基于裁剪法的機(jī)構(gòu)綜合專利利用再創(chuàng)新模型

基金項(xiàng)目：湖南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（13JJ6028）

作者簡介：劉江南（1965-），女，湖南長沙人，湖南大學(xué)教授，博士

摘要：在機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)中，機(jī)構(gòu)綜合主要依靠工程經(jīng)驗(yàn)和機(jī)構(gòu)學(xué)知識(shí)，普遍存在創(chuàng)新隨機(jī)性大、創(chuàng)新方案少等問題本文利用創(chuàng)新成果產(chǎn)生的寶貴資源專利進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合創(chuàng)新，提出了采用TRIZ功能裁剪法對(duì)專利信息進(jìn)行利用、采用設(shè)計(jì)目錄方法對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行窮舉和遍歷、對(duì)有效專利進(jìn)行合理規(guī)避的新思路，構(gòu)建了基于功能裁剪法和設(shè)計(jì)目錄的機(jī)構(gòu)綜合再創(chuàng)新程序化過程模型，通過實(shí)例應(yīng)用，裁剪現(xiàn)有專利進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合，提出了大量規(guī)避他人專利的創(chuàng)新方案，證明了采用該過程模型進(jìn)行概念創(chuàng)新設(shè)計(jì)的可操作性和有效性

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新；機(jī)構(gòu)綜合；專利利用；功能裁剪法；設(shè)計(jì)目錄

中圖分類號(hào)：TH122；TB472文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

產(chǎn)品創(chuàng)新，特別是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性創(chuàng)新，是企業(yè)追求的發(fā)展方向機(jī)械產(chǎn)品區(qū)別于其他產(chǎn)品，具有運(yùn)動(dòng)傳遞性、可變機(jī)動(dòng)性、機(jī)械能的互換性等機(jī)械特征機(jī)構(gòu)作為機(jī)械產(chǎn)品的骨架和執(zhí)行器，是機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和運(yùn)動(dòng)變換的核心機(jī)構(gòu)綜合對(duì)機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)綜合和型綜合，是機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)確定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案關(guān)鍵性的工作，也是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品高水平創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié)直接對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合，是設(shè)計(jì)中高難度的工作

專利是保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要形式，專利信息是創(chuàng)新的結(jié)果，也是設(shè)計(jì)創(chuàng)新的寶貴資源如何充分利用專利信息、同時(shí)規(guī)避專利保護(hù)進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合再創(chuàng)新，是機(jī)械工程領(lǐng)域迫切希望解決的問題，但目前學(xué)術(shù)界卻鮮有研究

許多學(xué)者對(duì)專利分析、歸納和提煉方法進(jìn)行了研究，但大多數(shù)集中在對(duì)專利知識(shí)信息的挖掘技術(shù)上，如利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫技術(shù)對(duì)專利知識(shí)進(jìn)行獲取，基于專利知識(shí)和專家系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行情報(bào)分析，提煉專利的深度知識(shí)形成特定技術(shù)領(lǐng)域的專利情報(bào)數(shù)據(jù)，以支持基于專利知識(shí)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)對(duì)于這些頗有價(jià)值的信息，如何進(jìn)一步利用和規(guī)避、進(jìn)行有針對(duì)性的機(jī)械產(chǎn)品再創(chuàng)新、形成新的專利，目前研究非常少

本文基于功能裁剪法和設(shè)計(jì)目錄等技術(shù)創(chuàng)新方法，提出利用和規(guī)避專利信息的機(jī)構(gòu)綜合再創(chuàng)新過程模型，為機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)

1利用專利信息的機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程

機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)除具有一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)的共性外，還具有自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)特點(diǎn)，如概念設(shè)計(jì)階段的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)通過利用專利信息進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程如圖1所示

機(jī)構(gòu)綜合是系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)中重要一環(huán)，也是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)最具創(chuàng)新的階段，但目前很少與已有專利知識(shí)結(jié)合起來

2功能裁剪法和設(shè)計(jì)目錄方法的優(yōu)勢

2.1功能裁剪法

功能裁剪法是Altshuller等前蘇聯(lián)學(xué)者創(chuàng)建的發(fā)明問題解決理論（其俄文的英文音譯縮寫TRIZ）用于改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、解決技術(shù)問題的重要方法之一該方法針對(duì)已有系統(tǒng)中存在的技術(shù)問題進(jìn)行功能分析、流分析、因果鏈分析或進(jìn)化法則分析，識(shí)別功能組件和接觸作用關(guān)系，建立功能模型圖通過裁剪、刪除系統(tǒng)或超系統(tǒng)中特定組件，并在剩余組件之間重新分配有用功能，減少或消除部分缺陷，以增加系統(tǒng)的效率、降低其成本、改善系統(tǒng)的功能對(duì)于裁剪刪除特定組件后可能帶來的新問題，如該組件原來所提供的功能失去了承擔(dān)者，可通過以下方法尋求解決方案：采用其他新元件或由超系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)；由受作用元件自己承擔(dān)；刪除此功能；刪除原組件的作用元件，等等對(duì)于所帶來的其他問題，可通過TRIZ的各種原理及各類工具尋求解決

專利信息中的機(jī)械產(chǎn)品，有不少在功能上具有創(chuàng)新，但如果對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析，可能會(huì)找出其薄弱之處，采用功能裁剪法研究每一個(gè)功能是否必需，如果必需則研究系統(tǒng)中的其他元件是否可完成該功能，通過去除不必要的功能及其元件、或采用新的元件替代原有元件來完善功能模型，使裁剪后的系統(tǒng)更為簡化、成本更低而性能保持不變甚至更好，即通過功能裁剪法可以在此產(chǎn)品專利的基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)新，使產(chǎn)品或工藝更趨向于理想解

2.2設(shè)計(jì)目錄

德國學(xué)者Roth K首先提出的設(shè)計(jì)目錄方法，對(duì)已有的設(shè)計(jì)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和成功設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行歸納總結(jié)，以圖文表格等形式表達(dá)設(shè)計(jì)過程中的各類信息，并按照一定規(guī)律進(jìn)行分類、排列和匯編，提供具有某種綜合性和不同具體化程度的設(shè)計(jì)解及其變形解，以方便設(shè)計(jì)人員查找和調(diào)用Roth K和Koller R等在一系列著作中對(duì)設(shè)計(jì)目錄進(jìn)行了全面論述，匯編并公開發(fā)表了包括機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域連桿機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)、勻變速傳動(dòng)等在內(nèi)的大量設(shè)計(jì)目錄

基于設(shè)計(jì)目錄的機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)，所涉及的設(shè)計(jì)目錄主要有功能元目錄、機(jī)構(gòu)解目錄以及圍繞這兩個(gè)目錄的輔助目錄這些目錄所包括的信息具有完備性、可拓展性、易表達(dá)性和易檢索性，信息內(nèi)部包含簡單的推理機(jī)制，便于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)綜合的最終目的是在功能分解基礎(chǔ)上獲得機(jī)構(gòu)解，可以利用的設(shè)計(jì)目錄是已被全面匯編的一般化運(yùn)動(dòng)鏈目錄

3利用和規(guī)避專利信息的機(jī)構(gòu)綜合再

創(chuàng)新過程模型

機(jī)構(gòu)綜合不僅需要確定構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副、構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副之間的相互關(guān)系等運(yùn)動(dòng)鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還要確定機(jī)架、驅(qū)動(dòng)件、執(zhí)行件本文基于功能裁剪法和設(shè)計(jì)目錄方法，提出利用已有專利信息進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)的如下程序化流程模式，為機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持

首先進(jìn)行專利分析對(duì)所設(shè)計(jì)的對(duì)象從各種專利信息庫進(jìn)行專利查詢和分析，建立相應(yīng)的設(shè)計(jì)對(duì)象專利信息數(shù)據(jù)庫，以備后續(xù)過程利用和規(guī)避

然后進(jìn)行機(jī)構(gòu)數(shù)綜合根據(jù)產(chǎn)品的功能需求確定機(jī)構(gòu)自由度；根據(jù)資源約束并參照已有專利確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間；利用自由度計(jì)算公式，對(duì)構(gòu)件數(shù)NL和運(yùn)動(dòng)副約束數(shù)、即文獻(xiàn)[11]中運(yùn)動(dòng)副約束函數(shù)的秩Cs進(jìn)行匹配，生成約束函數(shù)秩匹配目錄；根據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)期復(fù)雜程度選擇確定運(yùn)動(dòng)副類型，進(jìn)一步得出運(yùn)動(dòng)副約束函數(shù)匹配目錄在進(jìn)行機(jī)構(gòu)型綜合之前，對(duì)參考專利進(jìn)行功能分析和裁剪，得出多種系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，以尋求盡可能多而簡潔的構(gòu)件數(shù)與運(yùn)動(dòng)副匹配方案，從而完成機(jī)構(gòu)數(shù)綜合

最后進(jìn)行機(jī)構(gòu)型綜合依據(jù)數(shù)綜合結(jié)果，查詢一般化運(yùn)動(dòng)鏈目錄，綜合滿足本產(chǎn)品功能需求的運(yùn)動(dòng)鏈；通過拓?fù)渫瑯?gòu)判斷消除同構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈，得到運(yùn)動(dòng)鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)目錄；再根據(jù)功能需求，確定機(jī)架和驅(qū)動(dòng)件，特殊化運(yùn)動(dòng)副和桿組，得到各種機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)型式；對(duì)照已有專利，規(guī)避涉嫌侵權(quán)的有效專利，最終得到具有新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)建立新機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)目錄，并申請(qǐng)新的專利

上述過程模型如圖2所示

在該模型的流程中，專利查詢可以通過專利資源庫或相關(guān)分析軟件協(xié)助完成，但專利資源的拓?fù)錂C(jī)構(gòu)分析這項(xiàng)工作，由于目前軟件技術(shù)對(duì)專利語言的語義分析技術(shù)相當(dāng)不成熟，對(duì)結(jié)構(gòu)圖的識(shí)別更是達(dá)不到辨析構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的智能程度，于是在很長一段時(shí)間內(nèi)將難以得到計(jì)算機(jī)軟件的協(xié)助，所以這項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作目前還需要人工完成非常迫切而且有意義的一項(xiàng)工作是，針對(duì)某類產(chǎn)品的專利資源，經(jīng)過人工分析和篩選，建立機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，以供共享在模型的機(jī)構(gòu)數(shù)綜合流程中，過程參數(shù)明確、數(shù)學(xué)邏輯性強(qiáng)，結(jié)合較為成熟的機(jī)構(gòu)學(xué)理論，方便人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)程序化操作在模型的機(jī)構(gòu)型綜合流程中，利用相關(guān)設(shè)計(jì)目錄的流程步驟也具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)邏輯性，方便人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)程序化操作，理論上可以遍歷運(yùn)動(dòng)鏈中每個(gè)構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的各種選擇、窮舉所有可能的運(yùn)動(dòng)鏈、產(chǎn)生成千上萬的機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案所以，開發(fā)相應(yīng)的軟件進(jìn)行輔助綜合設(shè)計(jì)將是一項(xiàng)有意義且可實(shí)現(xiàn)的工作由運(yùn)動(dòng)鏈目錄到機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的綜合過程，可從以下方面著手獲得更多方案

1）選擇一個(gè)構(gòu)件做機(jī)架，改變機(jī)架構(gòu)件可獲得不同方案；

2）選擇機(jī)架之外的構(gòu)件作為執(zhí)行構(gòu)件，改變執(zhí)行構(gòu)件亦可獲得不同方案；

3）兩個(gè)串聯(lián)AssurⅡ級(jí)桿組且以移動(dòng)副相連的構(gòu)件可作為壓性組件；

4）兩個(gè)串聯(lián)AssurⅡ級(jí)桿組且以轉(zhuǎn)動(dòng)副連接的構(gòu)件可作為撓性組件或彈性件；

5）采用低副高代方法，可綜合含凸輪副或齒輪副的機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

6）將一個(gè)多副構(gòu)件上多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副重疊，可獲得一個(gè)多重復(fù)合鉸鏈，但要避免產(chǎn)生呆鏈；

7）以運(yùn)動(dòng)鏈為胞源機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈，設(shè)計(jì)構(gòu)件變胞和運(yùn)動(dòng)副變胞等變胞方式，可綜合變胞機(jī)構(gòu)

需要指出的是，由此得到的成千上萬個(gè)方案需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)、產(chǎn)品功能需求和實(shí)際資源約束進(jìn)行篩選和詳細(xì)設(shè)計(jì)，才能適用于工程實(shí)際如在依據(jù)運(yùn)動(dòng)鏈目錄綜合機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，如何選擇一個(gè)構(gòu)件做機(jī)架、選擇機(jī)架之外的構(gòu)件為執(zhí)行構(gòu)件，選用不同構(gòu)件將得到不同的機(jī)構(gòu)方案，其機(jī)構(gòu)性能不一樣，對(duì)最終產(chǎn)品工作性能的影響也都將有較大的不同這正是機(jī)構(gòu)綜合的難點(diǎn)和亮點(diǎn)所在

4應(yīng)用示例

運(yùn)用上述機(jī)構(gòu)綜合過程模型，對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)中的典型案例——兩輪摩托車的后輪懸掛系統(tǒng)[9-10]進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合再創(chuàng)新，具體過程包括以下3個(gè)部分

4.1專利查詢與分析

1）專利查詢

根據(jù)需要設(shè)計(jì)的對(duì)象——摩托車后輪懸掛系統(tǒng)，從Derwent Innovations Index專利信息庫和中國專利全文數(shù)據(jù)庫查詢此主題相關(guān)的各國專利，檢索詞：（摩托車or車輪） and（懸掛or支撐），檢索表達(dá)式：（AB=（（懸掛or支撐） and （摩托車or兩輪車））OR AB=（（車輪or后輪）and（懸掛or支撐）））匯總產(chǎn)品專利的相關(guān)信息，如表1所示

2）專利分析

根據(jù)本文側(cè)重于機(jī)構(gòu)綜合的特點(diǎn)，從上述匯總信息識(shí)別專利中描述的功能和結(jié)構(gòu)，篩選出涉及機(jī)構(gòu)改進(jìn)的專利進(jìn)行機(jī)構(gòu)拓?fù)浞治觯⒌刃мD(zhuǎn)換為一般化運(yùn)動(dòng)鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如表2所示，建立專利數(shù)據(jù)庫

4.2機(jī)構(gòu)數(shù)綜合

1）機(jī)構(gòu)自由度的確定

后輪懸掛是摩托車車架與后車輪之間的連接系統(tǒng)，主要功能是緩沖、減震和傳力，以保證車輛行駛的穩(wěn)定性和平順性，即當(dāng)摩托車行駛在路面時(shí)能將路面支撐力傳遞給車架，同時(shí)大幅降低傳至車架的振動(dòng)頻率和幅度對(duì)于懸掛系統(tǒng)而言，后輪的上下振動(dòng)就是機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入，所以懸掛系統(tǒng)是一個(gè)單自由度系統(tǒng)

2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間的確定

考慮到摩托車車架結(jié)構(gòu)對(duì)稱中心與車輪在同一縱向平面，在空間上，希望整體結(jié)構(gòu)關(guān)于此縱向平面保持對(duì)稱，而且橫向尺寸盡量小，同時(shí)參照相關(guān)專利信息，本例后懸掛系統(tǒng)采用平面機(jī)構(gòu)

3）構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副約束數(shù)關(guān)系匹配

4）選擇運(yùn)動(dòng)副類型

對(duì)于平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副的選擇，根據(jù)運(yùn)動(dòng)副表面規(guī)則性損失的程度，優(yōu)先選擇較小的類型轉(zhuǎn)動(dòng)副的規(guī)則性損失較小，而移動(dòng)副的規(guī)則性損失很大當(dāng)移動(dòng)副數(shù)量較少、機(jī)構(gòu)中其他運(yùn)動(dòng)副具有足夠公共約束時(shí)，可選擇圓柱副來承擔(dān)移動(dòng)副功能在現(xiàn)有專利信息和工程實(shí)際情況看，這種方式被普遍采用限于篇幅和工作量考慮，在本例中主要選用轉(zhuǎn)動(dòng)副和少量圓柱副，不選擇高副和變胞運(yùn)動(dòng)副，即運(yùn)動(dòng)副約束函數(shù)常向量且

5）建立約束函數(shù)匹配目錄

根據(jù)表3中只含移動(dòng)副的匹配方案，確定運(yùn)動(dòng)副約束函數(shù)值匹配目錄，如表4所示（限于本文篇幅，未全部列出），得到不同構(gòu)件數(shù)、運(yùn)動(dòng)副數(shù)所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)副約束函數(shù)全部匹配方案

6）分析參考專利系統(tǒng)功能

參考表2中專利US4465156，其懸掛系統(tǒng)的功能及其分解如圖3所示

7）裁剪系統(tǒng)功能單元

從功能裁剪法的角度繼續(xù)對(duì)懸掛系統(tǒng)功能進(jìn)行分析系統(tǒng)的3個(gè)必要功能中，緩沖和傳力的實(shí)現(xiàn)均由多個(gè)單元共同完成，而減震功能只由一個(gè)單元完成輔助功能變剛度的實(shí)現(xiàn)，由同時(shí)完成緩沖功能的一個(gè)單元承擔(dān)從功能單元的必要性看，桿組5-6是必需的，而桿組2-3與7-8之間存在冗余而且，輔助功能變剛度可以在緩沖功能中組合實(shí)現(xiàn)從運(yùn)動(dòng)鏈的緊湊性、剛性和動(dòng)態(tài)靈敏度等拓?fù)涮匦钥?，若自由度相同、?gòu)件數(shù)越少，緊湊性和動(dòng)態(tài)靈敏度更好于是，對(duì)系統(tǒng)單元進(jìn)行裁剪，可以刪除一組以上的桿組，使系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鏈由（8，9）變成六桿甚至更少的一般化運(yùn)動(dòng)鏈，同時(shí)，將系統(tǒng)功能進(jìn)行重新分配

8）構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副匹配方案

經(jīng)過專利功能元裁剪后，根據(jù)表4構(gòu)建構(gòu)件數(shù)與運(yùn)動(dòng)副匹配目錄，如表5所示，得到六桿以下運(yùn)動(dòng)鏈構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副類型及方位匹配的全部方案

4.3機(jī)構(gòu)型綜合

1）綜合運(yùn)動(dòng)鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

根據(jù)構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副匹配方案，查一般化運(yùn)動(dòng)鏈目錄有兩種（6，7）鏈和一種（4，4）鏈，據(jù)此可綜合出含兩個(gè)以下移動(dòng)副的瓦特型運(yùn)動(dòng)鏈50種、斯蒂芬森型運(yùn)動(dòng)鏈50種、四桿運(yùn)動(dòng)鏈5種（限于本文篇幅，未全部列出）圖4是含一個(gè)移動(dòng)副的（6，7）運(yùn)動(dòng)鏈中的6種

上述運(yùn)動(dòng)鏈可能存在拓?fù)渫瑯?gòu)問題舍棄重復(fù)的同構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈，根據(jù)表5運(yùn)動(dòng)副匹配方案，最終建立運(yùn)動(dòng)鏈目錄圖5所示為其中的9種圖5（a）、圖5（b）、圖5（c）是結(jié)合圖4（a）和表5中運(yùn)動(dòng)副匹配方案所構(gòu)建的運(yùn)動(dòng)鏈；圖5（d）、圖5（e）、圖5（f）是結(jié)合圖4（d）和表5所構(gòu)建的運(yùn)動(dòng)鏈；圖5（g）、圖5（h）、圖5（i）是結(jié)合圖4（f）和表5所構(gòu)建的運(yùn)動(dòng)鏈

2）綜合機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

從功能分析看，后輪懸掛系統(tǒng)需要一個(gè)減震組件、至少一個(gè)緩沖組件、一個(gè)傳力運(yùn)動(dòng)鏈考慮到機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入是車輪中心垂直方向的運(yùn)動(dòng)，建立水平方向?yàn)閤軸、垂直方向?yàn)閥軸的笛卡爾坐標(biāo)系根據(jù)運(yùn)動(dòng)鏈目錄，從以下方面進(jìn)行綜合可得到大量的機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案：

（?。?選擇一個(gè)構(gòu)件做機(jī)架；

（ⅱ） 選擇機(jī)架之外的另一個(gè)構(gòu)件鄰接車輪；

（ⅲ） 兩個(gè)串聯(lián)AssurⅡ級(jí)桿組且以移動(dòng)副相連的構(gòu)件作為減震組件；

（ⅳ） 兩個(gè)串聯(lián)AssurⅡ級(jí)桿組且以轉(zhuǎn)動(dòng)副連接的構(gòu)件作為彈簧件；

（ⅴ） 將一個(gè)多副構(gòu)件上兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副重疊獲得一個(gè)二重復(fù)合鉸鏈

如對(duì)應(yīng)圖5（a）運(yùn)動(dòng)鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇構(gòu)件1為機(jī)架，構(gòu)件2，3為減震器，分別選擇構(gòu)件4，5和6鄰接車輪，得到9種機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案，如圖6所示其中，圖6（d）和圖6（e）的方案含有彈性元件；圖6（e）的方案含有兩個(gè)二重復(fù)合鉸鏈；圖6（f）、圖6（g）、圖6（h）和圖6（i）的方案含有一個(gè)二重復(fù)合鉸鏈

對(duì)應(yīng)圖5（a）運(yùn)動(dòng)鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，若選擇構(gòu)件6為機(jī)架，構(gòu)件2，3為減震器，分別選擇構(gòu)件1，4和5鄰接車輪，得到另外6種機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案，如圖7所示其中，圖7（d）、圖7（e）和圖7（f）的方案含有一個(gè)二重復(fù)合鉸鏈

上述機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能是已有的發(fā)明專利，甚至是現(xiàn)行專利被保護(hù)的內(nèi)容，所以需要對(duì)照專利數(shù)據(jù)予以剔除如果不是，則可對(duì)此進(jìn)行尺度綜合，得出創(chuàng)新的機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)目錄，并申請(qǐng)專利保護(hù)在本例的上述15個(gè)圖例方案中，圖6（a）為國際專利WO 2008/123059（日本雅馬哈公司）的懸掛機(jī)構(gòu)，圖6（b）為國際專利WO 2006/005687（法國塞克萊斯萊比埃爾公司）及其同族專利CN101076472A的懸掛機(jī)構(gòu)，圖6（c）為一系列專利（專利號(hào)如 JP4944000 B2，EP1878648A1，EP1905619A2，EP2216191A1，US7392977B2，US7527252B2，US20080018028A1等）（日本雅馬哈公司）和日本專利 JP2004276877 A1（Honda公司）的懸掛機(jī)構(gòu)，圖6（d）為日本專利JP3015963B2（雅馬哈公司）的懸掛機(jī)構(gòu)，圖6（e）為美國專利US2002/0103586A1的懸掛機(jī)構(gòu)，圖6（g）為日本專利JP1985146773A（鈴木公司）、JP19900 20487A（雅馬哈公司）的懸掛機(jī)構(gòu)，圖6（h）為國際專利WO02/44006（英國吉布斯公司）及其同族專利CN1478030A的懸掛機(jī)構(gòu)剔除這些已有專利的方案后，其余均可作為創(chuàng)新設(shè)計(jì)的新方案進(jìn)行后續(xù)的機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)

通過本例可以看出，所提出的基于裁剪法和設(shè)計(jì)目錄的機(jī)構(gòu)綜合專利利用再創(chuàng)新過程模型，不僅流程清晰、可操作性強(qiáng)，可窮盡包含諸多文獻(xiàn)所得不同方案（如文獻(xiàn)[9]中的14種、文獻(xiàn)[10]中的6種）在內(nèi)的全部可能創(chuàng)新方案，而且相對(duì)于以往方法，能有效結(jié)合專利信息，從可利用資源出發(fā)尋找突破方向，克服了從大量設(shè)計(jì)目錄中任選方案進(jìn)行發(fā)散性探索的隨意性和盲目性同時(shí)，通過所建立的專利信息庫還可對(duì)產(chǎn)生的創(chuàng)新方案進(jìn)行篩選和專利規(guī)避

5結(jié)論

基于TRIZ功能裁剪法和設(shè)計(jì)目錄創(chuàng)新技法所構(gòu)建的機(jī)構(gòu)綜合再創(chuàng)新程序化過程模型，不僅充分挖掘?qū)＠Y源信息加以利用，而且在產(chǎn)品開發(fā)概念設(shè)計(jì)中可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)綜合再創(chuàng)新設(shè)計(jì)，同時(shí)還能規(guī)避有效專利，為面向?qū)＠Y源進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合創(chuàng)新的新課題提供了過程框架應(yīng)用實(shí)例表明，該過程模型在專利利用與規(guī)避方面具有可操作性和有效性，若進(jìn)一步結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可使設(shè)計(jì)過程簡單快捷，更重要的是可以遍歷運(yùn)動(dòng)鏈中每個(gè)構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的各種選擇、窮舉所有可能的運(yùn)動(dòng)鏈、產(chǎn)生大量新的機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案該過程模型為機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)指出了新的途徑

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