创新设计类论文发表范文(两篇)

　　下面是两篇创新设计类论文投稿范文，第一篇论文介绍了空间机构创新设计过程，提出了面向知识的空间爱你机构创新设计的过程模型，为创新设计提供理论依据。第二篇论文介绍了旅游工艺品创新设计研究，设计在在工艺材质、造型艺术、商业模式上实现创新研究。

　　《空间机构创新设计过程》

　　摘要：为了满足空间机构在概念设计阶段越来越高的设计要求，需要对其进行创新设计，提出了一种面向知识的空间机构创新设计过程模型。针对空间机构设计过程中所需知识离散性、模糊性的特点进行了研究，构建了本体库系统模型，在此基础上分析了在机构设计阶段知识的组织、应用过程，提出了知识和创新方法策略的运行机制，并搭建了知识层、方法层和设计过程之间的逻辑结构。最后，以一发明专利实例验证了该模型可引导设计人员应用创新设计方法及多学科知识完成空间机构的创新设计。

　　关键词：空间机构;创新设计;知识表达;知识应用;设计过程

　　1引言

　　在新的航天任务需求牵引下需要新型的空间机构来完成多种空间任务。而空间环境恶劣、机构安装和工作空间差异性较大、体积重量比要求极为严格、系统精度和工作寿命以及可靠性要求高，考虑到概念设计阶段空间机构创新设计知识离散性、流动性、模糊性、复杂性的特点，如何整合与空间机构创新设计相关的技术资源，运用相关知识，并建立规范的创新设计过程模型，引导设计者有效使用创新方法，帮助设计者融合使用多领域知识，从而高效地完成空间机构的创新设计已成为当前迫切需要解决的问题。目前国内外研究主要涉及四个领域：产品创新设计的研究[1];产品创新设计过程模型的研究;基于知识的产品设计的研究[2];空间机构创新设计的研究[3]。然而针对于工作环境复杂、安全性要求极高的空间机构都有一定的局限性。针对空间机构涉及知识对创新设计过程进行研究，分析知识支撑概念设计全过程，提出面向知识的空间机构创新设计过程模型，为空间机构设计人员进行创新设计提供理论依据。

　　2知识的表达与应用

　　2.1空间机构创新设计知识表达

　　针对空间机构创新设计过程的不同阶段，对知识的使用和要求有所区别，对于同一个知识点，要对其进行详细程度不同的表达。引入知识粒度[4]表达空间机构创新设计知识，知识粒度是一条知识对其知识信息内容和相关信息关系描述的详细程度。根据空间机构创新设计中使用知识的详细程度，将知识粒度划分为粗粒度知识，中粒度知识，细粒度知识，精细粒度知识。以原理效应类知识为例，需要表达到中到细粒度知识的程度，采用本体五元组来表示如下式：D=(N，C，T，F，G)式中：N—原理名称;C—原理类型;T—原理文字描述;F—原理公式;G—原理说明图形或者实例。空间机构创新设计模型是创新设计方法引导设计者运用知识的过程，将空间机构创新设计每一阶段对应的知识，如表1所示。

　　2.2创新设计知识组织应用模型

　　在知识组织管理时采用文献[5]提出的基于本体的FPBS模型，将空间机构创新设计知识按照功能、原理效应、行为、结构、约束及准则，建立一系列独立的知识体，将每一个个体知识按照FPBS模型建立映射关系，建立知识个体之间的映射库，对知识进行联系和融合，实现对知识的组织管理，进而提出本体语义搜索的知识应用模型，如图1所示。该应用模型分为用户层、搜索层、本体层和数据层四个层次，主要包含两个关键技术，一是设计知识的本体组织技术，另一个是对设计知识的本体语义搜索及推理技术。用户层为设计者提供知识库操作的接口，提供输入查询条件和实现查询结果的界面。

　　3基于知识的空间机构创新设计过程模型

　　在知识应用模型的基础上提出空间机构创新设计过程中知识的运行机制，从设计任务到理想方案全过程中，涉及到所有空间机构知识可以通过本体搜索应用模型直接连接到各知识库、扩展知识通过网络web搜索，创新方法策略作为方法层为设计人员提升创新思维和能力，如图2所示。方法层是在空间机构创新设计过程模型中的创新设计方法及策略，为设计者提供创新方法，引导设计者寻找相关知识进行创新设计。

　　在空间机构创新设计过程中按照设计阶段对创新方法进行分类，让设计者利用创新方法从已建立好的多领域知识库中提取知识。知识层为设计者提供知识的支撑，在空间机构创新设计知识分类、表达及组织管理的基础上，结合知识运用模型，通过知识搜索的方式，知识层将知识呈现在设计者面前，由设计者在创新设计方法引导下选择知识。

　　4示例

　　为更好地展示所述基于知识的空间机构创新设计过程模型，下面以关于空间机器人手爪的已授权发明专利作为一个简单示例。

　　4.1分析确定设计任务

　　最终目的是设计一种新型灵巧空间机器人手爪，完成空间所需任务。而最终理想方案是完全具备人手的功能;目前的障碍是手指并不能像人手那样灵活，导致的结果是无法完成任务所需的某些功能;克服障碍的条件是存在一种特殊手指结构;可以利用的资源是手指本身。

　　4.2需求获取与表达

　　用AHP法对用户需求分析处理，判断相应的重要程度，得到用户需求重要度排序如下：完成空间多种任务(0.269807)，良好的环境适应性(0.134900)，手爪灵活(0.134900)，寿命长、可靠性高(0.118783)，安全、低风险(0.118783)，工作效率高(0.065382)，能耗少(0.065382)，体积小、重量轻(0.059382)，成本低(0.032686)。

　　4.3需求分析与转换

　　采用QFD方法建立需求转换质量屋，裁剪屋顶，如图4所示，得到各项技术特征的重要度，按照权重大小排序如下：机能多样性(3.68)，作业性(3.36)，自适应性(3.2)，结构布局(3.17)，外观(2.97)，材质(2.80)，耐环境性(2.76)，力学特性(2.64)，自动化(1.78)，经济性(1.69)。图4需求转换质量屋Fig.4HouseofQualityforDemandConversion

　　4.4功能分析

　　结合空间机构力矩裕度、精度分配、机构非线性、阻尼控制、热匹配与空间润滑等知识，确定灵巧多功能空间机器人手爪的功能：抓取、夹持、捕获以及捕获目标物，同要求手爪传动平稳，控制简单，在执行的时候稳定、灵活，具有良好的适应性。同时要求缩小体积、减轻重量，手爪的结构组成简单紧凑。

　　4.5可靠性分析

　　灵巧多功能空间机器人手爪功能可靠性FMECA分析结果，如表2所示。得到上述每个功能对应的改进措施和设计要求。重点考虑增力、柔性设计、结构布局以及冗余设计。

　　4.6方案设计

　　多功能空间机器人手爪的设计包含传动方式、驱动方式、控制反馈方式、联接支承方式以及执行机构的设计与选择。结合特殊工作环境，采用体重比更小的步进电机以及工作稳定性能更高的滚珠丝杆传动结构;末端执行手指设计为便于抓持和捕捉形状不规则物体的自适应调整的开合机构;手掌与手指配合完成空间目标物的定位;在执行末端手指上设置力、位移传感器，实现简单的闭环控制;手爪的材质采用铝合金，如图5所示。

　　4.7方案优化与验证

　　针对得出的初步设计方案，采用AD—TRIZ对其进行优化设计。为解决手爪体积与重量都较大的问题，参考发明原理7(套装)第二条：“使一个物体穿过另一个物体的空腔”，把机器手掌设计为圆形套筒，驱动电机和滚珠丝杆均置于内腔。参考发明原理15第一条：“使物体或其环境自动调整，以使其在每个动作阶段的性能达到最佳”，指尖采用弹性材料可在增大夹持力的同时满足其适应性高的特点。最后根据奥斯本检核表法验证方案符合最初用户需求和空间环境要求。解决了传统手爪夹持力小、重量大、使用复杂不方便的问题，具有结构紧凑、体重比小、工作效率高、性能稳定的特点，通过一个主体手爪连接不同功能手指，完成在失重、强辐射环境下抓取物体、进行试验、装配维修等指定动作。

　　5结语

　　参照认知的过程，对于空间机构的创新设计，重点针对空间机构的概念设计阶段，建立了一套完整有效的面向知识的空间机构创新设计过程模型，辅助设计者应用创新设计方法及多领域知识完成空间机构创新设计。用该模型指导空间机器人手爪的创新设计，最终设计了一种新型灵巧多功能空间机器人手爪。灵巧多功能空间机器人手爪的创新设计验证了面向知识的空间机构创新设计过程模型的正确性和有效性。

　　作者：刘超 赵武 尚万 钱志远 单位：四川大学制造科学与工程学院 上海市空间飞行器机构重点实验室

　　《旅游工艺品创新设计研究》

　　摘要：随着旅游业的发展，近年来到铜陵旅游的游客逐年上升，作为铜陵特色产业之一的铜工艺品的开发却明显滞后市场的需求，跟不上旅游经济发展的节奏。而如何从铜陵的历史文化中发掘和梳理具有代表性特色的文化元素与符号，并精心创意融入到旅游工艺品设计中，就需要设计者在工艺材质、造型艺术、商业模式上不断地创新。

　　关键词：创新设计;工艺材质;艺术造型;实用功能;商业模式

　　近年来随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的提高，旅游经济的蓬勃发展，“旅游”已逐渐成为一种生活方式，形成了一条“食、住、行、游、购、娱”完整的旅游产业链，作为旅游产业链中重要经济来源的旅游工艺品的设计也越来越重要。旅游工艺品是指旅游者在旅游活动中购买的具有工艺性、艺术性、纪念性、礼仪性、兼具物质功能和精神功能的富有民族特色的商品。它不仅是游客对旅游活动的美好回忆、情感的寄托;而且游客还可以通过对旅游工艺品更好的了解、感受所到之处的地域文化和民风习俗。所以说，任何一件有特色的旅游工艺品都是集地方文化、工艺技巧和物质资源的产物，是地方悠久历史文化的缩影，是宣传地域文化特色的重要载体。它不仅体现出设计者的智慧，同时也是旅游活动的延续。目前，我国的旅游工艺品的同质化现象十分严重，千篇一律，不管到哪个地方，卖的都是一样的竹雕、一样的木梳、一样的饰物等所谓的“地方工艺品”,很难寻觅到真正具有当地地域特色的纪念品。这些缺乏个性特色的旅游工艺品既没有持久的观赏性、更没有文化价值和收藏价值，根本激不起游客的购买欲。

　　一、铜陵铜工艺品的发展现状与特点

　　作为一个城市，铜陵的历史并不长，但其采铜、冶铜、铸造的历史则是悠久而完整。依据史料记载，铜陵古代铜矿发展史从西周时期开始，历经春秋、战国、秦、汉、六朝、唐、宋等朝代，延续3000多年，伴随了整个中国古代文明的历史，境内众多的古采冶铜遗址及出土的青铜文物更予佐证了铜陵“中国古铜都”的称号。铜陵市不仅在古代有过辉煌的历史，在近、现代时期也对中国历史的发展做出过了卓越贡献，新中国的第一炉铜水、第一块铜锭、第一个铜工业基地、第一支铜业股票均出自铜陵。而针对铜工艺品的设计与创作，80年代末铜陵市的一些工艺美术工作者就开始不断的探索、尝试着进行铜工艺品的生产与开发，不但复制、仿制古代青铜器，而且还以铜为材质或以铜为主原料设计制作出了各种摆件饰物等具有装饰效果的生活用品。

　　二、铜陵铜质旅游工艺品的市场现状分析

　　目前铜陵市场上的铜工艺品的种类相对丰富，所建的铜博物馆，馆藏了120余件古代青铜器与80余件现代铜商品的代表作品;建有市场，集中展示与销售铜工艺品。但这些铜工艺品大多是观赏性与装饰性的，多用于馈赠亲友或永久珍藏，而作为旅游产品的小件工艺品却非常少，仅仅是一些生活的小挂件。随着旅游业的发展，近几年来铜的游客逐年上升，作为铜陵特色产业之一的铜工艺品也越来越受到旅游者的青睐。但作为旅游产品的铜工艺品销售却微乎其微，景区内不但没有铜工艺品的店面销售，而且销售的其它旅游纪念品几乎都是从其他地方批发的“大路货”，品质低劣，根本体现不出铜陵本地的地域特色。所以说，目前铜陵市场上铜质特色旅游工艺品的开发明显滞后市场的需求，跟不上旅游经济发展的节奏。“旅游工艺品的设计，实际上就是一种文化设计。”[2]旅游工艺品作为铜陵地方文化的传播渠道，需要借助铜工艺品这个有形的载体，而如何从铜陵的历史文化中发掘和梳理具有代表性特色的文化元素与符号，并精心创意融入到旅游工艺品设计中，就需要设计者在工艺材质、造型艺术、商业模式上不断的创新。

　　三、铜陵铜质旅游工艺品的创新设计

　　(一)工艺材质的创新设计

　　旅游工艺品是旅游活动的延续，所以在设计时不仅需要考虑到它的纪念性，而且要考虑到时尚性。目前铜陵市场上的铜工艺品的材质大多是以铜为主，虽然在工艺材料上充分体现了地域特色，但却缺少现代的旅游文化气息，而大多数的铜工艺品是古铜色或黑褐色等暗色系的，虽然凝重但却缺少活力，所以对年轻人群的吸引力不够。因此，在铜工艺品的旅游产品的开发过程中，可以从工艺与材质的融合上创新，尝试着将传统材料与新工艺结合或是将新材料与传统工艺共融互补，如运用铜器彩绘、铜刻工艺、掐丝珐琅等技术将铜质与瓷器、木材或其他金属进行“混搭”，推陈出新，使铜工艺品的外表更加丰富多彩。通过工艺材质的创新将青铜的远古、陶瓷的光洁、木雕的古朴融合在一起，不仅可以增强其艺术表现力，带给人们以不同的触觉与视觉感受，也有利于提高铜质旅游工艺品的创新美感与科技含量。

　　(二)艺术造型的创新设计

　　随着科技的发展和时代的进步，人们的审美也在不断的提高，因此旅游工艺品的设计也必须要跟上时代的步伐。一直以来，铜陵市场上的铜工艺品品种虽然很多，但大多是仿古设计，延续着传统的款式，虽然精美，但体现不出铜陵区域性的文化特征，同时在造型上也存在偏大偏重的弊端，随身携带不太方便。而游客外出旅游都希望行李轻便，所以在旅游工艺品的设计上，应突出其“小、精、美”的要求和旅游携带的便捷性，避免追求“大”而“全”的设计。[3]因此，在铜工艺品旅游产品的造型开发过程中，要遵循“适用、经济、美观”的原则，在产品研发时，要突破时空、形态、内容的限制，寻找多元的地域素材进行系统的创新设计。

　　(三)实用功能的创新设计

　　旅游工艺品作为特殊的设计艺术产品，除了具有观赏性外，也应该具备一定的实用功能。调查显示，虽然有一些旅游者看中工艺品的收藏价值，但绝大多数的旅游者则希望购买价格适中，有一定实用价值的旅游工艺品。而目前铜陵市场上现有的铜工艺品大多是作为装饰品而存在，以馈赠礼品为主流产品，很少考虑到其实用性，且价格高昂，这就使得铜工艺品滞留在了欣赏与收藏价值的层面上，所以对大多数旅游者来说存在一定的购买障碍。在铜工艺品的旅游产品研发中，我们需要考虑将现代的设计元素与旅游产品的实用功能相结合。比如可以围绕“铜文化”为主题设计一些日常用品，用于家居生活，如名片盒、打火机、指甲剪、纪念币、钥匙扣、U盘等现代器具，这些小件的铜质旅游工艺品不仅体小量轻，便于携带，能够批量生产降低成本，让每位游客都能消费的起，而且可以在游客的日常工作生活中体现它的实用价值，设计出真正的“可观、可赏、可触、可用”的现代旅游工艺品。

　　(四)商业模式的创新设计

　　在互联网高速发展的今天，网络营销改变了传统的商业模式，已逐渐成为营销策略中的重要部分。目前，铜陵的铜工艺品生产企业也采用了网络销售的模式，但是，这些企业在网络营销上一般只注重企业单向传播，向消费者传播企业及产品相关信息，在交互沟通方面则不足，同时铜工艺品企业由于后期并不能维护好网站和及时更新信息，导致网络营销效果不显著。[5]结合当下的手工热潮再现和旅游者的实际情况，铜陵旅游工艺品的网络营销可以尝试采用“互联网+传统手工艺”的商业模式。通过建立官方微信公众号，定期发布研发的铜质旅游工艺品的信息，以及“线上线下”举办的各类活动的通知等，拉近与旅游者的距离，实现与游客的零距离交互沟通。同时也可以面向游客开展个性化定制，通过在网上平台接收游客对铜工艺品的不同需求，进行订单式的设计生产。

　　参考文献：

　　[1]孙虎鸣.关于旅游工艺品同质化与旅游工艺品设计创新的思考[J].现代交际,2016(9):126.

　　[2]杨瑞洪.旅游工艺品设计与制作基础[M].沈阳:辽宁美术出版社，2009：153.

　　[3]杨瑞洪.旅游工艺品设计与制作基础[M].沈阳:辽宁美术出版社,2009：8-35.

　　[4]杨帆.地区文化与旅游商品设计融合价值取向[J].常州工学院学报，2012(4)：42.

　　[5]刘文静.铜工艺品行业的网络营销策略探讨[J].经济研究导刊，2016(13):66.

　　作者：刘静 单位：铜陵学院

　　推荐阅读：《创新时代》(月刊)是中央级综合经济类刊物。定位于“创新改变世界，创新引领经济”，深刻解读经济全球化背景下的中国“制度创新、科技创新、知识产权、产业创新、教育创新、文化创新、品牌创新”等多领域变革历程。

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