框的檢索條件之間是邏輯“與”關(guān)系，且只能精確匹配，檢索詞前后順序不可顛倒。因此，若檢索條件的邏輯關(guān)系復(fù)雜，建議使用二次檢索功能。本課件是可編輯的正常PPT課件2.外文檢索數(shù)據(jù)庫(1)?WebofScience數(shù)據(jù)庫。WebofScience是一個集檢索、分析、管理與評價于一體的平臺(檢索界面見圖2-8)，其中首頁左上角是平臺提供的數(shù)據(jù)子庫或文獻管理軟件，默認的是WebofScience核心合集數(shù)據(jù)庫(簡稱WOS核心合集)，提供文獻檢索和分析功能。此外，IncitesJournalCitationReports、EssentialScienceIndications均為評價型數(shù)據(jù)庫，用于對作者、期刊、機構(gòu)國家等進行評價。本課件是可編輯的正常PPT課件需要特別注意的是，選擇“所有數(shù)據(jù)庫”檢索是對多個數(shù)據(jù)庫進行跨庫檢索，盡管不同數(shù)據(jù)庫需提供的檢索字段差異較大，但系統(tǒng)僅提供不同數(shù)據(jù)庫中的共有檢索字段，只有當(dāng)選擇單一數(shù)據(jù)庫時，才能選擇一些特色檢索字段。因此，如果需要使用特色檢索字段，建議避免使用“所有數(shù)據(jù)庫”，而是根據(jù)課題所屬學(xué)科選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，自動控制、物理及相關(guān)學(xué)科選擇INSPEC數(shù)據(jù)庫；醫(yī)學(xué)及相關(guān)學(xué)科選擇MEDLINE數(shù)據(jù)庫；生命科學(xué)及相關(guān)學(xué)科選擇BIOSISPreviews數(shù)據(jù)庫；專利文獻則選擇DerwentInnovationsIndex數(shù)據(jù)庫。WebofScience核心合集(簡稱WOS核心合集)僅收錄了全球優(yōu)秀期刊、會議和圖書等類型的文獻。在系統(tǒng)默認的WOS核心合集檢索界面上，點擊“更多設(shè)置”可見引文索引選擇項，即ScienceCitationIndexExpanded(科學(xué)引文索引擴展版，簡稱SCIE)、SocialScienceCitationIndex(社會科學(xué)引文索引，簡稱SSCI)、ConferenceProceedingsCitationIndex-Science(國際會議自然科學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域引文索引，簡稱CPCI-S)。本課件是可編輯的正常PPT課件SCIE收錄高水平自然科學(xué)、工程技術(shù)類期刊，SSCI收錄高水平社會科學(xué)領(lǐng)域期刊，A&HCI收錄高水平藝術(shù)和人文學(xué)科領(lǐng)域期刊，SCPCI-S收錄社會科學(xué)類高水平會議文獻，對于這些高水平學(xué)術(shù)論文的索引，可以根據(jù)需要單獨購買使用權(quán)，因此不同機構(gòu)用戶的WOS核心合集中涉及的索引庫不盡相同。在基本檢索界面上，點擊“添加行”按鈕，可增加一條文本框，與前面的文本框構(gòu)成邏輯組配關(guān)系，多次點擊該按鈕，可增加多條文本框。(2)?EngineeringVillage數(shù)據(jù)庫。EngineeringVillage數(shù)據(jù)庫創(chuàng)辦于1884年，由美國工程信息公司(簡稱EI)編輯出版，現(xiàn)由著名出版商Elsevier經(jīng)營。它是世界上著名的有關(guān)工程技術(shù)方面的文摘性、綜合性的檢索工具，也是世界上鑒定、評價科研人員、工程技術(shù)人員學(xué)術(shù)成果的權(quán)威工具?？梢詸z索1969年至今的文獻，可檢索的數(shù)據(jù)庫有EiCompendex、Inspec、GEOBASE、GeoRef、EnCompassLIT&PAT、USPTO&EPO、NTIS、PaperChem、CBCN、Chimica，文獻類型包括期刊、會議、報告、學(xué)位論文、專利等。本課件是可編輯的正常PPT課件EngineeringVillage數(shù)據(jù)庫首頁Search標簽中，可選擇QuickSearch(快速檢索，最多可同時輸入12條檢索條件)、ExpertSearch(高級檢索)、BrowseIndexes(瀏覽檢索)、ThesaurusSearch(主題詞表檢索)以及SearchHistory(檢索歷史，用于回顧檢索過程或?qū)Σ煌臋z索過程進行進一步的組合操作、訂閱)。在檢索結(jié)果界面提供了出版商原文鏈接，方便獲取原文。注意：論文的DOI稱為數(shù)字對象唯一標識符，是國際通用、終身不變的數(shù)字資源標識符，已成為科技期刊的“標準配置”以及論文的“身份證”。全球4萬余種期刊為論文注冊DOI，并使用DOI鏈接。全球的數(shù)字出版行業(yè)通過DOI進行跨出版商、跨系統(tǒng)、跨語言的資源鏈接。也就是說，絕大部分期刊論文都會有一個DOI號，我們根據(jù)DOI號可以精確查找相應(yīng)的論文。例如：網(wǎng)站SCI-HUB(https://www.sci-hub.ren/)可以根據(jù)DOI號免費下載期刊全文(見圖2-9)。本課件是可編輯的正常PPT課件3.專利檢索平臺專利檢索可借助的平臺較多，這里介紹幾種常見的平臺：(1)國家知識產(chǎn)權(quán)局的專利檢索及分析系統(tǒng)。國家知識產(chǎn)權(quán)局(簡稱國知局)的專利檢索及分析系統(tǒng)(其界面見圖2-10)，可以檢索1985年以來的所有專利及其法律狀態(tài)，收錄了103個國家、地區(qū)和組織的專利數(shù)據(jù)，包括引文、法律狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息。用申請?zhí)栔械纳暾埬旰蟮牡谝晃粩?shù)字或公開公告號中的第一位數(shù)字區(qū)分專利類型，該數(shù)字稱為專利類型標識數(shù)字：發(fā)明的類型標識數(shù)字為1或8，其中8表示PCT發(fā)明申請；實用新型的類型標識數(shù)字為2或9，其中，9表示PCT實用新型申請，外觀設(shè)計的類型標識數(shù)字為3。在檢索框的左邊可以對檢索范圍進行篩選，包括專利類型和專利號等。當(dāng)鼠標停留在任一輸入框時，會提示該字段的輸入格式和輸入規(guī)則，檢索時根據(jù)已知條件選擇相應(yīng)的字段，按照規(guī)定的格式輸入檢索條件，常用的檢索字段如下：①

申請?zhí)枴⒐_(公告)號，輸入框后有一個問號的超鏈接，可以查詢專利的國別代碼。②?IPC分類號，國際專利分類號輸入框后的問號鏈接可以查詢分類體系，特定的分類號有對應(yīng)的含義，特定的主題被歸在各自的分類號中。③

發(fā)明人、申請(專利權(quán))人。發(fā)明人一般為個人，申請人則視情況而定，所以這里要引入一個概念，即職務(wù)發(fā)明。職務(wù)發(fā)明是指企業(yè)、事業(yè)單位、社會團體、國家機關(guān)等的工作人員執(zhí)行本單位的任務(wù)或者主要利用本單位的物質(zhì)條件所完成的職務(wù)發(fā)明創(chuàng)造。在專利法中，這種關(guān)系集中體現(xiàn)為職工完成的發(fā)明創(chuàng)造的權(quán)利歸屬問題，即職工完成的發(fā)明創(chuàng)造是職務(wù)發(fā)明還是非職務(wù)發(fā)明創(chuàng)造的問題。原則上，這一問題的解決應(yīng)當(dāng)遵從“合同優(yōu)于法律”的原則，即有關(guān)發(fā)明創(chuàng)造成果權(quán)歸屬問題首先應(yīng)當(dāng)按照勞動合同中的約定來解決。(2)?CNKI專利數(shù)據(jù)庫。CNKI專利數(shù)據(jù)庫收錄1985年中國專利法實施以來公開的中國發(fā)明、實用新型、外觀設(shè)計專利的題錄、文摘信息。登錄CNKI鏡像站的中國專利數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫提供初級檢索、高級檢索兩種檢索方法。初級檢索界面左側(cè)的檢索字段選擇的下拉式菜單中提供16個檢索字段，分別是發(fā)明名稱、發(fā)明人、法律狀態(tài)、通訊地址、文摘等。在檢索對話框中輸入相應(yīng)的檢索詞即可獲得相應(yīng)專利的文摘信息。高級檢索界面提供6個檢索對話框，各對話框之間可進行“與”“或”“非”的布爾邏輯運算。(3)萬方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)專利數(shù)據(jù)庫。萬方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)專利數(shù)據(jù)庫收錄1985年中國專利法實施以來公開的中國發(fā)明、實用新型、外觀設(shè)計專利的題錄、文摘信息。數(shù)據(jù)庫提供3個檢索對話框，每個對話框提供包括全文、專利名稱、申請人、發(fā)明人、通訊地址、申請?zhí)?、申請日期、審定公告號、審定公告日、分類號、主?quán)項、文摘、代理機構(gòu)、機構(gòu)地址、代理人15個檢索字段選擇，各對話框之間可進行“與”“或”“非”的布爾邏輯運算。(4)中國專利信息網(wǎng)。中國專利信息網(wǎng)(http://www.P)由國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索咨詢中心于1997年10月開發(fā)建立，是國內(nèi)最早通過互聯(lián)網(wǎng)向公眾提供專利信息服務(wù)的網(wǎng)站。該網(wǎng)站的中國專利數(shù)據(jù)庫收錄了1985年以來公開的全部中國發(fā)明、實用新型和外觀設(shè)計的題錄和文摘信息。(5)中國知識產(chǎn)權(quán)網(wǎng)。中國知識產(chǎn)權(quán)網(wǎng)(http://www.Cnipr.com)是由國家知識產(chǎn)權(quán)局專利文獻出版社于1999年10月創(chuàng)建的知識產(chǎn)權(quán)信息與服務(wù)網(wǎng)站。該網(wǎng)站的專利數(shù)據(jù)來源于每周出版的電子版《專利公報》。(6)中國專利全文打包下載網(wǎng)站。中國專利全文打包下載網(wǎng)站(https://www.drugfuture.com/cnpat/cn_patent.asp)基本可以下載已經(jīng)公開的絕大部分專利全文，檢索時輸入專利申請?zhí)柣蛘吖_(公告)號，可直接下載。因此，檢索下載專利的通常做法是，先通過其他專利檢索網(wǎng)站根據(jù)關(guān)鍵詞查詢到專利申請?zhí)柣蚬_(公告)號，再用該打包下載網(wǎng)站進行全文下載，下載界面如圖2-11所示。(7)歐洲專利局網(wǎng)站。歐洲專利局網(wǎng)站(http://ep.E/)是由歐洲專利局、歐洲專利組織成員國及歐洲委員會共同研究開發(fā)的專利信息網(wǎng)上免費檢索系統(tǒng)。該網(wǎng)站提供了自1920年以來世界上80多個國家公開的專利題錄數(shù)據(jù)庫及20多個國家的專利說明書。該網(wǎng)站是檢索世界范圍內(nèi)專利信息的重要平臺。該系統(tǒng)中各數(shù)據(jù)庫所收錄的專利來源國家的范圍不同，各國收錄專利數(shù)據(jù)的范圍、類型也不同。通過網(wǎng)址進入檢索頁面(見圖2-12)。該頁面左側(cè)列出了以下幾種檢索方法：快速檢索、高級檢索、號碼檢索和歐洲專利分類檢索?？蓹z索以下3個數(shù)據(jù)庫收錄的專利信息：世界范圍專利(數(shù)據(jù)庫)、歐洲專利(數(shù)據(jù)庫)和世界知識產(chǎn)權(quán)組織(數(shù)據(jù)庫)。在快速檢索界面上可選擇在世界范圍專利、歐洲專利局、世界知識產(chǎn)權(quán)組織3個數(shù)據(jù)庫中檢索。檢索結(jié)果列出命中專利的名稱、發(fā)明人、申請人、公開日期、公開號、IPC及EC分類號等信息。選中專利名稱右側(cè)的“inmypatentlist”，所選記錄將保存在“mypatentlist”中。3.1智能機電產(chǎn)品系統(tǒng)方案設(shè)計步驟

3.2核心功能可行性驗證3.1智能機電產(chǎn)品系統(tǒng)方案設(shè)計步驟

智能機電產(chǎn)品開發(fā)的一般過程包括：產(chǎn)品需求分析、項目規(guī)劃、產(chǎn)品功能劃分、原理方案設(shè)計、產(chǎn)品詳細設(shè)計、產(chǎn)品支持這6個階段。產(chǎn)品需求分析已在上章涉及，本章將對后5個設(shè)計步驟進行簡要介紹。3.1.1項目規(guī)劃項目規(guī)劃是指在找到需求之后，對產(chǎn)品的設(shè)計過程進行規(guī)劃，具體包括建立團隊、任務(wù)分析和時間安排等。

(1)建立團隊。根據(jù)產(chǎn)品功能需要，對技術(shù)人員進行合理的分配，指定項目總負責(zé)人和各模塊的負責(zé)人，項目總負責(zé)人負責(zé)整個項目的管理、各模塊的協(xié)調(diào)和資源分配等。(2)任務(wù)分析。從需求分析中提煉任務(wù)目標，確定設(shè)計參數(shù)及制約條件，給出詳細的設(shè)計任務(wù)書，作為項目實施過程和結(jié)果的評價和決策依據(jù)。(3)時間安排。時間安排指明，在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的任務(wù)，可通過甘特(Gantt)圖來實現(xiàn)(圖3-1)。項目規(guī)劃是決定后期設(shè)計能否順利開展的關(guān)鍵。項目規(guī)劃一般需要在產(chǎn)品詳細設(shè)計之前完成，首先請相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員對用戶或市場要求的產(chǎn)品功能進行評定，確定產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)指標；然后再計算成本，以實現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計方案。為了實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計一致性，需要將產(chǎn)品創(chuàng)新、市場推動等的目標轉(zhuǎn)化為可量化的參數(shù)指標。即通過理論分析和邏輯推理，用工程語言描述設(shè)計要求，形成產(chǎn)品的規(guī)格和性能參數(shù)。智能機電產(chǎn)品一般需要的技術(shù)參數(shù)包括：①

運動參數(shù)：表征產(chǎn)品工作部件運動軌跡、行程、速度、加速度等。②

動力參數(shù)：表征產(chǎn)品為完成加工動作應(yīng)輸出的力、力矩、功率等。③

品質(zhì)參數(shù)：表征產(chǎn)品工作的運動精度、動力精度、穩(wěn)定性、靈敏度、可靠性等。④

智能參數(shù)：表征產(chǎn)品的智能程度，即所能感知的物理量種類、數(shù)量和智能算法的層次。⑤

環(huán)境參數(shù)：表征產(chǎn)品工作的環(huán)境，如溫度、濕度、輸入電源等。⑥

結(jié)構(gòu)參數(shù)：表征產(chǎn)品的空間幾何尺寸、結(jié)構(gòu)、外觀造型等。⑦

界面參數(shù)：表征產(chǎn)品的人機對話方式和功能。3.1.2產(chǎn)品功能劃分在獲得詳細的設(shè)計任務(wù)書后，需進一步對設(shè)計任務(wù)進行分解得到產(chǎn)品的各功能模塊。功能與產(chǎn)品設(shè)計間存在因果關(guān)系。具體來說，根據(jù)系統(tǒng)的總功能要求和構(gòu)成系統(tǒng)的功能要素，進行總功能分解，劃分出各功能模塊，確定它們之間的邏輯關(guān)系；在此基礎(chǔ)上，對各功能模塊輸入/輸出關(guān)系進行分析，確定功能模塊的技術(shù)參數(shù)和控制策略、系統(tǒng)的外觀造型和總體結(jié)構(gòu)；最后，以技術(shù)文件的形式交付設(shè)計組討論、審定。產(chǎn)品功能劃分是為了對產(chǎn)品的功能進行深入、細致的分析，設(shè)計人員需要按照系統(tǒng)分解的方法分解產(chǎn)品的功能。把產(chǎn)品總功能根據(jù)優(yōu)先級劃分為主功能(即系統(tǒng)功能)和輔助功能(包括各個功能單元)，再將各個功能單元進一步分解為各個子功能。因為產(chǎn)品的各個功能之間有明確的遞進關(guān)系，可以利用這種關(guān)系建立“產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)圖”。這樣既可顯示各功能單元與總功能之間的關(guān)系，又可以通過逆向求解的方法將各功能單元的解進行有機組合，從而求得系統(tǒng)功能的解，即實現(xiàn)產(chǎn)品總體功能方案。進行產(chǎn)品功能劃分可采用繪制產(chǎn)品功能樹的方法。功能樹的頂端起于產(chǎn)品，向下分解為主功能和輔助功能，再分解為子功能。例如掃地機器人的功能樹如圖3-2所示。掃地機器人的主功能是清掃和行走，輔助功能包括自充電、路徑規(guī)劃、虛擬墻和碰撞保護等。其中，清掃功能一般包括刷掃、真空吸塵、擦地等功能，行走功能主要采用輪式機構(gòu)；自充電功能包括充電元器件(即充電電池和充電座)和自動返航充電原理的設(shè)計，自動返航充電有多種技術(shù)原理，有紅外線定位、藍牙定位和雷達定位等幾種方案；路徑規(guī)劃功能包括激光導(dǎo)航和規(guī)劃算法等。3.1.3原理方案設(shè)計原理方案設(shè)計是整個設(shè)計過程中最重要的一步，通過產(chǎn)生多個產(chǎn)品的原型，確定出最優(yōu)原型，設(shè)計原理方案。首先還是要分析該產(chǎn)品要實現(xiàn)哪些功能，每個功能要怎樣來實現(xiàn)，實現(xiàn)這些功能的方法都有哪些。比如要實現(xiàn)分選電池，可以根據(jù)幾何尺寸形狀分選，也可以根據(jù)圖像分選，還可以根據(jù)電量分選。對每一個功能進行上述分析步驟，列出每個功能可能的實現(xiàn)方法，最后綜合考慮成本、性能和實現(xiàn)難易程度等因素來選出最佳的設(shè)計方案。完整的智能機電產(chǎn)品主要包括機械結(jié)構(gòu)、傳動與執(zhí)行機構(gòu)、智能感知、控制系統(tǒng)和動力源五個方面組成，上述組成要素之間通過運動、力和信息等相互關(guān)聯(lián)，形成一個有機融合的完整系統(tǒng)，如圖3-3所示。上述五個部分是智能機電產(chǎn)品設(shè)計的主要內(nèi)容，也是本書章節(jié)安排的主要依據(jù)。針對智能機電產(chǎn)品的某一功能可以提出多種設(shè)計方案，譬如，要實現(xiàn)智能小車的移動功能，可以采用輪式行走、履帶式行走和足式行走等多種方式；要實現(xiàn)金屬元件的檢測，可以采用光電傳感器、霍爾傳感器、電容傳感器、電感傳感器和攝像頭等多種檢測設(shè)備。但若要將產(chǎn)品的多種功能結(jié)合在同一個智能機電產(chǎn)品中，則需要綜合考慮哪個功能是整個產(chǎn)品的主要功能，該功能可以用哪些方式實現(xiàn)，不同方式的實現(xiàn)成本差距多少，不同方式對產(chǎn)品的性能有哪些影響等；綜合考量不同方案的難度、成本、精度和時間進程等各方面因素后確定整個智能機電產(chǎn)品的主體功能的實現(xiàn)方案。最后，針對具體子功能的實現(xiàn)進行優(yōu)化分析?？v觀系統(tǒng)的設(shè)計流程，設(shè)計過程的各階段均貫穿于圍繞產(chǎn)品設(shè)計的目標所進行的“基本原理—總體布局—細部結(jié)構(gòu)”三次循環(huán)設(shè)計的各個步驟中。每一個階段均構(gòu)成一個循環(huán)體，即以產(chǎn)品的規(guī)劃和討論為中心的可行性設(shè)計循環(huán)；以產(chǎn)品的最佳方案為中心的概念性設(shè)計循環(huán)；以產(chǎn)品性能和結(jié)構(gòu)優(yōu)化為中心的技術(shù)性設(shè)計循環(huán)。循環(huán)設(shè)計使產(chǎn)品設(shè)計在可行性規(guī)劃和論證的基礎(chǔ)上求得概念上的最佳方案，再在最佳方案的基礎(chǔ)上求得技術(shù)上的優(yōu)化，使系統(tǒng)設(shè)計的效率和質(zhì)量大大提高。3.1.4產(chǎn)品詳細設(shè)計產(chǎn)品詳細設(shè)計階段根據(jù)設(shè)計目標，將原理方案具體化、參數(shù)化、實物化。對于硬件產(chǎn)品的設(shè)計，主要表現(xiàn)為具體的設(shè)備、裝置或電路板的設(shè)計；對于軟件產(chǎn)品的設(shè)計，主要表現(xiàn)為具體的應(yīng)用子程序或軟件包的設(shè)計。這個階段的工作量較大，包括機械、電氣、電子、控制與計算機軟件甚至算法等系統(tǒng)的設(shè)計，又包括總裝圖和零件圖的繪制。應(yīng)盡量應(yīng)用各種設(shè)計工具以提高工效，但要注意各種軟件之間的兼容性。設(shè)計應(yīng)盡量模塊化和結(jié)構(gòu)化，以利于改進產(chǎn)品或作為產(chǎn)品換代時的參考。對各功能模塊進行機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定各部件之間的傳動方式、連接關(guān)系，確定零部件的尺寸，并繪制相應(yīng)的工程圖。對于有相對運動關(guān)系的部件，采用三維造型軟件和運動仿真軟件進行仿真計算，消除設(shè)計中可能存在的運動干涉，并模擬驗證運動結(jié)構(gòu)的工作范圍。之后，經(jīng)過仿真分析計算，確定系統(tǒng)裝配關(guān)系，繪制完整的裝配圖和零件圖。首先，對機械傳動機構(gòu)(將動力從機器的一部分傳遞到另一部分，使機器或某一部件運動的構(gòu)件或機構(gòu))進行設(shè)計。機械傳動機構(gòu)的主要功能包括：改變動力機輸出轉(zhuǎn)矩以滿足工作機的要求；把動力機輸出的運動轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行器所需的形式，如將旋轉(zhuǎn)運動改變?yōu)橹本€運動或反之；將一個動力機的機械能傳送到數(shù)個工作機上或?qū)?shù)個動力機的機械能傳送到一個執(zhí)行器上。其次，對系統(tǒng)進行控制方式設(shè)計，確定系統(tǒng)的控制流程圖和系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系圖。對于有過程控制要求的系統(tǒng)應(yīng)建立各要素的數(shù)學(xué)模型，確定控制算法；確定各功能模塊之間接口的輸入/輸出參數(shù)，確定接口設(shè)計的任務(wù)歸屬；然后，以功能模塊為單元，對系統(tǒng)的控制器、原動機、檢測元器件及執(zhí)行元件等進行模塊的選型及采購。初步選定控制器后，須進行具體電路設(shè)計和控制程序編程。電路設(shè)計包括繪制原理圖、配電圖、控制器接線圖、網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖、操控面板圖、面板接線圖、輸入/輸出接口定義表、控制柜圖、元器件布置圖等。3.1.5產(chǎn)品支持產(chǎn)品支持階段包括產(chǎn)品設(shè)計實施和工藝設(shè)計定型兩個階段。1.產(chǎn)品設(shè)計實施產(chǎn)品設(shè)計實施階段一般將機械結(jié)構(gòu)安裝和電氣結(jié)構(gòu)安裝獨立進行。機械設(shè)計人員根據(jù)產(chǎn)品零件的加工工藝和企業(yè)內(nèi)部的加工能力決定采用外協(xié)加工或企業(yè)內(nèi)部加工。達到加工技術(shù)要求的零件按照裝配圖的連接關(guān)系組裝成完整的機械結(jié)構(gòu)。對于需要固定安裝的大型設(shè)備結(jié)構(gòu)，還需打地基和進行設(shè)備固定。電氣施工前，要采購必需的控制、檢測、驅(qū)動、信號顯示、電路連接、線纜等元器件，以及智能裝備的控制柜等。根據(jù)元器件布置關(guān)系圖將各種檢測傳感器、驅(qū)動電機等元器件固定安裝在機械結(jié)構(gòu)上。根據(jù)接線圖對控制柜進行元件安裝與接線。當(dāng)機械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)完成所有安裝、固定工作后，可針對各功能模塊單機分別進行獨立調(diào)試；各功能模塊獨立調(diào)試通過后再進行系統(tǒng)整體安裝、調(diào)試，復(fù)核系統(tǒng)可靠性和抗干擾性，使系統(tǒng)逐漸調(diào)試到穩(wěn)定狀態(tài)。2.工藝設(shè)計定型對調(diào)試成功的系統(tǒng)進行工藝設(shè)計定型，整理出完善的設(shè)計圖、軟件清單、零部件清單、元器件清單及調(diào)試記錄；編寫用戶使用說明書和設(shè)計說明書，把產(chǎn)品從設(shè)計到制造的全過程的文件都整理存檔，為產(chǎn)品投產(chǎn)時的工藝設(shè)計、材料采購和銷售提供技術(shù)資料支持。注意：編寫用戶使用說明書時，要用通俗易懂的語言進行編寫，不要使用專業(yè)名詞。有知識產(chǎn)權(quán)保護要求的創(chuàng)新設(shè)計還要申請專利保護。3.2核心功能可行性驗證3.2.1核心功能可行性驗證的重要性總體方案確定過程中，對核心功能的可行性驗證是一個必不可少的關(guān)鍵步驟，也是整個研發(fā)項目的基石，在很大程度上對研發(fā)結(jié)果的成敗起著決定性的作用。核心功能可行性驗證的成功，也可增加研發(fā)人員繼續(xù)開展項目的信心。對于綜合性較強的產(chǎn)品，其核心功能可能不止一個，可分為結(jié)構(gòu)、材料、運動、力、智能感知和算法等多種核心功能，可分別進行驗證。舉例來說，智能機電產(chǎn)品的總體方案確定后，首先會對其運動進行分析，運動分析的任務(wù)是在已知機構(gòu)尺寸和原動件運動輸入的情況下，確定機構(gòu)中其他構(gòu)件上某些點的軌跡、位移、速度和加速度，或者某構(gòu)件的角位移、角速度及角加速度。運動分析可以分析、標定機構(gòu)的性能指標，通常至少需要進行位移軌跡分析、速度分析以及加速度分析。①

位移軌跡分析。確定能否實現(xiàn)預(yù)定位置、軌跡要求，確定行程、運動空間，是否發(fā)生干涉，確定外殼尺寸。②

速度分析。速度分析是確定機器動能和功率的基礎(chǔ)，了解從動件速度的變化能否滿足工作要求。③

加速度分析。確定慣性力，保證高速機械和重型機械的強度、振動和動力性能良好。運動分析可以通過畫機構(gòu)簡圖或者三維圖進行(即圖解法)，具有形象直觀、簡單方便、但精確度有限的特點。3.2.2核心功能可行性驗證實例挖掘機的運動是挖掘機設(shè)計中要實現(xiàn)的核心功能之一，如圖3-4所示，O3B為液壓油缸，O2O3為機架，O2B為大臂，O4B為前臂，O4為挖斗，分析挖掘機的運動狀態(tài)，了解挖掘機挖斗的運動范圍。畫出挖掘機的機構(gòu)簡圖，得到各個構(gòu)件之間的位置關(guān)系，通過分析得到挖掘機挖斗的運動空間，該方法為解析法。解析法的計算精度高，該方法可直觀對機構(gòu)一個運動循環(huán)過程進行分析，且便于把機構(gòu)分析和機構(gòu)綜合問題聯(lián)系起來，以尋求最優(yōu)方案，但其數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，計算工作量大。近年來，隨著計算機的普及和數(shù)學(xué)工具的日臻完善，解析法已得到廣泛的應(yīng)用。運用圖解法與解析法對核心功能進行可行性驗證后，我們還可以通過運動仿真研究對機構(gòu)做進一步驗證。該過程可以借助SolidWorks的Motion插件進行機構(gòu)的運動仿真，并可輸出機構(gòu)運動動畫來直觀地呈現(xiàn)機構(gòu)的運動狀態(tài)。進一步地，若需進行機構(gòu)的動力學(xué)分析可以使用Adams軟件，材料的應(yīng)力應(yīng)變仿真可使用ANSYS或者ABAQUS軟件，但是精度越高，有限元仿真計算所需的時間就越長，而且很難將實物實驗中各種干擾的非線性因素考慮進去。4.1機械傳動機構(gòu)

4.2機械驅(qū)動機構(gòu)

4.3驅(qū)動電機

4.4機械傳動機構(gòu)運動分析

4.5移動機器人行走機構(gòu)設(shè)計4.1機械傳動機構(gòu)4.1.1機械傳動機構(gòu)簡介1.機械傳動機構(gòu)定義機械傳動機構(gòu)(也稱為傳動裝置)是指把動力從裝置的一部分傳遞到另一部分，使運動執(zhí)行部件運動或運轉(zhuǎn)的構(gòu)件或機構(gòu)，是智能機電產(chǎn)品機械結(jié)構(gòu)的核心部分。2.機械傳動機構(gòu)的重要性智能機電產(chǎn)品一般都需要原動機供給給定形式的能量(絕大多數(shù)是機械能)來進行工作。但是把原動機和運動執(zhí)行部分直接連接起來的情況較少，兩者之間通常需要加入傳遞動力或用來改變運動狀態(tài)的傳動裝置。使用機械傳動機構(gòu)的主要原因包括以下幾點：(1)運動執(zhí)行部件所需的速度與原動機的最優(yōu)速度不符合，需增速或減速(一般為減速)。此外，原動機的輸出軸通常只做勻速回轉(zhuǎn)運動，但運動執(zhí)行部件所要求的運動形式卻是多種多樣的，如直線運動、間歇運動等。(2)運動執(zhí)行部件有時需要進行實時的速度調(diào)整，而通過調(diào)整原動機的速度來實現(xiàn)上述需求往往是不經(jīng)濟的，甚至是很難實現(xiàn)的。(3)運動執(zhí)行部件有時需要用一臺原動機帶動若干個工作速度不同的裝置。(4)由于對工作安全性、維護方便性和機器的外廓尺寸等方面的要求，通常也不能把原動機和運動執(zhí)行部件直接連接在一起。由此可見，傳動裝置是大多數(shù)智能機電產(chǎn)品的主要組成部分。實踐證明，傳動裝置的優(yōu)劣對整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本有較大影響，機器的工作性能和運轉(zhuǎn)費用也在很大程度上取決于傳動裝置的優(yōu)劣。因此，不斷提高傳動裝置的設(shè)計和制造水平具有極其重要的意義。3.機械傳動機構(gòu)的分類按照工作原理的不同，機械傳動機構(gòu)可分為以下兩種：(1)機械能不改變?yōu)槠渌问降哪艿膫鲃印獧C械傳動(指廣義的機械傳動)，機械傳動又分為摩擦傳動、嚙合傳動、液力傳動和氣力傳動。(2)機械能改變?yōu)殡娔?，或電能改變?yōu)闄C械能的傳動——電傳動。智能機電產(chǎn)品往往需要綜合運用上述某些傳動組成復(fù)雜的傳動系統(tǒng)，以滿足對系統(tǒng)性能提出的復(fù)雜要求。本節(jié)以機械傳動中的摩擦傳動與嚙合傳動為例，簡要介紹機械傳動的選型與設(shè)計。摩擦傳動與嚙合傳動的形式很多，發(fā)展迅速，高速、大功率或大傳動比的傳動技術(shù)層出不窮。一般機械傳動的主要分類如圖4-1圖所示。4.1.2機械傳動機構(gòu)類型及原理根據(jù)傳動原理的不同，機械傳動可分為摩擦傳動和嚙合傳動兩大類。1.摩擦傳動摩擦傳動可分為普通帶傳動、繩傳動和摩擦輪傳動。摩擦傳動利用傳動帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力。2.嚙合傳動嚙合傳動包括帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動等。1)帶傳動嚙合傳動中的帶傳動是指同步帶傳動，同步帶傳動依靠帶上的齒與帶輪上齒槽的嚙合作用來傳遞運動和動力。帶傳動是近代機械中廣泛應(yīng)用、成本較低的一種動力傳動裝置，具有緩沖吸振和過載保護功能，傳動平穩(wěn)。帶傳動通常由主動輪、張緊在兩輪上的環(huán)形帶和從動輪組成，使用環(huán)形帶(作為中間撓性件)來傳遞運動和動力，適用于兩軸中心距較大的場合，帶傳動原理示意圖如圖4-2所示。按橫截面形狀不同，帶傳動可分為普通平帶傳動、V帶傳動和特殊截面帶傳動三大類。特殊截面帶傳動包括多楔帶傳動和圓帶傳動等。①

普通平帶傳動。普通平帶的橫截面為扁平矩形，工作時帶的環(huán)形內(nèi)表面與輪緣接觸。平帶有膠帆布帶、編織帶和錦綸復(fù)合平帶，各種平帶規(guī)格可查閱有關(guān)標準。普通平帶傳動結(jié)構(gòu)最簡單，而且平帶的撓曲性好，易于加工，常用于傳動中心距較大的場合。②V帶傳動。目前在一般機械傳動中，應(yīng)用最廣的帶傳動是V帶傳動，V帶的橫截面為梯形，工作時V帶與輪槽的槽底并不接觸，帶的兩個側(cè)面與帶輪的輪槽接觸，即以兩個側(cè)面為工作面，如圖4-3所示。根據(jù)槽面摩擦原理，在同樣的初拉力下，V帶傳動相對于平帶傳動，能產(chǎn)生更大的摩擦力，這是V帶傳動最主要的優(yōu)點。此外，V帶傳動的傳動量比較大，結(jié)構(gòu)更緊湊。③

多楔帶傳動。多楔帶是在平帶基體上由多根V帶組成的傳動帶，可傳遞很大的功率，其傳動截面圖如圖4-4所示。④

圓帶傳動。圓帶的橫截面為圓形，只用于小功率傳動，常用于儀器和家用器械中。⑤

同步帶傳動。同步帶傳動是近年來發(fā)展較快的一種嚙合傳動，兼有帶傳動和齒輪傳動的優(yōu)點，應(yīng)用范圍越來越廣泛。同步帶以鋼絲繩為強力層，外面用氯丁橡膠或聚氨酯包覆，鋼絲繩的橫截面為矩形，工作面是具有等距橫向齒的環(huán)形傳動帶。帶輪輪面制成與環(huán)形傳動帶對應(yīng)的齒形，工作時靠帶齒與輪齒的嚙合來傳遞運動和動力。在未過載的情況下，由于鋼絲繩在承受載荷后仍能保持同步帶的節(jié)距不變，故帶與帶輪之間無相對滑動，能保持兩個帶輪的圓周速度同步。當(dāng)帶在縱截面內(nèi)彎曲時，在帶中保持原長度不變的周線稱為節(jié)線，節(jié)線長度為同步帶的公稱長度。在規(guī)定的初拉力下，帶在縱面上相鄰兩齒的對稱中心線間的直線距離稱為帶的節(jié)距，它是同步帶的一個主要參數(shù)。同步帶的優(yōu)點：傳動比較大(i<12～20)且可靠性高，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率較高(約為0.98)；由于自重小、強力層強度高，允許帶速較高，可達50m/s；傳動功率較大，可達數(shù)百千瓦，而且初拉力小，作用在軸和軸承上的壓力也小。同步帶的缺點：帶及帶輪制造、安裝要求高，價格較貴。同步帶傳動多用于三維打印機、計算機、放映機、錄音機和紡織機等，應(yīng)用日益廣泛。2)鏈傳動鏈傳動是一種廣泛應(yīng)用于各種機械的傳動形式，它由大鏈輪、小鏈輪和鏈條三部分組成，兩鏈輪分別安裝在相互平行的兩軸上。鏈傳動與帶傳動有相似之處，鏈輪齒與鏈條的鏈節(jié)嚙合，其中鏈條相當(dāng)于帶傳動中的撓性帶，但又不是靠摩擦力傳動，而是靠鏈輪齒和鏈條之間的嚙合來傳遞運動和動力。因此，鏈傳動是一種具有中間撓性件的嚙合傳動。鏈的種類繁多，按用途不同，可分為傳動鏈、起重鏈和輸送鏈三大類。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，傳動鏈又可分為套筒鏈、滾子鏈、彎板鏈和齒形鏈等。在鏈條的生產(chǎn)和應(yīng)用中，傳動用短節(jié)距精密滾子鏈占有支配地位。鏈傳動的主要優(yōu)點：與摩擦型帶傳動相比，鏈傳動沒有彈性滑動和打滑現(xiàn)象，傳動比恒定，傳動效率較高，潤滑良好的鏈傳動的效率為97%

～98%；鏈條不像帶那樣張得很緊，所以鏈條傳動的壓軸力較??；在同樣的條件下，鏈傳動的結(jié)構(gòu)較緊湊，在遠距離傳輸時結(jié)構(gòu)較為輕便；鏈傳動能在高溫、灰塵多、淋水、淋油等惡劣環(huán)境下工作；與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造與安裝精度要求較低，因而成本低廉。

鏈傳動的主要缺點：運轉(zhuǎn)時瞬時傳動比不恒定，傳動的平穩(wěn)性差；工作時沖擊和噪聲較大；鏈節(jié)易磨損而使鏈條伸長，從而造成跳齒，甚至脫鏈；只能用于平行軸間的傳動，不適于過小的軸間距和有急速換向的傳動場合。鏈傳動的應(yīng)用：鏈傳動主要用于要求工作可靠且兩軸相距較遠的場合，以及其他不宜采用齒輪傳動或帶傳動且工作條件惡劣的場合，如農(nóng)業(yè)、建筑、石油、采礦、起重、金屬切削機床、摩托車和自行車等。3)齒輪傳動齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動形式，它主要用來傳遞兩軸之間的運動和動力，并可改變轉(zhuǎn)動速度大小和轉(zhuǎn)動方向。齒輪傳動的類型很多，可以從以下幾個不同角度進行劃分。(1)按照傳動比是否恒定，分為定傳動比的圓形齒輪傳動和變傳動比的非圓形齒輪傳動。定傳動比的圓形齒輪傳動，是目前應(yīng)用最廣泛的一種；變傳動比的非圓形齒輪傳動，僅在某些特殊機械中使用。(2)按照齒輪輪體形狀，分為圓柱齒輪傳動和錐齒輪(也叫傘齒輪)傳動。(3)按照齒輪輪齒的齒形曲線，分為漸開線齒輪傳動、擺線齒輪傳動和圓弧齒輪傳動。漸開線齒輪傳動中，齒輪的齒形曲線為漸開線，這種齒形的齒輪加工、安裝方便，應(yīng)用最廣泛；擺線齒輪傳動中，齒輪的齒形曲線為擺線，這種齒輪對加工、安裝的精度要求較高，在一些精密的儀器儀表中經(jīng)常使用，如指針式鐘表等；圓弧齒輪傳動中，齒輪的齒形曲線為圓弧，這種齒輪承載能力較大，常用于礦山、水利、筑路等工程機械。(4)按照兩齒輪軸線的相對位置關(guān)系，分為平面齒輪傳動和空間齒輪傳動。平面齒輪傳動，兩齒輪軸線平行；空間齒輪傳動，兩齒輪軸線相交或空間交錯。(5)按照齒輪輪齒所在表面，分為外齒合傳動、內(nèi)齒合傳動和齒輪齒條傳動。外齒輪是指齒輪的齒加工在圓柱體或圓錐體的外表面上。內(nèi)齒輪指齒輪的齒切設(shè)置在圓柱孔或圓錐孔的內(nèi)表面上。當(dāng)齒輪的半徑趨于無窮大時，齒輪的圓周趨于直線狀，如取其中一部分，齒輪則演變成齒條。兩個外齒輪相互嚙合稱為外嚙合傳動，一個外齒輪與一個內(nèi)齒輪相互嚙合稱為內(nèi)嚙合傳動，一個外齒輪與一個齒條相互嚙合稱為齒輪齒條傳動。(6)按照齒輪傳動的工作條件，分為開式齒輪傳動、半開式齒輪傳動和閉式齒輪傳動。開式齒輪傳動的齒輪完全暴露在工作場所，外界的灰塵和雜物等容易落入輪齒嚙合區(qū)，潤滑條件比較差，易引起齒面磨損，開式傳動多用于低速和不重要的場合；半開式齒輪傳動大多浸入油池內(nèi)并裝有簡單的防護罩，較開式齒輪工作條件要好一些，但是仍然難以避免雜物等侵入齒面；閉式齒輪傳動封閉在具有足夠剛度的密封箱體內(nèi)，可保證良好的潤滑條件和工作要求，重要的齒輪傳動都應(yīng)該采用閉式齒輪傳動。齒輪傳動的優(yōu)點：能保持恒定的傳動比；