《机械创新设计》
结课论文
课程名称《机械创新设计》
院（系、部、中心）机械工程学院
专业机械设计制造及其自动化
班级机设101（102）
姓名屠波学号201100124
题目机械零部件的创新设计
起止日期 2013-11-18~2013-12-11
任课教师王育荣
机械零部件的创新设计
摘要：随着市场竞争的加剧和买方市场的形成，当今制造业的市场竞争焦点发生了转移，已经从过去的“规模效益第一”、“价格质量第一”发展到了“创新设计第一”，机械零件的设计创新被提到了首位。本文是基于夏天学宿舍自备的立式风扇的风不能很好的吹到平躺在床上的同学们，以倾斜固定风扇为创新点进行设计，让人们得到更多的凉爽，体验到风扇的使用价值，从而实现实现低能低碳的效果。
关键词：机械设计、零件创新、倾斜、低碳
正文：
1、机械零部件的创新设计：
传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。
机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。
机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。
2、实例：
风扇已是千家万户的必需生活用品，如何能利用外型结构，能更人性化，更方便人们使用风扇，达到节约能源的目的，这个就是本设计的重点内容。众所周知，随着我国教育事
业的不断发展，继而推动各种院校的兴起，必然导致越来越多的住宿生，也就带来学生宿舍的增长。然而，就在这样一种社会进步与发展的趋势与我国人均资源紧张的相向矛盾下，往往越能节能，利用有限空间发挥尽可能大的使用功能，成为了人们最求的目标。
3、内容：
本次设计主要通过风扇外形的设计来完成对风扇倾斜一定角度的控制。控制主要通过连杆机构控制实现。通过对风扇位置的控制达到低碳环保效果。本设计灵感主要来源于舍友的生活习惯。立式风扇是一般家庭的生活必需品，但由于在睡觉时风扇的风向限制性，常需要开到更高风速达到散热的目的，从而造成巨大的能源浪费。全球这么多风扇，估算一下，消耗能源可观。另一个是作为一个必需品，当然要使生活变得更方便，省去了高水电费支出的麻烦，并且可以让我们睡的更放心。本设计是在学校宿舍进行了实物实验。将风扇放到床尾端的挡架上，利用连杆和挂蚊帐的支架固定，从而达到一定的倾斜角度。这样能够更体现风扇的使用价值，用户可以根据自己的实际情况进行距离调节。由于考虑到固定端的环境条件，所以本次设计在连杆末段连接一个G字夹，可以实现与方形管的固定，或者是圆形管的固定。
3.1风扇的行业现状
随着我国经济的持续发展和人民生活水平的不断，广大人民群众对家居生活环境的期望值也在同步上升，这反过来刺激了我国家电行业的快速发展，其中，电风扇和家用空调器已成为城镇居民消费纳凉的两大主流产品。
随着市场的发展、消费者审美习惯的转移以及健康节能观念的不断深入等，电风扇在功能和外观上的适时变换也是大势所趋。
3.2倾斜固定风扇主要结构分析
3.2.1风扇主体
由于倾斜固定风扇是在原有的立式风扇外表附加一个连杆机构，从而达到倾斜的目的，所以风扇的主体可以采用市场通用的风扇。
3.2.2风扇固定连杆
风扇的固定连杆起到的作用主要在于连接风扇与其他横杆之间的效果，但是连杆设计不合理就会影响风扇的倾斜角度，以及耐用程度。所以连杆的材料因选用韧性较好的材料，例如pvc材料。
3.2.3风扇的连杆的固定端部件
风扇的连杆末端固定部件起到的作用主要在于让连杆和其他横杆质检固定
的效果，但是由于考虑外部横杆的形状问题，所以设计采用G字夹来达到能适应多种形状外部横杆的固定。
3.3风扇连杆主要结构尺寸
主要尺寸入下表：
在得到风扇固定连杆的主要结构尺寸后就可以利用SolidWorks进行平面图的绘制，如下图：
4、倾斜固定风扇三维图绘制
在得到台灯的主要结构尺寸后就可以利用Solidworks软件三维建模进行三维图的绘制，如下图:
5.设计心得与设计总结
5.1设计心得：
这次设计思想来源于大学的生活，所以所具有的功能也是为大学宿舍生活的方便而设置的。因此就产生了制作倾斜固定风扇的想法。首先是和几个同学一起商讨了该方案的可行性，最后得到了一致的肯定。但是在很多课程的安排下，时间比较紧凑，所以比较多的方面缺少详细的思考和信息，但是我还是能够克服重重困难，大体上完成了这次的设计。至于所遇上的问题，例如在制图的时候，由于是要做风扇的固定连杆部分，所以不单只能画一个连杆，还要画一个风扇的结构图，然后装配。至于扇叶，这是一个大难题，请教了很多同学都没有得到帮助，最好只能忽略而过.在出图的时候也遇到问题，电脑出了问题，所以用cad出不了二维图，只能用SolidWorks出二维图，缺少了一部分的线条，只能说这不是办法中的办法。但是通过这次的创新设计，真的学会了很多知识，还加深了对一些制图软件的了解，并得到一定的提升。而这些都不重要，重要的是让我们明白，创新就在我们生活的周边，无处不在，只是我们没有用心去发现，用心去探讨。
因此我就想，21世纪正是一个讲求科技创新的世纪中华民族的崛起渴望着拥有创新精神与创新能力的人才。虽然说，人才的培养重要的还是个人的努力，但是毋庸置疑的是，环境的力量仍不容忽视。而学校、科技俱乐部、各类科技创新奖励机制乃至整个社会就正是这样的环境。我是幸运的，因为我身处这样一个积极的环境，但是在许多地方，有许多我的同龄人则未必有如此的幸运。
5.2设计总结：
创新性：倾斜固定风扇，充分发挥出其独有的最大可能利用风扇的实用价值的功能，很好的弥补了大学宿舍夏天睡觉时的闷热情况，是首次出现在高架床铺与风扇形成一定角度倾斜的作品，在不久的将来会得到广泛的应用。
合理性：随着技术水平的日益增长，高科技产品将在未来的市场里占据主流地位。这些数字化的产品大多以其灵巧轻便、功能强大、美观得体为卖点而深受广大市民的青睐，由此可见市民的消费观念大多取决于新潮与创意。所以现今产品的发展更趋向人性化和智能化。本作品便是以人性化作为出发点，通过合理的设计使得家居空间更为开敞，同时使用简单，方便轻巧，适用于多种场合。
实用性：近年来，现代人求精求新的观念逐渐应用到室内设计上来。在经济状况允许的情况下，许多市民选择装潢自己的家居，来享受人生。所以近年来的家居设计很受欢迎。而时尚的家具设计就成为求新者的宠爱。本作品的设计理念是将有用的资源合理的最大化利用。本作品不仅可以节省资源，还更显人性化和低碳化。
参考文献
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多功能平口钳 一、设计目的 我们平时用的钳子在夹持物体而钳口张开时时V字形，显然有一个向钳口外的分力存在，因此钳口相夹时的力量是随钳口形状的变化而不断变化的。这样就使得要夹持的物体越大钳口张开就越大，夹持物体的分力也越小，因而越不稳固，更不适宜夹持较大物体（见图1）。 图1 钳口形状与钳夹力大小的关系 随着五金工具种类的不断增加和功能的不断完善，以及人们对五金工具不断变化的需求，五金工具行业也得到了长足的发展。然而，由于五金工具的种类和花样不断增加，人们在使用和购买它们时，面对令人眼花缭乱的工具产品不知如何选择，因此一些具有多功能的五金工具（如组合螺丝刀等）成为广大使用者的需求。它们的出现，不仅解决了人们选择难的问题，而且节约了费用和时间。因此，研究设计多功能平口钳就显得分外重要，扩大钳子的使用范围，实现了一钳多用的设计目的。 二、工作原理 实现钳口平行开合，达到稳定钳口用力目的的原理很简单，即采用齿轮齿条传动来实现钳口的平行开合。人手作用于钳把，钳把的转动以主轴为支点，并通过杠杆原理带动扇形齿轮的转动，扇形齿轮转动带动齿条钳口的平动，从而实现了钳口的平行开合。 三、设计方案 图2 多功能齿动平口钳的结构 多功能齿动平口钳主要由一对齿条钳口、扇形齿钳柄及夹板组成。将钳口做成燕尾槽结构，配合以不同功能的工作块，使钳口工作面可以更换。为保证工作块与钳口的配合，还设
计和弹簧紧锁机构，并加以一对辅助手柄，配合多种附件，以使平口钳具有多功能性。 四、功能及特点 （1）本设计采用齿轮齿条传动的设计原理，实现了钳口的平行钳合，保证了夹持力方向和大小的稳定性。齿条长度有两种，使用者可以根据工作对象的大小调节钳口的大小。 （2）在钳把尾部增加了可卸手柄，并增加了主动力臂，达到了省力和扩大使用范围的目的。（3）根据钳子具有平行钳口的优势，可以直接当活动扳手使用。再将主轴下端的一部分延伸，引进普通钳子的钳口形式，则可实现剪切功能，使用时取下可换工作面即可。 (4)钳口设计成燕尾槽结构，并配合以不同的功能的功能工作块，使钳口工作面可以更换，这样就使他实现了多功能性。 ①普通钳口工作块适合平面刚性材料物体的夹持。 ②橡胶材料工作块可以用来夹持玻璃、塑料等脆性材料，并有平行钳夹的优点，不但保护物体不受损伤，而且能保证钳夹的稳定。 ③圆弧工作块可用来夹持剪切工作块具有圆柱类表面的物体。 ④剥线工作块可用来实现剥线功能。 ⑥尖嘴钳工作块可以实现尖嘴钳的功能。 五、主要创新点 多功能齿动平口钳采用齿轮齿条传动的设计原理，实现钳口的平行开合。其优点是实现了钳夹力的方向和大小的稳定性。通普通钳子相比，多功能齿动平口钳的钳口张开大小可调，并配以两种长度的齿条，因此可夹持较大的物体，且夹持时更省力。 多功能齿动平口钳利用功能组合及模块化创新理论设计了钳子的多功能性，使其集普通钳子、尖嘴钳、剥线钳、锤子、剪刀、螺丝刀等。
机械创新设计题目 一．糕点切片机 1．工作原理及工艺动作过程 糕点先成形(如长方体、圆柱体等)，经切片后再烘干。糕点切片机要求实现两个执行动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。 通过两者的动作配合进行切片，改变直线间歇移动速度或每次间隔的输送距离，以满足糕点不同切片厚度的需要。 3．设计任务 (1) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图； (2) 构思实现上述动作要求的间歇运动机构和切口机构； (3) 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案； (4) 画出机械运动方案简图； (5) 控制程序设计 (7)编写设计说明书
二、自动打标机l．工作原理及工艺动作过程 动打制钢印的要求。 送头1的前端(如图所示)，然后由 将产品3推送到打印头2的下部， 头2向下运动 印操作。在打印头退回 3．设计任务 (1) (2) (3) 进行打标机机构和推送机构的尺寸综合； (4) 绘制机构运动简图； (7)编写设计说明书。
三、插齿机设计 1．工作原理及工艺动作过程 插齿机是齿轮加工中常用的设备之一，它能用于加工内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮以及一些特殊结构的齿轮。插齿是利用范成法原理来加工齿轮。插齿刀和工 件的啮合关系相当于 一对两轴线相互平行的圆柱齿轮啮合传动，插齿刀就像是一个 磨有前、后角而具有切削刃的齿轮，它紧固在插齿机的主轴上， 主辅其有往复运动，并围绕本身的轴线转动，插齿刀在每一工 作行程中切去一定的金属，在范成运动中将轮坯切制成所需的 齿形。 如图所示，插齿机有以下四运动： (1)切削运动：插齿刀相对齿坯上下移动完成切削加工。 (2)圆周运动：插齿时，插齿刀与被加工齿坯作无间隙啮合， 可以认为，圆周进给运动就是插齿刀的转动速度。插齿机主传动系统 (3)径向进给运动，在插齿刀开始接触齿坯以后，在圆周进给的同时，插齿刀向齿坯作径向进给，当进到一定的深度时停止，而圆周进给继续进行，直至齿坯转一周时，齿轮加工完毕。往往在加工一个齿轮时，整个齿需要分两次或多次径向进给，这一运动一般靠凸轮机构来完成。 (4)退刀运动，在插齿空回行程时，为了避免齿坯对插齿刀的摩擦，齿坯应该相对插齿刀离开一个距离，这一运动靠凸轮机构来完成。 为了提高机床的加工精度和延长刀具的寿命，要求插齿刀向下切削加工时速度尽量均匀 平稳；为了提高生产率减少非加工时间，要求切削运动有急回特性。 3．设计任务 (1) 插齿刀向下切削加工时速度尽量均匀平稳； (2) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；． (3) 拟定插齿机的切削机构、径向进给机构和让刀机构的运动方案，并进行分析评价； (4) 绘制机构运动简图； (7)编写设计说明书。 4．设计方案提示 插齿刀向下切削加工可采用有急回特性和扩大行程的六杆机构，让刀运动可采用凸轮机 构。’
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
机械创新设计 大作业 机设0921 詹陈龙 0914051019
一、公交车新型半自动垃圾桶设计 经常在公交车上看到歪倒的垃圾桶，影响整体的美观，起不到设置的效果，而且这样易被踩坏或踢坏。设计一种新型半自动垃圾桶就显得很有必要。 设计要求： 1、垃圾桶不易被踢倒或踢坏且较少的占据空间位置。 2、要求整体美观。 3、设计时要注意倒垃圾的问题： (1)、要随时知道垃圾量的多少免得垃圾爆满污染车内环境。 （2）、如果垃圾满了，该如何处理的问题。 公交车新型半自动垃圾桶设计方案 1、设计目的： 众周所知，公交车是及其方便的交通工具也是我们出行乘坐最为普遍的交通工具。车上的环境关系到乘客的生命健康，而现在的公交车上的垃圾桶经常出现被踩倒现象，或者出现垃圾爆满现象，使得公交车上的环境极为糟糕，有时还有一股臭味。因此，设计一个不易被踢倒且易于垃圾的处理的垃圾桶及其迫切。 2、工作原理： 如图一所示，在公交车上设计三个垃圾桶入口，其中，一号垃圾桶入口对应一号垃圾桶、二号垃圾桶入口对应二号垃圾桶、三号垃圾桶入口对应三号垃圾桶，而垃圾桶设计在公交车地板下方的空间，其中一号垃圾桶和二号垃圾桶为小垃圾桶，而三号垃圾桶为主垃圾桶（三号最大），一号垃圾桶和二号垃圾桶固定在如图二所示的传送装置上，在三个垃圾桶上分别设计一个垃圾桶容量检测装置（传感器），所检测容量信息经过单片机处理和线路的设计将容量结果显示在驾驶室在显示器上，并在驾驶室设计一个倒垃圾功能按钮，当一号垃圾桶和二号垃圾桶装满时，司机可按下功能按钮，则一号垃圾桶和二号垃圾桶由传送装置送往三号垃圾桶并实行倒垃圾操作，然后回到原来的位置。
《机械创新设计》课程作业
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
机械创新设计参考选题 一糕点切片机 1. 工作原理及工艺动作过程 糕点先成形，经切片后再烘干。糕点切片要需要实现两个动作： 1.）糕点的直线间歇移动 2.）切刀的往复运动通过两者的动作配合进行切片。 改变直线间歇移动速度或每次间歇的输送距离，可以完成不同切片厚度的需要。 2. 设计任务 1.）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运行循环图； 2.）构思实现上述动作要求的间歇运动机构和切口机构； 3.）根据选定的原动机和执行机构的运动参数，拟定机械传动方案； 4.）画出机械运动方案简图； 5.）画出控制电路图； 6.）编写设计说明书； 7.）团队需要进行PPT展示汇报。 二自动打标机 1. 工作原理及工艺动作过程 能够实现在产品表面自动打制钢印的要求。产品输送带运送到推送头1的前端，然后推送机构将产品3推送到打印头2的下部，此后打印头2向下运动，使之与产品上表面接触，完成打印操作。在打印头退回原位时，推送机构再推送
另一产品，并把已打印好的产品推走。 2. 设计任务 1.）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运行循环图； 2.）构思实现上述动作要求的打印机构和推送机构； 3.）根据选定的原动机和执行机构的运动参数，拟定机械传动方案； 4.）画出机械运动方案简图，确定打印机构与推送机构的尺寸，并进行综合评估； 5.）画出控制电路图； 6.）编写设计说明书； 7.）团队需要进行PPT展示汇报。 1 三推瓶机设计 1. 工作原理及工艺动作过程 待洗瓶子放在两个转动的导棍上，导棍带动瓶子旋转，当推头将瓶子推向前进时，转动着的刷子把瓶子外表面洗净。当前一个瓶子洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子进入导棍待推。 2. 设计任务 1.）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运行循环图； 2.）构思实现上述动作要求的推瓶机构、洗瓶机构和导棍转动机构； 3.）根据选定的原动机和执行机构的运动参数，拟定机械传动方案； 4.）画出机械运动方案简图； 5.）编写设计说明书；
机械创新设计课程设计范例 一、引言 机械创新设计是一门旨在培养学生创新思维和实践能力的课程。通过该课程的学习，学生将接触到机械创新设计的基本理论和方法，并在实践中应用这些知识，完成一个机械创新设计项目。本文将以一个机械创新设计课程的设计范例为例，介绍该课程的设计思路和实施方法。 二、课程目标 该机械创新设计课程的目标是培养学生的创新思维和实践能力，使他们能够独立进行机械创新设计项目的规划、设计、制造和测试。具体而言，课程的学习目标包括： 1. 掌握机械创新设计的基本理论和方法； 2. 学会运用创新思维解决实际机械设计问题； 3. 掌握机械创新设计项目的规划、设计、制造和测试过程； 4. 培养团队合作和沟通能力； 5. 培养学生对机械创新设计的兴趣和热情。 三、课程内容 该课程的内容包括理论学习和实践项目两部分。理论学习主要包括机械创新设计的基本概念、原理和方法，以及相关领域的前沿研究成果。实践项目是课程的重点，学生将组成小组，选择一个机械创
新设计项目，并在课程的指导下完成项目的规划、设计、制造和测试。 四、课程设计 1. 教学方法 该课程采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、小组讨论、实践操作等。通过多种教学方法的结合，激发学生的学习兴趣，培养他们的创新思维和实践能力。 2. 课程安排 该课程的学习时间为一学期，每周安排2-3个学时。其中，一部分时间用于理论学习，一部分时间用于实践项目。理论学习和实践项目的内容将相互配合，相互促进。 3. 评价方式 该课程的评价方式综合考虑学生的理论学习和实践项目表现。理论学习方面，可以通过考试、作业和小组讨论等方式进行评价；实践项目方面，可以通过项目报告、项目展示和项目成果的评估等方式进行评价。 五、教学资源 为了支持该课程的教学实施，需要提供相应的教学资源。其中，理论学习方面可以准备教材、课件、案例分析等教学资源；实践项目方面可以提供实验设备、材料和制造工具等。此外，还可以邀请相
机械创新设计案例 研究背景： 在城市交通日益拥挤的背景下，绿色出行方式成为人们关注的焦点。电动自行车因其环保、便捷、经济的特点而逐渐受到人们的喜爱。然而，传统电动自行车在携带和存放上存在一定的难题，特别是在使用过程中如果需要上楼或是放在狭窄的空间中时，存放起来非常不便。因此，设计一种可以折叠的电动自行车成为了一个创新的方向。 设计目标： 本设计的目标是设计一款方便携带、易于存放的可折叠电动自行车，以满足人们在城市出行中便利性和灵活性的需求。 设计原理： 利用结构设计的原理，将电动自行车的主要零部件可以通过折叠的方式实现紧凑的体积，方便携带和存放。同时，为了保持电动自行车的骑行舒适度和安全性，需要在折叠设计中保持车架的稳定性和强度。 设计方案： 1.车架设计：采用高强度合金材料制作车架，以确保折叠状态下的稳定性和抗压性。同时，车架设计需要合理分配重心，以保持骑行的稳定性和舒适性。 2.脚踏板设计：采用可折叠设计，通过引入可折叠机构，使踏板在需要存放时可以折叠起来，减小整车体积。
3.折叠机构设计：通过引入折叠机构，实现整车的折叠。机构设计需 要结合实际情况，确保机构的稳定性和易操作性。同时，机构的设计需要 避免锁固复杂，以提高折叠和展开的效率。 4.电池及电机布置：为了减小车体体积，电池和电机布置需要合理设计。可以采用分散布置的方式，将电池和电机分别放置在车架的不同位置，以降低整车的重心，提高稳定性。 5.控制系统设计：电动自行车的控制系统需要进行适当的调整，以适 应折叠状态下的使用。 6.安全设计：在车辆折叠设计中需要考虑到安全性问题，加入必要的 安全装置，避免在折叠和展开过程中出现意外伤害。 设计效果： 通过以上的设计方案，可以实现一款方便携带、易于存放的可折叠电 动自行车。该车在折叠状态下体积较小，便于携带进入公共交通工具或是 存放在狭小的家庭空间。展开后，保持电动自行车的骑行舒适性和稳定性。同时，还可以提供一定的储物空间，方便用户携带必要的物品。 结论： 本设计通过引入折叠设计和结构优化，实现了一款方便携带、易于存 放的可折叠电动自行车。该设计的推出将进一步提高电动自行车的便携性 和灵活性，为人们提供更加便利的出行方式。这一创新设计有望在城市交 通领域发挥重要作用，为人们的生活带来更多便利和舒适。
机械设计创新案例 随着科技的不断进步和社会的不断发展，机械设计领域也在不断创新和突破。本文将介绍一些机械设计领域的创新案例，展示了人们在机械设计方面的创造力和创新能力。 一、智能机器人助力生产 智能机器人是机械设计领域的一个重要创新。通过引入人工智能技术和自动化控制系统，智能机器人可以在生产线上完成各种复杂的任务，提高生产效率和产品质量。例如，某公司开发了一款智能机器人，可以在汽车生产线上完成车身焊接、喷漆等工作，取代了传统的人工操作，大大提高了生产效率和产品质量。 二、轻量化设计提升能源效率 随着能源紧缺和环境污染的日益严重，轻量化设计成为了机械设计领域的一个重要创新方向。通过采用新的材料和结构设计，可以减轻机械设备的重量，提高能源利用效率。例如，某公司研发了一款轻量化的风力发电机，采用了新型的复合材料和结构设计，使得发电机的重量减轻了50%，同时提高了发电效率，降低了能源消耗。 三、模拟仿真优化设计 模拟仿真技术是机械设计领域的又一项重要创新。通过建立机械系统的数学模型，可以对系统进行仿真分析和优化设计，提高设计的准确性和效率。例如，某公司在设计一款新型的汽车发动机时，采用了模拟仿真技术，通过对发动机的燃烧过程、传动系统等进行仿真分析和优化设计，使得发动机的燃烧效率提高了20%，同时降低了排放物的产生。 四、智能控制系统提升安全性
智能控制系统是机械设计领域的又一项重要创新。通过引入传感器、数据处理和自动化控制技术，智能控制系统可以对机械设备进行实时监测和控制，提高设备的安全性和可靠性。例如，某公司开发了一款智能控制系统，可以对工厂的各种机械设备进行实时监测和故障诊断，及时采取措施，避免了设备故障和事故的发生，提高了工作场所的安全性。 五、可持续设计促进环保 可持续设计是机械设计领域的一个重要创新方向。通过考虑产品的整个生命周期，从材料选择、制造过程到使用和废弃处理，可持续设计可以减少资源的消耗和环境的污染。例如，某公司设计了一款可拆卸的家电产品，用户可以根据自己的需求进行组装和拆卸，延长产品的使用寿命，减少了废弃物的产生，同时提高了产品的可持续性。 总结 机械设计领域的创新案例不胜枚举，上述只是其中的几个例子。随着科技的不断进步和人们对于高效、环保的需求，机械设计领域将会迎来更多的创新和突破。相信在不久的将来，机械设计将会为人们的生活带来更多的便利和改变。
简单机械创新设计案例 在现代科技高速发展的时代背景下，机械设计领域也迎来了许多创新设计案例。本文将介绍一些简单机械创新设计案例，希望能够给读者带来一些启发和灵感。 首先，我们来看一个简单的机械创新设计案例——智能门锁。传统的门锁设计 存在着一些安全隐患和使用不便的问题，而智能门锁的出现很好地解决了这些问题。智能门锁采用了指纹识别、密码输入、手机App远程控制等多种开锁方式，大大 提高了门锁的安全性和便利性。这种创新设计不仅在家庭生活中得到了广泛应用，也在商业场所和公共场所得到了推广，成为了现代生活中不可或缺的一部分。 其次，我们来看另一个简单的机械创新设计案例——折叠自行车。传统的自行 车设计笨重不便携，而折叠自行车的出现很好地解决了这个问题。折叠自行车采用了可折叠的车架设计，可以在不使用时方便地折叠起来，方便携带和存放。这种创新设计使得自行车不再局限于特定的使用场景，而是可以随时随地使用，极大地提高了自行车的实用性和便利性。 最后，我们再来看一个简单的机械创新设计案例——智能家居系统。传统的家 居设计存在着能耗高、安全隐患等问题，而智能家居系统的出现很好地解决了这些问题。智能家居系统采用了智能感应、远程控制、节能设计等多种技术，可以实现家电设备的智能控制、能源的智能管理等功能，大大提高了家居的舒适性和安全性。这种创新设计不仅在家庭生活中得到了广泛应用，也在商业和公共场所得到了推广，成为了未来家居发展的重要方向。 综上所述，简单机械创新设计案例的出现，为我们的生活带来了诸多便利和改变。随着科技的不断进步和创新设计的不断涌现，我们相信在未来会有更多更好的简单机械创新设计案例出现，为我们的生活带来更多惊喜和便利。让我们共同期待和努力，为创新设计的发展贡献自己的力量！
武汉纺织大学 机械创新课程设计年级: 机设096 学号: 0902051322 姓名: 余步锐 专业: 机械设计 指导老师: 肖志权 二零一二年六月
一、设计题 8. 半/自动黑板擦或擦黑板机构（90分） 随着多媒体技术的推广和应用，学校里的大部分课程采用了多媒体教学，但某些课程或某些章节仍然离不开黑板板书，这就需要人来动手擦黑板，费时费力，而且对人的身体健康也有影响。设计一种半自动黑板擦。任务要求： （1）力度适当，要能擦掉痕迹； （2）能清除死角； （3）操作容易，结构简单，去除痕迹快； （4）闲置时，不影响正常板书 设计要求 （1）给出结构设计图（三维+二维） （2）给出系统设计说明 半/自动黑板擦或擦黑板机构 一、设计目的 黑板是我们日常学习中必不可少的一样教具，无论是从小学还是到大学，都会使用到黑板，而一般我们平时使用的人工黑板擦不但费时、费力，还有粉尘污染空气的缺点。因此，设计自动吸尘黑板擦。 二、工作原理 本装置是用两个电动机作动力，通过齿轮和齿轮链来控制黑板擦在黑板上左右运动来完成工作的（如图1），控制面板中有二个按
钮（如图3），控制着电机的正反转可以控制左右运动。黑板擦里面装有3个小风扇用于吸尘（如图2），两个按钮同时控制电动机和小风扇，左边的控制黑板擦左移，右边的控制右移，按左右按钮小风扇都会工作。 图1. 图2. 内部小风扇叶
图3.控制面板 三、设计方案 1．擦除装置设计方案 黑板擦通过电动机（2个电动机转向是相反的如图4）传动实现左右移动，因为黑板擦的毛刷是和黑板接触的，当黑板擦左右移动的时候就可以擦除黑板上的 粉笔字（如图5） 图4电动机
简单机械创新设计案例 近年来，随着科技的飞速发展，机械设计领域的创新层出不穷。下面就为大家介绍一个简单机械创新设计案例。 这个案例是关于一个智能垃圾桶的设计。传统垃圾桶在使用过程中存在着以下问题：一是垃圾分类不清晰，导致难以回收；二是垃圾桶体验不好，需手动推动垃圾袋投放；三是垃圾桶容量小，需要频繁更换垃圾袋。 针对以上问题，设计者提出了以下创新的方案： 1.智能垃圾分类系统：垃圾桶内配备了多个分类箱，每个箱子 都有相应的标识，用户只需要将垃圾放入对应的箱子即可自动进行垃圾分类，大大提高了分类的准确度和便捷性。 2.电动垃圾袋投放系统：垃圾桶底部安装了电动装置，用户只 需要轻按按钮，垃圾桶底部的垃圾袋就会自动向上推送，避免了手动推动的麻烦，也减少了交叉感染的风险。 3.智能垃圾压缩系统：垃圾桶内配备了智能垃圾压缩装置，当 垃圾袋即将满时，系统会自动进行压缩，将垃圾体积减小，延长垃圾袋的使用寿命，减少了更换垃圾袋的频率。 4.智能感应系统：垃圾桶顶部配备了智能感应系统，能够自动 感应用户的接近，并自动打开垃圾桶，方便用户投放垃圾，同时也减少了手部接触的次数，提高了卫生性。
通过以上的创新设计，智能垃圾桶解决了传统垃圾桶存在的问题，为用户提供了更加便捷、高效、卫生的使用体验。 该设计案例的创新点主要有智能垃圾分类系统、电动垃圾袋投放系统、智能垃圾压缩系统和智能感应系统。这些创新设计将传统的垃圾桶升级为智能化设备，提高了垃圾桶的使用效率和用户体验。 此外，该案例的设计还注重节约资源和环境保护。智能垃圾压缩系统可以减小垃圾体积，延长垃圾袋的使用寿命，减少了对环境的影响。而智能垃圾分类系统，有效地提高了垃圾的回收率，有利于资源的再利用。 总而言之，这个智能垃圾桶的设计案例是一个简单机械的创新设计。通过对传统垃圾桶的创新改进，提高了垃圾桶的使用效率和用户体验，同时也注重节约资源和环境保护。
机械创新设计案例 一、智能垃圾分类机器人 智能垃圾分类机器人是一种能够自动识别和分类垃圾的机器人。它通过搭载先进的图像识别技术和机器学习算法，能够对垃圾进行准确的分类，如可回收物、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。该机器人能够将垃圾自动投放到对应的垃圾桶中，实现垃圾分类的自动化，提高垃圾处理效率。 二、智能晾衣机 智能晾衣机是一种能够根据衣物材质和湿度自动调节晾晒时间和温度的机器。它通过传感器监测衣物的湿度和环境温度，并根据预设的程序自动调节晾晒时间和温度，以达到最佳的晾晒效果。该机器能够减少晾晒时间，提高晾晒效率，并且避免了衣物受潮或过度晾晒的问题。 三、智能农业机器人 智能农业机器人是一种能够自动完成农业作业的机器人。它可以通过搭载传感器和摄像头，对农田进行监测和识别，自动完成种植、浇水、施肥、除草等农业作业。该机器人能够提高种植的精度和效率，减少人力成本，并且可以根据实际情况进行农田管理，提高农作物的产量和质量。 四、智能家居安防系统
智能家居安防系统是一种能够实时监控家庭安全的系统。它通过摄像头、红外传感器、门窗传感器等设备，对家庭进行全方位的监控和检测。该系统能够实时监测家庭的安全状况，如入侵、火灾等情况，并及时发送警报信息给用户。同时，该系统还能够远程控制家庭设备，如门锁、灯光等，提高家庭的安全性和便利性。 五、智能健身器材 智能健身器材是一种能够根据用户的身体状况和健身需求，自动调节运动强度和方式的器材。它通过传感器监测用户的心率、呼吸等生理参数，并根据用户的健身目标和身体状况，自动调节运动强度和方式，以达到最佳的健身效果。该器材能够提供个性化的健身指导和监控，帮助用户更好地进行健身训练。 六、智能停车系统 智能停车系统是一种能够自动识别和管理车辆停放的系统。它通过搭载摄像头和车牌识别技术，能够自动识别车辆的车牌号码，并记录车辆的停放时间和位置。同时，该系统还能够提供实时的停车位信息和导航服务，帮助司机快速找到可用的停车位。该系统能够提高停车场的利用率和管理效率，减少停车拥堵问题。 七、智能送餐机器人 智能送餐机器人是一种能够自动送餐的机器人。它通过搭载导航系统和传感器，能够自动识别送餐目标地点，并规划最优路径进行送
机械创新设计(较完整版)
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