第一篇：機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐

機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告

一．本次機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐，時(shí)間約持續(xù)2周，主要是進(jìn)行一項(xiàng)具體機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。按老師的要求，大家組隊(duì)完成，每組成員不多于4人。設(shè)計(jì)參考題目如下：

1、仿生爬行機(jī)構(gòu)

2、仿生蠕動(dòng)機(jī)構(gòu)

3、無(wú)動(dòng)力輕便小車(chē)設(shè)計(jì)

4、仿生機(jī)械手設(shè)計(jì)

5、爬樓梯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

6、折疊自行車(chē)設(shè)計(jì)

7、折疊連體桌椅設(shè)計(jì)（……可以不從這7個(gè)中選擇）

二．大家主要是查找資料，參考機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械原理等書(shū)，每個(gè)小組獨(dú)立自主完成。設(shè)計(jì)期間，大家可以去工程訓(xùn)練中心內(nèi)燃機(jī)樓前面的那棟樓里觀察模型，請(qǐng)教老師等。設(shè)計(jì)完成后，需要交一份機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告，注意是每個(gè)人都得交，同一小組的不同成員其設(shè)計(jì)成果都相同，但報(bào)告內(nèi)容應(yīng)該側(cè)重不同的要點(diǎn)，如其中一個(gè)人側(cè)重寫(xiě)總體設(shè)計(jì)方案，其中一人側(cè)重寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算等。

三．報(bào)告的內(nèi)容包括如下：

姓名班級(jí)學(xué)號(hào)日期

小組成員：（ABC）

題目：（如一種仿生爬行機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)等）

1.設(shè)計(jì)目的（設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是用來(lái)干啥的）

2.設(shè)計(jì)要求（功能，能夠完成那些具體的工作）

3.設(shè)計(jì)內(nèi)容

a)總體方案設(shè)計(jì)

? 不同方案的選擇比較（如不同的傳動(dòng)方案等）

? 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)設(shè)計(jì)（仿生爬行機(jī)構(gòu)會(huì)涉及循環(huán)設(shè)計(jì)，如先動(dòng)哪只腿，后動(dòng)哪只腿等）

? 總體機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

b)各子機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（用到的齒輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)等）

c)機(jī)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算

4.總結(jié)

a)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)

b)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用及意義

c)對(duì)這種機(jī)構(gòu)的展望

d)設(shè)計(jì)過(guò)程中的體會(huì)

5.參考文獻(xiàn)

四．報(bào)告要求：

1.一律上交打印件，A4紙，其中圖紙部分可以用A3或A2甚至更大號(hào)紙張

2.按班級(jí)收齊，元旦前上交。所以大家得在30號(hào)前交給我。

第二篇：創(chuàng)新實(shí)踐-趣味機(jī)械

創(chuàng)新實(shí)踐課程

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

項(xiàng)目名稱(chēng)：趣味機(jī)械制作

姓名：雷 浩 學(xué)號(hào)：20133956 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：核燃1301 姓名：蔣 毅 學(xué)號(hào)：20135280 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：食品1304 姓名：陳 琪 玉 學(xué)號(hào)：20135239 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：食品1304

指導(dǎo)老師：張立紅

報(bào)告提交時(shí)間： 2016年 5 月 11 日

一、項(xiàng)目目的與要求

1、目的 綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和創(chuàng)新技法，實(shí)用廢棄有機(jī)玻璃等材料自主設(shè)計(jì)和制作一個(gè)機(jī)械，掌握所制作的小車(chē)的工作原理、設(shè)計(jì)方法和制作方法，提高學(xué)生獨(dú)立思考、自主設(shè)計(jì)和實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作與創(chuàng)新精神。

2、要求（1）運(yùn)用創(chuàng)新方法制作一個(gè)機(jī)械；

（2）制作的機(jī)械盡量穩(wěn)定。

3、通過(guò)設(shè)計(jì)制作動(dòng)力小車(chē)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及創(chuàng)新維和創(chuàng)新意識(shí)。

二、設(shè)計(jì)與制作方案

創(chuàng)新技法：

1、智力激勵(lì)法

（1）在準(zhǔn)備的階段首先要告訴參加會(huì)議的相關(guān)人，并且要確定好所要功克的目標(biāo)，這樣的話(huà)我們就可以有的放矢，不會(huì)盲目的亂討論，這樣就節(jié)省了很多寶貴的時(shí)間，還又就是要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行初步的分析，努力做到將大問(wèn)題分解為過(guò)各小問(wèn)題，這樣就可以在分組討論的時(shí)候提高工作效率。所以，在準(zhǔn)備的階段時(shí)候，我們要謹(jǐn)慎行事。這一步對(duì)后面的討論至關(guān)重要。

另外，在舉行會(huì)議的同時(shí)，我們還需要記錄，這樣在會(huì)議結(jié)束后就可以對(duì)這記錄再做出相關(guān)的決定，這對(duì)目標(biāo)的確定又很大的幫助。

再是對(duì)參與的人盡量讓各種專(zhuān)業(yè)的人同時(shí)參加，這樣可以保證集思廣益，意見(jiàn)就是多方面的，可以保證充足的意見(jiàn)來(lái)源，就不會(huì)像幾各同專(zhuān)業(yè)的人那樣受到局限，這也是非常重要的。

會(huì)議的時(shí)間不能太長(zhǎng)，同時(shí)也不能太短，要適度把握就好，在會(huì)議中我們要遵循以下原則：會(huì)議氛圍自由奔放，嚴(yán)禁批判，以謀求設(shè)想數(shù)量為主，善于用別人的想法開(kāi)拓自己的思路。

2、設(shè)問(wèn)法

它是針對(duì)創(chuàng)造的目標(biāo)從很多方面用一覽表列出一系列思考問(wèn)題。

比如說(shuō)，在現(xiàn)成的成果中有沒(méi)有其他的更多的用途？還有沒(méi)有更好的點(diǎn)子？或者說(shuō)更好的想法？還可以改進(jìn)嗎？可以和什么結(jié)合？結(jié)合后會(huì)成功嗎？等等。

比如說(shuō)我們?nèi)粘Ｉ钪械牧酪录艹肆酪路€有其他的用途嗎？又比晾衣更好的用途嗎？我們的晾衣架可以改進(jìn)嗎？還可以和什么結(jié)合呢？結(jié)合會(huì)有什么更好的用途嗎？

3、聯(lián)合組合法

聯(lián)想組合法的思維基礎(chǔ)是聯(lián)想思維，它依據(jù)的原理主要是組合創(chuàng)造原理。

比如：我們吃的白糖和鹽又什么關(guān)系呢？看起來(lái)這是兩種截然無(wú)關(guān)的事物，雖然它們?cè)陬伾际前咨?。但是我們?cè)谶M(jìn)行聯(lián)想組合的時(shí)候，思想一定要開(kāi)放，我們不能被“不可能聯(lián)系在一起的”框框束縛住我們的思維。

我們?cè)倮媒裹c(diǎn)組合法： 第一步，確定我們的焦點(diǎn)物是玻璃板。第二步，另外我們選取小車(chē)進(jìn)行聯(lián)想。

第三步，我們用發(fā)散性思維分析玻璃板并將其與小車(chē)進(jìn)行強(qiáng)制聯(lián)想組合。我們可以將小車(chē)建立在玻璃板上。

第四步，玻璃板可以制作小車(chē)的外殼以及底板，再加上支撐軸和輪子就能組成一個(gè)小車(chē)。

儀器設(shè)備與材料：電鉆、咬鉗、膠水、鋸子、挫刀;有機(jī)玻璃板、鐵絲、塑料輪子

前期思路：在做小車(chē)之前我們先在網(wǎng)上搜索資料，并設(shè)計(jì)出小車(chē)的大小、形狀等，畫(huà)出設(shè)計(jì)圖。

三、設(shè)計(jì)制作過(guò)程

本小組注重團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)和合理分工的合作理念，各成員均有負(fù)責(zé)項(xiàng)目部分，力求讓每個(gè)同學(xué)參與其中，都有所收獲。

1、前期分工階段。制作初期，本小組按照?qǐng)?zhí)行方案進(jìn)行初步制作階段的分工，主要包含以下個(gè)部分：尺寸的確定；樣板圖的制作；材料的整合、切割；簡(jiǎn)單模型的制作；數(shù)據(jù)收集；在老師指導(dǎo)下修正方案等。

2、集中制作階段。經(jīng)過(guò)前期的初步分工合作后，將成型的材料和模擬實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)以及修正方案進(jìn)行參照，小組成員集中在實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行正式的小車(chē)制作。制作過(guò)程中難免出現(xiàn)未預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題，本小組成員均能通過(guò)各種嘗試途徑進(jìn)行解決，在此階段不僅能鍛煉大家的動(dòng)手能力，更能體現(xiàn)出團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。

3、調(diào)試階段。為符合項(xiàng)目要求，在制作小車(chē)模型成功后需進(jìn)行性能調(diào)試，以確保能達(dá)到行進(jìn)至少5M的要求。在此階段，本小組順利得到滿(mǎn)意的測(cè)試結(jié)果，為精益求精，在允許范圍內(nèi)，本小組繼續(xù)進(jìn)行小車(chē)的改造，我們首先修整了小車(chē)的外表。同時(shí)為了減小摩擦，車(chē)軸和車(chē)身之間的連接使用軸承。

附錄：

感想與收獲

首先真的很高心可以有機(jī)會(huì)參加大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目。興趣是最好的老師，在大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目中我學(xué)到了很多。在多次和指導(dǎo)老師交流的過(guò)程中對(duì)現(xiàn)在的中國(guó)的能源和照明情況有了更深一步的了解，對(duì)國(guó)家的節(jié)能工作也有了進(jìn)一步了解。

由于這次只是以小組成員的身份參加大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，工作量不是很大，但卻需要持之以恒的精神，每周三都要去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行打磨制作，使我們的動(dòng)手能力變強(qiáng)了。我們作為新一代的大學(xué)生更有義務(wù)肩負(fù)這項(xiàng)使命，努力學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，在大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目中多多學(xué)習(xí)，多多思考，爭(zhēng)取在以后的人生道路中可以對(duì)國(guó)家節(jié)能這方面做出貢獻(xiàn)。而且在查找有資質(zhì)的節(jié)能認(rèn)證機(jī)構(gòu)的過(guò)程中，也了解到國(guó)家關(guān)于節(jié)能這方面相應(yīng)的法律、法規(guī)。

項(xiàng)目的開(kāi)展需要學(xué)會(huì)自主的學(xué)習(xí)，這是參加大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目與課堂學(xué)習(xí)最大的不同與收獲。平時(shí)的課堂學(xué)習(xí)，老師都會(huì)給我們強(qiáng)調(diào)什么是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，同時(shí)又通過(guò)課下作業(yè)進(jìn)行強(qiáng)化，把握知識(shí)相對(duì)較容易；但是在項(xiàng)目中，遇到的問(wèn)題往往需要寬廣的知識(shí)面及一定的開(kāi)發(fā)經(jīng)歷解決，沒(méi)有人能直接的告訴你問(wèn)題原因所在，不能及時(shí)的解決問(wèn)題。在這種情況下，自己就要能夠分析出問(wèn)題可能出現(xiàn)的原因，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源及相關(guān)書(shū)籍進(jìn)行學(xué)習(xí)，與自己的實(shí)驗(yàn)條件等信息進(jìn)行比較，經(jīng)不斷的修改調(diào)試去解決問(wèn)題。因此，具有自主學(xué)習(xí)的能力顯得比較重要。

項(xiàng)目的開(kāi)展需要團(tuán)隊(duì)合作交流，它不僅關(guān)系著項(xiàng)目開(kāi)展的進(jìn)度快慢的問(wèn)題，而且關(guān)系這一個(gè)團(tuán)隊(duì)能否堅(jiān)持到最后并取得一定成績(jī)。很開(kāi)心的就是這次比賽中每個(gè)成員都發(fā)揮了各自的長(zhǎng)處，使得項(xiàng)目開(kāi)展的很是順利，這也是我明白團(tuán)隊(duì)合作的重要性。

第三篇：機(jī)械創(chuàng)新1-機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

天津工程師范學(xué)院

機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

機(jī)械工程系機(jī)制07班學(xué)生編號(hào).課程設(shè)計(jì)課題：“輝煌金塔”機(jī)器人方案設(shè)計(jì)

一、課程設(shè)計(jì)工作日自2010 年1 月11 日至2009年1月22日

二、同組學(xué)生：

三、課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求（包括課題來(lái)源、類(lèi)型、目的和意義、基本要求、完成時(shí)間、主

要參考資料等）：

目的和意義：由全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人電視大賽的“輝煌金塔”主題，要求根據(jù)比賽主題與規(guī)則和有關(guān)要求進(jìn)行機(jī)器人方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的機(jī)構(gòu)來(lái)完成特定功能的動(dòng)作。需要將機(jī)械原理課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于“輝煌金塔”機(jī)器人方案設(shè)計(jì)中，提出機(jī)械系統(tǒng)的幾種運(yùn)動(dòng)方案，并對(duì)各種運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行對(duì)比分析和評(píng)價(jià)選擇，要求設(shè)計(jì)方案有創(chuàng)意，完成功能有新意。

基本要求：

（1）掌握機(jī)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)的知識(shí)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容。

（2）設(shè)計(jì)該機(jī)械系統(tǒng)的幾種運(yùn)動(dòng)方案，對(duì)各運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行對(duì)比分析和方案選擇；

（3）對(duì)選定方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)、分析和相應(yīng)的評(píng)價(jià)。

（4）確定各機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的幾何尺寸，繪制機(jī)器人設(shè)計(jì)方案機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（A3圖紙）。

（5）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。

要求1月22日前完成，提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行答辯驗(yàn)收。

參考資料：

收集查閱有關(guān)機(jī)器人知識(shí)，全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人電視大賽有關(guān)內(nèi)容與規(guī)則等資料，機(jī)器人技術(shù)的有關(guān)資料文獻(xiàn)。參考的有關(guān)文獻(xiàn)：

（1）申永勝.機(jī)械原理.清華大學(xué)出版社.（2）孫桓,陳作模.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社

（3）張春林.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社

（4）姜琪.機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社

指導(dǎo)教師簽字：教研室主任簽字：

第四篇：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì).

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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實(shí)訓(xùn)班級(jí)： 組長(zhǎng)姓名： 組員姓名： 組員姓名： 組員姓名： 組員姓名： 組員姓名： 組員姓名： 組員姓名：

學(xué)號(hào)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)號(hào)：

目錄

摘要..................................................................................................................................................3 1 課題背景及意義...........................................................................................................................3

1.1 課題背景............................................................................................................................3 1.2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)意義....................................................................................................................3 2 設(shè)計(jì)條件與要求...........................................................................................................................3

2.1..............................................................................................................................................3 2.2..............................................................................................................................................3 2.3..............................................................................................................................................3 3 方案選擇.......................................................................................................................................4

3.1..............................................................................................................................................4 3.2..............................................................................................................................................4 3.3..............................................................................................................................................4 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).......................................................................................................................................4

4.1..............................................................................................................................................4 4.2..............................................................................................................................................4 5 分析計(jì)算.......................................................................................................................................4

5.1..............................................................................................................................................4 5.2..............................................................................................................................................5 6 創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用...............................................................................................................................5

6.1..............................................................................................................................................5 6.2..............................................................................................................................................5 6.3..............................................................................................................................................5 7 總結(jié)..............................................................................................................................................5

7.1..............................................................................................................................................5 7.2..............................................................................................................................................5 8 參考文獻(xiàn).......................................................................................................................................5

摘要 課題背景及意義

1.1 課題背景

1.2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)意義 設(shè)計(jì)條件與要求

2.1

2.2

2.3 方案選擇

3.1

3.2

3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1

4.2 分析計(jì)算

5.1 理論分析與計(jì)算

5.2 工作原理 創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用

6.1

6.2

6.3 總結(jié)

7.1

7.2 參考文獻(xiàn)

附圖： 附圖一 附圖二 …… 附圖N

第五篇：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

摘要

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指規(guī)劃構(gòu)思出新穎有價(jià)值的機(jī)械產(chǎn)品的活動(dòng)過(guò)程，而機(jī)構(gòu)創(chuàng)新是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面。本文首先簡(jiǎn)述了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，隨后針對(duì)機(jī)構(gòu)創(chuàng)新方面進(jìn)行了舉例說(shuō)明，最后以折疊式擔(dān)架車(chē)為實(shí)例對(duì)機(jī)構(gòu)創(chuàng)新在機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。關(guān)鍵詞

機(jī)械 創(chuàng)新 設(shè)計(jì) 機(jī)構(gòu) 再生 原理

一、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)概述

1、引言

機(jī)械設(shè)計(jì)是指根據(jù)使用要求對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、潤(rùn)滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械設(shè)計(jì)分為以下幾步：第一步就是敢發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，感悟需求；第二步是弄清問(wèn)題的本質(zhì)；第三步是尋求問(wèn)題的科學(xué)原理解，解決問(wèn)題都是要遵循科學(xué)原理或利用科學(xué)規(guī)律、現(xiàn)象；第四步是選定科學(xué)原理解，規(guī)劃工藝動(dòng)作，規(guī)劃功能；第五步是機(jī)械系統(tǒng)的構(gòu)思，尺度綜合；第六步是機(jī)械系統(tǒng)的評(píng)價(jià)選優(yōu)；第七步是對(duì)被選定機(jī)械系統(tǒng)作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；第八步是造型包裝設(shè)計(jì)。

創(chuàng)新是以新思維、新發(fā)明和新描述為特征的一種概念化過(guò)程。起源于拉丁語(yǔ)，它原意有三層含義，第一，更新；第二，創(chuàng)造新的東西；第三，改變。創(chuàng)新是人類(lèi)特有的認(rèn)識(shí)能力和實(shí)踐能力，是人類(lèi)主觀能動(dòng)性的高級(jí)表現(xiàn)形式，是推動(dòng)民族進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的不竭動(dòng)力。

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力和智慧，利用人類(lèi)已有的相關(guān)科學(xué)理論、方法和原理，進(jìn)行新的構(gòu)思，設(shè)計(jì)出新穎、有刨造性及實(shí)用性的機(jī)構(gòu)和機(jī)械產(chǎn)品[1]。

2、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

狹義的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指規(guī)劃構(gòu)思出新穎有價(jià)值的機(jī)械產(chǎn)品的活動(dòng)過(guò)程，它的標(biāo)志是設(shè)計(jì)產(chǎn)品具有新穎性。廣義的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)該包括設(shè)計(jì)思想方法、手段的創(chuàng)新。一般情況下，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)被理解為狹義的。

從機(jī)械的定義、機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程看機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)涵主要在以下幾方面[2]： 1)產(chǎn)品功能的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。包括滿(mǎn)足人類(lèi)需求的全新功能的產(chǎn)品和增加新功能的產(chǎn)品的創(chuàng)造。

2)完成產(chǎn)品功能的新的科學(xué)原理的運(yùn)用。

3)實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作的新規(guī)劃，用工藝動(dòng)作完成產(chǎn)品功能是機(jī)械產(chǎn)品的重要特征。4)機(jī)械系統(tǒng)的創(chuàng)新組合。

5)機(jī)構(gòu)創(chuàng)新，包括基本機(jī)構(gòu)的演變創(chuàng)新和機(jī)構(gòu)的組合創(chuàng)新。

6)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。機(jī)器由具體的功能結(jié)構(gòu)結(jié)合而成，結(jié)構(gòu)元素的變化構(gòu)成機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)最為具體的部分。

7)檢測(cè)控制系統(tǒng)創(chuàng)新。8)產(chǎn)品造形創(chuàng)新。

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容是“新”字，構(gòu)成一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的某一部分相對(duì)于舊有產(chǎn)品而言，具有新穎價(jià)值，其設(shè)計(jì)過(guò)程中就進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)只是機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)產(chǎn)品規(guī)劃構(gòu)思的某些部分作了新穎有價(jià)值的設(shè)計(jì)。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)只是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，前者不能取代后者。

本文將針對(duì)機(jī)構(gòu)創(chuàng)新這一點(diǎn)，闡述機(jī)構(gòu)學(xué)相關(guān)理論在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。

二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新

1、新機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

任何一個(gè)設(shè)計(jì)，其首要工作應(yīng)明確設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)任務(wù)以及設(shè)計(jì)出機(jī)構(gòu)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能。機(jī)械系統(tǒng)的功能分析是機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中非常重要的環(huán)節(jié)，是后續(xù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。最基本的功能分析是確定輸入、輸出運(yùn)動(dòng)形式和相關(guān)約束條件，從而總結(jié)出為實(shí)現(xiàn)所需功能所需的機(jī)構(gòu)自由度、各類(lèi)型構(gòu)件數(shù)目、機(jī)構(gòu)中各類(lèi)運(yùn)動(dòng)副的分配情況等[3]。在進(jìn)行機(jī)械裝置的功能分析之后，可根據(jù)現(xiàn)有的單鉸運(yùn)動(dòng)鏈圖譜找出滿(mǎn)足機(jī)構(gòu)自由度要求和基本功能要求的單鉸運(yùn)動(dòng)鏈，且這些僅含連桿與轉(zhuǎn)動(dòng)副的所有單鉸運(yùn)動(dòng)鏈原型可作為下一步創(chuàng)新綜合的基礎(chǔ)。

例如，要求設(shè)計(jì)一個(gè)能較精確地實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律(將轉(zhuǎn)動(dòng)變換為移動(dòng))的傳動(dòng)系統(tǒng)——凸輪控制機(jī)構(gòu)。則可確定凸輪為原動(dòng)件，滑塊為輸出構(gòu)件，該凸輪要求恒速轉(zhuǎn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)滑塊沿固定導(dǎo)軌移動(dòng)。而滑塊要按規(guī)定的行程作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。按以上要求分析，機(jī)構(gòu)的自由度為l，應(yīng)選擇F=l的運(yùn)動(dòng)鏈，而滿(mǎn)足需求的最簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)鏈為平面四桿鏈。由于機(jī)構(gòu)中存在凸輪高副，且輸出為移動(dòng)副，則應(yīng)對(duì)四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)副的替代，不難發(fā)現(xiàn)替代后運(yùn)動(dòng)鏈為1R1P1Z[4]形式(R為轉(zhuǎn)動(dòng)副、P為移動(dòng)副、Z為凸輪高副)。同時(shí)可明確輸入運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)件1為驅(qū)動(dòng)件(即為凸輪)，輸出運(yùn)動(dòng)為移動(dòng)，構(gòu)件3為輸出件(滑塊)，構(gòu)件2為相對(duì)固定的機(jī)架，從而得到其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-1所示。滾子4并非運(yùn)動(dòng)鏈中的構(gòu)件，在此只是起到減少凸輪副磨擦損耗的作用。

圖2-1平面四桿運(yùn)動(dòng)鏈替代后的機(jī)構(gòu)

若要滿(mǎn)足力或運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)大功能，則可分別選擇瓦特鏈與斯蒂芬森鏈為原型的六桿運(yùn)動(dòng)鏈并使機(jī)構(gòu)中同時(shí)存在凸輪高副和齒輪高副。先來(lái)討論瓦特鏈的形式，如圖2-2所示。根據(jù)運(yùn)動(dòng)副替代方法，可將瓦特鏈中的構(gòu)件2與轉(zhuǎn)動(dòng)副B和C替代為凸輪副HS，構(gòu)件l則為凸輪；構(gòu)件4與轉(zhuǎn)動(dòng)副E和G替代為齒輪副HS，構(gòu)件3為齒輪，構(gòu)件5為齒條也即是滑塊。接下來(lái)確定出三元素桿6為機(jī)架，即可設(shè)計(jì)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖2-3所示。圖中l(wèi)為主動(dòng)凸輪，通過(guò)主動(dòng)凸輪帶動(dòng)齒輪3擺動(dòng)，再通過(guò)齒輪齒條的嚙合，實(shí)現(xiàn)滑塊5的往復(fù)移動(dòng)輸出，達(dá)到預(yù)期功能。

圖2-2 替代后的瓦特鏈

圖2-3 根據(jù)瓦特鏈創(chuàng)作的機(jī)構(gòu)

再來(lái)看斯蒂芬森鏈，如圖2-4所示?？蓪?gòu)件2和轉(zhuǎn)動(dòng)副B和C替代為凸輪副HS，構(gòu)件1則為凸輪；構(gòu)件5與轉(zhuǎn)動(dòng)副E和F替代為齒輪副HS，構(gòu)件3為齒輪，構(gòu)件6為齒條。此時(shí)三元素桿3既是與凸輪連接的從動(dòng)桿，又是齒輪。三元素桿6則

既可能成為帶固定齒條的機(jī)架(如圖2-5a所示)，也可能成為與機(jī)架通過(guò)移動(dòng)副連接的齒條滑塊(如圖2-5b所示)。從而可能得出兩種不同結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)。

圖2-4替代后的斯蒂芬森鏈

圖2-5 根據(jù)斯蒂芬森鏈創(chuàng)新出的機(jī)構(gòu)

圖2-5a方案是以構(gòu)件6為帶固定齒條的機(jī)架，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)凸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用凸輪傳動(dòng)使齒輪3實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，由于齒輪3與機(jī)架6所含齒條的嚙合，齒輪3的中心相對(duì)于機(jī)架6成往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)齒輪3與滑塊4的鉸接，最終形成滑塊4相對(duì)于機(jī)架6的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)輸出。圖2-5b方案是以構(gòu)件4為機(jī)架，通過(guò)凸輪驅(qū)動(dòng)輸入轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)凸輪1將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給齒輪3，齒輪3與滑塊齒條6嚙合，使滑塊齒條6相對(duì)機(jī)架4作往復(fù)移動(dòng)輸出。在上述方案中為減少凸輪上的磨擦損耗均采用了滾子結(jié)構(gòu)。

2、基于原機(jī)構(gòu)的再生創(chuàng)新與綜合

另一種基于現(xiàn)有裝置的再生創(chuàng)新綜合，其設(shè)計(jì)全過(guò)程可分如下5步：(1)明確所設(shè)計(jì)機(jī)器的功能要求，并作相關(guān)調(diào)研；(2)根據(jù)已有的機(jī)構(gòu)將其轉(zhuǎn)換成僅含構(gòu)件和轉(zhuǎn)動(dòng)副的單鉸運(yùn)動(dòng)鏈；(3)是根據(jù)原型單鉸運(yùn)動(dòng)鏈的基本特性進(jìn)行構(gòu)型綜合，即在機(jī)構(gòu)自由度保持不變的情況下，根據(jù)需要可適當(dāng)調(diào)整原機(jī)構(gòu)桿件數(shù)，并對(duì)其各類(lèi)運(yùn)動(dòng)鏈型綜合而獲得所有獨(dú)立異構(gòu)的運(yùn)動(dòng)鏈；(4)是根據(jù)設(shè)計(jì)的功能需求與約束條件，選取滿(mǎn)足條件的運(yùn)動(dòng)鏈，并進(jìn)行機(jī)構(gòu)的演化與創(chuàng)新；(5)最后進(jìn)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，得到機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖[5]?，F(xiàn)以一個(gè)凸輪控制機(jī)構(gòu)的創(chuàng)

新設(shè)計(jì)為例作簡(jiǎn)單討論。

已知一凸輪控制機(jī)構(gòu)使一個(gè)大質(zhì)量M，按給定的行程D作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，要求根據(jù)創(chuàng)新綜合方法，提出其它設(shè)計(jì)方案，并要求比原機(jī)構(gòu)能獲得更大的機(jī)械效益。

首先應(yīng)明確機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本功能是用機(jī)械效益大的凸輪控制機(jī)構(gòu)去驅(qū)動(dòng)連接點(diǎn)P，同時(shí)機(jī)構(gòu)的自由度應(yīng)為1。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，僅研究驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P之前的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它是F=1的凸輪搖桿機(jī)構(gòu)，其對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)鏈如圖2-6所示。

圖2-6 傳動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)鏈圖

接下來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)鏈的綜合。因創(chuàng)新機(jī)構(gòu)需要獲得更大的機(jī)械效益，故應(yīng)考慮增加機(jī)構(gòu)桿件數(shù)。為保證自由度不變，最少應(yīng)增加2個(gè)桿件，則得到新裝置應(yīng)為六桿運(yùn)動(dòng)鏈，它僅有2種獨(dú)立異構(gòu)型式，即瓦特鏈與斯蒂芬森鏈。以斯蒂芬森鏈為例，根據(jù)功能需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)的演化。因該裝置為凸輪控制機(jī)構(gòu)，必然進(jìn)行運(yùn)動(dòng)副的替代，即用一個(gè)凸輪副去替代運(yùn)動(dòng)鏈中的一個(gè)二元素桿與2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，故得到演化后運(yùn)動(dòng)鏈，如圖2-7所示，其中虛線(xiàn)表示的Hs即是凸輪副的替代部分[6]。

圖2-7 斯蒂芬森鏈的代替

3、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例

折疊式擔(dān)架車(chē)車(chē)能在急救中快速實(shí)現(xiàn)擔(dān)架與擔(dān)架車(chē)的轉(zhuǎn)換，大大降低了急救時(shí)間。

圖3-1 折疊式擔(dān)架車(chē)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

如圖3-1所示，臺(tái)板承擔(dān)病人，支桿和連桿通過(guò)若干個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與臺(tái)板相連。該設(shè)備中應(yīng)用了4個(gè)萬(wàn)向輪，同高度的4個(gè)為一組，展開(kāi)時(shí)一組工作，折疊時(shí)另一組工作。連桿之間由轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，該擔(dān)架車(chē)由2套這種桿機(jī)構(gòu)組合而成，其中左右對(duì)稱(chēng)的支桿－觸板連桿－短連桿分別組成2套復(fù)合鉸鏈。根據(jù)需要該車(chē)有2個(gè)工作狀態(tài)：高位工作狀態(tài)和低位工作狀態(tài)。高位工作狀態(tài)是該車(chē)作為擔(dān)架車(chē)急救時(shí)推行所用；而低位工作狀態(tài)則是該車(chē)作為擔(dān)架或進(jìn)入救護(hù)車(chē)時(shí)所用[7]。

當(dāng)需要將擔(dān)架車(chē)折疊或?qū)⑵渫粕暇茸o(hù)車(chē)時(shí)，只需要挨著鎖死掛鉤的急救人員將掛鉤7旋轉(zhuǎn)就可以打開(kāi)，如圖2所示。其后面的急救人員用力向前推，前面的支桿3’撞到車(chē)沿，向里面扣進(jìn)來(lái)。由長(zhǎng)連桿6’，短連桿5’和觸板連桿4’組成的桿機(jī)構(gòu)也就是E點(diǎn)向右上方移動(dòng)，之后帶動(dòng)長(zhǎng)連桿6’，在連桿6’的作用下，向右拉動(dòng)支桿3，支桿3也隨動(dòng)向里面扣進(jìn)去。隨后由觸板連桿4，短連桿5和長(zhǎng)連桿6組成的桿機(jī)構(gòu)，也就是B點(diǎn)向左上方移動(dòng)，帶動(dòng)長(zhǎng)連桿6，同時(shí)又給支桿3’ 一個(gè)向里面扣的力。這樣就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)平穩(wěn)折疊的功能。在支桿全部收進(jìn)去后，旋轉(zhuǎn)掛鉤，掛在車(chē)體的臺(tái)板L點(diǎn)的柱銷(xiāo)上，就實(shí)現(xiàn)了折疊時(shí)的鎖死，其示意圖如圖3-2所示。

圖3-2 折疊式擔(dān)架車(chē)示意圖

如果想要將擔(dān)架車(chē)展開(kāi)，只要將L點(diǎn)掛鉤旋轉(zhuǎn)，向外扳動(dòng)一個(gè)觸板連桿。例如扳動(dòng)觸板連桿4’，如圖3-3所示，由連桿組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副短連桿5’和觸板連桿4’運(yùn)動(dòng)到一條直線(xiàn)上。連在E點(diǎn)的長(zhǎng)連桿6’驅(qū)動(dòng)支桿3展開(kāi)。長(zhǎng)連桿6也就是H點(diǎn)向右下方運(yùn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)觸板連桿4，短連桿5組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副成一條直線(xiàn)，驅(qū)動(dòng)支桿3展開(kāi)，最后經(jīng)長(zhǎng)連桿之間它們相互作用成展開(kāi)狀態(tài)。展開(kāi)后將掛鉤掛在支桿的柱銷(xiāo)上進(jìn)行鎖死。

圖3-3 折疊式擔(dān)架車(chē)的折疊狀態(tài)

結(jié)論

進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)要有兩個(gè)必要條件：一是充分獲取適用的知識(shí)；二是要使用符合創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維并能激發(fā)創(chuàng)新思維的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。運(yùn)用機(jī)構(gòu)學(xué)原理進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新，首先要學(xué)習(xí)掌握相關(guān)的機(jī)構(gòu)理論與已有的結(jié)構(gòu)，才能在創(chuàng)新思維的指導(dǎo)下進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)

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