机械创新设计指导
一、创新设计实践目的
1、培养学生对机械系统运动方案的整体认识，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，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型
问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面的理解。
3、加深学生对平面机构的组成原理、结构组成的认识，了解平面机构组成及运动特性，进一步掌握
机构运动方案构型的各种创新设计方法。培养学生用实验方法构思、验证、确定机械运动方案的初步能力。
4、培养学生用电机、传感器、等控制测量元件组装动力源，对机械进行驱动和控制的能力。
二、核心内容：
使用“机构运动创新设计组件”进行积木式组合调整，从而让学生自己构思创新、试凑选型机械设计方案，亲手按比例组装成实物模型，亲手安装电机及控制电路，模拟真实工况，动态演示观察机构的运动情况和传动性能，通过直观调整布局、连接方式及尺寸以及更改电路来验证和改进设计。设计和组装融为一体，直到该模型机构灵活、可靠地按照设计要求运动到位，最终使学生用实验方法自行确定了切实可行，性能较优的机械设计方案和参数，即通过创意实验模拟实施环节来实现培养学生创新动手能力的教改目标。
三、使用设备、工具
1、机构运动部件数套。
2、交流调速、直流电机等动力控制元件。
3、钢板尺、量角器、游标卡尺。
4、扳手、钳子、螺丝刀等常用工具一套。
四、课题要求
1、刮雨器传动装置
要求：（1）原动件整周旋转，输出摇杆大摆角摆动（相同的摆角）。
（2）九杆机构。
2、车门启闭机构
要求：（1）气缸驱动。
3、电风扇摇头机构
要求：（1）电机驱动。
（2）电风扇左右摆动。
（3）有高副机构。
4、增大升程角的转动导杆和凸轮机构
要求：（1）曲柄为输入键。
（2）凸轮与导杆相连。
（3）当曲柄转过90度时，凸轮与导杆一起转过180度。
5、插床的双滑块急回机构
6、手动冲床
要求：使扳动手柄的力获得两次放大。
7、插床机构
要求：（1）具有急回特性，Q=30度。
（2）插刀实现大行程往复运动。
（3）运动传递由电机→齿轮减速→原动件曲柄→……→输出件插刀。
8、自动手套机大行程往复运动机构
要求：（1）输出件实现大行程往复运动。
（2）运动传递由电机→齿轮减速→原动件→…→输出件。
9、行程速比系数为1的平面连杆机构
要求：（1）行程速比系数为1。
（2）运动传递由电机→齿轮减速→原动件曲柄→……→输出件。10、牛头刨床主切削运动机构
要求：（1）具有急回特性，Q=30度。
（2）运动传递由电机→齿轮减速→导杆→……→滑块
11、料仓自动出料门
要求：（1）门关闭后实现自锁。
（2）通过电机带动实现自动操作。
（3）可提供的机构有杆、凸轮、齿轮、蜗杆等。
12、鄂式破碎机偏心铰链连杆机构
要求：（1）挤压力放大30倍。
（2）摆杆角度10±5度。
13、压力机
要求：（1）设计一六杆机构。
（2）输出运动为往复直线运动。
14、插齿机主动机构
（2）输入运动
（3）输出运动为往复直线运动。
15、内燃机机构
说明：本题目仅供参考，学生也可自拟题目，经老师同意后，亦可进行设计。
五、实践方法与步骤
1、使用机构运动的多功能零件，按照自己设计的草图，进行机构的初步组装，这一步的目的是杆件分层。
一方面为了使各个杆件在相互平行的平面内运动，另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、学生按照上一步骤定好的分层方案，使用已有多功能零件，从最里层开始，依次将各个杆件组装连接
待机架上。其中构件杆的选取、转动副的联接、移动副的联接、移动副的联接、凸轮、齿轮、齿条与杆件用转动副联接、凸轮、齿轮、齿条与杆件用移动副联接，杆件以转动副的形式与机架联接，杆件以移动副的形式与机架联接，输入转动和输入移动的原动件的组装方式详见附图和说明。
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），可选用直线电机驱动。
4、试用手动方式摇动或推动原动件，观察整个机构各个杆、副的运动，全都畅通无阻后，安装电机，用
柔性联轴器将电机与机构相连。
5、通过动态观察机构系统的运动，对机构系统的工作到位情况、运动轨迹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
⑴各个杆、副是否发生干涉；
⑵有无“憋劲”现象；
⑶输入转动原动件是否曲柄；
⑷输出杆件是否具有急回特性；
⑸机构的运动是否连续；
⑹最小传动角（或最大压力角）是否超过其许用值，是否在非工作行程中；对机构运动过程中是否产生刚性或柔性冲击；
⑺机构是否灵活、可靠的按照设计要求运动到位；
⑻自由度大于1的机构，其几个原动件能否使整个机构的各个局部实现良好的协调动作；
⑼控制元件的使用及安装是否合理，是否按预定的要求正常工作。
6、若观察机构系统运动发生问题，则必须按前述步骤进行组装调整，直至该模型机构灵活、可靠的完全
7、至此已经用实验方法自行确定了设计方案和参数，再测绘自己组装的模型，换算出实际尺寸，填写报
告，包括按比例绘制正规的机构运动简图，标注全部参数，计算自由度，划分杆组，兼述步骤7所列各项评价情况，指出自己有所创新之处，指出不足之处并简述改进的设想。
六、机械创新设计论文主要内容如下：
1、机构运动简图（要求符号规范并注参数）
2、机构有( )个活动构件。有( )个低副，其中转动副( )个，移动副( )个。有( )个高副，其中齿轮副( )个，蜗轮蜗杆副( )个，凸轮副( )个。有( )个复合铰链，在( )处。有( )个局部自由度，在( )处。有( )虚约束，在( )处。
3、机构自由度数目为F=3n-2P
L -P
H
=3X-2X-0=
4、机构( )个原动件。在( )处用( )驱动，模拟( )的运动；在( )处用( ) 驱动，模拟( )的运动；在( )处用( )驱动，模拟( )的运动。
5、针对原设计要求，按照实验结果建树机构的有关杆、副是否运动到位、曲柄是否存
在、是否实现急回、最小传动角数值、是否有“憋劲”现象。
6、指出在机构中自己有所创新之处。
7、指出机构的不足之处，简述进一步改进的设想。
附：机构运动创新设计组件说明
一、组件及工具：
1、创新组合模型一套，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套工具。组件清单如下：
机构运动创新模型组件清单
10
复合铰链Ⅰ（或滑块）L=20㎜8 11 复合铰链Ⅱ（或滑块）L=20㎜8
12 主动滑块插件 40㎜
55㎜
1
1
13 主动滑块座 1
14 活动铰链座Ⅰ螺孔M8 16 可在杆件任意位置形成转-移副
15
活动铰链座Ⅱ螺孔M5 16 可在杆件任意位置形成移动副或转动副
16 滑块导向杆（或连杆）L=330㎜ 4
17 连杆Ⅰ100㎜
110㎜
150㎜
160㎜
240㎜
300㎜
12
12
8
8
8
8
序号名称示意图规格
数
量
备注
18 连杆ⅡL1=22㎜
L2=138㎜
8
19 压紧螺栓M5 64
20 带垫片螺栓M5 48
21 层面限位套
4㎜
7㎜
10㎜
15㎜
30㎜
45㎜
60㎜
6
6
20
40
20
20
10
22 紧固垫片（限制轴回
转）
厚2㎜
孔￠16，外径￠22
20
23 高副锁紧弹簧 3
24 齿条护板 6
25 T型螺母20 用于电机座与行程开关座的固定
L= L= L=
26 行程开关碰块 1
27 皮带轮 6
28 张紧轮 3
29 张紧轮支承杆 3
30 张紧轮销轴 3
序号名称示意图规格
数
量
备注
31 螺栓ⅠM10×15 6
32 螺栓ⅡM10×20 6
33 螺栓ⅢM8×15 16
34 直线电机10㎜/s 1 带电机座及安装螺栓/螺母
35 旋转电机10r/min 3 带电机座及安装螺栓/螺母
36 工作台机架机架内可移动立柱5根，每
根立柱上可移动滑块3块。
用直线电机的机架配有行程
开关，行程开关安装板及直
线电机控制器。
4
37 平头紧定螺钉M6×6 21 标准件
38 六角螺母M10 6+6 标准件
39 六角薄螺母M8 12 标准件
40 平键A型3×20 15 标准件
1）齿轮：模数2，压力角20°，齿数为28、35、42、56，单级齿轮传动可实现四种基本传动比，中心距组合为：63、70、77、84、91、98；
2）凸轮：基圆半径20㎜，升回型，从动件行程为30㎜；从动件采用对心滚子从动件；为保证凸轮和从动件始终保持接触，还提供了弹簧使其产生力锁合。
3）齿条：模数2，压力角20°，单根齿条全长为400㎜；
4）槽轮：4槽槽轮；4工位；
5）拨盘：可形成两销拨盘或单销拨盘；
6）主动轴：轴端带有一平键，有圆头和扁头两种结构型式（可构成回转或移动副）；
7）从动轴：轴端无平键，有圆头和扁头两种结构型式（可构成回转副或移动副）；
8）转动副轴（或滑块）：用于两构件形成转动副或移动副；
9）复合铰链Ⅰ（或滑块）：用于三构件形成复合转动副或形成转动副+移动副；
10）复合铰链Ⅱ（或滑块）：用于四构件形成复合转动副；
11）主动滑块插件：插入主动滑块座孔中，使主动运动为往复直线运动；
12）主动滑块座：装入直线电机齿条轴上形成往复直线运动；
13）活动铰链座Ⅰ：用于在滑块导向杆(或连杆)以及连杆的任意位置形成转动-移动副；
14）活动铰链座Ⅱ：用于在滑块导向杆(或连杆)以及连杆的任意位置形成转动副或移动副。
15）滑块导向杆（或连杆）；
16）连杆Ⅰ：有六种长度不等的连杆；
17）连杆Ⅱ：可形成三个回转副的连杆；
18）压紧螺栓：规格M5，使连杆与转动副轴固紧，无相对转动且无轴向窜动；
19）带垫片螺栓：规格M5，防止连杆与转动副轴的轴向分离，连杆与转动副轴能相对转动；
20）层面限位套：限定不同层面间的平面运动构件距离，防止运动构件之间的干涉；
21）紧固垫片：限制轴的回转；
22）高副锁紧弹簧：保证凸轮与从动件间的高副接触；
23）齿条护板：保证齿轮与齿条间的正确啮合；
24）皮带轮与皮带：用于机构主动件为转动时的运动传递；
25）张紧轮：用于皮带的张紧；
26）张紧轮支承杆：调整张紧轮位置，使其张紧或放松皮带；
27）张紧轮销轴：安紧张紧轮；
29）直线电机：10㎜/s，配直线电机控制器，根据主动滑块移动的距离，调节两行程开关的相对位置来调节齿条或滑块往复运动距离，但调节距离不得大于400㎜；注意：机构拼接未运动前，应先检查行程开关与装在主动滑块座上的行程开关碰块的相对位置，以保证换向运动能正确实施，防止机件损坏；
30）旋转电机：10r/min，沿机架上的长形孔可改变电机的安装位置；
31）标准件、紧固件若干（A型平键、螺栓、螺母、紧定螺钉等）；
32）工作台机架。
2、组装、拆卸工具：一字起子、十字起子、呆搬手、内六角搬手、钢板尺、卷尺。
3、实验需自备笔和纸。
二、机械原理
一个好的机械原理方案能否实现，机械设计是关键。机构设计中最富有创造性、最关键的环节，是机构形式的设计。常用机构形式的设计方法有两大类，即机构的选型和机构的构型。
1、机构形式设计的原则：
1）机构尽可能简单：从四个方面加以考虑。一是机构运动链尽量简短，完成同样的运动要求，应优先选用构件数和运动副数最少的机构，这样可以简化机器的构造，从而减轻重量、降低成本。此外也可以减少由于零件的制造误差而形成的运动链的累积误差，从而提高零件加工工艺性和增强机构工作的可靠性。二是适当选择运动副：在基本机构中，高副机构只有3个构件，低副机构则至少有4个构件和4个运动副。因此，从减少构件数和运动副数，以及设计简便等方面考虑，应优先选用高副机构。但从低副机构的运动副元素加工方便、容易保证配合精以及有较高的承载能力等方面考虑，应优先选用低副机构。选用时应根据设计要求全面衡量得失，尽可能做到“扬长避短”。在一般情况下，应先考虑低副机构，而且尽量少采用移动副（制造中不易保证高精度，运动中易出现自锁）。在执行机构的运动规律要求复杂，采用连杆机构很难完成精确设计时，应考虑采用高副机构，如凸轮机构或连杆 - 凸轮机构。三是适当选择原动机：执行机构的形式与原动机的形式密切相关，不要仅局限于选择传统的电动机驱动形式。如在只要求执行构件实现简单的工作位置变换的机构中，采用气压或液压缸作为原动机比较方便，它同采用电动机驱动相比，可省去一些减速传动机构和运动变换机构，从而可缩短运动链，简化机构，且具有传动平稳、操作方便、易于调速等优点。此外，改变原动机的传输方式，也可能使结构简化。在多个执行构件运动的复杂机器中，若由单机（原动）统一驱动改为多机分别驱动，虽然增加了原动机的数目和电控部分的要求，但传动部分的运动链却可大为简化，功率损耗也可减少。因此，在一台机器中指采用一个原动机驱动不一定就是最佳方案。四是选购用广义机构，不要仅局限于刚性机构，还可选用柔性机构，以及利用光、电、磁和利用摩擦、重力、惯性等原理工作的广义机构，许多场合可使机构更加简单、实用。
2）尽量缩小机构尺寸：如周转轮系减速器的尺寸和重量比普通定轴轮系减速器要小得多。在连杆机
尺寸。圆柱凸轮机构尺寸比较紧凑，尤其是在从动件形成较大的情况下。盘状凸轮机构的尺寸也可借助杠杆原理相应缩小。
3）应使机构具有较好的动力学特性：一是采用传动角较大的机构，以提高机器的传力效益，减少功耗。尤其对于传力大的机构，这一点更为重要。如在可获得执行构件为往复摆动的连杆机构中，摆动导杆机构最为理想，其压力角始终为零。从减小运动副摩擦，防止机构出现自锁现象考虑，则尽可能采用全由转动副组成的连杆机构，因为转动副制造方便，摩擦小，机构传动灵活。二是采用增力机构，对于执行机构行程不大，而短时克服工作阻力很大的机构（如冲压机械中的主机构），应采用“增力”的方法，即瞬时有较大机械增益的机构。三是采用对称布置的机构，对于高速运转的机构，其作往复运动和平面一般运动的构件，以及偏心的回转构件的惯性力和惯性力矩较大，在选择机构时，应尽可能考虑机构的对称性，以较小运转过程中的动载荷和振动。
2、机构的选型：
利用发散思维的方法，将前人创造发明出的各种机构按照运动特性或实现的功能进行分类，然后根据原理方案确定的执行机构所需要的运动特性或实现的功能进行搜索、选择、比较和评价，选出合适的机构形式。下表给出了当机构的原动件为转动时，各种执行构件运动形式、实现机构及应用举例，供机构选型时参考：
机构方案评价指标
连杆机构、凸轮机构、齿轮机构是最常用的首选机构，下表是对他们的初步评价，仅供参考。
典型机构的评价
3、机构的构型
当应用选型的方法初选出的机构形式不能完全实现预期的要求，或虽能实现功能要求但存在着机构复杂、运动精度不够或动力性能欠佳等缺点时，可采用创新构型的方法，重新构筑机构的形式。机构创新构型的基本思路是：以通过选型初步确定的机构方案为雏形，通过组合、变异、再生等方法进行突破，获得新的机构。
1）利用组合原理构型新机构
将两种以上的基本机构进行组合，充分利用各自的良好性能，改善其不良特性，创造出能够满足原理方案要求的、具有良好运动和动力特性的新型机构。如：齿轮—连杆机构，能使先进歇传送运动、实现大摆角、大行程的往复运动、同时能较精确的实现给定的运动轨迹；凸轮—连杆机构更能精确的实现给定的复杂轨迹，凸轮机构虽也可实现任意的给定运动规律的往复运动，但在从动件作往复摆动时，受压力角的限制，其摆角不能太大，将简单的连杆机构与凸轮机构组合起来，可以克服上述缺点，达到很好的效果；齿轮—凸轮机构常自由度为2的差动轮系为基础机构，并用凸轮机构为附加机构，主要应用于以下场合：实现给定运动规律的变速回转运动、实现给定运动轨迹，如机床的分度补偿机构、误差校正机构。
2）利用机构变异构型新机构：
机构倒置：机构的运动构件与机架的转换；
机构的扩展：以原有机构作为基础，增加新的构件，构成新的机构，机构扩展后，原有各构件间的相对运动关系不变，但所构成的新机构的某些性能与原机构有很大差别。
机构局部结构改变：如导杆机构的导杆槽由直线变为曲线，或机构的主动件被另一自由度为1的机构或构件组合所置换，即可得到运动停歇的特性。
三、设计方法
任何平面机构都是由若干个基本杆组（阿苏尔杆组）依次联接到原动件和机架上而构成。因此必须掌握平面机构组成原理、杆组概念、基本杆组的拆分与拼装方法 1、杆组的概念：
机构具有确定运动的条件是其原动件的数目应等于其所具有的自由度的数目。因此，机构可以拆分成机架、原动件和自由度为零的构件组。而自由度为零的构件组，还可以拆分成更简单的自由度为零的构件组，我们将最后不能再拆的最简单的自由度为零的构件组称为基本杆组（或阿苏尔杆组），简称为杆组。
由杆组定义，组成平面机构的基本杆组应满足条件：
023=--=H L P P n F
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。 1） 高副杆组：
1===H L P P n
图4-1 高副杆组
2） 低副杆组：
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023=-=L P n F ，故3
2L
P n =
，故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：
A
B
A B
图4-2 平面低副Ⅱ级组
n=4，P L=6时的基本杆组特称为Ⅲ级组。常见的Ⅲ级组如图4-3所示。
图4-3 平面低副Ⅲ级组
由上述分析可知：任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到机架和原动件上的方法而形成。因此，上述机构的组成原理是机构创新设计拼装的基本原理。
2、杆组的正确拆分：
杆组正确拆分应参照如下步骤：
1）正确计算机构的自由度（注意去掉机构中的虚约束和局部自由度），并确定原动件。
2）从远离原动件的构件开始拆杆组。先试拆Ⅱ级组，若拆不出Ⅱ级组，再试拆Ⅲ级组。即杆组的拆分应从低级别杆组拆分开始，依次向高一级杆组拆分。
正确拆分的判别标准：每拆分出一个杆组后，留下的部分仍应是一个与原机构有相同自由度的机构，直至全部杆组拆出只剩下原动件和机架为止。
3）确定机构的级别（由拆分出的最高级别杆组而定，如最高级别为Ⅱ级组，则此机构为Ⅱ级机构）。
注：同一机构所取的原动件不同，有可能成为不同级别的机构。但当机构的原动件确定后，杆组的拆法是唯一的，即该机构的级别一定。
若机构中含有高副，为研究方便起见，可根据一定条件将机构的高副以低副来代替，然后再进行杆组拆分。
图4-4 杆组拆分例图（锯木机机构）
如图所示机构，先去掉k 处的局部自由度，计算机构的自由度：
11128323-?-?=--=H L P P n F ，并设凸轮（与杆件1固连）为原动件；按步骤2）的拆分原则，先拆分出由杆件4、5，2、3，6、7组成的三个Ⅱ级杆组，再拆分出由杆件8组成的单构件高副杆组，最后剩下的是原动件1和机架9。上图机构为Ⅱ级机构。 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。
机构运动创新设计方案实验台提供的运动副拼接方法参见以下各图所示。
1）工作台机架：如图4-5
工作台机架中有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。
图4-5 实验台机架图
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清单”序号相同，后述各图均相同）如图4-6
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4-7 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4-8 移动副连接图
5）活动铰链座Ⅰ的安装：
图4-9 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4-10 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。
1）复合铰链Ⅰ的安装：（或转-移动副）
图4-11 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。 2） 复合铰链Ⅱ的安装：
+ +
用压紧螺栓：
+ +
或：（用带垫片螺栓） + + +
图4-12 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：
图4-13 齿轮与主（从）动轴的连接图
10）凸轮与主（从）动轴的连接图：
图4-14 凸轮与主（从）动轴的连接图
11）凸轮副连接图：
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
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机械创新说明书精选文 档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
Hefei University 机械创新设计说明书 系别：机械工程系 专业：材料成型及其控制工程 学制：四年 组长：耿晨光（46） 组员:王凯（01）何曙（03） 洪广孝（05）倪奇（44） 指导老师：徐厚昌
2015年 11月 9日 包装机商品载运推送 机械装置的设计说明书 摘要：本文在高速发展的物流业背景下介绍了商品包装机载运推送装置的必要性，根据实际要求，将载运推送机械装置的运动功能进行了分解，然后为各运动设计了相应的机构部件，最后对各部件进行组合整体设计，提出了一种各构件的参数选择分配方案。 关键字：包装机载运推送机械装置设计 引言：现在物流业高速发展的今天，许多厂家商品载运输送多靠人工完成，不够快捷，而且不能保证投递员和商品的安全，不利于实现文明装卸、文明分发、投递各类快件，实现商品的快速运送与包装成为必要。商品载运推送装置实际上是一种助力装置可以在商品生产流水线上减轻工人疲劳强度，且能保障商品运送安全性可靠性。基于此我们为包装机设计了一个包装机载运推送装置，它推送物品到达指定包装工作台，该装置取代了传统的人工移动物品，能全自动化运行，提高了工作效率。其主要设计思路来自于对传统工艺分解,然后按照相应功能的机构部件进行设计,对比,选定,以及优化组合，综合利用凸轮的往复运动,齿轮的传动运动，以及减
速器的定值调速比设定，设计这一装置旨在为个商品生产包装厂家提供一种载运传送商品辅助装置，减轻人工负担，提高生产效率。 一、设计要求 商品载运推送机构能够实现商品载运推送（进给过程），推到指定位置后能准确返回到初始位置（回程复位过程），再将下一件商品载运推送周而复始不间断自动推送。它由原动机部分，传动部分，执行部分和辅助控制部分组成。 具体要求如图1所示，将待包装的工件1先由输送带送到推包机构的推头2的前方，然后由该推头将工件由a处推至b处（包装工作台），再进行包装。为了提高生产率，要求推头2快速返回初始位置（推头2结束返回即b到a前，下一个工件已送到推头2的前方）且能立即开始推送工作。假设每5-6s包装一个工件，且给定：L=100mm,S=25mm,H=30mm.行程速比系数K（反应急回运动的急回程度）在范围内选取。 。 图1
《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。
机械创新设计心得 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。 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（2）：
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
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 拆装式便携桌椅 院系：机械工程学院 班级： 成员 指导老师： 设计题目：拆装式便携桌椅 2011年3月1日
便携式桌椅设计方案 一、设计任务简介 现今社会，做事讲究效率，那就要求我们身边的一些东西都能简单方便的满足我们的生活需求，简单方便才能提高效率。我们所设计的这款便携式桌椅就是基于这种要求，将桌椅分成各个部件，不用的时候将零件以一种形式组装，使其达到携带方便的要求；使用的时候将各个零件拿出来以另一种形式组装起来当桌椅使用。以此来实现便携方便的特点。 系统设计流程： 总功能 总功能原理解 构思工艺动作过程 工艺过程分解 稳定功能执行功能替换功能 机械整体 确定若干系统可行方案 方案评价、决策
二、便携式桌椅的市场展望 随着社会的发展，人们生活工作的空间范围越来越大，随时随地都可能成为人们学习工作生活的场所，我们的便携式桌椅可以随时随 地为人们的学习工作生活提供一席之地，制作成本也不高，人们会乐 于接受这种给他们带来方便的新型桌椅。 二、便携式桌椅的设计方案 1、便携式桌椅的功能与设计要求 （1）功能：把平时我们使用的桌椅拆分成各个部件，不使用的时候 组装起来便于存放和携带，使用的时候拿出部件以另一种形式组装起 来使用。 基于triz理论进行设计分析 问题解决过程： 桌椅的折叠问题 系统功能分析 技术矛盾物场模型 物理矛盾HOW TO 模型 知识库 创新原理分离方法标准解法
实现功能 折叠安装便于携带 拆分安装组装成桌椅适用 功能分析 1）制作一个类似包裹的圆形袋子，桌椅在不使用的时候，将其拆分成各个零部件，组装在圆形布袋里面，布袋周围做成拉链，拉上拉链就可以形成一个圆柱型整体，想在外面随处使用的时候只需外出携带这个装有零件的圆形布袋，使用的时候拿出零件简单的组装起来就可以成为一个可以适用的桌椅一套。 2）由于我们设计的桌椅是三个凳子脚支撑，相当于是三点支撑桌子，起到很好的固定作用，三点定面，适用场合广，即使地面不是很平整也能比较稳固。 解决方案1分割。把物体分成容易组装和拆卸的部分 2改变局部。把物体的每个部分处于各自动作的最佳位置 5组合。在空间上将物体或操作加以组合 7嵌套。把一个物体嵌入第二个物体，然后将这两个物体 在嵌入第三个物体…让一个物体穿过另一个物体的空腔 四、方案设计 方案一
机械创新设计说明书 设计名称：易拉罐压缩机 学院：机电工程学院 班级：11机制本一班 姓名：项欢欢 学号：110611035 指导教师：康志成 井冈山大学 2013年11月30日
摘要 [摘要]所设计的易拉罐压缩机： 是利用曲柄滑块传动压力，将易拉罐进行压缩的机械,种类很多。传动压力的工作介质有机械传动和人工传动两种类型。 一. 机械传动类型包括：皮带式和齿轮的 ① 靠机件间的摩擦力传递动力和运动的有摩擦压力机； ② 靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或运动的压力机。 二.人工传动类型包括：手摇式和脚踩式 ① 利用手摇动曲柄通过连杆使滑块运动； ② 利用脚踩动曲柄通过连杆使滑块运动； 易拉罐压缩机主要是用于喝完的饮料易拉罐压成饼块，以便于储运及减少回收再利用过程中运输、冶炼的损耗。 机型分类：该系列设备在机型分类上分为立式机型和卧式机型两种形式。[关键词]：易拉罐压缩机；转动副；移动副，曲柄摇杆机构
Abstract The design can be lengthened stairs, is in the original ordinary household aluminum alloy herringbone stairs modification, the ordinary household herringbone stairs can heighten a times the working height, convenient to use. The main staircase is improved which is used for the connection of the rotating pair revolute, increased strength, so that it can withstand strong enough to effect. Another independent design a mobile side, so that the stairs two working state can be easily converted, mobile side button in the middle hole of the time, the staircase is a herringbone work, an elongated mobile side, but the stairs into a long ladder, thus lengthened double staircase, working height also doubled. The staircase design method suitable for general family herringbone ladder is improved, making it easier to high work. Keyword:Can be lengthened stairs; Revolute joint; Mobile accessory
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
第六届全国大学生机械创新设计大赛 主题为： “幻·梦课堂”；内容为“教室用设备和教具的设计与制作”。 学生们可根据对日常课堂教学情况的观察或根据对未来若干年以后课堂教学环境和状态的设想设计并制作出能够使课堂教学更加丰富、更具吸引力的机械装置。教室用设备包括桌椅、讲台、黑板、投影设备等；教具包括但不限于演示“理论力学”、“材料力学”、“机械原理”、“机械设计”、“机械制造基础”等大学生机械类课程的基本概念、基本原理、基本方法等的教学用具。不包括前几届大赛已经命题的用于厨房、卫生间、健身、助残等机械。不得用现在已有的教具、示教板和实验台参加本届比赛。应注意对作品在功能或原理上进行突破和创新。 所有参加决赛的作品必须与本届大赛的主题和内容相符，与主题和内容不符的作品不能参赛。参赛作品必须以机械设计为主，提倡采用先进理论和先进技术，如机电一体化技术等。对作品的评价不以机械结构为单一标准，而是对作品的功能、设计、结构、工艺制作、性能价格比、先进性、创新性等多方面进行综合评价。在实现功能相同的条件下，机械结构越简单越好。 机械类课程含：工学各类专业主要的机械基础与机械专业课程：如机械制造基础、机械制图、机械原理、机械设计、机械设计基础、液压传动、机制工艺学、机械创新设计、数控加工技术课程；车辆工程、能源与动力、船舶与海洋、航空航天、农业与园林、食品与包装、轻工与纺织等机械类专业课程。不包括：化学、物理、电器、电子原理类等课程。 课堂限于用于学习机械类课程的教室、实验室等教学场所。不包括：化学、电子类、体育、农业、生物等课程的专用教室和场所；不包括：课堂打扫卫生、擦黑板、擦玻璃等环卫选题。 大赛希望作品设计要有创新，不希望重复制作各类示教板，创新拼接箱等；不希望重复现有的教学模型（如车模、机器人模型、生产线模型）。如确有改进设计，则要求：在设计说明书中，以及答辩准备中，特别要指出作品与所参考的原教具、原模型的异同；要能明确说明改进设计之优点。 大赛相关进程的时间节点 ? 1．2013年3月发布第五届全国大学生机械创新设计大赛主题与内容的通知； ? 2．2014年4月20日前各赛区务必完成预赛， ? 3. 2014年5月1日前按有关通知要求报送预赛结果；全国组委会将进行作品初评， ? 4. 2014年6月1日左右公布参加全国决赛的作品名单； ? 5．2014年7月下旬在东北大学（沈阳）举行全国决赛。 案例教学模拟 快乐课堂 实践教学模拟 实验教学模拟 梦幻课堂 互动课堂
智能座椅设计说明书 设计者：阮红艳 （东华理工大学长江学院机械与电子工程系，抚州344000） 作品内容简介 文章首先介绍了重力平衡装置的控制原理，通过在座椅上安装重力平衡装置，对其进行恰当调节，使其不仅具有传统座椅的优点，而且能够及时提醒你上课中的睡觉行为。智能座椅大幅度提高课堂纪律，使“学风”、“教风”从本质上提高。文章中着重介绍了智能座椅的设计构造，主要功能和性能说明以及市场分析等。智能座椅从静态物体实现多功能智能化，不仅满足学生的心理需求，而且从本质上提高学生的主观能动性，并应用人类工程学原理，增列了靠背点高和桌下净空等多项功能尺寸。 1 研究背景及意义 椅子是我们生活中最常用的教具之一，几乎每天都要与我们亲密接触。同时，椅子也是最重要的日常教具之一，在教具设计中占有重要的地位，一直备受设计师的重视。芬兰著名的现代设计大师伊马理?塔佩瓦拉曾经说过“椅子设计是任何室内设计的开端”。可见，椅子在室内设计中居首要位置。正因为椅子在室内设计中的重要地位，历史上很多建筑家、设计家为自己设计过椅子，如英国工艺美术运动的先驱莫里斯为自己的新居“红房子”设计了整套家具，其中就包括椅子。不但如此，一些先锋派家具设计师积极从材料和技术方面对现代椅子设计进行探索，寻求新的表现形式、探索新的设计风格和探究新的审美价值。以及更好的符合人们的身体需要，和舒适感的满足。从人们的根本需求出发，做到人机合一。随着我国经济体制改革的深入,社会各方面得到了迅速发展。同时,经济全球化和信息网络化也对人们的价值观形成了很大的冲击。当代大学生受到了市场经济和金钱价值观的影响,有些学生过多考虑个人利益,在学习上表现为学习目的不正确,学习态度功利化, 上课不是睡觉就是玩手机。在这种情况下，只有通过加强学风建设,才能使大学生确立正确的学习目的和科学严谨的学习态度,培养良好的学习习惯,自觉形成优良的学习行为。基于这种现象的严重性，智能座椅从本质上达到改善学风,达到营造良好学习环境的氛围的目的。 2主要功能和性能指标 （1）座椅重力平衡的调节功能：是由重力自平衡装置机构来完成的：重力平衡装置连接一个定滑轮机构来实现自动提醒功能。通过力的改变，使座椅平衡度改变。这种改变仅仅限于个人，而不影响他人，反应灵敏迅速，能多快好省的让你进入学习状态，可以说是你学习的好帮手。 （2）座椅“趣味拳击”功能：这个装置是由一精致小盒连接定滑轮而成，内设一海绵制拳击手套，靠弹簧来控制。当力改变时，小盒被拉开，拳击手套自动弹出，达到提醒你上课的目的。该装置生动有趣，充分提高上课效率，能够以另一种方式达到管理的目的。 （3）座椅矫正功能：座椅的高度调节根据人体工程学来确定，当重力失去平衡时，及时调整坐姿，达到矫正坐姿的目的。 （4）座椅安全性功能：座椅上的重力自平衡装置和定滑轮的连接装置安全固定，另外他们之间的连接线采用硬制铝丝，使其不易被破坏。
机械创新设计心得（精选多篇） 第一篇：机械创新设计心得 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。 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（2）： 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
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。
第三届全国大学生机械创新设计大赛决赛 参赛作品设计说明书格式要求说明 1．总体要求 全文控制在8～15页以内，并按以下顺序编排：作品名+“设计说明书”、设计者、指导教师、学校名＋院系名＋学校所在城市＋邮编、摘要、关键词、正文[可自行组织，但应包括下列内容：作品背景（国内外相关研究现状）、设计制作中解决的 关键技术问题的描述、作品实物或实物模型的照片、创新特色、预计应用前景等]、参考文献。可不加封面。采用word 2003版本编排。 2．页面要求 A4页面。页边距：上25mm，下25mm，左、右各20mm。标准字间距，单倍行间距。不要设置页眉，页码位于页面底部居中。 3．图表要求 插图按序编号，并加图名（位于图下方），采用嵌入型版式。图中文字用小五号宋体，符号用小五号Times New Roman（矢量、矩阵用黑斜体）；坐标图的横纵坐标 应标注对应量的名称和符号/单位。 表格按序编号，并加表题（位于表上方）。采用三线表，必要时可加辅助线。 4．字号、字体要求 油罐车注油自动控制系统设计说明书[r1] 设计者：×××，×××，×××，×××，×××[r2] 指导教师：×××，×××[r3] （XX大学机电学院，西安710056）[r4] （空一行） [url=]作品内容简介[/url][I5] 通过实验设计了一套自动加油系统……（400—600字以内）。联系人、联系电话、
EMAIL （空一行） 1 研制背景及意义 在新疆塔里木石油基地，目前从油井打出的原油储存到储油罐后，从储油罐向油罐车注油时，一个人需站在油罐车上注油口旁观察油罐是否加满，而另一个人关闭阀门。因在原油内含有大量的有毒气体（硫化氢）,从安全角度考虑站在油罐车上的人必须戴上防毒面具…… 2设计方案[r6] 2.1 电磁控制 用电磁控制比较容易实现，但是因为防火、防暴的原因，加油区不得用电，无法用电磁控制………… 2.2 气动控制 用气动控制，气源的空气压缩机也要用电，但可以将空气压缩机放置在远离加油区的位置。我们最终选择了这一方案。如图1所示，…… 气动方案设计时考虑的主要问题： …… 正文中表示物理量的符号，表示点、线、面的字母均用Times New Roman斜体； 表示法定计量单位、词头的符号、函数等，化学元素符号均用Times New Roman正体。 3 理论设计计算 …… 4 工作原理及性能分析 …… 完成制作后，作品实物外形照片见图9。 5 创新点及应用
机械创新设计的常用方法： 1、头脑风爆法； 2、6-3-5法； 3、类比法； 4、查有关参考书浏览网站； 5、咨询教授； 6、从现有的发明专利中找灵感； 7、TRIZ理论。头脑风暴法 头脑风暴法的特点是要求与会者尽可能地解放思想，无拘无束地思考问题，不必顾虑自己的想法是否“离经叛道”或“荒唐可笑”。创造一种自由、活跃的气氛，激发参加者提出各种荒诞的想法，是与会者思想放松。这是获得高质量创造性设想的条件。 6-3-5法 即每次会议请6个人参加，每人在卡片上默写3个设想，每轮历时5分钟。这种方法和头脑风暴法很像，针对头脑风暴的局限性，即有的创造性很强的人喜欢沉思，但会议无此条件，会上表现力和控制力强的人会影响他人提出设想，会议严禁批评，虽然保证了自由思考，但难于及时对众多的设想进行评价和集中。提出了635法。635法的特点是，组织者给每个人发几张卡片，每张卡片上标上1、2、3号，在每两个设想之间留出一定的空隙，好让其他人再填写新的设想。在第一个5分钟内，要求每个人针对议题在卡片上填写3个设想，然后将设想卡传递给右邻的与会者。在第二个5分钟内，要求每个人参考他人的设想后，再在卡片上填写3个新的设想，这些设想可以是对自己原设想的修正和补充，也可以对他人设想的完善，还允许将几种设想进行取长补短式的综合，填写好后再右传给他人。这样，半小时内传递5次，可产生108条设想。从收集上来的设想卡片中，将各种
设想，尤其是最后一轮填写的设想进行分类整理，然后根据一定的评判准则筛选出有价值的设想。 类比法 类比法即比较分析两个对象之间某些相同或相似之点，从而认识事物或解决问题的方法。类比法应用比较广泛，比如我们常见的仿生技术的原理也是类比法。比如雷达的发明灵感是从蝙蝠来的、飞机的发明是根据鸟类的飞行来的、军用越野车的发明是按蜘蛛爬行的原理。 查有关参考书浏览网站 现在网络覆盖范围很广，许多人都通过网络来发表自己的看法，所以网上有很多值得我们借鉴的好的想法。这种方法的特点就是获取方便。 教授咨询 教授通常做过的项目比较多，所以经验丰富，对于一个解决实际问题的设计方案也会比我们考虑的周全。所以咨询教授是一种很可靠的方法。 从现有发明专利中找灵感 通常我们要设计的产品都会有发明专利，所以在设计之前可以参考一下别人已有的专利，了解别人的设计思想，从而对自己的设计进行改进，但是要注意不能抄袭别人的专利。这种方法的特点是，可以查到的专利和多，所以对我们来说可以借鉴的资源也很丰富，但是也有个缺点，那就是别人已有的专利越多，我们自己可以发挥的空间
机械创新设计案例
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。
机械创新设计 说明书 设计题目：洗瓶机推瓶机构 设计组号： 院系 专业： 指导教师：
目录
1，设计目的及意义 由于工业生产和社会生活的需要，大量的玻璃瓶、塑料瓶需要进行回收清洗后再利用，节省了大量制瓶洗所需要的费用同时也提高了工业生产的生产效率。然而就在此时也出现了回收后再清洗的问题。产品盛载是车间的最后一道关键工序，因此玻璃瓶的供应速度也就决定了总的生产效率的高低。从而产生了对洗瓶机设备的研究与改进工作。 随着啤酒市场不断地发展变化，酒瓶种类、标纸和粘接剂品种不断增加，特别是现在的头标铝箔纸的出现，给洗瓶设备和工艺提出了新的更高的要求在长期使用多种洗瓶机的过程中。为了适应现在啤酒回收瓶的洗涤要求，我们同该洗瓶机的制造厂家进行了广泛地讨论和研究，对洗瓶机适时地进行了一系列的技术改进。 洗瓶机器设备的出现并且运用到实际生产中，改变了人工刷洗的传统工艺，实现了自动化生产方式，达到了减少劳动力、节约费用、提高工作效率、增加企业经济效益之目的。并且得到了广大用户的支持和好评，而且使得化、制药、食品等行业的生产率产生了质的飞跃。 洗瓶机推瓶机构的原理方案分析： （1）功能分解：
（2） （3）求功能元解 洗瓶机推瓶机构形态学矩阵
2.设计题目 2.1推瓶机推瓶机构的改进设计 洗瓶机主要是由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。 待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋 转。当推头M 把瓶子推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外 面洗净。当前一个瓶子将洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已 送入导辊待推。如图1所示。 图1 洗瓶机工作示意图 2， 原理方案设计 3.1功能分析 为了完成设计任务需要三个阶段：①通过组合机构使推 头M 以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后
大家好，我是***，在这里我分享一下我参加机械创新大赛的心得体会与收获。创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。随着市场经济的发展，大家越来越清楚地认识到这个道理。 我们有幸能够参加广西省第四届机械创新设计大赛，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个方面能力的全面锻炼，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、工作和生活都很重要。我们收获的不仅仅是理论知识和技术，更是团队之间的完美合作。通过这次比赛，我们更加的了解了比赛的各项流程，积累了丰富的经验教训，充分认识到和其他学校同学的差距，知道了自己专业知识的匮乏，视野还不够宽广，促使我们更有热情的去学习知识和运用知识。同样在这次比赛中我们也收获了队友们的友谊，大家因为同一兴趣而联系在一起，为共同目标而努力奋斗，大家因此而成为了要好的朋友。总结我们团队的成败得失并吸取其他成功团队的宝贵经验，一个团队要想取得成功，以下几点非常重要： 一、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能够注意到很小的细节问题。 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，成员间互相鼓励保证了团队旺盛的斗志，成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，做一件事如此，参加一个比赛亦如此。没有一个明确和强烈的目标就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。我们认为学院要多重视这样的比赛，这些比赛是提高学院声誉和体现实力的重要载体。这次比赛我们经费，技术等与其他学校有一定的差距。 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，让我们认识到了自己，从对比中看到了自己的不足，对自己在今后的学习生活工作上也有很大的帮助。再次感谢学院给了我们这个机会参加这次比赛，我们通过比赛确实收获良多。也相信我们学院会在大家齐心协力之下，创造出更加辉煌的成绩。