机械创新设计作业

武汉纺织大学机械创新设计大作业*名：***学号： **********班级：机设0922指导老师：肖志权一、 设计题1、 车用垃圾桶：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。

是否可以设计一种方便公交车用的新型垃圾桶。

3.1 具体作业：设计方案说明，含示意图或初步设计图（三维+二维）。

设计方案：▲ 公交车上的垃圾桶东倒西歪是因为车内垃圾桶不固定，由于车厢的颠簸导致这种情况，出现这种情况，会使乘客想丢垃圾的时候却发现垃圾桶倒在地上，或者是甚至找不到垃圾桶，致使垃圾桶起不到应有的作用，甚至还影响了车厢内的整洁。

鉴于这种情况，可设计一种固定在车厢某个地方，并且可以让乘客更方便丢垃圾的垃圾桶，如图1。

图1 车用垃圾桶结构示意图脚踏板 杆1杆2桶盖螺栓孔脚踏式垃圾桶利用四杆机构实现桶盖的自动启闭的，如图1，螺栓孔可以将垃圾桶固定在公交车上，垃圾桶就不会因为车的摇晃而晃倒；该机构是一个双摇杆机构，当乘客丢垃圾时用脚踩脚踏板位置时，杆1带动杆2作为摇杆向上摇动，此时由连架杆将运动传至桶盖，桶盖即作为另一摇杆摇动。

当乘客将脚踏板踩到底部极限位置时，桶盖即可完全打开。

4. 简易垃圾袋支架4.1 任务要求： （1） 设计出运动原理图； （2） 放垃圾时，支架自动张开，撑开垃圾袋； （3） 不放垃圾时，支架自动吸合，密封垃圾袋； （4） 支架是可调的，能适应各种大小的垃圾袋。

4.2 具体作业：设计方案说明（材料、结构等），含示意图或初步设计图（三维+二维）设计方案：简易垃圾袋支架运动原理图如 图2所示图2 简易垃圾袋示意图横杆托盘 螺母螺栓旋转轴M 连接件V 挂件主支撑架2主支撑架1▲ 简要说明各构件所起的作用。

V 挂件：悬挂垃圾袋。

M 连接件：增加主支撑架刚度。

旋转轴：连接主支撑架1和主支撑架2，能使两支撑架绕着它转动。

主支撑架：起支撑作用。

横杆：带动托盘，能沿着主支撑架的滑道上下滑行，对于不同大小的垃圾袋，都可以通过调节横杆，使其能适应各种不同大小的垃圾袋。

机械创新设计作业一般来说设计分逆向设计和正向设计逆向工程其实就是在现有的产品上进行抄数，扫描，修改细节，或者叫做提升工艺吧，然后制图，加工生产，大概过程就是从有到改进的一个设计过程，类似于众泰这样的企业走的就是逆向工程。

那么正向设计的意思就很明了了，就是一个产品从无到有的设计过程，这就是创新，把思路变成图纸，加工出产品。

机械系统设计是从系统的观点出发，对机械系统进行的设计。

机械系统设计思想从根本上改变了传统的设计思想，从而有利于机械系统设计的创新性、多样性和综合性的体现。

它包括以下几个方面：1、创新性设计机械系统创新性设计是把实现总功能和功能分解作为设计的出发点，由于功能的抽象化和功能分解的多样化，将会大大有利于机械系统的创新性设计。

将机械系统所要实现的功能抽象化，可以开阔设计者的思路，采用多种工作原理实现机械系统的功能，有利于机械系统的创新。

功能分解和功能结构的多样性，可使实现机械系统总功能的方案多种多样，设计者可以从中寻找适合某些要求的综合最优的方案。

2、全面性设计机械系统全面性设计是考虑产品生命周期全过程各个阶段的要求。

如满足市场的显需求或隐需求；寻求设计方案的综合最优化；实现产品制造的经济性和先进性；满足用户要求和有利于维护；考虑回收利用等问题。

机械系统设计中考虑的问题全面，可大大提高设计水平和产品质量。

全面性设计使所设计的产品更具市场竞争力，满足人类可持续发展的需要。

3、系统性设计机械系统系统性设计是强调各要素的整体性。

各要素的要求离不开整体的需要，系统性设计使机械系统的设计更具有整体优良性能。

一个系统中各要素的作用是通过总体来体现的，有了总体的概念，才能处理好各要素的设计。

机械系统设计的系统性还表现在人—机—环境的广义机械系统的考虑上，使机械系统更加有利于发挥人—机的整体效率，使机械系统的效能得到充分发挥。

人—机系统把人看做属于其中的一个组成部分，同时按人的特性和能力来设计系统。

环境可作为人—机系统的干扰因素来理解，系统设计就是为了排除环境的不利影响。

机械创新设计与制作大作业引言在现代科技快速发展的时代背景下，机械创新设计与制作成为了推动社会进步和经济发展的重要力量。

本文将深入探讨机械创新设计与制作的意义、挑战以及应对策略，并通过实例分析，展示该领域的发展前景和应用前景。

意义与挑战机械创新设计的意义机械创新设计与制作的意义在于推动技术进步和产业升级。

通过创新设计，可以提高机械设备的性能、效率和可靠性，为各行业提供更高质量的产品和服务。

机械创新设计还可以降低生产成本，提高资源利用效率，对于推动经济发展和可持续发展具有重要意义。

机械创新设计的挑战机械创新设计面临着多方面的挑战。

首先，技术创新需要不断突破传统的思维定式和设计范式，需要工程师具备广泛的知识和创新能力。

其次，机械创新设计需要与不同行业的需求相结合，需要深入了解各行业的特点和需求，才能设计出更适用的机械设备。

此外，机械创新设计还需要考虑到环保和可持续发展的因素，需要设计出更节能、环保的机械设备。

应对策略多学科融合机械创新设计需要多学科的融合，包括机械工程、电子工程、材料科学等领域的知识。

只有通过不同学科的交叉融合，才能产生创新的设计思路和解决方案。

因此，培养多学科背景的工程师和研究人员，加强学科之间的合作与交流，是应对机械创新设计挑战的重要策略。

创新设计方法传统的设计方法已经无法满足机械创新设计的需求，需要采用更加创新的设计方法。

例如，可以借鉴生物学的原理，设计出更具灵活性和适应性的机械结构。

可以采用仿真和虚拟实验的方法，提前验证设计方案的可行性和效果。

通过引入人工智能和大数据分析等技术，可以实现机械设备的智能化设计和优化。

实例分析机器人创新设计机器人是机械创新设计的一个重要领域。

通过创新设计，可以实现机器人的智能化、灵活化和高效化。

例如，可以设计出具有自主导航和感知能力的机器人，可以应用于工业生产线、医疗护理、农业等领域。

通过引入人工智能技术，机器人可以学习和适应不同环境和任务，提高工作效率和质量。

机械创新设计大作业
本次大作业包括两部分内容：
第一部分：每人查询一项中国发明专利（查询网站：/zljs/）
要求查阅其申请书(包括5部分：说明书、说明书附图、权利要求书、说明书摘要、摘要附图)。

详细领会其创新点、创新思路和创新方法，学习专利申请书的格式，学会如何表达自己的创新思想，然后针对该发明专利涉及的问题设想自己的解决方案，即自己是否有新的思路来解决该问题？
具体内容和格式：专利名称、专利号、该专利要解决的问题、其解决方案(可以配图)；自己对该问题的理解和解决的新思路(可以配图)。

第二部分：写一写关于机械创新方面的感想，说明自己在学习《机械创新设计》后的感想和收获。

形势要求：鼓励手写，也可电子版；以下是封面模板。

武汉纺织大学机械创新设计大作业
姓名：学号：班级：指导老师：。

机械创新设计(设计实例论文)本设计的目的在于改进洗瓶机推瓶机构，以适应现代啤酒瓶的回收和清洗要求，提高生产效率和经济效益。

传统的人工刷洗工艺已无法满足生产需求，因此自动化的洗瓶机设备应运而生。

本文将对洗瓶机推瓶机构的原理方案进行分析和设计。

洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。

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。

为了完成设计任务，需要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，然后推头快速返回原位，准备第二个工作循环。

同时，导辊及其上方的转动的刷子不停地转动，完成瓶子外围的清洗。

洗瓶机推瓶机构的改进设计将采用新的技术和材料，以提高清洗效果和耐用性。

具体方案包括使用外部推力或传送带传送等方式实现瓶子的移动，以及使用刷子清洗或高压水清洗等方式完成清洗功能。

动力源可以选择电动机、汽油机、柴油机或液动机等，传动方式可以采用气动马链传动、移物传动、齿轮传动、蜗杆传动或带传动等。

同时，可以使用清洗毛巾、高压水清洗、刷子清洗等不同的清洗方式，以满足不同瓶子的清洗需求。

通过以上的设计和改进，洗瓶机推瓶机构将实现更加高效、自动化的生产方式，为工业生产和社会生活带来更大的便利和经济效益。

根据使用要求或工艺要求设计机构时，首先需要考虑采用何种功能原理来实现这些要求。

不同的功能原理所要求的运动规律设计也不同。

洗瓶机构的工作情况示意图如下图所示。

待洗的瓶子放在两个转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转。

推头M将瓶子推向前进时，转动的刷子就把瓶子外面洗净。

当一个瓶子将洗涮完毕时，后一个待洗的瓶子已进入导辊待推。

根据原始设计数据和设计要求，瓶子尺寸为大端直径D=80mm，长200mm，小端直径d=25mm。

推进距离l=600mm，推瓶机构应使推头M以接近均匀的速度推瓶，平衡地接触和脱离瓶子。

机械创新设计学生姓名： 班 级： 学 号： 学 院： 专 业：2015年 06 月 郐红艺 Y140201 机械与动力工程学院 机械工程S1402105基于FESA/TRIZ的机械创新设计摘要机械产品的设计一直注重于市场需求和产品功能的开发，随着科学和技术的发展，环境因素变得越来越重要。

提出一种基于功能-环境-结构分析( FESA)与TRIZ 的机械产品创新设计方法，通过分析机械产品结构之间的功能要素以及功能要素与环境要素的相互作用关系，确定机械产品中存在的问题。

建立根原因模型图，寻找结构设计上的不足和缺陷，利用TRIZ 创新理论来实现机械产品的改进创新。

通过污水处理系统的创新设计实例验证了该方法的可行性。

关键词: 功能-环境-结构分析( FESA)；发明问题解决理论(TRIZ)；环境要素；根原因分析第 1 页共2 页Product Innovative Design Method Based on FESA/TRIZAbstractMechanical product design always focuses on the development of market demand and product features, along with the development of science and technology, environmental factors become increasingly important. An innovative design method of mechanical products based on the function-environment-structural analysis ( FESA) and Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch (TRIZ) was presented in the paper，through the analysis of functional elements and interaction between environmental factors and mechanical product structures to determine the problem of mechanical products, the model of root cause was established，looking for structural design defects，using TRIZ innovation theory to achieve improvement and innovation of mechanical products. The innovative design example of waste water treatment system demonstrates the feasibility of this method．Key words: Function-Environmental-Structural Analysis( FESA); Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch ( TRIZ) ; environmental factors; root cause analysis第 2 页共3 页随着市场激烈的竞争，越来越多的企业注重于以市场为导向的产品开发，因而一些以顾客需求为主导的机械产品创新设计方法被提出: 例如天津大学的Zhang Fuying[1]提出基于AHP /QFD/TＲIZ 的产品创新设计; 西南大学的谢建民[2]提出集T ＲIZ 与DMAIC 创新方法的研究。

机械创新设计范例
近年来，机械创新设计技术得到了越来越多的重视。

创新性机械设计可以让企业在产品制造中更加灵活，有助于提高产品质量，并减少生产成本。

本文介绍了一个机械创新设计范例，希望能为您提供一些思路。

本设计范例的主要目标是利用精密测量技术制作一款量具，能够用于测量和分析精密件的尺寸和形状。

测量量具需要精确度高，无需精细加工就能精准测量，以确保误差在0.001mm以内。

为了满足上述要求，这款量具被设计为一款新型变压器测量量具，将电源驱动加工中心，使它具有精度要求很高的特性。

新型变压器量具的主要结构包括电源、变压器、测量传感器和数控控制系统等部件。

在电源部分，采用电缆或电缆连接，将电源传输到加工中心。

变压器部分，采用变压器原理，进行精确的检测分析，测量件的尺寸和形状。

在测量传感器部分，采用精密传感器，将测量数据传输到数控控制系统，控制电源驱动加工中心，实现精准测量。

在实际应用中，本设计范例体现出它的许多优势，从而有效提高产品质量和各种产品的生产效率。

它的优点在于：1、能够实现精确测量，无需精细加工；2、驱动加工中心同步运行，更加精准；3、数控控制系统精确调整，使得精密件的测量更加准确；4、可节约准备时间，减少不必要的加工时间。

总而言之，新型变压器测量量具融合了精确测量技术、电力驱动技术、数字控制技术等多种技术，有助于提升企业产品质量并降低生产成本。

一、机械设计的一般设计过程；机械设计的一般过程：设计阶段设计工作内容应完成的报告或图纸1、计划阶段：1）根据市场需求，或受用户委托，或由主管部门下达，提出设计任务。

2）进行可行性研究，重大问题应召开有关方面专家参加的论证会。

3）编制设计任务书。

4）提出可行性论证报告。

5）提出设计任务书，任务书应尽可能详细具体，应包括主要的功能指标，它是以后设计、评审、验收的依据。

6）签订技术经济合同。

2、方案设计阶段：1）根据设计任务书，通过调查研究和必要的分析（还可能需要进行原理性的试验），提出机械的工作原理。

2）进行必要的运动学设计（一般是初步的、粗略的），提出几种机械系统运动方案。

3）经过分析、对比和评价，作出决策，确定出最佳总体方案。

提出方案的原理图和机构运动简图，图中应有必要的最基本的参数3、技术设计阶段：1）运动学分析与设计。

2）工作能力分析与设计。

3）动力学分析与设计。

4）结构设计。

5）装配图和零件图的绘制。

4、完成机械产品的全套技术资料：包括：1）标注齐全的全套完整的图纸,包括外购件明细表。

2）设计计算说明书。

3）使用维护说明书。

5、试制试验阶段：通过试制和试验，发现问题，加以改进，一般是回到技术设计阶段，修改某一部分设计结果。

1）提出试制和试验报告。

2）提出改进措施，修改部分图纸和设计计算说明书。

6、投产以后：1）收集用户反馈意见，研究使用中发现的问题，进行改进。

2）收集市场变化的情况。

3）对原机型提出改进措施，修改部分图纸和相关的说明书。

4）根据用户反馈意见和市场变化情况，提出设计新型号的建议。

不同类型的设计，其过程也不尽相同，并没有一个通用的、一成不变的程序。

对开发性设计，其过程最复杂和完整。

适应性设计和参数化设计的过程则视具体情况的要求而定，不一定这样完整。

二、机械创新设计的常用方法1、智暴法智暴法又称智力激励法。

英文原文是Brian Storming，故又称头脑风暴法或BS法。

智暴法是运用群体创造原理，充分发挥集体创造力来解决问题的一种创新设计方法。