62、机械创新设计辅助教学平台：提升设计效率与创新能力

机械创新设计辅助教学平台：提升设计效率与创新能力

1. 引言

在机械创新设计教学中，存在创新方案少、模拟耗时以及虚拟模拟原型建模效率低等问题。为解决这些问题，提出了一个基于计算机的系统创新设计平台，并在此基础上构建了机械创新设计辅助教学平台。该平台借助计算机强大的推理和存储能力，能自动生成新颖方案和 3D 虚拟模拟模型，提高设计效率，让学生专注于创新思维训练。

2. 系统计算机创新设计平台

系统计算机创新设计平台由创意设计单元、虚拟模拟单元和支持数据库三部分组成。创意概念设计单元包含功能分解模块、基于规则的生成模块和领域综合模块。为辅助创意概念设计过程中对生成物理结构的自动评估，还提供了虚拟模拟工具，涵盖符号方案识别、运动分析、实体结构建模、布局设计、3D 虚拟模拟等自动化流程。

平台的工作流程如下：
1. 概念设计阶段 ：应用基于规则的创意设计方法，根据复杂机械的设计要求生成概念方案，结果用符号方案表示并以字符串记录。
2. 识别阶段 ：将符号方案识别为组成机构及其连接方式。
3. 运动分析阶段 ：对识别出的基本机构应用运动学分析方法，获取各组件的运动学数据，用于后续复杂机械的 3D 虚拟模拟。
4. 虚拟实体设计阶段 ：借助面向对象的虚拟实体设计方法，基于特征技术在 3D 环境下对各组成组件或机构进行建模，并封装为带有对话界面的设计对象。通过界面输入关键参数，自动构建各组成机构的实体虚拟模型。
5. 空间布局阶段 ：采用自适应遗