Übersicht über den Konstruktionsprozess

Die folgende Entwurfsübersicht wurde mit Genehmigung von VEX Robotics nachgedruckt.
Weitere Informationen finden Sie auf der Website unter http://www.vexrobotics.com/design .

Bei der Entwicklung eines Roboterdesigns ist es ratsam, einem Konstruktionsprozess zu folgen. Im Wesentlichen besteht der Konstruktionsprozess aus den folgenden Schritten:

Identifizieren Sie den Bedarf

Die meisten VEX-Roboter sind für Schulungen oder Wettbewerbe konzipiert, bei denen dem Designer ein klares Ziel zur Lösung eines Problems oder zur Bewertung von Punkten vorgestellt wird. Bei jedem Projekt müssen Sie den Umfang und die Auswirkungen des Projekts, die angegangen werden müssen, gründlich verstehen. Kosten-, Komplexitäts- und Technologieanforderungen können jedes gut gemeinte Projekt schnell zum Erliegen bringen.

Oft denken sich Denker, Designer und Ingenieure keine eigene Idee aus, sondern werden von den Problemen eines Kunden, einer Gesellschaft oder der Umwelt bombardiert, die „gelöst“ werden müssen, um ein grundlegendes „Bedürfnis“ zu erreichen. Ohne eine klare Definition dieses Bedarfs kann der Konstruktionsprozess nicht beginnen. Viel Zeit und viele Karrieren wurden verschwendet, um ein schlecht definiertes Bedürfnis zu verfolgen.

Definiere das Problem

Das Problem ist das Hauptproblem, das die Erfüllung des Bedarfs verhindert. Das Problem muss genau und realistisch definiert sein, um es lösen zu können. Wenn nicht, werden Zeit und Geld verschwendet und das ursprüngliche Problem besteht möglicherweise immer noch ohne Lösung.

1. Machen Sie sich ein klares Bild von den Parametern des Problems oder der Konkurrenz.

2. Erstellen Sie eine Liste der Ziele und ordnen Sie sie nach Wichtigkeit.

3. Oft kann ein Roboter nicht alles tun, was ein Problem darstellt. Es kommt nicht oft vor, dass ein Roboter alles gut kann.

4. Es ist wichtig, eine Maschine zu priorisieren und zu entwerfen, die die meisten und einige Dinge sehr gut kann.

Forschung durchführen

Forschung kann ein eigenständiges, einsames Unterfangen oder eine dynamische Gruppenaktivität sein. Die Forschung muss fokussiert sein und neue Ideen und eine gründliche Erforschung alter ähnlicher Ideen beinhalten. Manchmal sind die alten Ideen die besten. Habe schon einmal das Sprichwort gehört: 'Erfinde das Rad nicht neu.' //Scoutlife.org/wp-content/uploads/2011/04/brainstorm.jpgBrainstorming

Keine Ideen sind schlechte Ideen. Es ist wichtig, alle Ansätze für ein Problem zu berücksichtigen. Eine, die am Anfang nicht machbar oder sinnvoll erschien, könnte am Ende der richtige Weg sein. Nicht zu viele Projekte werden beim ersten Versuch oder bei der jeweils besten Idee entwickelt. Das endgültige Projekt besteht normalerweise aus einer Sammlung von Ideen; Einige, die als zu riskant, kostspielig oder einfach nur verrückt angesehen wurden. Denken Sie an berühmte Erfinder wie Edison, Benjamin Franklin, die Gebrüder Wright oder Leonardo da Vinci zurück. Können Sie sich vorstellen, dass sie diesen Prozess anwenden? Wie viele Versuche haben sie gemacht, bevor sie erfolgreich waren?

Lösungen müssen nach ihren Vor- und Nachteilen getrennt werden. Diese Aktivität wird besser in einer Gruppeneinstellung ausgeführt. Brainstorming fördert ein Höchstmaß an Input aus verschiedenen Erfahrungsstufen und unterschiedlichen Herangehensweisen an das Problem. Alternative Lösungen können nach Verdienst und möglicher Verwendung analysiert und katalogisiert werden. Nachdem diese Ideen zu einer überschaubaren Zahl zusammengefasst wurden, müssen die Zahlen anhand der einzelnen Lösungen ermittelt werden, um die Wahrscheinlichkeit und die Kosten eines erfolgreichen Ergebnisses zu bewerten. Hier spielen größere Faktoren wie gesunder Menschenverstand und Instinkt eine Rolle. Wenn es sich nicht richtig anfühlt, tun Sie es nicht.

1. Überlegen Sie sich mindestens drei Designlösungen und bewerten Sie jede.

2. Sehen Sie sich die Anzahl der Teile an, die für das Design festgelegt werden. Gibt es genug Kann es vereinfacht werden?

Entwerfen, testen und bewerten Sie die beste Lösung

Die Entwurfsphase eines Produkts ist möglicherweise die schwierigste des gesamten Prozesses. Sobald die Idee konkretisiert wurde, ist es Zeit, sich zu setzen und herauszufinden, wie dies geschehen kann. Gute Designer sind bereit, bei schwierigen Entscheidungen flexibel zu sein und Kompromisse und Auslassungen einzugehen, um das Design praktisch und möglich zu machen.

Der erste Schritt besteht darin, mit dem Skizzieren zu beginnen, um die Ideen auf Papier zu bringen. Durch Skizzieren und Zeichnen von Hand können Sie auf Ihre kreative Seite tippen. Es ist wichtig, genaue und vollständige Skizzen zu haben, um die Idee in Hand- oder CAD-Zeichnungen und -Modelle umzusetzen. Diese Phase ermöglicht auch das virtuelle Prototyping oder Testen des Produkts im Computer. Sie können potenzielle und manchmal kostspielige Fehler in einem Design finden, bevor das reale Modell erstellt wird.

Modelle sind Darstellungen des zu testenden und zu bewertenden Produkts. Dieser Prozess ist immer noch wertvoll, obwohl Computer dieselben Ergebnisse erzielen können. Das einzige, was sie nicht tun können, ist ein echtes Produkt zur Bewertung bereitzustellen. Nachdem das Modell ausgewertet wurde, kann das Projekt in die Prototyping-Phase übergehen.

Erstellen Sie einen Prototyp

Der beste Weg zu wissen, ob ein Design unter realen Bedingungen funktioniert, ist der Bau eines Prototyps. Der Prototyp ist ein genaues Arbeitsmodell des endgültigen Entwurfs. Der Prototyp wird hinsichtlich Kosten, Ästhetik, Haltbarkeit, einfacher Konstruktion und Erfüllung der Designkriterien bewertet.

Verfeinern oder neu gestalten

Wenn ein anfänglicher Entwurf und Prototyp das Problem oder die Spezifikationen nicht vollständig löst, die Entwurfsparameter erfüllt oder innerhalb akzeptabler Kosten bleibt, kann ein Konstrukteur „zurück zum Zeichenbrett“ (oder Computer) gehen. Der Konstruktionsprozess hat eine Schleife, um zum Entwurf zurückzukehren und ihn zu verfeinern oder neu zu entwerfen. Die größte Hürde bei dieser Verfeinerung / Neugestaltung ist Geld. Manchmal ist es einfacher und kostengünstiger, sich mit einem etwas minderwertigen Design zufrieden zu geben, als das Geld für die Neuentwicklung eines fast fertigen Produkts auszugeben.

Bauen

Der Erstellungsprozess ist ein langwieriger komplexer Prozess. Der Bauprozess muss Materialien, Prozesse, Konstruktionsbeschränkungen und Kosten berücksichtigen. Unternehmen investieren erheblich in Fabriken und die Infrastruktur, um ihre Entwürfe zu erstellen. Je effizienter ein Entwurf gehandhabt wird, desto besser wird der Bau sein. Sobald der Bauprozess begonnen hat, kann das Unternehmen hoffentlich beginnen, seine Investitionen in den gesamten Entwurfsprozess durch Vermarktung und Verkauf des Produkts zurückzuzahlen.