年机械创新大赛演示ppt

郑岳久、张晓伟、郑 亮、何晓 晓、高国景
王子羲、季林红
孙天夫、叶景辉、罗 曾亚坚
婧、李
哲、 梁延德、马雅丽
魏
琦、张 曼、王 杨友彬
超、陈元旭、
张晓玲、房瑞明
3
作品名称 人力除冰车 “保时洁”——手推式清扫拖地车 新型高速公路护栏清洗装置 便捷护栏清洗车 变径滚刷清扫车 护栏清洗机 自动转向清洁车 有压雪功能的小型扫雪机 智能垃圾箱 全自动双面擦窗器 垃圾广告清除机 擦墙“蜘蛛匣” “飞水走壁”——游泳池壁清洗机
录
参赛者
指导教师
宋 哲、占云志、龚 晶、江长 春、张 希
周成龙、张忠廉
李亮勋、邓淋中、陈 磊、邵成 成、王 斯
姜新波、郑 燕
李国昌、屈云朋、毛斐然、魏琦 明、王安仕
王春耀、闵 磊
姜海滨、张 鹏、陈珂鑫、王金 玲、李 杨
徐长顺、张 辉
黄沛盛、林 彬、陈建科、欧明 树、林宏典
王玉兴、韦谢恩
郭 瑞、侯文慧、刘学敏
陈国定、葛文杰 2
作品名称 “艾米”号远程水下操控采样平台 水射流式清洗机器人 蜘蛛侠——高楼玻璃幕墙清洗机器人 自适应管道清洁机器人 “福娃”爬杆清洁除冰智能机器人 楼梯清扫机器人 推吸型高空清洁机器人 真空吸盘式爬壁清洗机器人 水草及水面漂浮物清理装置 智能水上清洁船 湖面清洁卫士 仿生水面清理机器人 电线除冰器
王晶 主编
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
1
目
作品名称 废旧电池回收机 废弃卫生筷再造铅笔机 滚筒式残膜回收机 饮料瓶易拉罐有偿回收机 废旧电池加工处理机 饮料瓶捡拾器 环保船 新型环境侦测机器人 太阳能停车场门禁系统 新型植树挖坑机 喷涂包树机 水葫芦等浮生植物快速打捞机

现有事物能否减少、缩小或省略 某些部分 5）能否缩小 能否浓缩化 能否微型化 能否短点 轻点 压缩 分割 简略
现有事物能否用其他材料、元件
6）能否代用 能否用其他原理、方法、工艺
能否用其他结构、动力、设备
.
9
设问法—核检表法 能否调整已知布局 能否调整即定程序 7）能否调整 能否调整日程计划
能否调整规格 能否调整因果关系
8）能否颠倒
能否从相反方向考虑 作用能否颠倒 位置（上下、正反）能否颠倒 现有事物能否组合
9）能否组合 能否原理组合 方案组合 功能组合
能否形状组合 材料组合 部件组合
.
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设问法—核检表法
2、核检表法的优点
是一种具有较强启发创新思维的方法。
这是因为它强制人去思考，有利于突破一些人不
愿提问题或不善于提问题的心理障碍。提问，尤
.
13
五、设问法— 和田十二法
５、和田十二法又称聪明十二法是我
国创造学者许立言等与上海和田路小学 对奥斯本的检核表法结合和田路小学的 实际而提出的。
具体体现为：加一加、减一减 、 扩一扩、缩一缩、变一变、改一改、联 一联、学一学、代一代、搬一搬、反一 反、定一定。
.
14
设问法
６、案例： 给出一个用核检表法改进玻璃杯的案例
2. 从输入输出两个方向去构思黑匣内的具体内 容
3. 根据黑匣中构思出来的第一层内容进行第二
层方案内容的构思
.
4
自动照明方案构思
约束条件：1、可靠实现开启功 2、易于大批量生产和制造
第一层
第二层
第二层
第一层
行人车辆减少
摄 摄像像装装置置
复杂
天
温度下降

图4
齿轮支架 轴套架 p托pt课架件 连杆 卡爪
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主轴 齿轮
导程
图3
支撑架 托架 轴套架 齿轮支架 齿轮 齿轮 销轴 齿轮 托架
ppt课件
12
ppt课件ຫໍສະໝຸດ 13两主动胶轮间的另一个链轮，通过链条与摆 线针轮减速机上的链轮连接，由电动机，多盘无 极调速器、联轴器、摆线针轮减速机组成的原动 机系统驱动，即实现两个主动胶轮与两个主动钢 轮的同步转动；当平台上的薄壁筒体由4个胶轮 托起时，由主动胶轮通过与筒体接触处的摩擦力， 驱动薄壁筒体转动；当薄壁筒体由4个钢轮支承 时，也由主动钢轮借助接触处的摩擦力，驱使筒 体转动，转速可由多盘无极调速器在1：10范围 内调整。
典型机械设计范例
ppt课件
1
本次讲座的目的意义：
1、了解机械设计的一般方法与思路：
机械设计是一种创造性的劳动，需要全身心的投入， 要设法拿出自己独到的见解，哪怕是一些不十分成熟方 案，在此基础上开动脑筋去加以完善；这样:可以在与同 事的讨论中找出自身的差距；可以在方案逐步完善的过 程中，使自己焕发出工作热情与信心；可以在设计工作 过程中，使自己逐步成为内行，增长才干，获得进步。
机做出记号，以备修整。
二、精圆整设备：
由于辊筒工作转速较高，设备的转动精度和
运行平衡性精度也有较高要求，因此对筒体零件
的径向跳动、直线度等方面都有严格的公差要求，
在薄壁筒体零件的成形加工工艺中，精圆整工艺
成为影响产品质量的关键，需要专用设备来解决
精圆整工艺的难题。 为解决薄壁筒体精圆整加工的工艺难题，笔者
转动，转速为100r/min。行星轮走刀机构在支承主 轴转动的同时，通过五个齿轮组成的行星轮系及两

研发电动汽车，降低排放，提高能源利用效率。
电动汽车技术
智能驾驶技术
轻量化技术
利用传感器、雷达等技术实现自动驾驶，提高行车安全性。
采用新型材料和设计，降低汽车重量，提高燃油经济性。
03
02
01
研发手术机器人、康复机器人等，提高医疗效率和精度。
医疗机器人技术
利用人工智能等技术实现快速、准确的诊断。
智能诊断设备
仿生设计
将产品分解为多个模块，每个模块具有独立的功能和结构，通过模块的组合和替换实现产品的创新。
模块化设计
运用数学、物理和工程知识，对产品的结构、性能和工艺进行优化，提高产品的质量和可靠性。
优化设计
利用数控机床进行高精度、高效率的加工，实现复杂零件的快速制造。
数控加工技术
利用激光的高能量密度和高精度，对材料ห้องสมุดไป่ตู้行切割、打标和焊接等加工。
人才短缺
绿色化
随着环保意识的提高，机械创新需要更加注重环保和可持续发展，如绿色制造、低碳经济等。
智能化
随着人工智能、物联网等技术的发展，机械创新正朝着智能化方向发展，如智能制造、智能机器人等。
个性化
随着消费者需求的多样化，机械创新需要更加注重个性化发展，满足不同消费者的个性化需求。
THANKS
总结词：根据不同的分类标准，可以将机械创新分为不同类型。按创新层次可分为原创性创新、适应性创新和改进性创新；按创新范围可分为局部创新和整体创新；按创新模式可分为自主创新、合作创新和模仿创新。
机械创新的方法与技术
通过逆向分析现有产品，获取产品结构、材料、工艺等方面的信息，进而进行创新设计。
模仿自然界生物的形态、结构和功能，将其应用于机械产品设计中，提高产品的性能和效率。

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背景描述
安全吗？
11
背景描述
3. 室内空间大？再加婴儿车等呢？
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背景描述
4、
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创新点及功能介绍
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创新点及功能介绍
1.
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解决方案
2.
ห้องสมุดไป่ตู้16
解决方案
3.
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解决方案
4.
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功能实现流程图
内框架模块
机械设计
机
电
外框架模块
一
体
化
软件部分
电子设计
硬件部分
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机械部分具体实施
❖ 设计具有检测、计算、自动响应特点的刹车系统， 改变了传统产品反应慢、对人依赖性高、不够安 全的状况；
❖ 首次将报警装置、柔性刹车装置应用于婴儿车领 域；
❖ 通过巧妙的旋转变形、组合，实现为婴儿推车、 学步车、不同角度可睡可躺的摇床，延长了使用 周期，同时减轻了人们的经济负担。
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市场推广价值
❖ 安全可靠：自动避障、远距离应急刹车、防丢 失等功能为孩子的安全成长保驾护航，且控制、 驱动部分使用直流弱电，辐射极小；
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机械设计概述
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电子部分实施方式
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电子设计
电子设计部分
硬件设计 软件设计 调试安装
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“硬件部分”的设计开发
1. 2. 3. 4. 5.
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电源部分的设计
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“软件部分”的设计开发
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程序运行的情况分析
1.
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程序运行的情况分析
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程序运行情况的分析
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主要创新点
❖ 成功地将避障理论应用于童车设计中，合理使用 了电磁离合器、超声波距离传感器、舵机等元件；

(3)传动部分 传动部分介于原 动机与执行部分之间，用以 传递运动及动力。当原动部 分的速度大小不能满足执行 部分的需要时，传动部分用 机 以实现运动的增速或减速。
(4)控制和操纵部分 该部分的作 器 用是使机器上的原动部分、执行 部分和传动部分协调工作。控制 部分是指通过测量元件取得机器 运行的一定信息，并转换为控制 信息，交由控制器发出信号到操 纵部分，使被控制对象的运动情 况发生变化。
机械创新设计
第一节 创新与创新方法
一、创新的概念
1、发现：是指原本早已存在的事物，经过人们不断 努力和探索后被人们认知的具体结果。
2、发明：是指人们提出或完成原本不存在的、经过 人们不断努力和探索后提出的或完成的具 体结果。
2.5、创造：也是一种完成新成果的过程，但可能具有一定的 参照物，而不强调原本不存在的事物。
现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软 件为基础，运用现代设计理念进行的机械设计。
可靠性设计、优化设 计、有限元设计、计算机 辅助设计、虚拟设计等都 是常用的现代设计方法。
现代设计方法在强调运用计算机、 工程设计与分析软件和现代设计理念 的同时，其基本的设计内容是建立在 常规设计的基础上。
在强调现代设计方法的时候，不 可忽视常规设计方法的重要性。
1、群智集中法：群智集中法又称头脑风暴法 2、仿生创新法 3、功能设计创新法 4、移置技术创新设计法 5、类比求优创新设计法 6、反求创新法
第二节 常规设计、现代设计与创新设计
常规设计
正向设计 现代设计
机械设计方法
创新设计
反向设计 （反求设计）
1、常规机械设计
常规机械设计方法是依据力学和数 学建立的理论公式和经验公式为先导， 以实践经验为基础，运用图表和手册等 技术资料，进行设计计算、绘图和编写 设计说明书的过程。

旋转书架
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旋转书架 • 4运动动画
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旋转书架
• 5 创新点及应用 ① 使用旋转书架可以方便的取下上层的书； ② 旋转书架外观美观，有特点，实用性强，市场推
广性高； ③ 旋转书架可以方便小孩及残疾人或者身高矮小的
人使用； ④ 满足的客户，美观，实用，方便等诸多优点。
第11页/共13页
致谢
第12页/共13页
感谢您的观看。
第13页/共13页
旋转书架
• 作品内容简介 • 1 研制背景及意义 • 2 设计方案 • 3 设计原理 • 4 运动动画 • 5 创新点及应用
第1页பைடு நூலகம்共13页
旋转书架
• 作品内容简介 本书架可旋转，存书量大，美观，内圈为固定的，不可旋转，外圈可以旋
转。
第2页/共13页
旋转书架
• 1 研制背景及意义 当前市场上还没有一款专为残疾人及儿童使用的书架，本旋转书架
为最新创新设计，美观实用，市场推广性高。方面老人，儿童，残疾人。
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旋转书架
• 2 设计方案 书架为3层结构，内圈不可旋转，外圈可以旋转。旋转利用轴承。
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旋转书架 • 3 设计原理
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旋转书架
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旋转书架
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旋转书架
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含量的小包装水果。
精品化
目前洋水果频频冲击国内市场，往往就是在包装上找突破口。其实，国产
精品水果无论是表色还是内在品质，都完全可以与洋货抗衡，但多是由于包装跟
不上而失去了部分市场。因此，对国产优质水果包装精品化将是占领国内市场，
走出国门参与国际竞争的必然选择。
透明化
95％以上的消费者在购买箱装水果时都要开箱查看。所以在包装时采用部
谢谢观赏
10
二、第七届大赛主题与解析
1）第七届大赛的主题与内容
主题：“服务社会——高效、便利、个性化”；
内容：“钱币的分类、清点、整理机械装置；不同 材质、形状和尺寸商品的包装机械装置；商品载运及助 力机械装置”。与主题和内容不符的作品不能参赛。
2019-8-27
谢谢观赏
11
2）全国决赛承办学校 ——山东交通学院
2019-8-27
谢谢观赏
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关于在第七届全国大学生机械创新设计大赛中对 各高校参加赛区预赛作品数量上限要求的提示
各赛区组委会：
近来收到部分赛区对此提出一些意见和建议，反映出一
些共性问题，需要进一步明确。秘书处经过慎重研究，现做
如下提示：
1)不论各赛区在省级预赛中是否完全按大赛通知要求对各
高校参加预赛作品进行限制，全国组委会秘书处都将对各赛
谢谢观赏
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教育部负责人：“机械很重要、设计很重要、创新很 重要、大赛很重要、机械创新设计大赛很重要！”
2004年 第一届大赛 ， 南昌 2010年 第四届大赛 ， 南京
2006年 第二届大赛 ， 长沙 2012年 第五届大赛 ， 西安
2008年 第三届大赛 ， 武汉 2014年 第六届大赛 ， 沈阳

说明书： 1、项目简述（功能设计说明） 2、方案草图 3、方案比较，确定最终方案 4、机构设计所涉及的计算和其他不适合用图 纸表达的问题 5、设计方案评述
机械系统三维计算机模型 机械系统样机或实物模型
谢谢观看
二、机械系统设计
冲压机也有许多不同的实现方案，课本上就可找到很多
CA
经过对比选择定出一个方案，画出简图，如牛头刨系统简图
三、机构的几何参数综合
这个步骤确定运动副之间的相对位置。例如由铰链四杆机构驱动 的脚踏式垃圾桶，要考虑主、从动件对应位置、速度、传动角
2 l3
l4
l2
1 l1
三、机构的几何参数综合
黑板刷 又如冲压机中，上模移动总行程为280mm，拉延行程置于总行程的中部，约100mm，制成品生产率不小于每分钟60件，匀速运动段的
速度控制在0. 以一定的知识为基础，以创新思维为导向 1）上模移动总行程280mm，拉延行程置于总行程的中部，约100mm 机械系统三维计算机模型 动力学设计（设计飞轮，选择电机）
二、机械系统设计 同一功能可以有多种设计方案
冲压机功能描述： 1）上模移动总行程280mm，拉延行程置于总行程的中部，约 100mm 2）坯料输送距离可调，最大距离200mm 3）制成品生产率不小于每分钟60件 4）上模质量约40公斤，平均冲压阻力5000N，匀速运动段速度控 制在0.25-0.5m/s，其余段最大速度不大于2m/s 5）运转不均匀系数0.1
如果方案中涉及组合机构的设计， 例如凸轮-连杆机构，可先确定连杆 机构，再做凸轮设计
动力学设计（设计飞轮，选择电机）
4）上模质量约40公斤，平均冲压阻力5000N 5）运转不均匀系数0.1
M
例：曲柄滑块机构曲柄

4．外平动齿轮传动的特点 （1）传动比大、分级密集，单级传动比在11~99之间，双级
传动比可达9801。 （2）承载能力大 啮合时几乎是面接触，齿面赫兹应力小。单
个转臂轴承变换为多个转臂轴承分担载荷，转臂轴承的寿命
可达两万小时，且转臂轴承等基本构件不受内齿轮尺寸的限 制，可以按强度要求确定，利于按强度进行优化设计。
平动齿轮减速滚筒具有：传动比大、机械效率高、结构紧凑、 尺寸和重量轻、均载性能好等优点。
3．双曲柄平动齿轮机构 多曲柄平动齿轮机构。如图
9-11所示。 多曲柄平动齿轮机构的传动
原理：输入轴的转速经第一级减 速后，由平动发生器传递给平动 齿轮ZG，同时限制了平动齿轮 ZG的自转，再经第二级减速后， 由内齿中心轮Zb输出。其传动比 统一表达式为
式中 d0——内齿轮根圆直径； d2e——偏心轴距。
外平动齿轮机构的尺寸难以缩小，而且提供内齿轮作平动 的曲柄轴只能有两个，限制了输入功率的分流，不利于传递过 大的功率。
6．内平动齿轮机构的基本型及其演化 图9-4所示为内平动齿轮机构的基本型。图9-5所示的内二环
减速器和内三环减速器。 内平动齿轮机构可获得较小尺寸和重量，其整机性能优于外
2）必须满足一定的装配条件能装配起来。同时也为精度 设计增加了限制条件。
3）传动机构的振动大、噪声高，并随着转速的提高迅速 增加。
上述存在的问题是这种传动的基本原理所决定的，改进
传动原理，开发新的传动类型是平动齿行星轮传动发展 的重要途径。
外平动齿轮机构的A、D两轴之距离受结构的限制
LADd0d2e
（1）组成结构及传动原理 图912所示
外激波摆动活齿传动的传动原 理；当驱动力输入后，输入轴以等 角速度带动外激波器H绕固定主轴 线转动，由于外激波器内轮廓径向 尺寸的变化，产生向心的推力，推 动摆动活齿绕其在活齿架上的铰链 点摆动，通过摆动活齿中心轮高副 啮合运动，摆动活齿推动外齿中心 轮K以等角速度绕主轴线转动，使 与其固联的输出轴获得输出转速， 于是外激波摆动活齿传动完成了转 速变换运动。

黑板带与后盖板上是粉尘刷形成相对运动，达到擦 黑板的作用
g.辅助装置
流程图
作品的创新点
能够实现自动擦黑板的功能 避免粉尘飞扬对老师和学生的身体产生损害 将黑板实现滚动化，有别于传统意义上的黑板 粉笔灰回收再利用 可以实现粉尘刷的拆洗和更换
作品的应用前景
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的 作用，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对 老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如 长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危 害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重 的会引起急性肺炎、尘肺等疾病。在这样的情形 之下，我们设计的自动式黑板完全可以避免上述 危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意 识。此外我们的黑板安装简单，好用，完全可以 实现自动化，即使在停电的情况下也可以利用摇
自动无尘黑板
a.作品主视图
b.作品立体图
c.前盖板，黑板带绕其滚动，为书写提供支 撑面
d.黑板带，采用具有韧性，并且摩擦系小 的材料，易于擦拭，如玻珠布等
e.后盖板，与前盖板连接，并固定在墙面上；粉尘 刷扦插在后盖板上，便于拆卸清洗及更换
f.电机和手动装置，使黑板带绕前盖板滚动，这样
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的作用，而且还 需要人去反复的擦洗，早已不适合现如今的环保低碳观念。 于是我们根据带轮的特点，设计了一个自动无尘黑板。本 作品根据这一背景设计了一个自动无尘黑板，制造成本低， 并且操作简单，可实现自动擦拭，收集粉笔灰等功能，保 护教师和学生的身体健康,并有效解决了教室粉尘污染问 题，也节省了老师的时间与体力。更加重要的是给学生们 从小就树立一种环保低碳的意识。
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020