第六届全国大学生机械创新设计大赛作品设计说明书
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第六届全国大学生机械创新设计大赛参赛作品
折叠式科氏惯量仪设计说明书
设计人员：张 鹏 张一超 张作斌 路旭 蒋博文
指导教师： 王平凯 马海涛
参加单位： 长春工业大学
2014年5
第六届全国大学生机械创新设计大赛作品设计说明书
2 科氏惯量仪
设计者：张鹏，张一超，张作斌，路旭，蒋博文
指导教师：王平凯，马海涛
（长春工业大学 机电工程学院）
摘要：
大学课程中有很多课程的相关的原理需要相应的实验才能做到深层的理解，比如说科氏加速度实验。
而如今的实验仪器存在以下几点不足：
1. 实验仪器体积较大，不能让实验达到人手一台。
2. 实验仪器造价昂贵，从而使多数学校不能大数目引进。
3. 实验仪器不易移动，教师不能随意将仪器带到教室及其他地方。
4. 实验仪器造型单调，没有趣味性，实验现象不能给同学们留下很深刻的印象。
针对这一问题，研究小组做了充足的研究和调查，设计并制作了这一台折叠式科式惯量仪，希望借此解决以上问题，我们设计的设备有以下优点：
1. 实验仪器体积浓缩且重量适中，可以轻易移动。
2. 实验仪器造价低廉，每台造价2000~3000甚至能更低，这样就可以使学校增加配备量,保证每位同学都能操作一台。
3. 实验仪器操作简单方便，而且安全性更高。
4. 实验仪器可以装箱带走，使老师可以轻易带到教室及其他地方。
5. 实验仪器综合性高，它既能科氏加速度和转动惯量以及摩擦力矩实验。
6. 实验仪器设计为透明主体，实验现象符合梦幻这一主题，吸引学生们的热情。
因此，我们设计的便携式设备一方面能很好地适应日常教学的要求，另一方面，又能使同学们通过实验过程了解理论力学等相关知识，很好的提高学生们的学习热情，给理论力学课程增加了一个好帮手。
关键词：科氏力，惯量，可折叠，新颖
第六届全国大学生机械创新设计大赛作品设计说明书
直立式自行车停车装置
本案例荣获全国大学生机械工程创新设计大赛一等奖
1. 设计目的
自行车自从被发明以来,一直是人们重要的交通工具之一。近年来有鉴于机动车尾气 对环境所造成的影响，在各级政府、民间机构以及热心厂商的鼎力支持和积极协助下，人们 开始以更宽广的视角正视自行车在休闲、健康、环境保护及观光旅游等方面的功能，构建骑 车环境、提升骑乘风气，实践自行车新生活，让自行车发挥更大效益。在高度发展的城市中， 土地资源极其有限。自行车乱停乱放、失窃等问题，一直困扰着城市发展。自行车成为休闲 运动后，多功能与高单价的产品不断推出，自行车停放的问题更加突显。
本装置就是一种可以将自行车直立停放以节省空间、实现自行车有序停放的自行车停 车装置。
2. 工作原理
1） 整体展示
直立式自行车停车装置提供了一种简单机械用于自行车竖直停放。如图1所示,本装置 主要由前轮固定装置、U型锁解锁装置、升降机构及用于导引前轮固定装置升降的导轨组成。
2） 细节说明
为了更好地介绍本项目，现结合图2所示的装置示意图来进一步说明。
前轮固定装置中，U型锁4用于卡自行车前轮,卡锁板9用于卡U型锁，限位挡板与卡 锁板9通过长销连接，限制卡锁板向下转动。将自行车前轮对准U型锁4后向里推，U型 锁4顶起卡锁板9,然后卡锁板9卡住U型锁4,进而锁住前轮。U型锁解锁装置中，弹簧 13与踏板12连接，用脚踩下踏板后弹簧13的弹力能够使踏板12复位。向下踩踏板，经连 杆11传动，推销10向上运动，将卡锁板9顶起,U型锁4解锁，可以顺利取出自行车。升降 前轮固定装置的升降机构中，蜗轮蜗杆减速电动机7带动旋转轴6转动，钢丝绳拉动滑块3 沿导杆5上升，实现自行车直立放置。用于导引前轮固定装置升降的导杆5由两个SBR箱 式滑块导轨组成，导杆一端与下支承板垂直固定连接,另一端与上支承板垂直固定连接。两 导轨互相平行，距离固定。两导轨与滑块3配合，实现前轮固定装置的升降运功。
第六届全国大学生机械创新设计大赛参赛作品
黑板渐开线绘图仪设计说明书
设计者：唐梦飞，左明明，周奇，黄妍，张蒙蒙
指导老师：李继高，郑开陆
学校：江汉大学文理学院
时间：2014年3月12日
黑板渐开线绘图仪
设计者：唐梦飞，左明明，周奇，黄妍，张蒙蒙
指导老师：李继高，郑开陆
（江汉大学文理学院 机电与建筑工程学部 武汉430056）
摘要：为加深学生对齿轮参数对齿轮啮合影响的感性认识，设计一种在课堂教学中方便、准确绘制齿轮渐开线的简易装置。本装置利用吸盘作为基座固定在黑板上，再通过准确定位的导轨和横梁组成的移动绘图框架，模拟利用齿轮渐开线生成原理，在黑板上通过移动绘图框架带动粉笔画出多种不同基圆的渐开线。
关键词：渐开线；齿轮；吸盘；不同基圆
作品内容简介
本作品根据第六届全国大学生机械创新设计大赛主旨要求而设计，属于“教室使用设备”，主要提供一种可以在黑板上方便、准确画出渐开线的装置。本装置利用吸盘作为基座固定在黑板上，再通过较准确定位的滑轨和横梁组成的移动绘图框架，利用齿轮渐开线生成原理，在黑板上通过绘图移动框架带动粉笔画出多种不同基圆渐开线。而且该装置结构简单，操作方便，便于制作。此外，若对本装置进行少量改造，还可以拓展其功能，如在黑板上画出双曲线等。
1 研究背景及意义
齿轮的齿形参数对齿轮啮合有着重要的影响，教师在讲解该部分知识点时，为了让学生对齿轮齿形和齿轮的啮合有一个更清晰的认识，必须让学生弄清渐开线的形成原理。经调研，在目前的相关教学中，多数教师要么借用多媒体展示渐开线的形成，要么直接用粉笔在黑板上粗略的画图说明。然而这对于我们学生来说，这样会使原本理论性较强的内容感觉更为枯燥乏味，因而很难对渐开线有一个较深刻的感性认识。鉴于此，设计一种黑板渐开线绘图仪，可以在黑板上更直观地展示出渐开线的形成，展示的过程既可以由老师操作，也可由学生本人操作，这样既方便了老师的教学，同时也可以提高学生的学习兴趣，在互动中对渐开线的形成有一个深刻的认识。所画的某一基圆对应的渐开线如图1所示。（与此同时，若对本装置进行少量改造，还可以拓展其功能，如在黑板上画出双曲线等，做到一物多用）。
机械创新设计大赛获奖作品赏析
机械创新设计大赛是我国机械领域的一项重要赛事，旨在激发广大师生的创新精神，培养创新能力，推动机械行业的技术发展。在历届大赛中，涌现出了许多优秀的获奖作品。本文将对其中部分获奖作品进行赏析，以展示这些作品在设计理念、技术应用和实用性等方面的独特魅力。
一、作品一：《智能辅助行走装置》
赏析：该作品针对老年人、残疾人等行动不便的人群设计了一款智能辅助行走装置。该装置采用模块化设计，可根据用户身高、体重进行调节。其主要创新点在于运用了人工智能技术，实现了行走过程中的自适应调节，使装置更加符合人体工程学，提高了使用舒适度。此外，装置还具备防跌倒功能，有效保障了用户的安全。
二、作品二：《多功能农业机器人》
赏析：多功能农业机器人是一款集种植、施肥、浇水、采摘等功能于一体的智能农业设备。该作品采用先进的导航系统和多传感器融合技术，实现了农田作业的自动化、精准化。此外，该机器人还可根据作物生长周期进行智能调节，提高农业生产效率，降低农民劳动强度。这款作品在设计理念上体现了绿色、环保、可持续发展的现代农业观念。
三、作品三：《智能家居控制系统》
赏析：智能家居控制系统通过物联网技术，将家庭内的各种设备连接在一起，实现远程控制、智能互动等功能。该作品在设计中充分考虑了用户体验，采用简洁直观的操作界面，使家庭成员轻松上手。此外，系统还具有节能、环保、安全等特点，如自动调节室内温度、湿度，实时监控家庭安全等。这款作品让人们感受到了智能家居带来的便捷与舒适。
四、作品四：《无人驾驶清洁车》
赏析：无人驾驶清洁车是一款应用于城市环卫领域的创新产品。该作品采用激光雷达、摄像头等传感器，实现了对周边环境的感知和自主导航。在清扫过程中，车辆可根据路面情况进行智能调节，提高清扫效率。此外，无人驾驶清洁车还具有远程监控、故障自检等功能，大大降低了环卫工人的劳动强度，提高了城市环境卫生水平。
总结：
