自行车创新设计机械创新设计

《机械创新设计课程中的案例探究》摘要：本文针对在机械创新设计课程中如何选取案例、设计案例、展示案例，提出了具体看法，并结合教学实践阐述了该方法的可行性，笔者按这种教学方式，经过一年的教学实践发现，通过收集典型案例，有效制作、展示案例对机械创新设计课程案例教学起到了很大的作用，机械创新设计案例教学不同于其他课程，需要根据学生的兴趣去选取案例内容，根据现有资源用不同的技术手段去设计、制作、展示案例，并根据不同案例类型去进行教学设计，达到不同的教学效果摘要：案例教学对培养应用型人才发挥很大的作用，在很多课程中被推广使用，在机械类课程中应用较少。

本文针对在机械创新设计课程中如何选取案例、设计案例、展示案例，提出了具体看法，并结合教学实践阐述了该方法的可行性。

为机械类其他课程的教学改革提供参考。

关键词：机械；创新；案例制作案例教学法最开始在法律课程中应用，之后在医学类课程、管理学课程、教育学课程上逐步推广。

在机械类课程中实施案例教学非常少，目前主要有“工程材料及制造基础”“工程力学”“机械设计基础”“机械原理”等课程，在机械创新设计课程中实施得更少。

机械创新设计课程对培养学生的创新创业意识起着关键性的作用，是众多应用本科高校积极推广的一门专业基础课。

一、在机械创新设计课程案例教学中案例的选取机械类课程内容里面存在较多机械结构，一般都较为抽象，很多概念不能用简单的文字表述就可以阐述清楚，因此如果要在机械创新设计课程中实施案例教学，需要有一种更为直观、形象的载体，这就是案例。

那么机械类课程中如何选取案例会起到更好的效果呢？根据文献调查和实践证明，首先要对教学对象有一定的了解，掌握其兴趣所在，而且可通过问卷调查的方式实现。

笔者在对我校2015机制专业学生授课前一学期通过问卷调查发现：在生活机械、工业机械、农业机械中，大部分学生喜欢生活机械，因此在教学中讲授生活机械时大部分学生表现出了较高的兴趣。

二、案例的收集与制作案例质量的高低直接影响学生的兴趣和学习效果，因此收集的案例需要经过筛选，原则是案例的内容要体现教学大纲，要突出教材的重点和难点。

第6期2021年6月258机械设计与制造Machinery Design & Manufacture基于TRIZ 理论的自行车停车装置创新设计与试制祝志芳叫袁斯宾彳,张志杰2,万超2(1•南昌工程学院,江西省精密驱动与控制重点实验室，江西南昌330099;2.南昌工程学院,机械与电气工程学院，江西 南昌330099)摘 要：以立式停车架为研究对象,通过对其详细分析发现目前该装置主要存在停车过程复杂、耗时耗力、操作不方便等 问题。

基于TRIZ 创新理论，利用40创新原理与39矛盾矩阵知识，创新设计出一种停车时间短、耗能低、节省空间及操作简便的直立式自行车停车装置。

应用Pro/E 三维建模软件建立了该装置整体三维模型，并进行了实物加工制作。

通过试验表明该装置停车时间为(3~5)s,能节省44%的停车空间，停车过程可减少人体消耗能量88.2 J,具有很好的实用价值和 推广意义。

关键词:TRIZ ;停车装置;矛盾矩阵;创新原理中图分类号:TH16；TH122文献标识码：A 文章编号:1001-3997(2021)06-0258-04Innovative Design and Trial of Bicycle Parking Device Based on TRIZ TheoryZHU Zhi-fang 1'2, YUAN Si-bin 2, ZHANG Zhi-jie 2, WAN Chao 2(1・ Nanchang Institute of Technology , Jiangxi Province Key Laboratory of Precision Drive & Control , Jiangxi Nanchang 330099, China;2.Nanchang Institute of Technology , School of Mechanical and Electrical Engineering , Jiangxi Nanchang 330099, China)Abstract ： Taking the vertical parking rack as the object of research. Through the detailed analysis of the device , it is found thatthere are some problems such as complicated parking process , time consuming and energy consuming and inconvenient operation and so on. Based on TRIZ innovatioTi theory 9 using the knowledge of 39 contradiction matrix and 40 innovation principle , a kind of v ertical bicycle parking device with shorter parking time 9 lower energy consumption 9 less parking space and easy opera ­tion is designed. The whole three-dimensional model of d evice is established by using Pro/E three-dimensional modeling softwareand has been f abricated by physical processing ・ Through test results show that the parking time of t he device is (3~5)s, the device can save the parking space of 44% and parking process can reduce the energy consumption 8&2 J. It has the very good practicalvalue and popularization meaning.Key Words : TRIZ ； Parking Device ； Contradiction Matrix ； Innovation Principle1引言随着交通拥挤和环境污染等问题日益凸显，自行车作为一 种绿色环保的交通方式，受到人们的青睐叫 我国自行车数量众多，但是自行车停放设施还相对紧缺,带来了很多随意停放自行 车的现象叫目前我国自行车停放装置主要有卡位式停车架、双层停车架及立式停车架3种，如图1所示。

摘要随着科技的发展，生活质量的提高，消费者的需求更加多样化。

自行车从1818年诞生开始，就没有停止过发展的脚步，现在已经演变为十几类造型、功能不同的自行车。

消费者对自行车的需求也从原来单一的代步功能，发展到现在集休闲、娱乐、健身、竞技、收藏等各式各样的需求。

自行车产业发展日新月异，技术和设计与上世纪八十年代之前相比有了很大提高，如今自行车企业越来越重视产品的个性化。

在现代工业设计领域，产品形态仿生设计是一种重要设计方法。

论文从多方搜集了大量信息，对我国自行车行业现状进行分析，通过研究消费者消费兴趣，在对理论学习的基础上，以自行车所具备的娱乐、休闲、时尚的特性为出发点，从自行车的结构、外型及功能入手，考虑现代生活的需求，运用仿生的造型设计方法，来设计符合现代人们生活方式和审美惯的,具有现代产品设计的通用设计语言的,体现都市运动新元素的自行车。

关键词：自行车仿生设计形态创新AbstractWith the development of science and technology, improved quality of life, more diversified consumer demand. The birth of a bike from the beginning of 1818, there will be no development in the footsteps stopped, and now has evolved into more than a dozen types of shape, function of different bicycle. Consumer demand for a bike from the original function of a single means of transport, the development is now set to leisure, entertainment, fitness, sports, collecting a wide range of needs, etc.. The rapid development of bicycle industry, technology and design and the eighties of the last century has been greatly improved compared to before, now more and more bike companies personalized product. In the field of modern industrial design, product design has always been a form of bionic design of an important method. Collection of papers from a large number ofmulti-information, the status quo of China's bicycle industry analysis of consumer interest through research, on the basis of theoretical study in order to have the bike by the entertainment, leisure, fashion features as the starting point, from the structure of a bike , appearance and function, to consider the needs of modern life, the use of bionic design methods to design in line with the modern way of life and the people accustomed to the aesthetic with a modern design language of the universal design reflects elements of the new urban sport bike.Keywords：bicycle Biomimetic Design Patterns of innovation。

一种新型摩擦轮自行车发电装置的创新设计研究蔡琛辉;刘锡宁;闫鑫;周明路;刘孟强;陈晓平【摘要】运用机械创新设计方法,研究开发了一种新型摩擦轮自行车发电装置.该装置包括中空硬导管、橡胶滚轮、弹簧、铰链等配件,能为个人通讯设备和自行车车灯提供简便稳定、更为环保的电力,解决了骑行者长途骑行用电设备的电量补充问题,体现低碳环保的创新设计理念.【期刊名称】《宁波工程学院学报》【年(卷),期】2017(029)003【总页数】6页(P14-19)【关键词】创新设计;发电装置;低碳【作者】蔡琛辉;刘锡宁;闫鑫;周明路;刘孟强;陈晓平【作者单位】宁波工程学院,浙江宁波315211;宁波工程学院,浙江宁波315211;宁波工程学院,浙江宁波315211;宁波工程学院,浙江宁波315211;宁波工程学院,浙江宁波315211;宁波工程学院,浙江宁波315211【正文语种】中文【中图分类】TN02自行车的发展至今已有200多年历史，其作为一种健康安全、时尚环保的交通工具，仍然是人们出行最便利的选择。

目前自行车的功能与结构依然在不断的创新与改进中，各种款式推陈出新，功能和性能呈现出多样化[1]。

人们在选择自行车出行时往往会随身携带一些电子通讯用品，并在自行车上安装照明灯具以保证夜间出行的安全性。

目前，骑行过程中这类设备的电源储备问题还没有一个非常有效的解决方案。

如夜间骑行以及长途骑行，用户须时常替换补充电源，极为不便[2]。

为了解决这类问题，笔者提出了一种新型摩擦轮自行车发电装置的设计思路以及实验过程，可有效解决电源储备问题，该产品绿色环保。

1.1 设计背景当今社会存在大量骑行爱好者，但受自行车旅行的限制，无法携带可满足其耗电设备长时间持续工作的供能装置。

为此，设计了一种新型摩擦轮自行车发电装置，用于解决户外旅行者在骑行旅途中电子设备电量耗尽而无法充电的问题。

1.2 现有发电装置功能综合分析市面上现有的摩擦轮自行车发电装置（如图1），采用金属摩擦轮与自行车车胎直接接触，通过车胎带动金属摩擦轮转动，并将动力传至发电机轴，发电机与传输装置用金属支架固定于车架上。

机械创新设计课程论文题目：自行车的创新设计专业班级：机械姓名：学号：********课程老师：自行车的创新设计和应用浙江农林大学机械摘要：为促进自行车行业的发展，必须引入创新的设计方法进行创新设计。

在阅读和检索国内外大量文献的基础上本文分析了创新设计的理念和方法，分析了现代自行车的主要创新形式为自行车的创新设计奠定了一定的基础。

论文从车把、车身、车座等几个方面介绍了自行车的创新思路与方法。

文中介绍的创新点为：改经典的链传动改为齿轮传动。

用新型非零变位弧齿锥齿轮取代传统的零变位弧齿锥齿轮，以获得更高的使用寿命和传动效率。

采用双瓣式车座，改善骑车的舒适度。

采用龙头式车把，有更好的骑车体验。

采用碳纤维车架，减轻车身重量，增强自行车使用寿命。

采用折叠式双杆三角支撑立车架，避免外部因素使闲置自行车歪倒，损坏车身。

关键词：自行车；创新设计；弧齿锥齿轮；车架造型一、产品背景及发展现状1.1论文的选题背景及意义从早期的自行车雏型出现，到今天种类繁多、形式多样的自行车产品，已经历了近200年的历史。

今天，尽管自行车整体行业处于一个供大于求的市场矛盾中，但就其存在的社会效益上看，它依然是一种清洁、廉价和具有健身功能的短途代步工具，依然有着广阔的发展前景，因此创新对今天的自行车的设计和生产有着积极的意义。

现代自行车产品开发越来越注重创新，例如色彩的设计，新材料、新工艺、新结构的应用以及多功能设计。

本文以大家都比较熟悉的自行车为对象，在研究自行车发展史、结构功能、传动机构、派生形式等多方面资料的基础上，开发自行车计算机辅助设计的创新软件。

充分利用面向对象技术、计算机动画技术及多媒体仿真技术，提供多种自行车设计方案，准确而生动地模拟出自行车创新设计过程，能够促使人们积极思考、分析、探索，提高创新能力。

同时对提高设计质量，缩短设计周期，增强设计的直观性、形象性，以便集中精力用于创造性研究，具有重要意义和应用价值。

1.2国内外研究及发展现状近年来，自行车创新以人机工程学为出发点，主要集中在生物力学特性的研究方面。

机械创新设计大赛获奖作品WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-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安徽工大新型立轴风力机北航仿生虫北航基于仿生的高适应性六足机器人北航爬杆爬管道年用机器人北科大自行车防盗锁成都大学球形机器人运动结构创新设计成都电机高专自适应上下非等高台阶小车东南大学智能机器鱼哈工大汽车同步照明灯湖大两足行走机器人华南农大机器昆虫步行机构华中科大仿生机械灵巧手昆明理工草坪剪草机兰州交大智能型全开式窗户辽宁工程技术大学爬杆爬绳机器人陕西科大揉搓式洗衣机陕西科多功能自走式清洁车四川工程职业技术学院异形齿轮泵天津大学双轴连动摩擦式翻谱台西华大学科氏加速度观察试验台新疆大学上下楼梯搬运机器人浙大仿生壁虎重庆工商大学楔铁式滚针超越离合器重庆工学院无机变速行星轮系操纵机构第二届机械创新设计大赛参赛作品展示。

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安徽工大新型立轴风力机北航仿生虫北航基于仿生的高适应性六足机器人北航爬杆爬管道年用机器人北科大自行车防盗锁成都大学球形机器人运动结构创新设计成都电机高专自适应上下非等高台阶小车东南大学智能机器鱼哈工大汽车同步照明灯湖大两足行走机器人华南农大机器昆虫步行机构华中科大仿生机械灵巧手昆明理工草坪剪草机兰州交大智能型全开式窗户辽宁工程技术大学爬杆爬绳机器人陕西科大揉搓式洗衣机陕西科多功能自走式清洁车四川工程职业技术学院异形齿轮泵天津大学双轴连动摩擦式翻谱台西华大学科氏加速度观察试验台新疆大学上下楼梯搬运机器人浙大仿生壁虎重庆工商大学楔铁式滚针超越离合器重庆工学院无机变速行星轮系操纵机构第二届机械创新设计大赛参赛作品展示螺旋电机爬楼梯机器人自行履带闭链两足步行机器人轻便按摩器新型三维仪自动清洁器旋转展示台仿生虫家用采棉机爬杆机器人（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。

1.什么是机构的演化或变异？什么是反求工程？机构的演化或变异是指以某机构为原始机构，在其基础上对组成机构的各个元素进行各种性质的改变或变换，而形成一种功能不同的机构。

把别的国家的科技成果加以引进，消化吸收，改进提高，再进行创新设计，进而发展自己的新技术，称这一过程为反求工程。

2. 什么是机械？机械的特点有哪些方面？传递能量、物料与信息。

其特点如下：12功。

3在拟定机械的功3.拟定功能目标要利于扩大设计思路 4.拟定功能目标要具有一定的超前意识 5.拟定功能目标要注意产品的生命周期循环问题4. 列举七种以上能够实现从连续转动到连续转动运动变换机构。

答：1．齿轮传动机构2．摩擦轮传动机构 3．瞬心线机构 4．连杆机构 5．带传动机构 6．链传动机构 7．绳索传动机构 8．液力传动 9．钢丝软轴传动机构 10．万向联轴器5. 什么是定向思维、逆向思维、形象思维和抽象思维？定向思维：基本上属于逻辑性思维一类。

其思维过程总是通过寻找合乎逻辑的、成熟的或常规的方法或途径，循序渐进地推断和认识事物。

逆向思维：是一种反逻辑和反常规的思维方式，其思维常摆脱正常的思考途径，以背逆正常思索途径来寻找解决问题的方法。

形象思维：EFG串联。

解：前置子机构为铰链四杆机构ABCD，后置子机构为摇杆滑块机构DCE。

若设连杆BC所受力为F，连杆CE所受力为PQ为：减小α和SL。

一、填空 1.维、横向思维、纵向思维。

2.理。

635法、头Triz理论即发明问题解决理论。

五大核心内容：1.创新思维方法与问题分析方法。

2.技术系统进化法则。

3.技术矛盾解决原理。

4.创新问题标准解法。

5.发明问题解决算法ARIZ。

6.基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库 6. Triz理论中，冲突解决矩阵原理有39个工程参数和40个发明问题解决原理可供应用；物-场分析法提出了76种标准解。

二、名词解释 1. 逆其思维通常摆脱正常的思维途径，以背逆能正常思索途径来寻找解决问题的解决斱法，思维要点：不挥手段，反其道行之。

流体力学自行车设计理念
在现代社会，自行车作为一种环保、健康的交通工具，受到越来越多人的青睐。

随着科技的发展，自行车设计也在不断创新，其中流体力学自行车设计理念成为了一种新的趋势。

流体力学自行车设计理念是指通过模仿自然界中的流体运动原理，将自行车的
设计与流体力学相结合，使自行车在骑行过程中能够减少阻力，提高速度和稳定性。

首先，流体力学自行车设计理念强调空气动力学的优化。

通过设计更加流线型
的车架和车轮，减少空气阻力，使骑行者在高速骑行时能够更加轻松地前行，同时也能够减少能量的浪费，提高骑行效率。

其次，流体力学自行车设计理念注重减震和稳定性。

通过采用先进的减震系统
和稳定性设计，使自行车在不平路面上能够更加稳定，减少颠簸感，提高骑行舒适度和安全性。

此外，流体力学自行车设计理念还强调轻量化和刚性化。

通过采用轻量化材料
和结构设计，使自行车整体重量减轻，提高骑行的灵活性和加速性能；同时，通过提高车架和车轮的刚性，使自行车在骑行过程中能够更加稳定和敏捷。

总的来说，流体力学自行车设计理念的出现，为自行车行业带来了新的发展机遇。

未来，随着科技的不断进步，相信流体力学自行车设计理念将会在自行车设计领域发挥更加重要的作用，为骑行者带来更加舒适、高效的骑行体验。