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机械创新设计

机械创协设计

班级：机械121

姓名：吴亦凡（2012111064）

李威（2012111011）

糕点切片机

一.设计背景

我们班的同学过生日总喜欢买蛋糕回来大家一起庆祝，这个时候，切蛋糕的技术就显得非常重要了，因为加入前面切得大块了，后面的同学就吃不到了，然而前面切得太少的话，大家就吃得不够尽兴。

所以我们想到了这个生活中的课题。很多蛋糕屋或者面包店里的糕点总是用手工切得，这样难免会出现切出来的大小不一致，在卖这些糕点的时候，大块的总是被先买的客人抢了，剩下的小块的客人看了又觉得物非所值，所以我们决定帮同学和商家们解决这个问题。让同学们以后不再为切蛋糕的事而“烦恼”，同时也可以提高面包店的效率，让他们腾出人手来干别的，不要再为了切糕点而烦恼。

二.设计任务

（一）设计题目：糕点切片机

（二）工作原理及工艺的动作过程

如结构示意图所示,电动机经皮带和齿轮系减速后，达到40转/分。再用棘轮机构连接一皮带组成糕点的进给机构，并满足间歇运动的要求。同时通过另外一组皮带轮带动曲柄滑块机构运动（滑块上带切刀），实现糕点的切片。间歇运动机构与切刀运动机构工作协调。由于每一次切的过程都一样,从而使每一片糕点的大小都一样。而通过改变进给的距离，可调整切片的厚度。

（三）机构的一些尺寸：

糕点规格: 长 20~80mm;

宽 <300mm;

高 10~20mm;

切刀工作节拍：40次/分

电动机转速: 1390r/min;

电动机功率: N=0.55Kw;

主要设计要求是：

（1）通过调整进给的距离，达到切出不不同厚度糕点的需要。

（2）要确保进给机构与切片机构协调工协调工作，全部送进运动应在切刀返回过程中完成，输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行。

三.原理方案设计

(一) 方案设计的创新改进措施:

1.我们开始构思方案时,考虑到在以后的生

活和生产中,自动化是必然的趋势，因此设

计的机构要尽量满足自动化的要求。此机构

的运作是切糕点与送糕点,切的时候糕点不

能动,没有切的时候,糕点要运动并前进一

定的距离.为了实现切的动作,我们开始采

用凸轮机构,来实现刀的往复运动,用凸轮

可以很好的控制刀的运动,实现最优的运动

轨迹,可是凸轮的设计和制造比较复杂，且

不能传递较大的力,而且切糕点也不需要那

么高的精度。于是我们考虑用曲柄滑块机构,曲柄滑块机构一样可以实现刀的往复运动,可传递较大的力,能足我们的需要,于是我们确定用曲柄滑块机构。

2.对于蛋糕的传送, 既要满足间歇运动的要求,又能通过改变进给距离而切出不同厚度的糕点。我们刚开始试用了槽轮机构,但我们的糕点切片机要求可以改变所切糕点长度的,如用槽轮机构的话,要改变切片的长度很难实现,我们想到用飞轮（即许多齿轮）改变速度来实现。用许多齿轮来改变速度很复杂且不太方便操作,于是我们否定了这个方案。经过查资料后，我们选择了棘轮机构。用棘轮机构可以方便的实现改变切片的长。所以机构的总体方案就这么大概的定下来了。

四.结构方案设计

（一）减速系统设计

本机构原动件为一高速电机,其转速为1390 r/min,但我们所需要的转速是40r/min,所以要减速。对于减速装置我们采用皮带加齿轮的方法。第一级降速是用皮带减速,减为240r/min 。第二级是用齿轮减为40r/min 。两传动机构设计分析如下:

(1) 皮带传动设计:

皮带传动设计主要是采用两个半径不一的皮带轮来实现。由于皮带上的线速度相等,由r1*v 1=r2*v2有

送料皮带轮

减速

齿

减速皮

带

1390*r1=240*r2;

则r1/r2=24/139。

由此可见算出电机上皮带轮直径大小r1=60mm;另一端皮带轮半径大小r2=350mm.传动比i=139/24。

(2) 齿轮系的设计:

经皮带减速后的转速为240r/min,而我们所要的转速为40r/min 。因此还需要的传动比为6/1,选用的齿轮为标准齿轮。

m=4mm; z1=25,z2=50,z2'=25,z3=75。传动比 i=6/1。

（二）执行系统机构设计

执行机构分两个,第一个为曲柄滑块机构,第二个为棘轮机构,现分别介绍如下:

曲柄滑

块机构（带切刀）

棘轮机构

?(1) 曲柄滑块机构

此机构主要是执行切刀的上下往复运动。由于所

切糕点的厚度最大为20mm,所以切刀在20mm之

上运动时,糕点才能运动。为了给糕点足够的传

送时间,设计刀的行程为60mm,即曲柄长30mm；

刀的高度设为37mm。考虑到卫生问题,刀不能缩

到滑块的轨道里去,所以设计滑块的长度为

65mm；又设计连接杆的长度为60mm。这样曲柄

滑块机构的高度比较高,所以采用皮带传动。又

切刀应能刚好切断糕点,综合曲柄滑块和棘轮机

构的尺寸,我们得出曲柄滑块机构和棘轮机构轴

心距为269mm。所以曲柄滑块机构的尺寸为:

曲柄长30mm;

连接杆长60mm;

滑块长65mm;

刀片高37mm;

曲柄滑块机构和棘轮机构轴心距为269mm。

(2) 棘轮机构

棘轮机构主要是执行糕点的进给运动,每一次的

运动距离就是所切糕点的长度。为了更好的控制

和改变这个长度,设棘轮每转动一定角度,糕点

运动20mm,设棘轮共有24个齿,既每齿代表15

度。于是一共有四档,即20,40,60,80mm,也就是说棘轮转动15,30,45,60度。对于棘轮的转动,设计一个曲柄摇杆机构推动棘轮旋转。于是棘轮的旋转角度就可以转化为摇杆的摆角。即15,30,45,60度。设摆角的一半为α,曲柄长度为r,摇杆的长度为R,有sinα= r/R,

令R=125mm,有r1=16.3mm, r2=32.4mm,r3=47.8mm,r4=62.8mm;这就确定了摇杆的四个长度。将摇杆设计为一个圆盘的槽,槽上按尺寸分布四个小孔,再放一个滑块到槽里面,滑块上连连杆,连杆连摇杆,滑块可用销钉固定于四个不同位置，这就构成了一个曲柄摇杆机构。设有槽的圆盘直径为150mm,棘轮半径为100mm,在摇杆上装一个棘爪, 棘爪推动棘轮旋转,棘轮上再固定一个皮带轮用以带动皮带旋转。由运动距离可以得出皮带轮的直径为153mm, 这样棘轮机构就设计完了。其尺寸为:

曲柄四档:16.3,32.4,47.8,62.8mm;

连杆长265mm;

摇杆长125mm;

机架长286mm;

棘轮半径100mm;

棘轮齿数24个;

皮带轮直径153mm;

皮带长1.5m.

整个机器的关键就在于切刀运动与糕点传送运动之间的协调,因此需要详细计算。

依据零件尺寸，作图计算得出：

推动棘轮的曲柄摇杆机构的行程速比系数为：k=1；又工作周期为1.5秒，则摇杆推程时间为：0.75秒，回程时间为：0.75秒．

因此，切刀在0.75秒的时间内不能接触糕点（最大厚度为20mm）,而在0.75秒的时间里切刀应完成切糕点的动作并离开糕点表面．即切刀在糕点外运动的时间应大于0.75秒．据此验证切刀的曲柄滑块机构的尺寸．计算得切刀在20mm以上的高度运动时间为1秒，满足设计要求．

五．总结

分好组后，我们两个人就在一起讨论做什么的时候非常纠结，拿不出一个好的方案。方案不是太过于复杂，以我们现有的水平做不出来就是太过于简单，感觉很多人都做过。到此时，我们才发现。生活中一些我们看起来很简单的产品，设

计起来都是那么的复杂与困难。要考虑产品使用时候的各个参数，产品的实用性，产品的便携性，产品的美观性，产品的稳定性等等我么平时忽略了的问题。最后，我们选择了糕点切片机，他是两个机构（往复运动与间歇运动）的配合，与我们的课程设计比较贴切，而且这两种运动的选择方案均很多，可以实现的机构有许多，增加了我们实际开发中对于既定方案如何选择机构以及机构间的配合的能力。

机械创新设计大赛获奖作品

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华东理工易拉罐有偿回收 / 华南理工健身洗衣机华南农大气动式龙眼去核机

机械创新设计课程教学大纲

《机械创新设计》课程教学大纲课程名称：机械创新设计英文名称：Machinery Innovation Design 课程代码：一、课程基本情况 1．学分：2 学时：32 （理论学时：28 实验学时：4 ） 2．课程类别：专业限定选修课 3．适用专业：机械设计制造及其自动化 4．适用对象：本科 5．先修课程：机械原理机械设计机械制图 6．教材与参考书目教材：《机械创新设计》，高志刘莹编著，清华大学出版社，2009 年。二、课程介绍机械创新设计的目的和任务是帮助学生建立创新设计的思想，从创新的理论出发, 重点掌握机械创新设计中有效的创新方法，通过对机械设计中常用的表达方法进行详细介绍, 以及创新设计的实例的引入, 使学生对创新的方法有了更全面的了解. 从而获得掌握机械创新设计问题的初步能力. 此外通过创新失误的原因了解, 提高从事创新设计的实践成功率.在教学中彩用多媒体辅助教学方法、实物教学等教学手段。本门课在专业教学计划中起到及其重要的作用，创新是人类文明进化，发展的动力，是科技进步、发展的动力，是人类社会发展的动国力，所以在大学中必须开设创新课程。三、课程内容、学时分配及教学基本要求第一章（单元）绪论（共2 学时）（一）教学内容：第一节创新的含义知识要点：，创新的实用性和新颖性第二节创新的意义知识要点：创新是一个民族发展的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力第三节创新与设计知识要点：创新是设计的本质属性第四节创新学与创新教育知识要点：创造学作为一门新兴学科是益受到人们的重视，创新实践不再是少数人的行为。第五节设计理论与教育知识要点：设计是一种创造性的实践活动，设计水平的更是成为国家核心竞争的标志，于是，人们发现了多种设计理论和方法，并创立了各类学科体系。

机械创新设计大赛获奖作品

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

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机械创新设计较完整版

第一讲 1、机械创新设计与现代设计、常规设计有什么差异和关联？创新设计方法:充分发挥设计者的创造力,利用人类现有相关科学技术知识,实现创新构思,获得新颖性、创造性、实用性成果.特点：强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖。独特的设计方法，获得具有创新性、新颖性、实用性的成果。现代设计:以计算机为工具，运用各类工程应用软件及现代设计理念进行的机械设计。常规设计：常规设计是以应用公式、图标为先导，已成熟的技术为基础，借助设计经验等常规方法进行设计关联：机械常规设计始终是最基本的机械设计方法，在强调现代设计、创新设计时不可忽视其重要性。创新设计的基础——常规、现代设计方法的综合、灵活运用。现代设计方法仅仅借助了先进、高效的计算机应用手段，提高了设计过程的效率，但没有脱离常规设计的思维。 2.现代创新人才应具备那些基本素质？ (1) 具备必须的基础知识和专业知识 (2) 不断进取与追求的精神 (3) 合理的创新思维方式（突破传统定式） (4) 善于捕捉瞬间的灵感（创新的必备条件） (5) 掌握一定的创新技法 3.学习机械创新设计的内容有那些？ 1.机构的创新设计 2.机构应用创新设计 3.机构组合设计产生新机构系统 4.机械结构的创新设计 5.利用反求原理进行创新设计 6.利用仿生原理进行创新设计第二讲 1简述创造性思维四大特性

(方法的开放性；过程的自觉性；解决问题的顿悟性；结果的独特性)。影响创造性思维形成与发展的主要因素包括哪些？ (1)天赋能力：与生俱来的所有神经元 (2)生活实践：后天实践活动具有的重大意义 (3)科学地学习与训练科学、简单易行的专业学习与训练 2．了解和阐述创造性思维、创造活动、创造能力三者的关系。3.理解综合、分离创造原理的特性和基本实施途径。概念：有目的的将复杂对象分解，提取核心技术，并利用于其他新事物。特征：1）与综合创造原理对立，但不矛盾； 2）冲破事物原有形态的限制，在分离中产生新的技术价值； 3）实质上综合法与分离法两者无明显界限，实践中常常相互贯穿，共同促成新事物。实施途径：1）基于结构的分解；2）基于特性、原理的列举分离第三讲 1．学习创造原理的基础知识有什么实际意义？ 2．物场三要素是指什么？（两个物与一个场）比较完全物场（三个要素齐全的场）、不完全物场（三要素中有两个要素存在的场）、非物场（三要素中仅有一个要素的场）的异同。 3．列举三种所熟悉的创造理论，简述其实施的基本途径。（1）物场要素变换：电磁场取代机械场（2）物场要素补建：超声波加工（特种加工工艺）第四讲 1、实施群体集智法应遵循哪些原则？提出自己运用此法的技巧。（要求从不同角度提两点） 1.自由思考原则：解放思想、消除顾虑 2.延迟评判原则：过早的结论会压制不同的想法，可能扼杀有创造性的萌芽 3.以量求质原则：相关统计表明，一批设想的价值含量与总数量成非线性正比。 4.综合改善原则：充分利用信息的增值。２．为什么设问探求法特别强调“善于提问”？简述所学的九种基本提问。 ●学习者的基本技能 ●创造者分析、解决问题的基础 ①有无其他用途;②能否借用（直接）;③能否改变使用（间接）;④能否扩大（改良）; ⑤能否缩小（改良）;⑥能否代用;⑦能否重新调整;⑧能否颠倒;⑨能否组合

机械创新设计----多功能学生专用座椅

《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：姓名学号：成绩评定：指导教师：设计起止日期：2013年12月20 日—12 月26 日目录摘要............................................................. ..................................... 第一章绪论................................................................... ................... 1 研究背景及意义...................................................................... ............... 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

2014机械创新设计大赛-主题解析20130605

第六届全国大学生机械创新设计大赛主题为： “幻·梦课堂”；内容为“教室用设备和教具的设计与制作”。学生们可根据对日常课堂教学情况的观察或根据对未来若干年以后课堂教学环境和状态的设想设计并制作出能够使课堂教学更加丰富、更具吸引力的机械装置。教室用设备包括桌椅、讲台、黑板、投影设备等；教具包括但不限于演示“理论力学”、“材料力学”、“机械原理”、“机械设计”、“机械制造基础”等大学生机械类课程的基本概念、基本原理、基本方法等的教学用具。不包括前几届大赛已经命题的用于厨房、卫生间、健身、助残等机械。不得用现在已有的教具、示教板和实验台参加本届比赛。应注意对作品在功能或原理上进行突破和创新。所有参加决赛的作品必须与本届大赛的主题和内容相符，与主题和内容不符的作品不能参赛。参赛作品必须以机械设计为主，提倡采用先进理论和先进技术，如机电一体化技术等。对作品的评价不以机械结构为单一标准，而是对作品的功能、设计、结构、工艺制作、性能价格比、先进性、创新性等多方面进行综合评价。在实现功能相同的条件下，机械结构越简单越好。机械类课程含：工学各类专业主要的机械基础与机械专业课程：如机械制造基础、机械制图、机械原理、机械设计、机械设计基础、液压传动、机制工艺学、机械创新设计、数控加工技术课程；车辆工程、能源与动力、船舶与海洋、航空航天、农业与园林、食品与包装、轻工与纺织等机械类专业课程。不包括：化学、物理、电器、电子原理类等课程。课堂限于用于学习机械类课程的教室、实验室等教学场所。不包括：化学、电子类、体育、农业、生物等课程的专用教室和场所；不包括：课堂打扫卫生、擦黑板、擦玻璃等环卫选题。大赛希望作品设计要有创新，不希望重复制作各类示教板，创新拼接箱等；不希望重复现有的教学模型（如车模、机器人模型、生产线模型）。如确有改进设计，则要求：在设计说明书中，以及答辩准备中，特别要指出作品与所参考的原教具、原模型的异同；要能明确说明改进设计之优点。大赛相关进程的时间节点 ? 1．2013年3月发布第五届全国大学生机械创新设计大赛主题与内容的通知； ? 2．2014年4月20日前各赛区务必完成预赛， ? 3. 2014年5月1日前按有关通知要求报送预赛结果；全国组委会将进行作品初评， ? 4. 2014年6月1日左右公布参加全国决赛的作品名单； ? 5．2014年7月下旬在东北大学（沈阳）举行全国决赛。案例教学模拟快乐课堂实践教学模拟实验教学模拟梦幻课堂互动课堂

机械创新设计说明书

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

(完整word版)《机械创新设计》课程作业

《机械创新设计》课程作业题目：落叶清理机院（部）：机电工程学院专业：机械工程及自动化班级：姓名：学号：指导教师：完成日期：

任务要求阐述随着现代工业的快速发展，露天焚烧落叶严重影响大气环境质量，造成大气污染，对交通安全造成威胁，形成新的安全隐患。另一方面我国经济快速发展，人民生活水平的逐步提高高效率生活已成为人们生活分主导我们已进入电气时代，更换现有的落叶清扫方式，死在必行。该落叶清理器主要用于对道路旁的落叶进行清扫，该机器操作维护方便，便于工人使用，其结构需简单，可靠性好，清扫机构可调节。目前路面上的清洁车基本都是用吹吸式或冲水式来清除垃圾，只能在大路中间行驶，清洁范围有限。路边或小路上等无法用清洁车清扫的地方，只能依靠工人手工清扫垃圾，劳动量大且效率低。所以有必要开发一种小型清洁机器，以减少工人劳动量，同时提高效率。功能分析落叶清扫机包括吸气机主体、收纳袋和内置集成有操控单元的手柄，其中吸气机主体包括吸气风机、朝向地面的吸气口，以及与收纳袋相对接的排风口，其特征在于：在所述吹吸机前进方向上的吸气口前端一体化固接一个对地的吹风口，与所述吸气机主体所设的出风口通过软质风管相对接，且所述吹风口内设有一用于调节吹风角度的电机，所述电机的驱动信号端电气连接到位于手柄的操控单元内。本实用新型的技术方案应用实施后在进行户外清扫时，通过吹风口吹出的气流将轻度固化的落叶松化、吹起，从而为吸气口清除落叶提供了便利功能元分为动力系统，清扫功能系统，落叶收集系统方案设计该机器应具备以下特点： 1、结构简单。因是小型清洁机器，要求成本低，操作维护方便，便于工人使用，其结构需简单，可靠性好。目前国内虽然已有同类机器，但其结构偏复杂，成本高，无法推广使用。 2、清扫机构可调节，即清扫时该机构工作，不清扫时该机构不工作，以免做无用功。在以上分析的基础上，对机器各部分方案进行设计。 1、整体方案的设计，即机器的整体结构形式（外观）的确定。有两种方案

机械创新设计介绍与基础知识

2 机械创新设计简介及基础知识在新的世纪里竞争日益激烈，科学技术依然是推动人类社会进步的第一生产力。创新是人类文明进步的原动力，是技术和经济发展的源泉，也是培养和造就人才的重要途径，在世界进入知识经济的时代，创新更是一个国家国民经济可持续发展的基石。人类的科技已经到达很高的水平，特别是机械行业，传统的设计水平进步很慢。而现在人们的需求也越来越高，所以人们迫切需要创新设计。 2.1创新设计概论创新设计是一种现代设计方法，它是研究设计程序、设计规律和设计思维及方法的一门新型综合性科学。在机械设计过程中，创新设计对更大程度的满足人类生产和生活的需要，促进经济的发展和社会的进步有非常重要的作用。说起创新设计大家总觉得很神秘、陌生。其实回想历史上的许多发明家，我们不难看出，创新发明其实有时候只是我们身边存在的小问题，经过我们思考之后加上灵感找到解决问题的方法或是发现新的事物。比如传说鲁班爬山时手被草割破，经过他的仔细思考发明了至今仍在使用的锯子；还有瓦特观察大水烧开后能将壶盖顶起，依据这个原理他发明了蒸汽机，导致了第一次工业革命。另外创新设计需要勇气和毅力。大家一定知道袁隆平先生历尽磨难研究成功杂交水稻的事迹。这正是告诉了我们在进行创新设计过程中要破除思想封锁，树立信心，持之以恒，最终一定能解决问题。但是我们也需要逐步培养起分析创新设计可行性的能力，不能盲目到想要发明一种以水为燃料的内燃机。 2.2 机械创新设计（MCD）的概念及创新人才培养机械创新设计（MCD）是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果（含理论、方法、技术、原理等），进行

创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品（装置）的一种实践活动。其目的是由所要求的机械功能出发，改进、完善现有机械或创造发明新机械实现预期的功能，并使其具有良好的工作品质及经济性。所以培养创新人才要做到如下几点：第一；要勇于创新和善于探索，有信心，勇气和创意。第二：要掌握创新原理和创新技法。我们应通过学习和训练培养良好的创造心理，并要多思考多练习，将思维运用到实际中去，以提高创新的技法。第三：要有创新的物质条件和精神条件。第四：要有创新的意识，有较强的逻辑思维能力。创新不是空想，更不是不切合实际的想象，应该拥有创新的意识和较强的逻辑思维能力，能够把感性认识上升到理性认识，能够透过现象看其内在的本质，而且不能将思维停留在过去或现有的模式中，这样才可能创造出新颖先进的产品。第五：加强创新实践。在实践中锻炼创新能力更胜于学习理论知识。创新设计实践包括了解问题、设计方案和执行方案三个阶段。 2.3 创新设计的分类机械创新设计通常分为以下几种类型。 1.开发性设计即在工作原理、结构等完全未知的情况下，针对新任务提出新方案，开发设计出以前没有的新产品。例如有人利用磁铁的同极相斥异极相吸的原理设计了一种磁力驱动装置，该装置使用固定磁铁及旋转磁铁同极相对，使两磁铁间出现相斥的力，先由外力启动，然后由永久磁铁的磁力驱动转子继续旋转，并向外输出能量，从而产生一种洁净、高效廉价的新能源。 2.变型设计应包括转用创新即将某一已有的成熟的技术和结构进行适当变异，设计出使用领域更广的产品。 3.适应性设计亦称反求设计。针对已有的产品设计，在消化吸

《机械创新设计》课程教学大纲

《机械创新设计》课程教学大纲一、课程名称中文名称：机械创新设计英文名称：Machinery Innovation Design 二、课程代码 11113103 三、课程属性专业必修课四、学时数、学分数 48（理论学时：44实验学时：4）、3学分五、适用专业四年制本科机械电子工程专业、机械设计制造及其自动化专业、机械工程专业。六、编制者编制：唐剑兵七、编制日期 2015年7月八、本课程的目的和任务本课程是本科机械设计制造及其自动化、机械电子工程、机械工程等专业的一门必修课。创新设计的目标和任务是训练创新思维、学习创新方法、培养创新设计能力。通过国际化创新思维的比较，帮助学生建立创新设计的思想，培养学生国际化创新意识和能力，打好创造发明的理论和实践的基础。中国应该学习和改进创新思维，走向世界的前列。创新是全世界的基本行为，创新教学适合双语教学，打破国际界限，进入英语讨论环境，在通用语言环境下比较优秀创新思想，树立自己的先进创新理念。本课程通过阐述国际创新设计思想，达到创新理念的树立；创新思维的形成；创新方法的使用；创新活动的指导四大目的，带领学生一边学习，一边创造性实践。在系统阐述设计创新和创造的基本原理基础上，介绍了设计问题、创新设计策略、设计创新过程、创新产品特性，创新人文特性等内容，用对比的方法，强调创新不只是技术改进，而是技术，市场，社会效益的综合改进，搭建创新与应用的桥梁。并联系实例构建了“机械创新设计大赛”、“工程训练综合能力大赛”、“机器人大赛”和“创新创业训练计划”等4大实际任务模块，以项目为导向分

析和引导相关课程内容的讲授，并结合实验和实训，最终实现学以致用，手脑并用，以大赛的实际创新产品体现教学的效果。九、课程的基本要求和特点本课程的学习，要求学生具有活跃的思维能力和较强的动手能力，在掌握正确的创新思维和创新方法后，能开动脑筋，按照一定的功能要求，自己动手设计出新型的机构或装置，并加以实验验证。课程的考核既有理论的考试，同时更加注重实际作品的完成。十、本课程与专业课程体系中其他有关课程的关系本课程和“创新能力训练”专题（专周）实训是一体化课程，由本课程引导学生选择、并完成的相关内容的设计，将在创新能力训练专周（２周时间）来具体实施和完成。本课程的先修课程有：英语、计算机应用基础与程序设计、机械设计、计算机辅助设计与制造、机电传动与控制等。十一、各教学环节学时分配教学课时分配表序号教学内容教学时数机动讲课实验其他 1创新思维和创新设计40 2什么是工程设计（工程训练大赛）46 3创新设计的内容和表达方法（机器人大赛） 46 4产品价值与创新价值（结合创新创业训练计划申报） 55 5功能原理创新设计（机械创新设计大赛） 86 合计2523 十二、课程教学内容及基本要求第一章（单元）创新思维和创新设计（共4学时） Part One.What is Innovation? 教学要求：了解创新定义，确立正确的创新思想方法。认识采用双语教学创新设计课程的必要性。（一）教学内容：第一节什么是创新知识要点：创新是改进，是简单、普遍存在的行为。创新的实用性和新颖性第二节创造力和创新有什么区别

机械创新设计大赛比赛心得

大家好，我是***，在这里我分享一下我参加机械创新大赛的心得体会与收获。创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。随着市场经济的发展，大家越来越清楚地认识到这个道理。我们有幸能够参加广西省第四届机械创新设计大赛，不管是在准备过程中还是在比赛过程中，都学到了许多在平时的学习中所学不到和感受不到的东西。参加比赛是对一个人各个方面能力的全面锻炼，是一个自我提升的过程。在这个过程中所得到的经验对以后的学习、工作和生活都很重要。我们收获的不仅仅是理论知识和技术，更是团队之间的完美合作。通过这次比赛，我们更加的了解了比赛的各项流程，积累了丰富的经验教训，充分认识到和其他学校同学的差距，知道了自己专业知识的匮乏，视野还不够宽广，促使我们更有热情的去学习知识和运用知识。同样在这次比赛中我们也收获了队友们的友谊，大家因为同一兴趣而联系在一起，为共同目标而努力奋斗，大家因此而成为了要好的朋友。总结我们团队的成败得失并吸取其他成功团队的宝贵经验，一个团队要想取得成功，以下几点非常重要：一、首先需要一个优秀的领导者，在拥有必要的基本知识技能外还需要能够统筹全局，充分调动整个团队的积极性，发挥每个团队成员的长处，挖掘每个成员的潜能。这需要他能够准确把握宏观的方向也要能够注意到很小的细节问题。二、一个团结奋进的团队，不仅是个人能力有限，在思维的灵活、见识的广度上个人都是无法和团队相比拟的。一个团结的团队会有不竭的动力，成员间互相鼓励保证了团队旺盛的斗志，成员间相互交流相互理解使整个比赛过程更加协调。三、明确的目标和坚定的信念以及不灭的斗志。坚持到最后就是胜利，说的容易但做起来却不是那么回事，很多时候在最需要坚持时，我们往往忘记了这句话。生活最怕没有目标，做一件事如此，参加一个比赛亦如此。没有一个明确和强烈的目标就很难取得比赛的成功。四、各方面的支持。来自自己的内心，来自学校，来自老师。我们认为学院要多重视这样的比赛，这些比赛是提高学院声誉和体现实力的重要载体。这次比赛我们经费，技术等与其他学校有一定的差距。比赛表面上是一件件参赛作品的比较，实质是思维和思想的比拼。在比赛中，能够使自己在思想认识上得到提高在思维习惯上得到改善则是最大的收获。创新，一个不曾间断过的话题，但怎么做到创新，怎么才能有一个创新型的思维却很少有人做到。另外，在比赛过程中和其他学校学生的交流，让我们认识到了自己，从对比中看到了自己的不足，对自己在今后的学习生活工作上也有很大的帮助。再次感谢学院给了我们这个机会参加这次比赛，我们通过比赛确实收获良多。也相信我们学院会在大家齐心协力之下，创造出更加辉煌的成绩。

机械创新设计案例

机械创新设计案例我们知道，目前，机械产品的国际竞争非常激烈，要保持和发展我国机械产品在机械市场中的份额，关键靠的就是创新。我们要摆脱现在在机械创新设计上的落后局面，就要我国机械人才的创新设计能力。机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。要进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此设计系统必需符合创新设计思维规律。案例一：新型内燃机的开发实例一般圆柱凸轮机构是将凸轮的回转运动变为从动杆的往复运动，而此处利用反动作，即当活塞往复运动时，通过连杆端部的滑块在凸轮槽中滑动而推动凸轮转动，经输出轴输出转矩。活塞往复两次，凸轮旋转360°。系统中没有飞轮，控制回转运动平稳。这种无曲轴式活塞发动机若将圆柱凸轮安装在发动机的中心部位，可在其周围设置多个气缸，制成多缸发动机。通过改变圆柱凸轮的凸轮轮廓形状可以改变输出轴的转速，达到减速增矩的目的。这种凸轮式无曲轴发动机已用于船舶、重型机械、建筑机械等行业。旋转式发动机与传统的往复式发动机相比，在输出功率相同时，

具有体积小、重量轻、噪声低、旋转速度范围大以及结构简单等优点，但在实用化生产的过程中还有许多问题需要解决。随着生产科学技术的发展，必然会出现更多新型的内燃机和动力机械。人们总是在发现矛盾和解决矛盾的过程中不断取得进步。而在开发设计过程中敢于突破，善于运用类比、组合、替代等创新技法，认真进行科学分析，将会使人们得到更多创新的、进步的、高级的产品。案例二：圆柱凸轮数控铣削装置的创新设计实例圆柱凸轮作为一种机械传动控制部件，具有结构紧凑、工作可靠等突出优点，但其加工制作比较困难。东北大学东软集团生产的医用全身CT扫描机，有一对复杂的圆柱凸轮，过去一直采用手工加工，不仅制造精度低，而且劳动强度大，生产效率低，成本高。为此，负责机械加工的东北大学机械厂提出要研制一种精度较高、操作方便、成本较低的圆柱凸轮加工装置。圆柱凸轮数控铣削装置包括工作台直线运动坐标轴和工件回转运动坐标轴，在加工圆柱凸轮时，本装置根据数控加工程序控制工件作旋转进给运动和直线进给运动，通过普通立式铣床工作台的垂直运动进行切深调整，这样就可以实现一条凸轮曲线槽的连续自动化加工。案例一图

机械创新设计教学大纲培训课件

《机械创新设计》教学大纲一、基本信息 1．课程编号：193Z703 2．课程体系/类别：专业类/专业实践课 3．课程性质：必修 4．学时/学分：1W/1学分 5．先修课程：高等数学、大学物理、画法几何、机械原理 6．适用专业：机械电子工程专业二、课程目标及学生应达到的能力机械创新设计是机械电子工程专业人才培养中一个重要的实践教学环节。机械创新设计的主要目的是培养学生独立确定系统运动方案设计与选型的能力，提高创造力、想象力和解决实际问题的能力；利用慧鱼创意组合模型搭建机电一体化产品模型，探索产品各功能的实现方法，真正做到充分理解，活学活用，举一反三；通过该课程实习，使学生培养创新精神、提高实践动手能力、自主学习的能力，真正做到勤于动手、勤于观察，善于阅读、善于思考，独立钻研、精诚协作。课程目标及能力要求具体如下：课程目标1. 通过机电一体化产品的系统运动方案的构思，培养学生独立确定系统运动方案设计与选型的能力，提高创造力、想象力和解决实际问题的能力；课程目标2.利用慧鱼创意组合模型搭建机电一体化产品模型，探索产品各功能的实现方法，真正做到充分理解，活学活用，举一反三；课程目标3. 能够针对自己的创新设计目标，清晰的讲述创新设计思路、依据和设计结果等，较好的完成答辩；同时培养自主学习的能力—勤于动手、勤于观察，善于阅读、善于思考，独立钻研、精诚协作。

三、课程教学内容与学时分配表所示为《机械创新设计》课程在培养学生解决复杂工程问题能力方面的教学设计。表《机械创新设计》课程的教学设计

四、课程的考核环节及课程目标达成度自评方式（一）课程的考核环节 1.学生的课程设计成绩由平时成绩（含设计表现、到课率等）和业务考核成绩（实习报告的完成及质量情况，答辩情况）组成，均按百分制记分，其中平时成绩占总成绩的30%，业务考核成绩占70%。 2.指导教师按照课程设计的评分标准，对指导的学生进行业务考核，并填写、上报成绩单。 3.课程设计按优秀（90～100分）、良好（80～89分）、中等（70～79分）、及格（60～69分）和不及格（60分以下）五个等级评定总成绩。各考核环节所占分值比例也可根据教学安排进行调整，建议值及考核细则如下。（二）课程目标达成度评价方式课程目标达成度评价包括课程分目标达成度评价和课程总目标达成度评价，具体计算方法如下：总分目标相关考核环节目标总评成绩中支撑该课程得分目标相关考核环节平均总评成绩中支撑该课程课程分目标达成度= 分） (该课程总评成绩总分均值该课程学生总评成绩平课程总目标达成度100= 课程目标评价内容及符号意义说明如下表，字母A 、B 、C 分别表示学生考勤、课堂表现、业务考核的实际平均得分，其中，C = C 1+C 2；C 1为设计说明书、图纸等资料的分数，C 2为答辩得分。

机械创新设计要点

一．现代教育创新设计的五大特征。 1．教育的指导性。打破采用注入式，统一发式塑造学生的局面，强调发挥学生特长，主动学习。教室熊传授知识的权威变成知道学生学习的顾问。 2．教育的综合性。不满足于传授和掌握知识，强调培养综合运用知识解决问题的能力。3．教育的社会性。教育有封闭的校园转向开放的社会，由教室转向图书馆，工厂等社会活动领域，借助现代高科技信息网络技术促进远程高等教育的发展。 4．教育的终身性。信息时代的来临，使人类进入了知识经济的新时代，知识的迅速更替，创新的不段加强，使人们的学习行为为普遍化和社会化。为了生存竞争，必须不断学习，将一次性的学校教育转化为全社会的终身教育。 5．教育的创造性。为适应高科技高速发展和社会竞争的需要，建立重视能力培养的教育观，致力于培养学生的创新精神和提高创造性。二．设计包括哪些基本过程，为什么把施工设计列为其中？答：1.创新设计过程一般分为产品规划，方案设计，技术设计和施工设计四个阶段 2. 因为施工设计阶段是在装配图设计的基础上，根据施工的需要产生零件图，按成全部设计图样，并编制设计说明书，使用说明书及其他设计文档。在产品投产前要通过产品试制，检验产品的加工性和装配工艺，根据试制工程进行产品的成本计算，对产品设计提出修改意见，进一步完善产品设计，通过计算机辅助设计的优势，可以提高设计速度，提高设计质量，充分调动分布在不同地域的优质资源，缩短设计周期，保证设计的有效性。三．简述创造性思维的四大特征。 1.思维结果的新颖性，独特性。思维的结果是过去未有过的，也可以使主体对知识，经验和思维材料进行新颖的综合分析，抽象概括，已达到人咧思维的高级形态，它包括着新的因素。 2.思维方法的灵活性，开放性。对于客观事物或问题，表现出勇于突破思维定..,善于从不同的角度思考问题，善于提出多种解决方案；能根据条件的发展变化及时改变先前的思维过程，寻找解决问题的新途径。 3.思维的潜意识自觉性。创造性思维的产生离不开紧张的思维和认真努力的解决问题所做的准备工作，其出现的时机往往是思维主体处于一种长期紧张的暂时放松状态。 4.顿悟性。创造性思维是长期实践和思考活动的结果，经过反复探索，思维运动发展到一定关键点，由于某种原因，问题突然得到解决。四．影响创造性思维形成和发展的主要因素有哪些？ 1.天赋能力。“天赋能力”绝不意味着不需要任何的外部条件，它是一种资质，一种倾向，一旦遇到合适的条件，天赋能力便能充分的展现出来。 2.生活环境的影响。后天的实践活动对于个人思维的能力具有积极意义。 3.科学家安排思维训练，可以促进大脑机理的发展和掌握一定的创造性思维方法和技巧。五．阐述创造性思维，创造活动，创造能力的关系。答：创造性思维是人脑机能，创造活动是人从事创造发明的具体过程，创造能力是指创造活动中表现出来的能力。 1.创造活动是创造能力的培养的基础。创造性思维不仅是创造活动本质属性的集中体现，而且在一定程度上决定着创造成果的水平。 2.创造性思维的外延就是人的创造活动，创造能力是影响创造成果数量和水平的重要因素。因此，人的创造性思维是创造能力的源泉，也可以说是创造能力的核心。创造能力是创造性思维的延伸。

机械创新设计大赛作品集

1助立椅参赛学校：华南理工大学参赛者：毕经元、xx、万明远，指导教师： xx、xx仪作品内容简介本作品是一张方便老年人或者腿脚不便的人站立的椅子。主要是通过使用者上肢的运动来带动一面的动作，从而可以调整人的坐姿与重心，来减少下肢的运动来实现站立姿势。本机构主要用到了平面连杆以及其它一些机械结构来实现椅面的调整，来带动使用者的行动。并且如果使用者需要的话，在坐下来的时候也可以起到减少其下肢运动的作用。主要创新点我们主要是考虑到老年人或者其他腿脚不方便的人群，在站起来的时候总是很费力；而且往往在坐下来的过程中也是一屁股就坐了下去。为了改变这样的状况，我们将人站立过程中的手脚并用，该为手起到主要作用，方便特殊人群。推广应用价值我们的社会对老年人的关爱渐见凸现，在这样的背景下，对老年人日常行动的关爱也就更为重要了。而且对于特殊群体，比如下肢受伤，残疾等等的人群，我们的设计也可以助他们一臂之力。方便了使用者日常行动，而且也减轻了子女或者看管人的看护负担。这样的话，他们坐下就不愁再站起来了。 2自动搀扶助步车参赛学校：青岛大学参赛者：

王新刚、曹志强、郑虎阶、徐晟、孙海峰，指导教师：师忠秀、庞严英作品内容简介本产品主要应用于腿部残疾、腿部骨折处于恢复期的病人。主要运用了自动检测和电器控制的原理；巧妙地将助步车和动力装置结合起来，实现了动力助步；并添加了单片机系统、光电检测装置以及继电器，可以自动检测病人的行动意图，并且实现了车随人动。该车充分考虑了不同使用者的需要，设置了多种不同的工作模式；另外，本车增添了多处人性化设计及安全保护措施，结构简单、操作方便、产品的可靠性高；创新地利用支撑板代替双拐，这样可以减轻病人长时间拄拐带来的劳累；由于该车操作的方便性以及车身对人体的搀扶作用，病人可以独立使用，从而大大减轻家人及护士的负担。基本技术指标： 1、"整车指标：速度0~ 0."5m/s连续可调；电机： DC12V、46rpm、P=15W。电源：12V、14Ah；光电开关：检测距离： 0."1m/ 0."3m、DC 6～36V。主要创新点（1）系统能够自动检测人体的行动意图并自动启动相关系统进行动力助步；（2）本车实现了车随人动，提高了使用者的方便性和舒适性；（3）本车实现了在一定范围内的无级变速；（4）本车采用了多种工作模式以适应不同的使用人群；（5）独特的控制电路大大简化了控制系统；

机械创新设计方案

作品简介，该产品的主要结构包括:滑轨，软管，软管收纳槽，刚性水管，喷头，换向阀，土地湿度传感器，电机，喷头，可活动式水管接口，轴承，滑轮等。本产品特殊的结构设计为适应各种花坛花圃，可以有效利用滑轨的优势代替现有的多个固定喷头浇花，结构简单，成本低廉，安装方便，对水资源及材料和土地的使用有着显著的减少。一、研究背景: 当今全球所面临的一个大问题就是资源问题，而水资源更是其中最重要的资源之一。基于此，我们便对现有的花坛浇灌进行了改进。如今的花坛浇灌是由多个喷头来实现花坛浇花，实现起来并不复杂，但是多个喷头是同时工作，所以当某一个喷头出现问题时，喷头喷出的水不能达到预期效果时，水就会白白浪费。为了有限的解决多个喷头，我们研究设计了这套利用轨道浇灌的浇灌系统。该系统的主要功能是利用喷头喷出的水作为动力来实现喷头在轨道上来回运动，这样既解决了能量消耗问题，同时又达到了浇灌的目的。该产品材料简单，制作方法别具一格，制作成本相对较低，目前市场上还没有此类产品，相关领域已经涉足对此类产品的研究，但是还存在一些问题待进一步研究解决，例如水管通水后的刚性，轨道长期放置室外被杂物堵塞等，因此该产品具有很强的实用价值和广阔的市场前景。二，设计方案 2.01 土壤湿度传感器土壤湿度传感器又名：土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤含水量传感器。主要用来测量土壤相对含水量，做土壤墒情监测及农业灌溉和林业防护。土壤湿度传感器采用FDR频域反射原理。FDR(Frequency Domain Reflectometry)频域反射仪是一种用于测量土壤水分的仪器，它利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数，从而得到土壤相对含水量，FDR具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点。是一种值得推荐的土壤水分测定仪器。 2.02 智能进水阀门通过土壤湿度传感器获取需要浇水土壤的湿度后和设定值比较，当湿度低于花生长需要的湿度时，给电机一个信号通过电机的正转打开进水阀门的开关。当土壤湿度上升到花需要的湿度时，给电机一个信号通过电机的反转关闭进水阀门的开关。 2.03 三通道换向阀当装置运动到轨道的一端时，触动换向阀改变喷头进水水流的方向使喷头改变喷出水的方向从而使装置向轨道的另一个方向移动。 2.04 导轨系统导轨系统由四个T型导轨组成。用于固定整个的喷头装置以及减少装置运动的摩擦阻力。 2.05 U型管道收纳槽收纳槽在导轨的一面，收纳槽开口处型槽的底部刚好可以容纳进水管的大小，为了使进水管始终限制在槽里面。

机械创新设计的几点思考

安全管理编号：LX-FS-A70900 机械创新设计的几点思考 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

机械创新设计的几点思考使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。创新是现代知识经济社会的进步基础，也是促进国民经济持续稳定发展的民族根基。本文结合笔者工作实践经验，就机械创新设计作出如下分析讨论。机械的创新设计以机械基础功能的改造、完善为出发点，实现生产机械的能够要求满足工作性能的进步要求，并为企业或单位创造更多的经济利益是是机械创新设计的基本目标。我国在机械制造方面有着十分丰富的经验，专业技术人员将机械的创新设计总结为以下四个步骤：1.结合生产任务和要求来确定机械运作的基本原理；2.对机械的结构类型进行综合比较后再进行选