第一篇：創(chuàng)新實踐-趣味機械

創(chuàng)新實踐課程

實驗報告

項目名稱：趣味機械制作

姓名：雷 浩 學號：20133956 專業(yè)班級：核燃1301 姓名：蔣 毅 學號：20135280 專業(yè)班級：食品1304 姓名：陳 琪 玉 學號：20135239 專業(yè)班級：食品1304

指導老師：張立紅

報告提交時間： 2016年 5 月 11 日

一、項目目的與要求

1、目的 綜合運用多學科知識和創(chuàng)新技法，實用廢棄有機玻璃等材料自主設(shè)計和制作一個機械，掌握所制作的小車的工作原理、設(shè)計方法和制作方法，提高學生獨立思考、自主設(shè)計和實踐動手能力，培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作與創(chuàng)新精神。

2、要求（1）運用創(chuàng)新方法制作一個機械；

（2）制作的機械盡量穩(wěn)定。

3、通過設(shè)計制作動力小車培養(yǎng)學生的動手能力、團隊協(xié)作能力以及創(chuàng)新維和創(chuàng)新意識。

二、設(shè)計與制作方案

創(chuàng)新技法：

1、智力激勵法

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

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

再是對參與的人盡量讓各種專業(yè)的人同時參加，這樣可以保證集思廣益，意見就是多方面的，可以保證充足的意見來源，就不會像幾各同專業(yè)的人那樣受到局限，這也是非常重要的。

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

2、設(shè)問法

它是針對創(chuàng)造的目標從很多方面用一覽表列出一系列思考問題。

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

比如說我們?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嗎？還可以和什么結(jié)合呢？結(jié)合會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？看起來這是兩種截然無關(guān)的事物，雖然它們在顏色都是白色的。但是我們在進行聯(lián)想組合的時候，思想一定要開放，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。

我們再利用焦點組合法： 第一步，確定我們的焦點物是玻璃板。第二步，另外我們選取小車進行聯(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進行強制聯(lián)想組合。我們可以將小車建立在玻璃板上。

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

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

前期思路：在做小車之前我們先在網(wǎng)上搜索資料，并設(shè)計出小車的大小、形狀等，畫出設(shè)計圖。

三、設(shè)計制作過程

本小組注重團隊協(xié)調(diào)和合理分工的合作理念，各成員均有負責項目部分，力求讓每個同學參與其中，都有所收獲。

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

2、集中制作階段。經(jīng)過前期的初步分工合作后，將成型的材料和模擬實驗所得數(shù)據(jù)以及修正方案進行參照，小組成員集中在實驗室，進行正式的小車制作。制作過程中難免出現(xiàn)未預(yù)見的問題，本小組成員均能通過各種嘗試途徑進行解決，在此階段不僅能鍛煉大家的動手能力，更能體現(xiàn)出團隊協(xié)作的重要性。

3、調(diào)試階段。為符合項目要求，在制作小車模型成功后需進行性能調(diào)試，以確保能達到行進至少5M的要求。在此階段，本小組順利得到滿意的測試結(jié)果，為精益求精，在允許范圍內(nèi)，本小組繼續(xù)進行小車的改造，我們首先修整了小車的外表。同時為了減小摩擦，車軸和車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會參加大學生創(chuàng)新訓練項目。興趣是最好的老師，在大學生創(chuàng)新訓練項目中我學到了很多。在多次和指導老師交流的過程中對現(xiàn)在的中國的能源和照明情況有了更深一步的了解，對國家的節(jié)能工作也有了進一步了解。

由于這次只是以小組成員的身份參加大學生創(chuàng)新訓練項目，工作量不是很大，但卻需要持之以恒的精神，每周三都要去實驗室進行打磨制作，使我們的動手能力變強了。我們作為新一代的大學生更有義務(wù)肩負這項使命，努力學習科學文化知識，在大學生創(chuàng)新訓練項目中多多學習，多多思考，爭取在以后的人生道路中可以對國家節(jié)能這方面做出貢獻。而且在查找有資質(zhì)的節(jié)能認證機構(gòu)的過程中，也了解到國家關(guān)于節(jié)能這方面相應(yīng)的法律、法規(guī)。

項目的開展需要學會自主的學習，這是參加大學生創(chuàng)新訓練項目與課堂學習最大的不同與收獲。平時的課堂學習，老師都會給我們強調(diào)什么是學習的重點，同時又通過課下作業(yè)進行強化，把握知識相對較容易；但是在項目中，遇到的問題往往需要寬廣的知識面及一定的開發(fā)經(jīng)歷解決，沒有人能直接的告訴你問題原因所在，不能及時的解決問題。在這種情況下，自己就要能夠分析出問題可能出現(xiàn)的原因，并通過網(wǎng)絡(luò)資源及相關(guān)書籍進行學習，與自己的實驗條件等信息進行比較，經(jīng)不斷的修改調(diào)試去解決問題。因此，具有自主學習的能力顯得比較重要。

項目的開展需要團隊合作交流，它不僅關(guān)系著項目開展的進度快慢的問題，而且關(guān)系這一個團隊能否堅持到最后并取得一定成績。很開心的就是這次比賽中每個成員都發(fā)揮了各自的長處，使得項目開展的很是順利，這也是我明白團隊合作的重要性。

第二篇：機械創(chuàng)新實踐

機械創(chuàng)新實踐報告

一．本次機械創(chuàng)新實踐，時間約持續(xù)2周，主要是進行一項具體機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計。按老師的要求，大家組隊完成，每組成員不多于4人。設(shè)計參考題目如下：

1、仿生爬行機構(gòu)

2、仿生蠕動機構(gòu)

3、無動力輕便小車設(shè)計

4、仿生機械手設(shè)計

5、爬樓梯機構(gòu)設(shè)計

6、折疊自行車設(shè)計

7、折疊連體桌椅設(shè)計（……可以不從這7個中選擇）

二．大家主要是查找資料，參考機械設(shè)計，機械原理等書，每個小組獨立自主完成。設(shè)計期間，大家可以去工程訓練中心內(nèi)燃機樓前面的那棟樓里觀察模型，請教老師等。設(shè)計完成后，需要交一份機械創(chuàng)新實踐報告，注意是每個人都得交，同一小組的不同成員其設(shè)計成果都相同，但報告內(nèi)容應(yīng)該側(cè)重不同的要點，如其中一個人側(cè)重寫總體設(shè)計方案，其中一人側(cè)重寫設(shè)計計算等。

三．報告的內(nèi)容包括如下：

姓名班級學號日期

小組成員：（ABC）

題目：（如一種仿生爬行機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計等）

1.設(shè)計目的（設(shè)計的機構(gòu)是用來干啥的）

2.設(shè)計要求（功能，能夠完成那些具體的工作）

3.設(shè)計內(nèi)容

a)總體方案設(shè)計

? 不同方案的選擇比較（如不同的傳動方案等）

? 機構(gòu)運動循環(huán)設(shè)計（仿生爬行機構(gòu)會涉及循環(huán)設(shè)計，如先動哪只腿，后動哪只腿等）

? 總體機構(gòu)運動簡圖

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

c)機構(gòu)相關(guān)設(shè)計計算

4.總結(jié)

a)所設(shè)計機構(gòu)的特點

b)所設(shè)計機構(gòu)的實際應(yīng)用及意義

c)對這種機構(gòu)的展望

d)設(shè)計過程中的體會

5.參考文獻

四．報告要求：

1.一律上交打印件，A4紙，其中圖紙部分可以用A3或A2甚至更大號紙張

2.按班級收齊，元旦前上交。所以大家得在30號前交給我。

第三篇：機械創(chuàng)新1-機械創(chuàng)新實踐課程設(shè)計任務(wù)書

天津工程師范學院

機械創(chuàng)新實踐課程設(shè)計任務(wù)書

機械工程系機制07班學生編號.課程設(shè)計課題：“輝煌金塔”機器人方案設(shè)計

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

二、同組學生：

三、課程設(shè)計任務(wù)要求（包括課題來源、類型、目的和意義、基本要求、完成時間、主

要參考資料等）：

目的和意義：由全國大學生機器人電視大賽的“輝煌金塔”主題，要求根據(jù)比賽主題與規(guī)則和有關(guān)要求進行機器人方案設(shè)計，設(shè)計出相應(yīng)的機構(gòu)來完成特定功能的動作。需要將機械原理課程的基礎(chǔ)理論知識、基本設(shè)計方法應(yīng)用于“輝煌金塔”機器人方案設(shè)計中，提出機械系統(tǒng)的幾種運動方案，并對各種運動方案進行對比分析和評價選擇，要求設(shè)計方案有創(chuàng)意，完成功能有新意。

基本要求：

（1）掌握機構(gòu)的選型與設(shè)計的知識，機械運動方案設(shè)計的內(nèi)容。

（2）設(shè)計該機械系統(tǒng)的幾種運動方案，對各運動方案進行對比分析和方案選擇；

（3）對選定方案進行詳細設(shè)計、分析和相應(yīng)的評價。

（4）確定各機構(gòu)中各構(gòu)件的幾何尺寸，繪制機器人設(shè)計方案機構(gòu)運動簡圖（A3圖紙）。

（5）編寫設(shè)計說明書一份。

要求1月22日前完成，提交設(shè)計說明書、設(shè)計圖紙，進行答辯驗收。

參考資料：

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

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

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

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

指導教師簽字：教研室主任簽字：

第四篇：機械創(chuàng)新設(shè)計.

機械創(chuàng)新設(shè)計實訓設(shè)計說明書

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實訓班級： 組長姓名： 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：

學號： 學號： 學號： 學號： 學號： 學號： 學號： 學號：

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)計意義....................................................................................................................3 2 設(shè)計條件與要求...........................................................................................................................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.......................................................................................................................................4

4.1..............................................................................................................................................4 4.2..............................................................................................................................................4 5 分析計算.......................................................................................................................................4

5.1..............................................................................................................................................4 5.2..............................................................................................................................................5 6 創(chuàng)新點及應(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.......................................................................................................................................5

摘要 課題背景及意義

1.1 課題背景

1.2 創(chuàng)新設(shè)計意義 設(shè)計條件與要求

2.1

2.2

2.3 方案選擇

3.1

3.2

3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.1

4.2 分析計算

5.1 理論分析與計算

5.2 工作原理 創(chuàng)新點及應(yīng)用

6.1

6.2

6.3 總結(jié)

7.1

7.2 參考文獻

附圖： 附圖一 附圖二 …… 附圖N

第五篇：機械創(chuàng)新設(shè)計

機械創(chuàng)新設(shè)計中的機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計

摘要

機械創(chuàng)新設(shè)計是指規(guī)劃構(gòu)思出新穎有價值的機械產(chǎn)品的活動過程，而機構(gòu)創(chuàng)新是機械創(chuàng)新設(shè)計的一個重要方面。本文首先簡述了機械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)涵，隨后針對機構(gòu)創(chuàng)新方面進行了舉例說明，最后以折疊式擔架車為實例對機構(gòu)創(chuàng)新在機械設(shè)計創(chuàng)新中的應(yīng)用進行了簡要介紹。關(guān)鍵詞

機械 創(chuàng)新 設(shè)計 機構(gòu) 再生 原理

一、機械創(chuàng)新設(shè)計概述

1、引言

機械設(shè)計是指根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構(gòu)思、分析和計算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。一般來說，機械設(shè)計分為以下幾步：第一步就是敢發(fā)現(xiàn)問題，感悟需求；第二步是弄清問題的本質(zhì)；第三步是尋求問題的科學原理解，解決問題都是要遵循科學原理或利用科學規(guī)律、現(xiàn)象；第四步是選定科學原理解，規(guī)劃工藝動作，規(guī)劃功能；第五步是機械系統(tǒng)的構(gòu)思，尺度綜合；第六步是機械系統(tǒng)的評價選優(yōu)；第七步是對被選定機械系統(tǒng)作結(jié)構(gòu)設(shè)計；第八步是造型包裝設(shè)計。

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程。起源于拉丁語，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)新是人類特有的認識能力和實踐能力，是人類主觀能動性的高級表現(xiàn)形式，是推動民族進步和社會發(fā)展的不竭動力。

機械創(chuàng)新設(shè)計是充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力和智慧，利用人類已有的相關(guān)科學理論、方法和原理，進行新的構(gòu)思，設(shè)計出新穎、有刨造性及實用性的機構(gòu)和機械產(chǎn)品[1]。

2、機械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)涵

狹義的機械創(chuàng)新設(shè)計是指規(guī)劃構(gòu)思出新穎有價值的機械產(chǎn)品的活動過程，它的標志是設(shè)計產(chǎn)品具有新穎性。廣義的機械創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)該包括設(shè)計思想方法、手段的創(chuàng)新。一般情況下，機械創(chuàng)新設(shè)計被理解為狹義的。

從機械的定義、機械設(shè)計過程看機械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)涵主要在以下幾方面[2]： 1)產(chǎn)品功能的創(chuàng)新設(shè)計。包括滿足人類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)品功能的新的科學原理的運用。

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

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

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

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

機械創(chuàng)新設(shè)計的實質(zhì)內(nèi)容是“新”字，構(gòu)成一個機械產(chǎn)品的某一部分相對于舊有產(chǎn)品而言，具有新穎價值，其設(shè)計過程中就進行了創(chuàng)新設(shè)計。機械創(chuàng)新設(shè)計只是機械設(shè)計過程中，對產(chǎn)品規(guī)劃構(gòu)思的某些部分作了新穎有價值的設(shè)計。機械創(chuàng)新設(shè)計只是機械設(shè)計中的一個環(huán)節(jié)，前者不能取代后者。

本文將針對機構(gòu)創(chuàng)新這一點，闡述機構(gòu)學相關(guān)理論在機械創(chuàng)新設(shè)計方面的應(yīng)用。

二、機械創(chuàng)新設(shè)計中的機構(gòu)創(chuàng)新

1、新機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計

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

例如，要求設(shè)計一個能較精確地實現(xiàn)預(yù)期運動規(guī)律(將轉(zhuǎn)動變換為移動)的傳動系統(tǒng)——凸輪控制機構(gòu)。則可確定凸輪為原動件，滑塊為輸出構(gòu)件，該凸輪要求恒速轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動滑塊沿固定導軌移動。而滑塊要按規(guī)定的行程作往復運動。按以上要求分析，機構(gòu)的自由度為l，應(yīng)選擇F=l的運動鏈，而滿足需求的最簡單運動鏈為平面四桿鏈。由于機構(gòu)中存在凸輪高副，且輸出為移動副，則應(yīng)對四桿機構(gòu)進行運動副的替代，不難發(fā)現(xiàn)替代后運動鏈為1R1P1Z[4]形式(R為轉(zhuǎn)動副、P為移動副、Z為凸輪高副)。同時可明確輸入運動為轉(zhuǎn)動，構(gòu)件1為驅(qū)動件(即為凸輪)，輸出運動為移動，構(gòu)件3為輸出件(滑塊)，構(gòu)件2為相對固定的機架，從而得到其機構(gòu)簡圖如圖2-1所示。滾子4并非運動鏈中的構(gòu)件，在此只是起到減少凸輪副磨擦損耗的作用。

圖2-1平面四桿運動鏈替代后的機構(gòu)

若要滿足力或運動的擴大功能，則可分別選擇瓦特鏈與斯蒂芬森鏈為原型的六桿運動鏈并使機構(gòu)中同時存在凸輪高副和齒輪高副。先來討論瓦特鏈的形式，如圖2-2所示。根據(jù)運動副替代方法，可將瓦特鏈中的構(gòu)件2與轉(zhuǎn)動副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。接下來確定出三元素桿6為機架，即可設(shè)計出機構(gòu)運動簡圖，如圖2-3所示。圖中l(wèi)為主動凸輪，通過主動凸輪帶動齒輪3擺動，再通過齒輪齒條的嚙合，實現(xiàn)滑塊5的往復移動輸出，達到預(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)作的機構(gòu)

再來看斯蒂芬森鏈，如圖2-4所示?？蓪?gòu)件2和轉(zhuǎn)動副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。此時三元素桿3既是與凸輪連接的從動桿，又是齒輪。三元素桿6則

既可能成為帶固定齒條的機架(如圖2-5a所示)，也可能成為與機架通過移動副連接的齒條滑塊(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)新出的機構(gòu)

圖2-5a方案是以構(gòu)件6為帶固定齒條的機架，當輸入轉(zhuǎn)矩驅(qū)動凸輪1轉(zhuǎn)動時，利用凸輪傳動使齒輪3實現(xiàn)往復擺動，由于齒輪3與機架6所含齒條的嚙合，齒輪3的中心相對于機架6成往復直線運動，再通過齒輪3與滑塊4的鉸接，最終形成滑塊4相對于機架6的往復直線運動輸出。圖2-5b方案是以構(gòu)件4為機架，通過凸輪驅(qū)動輸入轉(zhuǎn)動，再通過凸輪1將轉(zhuǎn)動傳遞給齒輪3，齒輪3與滑塊齒條6嚙合，使滑塊齒條6相對機架4作往復移動輸出。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)計全過程可分如下5步：(1)明確所設(shè)計機器的功能要求，并作相關(guān)調(diào)研；(2)根據(jù)已有的機構(gòu)將其轉(zhuǎn)換成僅含構(gòu)件和轉(zhuǎn)動副的單鉸運動鏈；(3)是根據(jù)原型單鉸運動鏈的基本特性進行構(gòu)型綜合，即在機構(gòu)自由度保持不變的情況下，根據(jù)需要可適當調(diào)整原機構(gòu)桿件數(shù)，并對其各類運動鏈型綜合而獲得所有獨立異構(gòu)的運動鏈；(4)是根據(jù)設(shè)計的功能需求與約束條件，選取滿足條件的運動鏈，并進行機構(gòu)的演化與創(chuàng)新；(5)最后進行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，得到機械裝置的運動簡圖[5]?，F(xiàn)以一個凸輪控制機構(gòu)的創(chuàng)

新設(shè)計為例作簡單討論。

已知一凸輪控制機構(gòu)使一個大質(zhì)量M，按給定的行程D作往復運動，要求根據(jù)創(chuàng)新綜合方法，提出其它設(shè)計方案，并要求比原機構(gòu)能獲得更大的機械效益。

首先應(yīng)明確機構(gòu)設(shè)計的基本功能是用機械效益大的凸輪控制機構(gòu)去驅(qū)動連接點P，同時機構(gòu)的自由度應(yīng)為1。為簡化問題，僅研究驅(qū)動點P之前的傳動機構(gòu)，它是F=1的凸輪搖桿機構(gòu)，其對應(yīng)運動鏈如圖2-6所示。

圖2-6 傳動部分運動鏈圖

接下來進行運動鏈的綜合。因創(chuàng)新機構(gòu)需要獲得更大的機械效益，故應(yīng)考慮增加機構(gòu)桿件數(shù)。為保證自由度不變，最少應(yīng)增加2個桿件，則得到新裝置應(yīng)為六桿運動鏈，它僅有2種獨立異構(gòu)型式，即瓦特鏈與斯蒂芬森鏈。以斯蒂芬森鏈為例，根據(jù)功能需求進行結(jié)構(gòu)的演化。因該裝置為凸輪控制機構(gòu)，必然進行運動副的替代，即用一個凸輪副去替代運動鏈中的一個二元素桿與2個轉(zhuǎn)動副，故得到演化后運動鏈，如圖2-7所示，其中虛線表示的Hs即是凸輪副的替代部分[6]。

圖2-7 斯蒂芬森鏈的代替

3、機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)用實例

折疊式擔架車車能在急救中快速實現(xiàn)擔架與擔架車的轉(zhuǎn)換，大大降低了急救時間。

圖3-1 折疊式擔架車的機構(gòu)運動簡圖

如圖3-1所示，臺板承擔病人，支桿和連桿通過若干個轉(zhuǎn)動副與臺板相連。該設(shè)備中應(yīng)用了4個萬向輪，同高度的4個為一組，展開時一組工作，折疊時另一組工作。連桿之間由轉(zhuǎn)動副連接，該擔架車由2套這種桿機構(gòu)組合而成，其中左右對稱的支桿－觸板連桿－短連桿分別組成2套復合鉸鏈。根據(jù)需要該車有2個工作狀態(tài)：高位工作狀態(tài)和低位工作狀態(tài)。高位工作狀態(tài)是該車作為擔架車急救時推行所用；而低位工作狀態(tài)則是該車作為擔架或進入救護車時所用[7]。

當需要將擔架車折疊或?qū)⑵渫粕暇茸o車時，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，如圖2所示。其后面的急救人員用力向前推，前面的支桿3’撞到車沿，向里面扣進來。由長連桿6’，短連桿5’和觸板連桿4’組成的桿機構(gòu)也就是E點向右上方移動，之后帶動長連桿6’，在連桿6’的作用下，向右拉動支桿3，支桿3也隨動向里面扣進去。隨后由觸板連桿4，短連桿5和長連桿6組成的桿機構(gòu)，也就是B點向左上方移動，帶動長連桿6，同時又給支桿3’ 一個向里面扣的力。這樣就實現(xiàn)了自動平穩(wěn)折疊的功能。在支桿全部收進去后，旋轉(zhuǎn)掛鉤，掛在車體的臺板L點的柱銷上，就實現(xiàn)了折疊時的鎖死，其示意圖如圖3-2所示。

圖3-2 折疊式擔架車示意圖

如果想要將擔架車展開，只要將L點掛鉤旋轉(zhuǎn)，向外扳動一個觸板連桿。例如扳動觸板連桿4’，如圖3-3所示，由連桿組成的轉(zhuǎn)動副短連桿5’和觸板連桿4’運動到一條直線上。連在E點的長連桿6’驅(qū)動支桿3展開。長連桿6也就是H點向右下方運動，同時驅(qū)動觸板連桿4，短連桿5組成的轉(zhuǎn)動副成一條直線，驅(qū)動支桿3展開，最后經(jīng)長連桿之間它們相互作用成展開狀態(tài)。展開后將掛鉤掛在支桿的柱銷上進行鎖死。

圖3-3 折疊式擔架車的折疊狀態(tài)

結(jié)論

進行機械創(chuàng)新設(shè)計要有兩個必要條件：一是充分獲取適用的知識；二是要使用符合創(chuàng)新設(shè)計思維并能激發(fā)創(chuàng)新思維的設(shè)計系統(tǒng)。運用機構(gòu)學原理進行機械設(shè)計創(chuàng)新，首先要學習掌握相關(guān)的機構(gòu)理論與已有的結(jié)構(gòu)，才能在創(chuàng)新思維的指導下進行創(chuàng)新設(shè)計。參考文獻

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