机械创新设计-2-3_创新设计表达实例-硬币包装机

机械创新设计实例——硬币包装机

典型案例之三—— 硬币记数包装机功能分析

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机电系统的组成

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功能(功效、效能)、功能单元和功能结构 功能的概念：对某产品特定工作能力的抽象化描 述，不同于“功用”、“用途”、“能力”等概念。

电动机

功用——作原动机 用途——驱动电扇、机床…… 性能——效率、耐用性…… 能力——功率、转速、……

功能——将电能转换 成机械能

功能的含义： 是指某一机器(或装置)所具有的转化能量、运 动或其它物理量的特性。

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功能的定义：一个技术系统在以实现某种任务为目标

时，其输入量和输出量之间相互转换的关系。

系统工程—— 用“黑箱”来 描述功能。

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原理方案的总体分析在功能分析的基础上首先应对系统的原理方案进行 总体分析。 一定工作对象的情况下，执行功能与工艺过程和执 行元件密切关系，需要分析其工艺过程，在较大的 领域内进行工作原理的搜索。 例子：螺纹加工 复杂系统往往有多个执行功能，在总体方案阶段要 求对各执行件间的关系的配合和动作协调进行规划， 以便指导下一步的设计。

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硬币记数包装机功能分析用黑箱描述 硬币记数包 装机的总功能

操作指令 ~220V 币堆 卷币纸

S E M硬 币 记数包装机

S' 显示 S' 币卷 币袋

如何求解黑箱 中的X?

噪声、发热 残币

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功能的分解之一——功能元素功能的分解——复杂功能分解成一些基本动作— —功能元素。 也就是说有这些功能元素可以构成技术系统的复 杂的总功能。典型的基本动作12对：

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功能的分解之二——功能单元硬币堆放、输 ★ 功能单元——把功能分 送功能单元 解到功能单元的水平上。 硬币排列、挑残 ★这样的功能单元既有一定 分选功能单元 的独立性，又有一定的复杂 程度。 硬币分选计

数功能单元

★ 可以把硬币计数包装机 分解成7个功能单元。硬币包装 功能单元 送纸、撕纸 功能单元 卷边 功能单元

硬币堆码、整 理功能单元

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硬币记数包装机功能分析——视频

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功能结构和功能系统分析功能分解及功能分解图总功能可以像图中 逐渐被分解为很多 分功能。 功能分解图——各 分功能的关系表达 不清。

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硬币包装机功能结构图

功能结构图——更好的反映了各分功能之间的联 系和配合关系。 硬币分选计硬币堆放、输 送功能单元硬币排列、挑残 分选功能单元 数功能单元

硬币包装功 能单元2

硬币堆码 、整理功 能单元 硬币包装功 能单元1

送纸、撕纸 功能单元

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功能系统分析 由总功能分解为分功能，最后作出功能结构

图的过程，称为功能分析或系统分析。

即黑箱求解的过程。 功能分析——设计人员的初步酝酿功能原理 设计总体方案的过程，需要经过不断完善修 改。

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不同的功能结构形式的对比

功能结构可以有 不同的形式。 哪一种更好？ 由设计者确定。