本书是职业教育产教融合培养创新人才成果教材，是一本面向高职机械类专业学生的创新教育用书。
本书共分5章。第1章主要讲述机械创新设计的常用创造原理和方法。在创新过程中与3D打印技术相结合，使读者能够合理运用常用的机械创新设计方法及合适的创新设计原理初步开发概念性的机械产品；第2章主要讲述机床夹具创新设计的概念、原理和3D打印技术原理，利用3D打印技术制作机床夹具的方法和技巧；第3章主要讲述机械产品结构创新设计的概念、产品的拓扑优化设计方法及产品的结构优化设计在3D打印中的应用；第4章主要讲述机械产品控制元件创新设计的概念及原理，Arduino开源电子原型平台的简介及应用，机械产品融入Arduino中的具体用途和方法；第5章主要讲述机械产品仿生创新设计的原理和方法，利用三维建模软件进行机械产品仿生设计并在3D打印设备中制作机械产品。
本书以源于企业产品并经过教学化改造的综合项目作为载体，按照机械产品设计工作过程对知识和技能的要求安排教学内容，对学生实现从产品规划阶段开始直到完成全部图样和技术文件及3D打印出实体模型的全过程指导，培养学生开发机械产品的设计思维和方法。
本书可作为高职机械类学生学习机械产品创新设计与3D打印的专业教材，也可作为企业继续教育的培训教材，还可作为拓宽视野、增长知识的自学用书。
本书配有电子课件、微课视频等资源，还配有“示范教学包”，可在超星学习通上实现“一键建课”，方便混合式教学。凡使用本书作教材的教师可登录机械工业出版社教育服务网（http://www.cmpedu.com），注册后免费下载。

前言
第1章 绪论
1.1 机械创新设计概述
1.1.1 什么是创新设计
1.1.2 创造性思维
1.1.3 创造性思维的形成过程
1.1.4 创造性思维的特征
1.1.5 创造性思维的激发和捕捉
1.1.6 创新原理
1.2 机械创新设计方法
1.2.1 群体集智法
1.2.2 系统分析法
1.2.3 联想类比法
1.2.4 转向创新法
1.2.5 组合创新法
1.3 3D打印助推创新设计
1.3.1 突破传统思维限制
1.3.2 重塑产品
1.3.3 3D打印技术在航空航天制造领域的应用
1.3.4 3D打印技术在汽车制造领域的应用
1.3.5 3D打印技术在模具领域的应用
1.3.6 3D打印技术在医疗领域的应用
第2章 机床夹具创新设计与3D打印
2.1 机床夹具的特点与基本原理
2.1.1 机床夹具的相关知识
2.1.2 工件定位的相关知识
2.2 机床夹具的应用
2.2.1 机床夹具的概述
2.2.2 机床夹具的应用范围
2.2.3 机床夹具的应用现状及发展趋势
2.3 机床夹具的3D打印制作
2.3.1 认识3D打印
2.3.2 认识3D打印机——UP Plus2
2.3.3 机床夹具的3D打印过程
第3章 机械产品结构创新与优化设计
3.1 机械产品功能结构设计与创新
3.1.1 实现零件功能的结构设计与创新
3.1.2 提高性能的结构设计与创新
3.1.3 便于制造和操作的结构设计与创新
3.2 机械产品结构创新优化设计方法
3.2.1 拓扑优化设计概念
3.2.2 结构优化设计类型与工具
3.2.3 拓扑优化设计与3D打印技术的应用
3.2.4 拓扑优化设计的边界条件
3.2.5 点阵结构认知
3.3 产品的结构优化与3D打印制作
3.3.1 准备模型数据
3.3.2 施加载荷与约束
3.3.3 拓扑结构优化
3.3.4 模型重构
3.3.5 打印参数设置
3.3.6 打印模型
第4章 机械产品控制创新设计
4.1 Arduino语言及程序结构
4.1.1 Arduino开发板简介
4.1.2 搭建学习环境——IDE下载安装
4.1.3 Blink程序——闪烁的LED
4.1.4 选择Arduino UNO开发板
4.1.5 Arduino的语言
4.1.6 函数
4.1.7 数组
4.1.8 字符串
4.1.9 循环语句
4.1.10 判断语句
4.2 Arduino元件及控制模块应用
4.2.1 电路模块简介
4.2.2 红外壁障模块应用
4.2.3 超声波模块应用
4.2.4 声音传感器模块应用
4.2.5 数码管模块应用
4.2.6 电动机驱动模块应用
4.3 机械产品融入Arduino电子控制的创新设计
4.3.1 Arduino在机械产品中的应用
4.3.2 MeArm机械臂
4.3.3 串口控制伺服电动机
4.3.4 多个舵机的控制
4.3.5 程序开发
第5章 机械产品仿生创新设计
5.1 仿生创新设计原理及分类
5.1.1 仿生学概述
5.1.2 仿生机械分类
5.1.3 应用仿生机械学的注意事项
5.2 机械产品仿生设计方法
5.2.1 外壳的设计
5.2.2 活动脚的设计
5.2.3 螺杆的设计
5.2.4 齿轮的设计
5.3 仿生机械产品的3D打印制作
5.3.1 导入参数
5.3.2 调整模型
5.3.3 修改参数
5.3.4 上机打印
参考文献