《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：KT1013-4
姓名学号：党智博20109130502
江帅20109130504
杨璐20109130516
邵檬20109130431
成绩评定：
指导教师：
设计起止日期：2013年 12月7 日—12 月 26 日
目录
摘要 ..................................................................................................
第一章绪论 ......................................................................................
1.1 研究背景及意义.....................................................................................
2.2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
第六章成品展示
第七章心得体会与设计总结
7.1 心得体会:..................................................................
7.2设计总结： ...........................................................................
参考文献....................................................... 错误！未定义书签。
摘要
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。多功能学生专用座椅大幅度提高课堂纪律，使“学风”、“教风”从本质上提高。文章中着重介绍了多功能学生专用座椅座椅的设计构造，主要功能和性能说明以及市场分析等。多功能学生专用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。
第一章绪论
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,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，多功能学生专用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。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，多功能学生专用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。
第二章设计方案
2.1重力平衡控制
用重力平衡装置来实现，其结构是由双儿底座1的后支耳上端通过销轴2与推杆3的一端铰接，双儿底座1的前支耳上端通过销轴10与平衡曲臂6的前端铰接，推杆3的另一端通过销轴4与平衡曲臂6的下端铰接，平衡曲臂6的上端通过通过销轴5与主力壁7的后端铰接，平衡曲臂6的平行杆前部通过销轴11与支柱9的后端铰接，支柱9的前端通过销轴8与主力壁7铰接。其结构如图所示：
图 1
2.2 定滑轮连接控制
定滑轮根据座椅的扶手高度设计定滑轮的大小，定滑轮一端跟平衡装置8相连，另一端跟座椅后背的小方盒相连。当重力失去平衡的时候，即α角等于0度时，滑轮带动小方盒的盒盖，盒内的东西自然弹出。
2.3小方盒设置
小方盒使用木质材料，内设轻质弹簧，弹簧上链一海绵质拳击手套，整个装置精致美观，趣味生动。
2.4座椅高度控制
根据人体工程学原理设计座椅高度，扶手高度，以减轻腿部肌肉的负担，防止不自然的弯曲姿势，降低血液循环系统的负担。座椅的高度是很重要的，应该根据工作面高度決定座椅高度，常常出现的錯誤是从地面起量座椅的高度。決定座椅高度最重要的因素是造成人的肘部离工作面之间有一个合适距离，距离是275±25mm,在这个范围内，大腿的厚度占了一定高度。95％男性和女性的大腿厚度是175mm。当上半身有了好的位置后，再注意到下肢。舒服的坐姿是大腿近乎水平以及两脚被地面所支持。为了避免大腿下有过高的压力(一般发生在大腿的前部)，座位前沿到地面的高度不能大于腳底到大腿弯的距离。
2.5 座椅材料选取
椅子表面的材料采用纤维材料，即可透气，又可减少身体下滑。不采用塑膜面，塑膜面不透气，表面太滑，尤其在夏天容易黏在椅子表面。
第三章理论设计计算
3.1椅子的尺寸设计
3.1.1座面高度
座面高度是指地面至就坐后座面上坐骨支撑处的高度。座面高度按我国尺寸度，可取为380-450mm。适宜的椅面高度应使就坐者大腿近于水平，小腿自然垂直，脚掌平放于地面。座面过高，身材矮小者小腿悬空时，使大腿受椅面前缘压迫，坐着感到不适，长时间这样坐，则使小腿血液循环受阻，产生麻木肿胀感。如座面过低，则高身材的坐时骨盆倾斜，正常腰椎曲线被拉直，增加背部肌肉负荷，易产生腰酸背痛感。所以椅面的高度以矮身材的人的小腿加足高的树枝来设计。此高度为380-400mm为宜。对于学生学习用椅来说，人体通常需要较直立式姿势且脚平方与地面，其高宜比休息用椅稍高。许多研究以为，工作用椅的坐高宜用可调式，以适应大多数人使用。所以我们将教室的椅子高度进行了高度调整，因为产生了腰酸背痛感，是由于座面过低，高身材的人坐时骨盆后倾，正常腰椎曲线被拉直，增加了北部肌肉负荷，易产生腰酸背痛感。将原来椅子的高度增加为443mm，来符合人同学们的要求。
3.1.2 椅面宽度
椅面的宽度必须能容纳身材粗壮的人，原教室座椅的宽度为430mm，根据调查，分析出百分之九十五的数值为440mm，并考虑了冬季着装的修正量，最终将座椅的宽度调整为460mm，真正满足我校学生的生理需求，达到最佳的学习状态。
3.1.3座面深度
椅面深度是指椅面的前后距离，其尺寸应满足三个条件：使臀部得到充分的支持，腰部得到靠背的支持，椅面前缘与小腿之间留有适当的距离，以保持大腿肌肉不受挤压，小腿可以自由活动。如果座深大于身材矮小的学生大腿长，
则座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样坐的时间久了会不舒服。因此，座深的设计应以座深的第五百分为设计，这样身材矮小的学生坐着舒服，而身材高达的学生只要臀部得到支持，也不会在大腿部位引起疲劳。综上所述，椅面的深度应以400m m左右为宜。
3.1.4座面角度
经查有关资料休息用椅为15-20度，工作用椅小于5度，座垫向后倾斜有两种作用，首先由于重心力，躯干会向靠背后移，使背部有所支撑。其次，在长期的坐姿下，座垫向后倾斜以防止臀部逐渐滑出座面。对坐于各种不同靠背角的座椅的人体，采用肌电图测量其背部肌肉所引变的活动力，其结果显示出具有与正中垂线成20的靠背倾斜线，即可获得良好的背部支撑。就座椅功能和坐的动机而言，休息用椅后倾斜垫面有助于维持最佳的松弛状态。但是根据对实际教室的测量，考虑座椅的功能，新设计座椅其座面角为0度，水平最适合同学学习。
3.1.5靠背的高度
座椅的设计必须提供正确的腰部曲线，使脊椎处于自然均衡状态。成年人腰部前弯曲率厚度为1.5~2.5cm，纵向弧度约为25cm半径，中心位置均为左面上方23~26cm处，而腰椎的支撑点位置则应稍高一点，以达到支撑人体背部重量的目的。靠背的尺寸与臀部、地面到肩部的高度及肩宽有关。其高度尺寸值如有座垫面时，必须取自人体坐定受压后的座面。高靠背对于某些工作（例如打字），可能会妨碍到手臂及肩部的动作，此时则应采用支撑腰部区域的低矮式靠背。因此，必须根据适用场合不同采用不同的靠背高度，靠背高度的范围为
46cm-61cm。实际教室靠背的高度保持不变，仍520mm，并且在460mm—610mm之间，符合人机设计要求。对靠背腰部支持的设计，因为是学习用椅，并非休息用椅，我们忽略其设计（弧形状），但仍使靠背与人相贴合。
3.1.6 靠背的宽
靠背的宽应采用人体数据的第九十五百分位肩宽为宜。这样有利于背部肌肉紧张。通过计算和查阅，得出数据为437mm，加上衣服的修正量为13mm，所以新设计的靠背宽度为450mm，更加符合人体生理需求。同时，在设计靠背时，为了配合落座时人体向后突出的骶骨和臀部柔软的需要。同时又要使腰部能坚实地配合在靠背上，个人建议，在座垫正上方的靠背必须有一个开口区域，或向后倾斜退缩，其高度空间至少为70~80mm。
3.1.7靠背角度
与座垫角度一样，靠背角度也具有两种目的，防止坐姿的人体向前滑动和引导腰弯部位依靠在靠背上。针对用于不同场合的座椅其角度设定也不同，学习读书用可取95度~100度，若靠背与座面夹角小于90度，则腹部受压迫，而夹角太大会降低人的警觉状态。因此，我新设计的座椅靠背角度为98度，符合人体生理需求。
3.18数据整理
设计前座椅尺寸
尺寸名称现状数据
椅面高度390mm
椅面宽度430mm
椅面深度360mm
靠背高度480mm
背下缘距座面高度50mm
靠背宽度450mm
设计后座椅尺寸
尺寸名称设计后数据
座面高度443mm
椅面宽度460mm
座面深度400mm
座面角度0mm
靠背的高度520mm
靠背的宽度80mm
靠背角度8度
3.2 重力平衡装置的尺寸确定及理论分析
3.21 耳座的尺寸计算
由于耳座需支撑整个座椅的平衡，所以对其进行载荷分析：对座椅的重量值，必须严格按照人体工程学额定载重量的要求配置，其重量可由下列公式来计算：
W = G + KQ
图 2 式中 W—人对椅总重量（千克）
G---座椅自重（千克）
K——平衡系数（数值一般为0.45~0.55）
Q——人的体重（千克）
3.22 重力平衡装置的受力分析
整个装置处于平衡环境中，在垂直方向上受重力作用，其计算式为：
0≤W≤W÷Sinα
当人体弯曲时，其α减小时，sinɑ减小，则整个受力增大，座椅失去平衡。
4.23 重力平衡机构自由度计算：
该机构无虚约束和局部自由度，由n=6,Pl=7,得自由度为
F=3n－2Pl=3×6－2×8=2
第四章工作原理及性能分析
整套座椅靠重力平衡系统来协调，当坐姿不正确时获者大幅度趴在桌子上睡觉获者玩别的东西时，椅面失去平衡，角度α变小，由主力壁7连接的定滑轮移动，从而拉动小方盒盒盖。另外座椅运用人机工程学的基本原理和理论, 以“安全、舒适、高效、健康”的原则，结合国内多数大生课桌椅的设计现状, 通过对本校学生课桌椅其它使用情况的详细的调查分析，再对照学生课桌椅国家标准，利用我国大学生的人体基本尺寸，对学生课桌椅进行人机工程学的评析，充分满足广大同学的心理需求。如图所示：
图 3
第五章创新点及应用
一：新增重力平衡控制，该装置是基于高校教学管理方面，通过人机结合，从本质上改变教学现状，改变以往人人的管理方式，提高学风管理建设。
二：座椅的高度根据人体工程学原理，能矫正坐姿，且舒适度也提高，防
止近视及驼背。
三：安全有趣，能形象生动的提醒同学上课时的不良行为。
第六章成品展示
图 4 改进前椅子简易图
图5 改进前椅子简易图
图 6 改进后机构安装简易装置图
图 7 重力平衡机构
第七章设计心得与总结
7.1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教室学习的方便而设置的。因此就产生了制作多功能学生专用座椅的想法。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，例如重力平衡机构，这是一个大难题，请教了很多同学都没有得到帮助.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，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。正如我的室友所说：“有一些地方，学校并不鼓励（创新活动）。”我想，倘使有一天，整个国家都能够积极倡导培养科技创新型人才，全社会都能够鼓励扶持科技创新活动，那么，中华民族的崛起便是指日可待的！
7.2设计总结：
创新性：多功能学生专用座椅，充分发挥出其独有的优势座椅重力平衡的调节功能，能很好的让同学们进入学习状态，相信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坐着更舒适，同时使用简单，方便轻巧，适用于多种场合。实用性：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。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。本作品从人们的根本需求出发，做到人机合一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：
（1）郭青山,汪元辉．人机工程设计[M]．天津大学出版社,1994.
（2）机械设计，陈东，电子工业出版社
（3）机械原理，魏兵，华中科技大学出版
（4）机械创新设计理论与方法，邹慧君，高等教育出版社
（5）网络资源
维也纳咖啡管椅是德国设计师米切尔.托勒设计的,首先于1859年推出，迄今已生产5000万把以上。托纳曾经受过细木工训练。早在1830年他就开始尝试用层压结构技术代替手工切割制造弯曲的家具结构，获得成功。而他更加成功的是发展了用蒸汽弯曲木料的新技术。这项处理弯曲材料的新技术是革命性的，他使得弯木椅真正进去批量生产。而且，托纳还逻辑地组织整个生产过程，进行了适当的劳动分工，有些产品中的部件可以互换，生产工艺和形式简洁有序，椅子的成本大大降低。更有意义的事，托纳在技术革新的同时，为这一新技术的家具带来了自然而优雅的形象。托纳最成功的作品就是这把维也纳咖啡馆椅，椅子外形简洁，每个部分既反映了构造的逻辑，也体现了弯木技术形成的自然优美的美学特征，成为一件超越时间和地域的永恒之作。 这把椅子来自苏格兰建筑师麦金托什。麦金托什的设计注重个部分的统一造型简洁线条流畅，作品中由简单母题重复使用所形成的韵律美，伸长了的连绵重复的竖线条成为他作品之中最具个性的形态特征。是格拉斯哥学派的代表人物。1902年设计的这把高背椅这是他设计风格的极端表现。虽然就椅子并不舒服，更谈不上技术上的突破，这完全是一种形式主义支配的结果。然而就椅子本身所反映的对一种新形式的设想，却是十分大胆的。这里，形式的探索已经摆脱了任何传统的束缚，也超过了对自然形态的模仿，一种抽象的概念逐渐建立起来了，尽管这使得抽象尚未与内在的功能结构产生一种自觉的联系，但这至少在形式上为以后的现代设计运动做出了重要的铺垫。 该把椅子由荷兰风格派代表人物利特维尔德设计。风格派在理论上有着深奥的哲学内涵，它要寻求一种有普遍意义的永恒的绘画来体现宇宙的和谐。因此，风格派将立体主义推至完全的抽象，认为艺术应该消除与任何自然物体的联系，只有最小视觉元素和原色才是真正传达宇宙真理的词汇，而由这些最基本的直线，方形以及原色和黑白灰构成的醉品才是具有普遍意义的永恒绘画。1919年设计的“红蓝椅”是风格派设计探索中最有代表又最有影响的作品。这把椅子的形式试图表现一种“坐”的构造，构成和图解。椅子由各部件相互连接，为了使这一构造在视觉上更明晰，更显然，各构件在相接处都向外伸展了一段以夸张这样的节点，甚至还在构件的端部涂上了对比色。这把椅子虽然不舒适，更像一件风格拍的雕塑，然而其中的意义却远远超过了一件雕塑的设计。让展示了组成一个功能整体的各种要素被独立出来了，当这些要素在组织成一个整体去完成一项功能要求时，这种组合方式只依据其本身的逻辑关系而不受制于任何固有概念的影响。由此可以看出，一种真正理性地去剖析和解决功能问题并在形式上可超越任何传统概念而做自由表达的设计方式开始形成了。 柯布西耶出生在瑞士一个钟表匠的家庭，很早就表现了对设计活动及艺术思潮的浓厚兴趣。在他1918年出版的《立体派之后》，预言一个机械文明即将诞生。1923年柯布西耶出版了《走向新建筑》，这是这位探索者最富革命性，最具战斗力的设计宣言，大力赞颂工程师的美学。书中提出的“房屋是居住的机器”的著名口号，包含了更具实质性的现代设计精神。他设计的这把镀铬钢管家皮革的躺椅树立了20世纪最精美的现代家具形象，是功能合理化，新技术的大胆尝试和新风格的创造的完善结合。躺椅的轮廓是依照人体所躺的姿势确定的，躺椅的支架和弧形钢管之间可以滑动，便于调节躺椅的升起和平躺之间的各种角度。躺椅的结构和材料特征全部展现出来，相互依托有形成对比。 密斯凡德罗是现代派的杰出代表人物，他最善用玻璃和钢表现建筑技术的完美，早在1919~1920年，他就做出了玻璃摩天大厦的设计，成为现代摩天楼的创始者。密氏在1927年也设计了一系列钢管椅获得成功，1928年她在巴塞罗那国际博览会上设计的德国馆是现
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基于人机工程学的驾驶室座椅设计 摘要 以人机工程学的理论为基础,介绍了座椅设计中座高、座宽、座深、座面倾角、靠背高度靠背倾角等座椅静态参数的选取原则,以某轻卡座椅为例,用Pro/E 建立座椅的模型,导入Man-neQuinPRO10。2中进行人机分析,并结合实例对座椅的各静态参数进行选取。 关键词:人机工程学;轻卡座椅;舒适坐姿;建模分析 人机工程学是一门边缘学科,主要研究工程技术如何与人体尺寸、生理及心理特征相适应。在 轻卡驾驶室座椅的设计中,主要研究如何使座椅符合人体尺寸的需求,给驾驶员带来舒适感,降低驾驶疲劳度,提高驾驶的安全性,同时也能大大防止驾驶员由于不正确的驾驶姿势而导致的脊椎变形,以及由此引发腰痛、腰肌劳损等职业病。1.舒适坐姿的生理特征 图1所示为人体在各种不同姿势下腰椎的弯曲形状。曲线B表示人体松弛侧卧时,脊柱呈自然弯曲状态;曲线C是最接近人体脊柱自然弯曲状态的坐姿;曲线F是当人体的躯干与大腿的夹角呈90°时的情形,此时脊柱严重变形,椎间盘上的压力不能正常分布。因此,欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲形态,躯干与大腿之间必须有大约135°的夹角,并且座椅的设计应使坐者的腰部有适当的支撑,以使腰曲呈弧形自然弯曲状态,腰背肌肉处于放松状态人坐着时,大腿和上身的质量必须由座椅来支承。人体结构在骨盆下面有2块圆骨,称为坐骨结节,如图2所示。这2块小面积能够支持大部分上身的质量。覆盖在它们外面的皮肤能获得丰富的动脉血液供应,就像脚底一样。而在臀部的边缘部分,血液循环则大不一
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摘要： 全民健身，利国利民，随着社会的发展人们开始越来越重视自己的身体健康，但在现在的中国由于生活水平层次不齐，所以并不是所以的人都能够消费得起天天到健身房进行健身锻炼的，所以设计一款适合广大人民的需要，同时在普遍情况下能够承受的单人或多人健身的健身机是具有广阔的市场空间的，但现在的市场上的健身器械虽大部分是单人式多功能的组合健身器械，但由于其不和市场的标价从而使得健身器械到现在为止依然不能进入普通人家，为此设计一款价廉，且功能符合需要，实用的健身器械是我设计的主题，其中要注意避免像市场上的单人健身器械的利用率低的问题，同时满足人们的需要，除此之外还要求外型美观，安全耐用，工作平稳，便于维护，制造加工方便，成本较低最为重要。 为此，我专门走访了许多的健身房和一些健身专柜进行实地考察，同时上网收集资料，了解广大健身教练和用户的感受，同时调查他们的需要，总结各方面的要求，设计了该款单人多功能健身机。
1、功能分析与工作原理分析 现在人们锻炼普遍锻炼的肌肉是，胸肌，肱二头肌，肱三头肌，以及腿大肌，我设计的单人多功能健身机可以提供一下三种锻炼：腿部锻炼，做手向前的锻炼，以及人站立手拉拉杆的锻炼。这三种功能集成起来，就会使得器械整体比较协调，而且看起来特别美观（锻炼的机构分别在器械的上面，中间，和下面），这样就可以锻炼的多块肌肉如：胸大肌，退大肌，趾长肌，股直肌，肱二头肌，肱三头肌，斜方肌，三角肌，背阔肌等肌肉。 2、机构方案设计与评价 3所选方案功能及工作原理简述 1）只能提供单人锻炼，但为多功能器械。 2）安全可靠，工作平稳，无噪声。
工作台与座椅与作业空间设计 6.1 工作台设计 6.1.1 工作台的基本类型 工作台一般均由面板和支承部分构成。根据组合形式不同，一般可分为桌式工作台、柜式工作台和平台式工作台三种。 1)桌式工作台桌式工作台是常见的工作台，它包括各种办公桌、课桌、微机操作台及各类服务性柜台等（图6.45）。桌式工作台的特点是结构简单，视野开阔，采光好，桌面上可任意组放各类供操作使用的物品。桌面下方可根据需要任意组合分割出供储备的使用空间。桌式工作台的桌面一般多做成水平的，也可根据需要做成带10°-20°倾角的斜面。因为桌式工作台在使用时多采用坐姿，所以，在设计和选用时必须充分考虑工作座椅的配套问题。 2)柜式工作台柜式工作台是指控制器和显示器均固定安装在面板上的专用工作台。按工作台面板组合形式的不同，一般又可分为直柜式工作台、弯折式工作台和弧面形工作台等。柜式工作台的操作一般多采用坐姿或站、坐姿。因此在没计时必须充分考虑不同操作姿势的座椅配套问题，同时还应充分考虑到容膝空间问题。 ①直柜式工作台该形式工作台的支承部分多是一字形排列的箱柜，台面由几块面板按平面、竖面或斜面组合而成。其特点是台面沿横向尺寸较大，既可单件使用，也可多件组合使 用；既可一人操作，也可供多人同时操作(图6．46)。 ②弯折式工作台该形式工作台是在直柜式工作台的基础上演变 而成的。即根据需要把直柜式工作台的左、右两边各弯折一次， 形成三面相交的形式。其基本要求是，弯折后各面板的中心距人 眼的垂直距离应大致相等，并保证在最佳视野范围内(图6．47)。 ③弧面形工作台该形式工作台是在弯折式工作台基咄上的进一 步变形 (图6．48)。
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
《纸板的联想——座椅设计》 韩海柱2015年8月
《纸板的联想——座椅设计》 韩海柱2015年8月教学目标： 知识与技能： 1、通过学习了解座椅的结构和特征。 2、、培养学生立体造型的设计能力。 过程与方法： 1、通过观察、分析、想象,设计出美观舒适的座椅 2、运用折叠、剪切、插接、粘贴、卷曲等方法制作造型美观、功能实用的座椅 情感态度与价值观： 1、培养学生关注生活、热爱生活的情感，体验以人为本的设计方法。 2、培养学生敢于想象勇于实践的创新精神。 教学重点： 1、引导学生观察、分析、想象，启发学生的创新思维。 2、通过分析造型、功能、材料、色彩，运用折、剪、插、粘、卷等方法制作造型美观、功能实用的座椅。 教学难点：座椅的设计构思。 教具准备：卡纸、剪刀、双面胶、课件、教师自制纸板座椅 学具准备：各色卡纸、剪刀、双面胶、铅笔、直尺、裁纸刀等。
教学过程： 一、形象联想导入 出现一个图形让同学们产生联想，（在导入的过程就让同学们打开想象，为下面的设计课铺垫） 出现椅子的图案。 展示教师作品，引出课题。 二、学习椅子的设计制作方法 1、欣赏风格各样的座椅。让同学们欣赏生活中不同风格的座椅，让同学们谈设计的概念（通过欣赏使学生学会留意生活中的事物，关注身边的美术，并通过对现代风格座椅造型和构思的深入分析，进一步激发学生的设计和创作热情。让同学们分析设计师的理念，为自己创作打下基础） 2、利用课件使生活中座椅简单化，并用纸板给它制作出来。师简要示范，学生简单尝试制作。把现实生活中时尚的座椅简单化，让孩子们觉得用纸板来制作椅子是件很简单是事。 3、座椅的设计分析。 欣赏由人的动作来设计的座椅，并由孩子们去分析，锻炼的学生的观察力和分析能力。 4、同样的大的纸制作不同的座椅。课件展示几把纸板座椅，并引导学生分析这些作品各使用了哪些方法。让学生在分析这些作品制作技法的同时领悟到有限的技法加上无限的创意就会创造出变化无穷的座椅造型。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究 摘要: 驾驶员坐姿舒适性仿真通常可以量化为驾驶姿势不舒适度模型。驾驶姿势不舒适度预测模型是根据驾驶姿势的影响因素,评价驾驶姿势不舒适度的数学模型。本文对重型商用车坐姿舒适性仿真研究主要做了以下几方面工作:首先,研究了在汽车领域计算机辅助人机工程技术的发展背景及国外研究现状,并对当今比较流行的舒适度建模方法进行了深入的总结。针对这些方法的不足,提出了基于关节载荷的驾驶姿势不舒适度建模方法。其次,进行了适宜驾驶姿势规律的实验研究。通过设计下肢、躯干、上肢实验,获取了建立姿势不舒适度模型所需要的关节载荷和关节坐标数据。最后,建立了以维持身体姿势的关节力及扭矩为目标函数,以人体姿势变量和汽车设计变量为预测因子的人体不舒适度预测模型,并将模型应用于实际项目的方案分析中。 关键词：驾驶员驾驶姿势人机工程技术人体舒适度 1 引言 随着时代的发展，当今社会已由工业社会向信息社会即后工业社会过渡，人类赖以生存的生活空间和生活方式，处处都是经过设计并不断完善的设计世界。现代设计，作为一种广泛的文化活动，已成为人们生活中的一部分。人们开始追求高品质的舒适生活,于是按照人体工程学设计的产品也就越来越受到大众的欢迎。人体工程学的产品也就成了现代社会人们追求的目标。先以汽车座椅为例,人体工程学的家具并不是人们头脑中所想象的仅有数据符合的座椅,它还包括除了人体生理数据之外的很多因素。它的设计原则除了常见的尺度设计原则,人体机能和环境设计原则,健康设计原则外还应该讲求黄金分割比的设计原则。并指
出在这些原则的指导下好的人体工程学座椅是功能与美学相结合的产品,可以为人带来身心两方面的享受。 2 舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以 及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面 （1）为确定汽车空间围提供依据。 （2）为设计汽车座椅提供依据。 （3）为确定感觉器官的适应能力提供依据。 融人机工程学原理于汽车座椅设计已达到更大舒适度： 2.1 研究现状及主要容 现代科学技术的突飞猛进，以及人们工作和生活空间的不段变化，就要求汽车座椅的生产企业在座椅的设计、生产方式等方面进行改革，同时也要考虑降低成本，提高汽车座椅的经济性。因此市场不断细分，多种不同类型和不同设计的汽车座椅不断进入市场。 人们对汽车座椅外观样式、材料品质的追求，使汽车座椅的设计样式丰富多姿，各有特色。从而也使汽车座椅在设计上取得了瞩目的成绩。可以说汽车座椅
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 创新 原理 分离方法 标准解法 知识库 综合最优方案
备选方案 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
同济大学机械创新设计 一、摆脱习惯性思维训练题 1、某人的衬衣纽扣掉进了已经倒入咖啡的杯子里，他赶紧从杯子里拾起纽扣，不但手不湿，连纽扣也是干的，这是怎么回事？（只倒了咖啡没倒水） 2、汽车司机的哥哥叫李强，可是李强并没有弟弟，这是怎么回事？（汽车司机是女的） 3、如果你口袋里的火柴盒中只剩下一根火柴，黑夜里你走进房间，房间里有蜡烛、油灯及煤气灶，那么，你先点燃什么？（先点燃火柴） 4、广场上有一匹马，马头朝东站立着，后来又向左转270°，请问，这时它的 尾巴指向哪个方向？（指向下边） 5、一天晚上，老王正在读一本很有趣的书，他的孩子把灯关了，尽管屋里一团 漆黑，可老王仍在继续读书，这是怎么回事？（盲文书） 6、天花板下悬挂两根相距5米的长绳，在旁边的桌子上有些小纸条和一把剪刀， 你能站在两绳之间不动，伸开双臂，两手各拉住一根绳子吗？ （先用一根绳子把剪刀缚住，推动剪刀使它移动，然后走过去用一只手抓住另一根绳，另一只手接过移动来的剪刀） 发散性思维——GPS的功能 1.确定移动物的确切位置； 2.追踪小偷； 3.测速； 4.为盲人指路； 5.研究地质（地质灾害预测）； 6.找离家出走的人（小孩、痴呆老人，嫌疑人） 7.测量湿度； 8.监测路面施工状况，起重大件位移、速度控制； 9.绘制地图； 10.导航; 11.考古。 1.列举体温计诸缺点 1)现有的体温计必须接触人体才能测量，在医院同一支体温计先后
来测量不同人的体温，有时可能会引起疾病传染； 2)体温计不能测量人体内脏的温度； 3)体温计不便于儿童测量体温； 4)体温计不便于测量人的额头温度； 5)体温计不便随身携带，随时测量； 6)体温计不能弯曲。 2.分析、鉴别缺点，确定创新主题，进行创新设计。 1)防传染，研制非接触体温计（红外辐射式）； 2)为测内脏温度，设计微型肠道温度计； 3)为便于儿童测量温度，设计汤匙型体温计； 4)针对不能弯曲和测额头温度，开发出额头薄片温度计； 5)为便于随身携带，研制戒指式温度计。 2 希望点列举法 缺点列举与希望点列举区别 原理:提出希望,经过归纳,实现创造。 步骤： 1)了解人们的需求心理（生理、安全、社交、自尊、自我实现、生产和科研需 求）【求新、求美、求异、求实、求全、求奇、求快、求廉、求健、求胜、求稳】“方便”（面、粥、净菜）；“肥胖”（减肥茶、健身，医疗）；“省电” 2)列举、收集希望点 a多观察、多联想，紧扣人们的需求b广泛征求意见或进行抽样调查c采用智力激励法实施列举 3）希望点的分析与鉴别 运用希望点列举法改进手机 1)希望手机与GPS联接，迷路时充当向导。2）希望手机高度智能化、情感 化，它是人的工具又是朋友，烦闷时谈心，孤寂时聊天。3）希望手机配医学专家系统，病时获诊断、处方。4）希望可以利用手机记帐和个人理财。5）希望手机在夜行时充当手电筒。6）希望手机上网像计算机上网一样方便。7）希望手机能接受电台、电视台的节目。8）希望生产出适合各种性格和年龄的人们使用的具有不同色彩的手机。9）希望手机的形状和体积像手表，可以轻松地戴在手上。10）希望手机的体积大幅度减少，从而将之设计为各种的服饰（如项链、领带夹、耳坠），悬挂、镶嵌或佩带在身上或服装上。11）希望手机同时也是一支精致的钢笔。12)希望手机没有电辐射的危害。13)希望手机具防窃、遗失提醒功能。14)希望手机可视通讯，采集、交换数据。15)希望手机具遥控器功能，甚至通讯控制家用电器。16）希望手机家庭、社会治安网连通。 IBM公司2000年8月在一次高科技展览会展示：耳环（耳机），项链（话筒），戒指（呼叫时灯闪烁），手表（拨入拨出号码显示，接入呼出按钮） 用属性列举法提出改进电风扇的新设想 1.对现有的电风扇进行分析，并列举属性 组成：电动机、扇叶、立柱、开关等；驱动：电力；功能：送风。 1)名词属性
人体工程学 ——座椅调研设计 班级： 姓名：
1.调研报告 1.1概述： 在生活和工作的多数时间里，我们都是坐着的，椅子对我们来说至关重要。正因为如此，我们需要一把合适的椅子，一把合适的椅子能让我们感觉舒适，享受生活，同时也能很大程度上减少疲劳，提高工作效率。那么，考虑到如何做出一把合适的椅子，我就不得不提及现在越来越被普遍关注的人体工程学了。 人体工程学的椅子设计主要是通过测量人体尺度做出符合人体数据形状以及受力情况的椅子，故符合人体工程学的好座椅有以下几个基本设计要点：首先，好的椅子设计应当令使用者上半身的重心落在臀部的骨骼上，以人的坐位基准点为准设定座椅的高度，通常来说，座椅的高度在39cm-42cm 之间。其次，好的椅子，其坐面的宽度也必须恰如其度，坐面过窄，会令使用者感到不适；而坐面过宽的话，使用者的双臂肯定会向外张开，坐得久的话，这会令使用者感到疲劳。再次，好的椅子的靠背也很有讲究，虽然靠背并不是一个必须存在的部分，但当使用者工作使用椅子的时间较长时，有靠背的椅子能让使用者感到更舒适。一般来说，靠背的高度不是固定的，依使用者的习惯和感觉而定。对于好的椅子来说，靠背的倾斜度也有学问，它是随着使用者休息程度的加大和靠背本身长度的增加而增加的，与坐面的高度、深度、倾斜度也有关系，同时必须符合人体脊柱的弯曲曲线。除此之外，椅子的软硬程度也很重要，太软的椅子容易令使用者曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，从而导致腰酸背痛的现象的产生。
相反太硬的椅子也不会让人感到舒适。椅子设计的原理是从人们使用的健康角度分析的，根据人的生理状况，疲劳测定等来定义椅子的外形曲线设计。椅子设计的具体尺度，根据它的不同功用，按照人体测量数据和国家颁布的尺度标准，不断测试高速合理选取数值以达到科学设计的要求。 然而，好的座椅设计不能局限在以上的基本要点内，还有许多需要考虑的因素。因为人体工程学椅子不单是数据的取值，而更是舒适艺术理念及风格的结晶。好的座椅不但能提供给人舒适的环境，还能合理利用材料和运用巧妙的构件组合，达到环保和节约成本的作用。好的椅子应该集美观和实用于一体，真正为人类生活和工作带来舒适和方便。 1.2实物调查 以下是我们生活学习中常见的椅子： a.学校自习室的座椅 b.学校画室的座椅
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 哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹
器人 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华东理工易拉罐有偿/华南理工健身洗衣华南农大气动式龙眼
机械创新设计课程设计
2014-2015 第 2 学期
姓
名： 杨富文、何文波、王健、 张晗迪、陈辰
班
级： 2012 级装备 1 班 曹源文教授
指导教师： 成 绩：
日期：2015 年 6 月
1
摘
要
在目前各种智能电风扇的前提下，我们加入了电风扇制热这项功能。我们主 要采用石英管发热原理来进行导热，达到在冬季使用电风扇来取暖的目的。应用 单片机原理来控制电风扇各项指令，采用拨式摇头装置来进行摇头，而且还能执 行电风扇的无极调速。 关键词：制热、石英管发热原理、单片机、无极调速
In the current under the premise of all kinds of intelligent electric fans, we joined the fan heating this feature. We mainly adopts quartz tube heating principle to heat conduction, achieve the purpose of using the electric fan to keep them warm in winter. Each instruction principle of application of single chip microcomputer to control the electric fan, using dial type shook his head, shaking his head device and also can perform infinitely adjustable-speed electric fans. Keywords: heating, quartz tube heating principle, single-chip microcomputer, the infinite speed
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机械创新设计期末复习 考试题型： 选择题、简答题、分析题 1.创新设计的类型和特点？ 答：创新设计的类型：开发设计、变异设计和反求设计。 创新设计的特点：独创性（新颖性）、实用性、多方案优选。 2.什么是还原创造原理？简述还原创造的基本模式。 答：还原创造原理：是指创造者回到“创造原点”进行创新思考的一种创造模式。 创造原点：驱使人们创造的最基本的出发点或归宿。 还原换元是还原创造的基本模式。 还原换元是指先还原后换元。还原思考时，不以现有事物的改进作为创造的起点，沿着现成技术思想的指向继续同向延伸，而是首先抛弃思维定势的影响，追本溯源使创造起点还原到创造原点，再通过置换有关技术元素进行创造。例如静电保鲜方法，并开发设计出电子保鲜装置。无扇叶新型风扇。 3.设问探求法的特点及应用。 答：特点： （1）设问探求是一种强制性思考，有利于突破不愿提问的心理障碍。（2）设问探求法是一种多角度发散性思考，广思之后再深思和精思，是创造性思考的规律。 （3）设问探求法提供了创造活动最基本的思路。
应用：自行车的新创意：（1）有无其他功能创造出多功能保健自行车。（2）能否改变创造出太空自行车。（3）能否借用创造出自助自行车（4）能否代用创造出新材料自行车等。 4.什么是移植创造原理及其基本特征？ 答：移植创造原理：借取用某一领域的科学技术成果，引用或渗透到其他领域，用以变革或改造已有事物或开发新产品，就是移植创造。移植创造的基本特征： （1）移植是借用已有技术成果进行新目的下的再创造，它使已有技术在新的应用领域得到延续与拓展。（2）移植实质上是各种事物的技术和功能相互之间的转移和扩散。（3）移植领域之间的差别越大，则移植创造的难度也大，成果的创造也愈明显。（举例：磁性轴承、二进制原理的移植创造、陶瓷发电机、方形罐头自动贴商标机） 5.综合创造的基本特征 答：综合创造的基本特征：（1）综合能发掘已有事物的潜力，并使已有事物在综合过程中产生出新的价值。（2）综合不是将研究对象的各个构成要素进行简单的叠加或组合，而是通过创造性的综合使综合体的性能发生质的飞跃。（3）综合创造比起创造一种全新的事物来在技术上更具有可行性和可靠性，是一种实用性的创造思路。 6.创造性思维的形成过程 答：储存准备阶段——悬想加工阶段——顿悟阶段 7.原理方法的设计步骤和各阶段应用的主要方法。 答：答：
机械创新设计课程设计 2015-2016第2 学期 题目：仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构设计 小组成员： 班级： 指导教师： 成绩： 日期：2016 年6 月
目录 摘要.................................................................................................................... 第一章绪论 (1) 1.1.前言 (1) 1.2.二足仿生机器人的概念 (1) 1.3课题来源 (2) 1.4设计目的 (2) 1.5技术要求 (2) 1.6设计意义 (3) 1.7设计范围 (4) 1.8国内外的发展状况和存在的问题 (4) 1.8.1.国外发展状况 (4) 1.8.2.国内发展状况 (8) 1.8.3.存在的问题 (10) 1.9.具体设计 (10) 1.9.1.设计指导思想 (10) 1.9.2.应解决的主要问题 (10)
1.9.3.本设计采用的研究计算方法 (10) 1.9.4.技术路线 (10) 第二章仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构步态规划 (12) 2.1引言 (12) 2.2仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构的步行概念 (12) 2.3步行过程设定 (13) 2.4 双足机器人步态稳定性分析 (15) 2.4.1 步行稳定性判据 (15) 2.4.2零力矩点定义 (16) 2.4.3稳定步态的条件 (17) 2.4.4小结 (18) 2.5 双足机器人步态规划 (19) 2.5.1 引言 (19) 2.5.2 双足机器人步行过程分析 (19) 2.5.3 髋关节规划 (20) 2.5.4 髋关节轨迹对ZMP的影响 (21) 第三章二足机器人的机构分析 (23)
毕业论文开题报告 机械设计制造及其自动化 多功能椅子设计 一、选题的背景与意义 1.1选题背景 在家具设计中，最让设计师钟情的要数椅子的设计。椅子是室内坐姿活动的必要家具，是最主要的室内用品, 也是日常生活中使用频率最高的器具。芬兰设计大师塔佩瓦拉曾说道，“椅子的设计是任何室内设计的开端”。因此, 长期以来，椅子是设计师关注的重点。 随着生活质量的不断提高，舒适、方便已逐步被人们所重视。则椅子设计方面首要保证舒适、方便。同时，现在世界生活水平越来越追求高效率，产品的多功能往往会吸引更多的消费者的青睐。椅子，作为生活必需品，在保证舒适度、强度下，具有多功能用途显得格外重要。 1.2研究意义 针对现有椅子单一功能状况，设计一种多功能椅子，从而在功能、舒适、强度方面满足人不同需要；同时设计一种折叠式的椅子，在存放、运输方面可带来很大的利益空间；在功能上，将椅子与其他功能结合起来，实现“一物多用”。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题 2.1基本内容 将首先简要分析、总结现有椅子设计特点、设计理念、设计思路等，通过对现有椅子进行市场调查，把握椅子设计的基本情况和存在问题，针对具体问题，明确椅子设计方向，确定设计方案，再通过实验，计算等方法检验方案的可行性，在此基础上设计多功能椅子扶手、座面、靠背等结构，计算尺寸，确定选用材料，绘制多功能逃生椅造型图、装配图及零件图，最后制作实物模型。在制作过程中发问题，再做一些修改。 提纲： 1．多功能椅子概念的提出 2．多功能椅子的结构和功能简介 3．多功能椅子使用功能分析
4．多功能椅子使用功能设计 2.2拟解决的主要问题 1．现有椅子设计的设计方法、设计理念、设计原则； 2．多功能椅子设计方案的确定，包括应具有的功能，结构设计，材料选择； 3．设计的椅子在功能、外形、制造、结构等方面的可行性； 4．多功能椅子制造方法、使用方法、使用寿命。 三、研究的方法与技术路线 3.1研究的方法 1．文献研究法：就椅子方面的文献进行查阅，对现有椅子的种类、外观、功能、使用性能等内容进行分类整理，把握现有椅子设计方向、设计理念、设计方法，从而找到设计方向； 2．调查研究法：通过市场调查等方式，把握不同种类椅子的设计方式，结构原理，寻找功能、结构等优缺点； 3．实验研究方法：确定方案时或实物制作后，对设计的椅子的受力、强度等进行实验检验，确定方案可行性。 3.2技术路线 在完成本设计任务时，将按以下步骤进行： 1．通过查找资料、调查研究等方法，整理总结现有椅子设计的特点、方法、理念等； 2．在研究现有椅子基础上，就功能、使用场合、使用人群等提出多功能椅子的设计方向； 3．提出多种设计方案，对多种设计方案进行实验、调查、假设等方法，确定最佳设计方案； 4．设计多功能椅子扶手、座面、靠背等结构，计算尺寸，确定选用材料； 5．绘制多功能逃生椅造型图、装配图及零件图；
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 西南科大环卫保洁清扫自行 车 西南科大环卫保洁清扫自 行车 浙大虫虫小强浙大虫虫小强 全国三等奖
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。’
健康办公椅设计 关键字：人机扶手体压倾仰 摘要：进入信息时代，越来越多的人被长时间固定在电脑桌前，每天数小时乃至十几小时伏案工作、学习、娱乐已成为生活常态。随着“以人为本”思想的深入，这类人群的健康问题越来越被大众所重视。近年蓬勃发展的人机工程学(或人因工程学、人类工效学、人体工学等)是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适目的的一门科学。座椅设计要从人体工程学方面进行的研究和改进，石振宇在其设计过程中采用的分析方法和研究手段给我们提供了科学的设计范例。遵循以人为本的设计原则，遵循科学的设计研究方法，是保证办公椅具有良好弹性舒适度、坐姿舒适度、移动便捷性、操作舒适性等的必要手段。随着以人为本观念的不断深入人心和人机工程学理论在设计研究、实践中的深入发展，必将创造出更适合于椅族使用的健康座椅，使人机系统的综合效率达到最佳水平。 一、座椅的人机工程学分析 (一)坐椅的历史和文化 人类在椅子发明之前是席地而坐(蹲、跪、卧或者“随遇而安”
一一石头、木桩、兽皮等等。研究表明，人类开始使用座椅(坐具)主要是权力和地位的象征，坐的功能是次要的。纵观中国从席地而坐的坐具到垂足而坐的椅子这漫长的历程，除了明式椅有朴素的人机工学观念，其余基本上是近乎垂直的靠背，坐上去并不舒服。形成中国椅子独特风格的原因就是受到传统中国文化的影响：儒家礼仪文化要求人们“正襟危坐”，以符合儒家“身直心正”的逻辑要求；法家为了维护统治的需要更进一步的将儒家的礼仪规范强化为必须遵守的等级关系，强化了椅子作为身份、地位的象征；道家文化塑造了中国椅子的内在气质，形态或优雅或稳重端庄，追求自然本色的纹理装饰，体现“天人合一”的思想。随着生产力的发展和生产关系的变化，人与椅子的关系也在发生着变化，但是坐椅的地位象征意义至今仍然存在。 (二)椅子与人体健康 时至今日，人们认识到坐着工作不仅可以减轻劳动强度，提高工作效率，而且与人的健康有着密切的关系。 1.人体坐姿生理特性分析 当人由站立变为坐姿时，身体的弯曲有60％是来自髋关节的旋转，另外的30％是来自腰椎曲线的变平。人在直腰坐着时，躯干和大腿成直角，由于保持了脊柱的自然S形，椎间盘内压力比弯腰时小。但是，长时间的坐着人会自然放松身体，髋关节部位形成弯曲，此时大腿的前部和后部肌肉都是处于放松状态，可以解除背部肌肉的负荷，使整个身体感觉舒服。