機(jī)械原理與設(shè)計(jì)-現(xiàn)代機(jī)器的認(rèn)知、分析與設(shè)計(jì) 課件 ch1-緒論（含ch2）

“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

（D&MⅡ，ME3220）設(shè)計(jì)與制造ⅡDesignandManufacturingⅡ(ME3220/原ME209)“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

（D&MⅡ，ME3220）第一章緒論設(shè)計(jì)與制造Ⅱ郭為忠博士教授機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院上海交通大學(xué)目錄機(jī)械實(shí)例與定義（Casestudies&definitions）機(jī)械設(shè)計(jì)（Mechanicaldesign）基本概念與定義

（Basicconcepts/definitions）機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程思考題附錄第一章緒論課程總體介紹、機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)成與開(kāi)發(fā)流程實(shí)例機(jī)械實(shí)例機(jī)器鴨人形機(jī)器人表演機(jī)器人機(jī)器人是現(xiàn)代機(jī)器的典型。實(shí)例機(jī)械實(shí)例BidDogWildCatBostonDynamic實(shí)例機(jī)械實(shí)例BostonDynamic實(shí)例機(jī)械實(shí)例BostonDynamic實(shí)例機(jī)械實(shí)例六足步行機(jī)器人

開(kāi)發(fā)5款實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)負(fù)重行走、自主避障、自主跨越障礙、力擾動(dòng)自主平衡，驗(yàn)證了構(gòu)型的合理性和實(shí)用性實(shí)例六足機(jī)器人比賽機(jī)械實(shí)例多足機(jī)器人實(shí)例奧運(yùn)機(jī)器人（滑雪，北京冬奧會(huì)，2022）機(jī)械實(shí)例多足機(jī)器人實(shí)例機(jī)械實(shí)例蛇形(地震等救災(zāi))

實(shí)例機(jī)械實(shí)例蛇形(充電樁-Tesla)

實(shí)例機(jī)械實(shí)例機(jī)器人串聯(lián)機(jī)器人（工業(yè)機(jī)器人）并聯(lián)機(jī)器人實(shí)例機(jī)械實(shí)例并聯(lián)機(jī)床六自由度并聯(lián)機(jī)床實(shí)例機(jī)械實(shí)例并聯(lián)機(jī)床并聯(lián)機(jī)床實(shí)例機(jī)械實(shí)例三自由度Delta機(jī)器人采用Delta機(jī)器人的餅干包裝生產(chǎn)線實(shí)例機(jī)械實(shí)例400噸米鍛造操作機(jī)實(shí)例機(jī)械實(shí)例大型挖掘機(jī)實(shí)例機(jī)械實(shí)例空間對(duì)接運(yùn)動(dòng)模擬器實(shí)例機(jī)械實(shí)例LeggedMobileLander新型步行式著陸器實(shí)例機(jī)械實(shí)例大飛機(jī)&航空發(fā)動(dòng)機(jī)&調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)我國(guó)國(guó)產(chǎn)大客機(jī)C919于2017年5月5日成功首飛，單通道150座級(jí)，最大載客量為190座。實(shí)例機(jī)械實(shí)例變螺距槳葉核主泵-非能動(dòng)調(diào)節(jié)爬樓機(jī)器人－本院學(xué)生課程設(shè)計(jì)作品基于變形輪的自穩(wěn)式爬樓機(jī)器人組長(zhǎng)：潘登組員：趙齊屾劉劍寒伍哲豪爬樓機(jī)構(gòu)三角輪式純足式懸掛輪式組合式變形三角輪式自穩(wěn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)變形輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(2014)老人電動(dòng)代步車－本院學(xué)生課程設(shè)計(jì)作品機(jī)械實(shí)例國(guó)際象棋－本院學(xué)生課程設(shè)計(jì)作品機(jī)械實(shí)例G7-模式切換的欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手項(xiàng)目展一等獎(jiǎng)用于素描教育的居家輔助機(jī)器人－本院學(xué)生課程設(shè)計(jì)作品機(jī)械實(shí)例孫光震

邊容

李虹辰

張?zhí)靷?/p>

徐倚帆，2019-2020-1（延續(xù)為大創(chuàng)并參賽）限制次數(shù)的機(jī)械密碼鎖發(fā)明人：楊藝菲,孫香宇,汪一波,楊勇,卞浩,郭為忠專利號(hào)：ZL201310207730.4申請(qǐng)日：2013-05-29；授權(quán)日2015.5.27(2012-2013春)多級(jí)齒輪結(jié)構(gòu)密碼鎖發(fā)明人：卞浩,楊勇,楊藝菲,孫香宇,汪一波,郭為忠專利號(hào)：ZL201310208158.3申請(qǐng)日：2013-05-29；授權(quán)日：2015.5.27(2012-2013春季)明暗雙編碼機(jī)械鎖發(fā)明人：汪一波,孫香宇,楊勇,卞浩,楊藝菲,郭為忠專利號(hào)：ZL201310275032.8申請(qǐng)日：2013-07-03，授權(quán)日：2015-04-1(2012-2013春季)基于邏輯順序的密碼鎖孫香宇、汪一波、楊藝菲、卞浩、楊勇(2013)機(jī)械密碼鎖－本院學(xué)生課程設(shè)計(jì)作品機(jī)械密碼鎖－本院學(xué)生課程設(shè)計(jì)作品機(jī)械實(shí)例旋轉(zhuǎn)同步型彈子鎖的鎖芯及其鑰匙發(fā)明人：周旻珺;程燦;李光焜;郭為忠.發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?01010160003.3申請(qǐng)日：2010.4.29(2008-2009秋季)雙孔牽連旋轉(zhuǎn)推擋式彈子鎖的鎖芯及其鑰匙.發(fā)明人：周旻珺，程燦，李光焜，郭為忠.發(fā)明專利授權(quán)號(hào)：ZL201010165867.4申請(qǐng)日：2010.5.7；授權(quán)日：2012.11.21(2008-2009秋季)現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成—設(shè)計(jì)視角（功能）現(xiàn)代機(jī)器的邏輯結(jié)構(gòu)（單元層次）傳動(dòng)部分動(dòng)力部分執(zhí)行部分機(jī)器與其他裝置的主要不同點(diǎn)是產(chǎn)生期望的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，完成有用的工作過(guò)程。因此．實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)是機(jī)器的核心。機(jī)器的構(gòu)成美國(guó)《國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)》:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)-互聯(lián)網(wǎng)+制造，2012德國(guó)《工業(yè)4.0》:制造+互聯(lián)網(wǎng),軟件重要性（信息物理融合系統(tǒng)cyber-physicalsystems）,2013日本《2015年版制造白皮書(shū)》:大數(shù)據(jù)+人工智能+IoT，2015中國(guó)《中國(guó)制造2025》:工業(yè)2.0、3.0、4.0并行發(fā)展，2015《第二次機(jī)器革命》：發(fā)達(dá)大腦（+強(qiáng)健靈巧肢體），2014《Outofcontrol失控》,1994現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成—概念設(shè)計(jì)視角（功能）信息處理與控制傳感檢測(cè)廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)1信息處理與控制廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)m廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)n傳感檢測(cè)子系統(tǒng)…通訊、信息處理與控制……執(zhí)行單元1執(zhí)行單元m執(zhí)行單元n機(jī)械運(yùn)動(dòng)電子控制機(jī)電一體化升級(jí)版虛+實(shí)（軟+硬）現(xiàn)代機(jī)器的邏輯結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)層次）現(xiàn)代機(jī)器的骨架/運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（三子系統(tǒng)論，核心組成）機(jī)器的構(gòu)成VSMCSM電子控制(弱電)可編程原動(dòng)機(jī)(強(qiáng)電)普通原動(dòng)機(jī)(強(qiáng)電)機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))傳感檢測(cè)(精儀)通訊+信息處理(計(jì)算機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)+)減速器(傳動(dòng))機(jī)電一體化升級(jí)版虛+實(shí)（軟+硬）智能裝備/機(jī)械/機(jī)器現(xiàn)代機(jī)器的邏輯結(jié)構(gòu)（機(jī)電一體化全景）-智慧之接口現(xiàn)代機(jī)器的骨架/運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（三子系統(tǒng)論，核心組成）現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成(邏輯構(gòu)造)《第二次機(jī)器革命》：發(fā)達(dá)大腦（+強(qiáng)健靈巧肢體），2014《Outofcontrol失控》,1994機(jī)器的構(gòu)成現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成(邏輯構(gòu)造)VSMCSM電子控制(弱電)可編程原動(dòng)機(jī)(強(qiáng)電)普通原動(dòng)機(jī)(強(qiáng)電)機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))傳感檢測(cè)(精儀)通訊+信息處理(計(jì)算機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)+)減速器(傳動(dòng))機(jī)電一體化升級(jí)版虛+實(shí)（軟+硬）智能裝備/機(jī)械/機(jī)器現(xiàn)代機(jī)器的邏輯結(jié)構(gòu)（機(jī)電一體化全景）-智慧之接口現(xiàn)代機(jī)器的骨架/運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（三子系統(tǒng)論，核心組成）《第二次機(jī)器革命》：發(fā)達(dá)大腦（+強(qiáng)健靈巧肢體），2014《Outofcontrol失控》,1994機(jī)器的構(gòu)成現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成(物理構(gòu)造)現(xiàn)代機(jī)器的骨架/運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（三子系統(tǒng)論，核心組成）現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的物理構(gòu)造（Project實(shí)施對(duì)象）機(jī)器的構(gòu)成通訊信息處理與控制廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感檢測(cè)子系統(tǒng)現(xiàn)代機(jī)器的骨架/運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（三子系統(tǒng)論，核心組成）機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)械結(jié)構(gòu))現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的物理構(gòu)造（Project實(shí)施對(duì)象）現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成(物理構(gòu)造)機(jī)器的構(gòu)成機(jī)器的構(gòu)成現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成—設(shè)計(jì)視角（功能）Powersystem動(dòng)力系統(tǒng)Transmissionsystem傳動(dòng)系統(tǒng)Controlsystem控制系統(tǒng)Auxiliarysystem輔助系統(tǒng)Executivesystem執(zhí)行系統(tǒng)現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成—設(shè)計(jì)視角（功能）現(xiàn)代機(jī)器的邏輯結(jié)構(gòu)（機(jī)電一體化全景）-智慧之接口現(xiàn)代機(jī)器的骨架/運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（三子系統(tǒng)論，核心組成）機(jī)器的構(gòu)成機(jī)電一體化升級(jí)版虛+實(shí)（軟+硬）智能裝備/機(jī)械/機(jī)器《Outofcontrol失控》，2004德國(guó)《工業(yè)4.0》：軟件的重要性（信息物理融合系統(tǒng)cyber-physicalsystems）,2013《第二次機(jī)器革命》：發(fā)達(dá)大腦（+強(qiáng)健靈巧肢體），2014《中國(guó)制造2025》，2015控制器傳感器e(t)f(t)r(t)u(t)y(t)d(t)被控對(duì)象現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成—設(shè)計(jì)視角（功能）農(nóng)業(yè)革命工業(yè)革命-1st工業(yè)革命-2nd工業(yè)革命-3rd工業(yè)革命-4th1800線性代數(shù)(如：向量法)，幾何線幾何，旋量理論，李群李代數(shù)微分學(xué)，微分幾何矩陣?yán)碚?，圖論機(jī)構(gòu)與機(jī)器發(fā)展圖解法蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)和水輪機(jī)、煤炭史密斯刨床和大量新機(jī)床四桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)學(xué)理論體系形成連桿組自由度判據(jù)發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)派開(kāi)創(chuàng)1916年，提出Assur桿組20世紀(jì)50年代前后，運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)得到充分發(fā)展?-1960年，圖論開(kāi)始用于機(jī)構(gòu)綜合開(kāi)展對(duì)開(kāi)鏈機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中結(jié)構(gòu)變化機(jī)構(gòu)、組合機(jī)構(gòu)等研究80年代初，旋量理論在機(jī)構(gòu)學(xué)得到發(fā)展同期，位移子群在機(jī)構(gòu)分析與綜合中應(yīng)用并聯(lián)機(jī)構(gòu)得到廣泛研究，并在典型行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具廣泛應(yīng)用于機(jī)構(gòu)的分析與綜合中并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合理論得到很大發(fā)展多自由空間機(jī)構(gòu)性能評(píng)價(jià)和尺度綜合受到廣泛關(guān)注復(fù)雜機(jī)構(gòu)拓?fù)渑c參數(shù)集成設(shè)計(jì)理論與方法極端服役裝備、仿生和微納等機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論與方法機(jī)構(gòu)綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)建設(shè)……-串聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器并聯(lián)機(jī)構(gòu)巨型重載機(jī)器微納機(jī)械仿生機(jī)械A(chǔ)ssur桿組螺旋，李群李代數(shù)、集合論改自《機(jī)械工程學(xué)科：發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告（2011-2020），NSFC-工材部，科學(xué)出版社，2010190019601980200020102020機(jī)械/機(jī)器的發(fā)展脈絡(luò)歷史：簡(jiǎn)單到復(fù)雜、機(jī)械到機(jī)電重經(jīng)驗(yàn)、輕理性趨勢(shì)：機(jī)械到靈性、智能機(jī)器多科交叉、系統(tǒng)性工業(yè)革命工具進(jìn)步春秋1700幾何學(xué)，圖解法依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)與智慧、技藝傳承、奇淫技巧內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電力、石油蒸汽時(shí)代新動(dòng)力，英國(guó)電氣時(shí)代新動(dòng)力，德國(guó)信息時(shí)代自動(dòng)化、CS/IT，美蘇智能時(shí)代AI/BD、新能源，美中農(nóng)耕時(shí)代風(fēng)/水/畜力，石器/青銅器/鐵器，中國(guó)現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成—設(shè)計(jì)視角（功能）農(nóng)業(yè)革命工業(yè)革命-1st工業(yè)革命-2nd工業(yè)革命-3rd工業(yè)革命-4th蒸汽時(shí)代人+新動(dòng)力電氣時(shí)代人+新動(dòng)力信息時(shí)代人+自動(dòng)化、CS/IT智能時(shí)代人+AI/BD、新能源農(nóng)耕時(shí)代人+執(zhí)行構(gòu)件/機(jī)構(gòu)風(fēng)/水/畜力人-機(jī)器-環(huán)境：大系統(tǒng)人+機(jī)器通訊、什么是機(jī)器/機(jī)械機(jī)器(Machine)是一種由人為物體組成的、能產(chǎn)生確定/期望機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，用來(lái)完成一定的工作過(guò)程，以代替生物的勞動(dòng)或輔助生物的活動(dòng)。(包括體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng))【Machineisacombinationofresistantbodiesarrangedtocompelthemechanicalforcesofnaturetodoworkaccompaniedbydeterminatemotion.(-Reuleaux)】【Machinesaremechanicaldevicesusedtoalter,transmitanddirectforcestoaccomplishaspecificobjective(todowork,toachievesomecertainapplicationfunctions.)】機(jī)器有時(shí)又稱為機(jī)械系統(tǒng)(mechanicalsystem)、機(jī)械產(chǎn)品、機(jī)電（一體化）系統(tǒng)或機(jī)電（一體化）產(chǎn)品(mechatronicsystem/product)。根據(jù)工作類型的不同，機(jī)器一般可以分為動(dòng)力機(jī)器、工作機(jī)器和信息機(jī)器三類。機(jī)器的內(nèi)涵什么是機(jī)器/機(jī)械機(jī)器的分類動(dòng)力機(jī)器的功用機(jī)械能其他形式的能量?jī)?nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)工作機(jī)器的功用完成有用的機(jī)械功或搬運(yùn)物品金屬切削機(jī)床、軋鋼機(jī)、織布機(jī)、包裝機(jī)、汽車、機(jī)車、飛機(jī)、起重機(jī)、數(shù)控機(jī)床信息機(jī)器的功用完成信息的傳遞和變換照相機(jī)、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、繪圖機(jī)新能源利用裝置磁懸浮列車、壓力機(jī)、盾構(gòu)、油田抽油機(jī)、工業(yè)噴涂機(jī)器人、焊接機(jī)器人、空間站機(jī)械臂、深海探測(cè)機(jī)器人、電動(dòng)玩具貓本課程研究的機(jī)器，其本質(zhì)特征是能實(shí)現(xiàn)一定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，并以機(jī)械運(yùn)動(dòng)為手段實(shí)現(xiàn)其功用。（太陽(yáng)能/風(fēng)能/海洋能/地?zé)崮?生物質(zhì)能/氫能/核能/…）（“雙碳”戰(zhàn)略：碳達(dá)峰2030、碳中和2060）3D打印機(jī)什么是機(jī)器人機(jī)器人：仍是機(jī)械裝置，是自動(dòng)化/信息化/智能化/網(wǎng)絡(luò)化/群體化/社會(huì)化的機(jī)械，是典型的現(xiàn)代機(jī)器（機(jī)械運(yùn)動(dòng)）機(jī)器人的內(nèi)涵Robot：捷克作家KarelCapek,1920Rossum’sUniversalRobotsARoadmapforU.S.Robotics--FromInternettoRobotics,2013Ed.,Mar.

20,2013(8U+1RTC)

GeorgiaTech,CarnegieMellon,UPennsylvania,USC,Stanford,UC-Berkeley,UWashington,MIT,RoboticsTechnologyConsortium工業(yè)機(jī)器人：1960s-特種機(jī)器人：服務(wù)、娛樂(lè)家用、醫(yī)療建筑、農(nóng)業(yè)空間、水下軍用、核電打印、…機(jī)器人化搬運(yùn)、碼垛焊接、鉆孔噴漆、鑄造打磨、裝配分揀、…Robotics：IsaacAsimov,1941造詞

，1942提出機(jī)器人學(xué)三定律定律1：機(jī)器人不得傷害人，也不得見(jiàn)人受到傷害而袖手旁觀。定律2：機(jī)器人應(yīng)服從人的一切命令，但不得違反第一定律。定律3：機(jī)器人應(yīng)保護(hù)自身的安全，但不得違反第一、第二定律。ThreeLawsofRobotics有思想、有靈魂的機(jī)械（機(jī)器倫理）LawⅠ:Arobotmaynotinjureahumanbeingor,throughinaction,allowahumanbeingtocometoharm.LawⅡ:Arobotmustobeyordersgivenitbyhumanbeingsexceptwheresuchorderswouldconflictwiththefirstlaw.LawⅢ:Arobotmustprotectitsownexistenceaslongassuchprotectiondoesnotconflictwiththefirstorsecondlaw.機(jī)電一體化升級(jí)版虛+實(shí)（軟+硬）智能裝備/機(jī)械/機(jī)器算法or聰慧(信息處理功能的演進(jìn))《第二次機(jī)器革命》：發(fā)達(dá)大腦（+強(qiáng)健靈巧肢體），2014《Outofcontrol失控》,1994機(jī)器的智能莫拉維克悖論（Moravec'sparadox）：和傳統(tǒng)假設(shè)不同，對(duì)計(jì)算機(jī)而言，實(shí)現(xiàn)邏輯推理等人類高級(jí)智慧只需要相對(duì)很少的計(jì)算能力，而實(shí)現(xiàn)感知、運(yùn)動(dòng)等低等級(jí)智慧卻需要巨大的計(jì)算資源。史迪芬·平克（StevenPinker/語(yǔ)言學(xué)家/認(rèn)知科學(xué)家）認(rèn)為：這是人工智能研究者的最重要發(fā)現(xiàn)?！禩heLanguageInstinct》：“困難的問(wèn)題是簡(jiǎn)單的，簡(jiǎn)單的問(wèn)題是困難的”。四歲小孩具有的本能─辨識(shí)人臉、舉起鉛筆、在房間內(nèi)走動(dòng)、回答問(wèn)題等，事實(shí)上是工程領(lǐng)域內(nèi)目前為止最難解的問(wèn)題。【隨著新一代智慧設(shè)備的出現(xiàn)，股票分析師、石化工程師和假釋委員會(huì)都要小心他們的位置被取代，但是園丁、接待員和廚師至少十年內(nèi)都不用有這種擔(dān)心?！縈arvinMinsky強(qiáng)調(diào)：對(duì)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，最難以復(fù)刻的人類技能是那些無(wú)意識(shí)的技能?？傮w上，一些看起來(lái)簡(jiǎn)單的動(dòng)作比那些看起來(lái)復(fù)雜的動(dòng)作要更加難以實(shí)現(xiàn)。莫拉維克悖論Moravec'sParadox：HansMoravec,RodneyBrooks,MarvinMinsky,1980sAI三大悖論：莫拉維克悖論、新知李國(guó)杰院士提出識(shí)悖論、啟發(fā)式悖論目錄機(jī)械實(shí)例與定義（Casestudies&definitions）機(jī)械設(shè)計(jì)（Mechanical/machinedesign）基本概念與定義

（Basicconcepts/definitions）機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程思考題附錄課程總體介紹、機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)成與開(kāi)發(fā)流程第一章緒論什么是機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)：在正式做某項(xiàng)工作之前，根據(jù)一定的目的要求，預(yù)先制定方法、圖樣等。【現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典，1999】機(jī)械設(shè)計(jì)：根據(jù)使用要求對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、潤(rùn)滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過(guò)程?！景俣劝倏啤繖C(jī)械設(shè)計(jì)(mechanicaldesign)：是創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)具有預(yù)期功能的新設(shè)備或機(jī)器，或改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)器和設(shè)備，使其具有新的性能。【盧玉明，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，第6版】機(jī)械設(shè)計(jì)從無(wú)到有

----創(chuàng)造舊的變新----改進(jìn)恩格斯：“直立與勞動(dòng)創(chuàng)造了人類，而勞動(dòng)是從制造工具開(kāi)始的”【自然辯證法】對(duì)企業(yè)發(fā)展的重要意義—產(chǎn)業(yè)鏈與產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造市場(chǎng)營(yíng)銷售后服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈原料采購(gòu)倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸訂單處理批發(fā)經(jīng)營(yíng)終端零售郎咸平：產(chǎn)業(yè)鏈的“非常6+1”，2008企業(yè)群活動(dòng)：形成產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)鏈增值：價(jià)值形成鏈國(guó)際分工合作：產(chǎn)業(yè)鏈在全球布局全球企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)：產(chǎn)業(yè)鏈上下游卡位開(kāi)門(mén)七件事Bigdata+工業(yè)4.02015.6.1廣東衛(wèi)視-財(cái)經(jīng)郎眼:大數(shù)據(jù)時(shí)代來(lái)了產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)企業(yè)發(fā)展的重要意義—價(jià)值曲線與設(shè)計(jì)價(jià)值機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造市場(chǎng)營(yíng)銷售后服務(wù)原料采購(gòu)倉(cāng)儲(chǔ)物流訂單處理批發(fā)經(jīng)營(yíng)終端零售

郎咸平,《產(chǎn)業(yè)鏈陰謀》,東方出版社，2008.【產(chǎn)業(yè)鏈的“非常6+1”】附加值高低上游下游產(chǎn)業(yè)鏈微笑曲線(SmilingCurve)【「再造宏碁：開(kāi)創(chuàng)、成長(zhǎng)與挑戰(zhàn)」,宏基集團(tuán)創(chuàng)辦人施振榮，1992】產(chǎn)品研發(fā)市場(chǎng)消費(fèi)Germany

<--USA<--China

戴姆勒-奔馳】蒂森-克虜伯、西門(mén)子、SAP…麥肯錫、4A、IBM咨詢服務(wù)、Google、Facebook…OEM、海爾、格力、華為、聯(lián)想、上汽、奇瑞...創(chuàng)新研發(fā)品牌口碑供給側(cè)需求側(cè)對(duì)企業(yè)發(fā)展的重要意義—價(jià)值曲線與設(shè)計(jì)價(jià)值機(jī)械設(shè)計(jì)國(guó)務(wù)院,《中國(guó)制造2025》,2015.5.8.“中國(guó)制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略“十三五”期間：中國(guó)要掌握一批重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)，優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步增強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量有較大提高?！爸袊?guó)制造”：將實(shí)現(xiàn)從制造引領(lǐng)到創(chuàng)新引領(lǐng)、從供應(yīng)鏈戰(zhàn)略到價(jià)值鏈戰(zhàn)略、從全球銷售到全球經(jīng)營(yíng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)?！翱ú弊印眴?wèn)題：關(guān)鍵技術(shù)、核心技術(shù)，核心競(jìng)爭(zhēng)力之所在，責(zé)任之所在（重在創(chuàng)新）對(duì)企業(yè)發(fā)展的重要意義機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)活動(dòng)起點(diǎn)=終點(diǎn)(cycle)產(chǎn)品銷售vs需求滿足&調(diào)查需求：顯+隱；終端+中間開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)制造市場(chǎng)營(yíng)銷售后服務(wù)現(xiàn)代企業(yè)活動(dòng)3Dprinting制造類：橄欖球/腰鼓型企業(yè)（OEM/代工）設(shè)計(jì)類：?jiǎn)♀徯推髽I(yè)（創(chuàng)新型，品牌戰(zhàn)略）企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一般流程機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程調(diào)研與立題機(jī)電產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電機(jī)+控制原型制作與展示企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一般流程《設(shè)計(jì)與制造Ⅱ》項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程（產(chǎn)品開(kāi)發(fā)鏈

課程時(shí)間線）機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)成與開(kāi)發(fā)流程（項(xiàng)目開(kāi)展流程）項(xiàng)目進(jìn)程現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程（企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新開(kāi)發(fā)）1-34-99-1213-1718目錄機(jī)械實(shí)例與定義（Casestudies&definitions）機(jī)械設(shè)計(jì)（Mechanicaldesign）基本概念與定義（Basicconcepts/definitions）機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程思考題附錄課程總體介紹、機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)成與開(kāi)發(fā)流程第一章緒論機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)基本概念構(gòu)件機(jī)構(gòu)原動(dòng)件執(zhí)行構(gòu)件機(jī)構(gòu)：機(jī)器的“骨骼”系統(tǒng)，起到支承、運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生與變換、力的傳遞與轉(zhuǎn)換的功用。機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)基本概念構(gòu)件機(jī)構(gòu)原動(dòng)件執(zhí)行構(gòu)件機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)基本概念構(gòu)件機(jī)構(gòu)原動(dòng)件執(zhí)行構(gòu)件內(nèi)骨骼機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)基本概念構(gòu)件機(jī)構(gòu)原動(dòng)件執(zhí)行構(gòu)件外骨骼生物的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)基本概念外骨骼機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)基本概念構(gòu)件機(jī)構(gòu)原動(dòng)件執(zhí)行構(gòu)件零骨骼生物的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)基本概念零骨骼機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)港口起重機(jī)

：四桿機(jī)構(gòu)基本概念構(gòu)件機(jī)構(gòu)原動(dòng)件執(zhí)行構(gòu)件機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(屬連桿機(jī)構(gòu))-執(zhí)行功能齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)-控制功能基本概念構(gòu)件、機(jī)構(gòu)、零部件原動(dòng)件、執(zhí)行構(gòu)件、原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、傳感器機(jī)電一體化的作用控制子系統(tǒng)通訊+信息處理子系統(tǒng)廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)傳感檢測(cè)子系統(tǒng)機(jī)電一體化的沖擊（提升）控制功能電子化，簡(jiǎn)化了機(jī)器結(jié)構(gòu)可編程性好，柔性大，智能之接口工藝動(dòng)作易于協(xié)調(diào)，控制容易機(jī)構(gòu)廣義機(jī)構(gòu)（光/機(jī)/電/…）基本概念現(xiàn)代機(jī)器：控制功能電子化/非機(jī)化機(jī)構(gòu)：專攻運(yùn)動(dòng)，功能更純粹廣義機(jī)器：“人-機(jī)-環(huán)境”大系統(tǒng)基本概念圖2-21以工具操控運(yùn)動(dòng)為核心的“人-機(jī)-環(huán)境”抽象模型圖2-20“人-機(jī)-環(huán)境”構(gòu)成的大系統(tǒng)抽象模型未來(lái)機(jī)器與人類社會(huì)：人-機(jī)-環(huán)廣義機(jī)器社會(huì)關(guān)系：人—?jiǎng)?chuàng)造、機(jī)器—生產(chǎn)人：設(shè)計(jì)-創(chuàng)造性勞動(dòng)【創(chuàng)新/財(cái)富增殖的源泉、軟財(cái)富】機(jī)：生產(chǎn)-計(jì)算性勞動(dòng)【勞動(dòng)/財(cái)富增殖的機(jī)器化、硬財(cái)富】人的地位：創(chuàng)新的主體、價(jià)值的源泉機(jī)器的創(chuàng)造者、機(jī)器的主人/操控者未來(lái)社會(huì)：【共融：co-existing、co-operation】人機(jī)協(xié)同/協(xié)作：共同創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富人機(jī)協(xié)同/融合：共同完成社會(huì)勞動(dòng)【人(勞動(dòng)的主導(dǎo))+機(jī)(勞動(dòng)的主體)】人

(創(chuàng)新創(chuàng)造的主體)+機(jī)(生產(chǎn)服務(wù)的主體)機(jī)器倫理機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)基本概念構(gòu)件、機(jī)構(gòu)、零部件原動(dòng)件、執(zhí)行構(gòu)件、原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、傳感器零部件

構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的最小單元。零件是制造的最小單元。美國(guó)《國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)》:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)-互聯(lián)網(wǎng)+制造，2012德國(guó)《工業(yè)4.0》:制造+互聯(lián)網(wǎng),軟件重要性（信息物理融合系統(tǒng)cyber-physicalsystems）,2013日本《2015年版制造白皮書(shū)》:大數(shù)據(jù)+人工智能+IoT，2015中國(guó)《中國(guó)制造2025》:工業(yè)2.0、3.0、4.0并行發(fā)展，2015《第二次機(jī)器革命》：發(fā)達(dá)大腦（+強(qiáng)健靈巧肢體），2014《Outofcontrol失控》,1994信息處理與控制—詳細(xì)設(shè)計(jì)視角（結(jié)構(gòu)）單片機(jī)與控制器傳感檢測(cè)結(jié)構(gòu)1(構(gòu)件+關(guān)節(jié))單片機(jī)與控制器結(jié)構(gòu)m(構(gòu)件+關(guān)節(jié))結(jié)構(gòu)n(構(gòu)件+關(guān)節(jié))傳感器…網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、控制器……執(zhí)行單元1執(zhí)行單元m執(zhí)行單元n機(jī)械結(jié)構(gòu)控制軟硬件機(jī)電一體化升級(jí)版虛+實(shí)（軟+硬）現(xiàn)代機(jī)器的結(jié)構(gòu)邏輯（系統(tǒng)層次）現(xiàn)代機(jī)器的骨架/運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（三子系統(tǒng)論，核心組成）基本概念什么是機(jī)械原理、機(jī)械零件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與制造Ⅱ：了解機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)涉及的機(jī)械原理、機(jī)械零件、驅(qū)動(dòng)傳感、能源動(dòng)力等基本知識(shí)，理解機(jī)電產(chǎn)品/機(jī)器、機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)、零部件、原動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、傳感器等概念，熟悉機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)成與開(kāi)發(fā)流程。機(jī)械原理：機(jī)構(gòu)與機(jī)器理論/科學(xué)(MMT：Mechanism&MachineTheory,Mechanism&MachineScience)，是研究機(jī)構(gòu)和機(jī)器的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力特性，以及機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的一門(mén)基礎(chǔ)技術(shù)學(xué)科。機(jī)械原理的研究對(duì)象是機(jī)械，而機(jī)械是機(jī)構(gòu)與機(jī)器的總稱。機(jī)械設(shè)計(jì)：機(jī)械零件/機(jī)械設(shè)計(jì)(elementsofmechanicaldesign/machinedesign)，研究機(jī)器整機(jī)及通用零部件的基本工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用、性能設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法?；靖拍顧C(jī)構(gòu)機(jī)器中的運(yùn)動(dòng)單元體稱為構(gòu)件link。制造單元稱為零件mechanicalelement機(jī)構(gòu)mechanism是把一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)?！綧echanism:akinematicchaininwhichatleaseonelinkhasbeen“grounded”,orattached,totheframeofreference(whichitselfmaybeinmotion);thelinksinthekinematicchainmoveuponeachotherwithdefiniterelativemotion.】構(gòu)件可以是剛性的，也可以是撓性的或彈性的。現(xiàn)代機(jī)器中的機(jī)構(gòu)不再是純剛性構(gòu)件的機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)可以是電動(dòng)、液壓、氣動(dòng)、電磁件或其它方式（人力、畜力、）。最常用的機(jī)構(gòu)有：連桿機(jī)構(gòu)linkage、凸輪機(jī)構(gòu)cammechanism、齒輪機(jī)構(gòu)geartrain、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)intermittenmechanism等。機(jī)構(gòu)可以形象地比作機(jī)器的“骨骼”系統(tǒng)，起到支承、運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生與變換、載荷傳遞的功能?；靖拍钅夸洐C(jī)械實(shí)例與定義（Casestudies&definitions）機(jī)械設(shè)計(jì)（Mechanicaldesign）基本概念與定義

（Basicconcepts/definitions）機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程（項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作之過(guò)程）思考題附錄課程總體介紹、機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)成與開(kāi)發(fā)流程第一章緒論機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的過(guò)程和管理機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程400噸米鍛造操作機(jī)如何開(kāi)發(fā)？如何組織開(kāi)發(fā)？目錄機(jī)械實(shí)例與定義（Casestudies&definitions）機(jī)械設(shè)計(jì)（Mechanicaldesign）基本概念與定義（Basicconcepts/definitions）機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程思考題（機(jī)械的發(fā)展）附錄課程總體介紹、機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)成與開(kāi)發(fā)流程第一章緒論設(shè)計(jì)與制造Ⅱ1-1試說(shuō)明機(jī)構(gòu)與機(jī)器的異同，怎樣看待傳統(tǒng)機(jī)械和機(jī)電一體化產(chǎn)品中的機(jī)構(gòu)？1-2試舉例說(shuō)明機(jī)器的分類？你還有其它分類方法嗎？1-3什么是執(zhí)行動(dòng)作和執(zhí)行構(gòu)件？1-4試分析企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一般流程，各環(huán)節(jié)作用如何。1-5試分析市場(chǎng)需求和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)系？1-6談?wù)勀銓?duì)現(xiàn)代產(chǎn)品中機(jī)械、驅(qū)動(dòng)、控制、傳感器、處理器等相互關(guān)系的看法。1-8若請(qǐng)你負(fù)責(zé)一項(xiàng)機(jī)電一體化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)任務(wù)，你將如何組織研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并管理開(kāi)發(fā)過(guò)程？依據(jù)是什么？1-9請(qǐng)從功能結(jié)構(gòu)的視角考察一下機(jī)械的發(fā)展史。1-10從設(shè)計(jì)角度分析古機(jī)械、近代機(jī)械、現(xiàn)代機(jī)械的異同。彈簧在機(jī)構(gòu)/機(jī)器中起到什么作用？能算作運(yùn)動(dòng)構(gòu)件嗎？為什么？思考題設(shè)計(jì)與制造Ⅱ2-1何謂現(xiàn)代機(jī)器?它與傳統(tǒng)機(jī)器有什么區(qū)別和聯(lián)系?未來(lái)機(jī)器會(huì)朝哪些方向發(fā)展？2-2現(xiàn)代機(jī)器的邏輯結(jié)構(gòu)有哪些形式？2-3機(jī)電一體化在現(xiàn)代機(jī)器中的表現(xiàn)形式有哪些？2-4如何理解“控制功能載體的變革為信息技術(shù)的介入留下了有效接口”這句話？2-5何謂廣義機(jī)構(gòu)?它與傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)有什么區(qū)別和聯(lián)系?2-6廣義機(jī)構(gòu)的最本質(zhì)特征是什么？2-7廣義機(jī)構(gòu)有哪些類型？傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)屬于廣義機(jī)構(gòu)嗎？2-8從方案設(shè)計(jì)的需要出發(fā)，傳感器應(yīng)如何分類？2-9從方案設(shè)計(jì)的需要出發(fā)，信息處理與控制系統(tǒng)的軟硬件有哪些層次和類型？2-10如何理解“人-機(jī)-環(huán)境”的動(dòng)態(tài)性和機(jī)器的演進(jìn)路徑？思考題《課程講義ch2》Back“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

（D&MⅡ，ME3220）謝 謝！第一章緒論拓展與思考附錄古代近代現(xiàn)代未來(lái)仿生拓展與思考古代人類的探索：機(jī)械的發(fā)展中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就秤：古稱權(quán)衡、衡器。權(quán)即砝碼/秤錘，衡指秤桿。最早的秤：長(zhǎng)沙附近左家公山戰(zhàn)國(guó)時(shí)期楚墓中的天平，公元前四至三世紀(jì)制品桔槔：春秋時(shí)期已相當(dāng)普遍，延續(xù)了幾千年，是中國(guó)農(nóng)村歷代通用的舊式提水器具轆轤：汲水工具。公元前一千一百多年前中國(guó)周代初期已經(jīng)發(fā)明。春秋時(shí)期已經(jīng)流行。廣泛地應(yīng)用在農(nóng)業(yè)灌溉上?！段镌罚菏坟甲鬓A轤翻車：刮板式連續(xù)提水機(jī)械，又名龍骨水車，我國(guó)古代最著名的農(nóng)業(yè)灌溉機(jī)械之一?！逗鬂h書(shū)》：畢嵐作翻車，三國(guó)馬鈞加以完善。最早的鏈傳動(dòng)筒車：唐代已有，水力機(jī)械。水筒與水輪聯(lián)成一體，既是接受水力的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，又是提水倒水的工作構(gòu)件，其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)明緊湊，設(shè)計(jì)構(gòu)思巧妙。中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就扇車：公元前一世紀(jì)，西漢時(shí)我國(guó)已有揚(yáng)去谷物中的秕糠用的風(fēng)車。歐洲約一千四百年后才有類似的風(fēng)車。

扇車由車架、外殼、風(fēng)扇、喂料斗及調(diào)節(jié)門(mén)等構(gòu)成，工作時(shí)手搖風(fēng)扇，開(kāi)啟調(diào)節(jié)門(mén)，讓谷物緩緩落下，谷殼及輕雜物被風(fēng)力吹出機(jī)外水磨：用水力作為動(dòng)力的磨，大約在晉代就發(fā)明了。到三國(guó)時(shí)代，多功能水磨機(jī)械已經(jīng)誕生成型。從機(jī)械角度來(lái)看，是由水輪、軸和齒輪聯(lián)合傳動(dòng)的機(jī)械。從古代繪畫(huà)中的臥輪水磨、立輪水磨和立輪式水轉(zhuǎn)大紡車，可見(jiàn)中國(guó)古代安裝臥輪還是立輪的決定，已經(jīng)是根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源、水勢(shì)高低、齒輪與輪軸的匹配原則，從經(jīng)濟(jì)、便利等角度予以解決的。《欽定授時(shí)通考》「水轉(zhuǎn)連磨」《農(nóng)書(shū)》「臥輪水磨」《農(nóng)書(shū)》「水轉(zhuǎn)大紡車」水碓：西漢末年出現(xiàn)，利用水力舂米之機(jī)械。動(dòng)力源是一個(gè)大的立式水輪，輪上裝有若干板葉，轉(zhuǎn)軸上裝有一些彼此錯(cuò)開(kāi)的撥板，用來(lái)?yè)軇?dòng)碓桿。每個(gè)碓用柱子架起一根木桿，桿的一端裝一塊圓錐形石頭。下面的石臼里放上準(zhǔn)備加工的稻谷。流水沖擊水輪使它轉(zhuǎn)動(dòng)，軸上的撥板臼撥動(dòng)碓桿的梢，使碓頭一起一落地進(jìn)行舂米，加工糧食。中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就石磨：魯班發(fā)明(春秋末期魯國(guó)人，發(fā)明了木工用鋸子、刨子、曲尺等)兩塊石頭制成磨扇，下扇中間裝有短立軸，用鐵制成，上扇中間有相應(yīng)空套，兩扇相合以后，下扇固定，上扇繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。兩扇相對(duì)留有空膛叫磨膛，膛外周制成一起一伏的磨齒。上扇有磨眼，添加谷物，被磨成粉末，從夾縫中流到磨盤(pán)上，過(guò)羅篩去麩皮等就得到面粉。中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就記里鼓車：配有減速齒輪系的古代車輛，一般作為帝王出行儀仗車輛，至遲在漢代已問(wèn)世。每行走一里擊鼓一次。從它的內(nèi)部構(gòu)造來(lái)說(shuō)，所應(yīng)用的減速齒輪系統(tǒng)已相當(dāng)復(fù)雜，可以說(shuō)是現(xiàn)代車輛上計(jì)程儀的先驅(qū)。獨(dú)輪車：創(chuàng)始者據(jù)說(shuō)是三國(guó)諸葛亮，前身即木牛流馬。原始的車輪沒(méi)有輪輻，在漢、唐時(shí)代稱為“輇”夏代前后，出現(xiàn)了無(wú)輻條的輇和各種有輻條的車輪。由輇發(fā)展到輪，使車輛的行走部件發(fā)生了一次大變革，為殷代造車奠定了基礎(chǔ)。殷商和西周時(shí)已有相當(dāng)精致的兩輪車。中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就5只齒輪；120個(gè)齒。指南車：相傳5000多年前黃帝時(shí)代就已經(jīng)發(fā)明。指南車起源很早，歷代曾幾度重制，但均未留下資料，直至宋代才有完整的資料。SouthPointingChariot指南車(~2,500BC)＊Tworecordsabouttheexteriorshapeandtheinteriorstructureofsouthpointingchariotsin《宋史》,HistoryoftheSongDynasty,includingonedesignbyYanSu(燕肅)in1027ADandanotherbyWuDe-ren(吳德仁)in1107AD.(摘自顏鴻森CCAMMS2009Keynotespeech,Wuhan)中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就SouthPointingChariot指南車(~2,500BC)(摘自顏鴻森CCAMMS2009Keynotespeech,Wuhan)《三才圖會(huì)》A.C.Moule1925WangZhen-duo(王振鐸)1937G.Lanchester1947ScienceMuseum,London

＊Tworecordsabouttheexteriorshapeandtheinteriorstructureofsouthpointingchariotsin《宋史》,HistoryoftheSongDynasty,includingonedesignbyYanSu(燕肅)in1027ADandanotherbyWuDe-ren(吳德仁)in1107AD.世界第一臺(tái)地震儀，即候風(fēng)地動(dòng)儀：公元132年張衡創(chuàng)制，測(cè)定地震方位。地動(dòng)儀由精銅鑄成，儀器內(nèi)部中央立一根銅質(zhì)都柱（上粗下細(xì)的棍關(guān)）中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就萬(wàn)象支架：西漢末（公元1世紀(jì)）巧工丁緩制作的“被中香爐”是世界上已知最早的常平支架。構(gòu)造精巧，無(wú)論球體香爐如何滾動(dòng)，其中心位置的半球形爐體都始終保持水平狀態(tài)。鏤空球內(nèi)有兩個(gè)環(huán)互相垂直可靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，爐體可繞三個(gè)互相垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。原理與現(xiàn)代陀螺儀中的萬(wàn)向支架相同。弩弓：大約3萬(wàn)年前我國(guó)就發(fā)明了弓箭，是機(jī)械方面最早的一項(xiàng)發(fā)明。弓和箭是使用時(shí)間最長(zhǎng)的古老兵器春秋時(shí)期出現(xiàn)弩，控制射擊的弩機(jī)是比較靈巧的機(jī)械裝置。到漢代，弩機(jī)加工精度和表面光潔度已相當(dāng)高。漢弩有一石至十石等八種規(guī)格，表明機(jī)械制造標(biāo)準(zhǔn)在漢代已初步確立。冶鐵水排：我國(guó)古代冶鐵用的水利鼓風(fēng)裝置。沿用很長(zhǎng)時(shí)期，直到本世紀(jì)七十年代，一些地方還在使用。我國(guó)古代水排構(gòu)造的詳細(xì)技術(shù)最早見(jiàn)于元代的《王禎農(nóng)書(shū)》，依水輪放置方式分為立輪式和臥輪式兩種。通過(guò)輪軸、拉桿及繩索把圓周運(yùn)動(dòng)變成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到起閉風(fēng)扇和鼓風(fēng)目的最成功的柔順機(jī)構(gòu)案例中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就84木風(fēng)箱：鼓風(fēng)器最早是皮囊，后來(lái)是風(fēng)扇，再后來(lái)是風(fēng)箱。風(fēng)扇大約發(fā)明于公元十世紀(jì)前活塞式風(fēng)箱最早見(jiàn)于明代，記載史見(jiàn)于明代宋應(yīng)星著的《天工開(kāi)物》。風(fēng)箱兩端各設(shè)一個(gè)進(jìn)風(fēng)口，口上設(shè)有活瓣，箱側(cè)設(shè)有一風(fēng)道，風(fēng)道側(cè)端各設(shè)一個(gè)出風(fēng)口，口上亦置有活瓣。通過(guò)伸出風(fēng)箱外的拉桿，驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，促使活瓣一起一閉，以達(dá)到鼓風(fēng)目的。走馬燈：中國(guó)民間很流行，八百多年前發(fā)明，利用熱力作動(dòng)力。原理和近代的燃?xì)廨啓C(jī)相同巢車：古代的裝甲偵察車，用于窺伺城中動(dòng)靜，帶有可以升降的牛皮車廂，這是利用滑輪和轆轤聯(lián)合運(yùn)作制成的可升降的活動(dòng)瞭望臺(tái)。世界鐘表的鼻祖：水運(yùn)儀象臺(tái)1090年，北宋宰相蘇頌主持建造，每天僅有一秒誤差英國(guó)李約瑟：“蘇頌把鐘表機(jī)械和天文觀察儀器結(jié)合以來(lái)，在原理上已經(jīng)完全成功”82個(gè)黃銅碎片古希臘Antikythera裝置AntikytheraMechanism是已知最早的包含有復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)的裝置，于1901年在一艘失事的船上被發(fā)現(xiàn)，AntikytheraMechanism在一個(gè)木制容器中安裝有37個(gè)齒輪。已知的第一臺(tái)計(jì)算器：加、減、乘、除運(yùn)算，能夠制定日歷，顯示太陽(yáng)和月亮的位置。有一個(gè)刻度盤(pán)，能夠預(yù)測(cè)何時(shí)可能會(huì)發(fā)生日食或月食。--德國(guó)Ludwig-Maximilians大學(xué)佛朗哥斯《NATURE》中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就中國(guó)古代機(jī)械的輝煌成就史曉雷《大眾機(jī)械技術(shù)史》山東科學(xué)技術(shù)出版社，2015目錄古代篇——認(rèn)識(shí)機(jī)械技術(shù)第一章

簡(jiǎn)單機(jī)械1、斜面2、杠桿3、滑輪4、輪軸5、螺旋第二章

機(jī)構(gòu)1、曲柄連桿機(jī)構(gòu)2、凸輪機(jī)構(gòu)3、繩帶傳動(dòng)4、鏈傳動(dòng)5、齒輪傳動(dòng)近代篇——機(jī)械技術(shù)引發(fā)的技術(shù)革命第三章

第一次技術(shù)革命時(shí)期的機(jī)械技術(shù)1、棉紡織機(jī)械2、蒸汽機(jī)3、蒸汽機(jī)車4、蒸汽機(jī)船5、機(jī)床第四章

第二次技術(shù)革命時(shí)期的機(jī)械技術(shù)1、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)2、水輪機(jī)和汽輪機(jī)3、內(nèi)燃機(jī)4、飛機(jī)現(xiàn)代篇——機(jī)械技術(shù)與社會(huì)第五章

福特和他的汽車王國(guó)1、早期創(chuàng)業(yè)史2T型車與流水線第六章

三峽國(guó)產(chǎn)水輪發(fā)電機(jī)組之路1、高峽出平湖2、師夷長(zhǎng)技3、再立新功參考文獻(xiàn)拓展與思考近代人類的探索：機(jī)械的發(fā)展機(jī)構(gòu)是人造機(jī)械的“骨骼系統(tǒng)”農(nóng)業(yè)革命工業(yè)革命-1st工業(yè)革命-2nd工業(yè)革命-3rd工業(yè)革命-4th1800線性代數(shù)(如：向量法)，幾何線幾何，旋量理論，李群李代數(shù)微分學(xué)，微分幾何矩陣?yán)碚摚瑘D論機(jī)構(gòu)與機(jī)器發(fā)展圖解法蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)和水輪機(jī)、煤炭史密斯刨床和大量新機(jī)床四桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)學(xué)理論體系形成連桿組自由度判據(jù)發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)派開(kāi)創(chuàng)1916年，提出Assur桿組20世紀(jì)50年代前后，運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)得到充分發(fā)展?-1960年，圖論開(kāi)始用于機(jī)構(gòu)綜合開(kāi)展對(duì)開(kāi)鏈機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中結(jié)構(gòu)變化機(jī)構(gòu)、組合機(jī)構(gòu)等研究80年代初，旋量理論在機(jī)構(gòu)學(xué)得到發(fā)展同期，位移子群在機(jī)構(gòu)分析與綜合中應(yīng)用并聯(lián)機(jī)構(gòu)得到廣泛研究，并在典型行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具廣泛應(yīng)用于機(jī)構(gòu)的分析與綜合中并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合理論得到很大發(fā)展多自由空間機(jī)構(gòu)性能評(píng)價(jià)和尺度綜合受到廣泛關(guān)注復(fù)雜機(jī)構(gòu)拓?fù)渑c參數(shù)集成設(shè)計(jì)理論與方法極端服役裝備、仿生和微納等機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論與方法機(jī)構(gòu)綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)建設(shè)……-串聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器并聯(lián)機(jī)構(gòu)巨型重載機(jī)器微納機(jī)械仿生機(jī)械A(chǔ)ssur桿組螺旋，李群李代數(shù)、集合論改自《機(jī)械工程學(xué)科：發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告（2011-2020），NSFC-工材部，科學(xué)出版社，2010190019601980200020102020工業(yè)革命工具進(jìn)步春秋1700幾何學(xué)，圖解法依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)與智慧、技藝傳承、奇淫技巧內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電力、石油拓展與思考現(xiàn)代人類的探索：機(jī)械的發(fā)展生產(chǎn)線機(jī)構(gòu)是人造機(jī)械的“骨骼系統(tǒng)”醫(yī)用機(jī)器人的動(dòng)畫(huà)仿真機(jī)構(gòu)是人造機(jī)械的“骨骼系統(tǒng)”達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)是人造機(jī)械的“骨骼系統(tǒng)”并聯(lián)結(jié)構(gòu)的大型地震模擬器機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)是人造機(jī)械的“骨骼系統(tǒng)”機(jī)械發(fā)展史拓展與思考未來(lái)人類