随着社会的发展和科学技术的进步,机电一体化技术迅速发展。机电一体化产品普遍受到了人们的认同和接受,如何以最低的成本,最短的时间开发出符合社会需求的机电一体化产品是关系到企业生死存亡的关键。产品的设计中,概念设计是整个设计的关键,概念阶段的方案创新是原创性程度较高的创新。而现行的机电一体化系统创新设计基本上依赖于设计者的经验,并没有形成科学的设计方法。因此机电一体化系统方案的创新设计中,如何从依赖于设计者的经验变成遵循科学的设计理论和方法的设计是产生创新方案的关键。在机电一体化产品的概念设计过程中,发明问题解决理论、公理设计、Pahl及Beitz理论和质量功能布置等产品设计理论同样适用,本文将这些理论结合建立了适用于机电系统的概念设计的方法,并且在中药滴丸机的机电系统设计得到了应用。主要的研究工作体现在以下三方面:1.建立了机电一体化产品改进方法,它是从已有产品的功能结构出发,将功能结构转变为功能结构矩阵,分析功能元涉及到的技术,得到功能结构技术矩阵,结合用户需求-技术表,利用QFD理论得出技术中存在的冲突,最后利用TRIZ理论解决冲突,产生创新的概念解。2.建立了机电一体化产品总体的设计模型,提出了适用于机电一体化概念设计的用户需求模型和将公理设计应用于功能分解的方法。3.建立了机电一体化控制系统概念设计模型。控制系统的概念设计模型包括三部分,一是控制方案的选取,二是对功能模型控制特性的研究,三是将公理设计应用于程序的设计中。对功能模型控制特性的研究是一个创新,提出了用功能元的逻辑-控制图和功能元的控制流程图来表达功能模型的控制特性,控制特性的研究为程序设计提供了支持。