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机械创新设计与实践/孙亮波，?黄美发主编.-西安电子科技大学出版社，：定价：28?.TH122?
序言
机械工程是国家工业基础，机械工程学科肩负着为国家和社会培养大量优质综合素质人才的重任。随着国家人才培养战略的更新，创新应用性人才、卓越工程师计划、拔尖人才培养计划、紧缺人才计划等不断推陈出新，其根本目的在于培养适应社会和企业需求的高素质、综合性人才。
教育部将全国机械创新设计大赛纳入重大赛事之列，共青团中央重点支持的“挑战杯”也是机械学子风云际会的舞台，同时，教育部大力支持各高校开展国家级大学生创新训练、创业项目……这些学科竞赛和学生团队项目，不仅培养和锻炼了一大批高素质综合性人才，也诞生和孵化了一些优秀的机械产品和高科技公司。
广大高校对于机械学科的人才培养进行了各种有益的尝试：每年资助教师进行各种形式和内容的教学改革研究、进行市场调查，修订和完善人才培养计划、增加实验和实践环节比例，加大相关教育投入、升级金工中心为工程训练中心，提供全方位的机械产品设计与制造体验等……
经过这些年的教育培养，我们欣喜地看到机械行业人才辈出，整体素质上了一个新的台阶。同时，我们也应该看到，要实现国家人才战略目标和满足企业用人需求，教育工作者还任重而道远。“知行合一”，培养机械专业学生具备扎实的理论基础和一定的产品设计与制造经验，成为高素质综合性人才，是所有教育教学工作者的毕生心愿和应尽职责。
传道授业，薪火相传。很欣慰地看到《机械创新设计与实践》这本教材的出版，它对于悬悬而望的广大机械学子和教师，尤其是热衷于从事机械产品创新设计和制造的学生，犹如雪中送炭。本书的编写团队专业理论深厚、实践经验丰富，多年坚持培养本科人才，乐于奉献，甘之如饴，教学效果显着，走出了一条机械专业本科人才培养的新路。这本教材很好地展现了他们在教学与科研方面的相关成果。
本书从“行”（即课外科技产品创新设计与制造）的角度着力，同时注重与“知”（即传统课堂理论和实验教学）的联系和互动，全面、精炼地总结了机械产品创新设计与制造、学科竞赛等诸多技术环节的重难点，并配有大量的案例分析。本书内容涵盖机械产品的需求剖析、创新设计、性能分析、加工制造，直至竞赛答辩，进行了全面而细致的科学归纳和升华。理论部分紧密围绕机械产品设计关联展开，是从事机械产品创新设计必需的基础知识；实践环节内容为编者的亲身体会，结合理论逐条分析，是难得的第一手材料，具有很好的参考和借鉴作用。同时编者还对机械专业人
才培养提出了独到的见解。
“科学技术、应用为先”，作为一本理论与实践并重的教材，本书可供教师作为机械创新设计教学选用，也适用于广大教师和学生进行学科竞赛自学使用。
国家级教学名师孔建益
机械创新设计与实践内容简介
本书以培养机械工程专业学生机械产品创新设计与制造、及其相关综合能力与素质为主要目标，针对学生参与机械创新设计大赛的各个流程和技术环节，进行了细致而科学的归纳总结。
全书共分九章，第一章介绍机械学科竞赛简介与创新应用性人才培
养；第二章论述机械创新设计团队建设、人才培养新理念和相应教学改革；第三章重点讲解机械系统方案设计，总结典型机构和应用；第四章说明机械优化设计和运动学仿真技术；第五章介绍Adams动力学分析；第六章归纳和举例分析机电系统常用电动机选型和控制电路设计要点；第七章总结数控加工内容和步骤，以及实践操作事项；第八章论述与竞赛相关的论文写作、答辩环节注意事项等；第九章以4个典型机械作品案例，帮助学生了解和掌握机械创新设计内容、主要步骤和方法。
本书可作为机械专业学生学习《机械创新与优化设计》的教材，也可供有关教师和学生参与各级各类机械创新设计大赛参考。
目录
后记
从教近十年，辅导学生参赛历时近6年，一直想把个人在其中的辛酸苦辣总结出来，给同行以借鉴、给学生以引导。“欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山。”每一章节内容的撰写都力求立意新颖、实用，既脱离于已有的理论教材，又要联系理论和机械产品研发，所以往往踯躅良久，难以下笔。
然而回想起历历往事，和青年学生一起探讨，欣赏他们创作的激情、飞扬的青春、坚韧不拔的毅力、谦恭勤勉的态度，第一次看到学生将作品制作完成时的欣慰、第一次学科竞赛获奖时的喜悦．．．．．．点点滴滴，象蕴藏多年的美酒，回味无穷！
和青年学生在一起，感受到自己永远都是年轻的、充满活力的。学生参与课外科技制作，要占用大量的课余时间，令人欣慰的是他们不仅仅高质量地完成了科技作品的制作，而且课程学习也表现优异。充分证明了一个观点：优秀的人在很多方面都是优秀的。在成立科技创新团队之后，连续多年该专业国家奖学金获得者、优秀毕业生、校级优秀毕业设计均来自本团队，可谓“机械学子精英，皆出自我队中！”每每想起这些，一种自豪感和成就感涌上心头。正如一个学生跟我说：“老师，你是大学阶段对我正能量影响最大的老师，谢谢您！”这应该是几千年来，选择教师这个职业的所
有人的共同愿景吧。
所以，这本书的撰写出版，也是致我和我的学生们已经远去的青春和曾经光辉的岁月！
孙亮波 2014年8月于武汉
主任：何明丽 ( )
副主任：杨丕勇（）
成毅（）
北京分社社长：罗建锋 ( )
南京分社社长：陆滨 ( )
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《机械创新设计》课程教学大纲 课程名称：机械创新设计 英文名称：Machinery Innovation Design 课程代码： 一、课程基本情况 1．学分：2 学时：32 （理论学时：28 实验学时：4 ） 2．课程类别：专业限定选修课 3．适用专业：机械设计制造及其自动化 4．适用对象：本科 5．先修课程：机械原理机械设计机械制图 6．教材与参考书目 教材：《机械创新设计》，高志刘莹编著，清华大学出版社，2009 年。 二、课程介绍 机械创新设计的目的和任务是帮助学生建立创新设计的思想，从创新的理论出发, 重点掌握机械创新设计中有效的创新方法，通过对机械设计中常用的表达方法进行详细介绍, 以及创新设计的实例的引入, 使学生对创新的方法有了更全面的了解. 从而获得掌握机械创新设计问题的初步能力. 此外通过创新失误的原因了解, 提高从事创新设计的实践成功率.在教学中彩用多媒体辅助教学方法、实物教学等教学手段。本门课在专业教学计划中起到及其重要的作用，创新是人类文明进化，发展的动力，是科技进步、发展的动力，是人类社会发展的动国力，所以在大学中必须开设创新课程。 三、课程内容、学时分配及教学基本要求 第一章（单元）绪论（共2 学时） （一）教学内容： 第一节创新的含义 知识要点：，创新的实用性和新颖性 第二节创新的意义 知识要点：创新是一个民族发展的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力 第三节创新与设计 知识要点：创新是设计的本质属性 第四节创新学与创新教育 知识要点：创造学作为一门新兴学科是益受到人们的重视，创新实践不再是少数人的行为。 第五节设计理论与教育 知识要点：设计是一种创造性的实践活动，设计水平的更是成为国家核心竞争的标志，于是，人们发现了多种设计理论和方法，并创立了各类学科体系。
全国大学生 第一届机械创新设计大赛获奖作品展示 全国一等奖 北京化工齿动多功能平行 口钳北京化工齿动多功能平行 口钳 北京化工齿动多功能平 行口钳 大连理工机械式自动 节水水龙头 第二炮兵工程学院军地两用全自动担架车第二炮兵工程学院军地两 用全自动担架车 东南大学自适应可翻转 探测车 东南大学自适应可翻 转探测车 东南大学自适应可翻转探 测车东南大学自适应可翻转探 测车 福大节流阀型高楼逃生 器 福大节流阀型高楼逃 生器 福大节流阀型高楼逃生器国防科大行星轮式登月车 国防科大行星轮式登月 车国防科大行星轮式登 月车 国防科大行星轮式登月车 哈工并联与分布控制机器 人哈工并联与分布控制机 器人 哈工并联与分布控制 机器人 哈工并联与分布控制机器 人哈工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机 器人 哈工并联与分布控制 机器人 哈工并联与分布控制机器 人 哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹 哈工程仿生机器蟹哈工大微定位仿生机器人 哈工大微定位仿生机器 人海军工程大学摆式特 种发动机
天津大学爬杆喷漆机器人天津大学爬杆喷漆机器人 中国农大菌液自动抽取 喷涂机中国农大菌液自动抽 取喷涂机 重庆大学半球体螺旋沟槽 数控研磨机 重庆大学半球体螺旋沟槽 数控研磨机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机 全国二等奖 北工大助力器北工大助力器北工大助力器长春理工轮足式机器人 长春理工轮足式机 器人 长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人大连理工蚯蚓爬行器 大连理工蚯蚓爬行 器东北大学圆柱凸轮数控 铣削加工装置 哈工程螺旋传动管道机器人海军工程大学舰船探测者 海军工程大学舰船 探测者华东理工易拉罐有偿回 收装置 /华南理工健身洗衣机华南农大气动式龙眼去核机 华南农大气动式龙眼去核机南昌大学脉动式无极变 速器 上海交大可折叠崎岖表面自 适应障碍小车 上海交大可折叠崎岖表面自 适应障碍小车 西安电子科大新型球形机器人西安思源学院纱线卷绕 防叠机 西北工业大学方形区域喷灌 龙头 西南交大液压式无极变速器 西南科大环卫保洁西南科大环卫保洁清扫浙大虫虫小强浙大虫虫小强
第一讲 1、机械创新设计与现代设计、常规设计有什么差异和关联？创新设计方法:充分发挥设计者的创造力,利用人类现有相关科学技术知识,实现创新构思,获得新颖性、创造性、实用性成果.特点：强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖。独特的设计方法，获得具有创新性、新颖性、实用性的成果。现代设计:以计算机为工具，运用各类工程应用软件及现代设计理念进行的机械设计。 常规设计：常规设计是以应用公式、图标为先导，已成熟的技术为基础，借助设计经验等常规方法进行设计 关联： 机械常规设计始终是最基本的机械设计方法，在强调现代设计、创新设计时不可忽视其重要性。 创新设计的基础——常规、现代设计方法的综合、灵活运用。现代设计方法仅仅借助了先进、高效的计算机应用手段，提高了设计过程的效率，但没有脱离常规设计的思维。 2.现代创新人才应具备那些基本素质？ (1) 具备必须的基础知识和专业知识 (2) 不断进取与追求的精神 (3) 合理的创新思维方式（突破传统定式） (4) 善于捕捉瞬间的灵感（创新的必备条件） (5) 掌握一定的创新技法 3.学习机械创新设计的内容有那些？ 1.机构的创新设计 2.机构应用创新设计 3.机构组合设计产生新机构系统 4.机械结构的创新设计 5.利用反求原理进行创新设计 6.利用仿生原理进行创新设计 第二讲 1简述创造性思维四大特性
(方法的开放性；过程的自觉性；解决问题的顿悟性；结果的独特性)。 影响创造性思维形成与发展的主要因素包括哪些？ (1)天赋能力：与生俱来的所有神经元 (2)生活实践：后天实践活动具有的重大意义 (3)科学地学习与训练科学、简单易行的专业学习与训练 2．了解和阐述创造性思维、创造活动、创造能力三者的关系。3.理解综合、分离创造原理的特性和基本实施途径。 概念：有目的的将复杂对象分解，提取核心技 术，并利用于其他新事物。 特征：1）与综合创造原理对立，但不矛盾； 2）冲破事物原有形态的限制，在分离中产生新的技术价值； 3）实质上综合法与分离法两者无明显界限，实践中常常相互贯穿，共同促成新事物。 实施途径：1）基于结构的分解；2）基于特性、原理的列举分离 第三讲 1．学习创造原理的基础知识有什么实际意义？ 2．物场三要素是指什么？（两个物与一个场）比较完全物场（三个要素齐全的场）、不完全物场（三要素中有两个要素存在的场）、非物场（三要素中仅有一个要素的场）的异同。 3．列举三种所熟悉的创造理论，简述其实施的基本途径。 （1）物场要素变换：电磁场取代机械场 （2）物场要素补建：超声波加工（特种加工工艺） 第四讲 1、实施群体集智法应遵循哪些原则？提出自己运用此法的技巧。（要求从不同角度提两点） 1.自由思考原则：解放思想、消除顾虑 2.延迟评判原则：过早的结论会压制不同的 想法，可能扼杀有创造性的萌芽 3.以量求质原则：相关统计表明，一批设想 的价值含量与总数量成非线性正比。 4.综合改善原则：充分利用信息的增值。 ２．为什么设问探求法特别强调“善于提问”？简述所学的九种基本提问。 ●学习者的基本技能 ●创造者分析、解决问题的基础 ①有无其他用途;②能否借用（直接）;③能否改变使用（间接）;④能否扩大（改良）; ⑤能否缩小（改良）;⑥能否代用;⑦能否重新调整;⑧能否颠倒;⑨能否组合
《机械创新设计》课程设计 设计题目：多工能学生专用座椅 专业：机械设计制造及其自动化 班号： 姓名学号： 成绩评定： 指导教师： 设计起止日期：2013年12月20 日—12 月26 日 目录 摘要............................................................. ..................................... 第一章绪论................................................................... ................... 1 研究背景及意义...................................................................... ............... 2主要功能和性能指标.................................................................... ......... 第二章设计方案................................................ 2.1重力平衡控制.................................................................... . 2.2定滑轮连接控制..................................................... 第三章理论设计计算............................................ 3.3椅子的尺寸设计................................................. 3.2 重力平衡装置的尺寸确定及理论分析............................... 第四章工作原理及性能分析 第五章创新点及应用
机械创新设计综合实训 设计说明书 设计名称：_________笔记本电脑散热桌________________; 实训班级：_____________机自0911____________________;
组长姓名：_____刘强_________学号__0901433104_______; 组员姓名：_____刘强_________学号__0901433104_______; 南京工业职业技术学院 2010年11月19日 目录 第一章背景概述-----------------------------------------------------2第二章设计方案-----------------------------------------------------3第三章设计计算-----------------------------------------------------4第四章设计创新点--------------------------------------------------5第五章总结-----------------------------------------------------------6
参考文献--------------------------------------------------------------------6 附图： 装配图-----------------------------------------------------------------------7 零件图-----------------------------------------------------------------------7-10 三维图-----------------------------------------------------------------------10-13
精心整理机械创新设计综合实训 设计说明书 设计名称：_________笔记本电脑散热桌________________; 实训班级：_____________机自0911____________________; 组长姓名：_____刘强_________学号_________; 组员姓名：_____刘强_________学号_________; 南京工业职业技术学院 2010年11月19日 目录 第一章背景概述-----------------------------------------------------2 第二章设计方案-----------------------------------------------------3 第三章设计计算-----------------------------------------------------4 第四章设计创新点--------------------------------------------------5 第五章总结-----------------------------------------------------------6 参考文献--------------------------------------------------------------------6 附图： 装配图-----------------------------------------------------------------------7 零件图-----------------------------------------------------------------------7-10 三维图-----------------------------------------------------------------------10-13 第一章背景概述 中国电脑桌产业发展研究报告 中国电脑桌产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。 从什么角度分析中国电脑桌产业的发展状况？以什么方式评价中国电脑桌产业的发展程度？中国电脑桌产业的发展定位和前景是什么？中国电脑桌产业发展与当前经济热点问题关联度如何……诸如此类，都是电脑桌产业发展必须面对和解决的问题——中国电脑桌产业发展已到了岔口；中国电脑桌产业生产企业急需选择发展方向。 中国电脑桌产业发展研究报告阐述了世界电脑桌产业的发展历程，分析了中国电脑桌产业发展现状与差距，开创性地提出了“新型电脑桌产业”及替代品产业概念，在此基础上，从四个维度即“以人为本”、“科技创新”、“环境友好”和“面向未来”准确地界定了“新型电脑桌产业”及替代产品的内涵。根据“新型电脑桌产业”及替代品的评价体系和量化指标体系，从全新的角度对中国电脑桌产业发展
《机械创新设计》课程作业 题目：落叶清理机 院（部）：机电工程学院 专业：机械工程及自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：
任务要求阐述 随着现代工业的快速发展，露天焚烧落叶严重影响大气环境质量，造成大气污染，对交通安全造成威胁，形成新的安全隐患。另一方面我国经济快速发展，人民生活水平的逐步提高高效率生活已成为人们生活分主导我们已进入电气时代，更换现有的落叶清扫方式，死在必行。 该落叶清理器主要用于对道路旁的落叶进行清扫，该机器操作维护方便，便于工人使用，其结构需简单，可靠性好，清扫机构可调节。 目前路面上的清洁车基本都是用吹吸式或冲水式来清除垃圾，只能在大路中间行驶，清洁范围有限。路边或小路上等无法用清洁车清扫的地方，只能依靠工人手工清扫垃圾，劳动量大且效率低。所以有必要开发一种小型清洁机器，以减少工人劳动量，同时提高效率。 功能分析 落叶清扫机包括吸气机主体、收纳袋和内置集成有操控单元的手柄，其中吸气机主体包括吸气风机、朝向地面的吸气口，以及与收纳袋相对接的排风口，其特征在于：在所述吹吸机前进方向上的吸气口前端一体化固接一个对地的吹风口，与所述吸气机主体所设的出风口通过软质风管相对接，且所述吹风口内设有一用于调节吹风角度的电机，所述电机的驱动信号端电气连接到位于手柄的操控单元内。本实用新型的技术方案应用实施后在进行户外清扫时，通过吹风口吹出的气流将轻度固化的落叶松化、吹起，从而为吸气口清除落叶提供了便利 功能元分为动力系统，清扫功能系统，落叶收集系统 方案设计 该机器应具备以下特点： 1、结构简单。因是小型清洁机器，要求成本低，操作维护方便，便于工人使用，其结构需简单，可靠性好。目前国内虽然已有同类机器，但其结构偏复杂，成本高，无法推广使用。 2、清扫机构可调节，即清扫时该机构工作，不清扫时该机构不工作，以免做无用功。 在以上分析的基础上，对机器各部分方案进行设计。 1、整体方案的设计，即机器的整体结构形式（外观）的确定。有两种方案
机械创新设计案例 我们知道，目前，机械产品的国际竞争非常激烈，要保持和发展我国机械产品在机械市场中的份额，关键靠的就是创新。我们要摆脱现在在机械创新设计上的落后局面，就要我国机械人才的创新设计能力。 机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。要进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此设计系统必需符合创新设计思维规律。 案例一：新型内燃机的开发实例 一般圆柱凸轮机构是将凸轮的回转运动变为从动杆的往复运动，而此处利用反动作，即当活塞往复运动时，通过连杆端部的滑块在凸轮槽中滑动而推动凸轮转动，经输出轴输出转矩。活塞往复两次，凸轮旋转360°。系统中没有飞轮，控制回转运动平稳。 这种无曲轴式活塞发动机若将圆柱凸轮安装在发动机的中心部位，可在其周围设置多个气缸，制成多缸发动机。通过改变圆柱凸轮的凸轮轮廓形状可以改变输出轴的转速，达到减速增矩的目的。这种凸轮式无曲轴发动机已用于船舶、重型机械、建筑机械等行业。 旋转式发动机与传统的往复式发动机相比，在输出功率相同时，
具有体积小、重量轻、噪声低、旋转速度范围大以及结构简单等优点，但在实用化生产的过程中还有许多问题需要解决。 随着生产科学技术的发展，必然会出现更多新型的内燃机和动力机械。人们总是在发现矛盾和解决矛盾的过程中不断取得进步。而在开发设计过程中敢于突破，善于运用类比、组合、替代等创新技法，认真进行科学分析，将会使人们得到更多创新的、进步的、高级的产品。 案例二：圆柱凸轮数控铣削装置的创新设计实例 圆柱凸轮作为一种机械传动控制部件，具有结构紧凑、工作可靠等突出优点，但其加工制作比较困难。东北大学东软集团生产的医用全身CT扫描机，有一对复杂的圆柱凸轮，过去一直采用手工加工，不仅制造精度低，而且劳动强度大，生产效率低，成本高。为此，负责机械加工的东北大学机械厂提出要研制一种精度较高、操作方便、成本较低的圆柱凸轮加工装置。圆柱凸轮数控铣削装置包括工作台直线运动坐标轴和工件回转运动坐标轴，在加工圆柱凸轮时，本装置根据数控加工程序控制工件作旋转进给运动和直线进给运动，通过普通立式铣床工作台的垂直运动进行切深调整，这样就可以实现一条凸轮曲线槽的连续自动化加工。 案例一图
《机械创新设计》教学大纲 一、基本信息 1．课程编号：193Z703 2．课程体系/类别：专业类/专业实践课 3．课程性质：必修 4．学时/学分：1W/1学分 5．先修课程：高等数学、大学物理、画法几何、机械原理 6．适用专业：机械电子工程专业 二、课程目标及学生应达到的能力 机械创新设计是机械电子工程专业人才培养中一个重要的实践教学环节。机械创新设计的主要目的是培养学生独立确定系统运动方案设计与选型的能力，提高创造力、想象力和解决实际问题的能力；利用慧鱼创意组合模型搭建机电一体化产品模型，探索产品各功能的实现方法，真正做到充分理解，活学活用，举一反三；通过该课程实习，使学生培养创新精神、提高实践动手能力、自主学习的能力，真正做到勤于动手、勤于观察，善于阅读、善于思考，独立钻研、精诚协作。 课程目标及能力要求具体如下： 课程目标1. 通过机电一体化产品的系统运动方案的构思，培养学生独立确定系统运动方案设计与选型的能力，提高创造力、想象力和解决实际问题的能力； 课程目标2.利用慧鱼创意组合模型搭建机电一体化产品模型，探索产品各功能的实现方法，真正做到充分理解，活学活用，举一反三； 课程目标3. 能够针对自己的创新设计目标，清晰的讲述创新设计思路、依据和设计结果等，较好的完成答辩；同时培养自主学习的能力—勤于动手、勤于观察，善于阅读、善于思考，独立钻研、精诚协作。
三、课程教学内容与学时分配 表所示为《机械创新设计》课程在培养学生解决复杂工程问题能力方面的教学设计。 表《机械创新设计》课程的教学设计
四、课程的考核环节及课程目标达成度自评方式 （一）课程的考核环节 1.学生的课程设计成绩由平时成绩（含设计表现、到课率等）和业务考核成绩（实习报告的完成及质量情况，答辩情况）组成，均按百分制记分，其中平时成绩占总成绩的30%，业务考核成绩占70%。 2.指导教师按照课程设计的评分标准，对指导的学生进行业务考核，并填写、上报成绩单。 3.课程设计按优秀（90～100分）、良好（80～89分）、中等（70～79分）、及格（60～69分）和不及格（60分以下）五个等级评定总成绩。 各考核环节所占分值比例也可根据教学安排进行调整，建议值及考核细则如下。 （二）课程目标达成度评价方式 课程目标达成度评价包括课程分目标达成度评价和课程总目标达成度评价，具体计算方法如下： 总分 目标相关考核环节目标总评成绩中支撑该课程得分 目标相关考核环节平均总评成绩中支撑该课程课程分目标达成度= 分） (该课程总评成绩总分均值 该课程学生总评成绩平课程总目标达成度100= 课程目标评价内容及符号意义说明如下表，字母A 、B 、C 分别表示学生考勤、课堂表现、业务考核的实际平均得分，其中，C = C 1+C 2；C 1为设计说明书、图纸等资料的分数，C 2为答辩得分。
作品简介，该产品的主要结构包括:滑轨，软管，软管收纳槽，刚性水管，喷头，换向阀，土地湿度传感器，电机，喷头，可活动式水管接口，轴承，滑轮等。本产品特殊的结构设计为适应各种花坛花圃，可以有效利用滑轨的优势代替现有的多个固定喷头浇花，结构简单，成本低廉，安装方便，对水资源及材料和土地的使用有着显著的减少。 一、研究背景: 当今全球所面临的一个大问题就是资源问题，而水资源更是其中最重要的资源之一。基于此，我们便对现有的花坛浇灌进行了改进。如今的花坛浇灌是由多个喷头来实现花坛浇花，实现起来并不复杂，但是多个喷头是同时工作，所以当某一个喷头出现问题时，喷头喷出的水不能达到预期效果时，水就会白白浪费。为了有限的解决多个喷头，我们研究设计了这套利用轨道浇灌的浇灌系统。该系统的主要功能是利用喷头喷出的水作为动力来实现喷头在轨道上来回运动，这样既解决了能量消耗问题，同时又达到了浇灌的目的。该产品材料简单，制作方法别具一格，制作成本相对较低，目前市场上还没有此类产品，相关领域已经涉足对此类产品的研究，但是还存在一些问题待进一步研究解决，例如水管通水后的刚性，轨道长期放置室外被杂物堵塞等，因此该产品具有很强的实用价值和广阔的市场前景。 二，设计方案 2.01 土壤湿度传感器 土壤湿度传感器又名：土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤含水量传感器。主要用来测量土壤相对含水量，做土壤墒情监测及农业灌溉和林业防护。土壤湿度传感器采用FDR频域反射原理。FDR(Frequency Domain Reflectometry)频域反射仪是一种用于测量土壤水分的仪器，它利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数，从而得到土壤相对含水量，FDR具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点。是一种值得推荐的土壤水分测定仪器。 2.02 智能进水阀门 通过土壤湿度传感器获取需要浇水土壤的湿度后和设定值比较，当湿度低于花生长需要的湿度时，给电机一个信号通过电机的正转打开进水阀门的开关。当土壤湿度上升到花需要的湿度时，给电机一个信号通过电机的反转关闭进水阀门的开关。 2.03 三通道换向阀 当装置运动到轨道的一端时，触动换向阀改变喷头进水水流的方向使喷头改变喷出水的方向从而使装置向轨道的另一个方向移动。 2.04 导轨系统 导轨系统由四个T型导轨组成。用于固定整个的喷头装置以及减少装置运动的摩擦阻力。 2.05 U型管道收纳槽 收纳槽在导轨的一面，收纳槽开口处型槽的底部刚好可以容纳进水管的大小，为了使进水管始终限制在槽里面。
机械创新设计说明书 题 目： 多功能笔记本收纳盒 院（部）： 应用技术学院 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 学生姓名： 指导教师： 完成日期：
技术领域: 本实用新型关于一种笔记本收纳、放置支架，具体为一种可自动收纳笔记本、支持多个USB插头、集笔记本散热与一体。 背景技术: 目前市场可以见到的笔记本支架各种各样，但均是结构简单，功能单一，而且没有收纳功能，然而在我们生活中，我们有时候需要的各种功能我们的笔记本又达不到使用要求，所以我们常常需要接各种外置的设备，所以我们需要很多的USB接口或者其他的接口转换器；当我们使用个别软件或者玩游戏时，电脑通常都会发热，所以一个可以使电脑散热良好的产品正是我们所需要的；电脑的清洁问题，往往是我们所面临的一件麻烦的事，所以我们需要一个时常会把电脑不用的时候收好，但是电脑上往往会接各种数据线，所以在不用的时候可以直接收好电脑是我们不变的选择；我们在寝室的时候，习惯性的把电脑垫高，会使自己用起来感觉舒服些，其实是把电脑适当的垫高可以有效的保护自己的颈部，所以为了我们的健康、方便、整洁，我们设计了一多功能电脑收纳盒。
现有的笔记本支架
产品设计改良的首要问题 １、产品是以功能为核心的，没有功能的存在，产品也将不复存在。而功能存在的前提条件是需求，即需求不存在功能也将不复存在。 2、接下来相同的功能可以用不同的原理来实现，随着科技的进步，在需求、功能存在的前提下，原理在不断的更新，随之产品在不断更新。 3、随着原理的确定，我们可以用不同的结构方式去构造产品，即相同的原理可以对应不同的结构方式。而结构方式以原理为核心的同时，依据就是材料与工艺。 4、当一种结构方式成熟以后，以上所言的产品就进入了成长期，这时的产品会被设计成不同风格，以满足需求的差异，即同样的结构我们可以用不同的造型风格来最终完善产品。
机械创新设计心得(精选多篇) 有幸参加本次“博亚杯”机械创新设计大赛。不管是在准备过程中还是在比赛过程中，都学到了许多在平时的学习中所学不到和感受不到的东西。 参加比赛是对一个人各方面能力的全面锻炼。这是一个自我提升的过程。在这个过程中所得到的经验对以后的学习工作生活都很重要。总结自己团队的成败得失吸取成功团队的宝贵经验，个人觉得一个团队要取得成功以下几点非常重要： 首先需要一个优秀的领导者，在拥有必要的基本知识技能外还需要能够统筹全局，充分调动整个团队的积极性，发挥每个团队成员的长处，挖掘每个成员的潜能。这需要他能够准确把握宏观的方向也要注意很小的细节问题。 二，一个团结奋进的团队，不仅是个人能力有限，在思维的灵活、见识的广度、上个人都是无法和团队相比拟的。一个团结的团队会有不竭的动力，团员间互相鼓励保证了团队的旺盛的斗志。团员间相互交流相互理解使整个比赛过程更加协调。 三、明确的目标和坚定的信念以及不灭的斗志。坚持到最后就是胜利，说的容易但做起来却不是那么回事，很多时候在最需要坚持时，我们往往忘记了这句话。生活最怕没有目标，做一件事，参加一个比赛亦如此。没有一个明确而有
强烈的目标很难取得比赛的成功。 四、各方面的支持。来自自己的内心，来自学校，来自老师。 比赛表面上是一件件参赛作品的比较，实质是思维和思想的比拼。在比赛中能够使自己在思想认识上得到提高在思维习惯上得到改善则是最大的收获。创新，一个不曾间断过的话题，但怎么做到创新，怎么才能有一个创新型的思维却很少有人做到。 另外，在比赛过程中和其他学校学生的交流，让我认识到了自己看到了现状。从对比中看到了自己的情况，对自己在今后的学习生活上也有很大的帮助，给自己今后在一些事情上的选择上提供了借鉴。 机械创新设计心得： 大三花了将近半年的时间去搞第三届大学生机械创新设计大赛的作品，本来比赛早就完成了，开学还将所有的比赛花费的发票递交了上去，最后学校还要我们写一篇比赛心得，今晚花了两个钟的时间写下了下来这篇比赛心得，真的有点长，转发到自己的博客上，见证下自己曾经的步伐。 转眼间，大三过去了，在大三的第一个学期的最后几天，我们的参赛作品——绿色环保自动吸尘黑板擦通过了答辩，最后得到了学校老师，领导的肯定，成为其中的一个立项项目，得到了学校的大力支持。
机械创新设计学习心得 有幸参加本次“博亚杯”机械创新设计大赛。不管是在准备过程中还是在比赛过程中，都学到了许多在平时的学习中所学不到和感受不到的东西。下面是WTT小雅为大家收集整理的机械创新设计学习心得，欢迎大家阅读。 机械创新设计学习心得篇1 大三花了将近半年的时间去搞第三届大学生机械创新设计大赛的作品，本来比赛早就完成了，开学还将所有的比赛花费的发票递交了上去，最后学校还要我们写一篇比赛心得，今晚花了两个钟的时间写下了下来这篇比赛心得，真的有点长，转发到自己的博客上，见证下自己曾经的步伐。 转眼间，大三过去了，在大三的第一个学期的最后几天，我们的参赛作品--绿色环保自动吸尘黑板擦通过了答辩，最后得到了学校老师，领导的肯定，成为其中的一个立项项目，得到了学校的大力支持。 立项之后，我们就开始了作品的制作阶段。寒假期间，我们首先通过上网买回了一个现成的电动吸尘黑板擦进行研究，然后拆了里面的涡轮风扇用到我们的作品制作中。然后在寒假期间几次出到大德路去找我们制造作品需要的零件。 大三的第二个学期一开始，我们就开始专注于作品的制作。首先通过上网以及老师，同学的帮助，找了很多地方，终于找到
了合适我们制作作品所需要的零件--滚筒以及塑料小齿轮，这两样零件不多好找，最终我们是看到了玩具车上面的车轮跟里面的齿轮，因为从玩具车上面取下这种在市场上单件少的零件比较划算，不然我们又要花钱去订做，成本就高了。 买回滚筒以及小齿轮后，我们开始自己设计锥齿轮。在设计的时候，我们运用课本学到的知识，计算并设计了我们需要的齿轮，不过当我们将我们设计好的锥齿轮参数拿到外面叫师傅订做的时候开始遇到了一些问题。由于我们只是运用课本上的知识，没有什么社会上的设计经验，将我们设计的参数拿去加工的时候，师傅跟我们说那样的参数的小锥齿轮没法加工，模数太小了，机床没法加工。我们问了很多家，终于找到一家能加工我们参数的锥齿轮的商铺，跟老板核查好参数之后，这样就完成了锥齿轮的设计工作。 齿轮，锥齿轮，滚筒都买了回来之后，又买了传动轴，我们就开始设计自己的黑板擦外盒了。一开始我们计划用薄铁皮做外盒，用cad完成自己的加工图形，然后去大德路找师傅帮我们加工，我们跟师傅说完了我们的设计方案就回去了，一周之后再去领会我们定制的黑板擦外盒的时候发现了问题，由于我们画的图纸表示得不是很明白，加上给我加工的师傅也不是很专业，外盒拿回来，我们安装上齿轮，轴，锥齿轮，风扇发现很多地方不能配合，还有加工错误的地方。我们遇到了失败，很快我们就想出了解决的方法，我们发现用图纸比较难说明我们的作品制作细
XXX大学机械创新设计课程论文题目：机械设计发展概况 专业 班级 学号 姓名 成绩 教师 ２０年月日
机械设计发展概况 XXX （XXXXX大学，XX 430XXX；） [摘要] ：随着科学技术的发展,机械产品功能要求的增加,特别是产品的复杂性增加,更新换代速度加快致使寿命期缩短,机械产品方案的设计要求越来越高。为此机械设计在工程设计中也越来越重要,得益于科技的进步和发展,如今的设计手段和方法不断更新,设计新技术不断涌现。文中论述了机械产品的常规设计、现代设计、创新设计三大设计方法以及机械设计技术的发展趋势与应用。 [关键词] 常规设计，现代设计，创新设计，设计方法 1 引言 机械是人类借以转换能量和减轻体力劳动提高生产率的主要工具，机械工业是国民年经济的支柱工业业之一，是社会生产力发展水平的重要标志，可以说机械的发展跟整个人类的文明和科技进步息息相关，为此我们很有必要熟悉机械的发展及机械设计方法的种类及应用。 2 机械发展的历史 中国五千年前已开始使用简单的纺织机械，晋朝时在连机椎和水碾中应用了凸轮原理，西汉时应用轮系传动原理制成了指南车和记里鼓车，东汉张衡发明的侯凤地动仪是世界上第一台地震仪。 十八世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次工业革命，人们开始设计制造各种各样 的机械，例如纺织机、火车、汽轮船等
19世纪到20世纪的第二次工业革命，随着内燃机的出现,促进了汽车、飞机等运输工具的出现和发展。 20世纪中后期以机电一体化技术为代表在机器人，航空航天，海洋舰船等领域开发出了众多高新机械产品，如火箭、航空母舰、深海探测器等 展望21世纪，智能机械、微型机构、仿生机械的蓬勃发展，将促进材料、信息、计算机技术、自动化等领域的交叉与融合，进一步丰富和发展了机械基础学科知识。
1 助立椅 参赛学校：华南理工大学 参赛者：毕经元、龙志健、万明远，指导教师：张铁、李杞仪 作品内容简介本作品是一张方便老年人或者腿脚不便的人站立的椅子。主要是通过使用者上肢的运动来带动一面的动作，从而可以调整人的坐姿与重心，来减少下肢的运动来实现站立姿势。本机构主要用到了平面连杆以及其它一些机械结构来实现椅面的调整，来带动使用者的行动。并且如果使用者需要的话，在坐下来的时候也可以起到减少其下肢运动的作用。主要创新点我们主要是考虑到老年人或者其他腿脚不方便的人群，在站起来的时候总是很费力；而且往往在坐下来的过程中也是一屁股就坐了下去。为了改变这样的状况，我们将人站立过程中的手脚并用，该为手起到主要作用，方便特殊人群。 推广应用价值我们的社会对老年人的关爱渐见凸现，在这样的背景下，对老年人日常行动的关爱也就更为重要了。而且对于特殊群体，比如下肢受伤，残疾等等的人群，我们的设计也可以助他们一臂之力。方便了使用者日常行动，而且也减轻了子女或者看管人的看护负担。这样的话，他们坐下就不愁再站起来了。 2 自动搀扶助步车 参赛学校：青岛大学 参赛者：王新刚、曹志强、郑虎阶、徐晟、孙海峰，指导教师：师忠秀、庞严英 作品内容简介本产品主要应用于腿部残疾、腿部骨折处于恢复期的病人。主要运用了自动检测和电器控制的原理；巧妙地将助步车和动力装置结合起来，实现了动力助步；并添加了单片机系统、光电检测装置以及继电器，可以自动检测病人的行动意图，并且实现了车随人动。该车充分考虑了不同使用者的需要，设置了多种不同的工作模式；另外，本车增添了多处人性化设计及安全保护措施，结构简单、操作方便、产品的可靠性高；创新地利用支撑板代替双拐，这样可以减轻病人长时间拄拐带来的劳累；由于该车操作的方便性以及车身对人体的搀扶作用，病人可以独立使用，从而大大减轻家人及护士的负担。基本技术指标：1、整车指标：速度0~0.5m/s连续可调；电机：DC12V、46rpm、P=15W。电源：12V、14Ah；光电开关：检测距离：0.1m/0.3m、DC 6～36V。 主要创新点（1）系统能够自动检测人体的行动意图并自动启动相关系统进行动力助步；（2）本车实现了车随人动，提高了使用者的方便性和舒适性；（3）本车实现了在一定范围内的无级变速；（4）本车采用了多种工作模式以适应不同的使用人群；（5）独特的控制电路大大简化了控制系统；（6）多处人性化设计和安全措施，使本车更安全实用；（7）病人可以独立使用，从而减轻了家人及护士的护理负担。 推广应用价值该车的应用前景非常广阔，可应用于医院的康复中心、也可提供给残疾人使用、还可以应用于行动不便的老年人，用于搀扶助步。 3 语音识别控制的多自由度欠驱动助残机械手 参赛学校：上海交通大学 参赛者：李顺冲、扬飞鸿、陈侃、黄俊杰，指导教师：高雪官 作品内容简介为了尽量能使机械手与人手大小相仿，同时也为了体现欠驱动手的优势，机械手将通过一个电机驱动，通过差分机构自适应地分配动力，差分机构与电动机可藏入手掌和手腕内。手指的结构：我们的机械手共使用4个手指，分别为拇指、食指、中指和小指。除拇指外，其他每个手指尺寸均相同，这样就可以模块化设计、加工，可以互换，也可以根据实际需要增减机械手的手指数。食指、中指和小指这三个手指每个手指都由三个指节组成。拇指结构与其他三指基本相同，但只有两个指节。弹性推杆差分机构：由于只使用一个电机驱动各个手指，为了使驱动力可以自适应地分配到各手指，需要一套驱动力差分机构。我们的方案是这样的。滑块安装于手掌内的导轨中，通过一个丝杠-螺母机构驱动，可以沿导轨
机械创新设计学习心得 体会 集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]
《机械创新设计》学习心得体会 ——创新之源 摘要：在迅速发展的当今社会，人们物质生活水平上来了，自然精神生活水平也随之提高，然而，其中一个具体表现就是在机械产品的应用创新上，本文站在一个当代大学生的角度审视了当前的创新以及提出自己对创新的理解。 关键词：机械，创新，便利，源泉 一、引言 创新的作用体现在我们生活中的方方面面，大到人类文明进步、人类科学的发展、现代科学体系、技术和经济发展、综合国力，小到我们的日常生活，一个创新的点子往往能给我们带来太多的便利。世界各国之间在政治、经济、军事和科学技术方面的剧烈竞争。实质上是人才的竞争，而人才竞争的关键是人才创造力的竞争。然而，渗透人们生活点点滴滴的东西，总是与机械有千丝万缕的联系，因此，如何培养和提高大学生的创新能力，特别是对机械类学生来说，更应该把培养学生的创新思维和动手能力摆在重要位置。 二、机械与创新 对于一个工科生，还是学机械的我而言，机械其实不是简单意义上的机器与机构的总称，走在大街小巷，进入公司、教室，回到家里，随处可见大大小小的物件都跟机械有关，我不想以一个机械专业的学生来讲解机械，更通俗易懂的方法还是运用实例，运用大家司空见惯的东西来解说。前不久学校刚刚刮过“机械创新设计大赛”的强风，大家热情都很高，在创新这块儿，无论身处何种地位的人，都多多少少有些想法，但是好多人一看到“机械”这样一个名词，又开始畏缩了，小到一把剪刀，大到一架飞机，都是我们所说的机械产品，我们大可以认为，只要能够相互传递运动的部件都是机械的范畴，就如同语言没有国界一样，创新实际上也没有界限，只要有思想，它就有实现的可能。 为此，国内全国各高校的机械及自动化类专业相继开设了《机械创新设计》课程，有些高校还将其作为专业课的核心课程。作为一门核心专业课程，各高校都在对其教学内容、手段、方法、实验方法进行探讨。文献【1】研究了机械设计创新实验教学的管理模式和教学方法，文献【2】就开设机构创新设计实验的必要性及创新设计实验室的创建进行了讨论，清华大学、华中理工大学、中南大学是将机械创新研究
《机械创新设计》试卷 考试时间:90分钟 一、填空题（20分）(1′×20) 1、创新就是创造和创新。它是集科学性、技术性、社会性、经济性于一身，并贯穿于科技技术实践、生产经营实践和社会活动实践的一种横向性实践活动。P11 2、创造性思维的形成大致可分为酝酿准备阶段、潜心加工阶段、顿悟阶段三个阶段。P23 3、平面连杆机构是由若干构件通过低副连接而成的平面机构，它们在各种机械和仪器中获得了广泛的应用。P23 4、控制系统按照原理可分为开环控制系统和闭环控制系统。P60 5、TRIZ的含义是发明问题解决理论。P88 6、每个技术系统的进化都是按照生物进化的模式进行的，一般经历以下几个阶段诞生期、成长期、成熟期、衰退期。P90 7、从系统论的观点来看，功能是系统的输入和输出间的关系。从性能的观点来看，功能是物理行为的抽象。P117 8、机构原理的移植主要有啮合原理的移植、差动原理的移植和谐波转动原理的移植等。P154 9、并列式机构组合的特点是运动并行传递。P164
10、仿生机械是模仿生物的形态结构和控制原理，设计、制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械。P264 二、选择题（15分）(3′×5) 1、如图所示的瑞士军刀采用哪种创新组合方法（B ） A、形式组合 B、功能组合 C、同类组合 2、功能设计法的正确步骤为（C ） A、求总功能——总功能分解——系统原理解——求功能元——求功能元解 B、总功能分解——求总功能——系统原理解——求功能元——求功能元解 C、求总功能——总功能分解——求功能元——求功能元解——系统原理解 3、思维有哪些特性（A ） A、思维的自觉性和创造性 B、思维的强制性 C、思维的单一性 4、组合创新方法有哪些（A ） A、功能组合、材料组合 B、机电组合、机液组合 C、结构组合、原理组合 5、二次设计包括（C ） A、反求设计 B、机构设计 C、开发设计 三、名词解释（20分）(4′×5)
机械创新设计作品 ________可伸缩式晾衣架
可伸缩式晾衣架 一、作品背景介绍 在目前的人们日常生活中，由于高楼住宅越来越普遍，晾衣服的确成了一个问题。在城镇住宅区里比较流行的是那种可以折叠的晾衣架，它具有伸缩性，实用比较方便。但是其设计没有很好的解决晾衣架受力问题，从而使得晾衣架容易出现扭曲变形，实用寿命大打折扣。一般家庭都有晾衣架晒衣物的生活需要，通常是用系好的晾衣绳讲衣物晾晒，用后再将绳子收起，它虽实用但不美观，给实用上带来麻烦。另外，将衣服晾在室外会有灰尘及其他杂质的污染，若将衣物晾在室内又会占有一定空间，也很不美观，因此，目前已出现了多种可折叠的晾衣架，经检索发现，它们都是立在地上活固定在墙壁上的，立在地上的晾衣架用后需要收拾起来，固定子啊墙上的即或是能够折叠也需要占有一定的空间，对于室内面积较小的家庭的使用仍存在困难。 本实用新型的目的在于提供一种储存时不占用空间、美观实用的新型晾衣架，实用时能晾晒很多轻便衣物，并且在使用操作上比较方便。基本考虑为在校学生宿舍内设计使用 二、需求分析 市场上现有晾衣架类型主要有固定型、折叠伸缩式i1]、手动升降
型和自动升降型四种。后来，为了满足人们的需求，使晾衣架的使用愈发方便，国内外均对晾衣架在原有的基础上进行了改进。特别是对自动晾衣架的改进，增加了自动风干，紫外杀菌，抗风技术等。现在市场上最常见的几种晾衣架分别是： （1）升降晾衣架 是安装在阳台，通过手摇或电动的方式使晾杆降低，把衣服晾好后，再使晾杆升高的一种晾衣架。 优点:所占空间小,方便操作. 缺点:固定方式单一,如在宿舍操作较严重算坏墙体,且价格较高. （2）壁挂式 壁挂式壁挂式晾衣架是装在墙壁上的，安装高度一般到人的胸部
机械创新设计说明书 题目：多功能笔记本收纳盒 院（部）：应用技术学院 专业：机械设计制造及其自动化班级： 学生姓名： 指导教师： 完成日期：
技术领域: 本实用新型关于一种笔记本收纳、放置支架，具体为一种可自动收纳笔记本、支持多个USB插头、集笔记本散热与一体。 背景技术: 目前市场可以见到的笔记本支架各种各样，但均是结构简单，功能单一，而且没有收纳功能，然而在我们生活中，我们有时候需要的各种功能我们的笔记本又达不到使用要求，所以我们常常需要接各种外置的设备，所以我们需要很多的USB接口或者其他的接口转换器；当我们使用个别软件或者玩游戏时，电脑通常都会发热，所以一个可以使电脑散热良好的产品正是我们所需要的；电脑的清洁问题，往往是我们所面临的一件麻烦的事，所以我们需要一个时常会把电脑不用的时候收好，但是电脑上往往会接各种数据线，所以在不用的时候可以直接收好电脑是我们不变的选择；我们在寝室的时候，习惯性的把电脑垫高，会使自己用起来感觉舒服些，其实是把电脑适当的垫高可以有效的保护自己的颈部，所以为了我们的健康、方便、整洁，我们设计了一多功能电脑收纳盒。
现有的笔记本支架
产品设计改良的首要问题 １、产品是以功能为核心的，没有功能的存在，产品也将不复存在。而功能存在的前提条件是需求，即需求不存在功能也将不复存在。 2、接下来相同的功能可以用不同的原理来实现，随着科技的进步，在需求、功能存在的前提下，原理在不断的更新，随之产品在不断更新。 3、随着原理的确定，我们可以用不同的结构方式去构造产品，即相同的原理可以对应不同的结构方式。而结构方式以原理为核心的同时，依据就是材料与工艺。 4、当一种结构方式成熟以后，以上所言的产品就进入了成长期，这时的产品会被设计成不同风格，以满足需求的差异，即同样的结构我们可以用不同的造型风格来最终完善产品。