实验四 平面机构运动方案创新设计实验
一、实验目的
1．加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性；
2． 培养学生的工程实践动手能力；
3． 培养学生创新意识及综合设计能力。
二、 设备和工具
1．机构运动方案创新设计实验台；
2．工具箱一套；
3．自备三角板、圆规和草稿纸等文具。
三、 实验前的准备工作
1．预习实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型；
2．选择设计题目，初步拟定机构系统运动方案。
四、 实验原理
任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。
1．杆组的概念
由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件通过运动副联结而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组（简称杆组）。 根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是：
F = 3n - 2P L - P H =0 （4－1）
式中： n 为杆组中的构件数；P L 为杆组中的低副数；P H 为杆组中的高副数。由于构件数和运动副数目均应为整数，故当n 、P L 、P H 取不同数值时，可得各类基本杆组。
当P H =0时，杆组中的运动副全部为低副，称为低副杆组。由于有F = 3n - 2P L -
P H =0，故32L
P n ，则n 应当是2的倍数，而P L 应当是3的倍数，即n ：2、4、6……，P L =3、6、9……。当n=2，P L =3时，基本杆组称为II 级组。II 级组是应用最多的基本杆组，绝大多数的机构均由II 级杆组组成，II 级杆组可以有下图所示的五
种不同类型：
图4－1 平面低副Ⅱ级杆组
n=4，P L =6的杆组形式很多，如图6－2所示为常见的Ⅲ级杆组。
图4－2 平面低副Ⅲ级杆组
2、正确拆分杆组
从机构中拆出杆组具有三个步骤：
1）先去掉机构中的局部自由度和虚约束；
2）计算机构的自由度，确定原动件；
3）从远离原动件的一端开始拆分杆组，每次拆分时，要求先试着拆分Ⅱ级组，没有Ⅱ组时，再拆分Ⅲ级组等高一级杆组，最后剩下原动件和机架。拆分杆组是否正确的判定方法是：拆去一个杆组或一系列杆组后，剩余的必须为一个完整的机构或若干个与机架相联的原动件，而不能有不成组的零散构件或运动副存在，全部杆组拆完后，应当只剩下与机架相联的原动件。
如图4－3所示机构，可先除去K处的局部自由度，然后，按步骤2）计算机构的自由度（F=1），并确定凸轮为原动件；最后根据步骤3），先拆分出构件4和5组成的Ⅱ级组，再拆分出构件6和7及构件3和2组成的两个Ⅱ级组以及由构件8组成的单构件高副杆组，最后剩下原动件1和机架9。
图4－3 杆组拆分
3、杆组的正确拼装
根据事先拟定的机构运动简图，利用机构运动创新设计方案实验台提供的零件按机构运动的传递顺序进行拼装。拼装时，通常先从原动件开始，按运动传递规律进行拼装。拼装时，应保证各构件均在相互平行的平面内运动，这样可避免各运动构件之间的干涉，同时保证各构件运动平面与轴的轴线垂直。拼装应以机架铅垂面为参考平面，由里向外拼装。
注意：为避免连杆之间运动平面相互紧贴而摩擦力过大或发生运动干涉，在装配时应相应装入层面限位套。
机构运动创新设计实验台提供的运动副拼接方法参见以下各图所示。
1)实验台机架：
图4-4 实验台机架图
实验台机架中有5根铅垂立柱，均可沿x方向移动。移动前应旋松在电机侧安装在上、下横梁上的立柱紧固螺钉，并用双手移动立柱到需要的位置后，应将立柱与上(或下)横梁靠紧再旋紧立柱紧固螺钉(立柱与横梁不靠紧旋紧螺钉时会使立柱在x方向发生偏移)。
注：立柱紧固螺钉只需旋松既可，不允许将其旋下。
立柱上的滑块可在立柱上沿Y方向移动，要移动立柱上的滑块，只需将滑块上的内六角平头紧定螺钉旋松即可(该紧定螺钉在靠近电机侧)。
按上述方法移动立柱和滑块，就可在机架的X、Y平面内确定固定铰链的位置。
2)主、从动轴与机架的连接(下图各零件编号与“机构运动创新设计方案实验台组件”序号相同，后述各图均相同)
图4-5 主、从动轴与机架的连接
按上图方法将轴联接好后，主(或从)动轴相对机架不能转动，与机架成为刚性联接；
若件22不装配，则主(或从)动轴可以相对机架作旋转运动。
3)转动副的连接
图4－6 转动副连接图
按图示联接好后，采用件19联接端连杆与件9无相对运动，采用件20联接端连杆与件9可相对转动，从而形成两连杆的相对旋转运动。
4)移动副的连接
图4－7 移动副连接图
5)活动铰链座I的安装
图4－8 活动铰链座I连接图
如图联接，可在连杆任意位置形成铰链，且件9如图装配，就可在铰链座I 上形成回转副或形成回转－移动副。
6)活动铰链座II的安装
图4－9 活动铰链座II的连接图
如图连接，可在连杆任意位置形成铰链，从而形成回转副。
7)复合铰链I的安装：(或转一移动副)
图4－10 复合铰链I的连接图
将复合铰链I铣平端插入连杆长槽中时构成移动副，而联接螺栓均应用带垫片螺栓。
8)复合铰链II的安装
图4－11 复合铰链II的连接图
复合铰链I联接好后，可构成三构件组成的复合铰链，也可构成复合铰链+移动副。
复合铰链II联接好后，可构成四构件组成的复合铰链。
9)齿轮与主(从)动轴的连接
图4－12 齿轮与主(从)动轴的连接图
10)凸轮与主（从）动轴的连接
图4－13 凸轮与主（从）动轴的连接图
11）凸轮副连接
图4－14 凸轮副连接图
12）槽轮机构连接
图4－15 槽轮机构连接图
注：拨盘装入主动轴后，应在拨盘上拧入紧定螺钉37，使拨盘与主动轴无相对运动；同时槽轮装入主（从）动轴后，也应拧入紧定螺钉37，使槽轮与主（从）动轴无相对运动。
13）齿条相对机架的连接
如图连接后，齿条可相对机架作直线移动；旋松滑块上的内六角螺钉，滑块可在立柱上沿Y方向相对移动（齿条护板保证齿轮工作位置）。
图4－16 齿条相对机架的连接
14)主动滑块与直线电机轴的连接：
图4－17主动滑块与直线电机轴的连接
当由滑块作为主动件时，将主动滑块座与直线电机轴(齿条)固连即可，并完成如图示连接就可形成主动滑块。
五、实验内容
机构运动创新设计实验，其运动方案由学生根据设计要求构思平面机构运动简图进行创新构思并完成方案的拼接，达到开发学生创造性思维的目的。
实验可以选用工程机械中应用的各种平面机构，根据机构运动简图，进行拼接实验；也可从下列运用于工程机械中的各种机构中选择拼接方案，完成实验。
1、内燃机机构
图4－18 内燃机机构
机构组成：曲柄滑块与摇杆滑块组合而成的机构。
工作特点：当曲柄1作连续转动时，滑块6作往复直线移动，同时摇杆3作往复摆动带动滑块5作往复直线移动。
该机构用于内燃机中，滑块6在压力气体作用下作往复直线运动(故滑块6是实际的主动件)，带动曲柄1回转并使滑块5往复运动使压力气体通过不同路径进入滑块6的左、右端并实现排气。
图4－19 精压机机构
2、精压机机构
机构组成：该机构由曲柄滑块机构和两个对称的摇杆滑块机构所组成。对称部分由杆件4—5—6—7和杆件8—9—10一7两部分组成，其中一部分为虚约束。
工作特点：当曲柄1连续转动时，滑块3上、下移动，通过杆4—5—6使滑块7作上下移动，完成物料的压紧。对称部分8—9—10—7的作用是使构件7平
稳下压，使物料受载均衡。
用途：如钢板打包机，纸板打包机，棉花打捆机、剪板机等均可采用此机构完成预期工作。
3、牛头刨床机构
图4－20 牛头刨床机构
图b)为将图a)中的构件3由导杆变为滑块，而将构件4由滑块变为导杆形成。
机构组成：牛头刨床机构由摆动导杆机构与双滑块机构组成。只是在图a)中，构件2、3、4组成两个同方位的移动副，且构件3与其它构件组成移动副两次；而图b)则是将图a)中D点滑块移至A点，使A点移动副在箱底处，易于润滑，使移动副摩擦损失减少，机构工作性能得到改善。图a)和图b)所示机构的运动特性完全相同。
工作特点：当曲柄1回转时，导杆3绕点A摆动并具有急回性质，使杆5完成往复直线运动，并具有工作行程慢，非工作行程快回的特点。
4、两齿轮－曲柄摇杆机构
图4－21 齿轮一曲柄摇杆机构
图4－22 齿轮－曲柄摆块机构
机构组成：该机构由曲柄摇杆机构和齿轮机构组成，其中齿轮5与摇杆2形成刚性联接。
工作特点：当曲柄1回转时，连杆2驱动摇杆3摆动，从而通过齿轮5与齿轮4的啮合驱动齿轮4回转。由于摆杆3往复摆动，从而实现齿轮4的往复回转。
5、两齿轮－曲柄摆块机构：
机构组成：该机构由齿轮机构和曲柄摆块机构组成。其中齿轮1与杆2可相对转动，而齿轮4则装在铰链B点并与导杆3固联。
工作特点：杆2作圆周运动，为曲柄通过连杆使摆块摆动从而改变连杆的姿态使齿轮4带动齿轮1作相对曲柄的同向回转与逆向回转。
6、喷气织机开口机构
图4－23 喷气织机开口机构
机构组成：该机构由曲柄摆块机构，齿轮一齿条机构和摇杆滑块机构组合而成，其中齿条与导杆BC固联，摇杆DD’与齿轮G固联。
工作特点：曲柄AB以等角速度回转，带动导杆BC随摆块摆动的同时与摆块作相对移动，在导杆BC上固装的齿条E与活套在轴上的齿轮G相啮合，从而
使齿轮G作大角度摆动，与齿轮G固联在一起的杆DD’随之运动，通过连杆DF(D’F’)使滑块作上、下往复运动。组合机构中，齿条E的运动是由移动和转动合成的复合运动，而齿轮G的运动就取决于这两种运动的合成。
图4－24 冲压机构
7、冲压机构
机构组成：该机构由齿轮机构与对称配置的两套曲柄滑块机构组合而成，AD杆与齿轮1固联，BC杆与齿轮2固联。
组成要求：z1=z2；AD=BC；α＝β
工作特点：齿轮1匀速转动，带动齿轮2回转，从而通过连杆3、4驱动杆5上下直线运动完成预定功能。
该机构可拆去杆件5，而E点运动轨迹不变，故该机构可用于因受空间限制无法安置滑槽但又须获得直线进给的自动机械中。而且对称布置的曲柄滑块机构可使滑块运动受力状态好。
应用：此机构可用于冲压机、充气泵、自动送料机中。
8、插床机构
图4－25 插床机构
机构组成：该机构由转动导杆机构与正置曲柄滑块机构构成。
工作特点：曲柄1匀速转动，通过滑块2带动从动杆3绕B点回转，通过连杆4驱动滑块5作直线移动。由于导杆机构驱动滑块5往复运动时对应的曲柄1转角不同，故滑块5具有急回特性。
应用：此机构可用于刨床和插床等机械中。
9、筛料机构
图4－26 筛料机构
机构组成：该机构由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构构成。
工作特点：曲柄1匀速转动，通过摇杆3和连杆4带动滑块5作往复直线运动，由于曲柄摇杆机构的急回性质，使得滑块5速度、加速度变化较大，从而更好地完成筛料工作。
10、凸轮－连杆组合机构
图4－27 凸轮－连杆组合机构
机构组成：该机构由凸轮机构和曲柄连杆机构以及齿轮齿条机构组成，且曲柄EF与齿轮为固联构件。
工作特点：凸轮为主动件匀速转动，通过摇杆2、连杆3使齿轮4回转，通
过齿轮4与齿条5的啮合使齿条5作直线运动，由于凸轮轮廓曲线和行程限制以及各杆件的尺寸制约关系，齿轮4只能作往复转动，从而使齿条5作往复直线移动。
应用：此机构用于粗梳毛纺细纱机钢领板运动的传动机构。
11、凸轮－五连杆机构
图4－28 凸轮－五连杆机构
机构组成：该机构由凸轮机构和连杆机构构成，其中凸轮与主动曲柄1固联，又与摆杆4构成高副。
图4—29 行程放大机构
工作特点：凸轮1匀速回转，通过杆1和杆3将运动传递给杆2，从而杆2的运动是两种运动的合成运动，因此连杆2上的C点可以实现给定的运动轨迹。
12、行程放大机构：
机构组成：该机构由曲柄滑块机构和齿轮齿条机构组成，其中齿条5固定为机架，齿轮4为移动件。
工作特点：曲柄1匀速转动，连杆上C点作直线运动，通过齿轮3带动齿条4作直线移动，齿条4的移动行程是C点行程的两倍，故为行程放大机构。
注：若为偏置曲柄滑块，则齿条4具有急回性质。
13、冲压机构
图4—30 冲压机构
机构组成：该机构由齿轮机构、凸轮机构、连杆机构组成，其中凸轮3与齿轮2固联。
工作特点：齿轮1匀速转动，齿轮2带动与其固联的凸轮3。起转动，通过连杆机构使滑块7和滑块10作往复直线移动，其中滑块7完成冲压运动，滑块10完成送料运动。
该机构可用于连续自动冲压机床或剪床(剪床则由滑块7为剪切工具)。
实验内容也可按下面的题目要求设计一个机构。任选一题，进行机构系统运动方案的设计。
（一）．钢板翻转机
1．设计题目：
如图4－31示,该机构具有将钢板翻转180°的功能。钢板由辊道送至左翻板,并顺时针方向转动，当转至铅垂位置偏左10°左右时，与逆时针方向转动的右翻板会合，接着左翻板与右翻板一同转至铅垂位置偏右10°左右，左翻板折回到水平位置，与此同时，右翻板顺时针方向转到水平位置，从而完成钢板翻转任务。
图4－31 钢板翻转机构工作原理图
2．已知条件：
1）原动件由电动机驱动；
2）每分钟翻钢板10次；
3．设计任务：
1）用图解法或解析法完成机构运动方案的设计，并用机构创新模型加以实现；
2）绘制出机构运动简图，计算自由度，并分析机构的基本杆组。（二）．设计平台印刷机主传动机构
1．设计题目
平台印刷机的工作原理是复印原理，即将铅版上凸出的痕迹借助于油墨印到纸张上。平台印刷机一般由输纸、着墨（即将油墨均匀涂抹在嵌于版台的铅版上）、压印、收纸等四部分组成。如图6－32所示，平台印刷机的压印动作是在卷有纸张的滚筒与嵌有铅版的版台之间进行。整部机器中各机构的运动均由同一电机驱动，运动由电机经过减速装置后分成两路：一路经传动机构Ⅰ带动滚筒作回转运动，另一路经过传动机构Ⅱ带动版台作往复直线运动，当版台与滚筒接触时，就可在纸上压印出字迹或图形。
图4－32 平台印刷机工作原理图
版台工作行程分三个区段：在第一区段中，送纸和着墨机构相继完成输纸、着墨作业；第二区段，滚筒和版台完成压印动作；在第三区段，收纸机构进行收纸作业。
本题目所要设计的主传动机构就是指滚筒的传动机构Ⅰ和版台的传动机
构Ⅱ。
2．已知条件
1）印刷速度为180张/小时；
2）版台行程长度500mm；
3）压印区段长度300mm；
4）滚筒直径116mm；
5）电机转速6r/min。
3．设计任务
1）设计能实现平台印刷机的主运动：版台作往复直线运动，滚筒作连续或间歇转动的机构运动方案。要求在压印过程中，滚筒与版台之间无相对滑动，即在压印区段，滚筒表面点的线速度与版台移动速度相等。为保证整个印刷幅面上的印痕浓淡一致，要求版台在压印区内的速度变化限制在一定的范围内（应尽可能小），并用机构创新模型加以实现。
2）绘制出机构运动简图，计算自由度，并分析机构的基本杆组。（三）．设计玻璃窗的开闭机构
1．已知条件
1）窗框开闭的相对角度为90°；
2）操作构件必须是单一构件，要求操作省力；
3）在开启位置时，人在室内能擦洗玻璃的正反两面；
4）在关闭位置时，机构在室内的构件必须尽量靠近窗槛；
5）机构应支承起整个窗户的重量。
2．设计任务
1）用图解法或解析法完成机构的运动方案设计，并用机构创新新模型加以实现；
2）绘制出机构运动简图，计算自由度，并分析机构的基本杆组。（四）．坐躺两用摇动椅
1．已知条件：
1）坐躺角度为90°～150°；
2）摇动角度为25°；
3）操作动力源为手动和重力；
4）安全舒适。
2．设计任务：
1）用图解法或解析法完成机构系统的运动方案设计，并用机构创新模型加以实现；
2）绘制出机构运动简图，计算自由度，并分析机构的基本杆组。
六、实验步骤
1、掌握实验原理；
2、熟悉机构创新设计实验台的使用方法；
3、选择提供的机构运动方案或课前自拟的机构运动方案作为实验内容；
4、将拟定的机构运动方案根据机构的组成原理按杆组进行正确拆分，并用机构运动简图表示出来；
5、正确拼装机构运动方案；
6、完成实验报告。
题目：化学实验设计、改进与创新研究： 单位：
化学实验设计、改进与创新研究 摘要：为了加强实验教学,提高实验教学水平,化学教师应具备设计、改进实验、进行创新实验教学研究的能力.本文阐述了设计、改进和创新化学实验的原则,探讨了设计、改进和创新化学实验的基本思路和基本方法.后应用实验、改进与创新的方法,联系中学化学教学,列举5个案例对课本需要补充的实验进行研究,对课外活动实验的研究以及对传统实验的改进研究. 关键词：实验教学；实验设计；实验改进；实验创新研究 化学是一门以实验为基础的自然科学.化学实验是化学教学的基本特征.实验是科学研究的重要方法,也是教师教学生学习科学知识的重要方法.实验教学是对学生进行科学知识、科学方法、科学能力、科学思想和科学品质教育的最生动、最活跃的教学形式.作为化学教学工作者,应该充分认识实验在化学教学中的重要意义和作用.现行教课书中缺少某些实验,或某些实验现象不明显,成功率不高.因此,根据学校的设备情况和学生的实际水平,适当增补一些实验、设计一些课
外生活实验或者课本上规定的实验予以改进,设计和创造出适合化学教学、质量更高的实验,从而提高实验教学研究的能力,更好地发挥实验教学的作用. 一、实验设计、改进与创新遵循的基本原则 （１）科学性原则这是实验设计的首要原则.它指所设计实验的原理、操作顺序、操作方法等时,必须与化学理论知识以及化学实验方法论相一致.教师进行实验研究,其目的主要是要通过对实验现象的分析,得出科学的结论,以实现教学目的.实验研究必须实事,讲究科学性,而不能弄虚作假,违背科学规律,更不能有实验现象明显,而不科学的操作和做法. (2)简约性原则实验的教育价值往往与仪器的复杂程度成反比, 在 不违反科学性和教材要求的前提下,可以对某些实验的仪器进行改进,做到实验装置简单；重点突出；实验材料要容易获得；实验操作较简便；实验步骤较少；实验时间较短；突出创造性. (３)直观性原则在实验中,学生往往是通过观察鲜明、生动、准确的实验现象而进行分析、推理,得出科学的结论.所以化学实验的改革,不仅要求简易、快速,还必须做到直观、形象,使每个学生都能观察清楚.这就要求教师对那些现象不够明显,不够直观的实验进行改进,增强直观效果(颜色变化)等现象判断实验的进程. (4)可行性原则可行性原则是指设计实验时,所运用的实验原理在实施 时切实可行,而且所选用的化学药品、仪器、设备、实验方法等在现行的条件下能够满足.
课程设计报告 学生姓名：________________ 学号：_________________ 学院: ______________________________________________ 班级: ______________________________________________ 题目: _______________ 机构运动创新设计______________
2015年1月5日 目录 、概述................................. 1 .....................................................
一、概述： 机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况二、课程设计目的： 1、培养学生对连杆机构的理解掌握与创新设计能力，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。 2 、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，要求学生在拼装一个已有模型之外，自己通过对现实生产和生活中的连杆机构机械产品的观察和理解，通过试验台设备进行拼装和仿真。通过解决实际问题，促进学生理论联系实际，学以致用；锻炼学生独立思考能力和动手能力。 3 、加深学生对连杆机构组成原理的认识，进一步掌握连杆机构的创新设计方法。 4、学习机构运动简图的测绘与自由度的计算。 三、课程设计要求和内容： 实验设备和工具 CQJP-D 机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具（扳手、螺丝刀）。其中构件包括机架、连杆、圆柱齿轮、齿条、凸轮及从动件、槽轮及拨盘和皮带轮等；运动副包括转动副、移动副、齿轮副、槽轮副等。 实验原理 平面机构是由各个杆组依次联结到机架和原动件上形成的。机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零，且原动件数和机构的自由度相等。所拼接的机构必须满足以上两个条件。将主要由连杆构成的连杆机构（可加入一个其他类型构件如齿轮、凸轮、槽轮等）进行拼装，计算分析其自由度后，输入动力源进行 机构运行。实验内容与步骤
实验七机构创新组合设计实验 一、实验目的 1、加深学生对平面机构的组成原理认识,进一步了解机构组成及运动特性。 2、训练学生的工程实践动手能力。培养学生创新意识及综合设计的能力。 二、实验设备及工具 1、JKZB-Ⅱ机构创新组合设计实验台。附件：齿轮、齿条、槽轮、凸轮、转动轴、连杆、各种连接组合零部件等。 2、装拆工具：十字起子、活动扳手、内六角扳手、钢板尺、卷尺等。 3、学生自备草稿纸、笔、绘图工具等。 三、实验要求 1、每2～3人一组,每一组实验前拟一份机构运动设计方案,实验后提交新设计方案. 2、完成实验后各组将机械零部件“物还原位”,老师验收后方可离去. 3、每人完成一份实验报告。 四、实验原理和方法 根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成，故可通过选定的机构类型，拼装该机构并进行分析。 １
五、实验内容 1、自行到实验室熟悉本实验中的实验装置，各种零部件、装拆工具的功能；了解机构的拼接方法，拟订自已的机构运动方案的拼接步骤。 2、自拟或课本提供的机构运动方案做为拼接对象。 3.拼接机构,将各基本杆组按运动传递规律顺序拼接到原动件和机架上。 4．绘制运动简图，分析所拼接的平面机构。 5．根据平面机构的组成原理，利用常用的零部件拼接调整，设计一种具有新型的带发明创造性的组合机构。每一组提交一份机构创新设计方案。 6．最后把组合机构安装在实验平台上，进行测试分析、运动分析、实验结果分析、拟定这次实验的步骤，并写出实验报告。 六、实验方法与步骤 1.学生使用“机构创新组合设计实验台”提供的各种零件。按照自己的运动方案简图，先在桌面上进行机构的初步试验组装，这一步的目的是杆件分层。一方面为了使各个杆件在互相平行的平面内运动，一一方面为了避免各个杆件，各个运动副之间发生运动干涉。 2.按照上一步骤试验好的分层方案，从最里层开始，依次将各个杆件组装连接到机架上。选取构件杆，连接转动副或移动副。凸轮。齿轮。齿条与杆件用转动副连接，凸轮。齿轮。齿条与杆件用移动副连接，杆件以转动副的形式与机架相连，杆件以移动副的形式与机架相连，最后组装连接输入转动的原动件或输入移动的原动件。 3.根据输入运动的形式选择原动件。若输入运动为转动（工程实际中以柴油机，电动机等为动力的情况），则选用双轴承式主动定铰链轴或蜗杆为原动件，并使用电机通过软轴联轴器进行驱动。若输入运动为移动（工程实际中以油缸，气缸等为动力的情况），可选用适当行程的气缸驱动，用软管连接好气缸，气控组件和空气压缩机并进行空载形成实验。 4.试用手动的方式摇动或推动原动件，观察整个机构各个杆，副的运动，确定运动没有干涉后，安装电动机，用柔性联轴节将电机与机构相连，或安装气缸，用附件将气缸与机构相连。 5.检查无误后，接通电源试机 6.观察机构系统的运动，对机构系统的工作到位情况，运动学及动力学特性作出定性的分析和评价。一般包括如下几个方面： ①各个杆、副是否发生干涉 ②有无形成运动副的两构件的运动不在一个平面，因而出现摩擦力过大的现象 ③输入转动的原动件是否为曲柄。 ２
目录 一 3D打印技术...............................................错误!未定义书签。 1、3D打印技术原理........................................错误!未定义书签。 2、3D打印流程............................................错误!未定义书签。 1）三维设计...........................................错误!未定义书签。 2）切片处理...........................................错误!未定义书签。 3）模型打印...........................................错误!未定义书签。 4）后续处理...........................................错误!未定义书签。 3、常见3D打印技术........................................错误!未定义书签。 1) FDM：熔融沉积成型工艺..............................错误!未定义书签。 2) SLS：选择性激光烧结工艺............................错误!未定义书签。 3) LOM：分层实体成型工艺..............................错误!未定义书签。 4) SLA：立体光固化成型工艺............................错误!未定义书签。 5) 3DP：三维印刷工艺..................................错误!未定义书签。 6) PolyJet：聚合物喷射技术............................错误!未定义书签。 4、3D打印材料............................................错误!未定义书签。 5、3D打印机类型..........................................错误!未定义书签。 二 3D打印创新实验室建设规划.................................错误!未定义书签。 1、3D打印创新实验室功能..................................错误!未定义书签。 2、3D打印创新实验室建设规划..............................错误!未定义书签。 3、3D打印创新实验室软件..................................错误!未定义书签。 三 3D打印创新实验室创新课程体系设计.........................错误!未定义书签。 1、教学架构...............................................错误!未定义书签。 2、教学内容...............................................错误!未定义书签。
小学科学创新实验设计方案 《空气占据空间》的实验创新 西海小学王绍亭 一．实验设计意图 1.《空气占据空间》是教科版小学科学三年级上册《认识空气》中的教学活动。通过实验，变看不见的空气为看的见，变摸不着的空气为摸得着，让学生在探究过程中认识到、感受到空气确实存在，空气和其他物质一样，能够占据空间。并为后面学习《空气的质量》打下基础。 2.通过尝试设计与完成实验过程，培养学生的科学探究精神，发展学生的科学素养。 二、实验原型的不足之处 教材上安排的实验为几个小实验：一是将吸管伸向水里，用嘴吹，有气泡产生；二是用橡皮泥堵塞瓶口，并插吸管，让学生向瓶内吹气，使水流出来；三是杯底塞入纸团，将杯子竖直压入水底，看纸团会不会湿。仔细分析，不难看出实验原型的不足之处有： 1.实验材料橡皮泥有毒；操作中容易出现橡皮泥堵塞吸管的失误，从而导致实验失败。 2.一次性吸管学生反复吹，不够卫生，用后丢弃造成环境污染和资源浪费。
3.学生气息不足，很难将水顺利吹出来，现象不明显。
4.如果杯子接触水面时没有垂直，很难达到理想的效果。 5.三年级的学生在操作时很容易把纸团掉入水中，浪费纸张，不利于环保。 三．实验创新与改进之处 创新实验一： 1.用橡胶塞替代有毒橡皮泥，安全、环保。 2.用玻璃管替代塑料吸管，消除浪费，减少了污染。 3.用推注射器活塞代替用嘴吹气实验，安全可靠更加卫生。 创新实验二： 用乒乓球代替纸团，节约用纸，实验更加绿色环保。 创新实验三： 1.在水槽壁粘贴刻度尺，在水面放一乒乓球，可以更直观地观察水位的升降变化。 2.用推拉注射器活塞来控制瓶内空气的流动，操作方便，现象明显。 四．创新实验所需器材 玻璃水槽、去底矿泉水瓶（底部缠铁丝）和完整矿泉水瓶各一个。玻璃管、橡胶管、带孔橡胶塞、乒乓球、注射器（或打气筒）、红墨水等。 五、实验过程 （一）自制小喷泉
实验四 平面机构运动方案创新设计实验 一、实验目的 1．加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性； 2． 培养学生的工程实践动手能力； 3． 培养学生创新意识及综合设计能力。 二、 设备和工具 1．机构运动方案创新设计实验台； 2．工具箱一套； 3．自备三角板、圆规和草稿纸等文具。 三、 实验前的准备工作 1．预习实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型； 2．选择设计题目，初步拟定机构系统运动方案。 四、 实验原理 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 1．杆组的概念 由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件通过运动副联结而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组（简称杆组）。 根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是： F = 3n - 2P L - P H =0 （4－1） 式中： n 为杆组中的构件数；P L 为杆组中的低副数；P H 为杆组中的高副数。由于构件 数和运动副数目均应为整数，故当n 、P L 、P H 取不同数值时，可得各类基本杆组。 当P H =0时，杆组中的运动副全部为低副，称为低副杆组。由于有F = 3n - 2P L - P H =0，故32L P n ，则n 应当是2的倍数，而P L 应当是3的倍数，即n ：2、4、6……，P L =3、6、9……。 当n=2，P L =3时，基本杆组称为II 级组。II 级组是应用最多的基本杆组，绝大多数的机构 均由II 级杆组组成，II 级杆组可以有下图所示的五种不同类型： 图4－1 平面低副Ⅱ级杆组
实验四机构创新组合设计实验 一、实验目的 1、加深学生对平面机构的组成原理认识,进一步了解机构组成及运动特性。 2、训练学生的工程实践动手能力。培养学生创新意识及综合设计的能力。 二、实验设备及工具 1、JKZB-Ⅱ机构创新组合设计实验台。附件：齿轮、齿条、槽轮、凸轮、转动轴、连杆、各种连接组合零部件等。 2、装拆工具：十字起子、活动扳手、内六角扳手、钢板尺、卷尺等。 3、学生自备草稿纸、笔、绘图工具等。 三、实验要求 1、每2～3人一组,每一组实验前拟一份机构运动设计方案,实验后提交新设计方案. 2、完成实验后各组将机械零部件“物还原位”,老师验收后方可离去. 3、每人完成一份实验报告。 四、实验原理和方法 根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成，故可通过选定的机构类型，拼装该机构并进行分析。
五、实验内容 1、自行到实验室熟悉本实验中的实验装置，各种零部件、装拆工具的功能；了解机构的拼接方法，拟订自已的机构运动方案的拼接步骤。 2、自拟或课本提供的机构运动方案做为拼接对象。 3.拼接机构,将各基本杆组按运动传递规律顺序拼接到原动件和机架上。 4．绘制运动简图，分析所拼接的平面机构。 5．根据平面机构的组成原理，利用常用的零部件拼接调整，设计一种具有新型的带发明创造性的组合机构。每一组提交一份机构创新设计方案。 6．最后把组合机构安装在实验平台上，进行测试分析、运动分析、实验结果分析、拟定这次实验的步骤，并写出实验报告。 六、实验方法与步骤 1.学生使用“机构创新组合设计实验台”提供的各种零件。按照自己的运动方案简图，先在桌面上进行机构的初步试验组装，这一步的目的是杆件分层。一方面为了使各个杆件在互相平行的平面内运动，一一方面为了避免各个杆件，各个运动副之间发生运动干涉。 2.按照上一步骤试验好的分层方案，从最里层开始，依次将各个杆件组装连接到机架上。选取构件杆，连接转动副或移动副。凸轮。齿轮。齿条与杆件用转动副连接，凸轮。齿轮。齿条与杆件用移动副连接，杆件以转动副的形式与机架相连，杆件以移动副的形式与机架相连，最后组装连接输入转动的原动件或输入移动的原动件。 3.根据输入运动的形式选择原动件。若输入运动为转动（工程实际中以柴油机，电动机等为动力的情况），则选用双轴承式主动定铰链轴或蜗杆为原动件，并使用电机通过软轴联轴器进行驱动。若输入运动为移动（工程实际中以油缸，气缸等为动力的情况），可选用适当行程的气缸驱动，用软管连接好气缸，气控组件和空气压缩机并进行空载形成实验。 4.试用手动的方式摇动或推动原动件，观察整个机构各个杆，副的运动，确定运动没有干涉后，安装电动机，用柔性联轴节将电机与机构相连，或安装气缸，用附件将气缸与机构相连。 5.检查无误后，接通电源试机 6.观察机构系统的运动，对机构系统的工作到位情况，运动学及动力学特性作出定性的分析和评价。一般包括如下几个方面： ①各个杆、副是否发生干涉 ②有无形成运动副的两构件的运动不在一个平面，因而出现摩擦力过大的现象 ③输入转动的原动件是否为曲柄。
初中化学创新实验设计 实验题目：盐酸的化学性质微型实验学校名称：卢龙县潘庄镇中学 实验教师：何秀芳
实验方案 实验内容：在教学中酸的化学性质是以实验的形式分散进行教学的，学生对知识缺少系统性，实验较多操作较麻烦，改进后把酸的性质系统化简化了实验的操作过程。 一、改进实验名称：盐酸化学性质微型实验 二、改进实验目的： 1、将初中化学课标实验教材下册第十单元《酸和碱》中的课题1：常见的酸和碱——酸的化学性质的知识实验的形式加以系统化和具体化 2、培养学生的科学探究能力和观察能力，增强学习的趣味性和生动性，简化实验步骤，使学生获得鲜明突出的印象。 实验创新点： 三、实验仪器及用品：一个100毫升洗净的盛放过氯化钠注射液的玻璃瓶、用输液器和输液管改进的导管、五个洗净的盛放过青霉素的玻璃小瓶、带铁圈的铁架台、、药匙、盐酸溶液、氢氧化钠溶液、酚酞指示剂、石蕊指示剂、硝酸银溶液、锌粒、氧化铁 四、实验装置图及说明： 如图所示，此装置的特点主要体现在： 1、铁架台及铁圈：对装置起固定作用。 2、对输液器进行改进，利用三通做成连通 器，在大气压的作用下，瓶内液体顺着输 液管往下流，通过简易的连通器流到各个 不同的反应容器中，避免做多个实验多次 添加药品的麻烦。 3、在干路导管和支路导管间都安装了控制 器，可以根据反应得需要打开不同的控制器，从而控制反应的发生。通过调整控制器，控制滴入液体的速度，从而达到控制反应速度的目的。
4、该装置还可以用于部分液体与固体反应的对比试验，比如通过金属与酸反应验证金属活动性强弱时，在大玻璃瓶中加入稀盐酸，在小玻璃瓶中加入不同的金属，打开控制器，就可以同时进行几个反应，节约实验时间，便于观察实验现象。 5、可以根据实验的需要调整支路导管的条数，如果拔掉一个三通就可以减少一组反应，由五组变成四组。 五、实验操作： 1、连接反应仪器并添加反应物，注意要使导管保持通畅，在开始实验之前要关紧控制器，在盛有氢氧化钠的玻璃瓶中预先滴入酚酞指示剂，溶液变成红色。 2、打开干路控制器和支路一的控制器，使液体流下来滴入到盛有石蕊指示剂的小玻璃瓶中。观察到溶液变红，验证了盐酸可以使石蕊指示剂变红这条酸的通性。 3、顺次打开各个支路控制器，使盐酸滴入不同的反应器中，观察现象，验证盐酸不同的性质 六、装置改进的意义： 1、缩短了反应时间，操作简单 2、可以根据需要调整反应的个数 3、把零散的实验集中在一起，复习物质的性质时更具有直观性，加深印象
生物制药技术中心实验室 建 设 方 案 为进一步提高实验实训教学质量的水平，推进实验实训教学的改革和建设，贯彻落实教育部关于实验室工作“巩固、深化、提高、发展”的要求，引入有效的竞争激
励机制，充分调动实验技术人员的积极性和创造性，构建高水平的实验技术平台，特制定本建设方案。 一、建设背景与目标 2006年12月学院为了适应21世生物应用技术人才的培养和资源共享理念的需要，在学校高校中率先对管理体制进行改革，成立了详详细细学院实验实训中心，将原生物科学系中心实验室更名为生物技术应用中心实验室并隶属该实验实训中心管理。 生物技术应用中心实验室下设化学、生物化学、畜牧业生产技术应用、生物化学制药与检测技术、园艺技术应用、食品营养与检测技术、生物技术应用等6大类18 个实验室，承担我院生物制药、食品营养与检测、畜牧兽医、园林和园艺5个专业、多层次的生物技术实验教学任务。并利用该中心实验室，开展了食品检验工、花卉工、园艺工、动物疫病防治员、动物检验检疫员、药物分析工和药物制剂工的职业技能培训与鉴定工作。每年接纳学生约2000人，年均总实验人时数在109500万左右。 中心实验室累计投入170万元购置了一大批先进教学仪器设备，增强了实验教学手段，改善了教学环境，提高了实验技术水平，为培养适应21世纪国家建设与社会 发展需要的、具有高技能、高素质创新、实践性生物技术人才创造条件，提供良好的实验教学技术平台。 中心实验室形成了独立设课与管理的运转模式。各实验室由生物技术应用中心实验室实行统一管理和调配，仪器设备共享，全面负责生物科学系各专业专业基础、专业课的实验教学和各专业的职业技能鉴定培训与鉴定工作。同时，不断增加从事实验教学的高职称、高学历的教师，优化实验教学体系、调整实验内容，学生通过实验课程的学习获得了良好的技能训练，他们的动手能力，创新思维，综合技能能得到显著提高。 通过院系的共同建设和发展，先后取得了具有积极示范推广意义的科技成果，即xxx省科技进步三等奖和xxx市科技进步二等奖。在理论与实践教学改革中勇于探索 和创新，获xxx省教学成果一等奖。突出的实验教学改革成果促进了畜牧兽医专业精品课程的建设(《xxxx》和《xxxx》于2004年和2006年分获省级精品课程)。本中心设施齐全先进、实验教学团队优秀、管理体制规范高效、环境人文安全，实验教学成绩显著，2004年和2006年度被评为xx省优秀实验室。经过多年的改革与建设，生 物技术应用中心实验将向海南省实验教学示范中心的目标迈进。
小学科学创新实验设计 一、实验课题名称 小学科学五年级下册《下沉的物体会受到水的浮力吗》 二、正文 （一）、实验设计意图 1、该实验的设计便于学生直观、形象地感知和理解什么是“撩排开的水量”。 2、能有助于让学生进一步理解浮力的大小与排开的水量之间的关系。 （二）、实验所需器材 弹簧测力计、溢水杯、量筒（量杯）、圆柱体、大小不同的三个铁块、盛水容器、接水桶、红墨水。 （三）、实验创新之处 1、原教材中是以物体放入烧杯前后两次液面之差来理解物体“排开的水量”（见教材上一节），由于小学生形象思维太差，这样一方面对于基础较差的学生来讲就很难理解“排开”二字的含义；另一方面如果物体太小，或浸入水中太少，那么物体排开的水量就不是很明显，再加之烧杯底面较大，导致液面高度差的变化就很小，不便于学生观察。这样实验的直观效果就会差一些，对于实验结论的得出，有部分学生就会感到有难处。 2、制作的简易溢水杯，对于学生理解“排开的水量”以及与浮力大小的关系起到了一个很好的桥梁作用。首先，该装置能让物体浸入水中时溢出（排开）的水缓缓地流入烧杯中，让学生直观亲历、形象感知，从而简单明白易懂，不仅能激起学生的动手兴趣，而且能增强学生进行科学探究的欲望，为下一步理解浮力与排开的水量之间的关系作好了准备。其次是通过量筒（量杯）测出每次实验排
开的水量具体是多少毫升，而不是用“少”、“多”、“较多”等模糊语言，让学生对实验数据进行分析，不仅体现了自然科学的严谨性和科学性，还能更进一步促进学生理解浮力秘“排开的水量”之间的关系，为今后学习阿基米德原理打下了一个坚实的基础。 （四）、实验步骤 1、组装实验器材： （1）溢水杯装满水； （2）接水桶放在溢水管口下方； 2、测出圆柱体在空气中的重力，填入记录表格中。 3、将圆柱体分别以三分之一、三分之二、全部（分两次，只是深度不同）浸入溢水杯中，读出每次测力计的读数，填入表中；并用量筒测出每次排开的水量，填入记录表中。 4、引导学生分析表中数据，并讨论： （1）圆柱体浸入水中时测力计示数减小是什么原因？怎样计算圆柱体受到的浮力？ （2）下沉的物体在水中受到的浮力大小会变吗？ （3）如果不相同，是什么原因造成的？ （4）物体排开的水量与物体深入水中的深度到底是什么关系？ 5、先测出大小不同的三个铁块的重力，填入表格中；再将三个铁块分别浸没在水中，读出每次测力计的读数，填入表中；再用量筒测出每个铁块排开的水量，填入表中。 6、求出三个铁块在水中各自受到的浮力大小，引导学生讨论：
硫在氧气中燃烧实验的改进 青龙满族自治县 高春民、高建全 一、实验目的 硫在氧气中燃烧实验是氧气重要性质的实验之一。以前有很多对该实验的改进，有的改进为密闭容器中进行，但是装置变得复杂，操作也不简便，成功率很低。所以我本次改进试着从实验的微型化入手，以图减少对环境的污染。 二、实验仪器及试剂 1.仪器 集气瓶、橡胶塞、注射器、燃烧匙、酒精灯、火柴、玻璃棒。 2.药品 硫粉、NaOH溶液、氧气。 三、实验仪器装置图及仪器的组装说明 1.仪器装置图（见附图） 2. 组装说明 将燃烧匙插进橡胶塞固定好，将燃烧匙铁丝上部分弯曲以便于控制燃烧匙底部和玻璃棒正对；再将玻璃棒如图穿过橡胶塞（玻璃棒上涂有少量凡士林）；塞紧胶塞。 四、实验操作部分 1.先将燃烧匙旋转，将玻璃棒向下移动，使燃烧匙和玻璃棒分开，向燃烧匙中加入少量硫粉，再将玻璃棒放在酒精灯上加热1分钟左右。 2.迅速旋转燃烧匙，燃烧匙底部和玻璃棒正对，将胶塞塞紧集满氧气的集气瓶。 3.将热的玻璃棒下移，使玻璃棒下端与硫粉接触，再将玻璃棒上移，可观察到玻璃棒下端硫的燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰。火焰熄灭后，再将热的玻璃棒下移，使玻璃棒下端与硫粉
接触，再将玻璃棒上移，可再次观察到玻璃棒下端硫的燃烧。（此实验可反复观察现象） 4.反应完毕后，用空注射器抽取集气瓶中少量气体，闻气体气味。 5.反应完毕后，用注射器吸取少量NaOH溶液，向集气瓶中注入少量NaOH溶液震荡，吸收生成的二氧化硫气体。 注：将集满氧气的集气瓶换成充满空气的集气瓶用同样的方法实验，可观察硫在空气中燃烧。进行对比试验。 五、装置改进的意义 装置简单，并且实验中减少了硫粉的用量，且在密闭的容器中反应，并用NaOH溶液吸收生成的二氧化硫气体，使实验微型化、绿色化。用生活中废旧注射器，变废为宝，使物品再利用。
本次实验的要求，全班共分为八组。每组设计一至二个方案。 实验地点：实验中心北楼202 陈老师 2013.12.23 机械运动方案创新设计实验 一、实验目的 1．通过实际机构的应用和搭接加深对不同机构运动特性的理解。 2. 通过对典型机构的组装，掌握活动连接，固定连接的结构和特点，了解实际机构与机构简图的不同之处，避免设计时出现运动的干涉。 3. 通过现场操作，培养实际动手能力，现场应变能力，团队合作精神。 4. 通过实验的多方案设计，培养发散性思维和创新设计能力。 二、实验原理 通常机构由三个部分组成，原动件—传动件—从动件。原动件输出运动和动力，经传动件的变化，由从动件对外输出。 平面连杆机构由原动件—连架杆、传动件—连杆和从动件-连架杆组成。 三、实验设备及工具 1．ZBS-C机构运动创新设计实验台 2. 工具：外六角扳手（2把），内六角扳手（2个），钢尺（1个），十字起（1把） 一字起（1把） 四、实验内容（任选一至二项） 1.多功能移动式残病人浴缸翻转机构 ⑴上身部缸体翻转机构 要求上身部缸体从水平位置向上翻转至70度，即翻转角为0-70度. 可采用的机构：摆动导杆机构，导杆与上身部缸体固装在－起，带动缸体翻转。
2. 牛头创床机构 要求刨刀（安装在滑枕上）作直线往复运动。 可采用的机构：摆动导杆机构和滑块机构组合。 方案 (一) 方案（二） 3.飞机起落架 要求起落架上轮子从水平位置向下翻转至垂直位置，利用死点使起落架轮子保持在垂直位置。可采用的机构：双摇杆机构
起落架的要求如下： a. 起落架放下后，只要油缸的锁紧长度不变，整个机架构成自由度为零的刚性结构，且处在稳定的死点位置。 b. 起落架收起时，活塞杆内移，轮子移至水平位置。 c. 机构的最小传动角大于30°。 4.冲压成型机 压头作垂直上下直线运动，以较小功率带动主动件运动时，滑块能产生巨大的冲压力。 可采用的机构：多杆增力机构 5.精压机机构
石家庄市小学科学试验创新设计方案学校名称：平山县王坡乡东王坡小学 实验题目：磁铁的磁性 参评教师姓名：樊素涛 指导教师姓名：马素龙赵云国 磁铁的磁性 一、实验目的： 1．科学概念：知道磁铁能吸引铁质的物体，这种性质叫磁性; 2．过程与方法：能用实验方法研究磁铁能吸引什么物体，不能吸引什么物体； 3．情感态度与价值观：通过分析能被磁铁吸引的物体和不能被磁铁吸引的物体分别有什么共同特点，体会到获取证据，用证据来检验推测的重要性。 二、实验材料：磁铁、大头针、铁丝、曲别针、铁钉、铁夹、纸片、布条、铅笔、塑料尺、订书针，牙签、塑料珠、钢钉、橡皮等物品。 三、实验原理：本课是人教版小学科学教材三年级下册“磁”单元的第1课，原课题是《磁铁的力量》。为了使学生认识磁铁具有磁性，我设计了这个实验活动：研究磁铁能吸引什么物体。三年级的学生对于磁铁的认识几乎都是从看到磁铁吸铁现象开始的。在他们对磁铁特殊性质的自发认识中，印象最深的也是磁铁能吸铁。但是有相当一部分学生对磁铁能吸引什么，不能吸引什么认识上是模糊的，甚至有的学生可能认为磁铁能吸引所有的金属。之所以形成以上“偏见”，是
因为他们对磁铁的认识来自于生活经验，而不是科学的观察和实验，缺乏确切的证据。那么怎样改变学生错误的认识呢？这个实验的设计正是为了引导学生通过实验强化正确认识，修正错误看法。我首先呈现了大量的不同材质的物品，让学生预测其中哪些能被磁铁吸引，哪些不能被磁铁吸引，然后通过实验加以验证。在此基础上，通过实验记录表格引导学生对所有检验的物品按照能被磁铁吸引的物品和不能被磁铁吸引的物品进行分类，并分析这两类物品各自的共同特点，最终得出结论——能被磁铁吸引的物品都是铁制的，不能被磁铁吸引的物品都不是铁制的。 四、实验创新点： 1、充分利用小学生好奇心强的特点，让他们亲自动手试验，寻找证据，整个实验过程充满新奇和挑战，在给学生一定自由探索度的同时，既照顾到了学生的个性差异，又给学生提供了合作的机会。 2、尽可能多的向学生提供实验材料，并且要求学生搜集他们认为磁铁可以吸引的物体带到学校来验证，从学生已有的知识入手，研究身边的科学，既拓展了孩子们的研究空间，又解放了学生的思想，把课堂延伸到了课余。 五、实验步骤： 1、填写实验记录表“猜测”栏。 2、用磁铁靠近不同材料，观察现象，然后填写实验记录表“验证”栏。 3、利用实验记录表格，引导学生思考：能被磁铁吸引的物体和
机构创新设计实验报告 实验课程名称：机械原理 学院：机电学院 专业班级：10机械设计制造及其自动化 学号：101401010124 学生姓名：舒展 2012年6月28日机构创新设计实验报告
一、实验目的 1.通过实际机构的应用设计和搭接加深对不同机构运动特性的 理解； 2.通过对典型机构的组装，掌握活动连接、固定连接的结构和特 点；了解实际机构与机构简图的不同处，避免设计时出现运动 的干涉。 3.通过现场操作，培养实际动手和现场应变能力。 4.通过实验的多方案设计培养发散思维和创新设计能力。 二、实验设备 ZSB-C机构创新设计方案试验台。 三、实验原理 此机构由电动机输出动能，再由皮带动齿轮转动，然后由一个小齿轮和一个大齿轮组合，降低输出速度。 构造一个曲柄摇杆机构，实现将电机转动转变化摇杆传动的功能。 利用曲柄摇杆机构特性设计一个能实现刚体给定位置的机构。 最终实现机构运用原理设计要求。 四、备选方案分析和最终选型方案。 设计好曲柄摇杆机构，可选择设计起重机构、铸造造型机沙箱翻转机构、读数机构、轨迹生成机构及缝纫机踏板机构等。 最终先择实现起重功能的起重机构。 最终选择此方案有2个原因。 五、最终选型方案的分析及选择该方案的理由
（一）实验室设备条件及设备精度限制，不能设计出比较精准的机构，此机构相比读数机构、轨迹生成机构等设计难度低，精度要求低。（二）此机构功能容易得到实现，构造比较简单，利用实验室现有机构实验设备、实验构件，在实验室中能独立完成。 六、实际拼装的机构的机构运动简图 七、实际拼装机构的杆组拆分简图
八、此机构功能 （一）实现起重 可以将重物提升到一个平台上，如：装卸载货物、掉重、起重小轿车等 （二）拔起铸造模型 （三）运送物资 （四）升降台 九、问题及建议 1.此机构的由于组成比较简单，有一些地方的设计不够完美，还需 改善。 2.实验的设备太少了，有时候大家都在做实验的时候实验零件不够 用，这使得我们设计的机构不能完全的成功。 3.设备都生锈了，我建议多对设备进行维护。 4.我们实践动手能力还需要提高，希望学院多安排此类课题设计。 十、实验心得 通过这段时间的机械设计课程设计进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意思，熟悉掌握了机械设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力；对自己进行了一个全面的机械设计基本技能的训练。 从开始的传动方案的拟定的总体设计中，让我清楚的了解了自己接下
小学科学创新实验设计方案 乐山市县街小学安琥 【教材内容】《义务教育课程标准实验教科书小学科学》（苏教版）四年级下册第四单元第4课《摩擦力的秘密》 一、实验名称： 研究摩擦力大小与物体运动的关系 二、实验设计思路： 通过本实验活动，让学生充分理解当物体的接触面的状态不同时产生的摩擦力也不同。因此指导学生认识摩擦力大小也可以以改变物体接触面的不同状态开始。使物体接触面变光滑和变粗糙，通过测量小车的运动（平行拉动和下降运动）形成数据，让学生更直观的认识到当接触面不同的时物体之间的摩擦力也会不同，物体运动的状态也会发生变化，从而使学生认识改变接触面的状态，可以增大或减小物体间的摩擦力。 三、实验目标： 利用教师提供的材料，改变物体的接触面状况，探究摩擦力大小与小车运动的关系。 四、实验器具 小车，木板，测力计，砂纸，尺子，书 五、实验操作： 小组活动一：探究如何减小摩擦力 材料：小车、一面光滑一面粗糙的木板（在木板一面粘上粗砂纸）
操作指南：把小车翻过来，连接上测力计，在木板的中间画上一条线，固定小车和测力计，拖动木板，让翻过来的小车分别在光滑板表面上，粗糙的表面上拖动，匀速拖到白线时读测力计的数字，并记录，再把小车放正（轮子朝下）再做一做。 相同的条件：小车测力计 不同的条件：光滑的表面粗糙的表面小车的正反面 实验结论： 1、接触面越粗糙，拉动小车所用的力越大，（摩擦力越大） 2、接触面越光滑，拉动小车所用的力越小，（摩擦力越小） 3、接触面能滚动时，所用的拉力更小（滚动摩擦时摩擦力更小） 小组活动二：改变小车的状况探究摩擦力。 （滚动摩擦与滑动摩擦的比较） 材料:小车、斜面。 操作指南：搭一个斜面，第一次让小车轮子朝上沿着斜面滑下去，第二次让小车轮子朝下沿着斜面滚下去，比较两次小车行驶的速度，说明什么道理？
实验四平面机构运动方案创新设计实验 、实验目的 1. 加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性; 2. 培养学生的工程实践动手能力； 3. 培养学生创新意识及综合设计能力。 设备和工具 1. 机构运动方案创新设计实验台； 2?工具箱一套； 3.自备三角板、圆规和草稿纸等文具。 实验前的准备工作 1. 预习实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型; 2. 选择设计题目，初步拟定机构系统运动方案。 四、实验原理 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上的方 法来组 成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 1.杆组的概念 由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度 相等，因 此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件通过运动副联结而成。 将从动件系统拆 成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组(简 称杆组)。 根据杆组的定 义，组成平面机构杆组的条件是： F = 3n - 2P L - P H =0 (4- 1) 式中：n 为杆组中的构件数；P L 为杆组中的低副数；P H 为杆组中的高副数。 由于 构件数和运动副数目均应为整数，故当 n 、P L 、P H 取不同数值时，可得各 类基本杆 组。 当P H =0时，杆组中的运动副全部为低副，称为低副杆组。由于有F = 3n - 2P L - 2P L n - 3，则n 应当是2的倍数，而P L 应当是3的倍数，即n ：2、4、6……， 9……。当n=2 , P L =3时，基本杆组称为II 级组。II 级组是应用最多的 绝大多数的机构均由II 级杆组组成，II 级杆组可以有下图所示的五 P H =0，故 P L =3、6、 基本杆组,
《初中化学实验教学的改进与创新研究》 开题报告 榆中县第九中学周进鹏 一、研究本课题的目的和意义 1、研究本课题的背景 近几年来的新课程改革，我在初中化学教学实践中前进，已经具备了相当的经验。长期以来，由于受应试教育的影响，在初中化学教学中，存在着教师“重讲授，轻实验”的偏向，演示实验“完任务”，分组实验“走过场”，教师在黑板上“画实验”，学生在教室里“背实验”，学生高分低能——笔试分数高，观察能力差、动手操作能力差、探究创新能力更差。如今，通过课改，这种现象慢慢的变少了，但同时也带来了新的困惑。课本的实验及课外的家庭小实验，部分学生在探究中不能真正的感受和体验探究的乐趣，觉得没有必要去探究，实验做起来乏味。这就需要教师去改进实验和创新实验，增强探究实验的乐趣，使学生更热衷于实验探究，有些实验按照书本的探究也只是停留在为了掌握书本知识的探究，化学实验局限于书本，缺乏与生活、生产、社会的联系，导致学生解决实际问题的能力较低，创新精神和实践能力的培养受到抑制。尤其是在当前教育信息化迅猛发展、农村中小学教学仪器更新配备工程深入实施的历史时期，研究如何去改进实验和创新实验，充分发挥所配教学实验仪器的效益，让学生能更好的发展，将是新一轮课改的要求。 2、理论意义
新课程标准将为每一位学生的发展提供了多元化的平台，其注重学习的结果，重视学习过程和知识技能的掌握。在“课程标准”中倡导科学探究能力和实事求是科学精神的培养。实验教学是让学生探究学习获取知识的重要手段，是实现新课改的有效途径。 二、本课题国内外研究的历史和现状 尽管目前我国中学化学实验研究活动较普遍地受到重视，但其科学态度和水平总的看来仍不够高，在研究的方法、观念、角度等方面还存在不少问题。首先，中学化学实验研究，除了研究具体的化学实验外，还应包括对中学化学实验教学的探索，即还需要研究实验教学的地位和作用、范围和体系、方法和组织等等。 三、本课题研究的指导思想 化学实验对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。因此，突出化学学科特征，加强实验教学，更好地发挥实验教学的教育功能，培养学生的自主发展意识，让学生各方面的能力得到提高，是我们化学任课教师永恒的重要研究课题。 四、本课题研究的目标 1、化学实验教学功能的再认识； 2、探索初中化学实验教学模式的改革方向； 3、研究初中化学实验内容的发展趋势。
高校创新实验室规划 建 设 方 案 XXX年XXX月
目录 第一章众创空间创新实验室设计思想 (2) 1.1指导思想 (2) 1.2建设框架 (2) 1.3建设目标 (3) 1.4优势特点 (3) 1.5校企合作 (4) 1.5.1智能硬件产业基地 (4) 1.5.2众创空间理念 (5) 1.5.3 众创空间丛书 (6) 1.5.4众创空间实训项目 (7) 1.5.5 众创空间部分作品展示 (8) 1.5.6 众创空间服务 (16) 1.5.7众创空间行业对接 (16) 1.5.8众创空间就业对接 (16) 1.5.9 众创空间产学合作 (17) 第二章众创空间创新实验室实施方案 (18) 2.1空间设计 (18) 2.2开源智能硬件云平台 (19) 2.3开源设备功能和清单 (20) 2.4开源设备技术描述 (21) 2.4.1智能硬件原型实践开发平台 (21) 2.4.2工业机器人创新实践开发平台 (24)
第一章众创空间创新实验室设计思想 1.1 指导思想 “创客”概念源自国外，来源于英文单词“Maker”，意指热衷于创意、设计、制造的群体。创客教育是指以培养学习者创新、创业所需知识、能力、视野以及意志品质方面的教育行为，以及活动、课程和环境的总和。 创客很重要的精神之一是开放性。准入开放，思想开放。普通人都能加入进来进行发明创造，制作的思路与方法也不拘一格。当前，我国政府明确提出发展众创空间，培育创客文化，是对创新培育的巨大推动，也必将把中国教育推向一个基于创新型人才培养的崭新模式。 1.2 建设框架 目前国内创客培养基本有三种形式： 一是体验式培养； 二是素养式培育； 三是平台式教育。 第一和第二种形式已经有了很多实践和方法，这里我们的建设框架围绕第三种形式展开，即平台式教育。 让每个学生在一个很自主、很开放的空间里，辅以技术支撑和导师支持，便能更好地激发学生的兴趣，培养学生的创造力和应用能力，充分发挥创意。此外，这个过程还可以培养学生的团队合作、解决问题的能力。这样的综合性平台是目前高校众创空间创新实验室建设的成熟模式。 众创空间创新实验室具备了如下属性： 一要摆脱只靠听和看的学习方式，真正动手去做一些东西。并且要把更多的精力放在“做”上，而不是“准备去做”上，就是说，那些工具、门槛都可以不必太在意，要在意的是“想法本身”； 二是创新应该有一个固定的空间。不仅应当具备开源硬件、3D打印机、激光切割机等设备，还要有学习者可以合作和分享创新成果的位置和平台。因为创意和创新往往不是一蹴而就的，总是需要多次交流、思考、探索和完善。只有营造出这种群体创新空间，塑造起创客文化，才能形成培育创客的氛围，才能增强学习者们的信心。 我们相信，通过众创空间创新实验室的建设和推广，未来的高校学生实践场景就是：一个学生主动对一个内容感兴趣，他可以在众创空间创新实验室里，通过我们提供的案例作品和案例教材，在收集资料、查找文献，通过我们的在线社区找到行业的大牛和志趣相投的合作伙伴，通过跨界交流，集体学习和制作，借助我们提供的在线元器件电子商城完成产品原型的实现，并上传至我们构建的全国高校众创空间创新项目展示平台，参加全国、全球范围