作者：杨之勇
广义机械机构设计有别于传统机械机构设计和有别于专业机械机构设计，是与时俱进的新的设计理念和设计思想。
广义机械机构设计与传统机械机构设计广义机构的起源和基本概念
广义机构是来自生产发展需求和科技创新设计理论与实践的需要。也是工程技术创新设计的实践,特别是计算机技术的发展、气动、液压、微电子技术理论的发展，催生了广义机械机构理论的诞生。
广义机械机构是指刚性或非刚性构件组成的非一种运动规律的闭式或开式运动链被称为广义机构。传统机构学始于19世纪第一次工业革命，为简化机构动力学和运动学的研究，把机构视为不带驱动元件的无源构件系统，把构件视为刚性运动副无间隙的状态。20世纪70年代开始，由于计算技术的广泛应用逐步形成了机电一体化技术,气动、液压传动技术，和微电子控制技术，使机器、机械和机构的概念有了新的扩展和增添了新的内容。
广义机构的组成和类型
机构组成的广义化，使无源可为有源，使刚性可为弹变，使构件可变异，使固定可变化等机构组成的广义化，这样就是机构概念有了新的发展。
各种不同的驱动元件和运动链机构形式的集成系统，使输出运动更为智能化和柔性化，使广义机构更加显示其科学性和进步性。
1）机构输入运动的广义化；
驱动元件多元性和输出运动的多变性，可得到多元多变的广义机构输出运动，可满足多功能需要的要求。
2）机构中组成构件的广义化；
刚性、弹性、柔性、液压、气动、电磁等元件组成可适合不同场合和条件的广义机构的组成设计。
）机构运动副形式的广义化
可将运动副约和构件束和传动中扩展到少摩擦、无摩擦、无间隙有弹性和相对微小运动柔顺运动副，创造了柔顺机构。运动副可固定连接也可开式变接，连杆由二元可变为多元，由定长变为可变输出长度，运动副根据需要可低副高代，也可高副低代。组合运动副，时空约束运动副等。
4）机构中各组态元可以变异变为另一种功能运动副或不同尺度构件使机构扩展功能，可以是机械创发明新构思的设计库的一把钥匙。
广义机构的组成及特点:
1）采用了柔性元器件，弹性元器件等非刚性构件，采用液压、气动技术和各种控制技术使机构脱离了纯刚性规定的范畴，使机构输入输出同时更具有可变性和多元性。
1）融合了控制技术，气动液压技术，计算机技术和网络信息技术，是融合机电一体化的伺服控制技术，气动液压技术，伺服阀、比例阀、蓄能器、卸荷阀等技术
）将驱动元器件与机构集成一体使机构输出输入更具有控性和可操作性。
所以传统的机械原理已满足不了科技的发展和生产的需求，必须跟进科技发展的的脚步，对广义机构有新的认识和应用能力，才能不愧于科技发展的时代要求。
广义机构的设计应用
1）传统的刚性机构及其并串联组合机构；例如关节两爪机械手、传统机构巧妙设计组合的五指机械手。
气动连杆机构两指式机械手外观图
五指式机械手外观图
2）液动广义机构，例如液压机械手（或机器人）码垛机
液压码垛机械手。
码垛机械手
）气动广义机构（气动原理应用及控制）
例如气动两指对开闭式机械手、气动平行对中机械两指夹爪
气动两指式机械夹爪
4）电磁广义机构例如电动锤机构、电磁炮等
电动锤机构
电磁炮外形图
5）光电广义机构例如光电动机、光电跟踪机构
6）气液驱动传统刚性、弹性构件组合型广义机构如顺序动作执机构、五指机械手机构
两滑块差动组合的自压紧自抱切的剪切机构
7）组合并串联广义机构例如液压随动伺服机构
液压伺服联动机构8）机构变异型广义机构，例如快速螺纹套与导套变通机构，平行连杆变异性机构等
螺套变异导套机构，可以实现螺杆副空行程快速移动
平行连杆机构变异型机构的应用设计9)（气）液连杆式广义机构如飞机起落架、工程机械执
行机构等
飞机起落架一种广义机构设计思路
10)机械逻辑型及其它创新型广义机构
例如詹天佑火车挂钩机构、利用并联组合改善机构受力条件机构6杆仿腿步行机构、柔性传动机构顺应机械手机构、无死点曲柄滑块机构等
火车车箱挂钩是禁逻辑类钩扣机构广义机械机构设计与传统机械设计的区别与联系广义机械机构设计不强调专业性，是适应各种专业需要的机械机构设计内涵和外延要求的设计。属于从机械机构角度去按专业工况条件和要求去从事机构构型设计和技术参数计算。是机械机构创新和发明无障碍性一种设计方法。
广义机械机构设计以现代设计法为设计指导思想：信息掌握和处理是设计的依据；功能室实现是机构方案设计的宗旨；系统分析是设计的前提；变改思维是设计的基石；智能变通是设计的核心；广义优化是设计的目标；触类旁通是相似模拟设计的捷径；动态分析设计的深化；离散处理是设计的细节；模糊定量是现代设计的发展；……。
对于一项设计任务有了设计工况条件，有设计力能参数要求，有机构运行动作或运行轨迹曲线的说明，都能按功能需求达到设计要求的设计目的。笔者虽是65入学70毕业的本科生，对于机械手，机器人，生产线，工装，工艺过程设备等对于化工发动机制造。汽车、工程机械等，都能设计，有的能填补行业空白。这主要是致力于广义机械机构的研究和理解和规律掌握。
专业性机械设计是以专业为设计研究覆盖面，由专业标准和专业习惯为设计依据的设计。
机构实际是机械零部件和总体设计的核心基础和骨架。机构设计有自己的设计表达方式，不同于总图和零部件图，其中主要是机构的型综合和数综合。
不同于专业机械设计的广义机构型：闭式平面机构，开式平面机构，空间机构，逻辑类机构，掌握了广义（全专业）机械机构设计可以对目前汽车千斤顶进行更新换代式的专利设计，可以发明很多该发明的产品，比如各种劳动机器人操作机机构，扫除扫地龙卷风发生器式机场道路清扫车，……等新产品。
要想更好发展我国机械设计制造及自动化水平，必须提高对机械设计理论的新认识，更新观念，转变思维方式。跟进科技前沿的脚步，提高设计者能力性，提高对广义机构的认识和理解。
广义机构创新思维与创新设设计要有创新设计能力首先要有创新思维，有了创新思维和理念。
思维有本能思维和创造性思维。关于思维，列宁曾有过精辟的论述，他指出人的认识活动（思维）客观上存在着三个要素：认识主体（人），认识对象（自然界中的事物）和认识工具（思维方式）。思维的本质是思维主体，变现出来的思维模式也各异；由思维对象起主要作用的思维——形象思维；由思维方式起主要作用的思维——定性思维、逆向思维、侧向思维、发散思维、收敛思维、延伸思维……；由思维主体起主要作用的思维——直觉思维、灵感思维、顿悟思维，等。
有创新思维习惯和兴趣，才有创造性设计的理念和用意，是创新成功的收获和喜悦鼓舞和激励着创新者设计任务的开展和完成。
科技创新引领未来国家才有发展