目前的机械创新设计方法大都按需求、功能、工艺这样一种多层自顶向下的思路展开,而本文以一种新的技术视角审视了机械创新过程,从底层的技术驱动思路出发,讨论了一种基于形态演化的机械创新设计方法,即根据机构的定量到定性的进化逻辑,推导和组织出不同机构之间的结构联系,表达为进化谱系,进而配合以特定的功能认定匹配对谱系进行分析和进一步的扩展,依据此过程完成机器的创新设计。本方法的特点是设计结果的发明度高,目标针对底层的硬创新,可为自顶向下创新技法提供新颖的映射知识。目前的谱系演化方法,其梳理仅停留在概念上,无实际操作性,本文在此基础上尝试提出了可操作性的梳理方法,并通过试验给予验证。本文介绍的基于形态演化创新设计谱系方法的实施过程包括:设计的变量表达、基于设计变量的进化逻辑定义、基于进化逻辑的进化谱系的生成和应用。由于这种方法的可操作性,因此有被计算机软件化、自动化创新的可能性。文中将此创新方法应用到机器人手臂设计、容积泵设计和混合搅拌机械设计等研究过程中,对量变导致质变的进化逻辑原理及过程进行了进一步的诠释,并对基于形态演化的机械创新设计方法的计算机自动实现进行了初步的研究。本方法从体系层面上指出仿生研究的战略,为机械创新的研究提供一种多维的新视角、新思路、新理念,是机械创新的一条有工程意义、实用可操作的方法。