推荐第1篇：机械创新设计论文
可以给电池充电的鞋子
引言
现在电池充电的方法很多，最常见的是直接把电池插入充电器中再插在家庭用电插座上，还有是利用太阳能进行对电池的一种充电方法，再者手摇对电池充电的装置。先说家庭式充电方法，在家里确实很方便，电池没电了，只要往插座上一插，就可以实现充电了。但是如果在外面碰巧电池没电了，你是否会很焦急？然后是阳关充电，试想一下，如果遇到了阴天，雾蒙蒙的天，还有下雨天，那该怎么办？再者是手摇，用一次，两次这种方法倒觉得还可以，用多了你是否会有一种疲惫的感觉。
在此，我们可以设计出一种可以随时随地充电又不用手动的电池充电方法，
创新来源
随着科学技术的不断进步，电池已经成为人们必不可少的工具之一，它为人们的沟通、学习甚至是娱乐都提供了极大的便利。手电筒，电动剃须刀，小型风扇，收音机，数码相机，它无处不存在。
像数码相机，作为一个将美好时刻几年下来的媒体，它必定是现代人们出门旅游随身携带的工具。但是数码相机在带给人方便的同时，也给人们带来了一些烦恼。我们能想象到，如果你在旅游时看见美好的事物或者风景名胜，想要留下这一美好观景的时候，却发现数码相机的电池没有电了，这时候你肯定会急得像个热锅上的蚂蚁。而
旅游时间这么漫长，随身携带大量的电池似乎并不是一个很好的办法，电池再多，也难免会有用完的时候。
我们也知道，从我们出生下来几个月以后，就可以开始学习走路。试想一下，到我们老的时候，我们走过的路有多少？全世界的人，每个人每天都要走路，如果能够充分利用人走路时的能量，那将是一种很可观的能源来源。
将这两个课题联系起来，由此我们可以设计出一种可以给电池自动充电的鞋子
设计思路
一、设问检查型创造技法：先假设一下电池没电时会怎么办，然后指出携带几块电池并不是一个很好的办法。最后想出一个比较好的办法来解决这个问题。
二、组合思维的方法：将看似毫无关系的鞋子和充电器以及人每天走路时的足部运动结合起来，组成一个新的物品来解决实际生活中遇到的问题。
三、联想思维的方法：由电池没电要充电想到随身电源和利用身边可以利用的能量进行再利用，由此联想到把鞋子和电池充电器结合起来，既可以充电又能实现节能的目的。
四、分析列举法：分别将鞋子、电池充电器、充电槽（两者结合的形式）、弹簧震动几种生活中常见的物品罗列出来，然后进行组合，形成一个具有新的作用的物品。
所需器材
鞋子，充电电池，充电器，弹性装置，磁铁，导线若干，
设计原理
首先，我们在鞋的后跟处构件处设计一个类似于抽屉的装置，装置里面装的是充电器，不过这个充电器和一般的充电器是有不同的，此装置处的充电器不需要利用电源，它所利用的是走路消耗的机械能，所以此处是一个能量转换的仪器。而能量转换器的中间是一个可以装电池的充电槽，四周是一些竖起的弹性装置，这是整个能量转换器的核心构件。在人们走路时，随着脚的一起一落，弹性装置受到一阵一阵的压力，就会产生不断伸缩的运动，再由装在弹性装置的中间能上下活动的磁铁做上下运动，就相当于导体切割了磁感线，也就产生了电流。通过这种不断的运动，弹性装置把机械能传到转换器中，经过转换把机械能转换成电能储存到电池中，从而实现电池的充电过程。
当人们在外面遇到电池没电时，只要将没电的电池装入到充电槽中即可。这样，人走路时由于脚的抬起与落下时对鞋子有压力作用，这种压力作用将使得压力杆产生反复的伸缩运动，从而将机械能传递到能量转换器中，在此处将机械能转换为电能并储存在电池中，周而复始作用，就会将电池充满电。
优缺点
有了这款可以充电的鞋子，当手机电池没电时你就不必再为这个而感到烦恼了。只要将电池装进去，在走路过程中就可以实现电池的充电。从此走路不再是一件令人感到疲惫的事情。
因为这样设计出来的鞋子，它有三个种好处：一是利用了人们走路时必要的能量消耗，达到了节能的目的，这样比单纯的利用大自然的风能和太阳能要实用的多；二是解决了电池没时间没地点没电的烦恼以及携带的问题，使人们摆脱了电池电量用完以后可以随身取出继续使用的难题。三是因为鞋子的后跟处安装了传送机械能的弹性装置，所以穿上这种鞋子走路时会感觉到很好的弹性感，使脚部受到的冲击力大大减小，从而可以防止脚受伤，给人一种舒适的感觉，起到了减震、保护脚踝的作用。
主要要解决的问题就是要防水，防漏电，防压。
成品使用方法：当人们出行时，将没电的手机电池装入到充电槽中，然后把充电器插入到鞋子后跟中的插孔中去即可。
作用过程：走路时由于脚的抬起与落下时对鞋子有压力作用，这种压力作用将使得压力杆产生反复的伸缩运动，从而将机械能传递到能量转换器中，在此处将机械能转换为电能并储存在手机电池中，周而复始作用，就会将手机电池充满电。
有了这款可以充电的鞋子，当手机电池没电时你就不必再为这个而感到烦恼了。只要将电池装进去，在走路过程中就可以实现手机的充电。从此走路不再是一件令人感到疲惫的事情，同时穿这种鞋还对脚大有
好处，因为弹性装置的存在，起到了减震的作用，使脚部受到的冲击力大大减小，从而可以防止脚受伤。
这个创意所运用的思维方法有以下几种：
一、设问检查型创造技法：先假设一下手机没电时会怎么办，然后指出携带几块电池并不是一个很好的办法。然后相处一个比较好的办法来解决这个问题。
二、组合思维的方法：将看似毫无关系的鞋子和充电器结合起来，组成一个新的物品来解决实际生活中遇到的问题。
三、联想思维的方法：由手机没电要充电想到随身电源和利用身边可以利用的能量进行再利用，由此联想到把鞋子和手机充电器结合起来，既可以充电又能实现节能的目的。
四、分析列举法：分别将鞋子、手机充电器、抽屉（两者结合的形式）、弹簧震动几种生活中常见的物品罗列出来，然后进行组合，形成一个具有新的作用的物品。
发展前景
这种鞋子解决了电池充电的各种难题。像携带方便，随时随地充电，而且还是自动充电等。有了这种鞋子，人们再也不用为电池没电而烦恼了。推广开来，市场肯定很广阔，前途肯定很光明。
总结
通过这个鞋子，我知道了创新是无处不在的，只要善于发现生活中的
问题，再联系生活中的各种事物来解决这些问题，就能充分提高自己的创造力，甚至成为一个发明家。虽然我现在这种能力并不突出，但是在生活中它仍然教会了我做一个生活中的有心人，对生活中的任何事情都存一颗好奇的心，就会发现生活中其实有很多需要改进的地方，而这些地方正在等着我们去发现和改进。
推荐第2篇：机械创新设计论文
《机械创新设计》
结课论文
专 业
机械设计制造及其自动化
班
级 1106961
姓
名 黄久长 学 号 110696112 题 目
书本压紧机构的设计
任 课 教 师 童小利
起 止 日 期 2012-2-13~2012-5-2
目录
绪论 ......................................................................3
一、创新思想来源 ....................................................3
二、机构结构与原理 .................................................4
1、机构结构简图 .................................4
2、机构原理 .....................................4
3、机构部分结构原理 .............................6
三、机构自由度的计算 ..............................................7
四、夹紧装置组装图和零件尺寸图...............................7
五、使用材料的选用和强度计算..................................9
六、夹紧装置在生活中的具体使用.............................10
七、夹紧装置优点 ..................................................11
八、参考文献 ........................................................11
绪论
随着当今社会经济的飞速发展，人民生活水平的提高。在我们日常的生活学习当中，看书是人们不可或缺的一部分，我们当中不乏有喜欢买书的同志，当我们遇见文章优美，和一些好的诗句时。我们都会忍不住的想抄写书上的内容。但是我们大家在看书时都会遇见这样的烦恼：例如：我们想看书时，亦或者当我们想抄写书上的内容时，我们必须用手或其他物品来压着书本。但是如果我们想看书而同时我们的双手又都很忙，不能去按住书本，这是我们又该怎么办呢？书本会因其太厚，由于自身的弹性而使书本自动合上。本文简绍了一种利用圆心偏置机构来压紧书本机构，有效的解决了我们翻看时的烦恼，释放了我们的双手。
关键词： 压紧、卡死、滑动、
The introduction,
When we buy a book, especially when this book has a certain thickne, we often meet this situation: a book because of its thick, due to the flexibility of leaving books automatically closed, which gives the reading brought a lot of inconvenience, for example: we want to read, or when we want to transcribe the contents of the book, we have to hand, or other items preing books.But if we want to read while at the same time, our hands are busy, can not hold down the books, this is how should we do? We will be thinking with a heavier things preing books, however, heavy things again because of its larger block live the content of the books, some would say that clip, the clip can certainly clamp books, in books thin time can, but when the book thicker, clip on die, the quality of the clip too light, its weight is insufficient to offset the elasticity of the book, when we how to do it? At this point we will want to have a simple, light weight, small size and can compre the books of the institution to the liberation of our hands.Here I will simply introduce what I have designed books preed working principle and other specific circumstances.
Keywords: preed, stuck, sliding,
一、创新思想来源
当我们新买一本书时尤其当这本书具有一定厚度时，我们常常会遇见这种情况：书本会因其太厚，由于自身的弹性而使书本自动合上，这给我们的看书带来了很多不便，例如：我们想看书时，亦或者当我们想抄写书上的内容时，我们必须用手或其他物品来压着书本。但是如果我们想看书而同时我们的双手又都很忙，不能去按住书本，这是我们又该怎么办呢？我们会想着用一个重一些的东西压着书本，然而重一些的东西又会因其体积较大而遮挡住书本的内容，有些人会说用夹子，夹子固然可以夹紧书本，在书本薄的时候完全可以，但是当书本厚一些时，夹子就不行了，夹子的质量太轻，其重量不足以抵消书本的自身弹性，这时我们该怎么办呢?此时我们就会希望有一个简单、轻便、体积小而又能压紧书本的机构以解放
我们的双手。下面就为大家简绍一下我所设计的书本压紧机构的工作原理和其他具体情况。
二、机构结构与原理
1、机构结构简图如下所示：
1为机架、○2为夹板、○3为偏心压紧机构 ○1为机架，装配构件○2和○3。其中○1中的竖直部分包含一个具有一 结构说明：○
2在滑轨上上下滑动，○3为偏心压紧机构，当按下手柄定倾斜度的滑轨，构件○时压紧书本。
2、机构原理
（1）夹紧作用原理
图示圆偏心轮直径为D，半径R，几何中心为O1，回转中心为O2，偏心距为e。如以O2为圆心，以（R－e）为半径画一虚线圆（称基圆），则图中的阴影线部分就相当于一个曲线斜绕在基圆盘上。因原始力使圆偏心回转时，其回转半径不断增大，相当于把曲线逐渐斜紧于基圆和工件之间而把工件压紧。 （2）主要结构参数设计
主要是确定偏心量e、偏心轮直径D及有效工作段的位置。 1)偏心量e=1.4： 偏心量e主要取决于所需的夹紧行程大小。 2）偏心轮直径D。D≥14e,取得D=20 3)圆偏心轮有效工作段的选择
原则上圆偏心轮整个半圆OA圆弧都可用作工作段，但这要转动180°，操作不方便。通常用得最多的是γ=45°~135°所对应的圆弧工作段，在这段圆弧上αx变化较小，夹紧力和自锁性能都较稳定。 也有人主张选γ=75°~165°所对应的圆弧工作段．理由是夹紧开始时αx大，夹紧结束段αx小，自锁性更好。与单螺旋夹紧机构一样，也可看成是斜楔和力臂为L和的杠杆机构的组合。斜楔楔入转轴和工件受压面间且两面都有摩擦，因此，由斜楔夹紧力计算式可得圆偏心夹紧力的计算式
代入相关数据，计算的W=50N,满足使用需求。 （3）圆偏心夹紧时的自锁
圆偏心夹紧时，要可靠地保证自锁，其夹紧点(转角为γ)处的升角(α)必须满足下式：
上式经化简整理后可得出圆偏心夹紧机构的自锁条件为：
(3)
(4)
式中：μ(φ)——为偏心轮与被夹压表面间的摩擦系数(摩擦角)；
ε——为保证自锁允许的最大偏心率。表1为偏心轮工作面上几个特殊位置处的ε值(按tgφ=μ=0.1计算)本机构中所选用的e=1.4，R=10，由于e/R≥14,所以本机构满足自锁条件。
3、机构部分结构原理
2在构件○1中的滑轨的卡死 （1）夹板○
2受到圆心偏置机构的压紧力N及自身重力 G（自身重力太小可以忽略不构件○1上的两个大小相等方向相反的作用力F和F’ 这两个力构成计），受到构件○
1和构件○2的结合处形成一个转矩M1，M1=M，构一个转矩M,力G和N在构件○2卡死不下滑。 件○2在构件○1中的滑轨上下滑动 （2）夹板○
2受到一个力F（自身重力太小可以忽略不计）的作用而沿着构件○1的滑轨构件○而上下滑动。
（3）圆心偏置构件的压紧及卡死
左侧为偏心轮图，右侧为弧形楔展开图
圆偏心夹紧构件的偏心轮可以看做一缠绕在基圆盘上的弧形楔，将它展开后可以看出，曲线上的任意点X的斜楔角a是变化的，园偏心机构最大行程为 2e当D/e≥14时园偏心机构自锁，由于曲线上各处升角不同，在p处升角变化最小，夹紧力最小，夹紧最稳定。而且这种机构还具有一定的增力比，更加省力。
三、机构自由度的计算
2和构件○3）1整个构件中包含两个可动构件（构件○，两个低副（其中一个为构件○2的滑动副，构件○1与构件○3的转动副）与构件○，当机构处于压紧时则增加一个3与书本的面接触） 髙副（构件○1 当机构处于压紧书本状态时：自由度n=2×3﹣2×2﹣1﹦1.2 当机构处于自由状态时：自由度n=2×3﹣2×2﹦2
四、夹紧装置组装图和零件尺寸图
1的主视图，图（3）为构下列图中图（1）为整个机构结构图，图（2）为构件○1的左视图，图（4）为构件○2主视图，图（5）为构件○2俯视图，图（6）为件○3结构图，图（7）为构件○3左视图 构件○
(1) (2)
(3) (4)
（5） (6)
(7)
五、使用材料的选用和强度计算
本机构使用的材料为灰铸铁（考虑到该机构只受压而不受拉，和机构本身须有一定的质量），
2弯曲强度校核公式：
1、、构件○ δ
=F2KT1bmz12YFs≤δF
弯曲疲劳极限应力δFlim δFlim1=292MPa δFlim2=280MPa 许用弯曲应力
δF1=1.4δFlim1=1.4×290=406MPa =1.4δFlim2=1.4×280=392Mpa δF2校核复合系数：YFs
YFs1=4.13 2弯曲应力：
校核构件○ δ=F12KT1bmz12 YFs2=3.98 YFs=
21.743400492.5263.984.132=76.54Mpa＜δ=73.76MPa＜δF1
δ=F22KT2bmz12YFs =76.54×
F2
2满足使用的需要。
所以构件○3与构件○1之间轴的校核
2、、构件○1.设计轴的基本45 钢正火处理，估计直径d＜3mm查表得：
δb=60Mpa 查表去c=118 pn d≥c3=11831.38303.4=20mm 所求d应为受扭转段的直径即装链轮处的直径，原因该处有一键槽。故直径应大于3％即d=1.03×20=20.6mm 取标准直径d=2..5mm。
六、夹紧装置在生活中的具体使用
1、单独使用：在翻看书本页数较少时，我们可以将装置放在书的左侧，调节构件2的高度，将书的左侧插入构件2和构件3之间，按下手柄，使书压紧。此时如果书本继续翻合，那么此时可以在构件1的底部和构件2之间放入另外一本厚度略小于构件1的底部和构件2之间距离的书本，这时由于底部书本的重量而使其不再翻合。当书本左侧的厚度较大时，我们可以将加紧装置放在书本的右侧使用，使用方法同左侧。
2、同时使用：当我们翻看至书本的中间时，此时由于书本两侧的厚度相差无几，单独使用一个夹紧装置都达不到令书本不翻合的目的。这时我们可以使用两个夹紧装置，左右各方一个。此时如果书本继续翻合，那么此时可以在左右两
个构件1的底部和构件2之间各放入另外一本厚度略小于构件1的底部和构件2之间距离的书本，这时由于底部书本的重量而使其不再翻合。
七、夹紧装置优点
该机构装置具有制造成本低廉，选材广泛，材料可以为铁，塑胶，木材。其结构简单，体积小，制造加工难度低适宜大规模量产，在使用方面简单，灵活多用，可靠性强，耐用度高，在学习和生活当中具有很高的实用价值，实为看书的必备之物。且改机构的设计尚属首例，市场需求大，可投资性强。
八、参考文献
⑴ 范顺成,马治平,马洛刚.《机械设计基础》第3版,北京,机械工业出版社.2005 ⑵ 卢颂峰.《机械设计课程设计手册》北京,中央广播大学出版社.2005 ⑶ 张继世.《机械工程材料基础》北京,高等教育出版社.2000 ⑷ 张定华.《工程力学·少学时》,北京,高等教育出版社.2000
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笔记本电脑散热桌创新设计
摘要：对笔记本电脑来说，在性能与便携性对抗中，散热成为最关键的因素，笔记本散热一直是笔记本核心技术中的瓶颈。有时笔记本电脑会莫名奇妙的死机，一般就是系统温度过高导致。为了解决这个问题，人们设计了散热底座，好的底座可以延长笔记本电脑使用寿命。可是传统的笔记本散热器很占空间，而且扇热器底座有一定高度，放在电脑桌上加高了笔记本电脑的放置高度，笔记本使用起来不舒适。如果我们把散热器和电脑桌设计为一体，这个问题就能得到很好的解决了。电脑桌可以采用桌面加可拆卸支撑脚的方式来设计制作，这样电脑桌既节省了空间，又可满足多种使用要求。 关键字：散热器 电脑桌 创新设计
笔记本散热底座的工作原理
笔记本的散热底座的散热原理主要有两种：1）单纯通过物理学上的导热原理实现散热功能。将塑料或金属制成的散热底座放在笔记本的底部，抬高笔记本以促进空气流通和热量辐射，可以达到散热效果。2）在散热底座上面再安装若干个散热风扇来提高散热性能。这种风冷散热方式包括吸风和吹风两种。两种送风形式的差别在于气流形式的不同，吹风时产生的是紊流，属于主动散热，风压大但容易受到阻力损失，例如我们日常夏天用的电风扇；吸风时产生的是层流，属于被动散热，风压小但气流稳定，例如机箱风扇。理论上说，开放环境中，紊流的换热效率比层流大，但是笔记本底部和散热底座实际组成了一个封闭空间，所以一般吸风散热方式更符合风流设计规范。市场上的散热底座多数是有内置吸风式风扇的。
当前中国电脑桌产业背景
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进行了推演和精准预测，在此基础上，对中国的行政区划和四大都市圈的电脑桌产业发展进行了全面的研究。
进入二十一世纪以来，随着我国国民经济的高速发展，我国电脑桌行业保持了多年高速增长，并随着我国加入WTO。近年来，电脑桌行业的出口也形势喜人。2008年，全球金融危机爆发，我国电脑桌行业发展也遇到了一些困难，如国内需求下降，出口减少等，电脑桌行业普遍出现了经营不景气和利润下降的局面。2009年，随着我国经济刺激计划出台和全球经济走出低谷，我国电脑桌行业也逐渐从金融危机的打击中恢复，重新进入良性发展轨道。进入2010年，全球经济复苏的前景面临波折，国内经济结构调整的呼声逐渐升温，贸易保护主义的抬头，电脑桌行业中技术含量低的人力密集型企业，缺乏品牌的出口导向型企业面临发展危机，而注重培养品牌和技术创新能力较强的企业将占得先机。电脑桌行业企业如何面对新的经济环境和政策环境，制定适合当前形势和自身特点发展策略与竞争策略，是电脑桌行业企业在未来两年我国经济结构调整大潮中立于不败之地的关键。本报告内容严谨、数据翔实，更辅以大量直观的图表帮助电脑桌行业企业准确把握行业发展动向、正确制定企业竞争战略和投资策略。本报告依据国家统计局、海关总署和国家信息中心等渠道发布的权威数据，以及我中心对电脑桌行业的实地调研，结合了行业所处的环境，从理论到实践、从宏观到微观等多个角度进行研究分析。它是业内企业、相关投资公司及政府部门准确把握行业发展趋势，洞悉行业竞争格局，规避经营和投资风险，制定正确竞争和投资战略决策的重要决策依据之一，具有重要的参考价值！
当前电脑桌散热器存在的问题
a) 宿舍空间过小，再加上宿舍里人口密集，给同学们上网带来很大的不便； b) 宿舍里只有两个小电风扇，而且悬在高处；因此在夏天上网时，电脑散热过慢，这样不仅影响电脑使用寿命，而且也给操作带来了很大的麻烦；
c) 晚上当其他人都在休息的时候，如果你想使用电脑做材料，但光线不好，这时如若你开灯的话，势必会影响其他人的休息，也可能会引起公愤，从而给自己带来一些不必要的麻烦；
d) 冬天的时候不想下床使用电脑，但把电脑直接放在身上不仅给操作带来很大的不便，而且也会影响您的身心健康。
问题解决方案
a) 为解决宿舍空间小的问题，现在设计一个形状大小都合适的笔记本电脑散热桌；
b) 为解决笔记本电脑散热的问题，现准备在设计的电脑桌四周及中间分别安放一个用USB接口连接的风扇；
c) 为解决晚上做材料光线的问题，现在笔记本电脑桌的右上访安装一个带有三孔和两孔的插座，以方便笔记本电源的连接和台灯的连接；
d) 为解决冬天不想下床用电脑的问题，现在笔记本电脑桌的下面安放四根长度可以伸缩的连杆，这样设计出来的电脑桌不仅可以在地上使用也可以在床上使用，从而满足了客户的需求。
电脑散热桌的优点与创新设计：
此种新型电脑散热桌，在设计上综合了老式电脑散热桌的特点，但在原来的基础上也增加许多新的优点。此次所设计的电脑散热桌相比较以前的有以下优点：
1.在桌面的四周以及中间分别安装一个风扇，这样可以使电脑在工作时达到最
1 佳散热效果，从而在一定程度上保护电脑的健康；
2.在电脑的右上方加上一个带有三孔和两孔的插座，不仅使电脑电源连接方便，而且也能外加台灯，这样便可以让消费者在深夜中可以放心的做自己的工作；
3.风扇与风扇之间的连接是通过导线连接在一块的，最后汇总通过USB插口接到电脑上，使用起来很方便。
4.在木桌的正下面设有一个深槽，可以用来安放托板的，理所当然托板与木桌的连接是通过滑轮来实现的，这样在抽拉托板时很方便；安放托板的作用是为了方便娱乐。比如说当你想要玩游戏时，发现笔记本的键盘用起来很不方便，这时可以考虑外加一个键盘，这样便可以很舒适的玩游戏，对操作带来很大的方便。
5.桌面的形状尺寸都很精致，这样可以解决很多因为空间大小所带来的问题。6.桌子的下方是用四根可以伸缩的连杆支撑的，这是本次设计的最大优点，连杆可长可短，因此桌子可以随地使用，尤其是冬天的时候躺在床上可以安心的享受电脑给你带来的乐趣。
总而言之，此次设计是结合生活中出现的各类问题来实现的，也是为了方便广大消费者对电脑的使用。创新的地方也是结合所用产品的不足之处来提出的。
我们在生活中要学会发现问题，并且努力尝试解决生活中各种各样的问题，这样我们的社会才会进步，我们的生活水平才会有更大的提高！
此种新型电脑散热桌,在市场上可能已出现；但其在生活中带来了巨大的方便。不仅可以放在地上,还可以放在床上。尤其在冬天的时候,躺在床上既可以做商务也可以休闲,真是方便的很。虽然此种商品构造简单,但实惠可用，相信一定会受到广大消费者喜爱的！
产品结构设计：
为满足设计的需求，设计产品的尺寸在使用中必须符合消费者的要求。所设计出的产品不仅实惠，而且更实用。但在设计中应首先考虑产品的设计尺寸，因此也就离不开对产品的设计计算。下面将对产品的尺寸来进行概述：
一．零件的组成及尺寸
① 木桌：长50cm×宽50cm×高11cm（木桌的正下面有一深槽）； ② 槽：长40cm×宽40cm×高6cm; ③ 拖板：长38cm×宽38cm×高5cm; ④ 滑轮：四个直径为1.5cm的滑轮； ⑤ 风扇：四周为四个直径为7cm的风扇，中间直径为9cm; ⑥ 插座：长5cm×宽10cm×高5cm; ⑦ 腿脚：四根总长为120cm的连杆，每段连杆的长为30cm, 且每段的上方有一凹槽和凸台。
装配图：
所有零件装配到一起后,形成如图所示的装配图,为新型电脑散热桌。
零件图：
Ⅰ.风
扇
四个直径为7cm的风扇和一个直径为9cm的风扇来实现电脑的散热
Ⅱ.滑
轮
3 四个直径为1.5cm的滑轮来实现托板的抽拉
Ⅲ.托 板
长度如图所示的托板来安放键盘
Ⅳ.桌
面
以便于安放风扇和笔记本电脑，还有一些其它的东西。图如下所示：
Ⅴ.连
杆
4 自由伸缩来支撑电脑桌。图如下所示：
三维图
⒈风
扇
⒉滑
轮
⒊托
板
6 ⒋桌
面
⒌连
杆
设计总结与反思
设计的本质是创新，设计与人类的生产活动密切相关，它是把各种先进的技术成果转化为生产力的一种手段和方法 设计的目的是实现产品的功能，建立性能好、成本低、价值高的系统和结构，以满足人类社会不断增长的物质和文化需要通过这次的设计我深深的感受到实践的重要性，只有亲自动手做过了才能更好的了解自己在哪方还有缺陷。这次设计加强了自己的动手能力，同时我也学到了许多知识，只有这样才能学好、学到真正属于自己的东西。无论是现在还是以后走上工作岗位，都要始终保持饱满的精神。提高学生 合设计能力，特别是提高创新设计能力，是21世纪的机械专业建设的改革主线。俗话说：“实践出真知”，想提高自己的设计和创新设计能力，就要多察、多思考、多动手。在设计过程中发现问 ，解决问题，不断的积累经验。这样经过反复的锤炼，我们的 合设计能力和创新设计能力就能够在不知不觉中得到提高。
由于本人的能力有限，在本作品的设计过程中，在内容的选择和编排过方 ，难免会出现许多欠妥之处，敬请老师指点。
参考文献：
1、黄纯颖主编 《机械创新设计》 高等教育出版社 2000.7
2、张春林主编 《机械创新设计》 机械工业出版社 2007.9
3、李萍萍 贺炜主编 《机械制图与计算机绘图》 机械工业出版社 2007.1
4、李海萍主编 《机械设计基础》 苏州大学出版社 2002.12
5、机械设计手册
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工程机械中的宜人性设计
内容提要：本文通过介绍国外工程机械的先进结构,依据人机工程学的方法进行分析,着重以总体布置、驾驶室和司机座椅、操纵机构和信息显示装置几方面做了些探讨。
在工程机械产品设计中, 不论是技术设计还是艺术造型设计, 都是围绕着如何使产品发挥最大的功能效用。而产品功能是通过人与机器的相互作用来最终实现的。所谓宜人性设计是指应用人机工程学的原则和方法研究“人一机器一环境”这个统一的综合系统, 并设计这个综合系统合理的方案。建立人一机之间最适宜和最合理的相互作用方式。科学技术的飞速发展,计算机辅助设计的引入,使当今工程机械的设计达到了一个更高的水平,产品设计的主要困难,已不在于机器设备本身,而在于如何确定人与机器以及人与环境之间最佳的相互协调关系。实践证明,既使采用了新的高功效的机器和设备,由于其结构与人的相互作用方式不适应人的功能特点,则往往不能达到预期的效果。因此,在产品设计中充分考虑“人的因素” ,解决产品与人相关的一切方面,选择最佳的“人机” 系统是技术设计和造型设计中不可分割的重要组成部分。人机工程学可以帮助技术设计和造型设计者选择最理想的产品设计方案,在方案设计中,允许采用技术对人的“ 迁就”及人对技术的“选择” 。宜人性设计的最终目的就是为操纵者创造高效、安全、舒适和方便的工作条件,保护其体力和激发其工作自信心,提高劳动生产率。
一、总体布里的宜人性设计
一台设计良好的机械,其安全、可靠、易于维护修理、检测和使用方便以及保证有良好的视野是最基本的人机工程学标准。
1.保养检测省时省力
日常保养及登机前检测要省时省力, 以便使机械有更多的时间进行工作。造型设计必须和总体布置设计密切配合,充分考虑经常换用的一些零件、组件及总成件的配置,不仅更换检测容易,而且保证在更换时不需反复拆卸机器。保养点集中并易于接触,润滑点尽可能少且加长润滑周期。需常调整的部件,应设检修门和孔口，孔口的形状和大小应满足在挡板外便于工作和观察。C A T D gL推土机对发动机、变速器、转向离合器,制动器及支重轮架的各轴承所设的润滑点具有快速保养和保养周期长的特点。其基础本身上仅有4个注油点,附属装置上有14个注油点,(推铲上2个,裂土器上有12个),使润滑简化,绕机检查快速方便。
在CAT生产的许多机种中,都设有保养指示器,显示红色信号时,意味着过滤器内的过滤心脏需保养;采用透明塑料积尘杯,便于目测聚尘状况:采用直观的目测油量计,检查方便而且也避免开启油箱对系统造成污染;采用旋紧式润滑油和燃油过滤芯,不仅容易接触,更换时也干净利索。在D8K 和D9H 型机上还采用了快速更换润滑油系统,比普通换油方法一宵省80 % 以上的时间。 2.维修方便
为便于检修,各国的工程机械在总体设计上都将驾驶室做成一“ 整体”,并可倾斜不同的角度。如C A T 953 装载机可用千斤顶使驾驶室整体倾斜24 度，利于更换变速器油滤芯和快速连接液压检测接头,对发动机和传动装置进行故障检查和排除,驾驶室还可借外力倾斜朋，以便拆下发动机或传动装置。
实践证明,技术性能的改进和新结构的运用,是提高宜人性设计的重要基础。C A T D1 0 , D 9 L 和D 8L 均采用了组件装配式结构,使所有主要动力传动系部件在不必拆除推土铲、松土器、驾驶室等情况下就能快速拆卸和更换,尤其是拆除最终传动,显示了组装式结构的优越性,它只需断开履带即可拆出终传动部件。这样不仅使拆除部件所需时间减少,而且为现场维修带来极大方便、缩短了停机时间，降低了保养费用。
3.视野良好
视野广阔清晰是提高和确保效率的主要保证。看得清才能干得好。驾驶室的造型应与总体设计相结合,其位置及门窗结构应当容易看清工作装置和通行道路。D 10 推土机的造型设计充分体现了视野良好的要求。在总体造型上呈“A”字形, 处于前方视野要求,采用斜置的发动机罩和垂直安装的提升油缸，在后方视野上由于采用了新颖的三角形履带布局，不仅使总机长度缩短, 而且为司机回顾松土器工作状况提供了方便; 左右及后方采用富有力感的“ 梯方形” 的斜壁式油箱造型, 其上表面均有一定的下倾角度,减小了死角,使司机在工作时前后及两侧都有良好的视野。
在技术设计上也应考虑到所采用的结构对视野的影响。C A T 9 5s 装载机采用了Z 形连杆,不但提高挖掘力及铲斗的卸载速度,更重要的是由子采用单油缸进一步拓宽了司机的视野。在其G 系列平地机的主机架上,从铰接式连接件直到前面采用整体结构,取消了阻碍前方视线的平土铲联杆装置和齿轮箱,使视野更为广阔。
二、驾驶室和司机座椅的设计
工程机械驾驶室应具有安全保护、防风防火和防雨防晒,不受灰尘、废气侵扰以及减轻振动和降低噪声的功能。这些功能的好坏直接影响司机的安全舒适,对提高生产效率起着显著的作用。其中减振的程度也影响司机乘坐的动态稳定性。
座椅的舒适性有两方面内容: 坐姿舒适性和振动舒适性(静态特性和动态特性) 。这两方面因素及其座椅相对于驾驶室内和操纵机柯布局中的位置,直接影响着司机的舒适和方便,操作的灵活与效率。振动舒适性的研究是把路况一悬挂行走系统与座椅一人当做一个整体,探索在各种工况下受随机振动对人在心理和生理方面的感觉反映。国际标准15 0 26 3 1 一1 9 7 8 ( E ) 《人体承受全身振动能力的评价指南》对人体承受全身振动能力的标准作了最完善的评价。这里不作探讨。座椅的坐姿舒适性的研究则主要偏重于人体生理结构(人脊柱的腰曲弧线及坐姿状态下人接触座垫和靠背的体压分布)与座椅结构、座椅廓面形状和几何参数的关系上, 使座椅兼有良好的静态和动态特性。 1.乘坐姿势
最舒适的乘坐姿势,一般认为是符合人体生理要求, 即能保持正常的腰曲弧形而不受拉伸变形, 腰背部肌肉处于松驰和休息状态以及腹部通向大腿的血管不受压迫的乘坐姿势。其特征是: 臀部离开靠背稍向前移,使肩部后倾并与大腿下平而夹角(体腿夹角) 为1 15 度, 小腿自然前伸并保持与大腿和脚之间有110度到115度的夹角。见图l。
2.两点支承原则
对人体腰部与背部的合理支承能够防止腰曲变形,是保证坐姿舒适性的重要结构措施。见图2 (a 为一点支承, b为两点支承)。两点支承
中, 上面一点称为靠肩, 能减轻颈曲变形, 设置在第5 一6 胸椎之间; 下面一点称为腰垫,它对保持和恢复正常腰曲弧形和保护易损腰椎它对保持和恢复正常腰曲弧形和保护易损腰椎有决定作用,其位置在第4 一5 腰椎之间的高度上。几何参数见表1。
靠背倾斜角度和两点支承是相互依存的,因使用要求不同而有所偏重。以休息为主的座椅, 多采用两点支承且以肩靠为主; 以土作为主的座椅, 则应保证工作要求, 采取直坐式。以往工程机械座椅多属此类, 工作过程中背部几乎接触不到靠肩, 两点支承中只有腰垫在起作用, 但一点支承也能起到保护腰椎和缓和腰 曲拉伸变形的作用。所以, 我们常看到的工程机械座椅与汽车驾驶员及乘客座椅有所区别。前者主要以工作和操作方便为主: 后者则兼有工作和休息的双重性。但近年来, 国外工程机械出于操作系统布置合理而且多采用先导液压助力操纵机构和可倾斜不同位置的转向柱, 座椅也采用张紧度可变的悬挂装置, 可作上下及前后调整、座垫及靠背也可按司机个人喜好作向前或向后倾斜, 操作时不必将身体探出, 当机械处在斜坡或向旁倾斜时, 侧面的扶手和安全带使司机仍能稳坐椅中。扶手也可折起, 以免妨碍动作。所以当今工程机械司机座椅也采 用了适宜于整日工作且最符合人体曲线的高靠背座椅, 比以往具有更好的操纵和.乘坐舒适性。
3.体压分布
人体重量作用在座垫和靠背上的压力分布称为体压分布, 是影响坐姿舒适性的一个生理因索。人体臀部和肩部上的不同部位, 在产生不舒适感以前所能承受的压力是不同的。因此,座倚的压力分布应是合理分布而不是平均分布。见图3 , 一般说来, 坐骨周围的肌肉可承受较大压力, 而大腿下面的肌肉, 因里面分布有大血管和神经系统, 很小的压力一也会影响血液循环和神经传导, 从而引起不舒适。同样,靠背上的压力也应是合理分布, 集中在肩脚骨和腰椎两个部位。坐姿舒适的体压分布应是:人体的大部分重量应以较大的支承面积、较小的单位压力合理地分布到座垫和靠背上; 压力分布从小到大应平滑过渡, 避免突然变化。
4 .其它因素
座椅的几何尺寸及形状、所用材料也影响坐姿舒适性和操作的灵活性。首先, 座椅应该是能够上下、前后进行调整, 以适应不同国度、地区和不同种族的司机舒适乘坐。座椅深度要恰当, 以便很好地利用靠背,通常为3 7 5 -4 0 m m 为适宜,宽度应允许坐者姿势有所变化,最小的宽度是450mm ( 衣服口袋和口袋装物距离) ,有扶手座椅, 两扶手最小距离是4 75mm; 靠背的宽度以不大于325 一375 m m为宜,以免工作时,人的肘部经常碰到靠背;座垫应有一定的柔软性,既可增加接触面积;又可减少压力分布的不均匀性。但太软太高的坐垫又容易造成身体不平衡和不稳定,表面材料最好不使用塑料面,应采用纤维材料,既可透气,又减少身体滑动。
若几何参数及座椅廓面形状选择不当, 会产生如图4 所示的情况, 箭头所指为受压迫即不舒适部位。
5.评价原则
评价一个座椅舒适性的主要项目的重要程度如下:1.腰垫20％: 2、靠背倾斜角15 ％: 3.座椅深度和高度10 ％+ 5 ％: 4.座椅上下、前后移动10 ％; 5.椅架下面的空间5 ％(对于工程机械也可不予考虑) , 6.座垫与水平倾斜角3％ ;7.座垫前缘的圆角和柔软度2 ％; 8.其余项目一包括肘部臀部和肘部活动空间,座垫和靠背的空载轮廓,蒙皮的透气性, 防滑性等30 ％
三、操纵机构和信息显示装置
操作的效率和是否容易、省力与提高机械生产率有密切关系。操纵机构的布局、仪表显示装置的布置和驾驶座椅的位置, 三者之间的物理尺度应综合考虑、统筹兼顾。工作位置的尺度由操作者在工作时视界的大小(包括室外视野良好和室内观察仪表和操纵杆件方便) 及手、脚的活动范围和手、脚动作的有效性、协调性来决定。全盘布局要力求使操作工序耗时最少、体力消耗小和识别仪表指示方便、清晰和准确。 l、布置合理 ( 1 ) 操纵机构
操纵机构的布置, 应根据其使用方便程度、操作顺序和频繁性, 将最常用的部分置于有利观察和手脚最有利的动作范围之内。
图5所示为手和脚的作业范围。图6 是C A T D g H推土机的驾驶室布置、参照两图可以看出, 操纵机构的布置非常合理。根据人的生理特点,不经训练的人, 一般情况下右手反应时间比左手反应时间短而且准确。象油门控制杆、· 推铲控制杆和裂土器控制杆这类常需调整的操纵杆件均布置在右手最方便的活动范围内的减速踏板也方便地放在司机反应较敏捷的右边。次要的操纵杆, 如定期性或不经常调整的杆件布畏在工作区边界处或边界外。象为保护机器司机和在场人员专设的安全手柄(图6 3 ) 就设在控制台的左边,而且颜色与其它杆件不同, 手柄上饰有警告功能的红色,当司机离开驾驶室时,随手将其结合,方便自如。但是应急机构杆件的形状和颜色,不仅应与一般机构相汉别, 而且应设置在任何情况下都能接近且与一般机构隔开的独立空间处。 ( 2 ) 仪表显示装置
司机在作业过程中, 监视控制台的仪表指不和操作机械的工作常常是同时进行的。因此, 仪表的合理布置, 将意味着司机通过快速判读仪表, 及时掌握机械的运转状况, 保障机械的安全。根据人的视觉运动规律, 视线习惯习脚、左到右和从上往下运动; 看圆形物体, 总是沿顺时针方向比较迅速。从图6 可看出, 反应机器状况的重要仪表, 从左至右排列在仪表板上。而且仪表指针的摆动方向多为顺时针或具有一定的规律性, 以便司机迅速判断作出反应。
仪表板的位置, 应处于司机最有利观察区域。根据人的视觉特点, 横向视野大于纵向视野; 眼睛的水平运动比垂直运动快。图7 为人水平和垂直方向视域的划分( a 未画出最大视域)。横向视野中最大视域为2 0度( 头部和眼球均转动) 只有眼球转动时为1 20 。。视线突然转移过程中, 大约3 拍的时间能看清目标,其余盯帕的时间视觉是不真实的。根据这些特点, 仪丧板应布置在司机前下方最有效的水平视域是以下三个区域:
A: 中心视力范围( 1 .5 到3 度) 对物体视觉最清晰:
B: 片刻视力范围( 1 8 度) 有限时间内即可辩清物体;
C: 有效视力范围(3 度) 需集中注意力才能辩清物体。
最有利的纵向视野为视平线上30 度，下40 度，坐姿工作时向下的最佳视线为15度, 见图7 a , 监控机器各主要功能的仪表和警示灯, 应沿垂直方向在水平线下30 度范围布置在斜置防眩的仪表板上。水平方向上, 在作业时不需用的次要仪表摆在视域之外;主要的置于B、C 区域;最重要的布置到最佳视区内( A 区)。当然,仪表位置主要是有利于工作。C A T 42 6 型挖掘装载机的仪表板则设在操作者的右边,无论操作装载机还是反铲装置都便于观察。仪表板处于司机前下方, 因此,必须重视仪表板的反射光,以免干扰司机带来危险。仪表板的色彩应与室内色彩有适当对比,常见的多为深色(如黑色),所有材料应为无光泽和表面粗糙以便形成漫反射,清除眩光。切忌在仪表板上使用过多的色彩和为装饰所采用光亮度大的电镀框仪表。这些都会造成视觉疲劳。目前, 国外工程机械普遍采用电子监控系统( E MS ) 替代传统的仪表显示装置。C A T公司60 肠的产品已装备了这种信息显示系统。代表了今后工程机械发展的趋势。电子监控系统相对仪表有极大的优越性, 其判断准确性高出仪表3 一4 倍: 其可靠性在每1 0 个作业小时中,失效率约为0.0 0 1 7。而仪表的准确性和可靠性会因各种因素,使用时间、振动和人为的原因而受到影响。仪表需司机来判读并记住其读数所包含的意思, 对于经验较少的司机则必须把更多的注意力集中在工作上而不是集中在机器的工作状况上; 既使有经验的司机也会由于指望仪表显示正常而较少去注意。使得危险状况得不到及时注意, 从而引出问题。而电子监控系统则利用预调定的传感器(开关), 开关不是关就是闭。司机不需要依靠偶然的监视去发现仪表显示的危险读数, 省去了对仪表所作的猜测。只要看到某个信号灯亮了, 就知道问题出在什么地方和采取相应的措施。该系统应用发光二级管、故障指示灯和警告喇叭。内在可靠性极好,不仅监控系统还能监控自身,使司机能放心地全神贯注于工作。具有提醒司机、要求司机作出反应和立即停机的三级警告, 使司机快速可靠地识别信息, 从而使机械损坏的可能性大大减少,因而有更高的作业率。
2．操纵可靠轻便
操纵力的大小、操纵的方式对操作效率影响很大。人机学有严格要求和标准。国际标准化组织(15 度 )和一些国家都已把有关试验研究成果总结到技术文件中。如苏联对起重机操纵杆布置规定在距离座椅上表面2 0 一3 0 m m 的高度,作用于操纵杆上的推力不大于30 N、踏板的施力容许值不超过6 oN ,若踏板的施是 经常性的,则必须减至20 N 。踏板总行程不超过125 m m 以及用能承受一定荷重的弹簧复位。国外工程机械广泛采用先导阀液压助力控制,不仅减少板动手柄的作用和缩短手柄行程,而且准确灵活地对工作装置精确控制。转向盘只转三圈就可使机械从一侧转向另一侧极为灵便。
操纵杆的动作方向应与机械工作机构的运动方向一致, 便于记忆和符合人的习惯想法艺操纵使用时应不阻碍司机视线,位置也应与司机视野相适应。如C A T D 9 L 推土机的裂土器操纵杆设在司机右后方,为减少司机裂土作业时扭转身体所产生的疲劳,其驾驶座椅向右后方斜置15 度 ,以便于司机舒适地向后回顾进行操作。目前,国外工程机械广泛采用可调整的驾驶台。见图8 ，为可五个位置调整的转向柱,向前移可使司机出入驾驶室方便;向后移可使司机将转向盘和变速手柄置于舒适的位置。b 为可作180 度翻转的压路机驾驶装置,以顺应司机的观察,提高碾压质量。
宜人性设计的最高体现,是对“人的因素”的考虑是事无巨细的。如操纵手柄的形状必须适宜人手的比例和指球肌、大鱼际肌和小鱼际肌的天然减震能力, 避免对掌心和指骨的压力以及由于垂直和水平振动而引起的疲劳从而影响操纵的确性。图9 为手柄的不同造型,其中a、b、c 为好; d、e、f较差。并列手柄的形状、大小、高度和颜色的不同,有益司机记比和区别,减少误动作带来的事故, 提高人机系统的总功能。如C A T G 系列平地机采用有双重保护作用的停放制动手柄布置在油门手柳和变速杆中间,但其颜色( 红色)和高度与两者有明显区别。它除了控制停放制动器使机械下会移动; 还可使变速杆锁定在空档位置。提高了操作的可靠性。
简化操纵机构也是提高宜人性设计的有效措施。图10 为速度和前后变换方向共用一个手操纵,手柄扭转可以作速度换档; 手柄前推或后拉郎作前后方向的改变。越来越多的工程机械,不断简化操作,许多功能的控制都已用按钮开关来实现。如小松的装载机采用的指尖控制变速器; C A T 生产的电子控制的铲斗比置 控制器可预定铲斗的卸载高度和挖掘角度, 大大减轻了司机的劳动强度、改善了人机关系,可以预见不久的未来, 电子计算机将为各种施工作业机械提供不同的工作循环程序, 司机所做的工作只是对电视屏和计算机打印输出等的监视。
三、结束语
工程机械中的宜人性设计还包括造型设计中造型的比例和谐;色彩的科学应用和颜色对人心理、生理产生的作用和联想等等。篇幅所限, 不作论述。宜人性设计在工程机械中的运用, 集中体现在驾驶室, 操纵机构和信息显示装置上,必须给予极大的重视,因为它们在“人一机”系统中是联系人与机器的重要环节,宜人性设计的最高目的,是追求人和机器之间的新型关系。
参考文献
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多功能小桌子
二零一六年五月
第1页
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目录
目录 ............................................................................................................................................................2 摘要 ............................................................................................................................................................3 Abstract ....................................................................................................................................................4 设计理念 ....................................................................................................................................................5 多功能桌子 ................................................................................................................................................6 技术领域 ....................................................................................................................................................6 背景技术 ....................................................................................................................................................6 实用改进新型内容 ....................................................................................................................................6 附图说明 ....................................................................................................................................................7 具体实施方式 ............................................................................................................................................7 图一 ............................................................................................................................................................8 图二 ............................................................................................................................................................9
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摘要
本实用新型公开了一种多功能小桌子，包括桌板和活动连接于所述桌板下端的四个板状的桌腿，其特征在于：所述桌腿通过连接板与所述桌板活动连接，所述桌腿的一侧设有至少两个拼接条或至少两个用于所述拼接条穿过的环扣；所述桌腿上还设有用于弯曲桌腿的转轴，所属转轴还包括用于保持平衡的支撑杆。本实用新型所述的桌子是一种可以方便携带的多功能桌子，可拆卸的板状桌腿在不使用时，可以组装成书架；桌板也可以挂置在墙上节省空间。本实用新型具有结构简单新颖，使用携带方便，美观大方等特点。
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Abstract
The utility model discloses a multifunctional small table, including the connection table and other activities described in the tables below four tabular table legs, whose character is: the above table leg by connecting plate connection with mentioned in your table, described in the article on one side of the table leg has at least two splicing or at least two article described for stitching acro the ring; Described in the table leg is also used for bending rotation table leg, also includes balancing is used to belong to the rotation support bar.The utility model described in the table is a multi-function table can be convenient to carry, removable plate table legs when not in use, can be aembled into a bookcase; Tables also can hang buy to save space on the wall.The utility model has the advantages of novel structure is simple, the use of easy to carry, beautiful and easy, etc.
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设计理念
一种多功能桌子，包括（1）和活动连接于所述桌板（1）下端的四个板状的桌腿（4），其特征在于：所述桌腿（4）通过连接板（3）与所述桌板（1）活动连接，所述桌腿（4）的一侧设有至少2个拼接条（7）或至少2个用于所述拼接条（7）穿过的扣环（6）；所述桌腿（4）上还设有用于弯曲桌腿的转轴（5），所述转轴（5）还包括用于保持平衡的支撑杆（8）。
根据权利要求1所述的多功能桌子，其特征在于:所述桌板（1）上设有用于摆放水杯的通孔（2）。 根据权利要求1所述的多功能桌子，其特征在于：所述拼接条（7）为条状的魔术扣
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多功能桌子
技术领域
本实用新型涉及一种学习生活用品，具体地说是一种多功能桌子。
背景技术
目前，供学生业余生活使用的小桌子多为整体结构设计，即桌子腿是不能与桌板拆卸的。而且有的小桌子的面就是一个平面，没有可以防止水杯的地方，如果把小桌子放在床上，再放上一个水杯，水杯里的水就容易洒出来，带来诸多不便。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的小桌子，来克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
实用改进新型内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种多功能桌子。 本实用新型采用的技术手段如下：
一种多功能桌子，包括桌板和活动连接于所述桌板下端的四个板状的桌腿，其特征在于：所述桌腿通过连接板与所述桌板活动连接，所述桌腿的一侧设有至少2个拼接条或至少2个用于所述拼接条穿过的扣环；所述桌腿上还设有用于弯曲桌腿的转轴，所述转轴还包括用于保持平衡的支撑杆。
优选地，所述桌板上设有用于摆放水杯的通孔。 优选地，所述拼接条为条状的魔术扣。
本实用新型解决了现有技术中存在的桌腿不能与桌板分离，桌板没有放置水杯的地方等问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型提供的小桌子在使用时，只需将桌腿向四周分开，如需调节桌子高度时，可将转轴的支撑杆抽出，桌腿会向内或向外弯折，适当的降低桌板的高度；在不使用小桌子时，可将四个板状的桌腿拆卸下来，两个桌腿上设有拼接条，两个桌腿上设有扣环，设有的拼接条和扣环的桌腿两两组合，通过拼接条穿过扣环将两个桌腿固定，将支撑杆与弯曲后的桌腿放置异侧保持平衡，这样一个简易的书架就搭接好了；同时，桌板可以通过放水杯的通孔挂置在墙上节省空间。
本实用新型的优点是显而易见的，主要表现在：
由于使用了本实用新型，在床上或其他的地方看书时很方便。
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由于使用了本实用新型，既可以节省空间又可以多次利用小桌子，桌腿两两拼接即可以做成一个简易书架。并且，桌腿可折叠调节桌面高度。
本实用新型具有结构简单新颖，使用携带方便，生产成本低，能够方便看书，美观大方等优点，基于上述理由本实用新型可在日常生活学习中广泛推广。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。 图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的桌腿拼接成书架的示意图。
图中：1.桌板 2.通孔 3.连接板 4.桌腿 5.转轴 6.扣环 7.拼接条 8.支撑杆
具体实施方式
如图1，图2所示，一种多功能桌子，包括桌板1和活动连接于所述桌板1下端的四个板状的桌腿4，所述桌板1上设有用于摆放水杯的通孔2，所述桌腿4通过连接板3与所述桌板1活动连接，所述桌腿4的一侧设有至少2个拼接条7或至少2个用于所述拼接条7穿过的扣环6，所述拼接条7为条状的魔术扣；所述桌腿4上还设有用于弯曲桌腿的转轴5，所述转轴5还包括用于保持平衡的支撑杆8.
在使用时，只需将桌腿向四周分开，如需调节桌子高度时，可将转轴的支撑杆抽出，桌腿会向内或向外弯折，适当的降低桌板高度；在不使用小桌子时，可将四个板状的桌腿拆卸下来，两个桌腿上设有拼接条，两个桌腿上设有扣环，设有拼接条和扣环的桌腿两两组合，通过拼接条穿过扣环将两个桌腿固定，将支撑杆与弯曲后的桌腿放置异侧保持平衡，这样一个简易的书架就搭接好了；同时，桌板可以通过放水杯的通孔挂置在墙上节省空间。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
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图一
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图二
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子母双桶波轮洗衣机的设计 0 引言
目前国内外的洗衣机有很多种，波轮式洗衣机、滚筒式洗衣机、搅拌式洗衣机层出不穷，从手动洗衣机到自动洗衣机，洗衣机经历了一代又一代的变革与更新，从节能到智能洗衣机，这都是洗衣机的进步，虽然市面上的洗衣机种类繁多，但是却很少发现能有大小2个桶，能将外衣服和内裤及其袜子分开同时洗的的洗衣机，于是，我觉得可以以此作为出发点，设计一种能将外衣物和内裤及其袜子分开洗的洗衣机。 1 创新来源
每次在自己洗衣服时，总觉得把内、袜子与其他衣物一起洗时总觉会将内裤和袜子上的很多细菌和赃物混淆到衣物上去，这样很容易引发各种潜在的疾病，尤其对于有传染病的人来说，更是应当注意的地方，而一般的洗衣机都只有单一的一个洗衣的桶，如果分开做2次洗，即浪费水又浪费电，还要耗时间，所以我设想能设计一种2个大小不同的桶，一个用来洗普通衣物，另外一个小的用来洗内裤或者袜子。
2 创新题材 洗衣机的发展历史
1858年，一个叫汉密尔顿·史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。1874年,“手洗时代”
受到了前所未有的挑战，美国人比尔·布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。
1880年，美国又出现了蒸气洗衣机，蒸气动力开始取代人力。 1910年，美国的费希尔在芝加哥试制成功世界上第一台电动洗衣机。
1932年，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水 在同一个滚筒内完成。
1937年，第一台自动洗衣机于问世。这是一种\"前置\"式自动洗衣机。
1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。
至此，波轮式、滚筒式、搅拌式在洗衣机生产领域三分天下的局面初步形成。
60年代的日本出现了带干桶的双桶洗衣机，人们称之为“半自动型洗衣机”。
70年代，生产出波轮式套桶全自动洗衣机。
70年代后期，以电脑（实际上微处理器）控制的全自动洗衣机在日本问世，开创了洗衣机发展史的 新阶段。
80年代，“模糊控制”的应用使得洗衣机操作更简便，功能更完备，洗衣程序更随人意，外观造型更 为时尚„„
90年代，由于电机调速技术的提高，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗 衣机。
洗衣机的分类 （1）波轮式洗衣机
洗衣特点：微电脑控制洗衣及甩干功能、省时省力。 缺点：耗电、耗水、衣物易缠绕、清洁性不佳， 适合洗涤衣物：除需要特别洗涤之外的所有衣物。 轮式洗衣机流行于日本、中国、东南亚等地 （3）滚筒式洗衣机
洗衣特点：微电脑控制所有功能
衣物无缠绕。最不会损耗衣物的方式
缺点：耗时，时间是普通的几倍，而且一旦关上门，洗衣过程中无法打开，洁净力不强。
适合洗涤衣物：羊毛、羊绒以及丝绸、纯毛类织物。
流行于欧洲、南美等主要穿毛、绵为主的地区，几乎100％的家庭使用的都是滚筒洗衣机。
滚筒洗衣机优点：
全面的洗涤能力鹤立鸡群。因为衣物在洗涤过程中不缠绕、洗涤均匀、磨损小，所以就连羊绒、羊毛、真丝衣物也能在机内洗涤，做到真正的全面洗涤性能。可以利用加热激活洗衣粉中的活性酶，充分发挥出洗衣粉的去污效能。由于用水量较小，可以在桶内形成高浓度洗衣液，在节水的情况下带来理想的 洗衣效果。
原理：
这种发源于欧洲的洗衣机是模仿棒锤击打衣物原理设计，利用电动机的机械 做功使滚筒旋转，衣物在滚筒中不断地被提升摔下，再提升再摔下，做重复运动，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗涤干 净。
滚筒洗衣机的发展最为成熟，多年来在结构上没有多少变化，基本是不锈钢内桶，机械程序控制器，经过磷化、电泳、喷涂三重保护的外壳，和两块笨重的水泥块用于平衡滚筒旋转时产生的巨大离心力，由于用料比波轮洗衣机好，所以寿命一般在15－20年，而以塑料件为主的波轮寿命一般只有8－10 年左右。 （3）搅拌式洗衣机
洗衣特点：衣物洁净力最强，省洗衣粉
缺点：喜欢缠绕相比前两种方式损坏性加大，噪音最大 适合洗涤衣物：除需要特别洗涤之外的所有衣物。
北美普遍使用 洗衣机的工作原理 （1）普通型波轮洗衣机：
结构：由洗衣桶、电动机、定时器、传动部件、箱体、箱盖及控制面板等组成。
工作原理：依靠装在洗衣桶底部的波轮正、反旋转，带动衣物上、下、左、右不停地翻转，使衣物之间、衣物与桶壁之间，在水中进行柔和地摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污清洗。 （2）机械全自动洗衣机：
结构：由电动程控器、水位开关、安全开关（盖开关）、排水选择开关、不排水停机开关、贮
水开关、漂洗选择开关、洗涤选择开关等组成。
工作原理：通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水阀、排水电磁铁及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机实现程序运转。 3 设计理念
子母洗衣机可以不同的衣物可以分开洗，能保证大量衣物同时洗、小件衣物即时洗，缩小较大一部分空间的同时，又根据衣物的不同合理地控制能源的消耗。
它还拥有1-24小时预约时间可调、5-40分钟的运动浸泡且时间每间隔5分钟可调、5种全自动程序“标准，强洗，羊毛，毛毯，自编”选择等功能，平时使用起来比较方便和卫生。
波轮洗衣机规格一览表大桶洗涤容量(kg) 子母双桶波轮洗衣机图 5.5小桶洗涤容量(kg) 2.5脱水容量(kg) 5.5kg(主桶)额定输入功率 330W（主）、250W（分洗桶）额定用水量 112L（主桶）、88L（分洗桶）净重 毛重：50kg 净重：44kg产品尺寸： 750*523*935790*570*970（包装尺寸）其他特点
大桶5.5kg。立体喷射水流；小桶2.5kg。垂直立体水流模糊控制预约时间1~24小时可调5~40分钟的运动浸泡且时间每间隔5分钟可调，彻底洗净污渍5种全自动程序“标准，强洗，羊毛，毛毯，自编” 任您选择八档水位（16~52L）
通过上面的一个创新设想，不仅可以实现将内裤袜子与其他衣物分开同时洗的想法，而且一大一小两个桶的子母洗衣机对于成员多的家庭来说还是比较实用的，比如小孩、大人的衣物就可以分开洗涤，加起来8公斤的容量也足以洗涤大量衣物。
上面只是个人的一个小小的想法，想法还只是想法，如果真正能实现那算是对洗衣机的一次改进，也给我们的日常生活带来了更多的实用与方便。 4 参考文献
1 沐志成;全自动洗衣机的电子控制[J];家电科技;1981年04期
2 杨家骅;;洗衣机的性能特点及基本设计要求[J];家电科技;1982年02期 3 李瑞金;;关于洗衣机漂洗性能的试验分析[J];家电科技;1982年03期 4 陈长英;;波轮偏置式全自动洗衣机[J];家电科技;1983年01 5 李欣生;;洗衣机和洗碗机的油封设计[J];家电科技;1983年02期
推荐第7篇：机械创新设计论文
法兰盘4-φ9透孔双圆弧导轨的专用夹具创新设计
The flange 4Phi 9 through holes fixture compared to parts， flanges 4Phi 9 through holes for fixture -- two half circular guide rail flange 4 - Phi 9 through hole clamp。
一． 前言：
本文是通过对一般结构的法兰盘4-φ9透孔专用夹具的机构进行思考和了解，综合比较一般类型结构的法兰盘4-φ9透孔专用夹具，在满足夹具的精度要求和自由度保证情况下，提出了本人自己的定位方式，既能实现迅速进行精确的定位，同时保证夹紧的可靠性。双圆弧导轨的结构设计，区别与一般结构的法兰盘4-φ9透孔专用夹具的机构，活动空间减小了，而且可操作性增强了。当然，我相信还有细节需要改进，比如公差的分配和配合的选用。最后就是要感谢任课老师的指导和建议。
二．原理方案设计：
1，定位方式和自由度分析
法兰盘4-φ9透孔加工序需要限制的自由度为6个自由度，基座限制3个自由度，定位心轴限制2个自由度，旋转手柄限制1个自由度，没有过定位，也没有欠定位问题，用锁紧螺母和旋转手柄进行夹紧。 2，定位基准的选择
由零件图可知，4-φ9透孔没有形位公差的要求，它的设计基准是φ200+0.045的孔中心线，所以选择内孔侧面作为主要定位基面，与中心轴线距离34mm的面作为辅助定位面。 3，切削力及夹紧力计算
刀具：φ9高速钢锥柄标准麻花钻
根据《机械加工工艺师手册》表2.2-16钻削切削力的计算公式，
切削扭矩计算公式为：
T=0.21d2f0.8 KF
得 T=0.21*92*0.40.8*0.902=7.37(N.m) 其中： d=9mm； f=0.4mm/r；
KF=（160/190）0.6=0.902；
切削力（轴向切削力）计算公式为： Fx=419d f0.8 KF=419*9*0.40.8*0.902=1634.2N 因为在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数计算公式为：
K=K0K1K2K3K4 其中：基本安全系数K0=1.5；
加工性质系数K1=1.2； 刀具钝化系数K2=1.0； 切削特点系数K3=1.2； 夹紧稳定性系数K4=1.3；
所以
K=1.5*1.2*1.2*1.0*1.3=2.8 故
F切=4.212*1634.2=4588.8N
而水平夹紧力是由扭矩引起的，根据所选用的定位和夹紧方式可知：
按最大摩擦系数f=1考虑：
F夹=T*2.8*2/1*d=7.37*2.8*2/0.011=3752N 其中d是接触圆周直径，d=11mm 4，定位误差分析
（1） 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为定心轴，因为该加工孔φ9与定位孔φ200+0.045没有形位公差的要求，而且为了装夹的方便，定心轴与零件采用间隙配合，但为了保证其精度的更准确性，定心轴的制造精度等级应在可行的条件下足够够，现在采用φ20h6的定心轴。
（2） 定位误差的计算。由于本工序的定位基准和工序基准的重合，因此它的定位误差为：
△ jw=TD+T轴+△s=0.045+0.013+0=0.058mm 其中：TD为孔的公差； T轴为轴的公差； △s为最小配合间隙。 此即为定位心轴引起的定位误差。
以上是夹具的相关力和定位误差的粗略计算，有关的数据参考各种书籍和设计手册 。
三．机构设计
以下是结构的三维设计图和3D爆炸图：
三维设计图
3D爆炸图
四．创新点
双圆弧导轨的设计是该夹具的最大的创新所在，利用三点确定一个圆的原则，而且钻模板也相应的采取圆弧外形设计，可以相应地减少空间，同时由于钻模板不再是横向的装卸，而是纵向的装卸，可以减少空间的操作性。 结论：
科技是第一生产力，而科技的灵魂是创新 ，在科技的道路上，即使前进一小
步，也有新高度。一个民族和一个国家在现代社会里，如果要屹立不倒于世界强手之列，除了民族气节外，更需要科技上的积极突破和创新，更需要大众的创新和灵感，更需要有知识文化修养的人从天马行空的幻想到孜孜不倦的攻关。既然身为当代的大学生，就应该做当代大学生应该做的事，我们在好好学习课堂那点知识之外，更应该着眼于社会和各行业的新动态。从哲学唯物主义的一种观点看，意识是来源于客观事物的，而意识却又是能反作用于客观事物的，我们必须宽阔自己的视野，让自己的意识更多存储各式各样的客观事物。而从哲学唯物主义的另一个正确观点看，事物之间是具有联系的，对立和统一是不矛盾的。创新就是用自己的天马行空的想法加上自己的专业修为糅合和统一出来的，作为现如今普及为大众教育的大学生，自己学到的专业知识毕竟是很有限的，就像上面本人设计的双圆弧导轨的法兰盘4-φ9透孔专用夹具，细究起来，肯定问题不少，因为知道的和懂得的相关知识有限，可至少能自己动手做了，能自己动脑想了。这关乎到态度问题，一种对老师和自己负责的态度，一种专业态度。如果非要追求一种程序化的流程，那还不如不做。纵然冠冕堂皇，可也不是你自己的思想，毕竟这是自己专业的问题上，不是社会调查的问卷。每个行业或专业的都应该有每个行业或专业的素养问题，比如学机械设计竟不知道线性和粗细实线的区分使用，而营销专业的整天艺术潮人的打扮，岂不让人笑话了，最后，特别向老师说明一点，因为没见过转塔式车床，不知道和机床的具体连接构造，只是开了四个象征性的连接透孔，但在精度要求和自由度限制问题上是能保证。学生只能做到这里了，再好的话，就要更好好学习专业知识了，同时也要加强自己工程软件的学习了。
五．参考文献：
[1] 艾兴等编.切削用量简明手册.北京：机械工业出版社，1994.7 [2] 王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.北京: 机械工业出版社，1985.11 [3] 机械加工实用手册编写组编写.机械加工实用手册.北京: 机械工业出版社，1997.4 [4] 徐圣群主编.简明机械加工工艺手册.上海：上海科学出版社，1991.2第一版 [5] 周风云主编.工程材料及应用（第二版）.武汉：华中科技大学出版社，2002年11月
[6] 孙本绪、熊万武编.机械加工余量手册，北京：国防工业出版社，1999.11 [7] 陈望编著.车工实用手册.北京：中国劳动社会保障出版社，2002 [8] 蔡在亶编著.金属切削原理.上海：同济大学出版社，1994年8月第一版 [9] 马福昌编.金属切削原理与应用.山东：山东科技出版社，1982年1月第1版 [10] 张耀宸主编.机械加工工艺设计实用手册.北京：航空工业出版社，1993.12 [11] 曾志新主编.机械制造技术基础.武汉：武汉理工大学出版社，2004.4重印 [12] 王小华主编.机床夹具图册.北京：机械工业出版社，1995 [13] 陈锦昌等主编.计算机工程制图.广州：华南理工大学出版社，2001 [14] 赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2000 [15] 陈晓华主编.机械精度设计与检测,杭州：中国计量出版社，2008 [16]于骏一 邹青主编.机械制造技术基础第2版，北京：机械工业出版社，2009 [17]刘朝儒 吴志军 高政一 许纪文主编.机械制图第5版，北京：高等教育出版社，2006 [18]孙桓 陈作模 葛文杰主编.机械原理第7版，北京：高等教育出版社，2006 [19]刘鸿文主编.材料力学第4版，北京：高等教育出版社，2004 [20]张学枕 陈锦昌等编著.三维工程制图，北京：高等教育出版社，2009
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培养机械创新能力的意义
随着科技的进步时代的发展，现实社会对大学生能力的要求越来越高，特别是创新能力。 培养学生创新能力和实践能力是全面实施素质教育的重要内容。如何开发和培养学生的创新能力，一直以来是教育改革的重大课题。 纵观历史全国各大院校始终没有停止过对教育改 革的探讨，都在试图找到一条更适合本校发展的道路。培养大学生机械创新设计能力的重要意义 机械创新设计是指在充分发挥设计者创造性的前提下，利用人类已有的相关科技成果进行创新构思，从而设计出具有新颖性、创造性 及实用性机构或机械产品的一种实践活动。 在当前激烈的国际竞争中， 培养大学生具有较强的机械创新能力，能够促进我国机械行业的发展，逐渐使其处在国际发展水平的前列，缩短我国与发达国家的差距。 另外培养大学生具有创新能力，是高校教育的使命，体现了高校教育上升到一个新的发展水平。
机械创新中学生暴露出的主要问题
1.好高骛远。在备战机械创新大赛的初期, 学生普遍表 现出好高骛远 ,对比赛的要求和难度估计不足 , 提出了很多宏大的创新设计方案 ,即超出了自己知识和能力所限, 又在学校资金资助范围之外, 更是几个人在短短的几个月不可能完成的 。
2.能力不足。由于我国过去的教育观念和体制 及专业设置和课程体系等多方面的原因, 我国大学生 的创新能较差,这主要表现在创新意识淡薄 , 缺乏创新思维 ;只会记忆知识点应付考试, 不会应用所学知识解决实际问题;知识面窄 , 对现代辅助设计软件应用不熟练 ,科技论文写作水平欠缺 ;动手能力较差,不能自主进行机械加工和电路制作。
3.虎头蛇尾。大学生参加科技创新活动, 开始 热情很高,报名踊跃, 惟恐不能参加, 但随着时间的推 移 ,问题的深入,学生容易出现畏难情绪和患得患失 的现象 ,缺乏坚强的毅力和高度的责任感 。开始宏大 的构思 ,遇到困难 ,就草草收场, 能减则减 。
4.单打独干。大学生科技创新团队组织松散 , 易集易散。由于团队负责人缺乏领导和组织能力, 团 队成员缺乏奉献精神 , 没有协议的约束, 很容易使团 队中途散伙或名存实亡。最后设计任务完全落在项 目负责人身上,出现单打独干现象。
大学生创新能力的培养途径
创新能力的培养是集学校教育、家庭教育、社会教育、终身教育于一体的教育体系共同作用的结 果[ 3] ,学校教育, 特别是大学阶段的教育尤为重要 , 中小学教育重在基础知识的积累, 通用技能的获得 , 学习和思维方法的培养;大学教育重在专业知识的积累 ,特殊技能的获得 , 创新能力的培养。如何营造良 好的外部环境,创造具有时代性、开放性、超前性的内 部条件, 培养大学生的创新意识、锻炼学生的创新能力 ,发挥他们的创造力, 是目前我国高等教育的一个重要任务。
(一)重视学生个性发展 ,普及创新理念 创新理念不只是针对学生, 更是针对学校、教师 和管理干部 。转变观念就是要树立正确的学生观, 即 不能把学生看作消极的被管理对象, 也不能把学生当 作灌输知识的容器,而是要把每一个学生都看作具有创造潜能的主体、具有丰富个性的主体。学校要重视学生的个性差异 ,注重学生的个性发展 。为此，应该改革传统的教育教学管理体制, 例如允许未毕业的学生进行自主创业, 为他们保留一定时间的学籍 ;鼓励 学生参加各种科技创新竞赛 ,激励那些敢于创新的学 生脱颖而出等。 (二)构建合理的课程体系, 增设创新通识课程学校要调整课程体系, 完善教学计划, 压缩课内学时, 增加课外学时 , 给学生更多独立思考的时间和空间, 以便激活大学生的创新思维;创造能力来源于 宽厚的基础知识和良好的素质 ,仅仅掌握单一的专业知识是不够的 。因此,加强大学生基础教育的内容更新和外延拓展及构建合理的课程体系就显得非常重要。大学教育中要注重文、理渗透, 可以对文科学生 开设部分自然科学课程 ,对理科学生适当加强人文学科课程的教育, 使文理学科之间相互渗透 ;实行大学科、大专业教育 ,使课程之间互相渗透, 打破明显的课程界限,设置一些跨学科、跨专业的课程 ,使学生知识 结构既博又专, 且能够触类旁通, 以便在未来的工作 中具备创新的能力 。要增加选修课的比重, 允许学生跨系、跨专业选修课程, 使学生依托一个专业 ,着眼于 综合性较强的跨学科训练。开设一系列专门的创新通识课程, 从思维科学或心理学、方法论的角度来探 讨创造性思维的问题,如强化动因的群体激智创新创造法、扩展思路的广角发散创新创造法、把握机遇的直觉灵感创新创造法、重视分析的思维推理创新创造法、探索规律的现代科学创造法 。给学生介绍一 些最基本的科研和创新方法, 诸如如何选题 ,如何搜集、分析、整理资料, 如何提炼论点(观点),如何撰写研究报告和学术论文,如果申请专利等等。
(三)改进教学方法、转变培养模式 教师要不断改革课堂教学 ,变传统的灌输式、填 鸭式教学为启发式、互动式、引申式教学 ,充分调动学生思维问题的积极性 , 对学生提出的问题要善于引 导、启发, 以此激活大学生的创新思维。千方百计、想方设法地去调动和激发学生对科研创新的兴趣。让 学生感受、理解知识产生和发展的过程 , 培养学生的 科学精神和创新思维习惯。积极创造条件, 让学生积 极参与教学过程。传统的考试方式重视的是对已有 知识的传授和记忆 ,这样的考试方式显然不利于学生创新能力的培养 ,这就要求我们改革传统的考试方式。新的考试模式不仅要考查学生对知识的掌握 ,更 要考查学生创造性地分析问题、解决问题的能力, 以此培养学生的创新意识和创新能力 。在考试方式上, 进行适量的开卷考试。考试时允许学生带课本、笔记 等资料 ,允许学生发表不同的意见, 对那些有创造性 见解的答卷要给予鼓励 ,力争把学生的精力引导到对 问题的分析和解决上来 。有些课程也可以用综合性 大作业和专题小论文的方式取代传统的闭卷考试方 式,放宽考试时间限制, 以便于学生们搜集资料, 对有 关问题做较为深入地探讨和研究。在考试内容方面, 要安排一些没有统一标准答案的探讨性问题 ,需要学 生经过充分而深入地思考才能够做出解答;或是安排 一些综合性较强的问题 ,需要学生运用所学理论知识经过反复、仔细地分析思考才能做出回答 。这有利于培养学生的创造性思维和创造能力, 并对他们起到一 种重要的导向作用。
(四)营造创新氛围,培植创新市场创新型人才的培养 , 文化环境的熏陶非常重要。 一方面, 大学生应该主动营建自己的创新团体 , 如各 种创新竞赛团队、大学生科技创新协会、大学生创业 团队等;另一方面 ,大学生要积极利用好大学里的各 种软、硬件方面的资源, 如图书馆、实验室等, 这些场所通常是培育和激发创新灵感的绝佳环境 ;同时 , 大学生还应该主动走出校门 ,参加社会调研, 让理论和实践相结合 ,在社会实践中发现问题、思考问题、解决 问题 ,并在实际活动中及时反馈, 形成最后的成果 。 充分利用第二课堂, 定期举办各种学术讲座、学术沙龙和大学生科技报告会 , 出版大学生论文集, 鼓励学生积极参加学术活动 ,对于不同领域的知识有一个大体的涉猎 ,进行不同学科之间的交流, 从而学习他人如何创造性地解决问题的思维和方法 ,以强化创新意 识 ;鼓励学生大胆创新, 可以让他们参加教师的科研 课题,也可以由学生自拟题目,并选派教师指导 ,并对学生的科研课题进行定期检查和鉴定 ,这样可以培养学生的创新毅力和责任心 ,拓展学生的视野, 有效发挥他们的创造才能。 创新, 不仅仅局限于实验室里, 更需要将创新成 果推向市场。任何创新成果 ,只有不断向市场转化 , 得到市场的认可 ,才是有价值的创新成果 。当前大学生创新成果的市场化率, 还不足已有研究成果的10 %,除了大学生自己需要把握好创新活动的研 究方向, 使其更加贴近市场需求外 ,还需要学校和企业的共同努力。一方面,学校要创造条件将大学生的创新成果主动推向市场 , 争取得到市场的认可 ;另一 方面,作为市场主体之一的企业也要积极关注大学生 的创新成果, 对其予以扶持并提出宝贵的研究意见 , 两方面的结合将会有力地推动大学生创新成果的市场化 ,促进大学生创新素质的培养和创新能力的提高 。
(五)建设创新必需的硬件环境, 组建创新指导教师团队 学校要为大学生营造创新必需的硬件环境, 为大学生创新提供物质技术支持, 包括开放基础研究性实验室、各种功能的专业性实验室。要将各实验室的实验内容、功能在网上宣传, 让学生了解其使用程序。学校要有必需的技能训练中心、加工中心 ,让学生能够自己动手实现其创新构思。学校还应该为大学生 创新提供研究资金支持等。 配备高水平的、相对稳定的创新指导教师团队, 是大学生创新活动成败的关键 。要培养创新型人才, 学校教师队伍要有创新的意识、创新的精神以及创新的行动和实践 。世界各国著名大学的共同经验证明, 高素质的师资队伍是决定一所大学核心竞争力的关 键所在。从一定意义上说,现在中国大学与世界一流 大学的差距 , 主要是教师队伍水平的差距
。教师的创新激情、学术水平、治学态度直接影响学生的创 新活动 。指导教师团队的专业背景应该尽量涵盖创 新必需的技术领域 ,知识具有互补性 , 能为学生创新活动提高全面的技术支持。
(六)提供创新政策保障, 建立相应激励措施创新 ,需要一个良好的政策环境 ,使更多的学生 愿意创新、乐于创新 。创新的政策环境包括设立大学生创新基金、创新实践学分、创新成果表彰和免试读研等。设立创新研究基金的目的就是对那些具有创 新性、科学性、实用性、可行性的大学生研究项目予以 一定的资金保障,使学生不会因为资金问题而不去参 与创新实践 。设立创新实践学分的目的就是对参与创新实践活动的学生予以一定的学分认可, 鼓励学生 将自己的业余时间用于创新, 不仅有参与创新实践的 收获, 还能得到学分的认可 ,使更多的学生愿意把业余时间花在创新实践上 。建立竞争激励机制 ,举办各种形式的竞赛活动 ,对在创新方面成绩突出的学生进 行表彰和奖励 ,对获得国家级或省(部)级创新成果的 学生, 以及在校内外创新实践活动中做出成绩的学 生,可申请免修与之相关的课程学分、课程设计或毕业设计(论文),可以免试推荐研究生等 。
机械产品的使用寿命优点
优秀的设计是延长机械使用寿命的首要环节。我国的大型施工项目中的主要土石方工程用机械设备主要是采用以上发达国家进口产品，这些设备外观新颖、操作舒适、性能先进、经久耐用。他们根据人体工程学设计的座椅、操纵台、环保型的低噪声发动机，超前的流线型机身和驾驶舒适感，具有良好的机械性能和人性化设计，深受机驾人员的欢迎。
如果机械维修性好，易于维修，能够采用“低成本的快速修理”，可使机件经常处于良好的技术状态。这样设计的施工机械，在工作过程中，一旦出现了故障，由于可以低成本快速修理，无需更换新部件总成，这实际上就延长了机械的使用寿命、提高了机械完好率、降低了机械的使用成本。
1.3 采用新材料制造的施工机械，可以有效地延长机械的使用寿命。近年来，材料科学技术发展日新月夜，突飞猛进。大量高强度，抗磨损，抗振动和抗冲击的新材料、纳米技术材料、先进的电子元件技术不断出现，设计机器时应根据机械性能与工况选用相适应的新材料，从材料性能质量上保证其使用寿命。
机械产品的可靠性
随着现代工业技术的飞速发展，机械产品日趋复杂化、大型化、高参数化，使产品发生故障的机会增多，因而，可靠性作为产品质量的主要指标，愈来愈受到工程界的重视。机械可靠性，是指机械产品在规定的使用条件、规定的时间内完成规定功能的能力。机械的可靠性是机械设计的主要目的之一，有效地增强产品质量、降低产品成本、减轻整机质量、提高可靠性和作业效率是可靠性设计的主要目标。随着工业技术的发展，机械产品性能参数日益提高，结构日趋复杂，使用场所更加广泛，产品的性能和可靠性问题也就越来越突出。机械可靠性设计的基本任务是在故障物理学研究的基础上，结合可靠性试验以及故障数据的统计分析，提供实际计算的数学力学模型和方法及实践。
科技研究人员和工程设计人员积极投入到可靠性工程的研究与实践之中，取得了可喜的成果。张义民[1]结合现代数学力学理论，系统地阐明机械可靠性设计、机械动态可靠性设计、机械可靠性优化设计、机械可靠性灵敏度设计、机械可靠性稳健设计等可靠性设计理论与方法内涵与递进。陈静等[2]阐述了机械产品优化设计及可靠性的相关理论，介绍了可靠性优化设计的应用及发展现状，并介绍了机械行业相关的软件应用情况。喻天翔等[3]对当前机械可靠性的特点和争议进行介绍，从Bayesian理论、FMECA和疲劳可靠性试验三个方面总结了机械可靠性试验技术相关的重要理论问题及其发展，并阐述了可靠性增长试验、加速试验和微机械可靠性试验技术的国内外发展，总结了机械可靠性试验技术研究存在的问题及其发展趋势。
1 可靠性设计
1.1 可靠性设计
传统的机械设计方法认为零件的强度和应力都是单值，只要计算出的安全系数大于规定的安全系数，就认为零件是安全的，因而设计过程中忽略了各设计参数的随机性。可靠性设计将零件的应力和强度作为随机变量，认为应力受到各种环境因素(温度、腐蚀、粒子辐射等)的影响，具有一定的分布规律；强度受材料的性能、工艺环节的波动和加工精度等的影响，也是具有一定的分布规律。可靠性设计认为所设计的任一机械存在着一定的失效可能性，设计时根据需要预先控制的失效概率或可靠度，考虑各参数的随机性及分布规律，以反映出零部件的实际工作状况。
产品的可靠性表示产品在规定使用条件和使用期限内，保持其正常技术性能完成规定功能的能力。可靠性设计的一个目标是计算可靠度，可靠度是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。其表达式为：
Rg(X)0fx(X)dX
式中fx(X)为基本随机参数向量X(X1,X2,Xn)T的联合概率密度；g(X)为状态函数，可表示零件的不同状态：g(X)>0为安全状态，g(X)
现代生产的经验表明，在设计、制造和使用产品的三个阶段中，设计决定了产品的可靠性水平，即产品的固有可靠性，而制造和使用是保证产品可机械可靠性分析与设计的方法很多，总体上可以归纳成两类，即数学模型法与物理原因法。数学模型法是指可靠性遵从由某种试验数据获得的概率统计规律，而物理原因法是指考虑失效的物理原因的方法。 1.2 动态可靠性设计
经典的可靠性设计理论不能考虑结构系统的动力学行为，为了弥补这种缺失必须开展动态可靠性的研究。动态可靠性是指产品在运动或振动状况下的可靠性，“动态”强调结构系统中所包含的动态特性(如：振动频率、输出响应、能量传递等)，由于机械产品的特性及参数(如：强度、应力、物理变量、几何尺寸等)具有固有的随机性，同时机械产品运行是也是典型的动态过程，载荷、工况、应力等运行环境及参数也都是随时间变化的量，因而必须将其处理为随机过程。不考虑动态特性将难以得到产品准确的失效数据和可靠性信息，这必然使可靠性的研究从静态可靠性向动态可靠性转变。另外，多数机械产品的特性数值随时间而逐渐变化，如：因疲劳、磨损、腐蚀等造成的机械强度降低等，使产品的可靠性表现出了渐变的特征。可见将机械动力学与机械可靠性有机地结合起来，研究动态可靠性设计的基础理论与方法具有重要意义。
2 可靠性优化设计
机械优化设计是随着电子计算机的广泛使用而迅速发展起来的一门学科，在现代机械设计中占有重要的地位。机械产品优化设计的目的是以最少的材料，最低的造价，最简单的工艺，实现机械结构靠性指标的实现。可靠性试验数据是可靠性设计的基础，但是试验不能提高产品的可靠性，只有设计才能决定产品的固有可靠性。机械产品与可靠性的关系框图见图1。
的最优性能，包括强度、刚度、稳定性等目标。当然设计时既要考虑各种载荷的随机性，又要考虑结构参数的随机性，以及二者对产品性能的影响。机械优化设计追求最合理的利用材料的性能，使各个部件或零件的几何参数得到最好的协调，使设计者从众多的设计方案中获得较为完善的或最为合适的最优设计方案。优化设计数学模型的3个要素是目标函数、约束条件和设计变量。
虽然目前可靠性设计和优化设计在理论和方法上都达到了一定的水平，但是无论单方面进行可靠性设计还是优化设计，都不可能发挥可靠性设计与优化设计的巨大潜力。一方面是因为可靠性设计有时并不等于优化设计，例如机械产品在经过可靠性设计后，并不能保证它的工作性能或参数就一定处于最佳状态；另一方面是因为优化设计并不一定包含可靠性设计，例如机械产品在没有考虑可靠性的状态下进行优化设计后，并不能保证它在规定的条件下和规定的时间内，完成规定的功能，甚至发生故障和事故，造成损失。另外，由于机械产品有众多的设计参数，要同时确定多个设计参数，单纯的可靠性设计方法就显得无能为力了。所以应该进行可靠性优化设计的研究，使机械产品既保证具有可靠性要求，又保证具有最佳的工作性能和参数。
可靠性优化设计方法是在常规优化设计方法的基础上，结合可靠性设计理论发展起来的一种有效的优化设计方法。它将可靠性分析理论与数学规划方法有机地结合在一起，也就是说在优化设计中将设计参数作为随机变量，以产品的可靠度作为目标函数或约束条件，运用最优化方法得到在概率意义下的最佳设计的一种数值计算方法。由于它弥补了单一可靠性设计或优化设计的不足，使设计不仅符合工况运行要求，而且得出最优的设计参数，因而更具有工程实用价值。可靠性优化设计，一般包含三方面的内容：质量、成本、可靠度，把产品的总体可靠度作为性能约束的优化，将会产生与合理安全性相协调的平衡设计，也就是在给定结构布局和给定产品质量或成本之下，使产品有最大的可靠度。
相对于常规的优化设计，可靠性优化设计的特点在于将可靠性设计引入优化设计当中。将可靠性设计理论与优化技术结合起来通常有两种方法：
（1）要求结构或零部件在满足一定性能的条件下，使其可靠度达到最大。
（2）在结构或零部件达到最佳性能指标时，要求它的工作可靠度不低于某一规定水平。
3 机械可靠性试验技术
可靠性试验是对产品的可靠性进行调查、分析和评价的一种手段。其目的是发现产品在设计、材料和工艺方面的各种缺陷，为改善产品的战备完好性，提高任务成功率，减少维修费用及保障费用提供信息，确认是否符合可靠性定量要求。可靠性试验可分为工程试验和统计试验两大类，工程试验的目的在于暴露产品的可靠性缺陷，并采取纠正措施加以排除。这种试验由承制方进行，以研制样机为受试产品，包括环境应力筛选试验及可靠性增长试验。环境应力筛选是施加环境应力到产品，以发现和排除不良零件、元器件、工艺缺陷等潜在缺陷为目的试验方法。可靠性增长试验是为了暴露产品的可靠性薄弱环节，并证明改进措施能防止可靠性薄弱环节再现而进行的一系列可靠性试验方法。
4 结
论
可靠性优化设计是在常规优化设计的基础上，结合可靠性设计理论发展起来的一种有效的优化设计方法。本文在总结现有文献的基础上对机械可靠性优化设计进行综述，系统阐述了机械可靠性、可靠性设计、可靠性优化设计及可靠性试验的理论及方法。
人机工程学
随着时代的进步、科技的发展，人机工程学的理论 研究日益成熟，但如今人机工程学理论在实际设计生 产过程中的应用还是以个案的改进为主。此外，产品 造型一直是设计中一个十分棘手的向题，造型设计实 践中常常走入为了变化而变化的设计误区，造成形态 苍白而缺乏内涵的设计局面，这些状况体现了设计者 缺乏对产品设计本质的认识与思考；对于产品而言，究 其根本，产品是工具，它是为人服务，产品的价值体现 在产品与人的结合关系以及所带来的效用上，因此人 与产品的关系及针对两者之间关系的认知研究才是产 品造型设计中人机工程知识应用研究的核心。 1 人机工程学知识
1.1 人机工程学 是一门技术科学、人体科学以及社会科学相交叉的综合性新兴边缘学科，它与产品造型设计关系密切，是产品设计工作者和社会科学工作者共同研究的课题。目前国内外对人机工程学的解释有多种，但在 研究对象、手段及目的方面是基本一致的：即主要研 究如何根据人的生理、心理特点及要求来设计、布置机器设备、仪表（包括劳动工具）等，设计、安排工作场所及工作环境，使人的劳动更合理，使机器设备、仪表、工具等便于操作，从而达到改善劳动条件、减少能量消耗、减轻疲劳、降低事故发生率和提高工作效率的目的。简而言之，人机工程学就是研究人与机器设 备之间的相互关系及其合理配合，使之更适合人的生理、心理特点，进而使劳动环境更安全舒适，使人机系 统的工作效率达到最佳化的一门学科[1] 。 1.2 造型设计中人机工程学知识研究的内容 在当今的产品造型设计与开发中，产品的宜人性、创新性、适用性等因素越来越受到设计方与使用。
人机工程学知识在产品设计过程中的应用地位也得到提高。
其一，人机工程知识的研究是使产品功能得到最佳发挥的基础条件，如果没有人、机之间的科学配套，产品的合理使用无从谈起，产品的造型语言也不能体现产品所具备的使用细节；
其二，人机工程知识的研究探索实践了关于人的科学，其中对人的活动、生产、生活的研究已经成为新产品 开发的重要推动力。在产品造型设计过程中的人机 系统设计主要研究内容有4个方面。
1）人与产品造型的关系因素研究。人作为设计的主体对象是产品设计中人机研究的重点，也是人机研究的基础；人的自然属性（如人体形态特征参数、人的感知特性、人的反应特性以及人在操作产品过程中 的心理特征等）与人的社会属性（如人的社会行为、价 值观念、人文环境、社会背景文化等）都是影响人与产品造型的重要关系因素。
2）人机的系统关系因素研究。人机的系统关系优化是为了创造最优的人机配合，优化的尺度关系、舒适的环境关系、可辨识的界面关系都是充分发挥人、机各自的特点，相互配合、协调工作的重要因素， 两者之间的系统设计问题也是人和产品有机交流的 重要前提。
3）产品的人机环境因素研究。产品的造型设计 要符合产品的使用环境，产品的内部环境也要对人的 健康与效率负责，重视细节的微观内部环境与重视系统关系的宏观外部环境构成了产品人机环境因素的主体。
4）产品的人机安全性因素研究。产品的安全性 因素可分为2个方面，对使用者来讲不仅需要高效的 操作，更需要将事故危险性减小到最低限度，这就需 要有相应的防护、保险、余量、防失误、事故控制、求援 方法等等安全性的设计因素；此外，产品的人机安全 也需要反映到延长产品的操作寿命与降低操作者的使用破坏性等因素。
2 设计的认知在产品设计的人机工程学研究中需要对人—机—环境这3个因素进行分析，见图1，三者相互依存、相互制约；但是，因为各自研究方法和研究思想不同，也所属不同的研究领域，因此要实现人—机—环境的优化组合，难度是相当大的。此外，虽然许多设计工作者已经有组织地对人—机—环境三者之间的关系进 行实验研究，并积累了大量有关数据，但是对这些数 据的综合运用仍是凭经验进行，因而这种人机研究与应用的方式难以取得人—机—环境匹配的最佳效 果。因此，如何将产品造型设计中人机工程的知识内 容应用到产品造型设计中成为人机研究的瓶颈。产品造型设计活动是对目标对象所进行的造型信息处理的过程，针对人机工程学知识而言，这是从初始的 人机知识—抽象的设计概念提炼—具体的造型与结 构的过程，人机设计信息是不断发展变化的，如何有效地描述和处理设计对象及其相关信息是产品造型 设计的基本问题，这也就是人机工程学知识的设计认 知所需要解决的问题。
2.1 产品信息的交流系统产品的最终造型是产品设计过程中各类信息的 载体，使用者正是直接的通过造型符号来阅读产品设 计中的各种信息。因此，从设计的表达上看造型设计 的符号是对设计对象的描述，从含义上看造型设计中的符号也承载了设计对象的相关属性信息。基于人机知识的产品信息交流系统模型见图2，人机工程学知识的信息符号与设计对象的对应关系组成了产品。
信息交流系统模型；设计对象的造型符号在所承载信 息的支持下，代表设计对象在各个设计阶段进行产品 信息建模，是符号模型的基本构成元素。产品设计过 程中，设计对象在实例对象的支持下从设计概念转化 为实体结构，设计对象符号根据其所携带信息的完备 程度描述了设计对象的概念状态、实体状态以及其他 中间状态；其中，对应于概念状态的是定性信息描述， 对应于实体状态的是定量信息描述；这些状态的综合 构成了产品信息的交流系统。在设计过程结束后，设计对象转化为新的实例对象，而相应的信息完备设计 对象符号也转化为常量符号。
2.2 产品设计知识的隐性扩展通过产品设计，设计师将产品的信息赋予产品， 通过造型符号与具体的产品使用将相应的价值传达 给使用者。因此，产品造型设计中的设计认知过程模 型可以描述为设计师—知识信息—设计符号—产品媒介—认知符号—产品的使用过程；在此过程中设计师将各种设计知识通过设计编码成为设计符号，这些符号体现了企业、品牌以及产品等多个角度信息并以产品造型为媒介传达给使用者，然后使用者在对产品 信息解码的过程中得到其本身对产品各种信息的理 解。 产品设计知识的扩展可以分为隐性和显性2种，在此，设计认知——产品设计知识的隐性扩展与产品 设计过程（产品设计知识的显性扩展）是相对应的，设计认知即设计符号的演变过程是产品设计的基础与 前提。产品设计的宗旨就在于将所期望的以实用功能为主的文化价值如实地传达给最广大的消费者群体，所以不仅应利用工业工程系统在信文的大批量复制 中抑制噪声，并且能使收信人通过感官感知正确的信息重建。这正是对设计认知过程的明确描述，这要求设计师的造型符号构成必须是一种有目的构成，其 中符号构成的规则必须以该产品的使用群体为基础。
3 人机工程学知识的设计认知在产品造型设计中的应用方法 从设计的认知过程，可以看出设计人员通过认知活动来进行产品设计时，是在受到外界设计环境和内部认知行为的交互影响下进行的，因此需要通过相应的设计方法、设计流程控制和评价等一系列的认知操 作使认知活动高效、合理的服务产品设计，从而解决设计的问题。
3.1 设计认知效率提高的方法 从设计认知的工效角度来看，产品使用过程中的人机系统是使用者的认知过程，这就要求在设计中针对人的认知特性来改善人机界面的信息，从而加强信 息交互效率和可用性。设计认知的效率是衡量认知 系统信息处理的质量和速度的综合性指标[4] 。为了通过设计者的合理编码从而提高使用者的认知效率，是设计认知需要解决的主要问题，具体来讲认知系统认 知效率的提高可以通过3个方面进行。 1）提高设计认知和客观对象的匹配程度。设计者在对人机数据的整理后会对设计对象有 一定的主观意识，因此设计认知具有一定的主观环境性，这种主观环境性是认知主体对认知客体及所处客观环境的信息以及组织方式的认识；但是，产品开发设计中的科学性与合理性要求设计者必须客观理性的思考设计问题，因此设计认知中理性的规则是必不可少的，设计者必须对主观环境进行理性的过滤和约束。通过设计认知和客观实际的匹配及对应信息的 准确度来防止使用者信息获取的失误。 2）改善设计者的信息处理能力水平。 信息处理过程是整个设计信息加工中的重要过程，设计者的信息处理能力对整个设计信息的加工过 程的信息速度有很大影响，在具体的产品设计中设计模板、设计推理以及设计反馈和协作能力的提高将有助于减少和抑制设计失误。 3）采用适当的设计认知策略。针对人机工程学知识的设计认知策略是设计者在人机信息与数据的处理过程中所采取的设计模版 与推理，设计者应针对不同类别的产品建立企业资源 为基础的设计模版。企业设计模版的确立决定了信 息处理过程中人机知识认知资源的分配，避免了因为设计师的个人因素在相同的环境和任务条件下而采用不同的认知策略。
3.2 基于人机工程设计认知的造型设计方法产品造型设计就是对产品的造型要素如符号、信息、语义信息和表现信息等进行编码的过程[5] 。 1）设计者首先需要通过测量、访谈、观察、语义差异分析等方法来研究使用者的人机数据信息与喜好、思维、情感等特点，并将这些内隐设计信息根据企业 模版和对用户的研究外显化为相应的造型符号，并寻 找到该类别产品的人机设计规律；在产品造型设计之前，对用户所隐藏的人机知识研究与探索并找出其共 性特征会有利于提高设计方案的成功率。 2）在完成相应的设计信息与数据分析后，根据用户需求及使用者信息，针对设计对象进行造型样本测试，在对反馈的造型要素提炼分析后通过计算机辅助工具建立人机设计知识表示的模型，从而使设计结果 形式化和规范化。此步骤中对人机知识进行模型化、规律化为下一步的完善设计奠定基础。 3）在完成以上工作以后，设计师凭借对人机信息与数据掌握，根据企业的设计模版和自己的设计知识，通过其情感理解、文化内涵融入以及与实用功能、技术的结合，借助视觉符号的组合来表述设计的实质 内涵，从而使产品具有美感、识别性与可操作性；并且 运用“明喻”、“暗喻”、“联想”、“类比”、“综合”等手法 帮助用户认识、学习、操作不熟悉的产品，包括产品的 外形、色彩、质感、声音、气味以及所处的环境等 。
目前，在对技术系统和设计理论的研究方面已比较广泛和成熟，其中功能论的观点和方法依然存在广泛而深刻的影响，在此未能全面而系统的考虑人、环境及产品的相互作用和影响，但是，对人机系统的优 化设计是产品造型设计不可回避的问题，人机工程学 知识的设计应用也是产品人性化设计的主流。
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2LED台灯产品背景及发展现状
产品背景
LED的出现给我国台灯行业注入了新的能量，它极大地丰富了台灯的功能，具有广阔的发展前景。人们对物质生活的水平不断提出更高的要求。现在市场上大批量的生产产品已经满足不了人们个性化的需求。人们希望所购买的商品能满足物质功能外还能体现购买者的兴趣爱好，个人品味等。传统的台灯产品已无人问津，台灯行业要想改变现状，就得结合个性化需求，对台灯的结构和功能进行优化。
现有台灯市场的调研分析台灯的分类。目前市场上的台灯按功能分为：阅读、装饰。按风格分为：现代、中式、欧式等。按材质的类别：分为铝合金台灯、玻璃台灯、水晶台灯、实木台灯、陶瓷台灯等。台灯的光学要求。台灯最主要的功能就是照明，因此在使用过程中对于人的眼睛的影响至关重要。台灯的光源分为三大类：白炽灯、卤钨灯和荧光灯。无论哪种光源，在光学性能上均要求：①遮光性;②照度要求;③照度均匀度要求 。只有确保这三点基本的光学性能要求，才能减缓眼睛的疲劳，才能称得上台灯。调研结果。了解台灯的种类、材料、市场需求等情况，从中分析市场的变化趋势，市场上的台灯种类繁多，销售量也不尽相同，主要区别于材料和创意。 台灯行业的国内外现状
国内现状我国台灯的普及率很高，但由于存在体积大，依赖固定电源而无法断电使用等缺陷，为我国的台灯行业提供了很大的发展空间。目前，国内市场上的台灯种类样式繁多，按灯泡的类别分为：白炽灯、节能灯、LED灯;LED台灯是以发光二极管为光源的台灯，具有体积小、耗电低、使用寿命长、无毒环保、安全可靠等诸多优点，使得LED灯具从室外装饰，景观照明，逐渐发展到家用照明。可是目前市面上的很多LED照明产品由于受到使用的材料、制造工业及成本等因素的制约，并没有很好地展现它的优点。虽然台灯市场发展空间大，但是目前我国台灯产业发展仍存在诸多问题。通过大量的市场分析，价格较高的台灯大多来自国外，而国内的台灯价格普遍偏低，而个别高价格的国内台灯不是因为设计的独特而是因为材料的昂贵或工艺的特点。现今，市场对于台灯的要求主要体现在：一是追求个性化;二是功能的多样性及环保性。因此台灯已不再是简单的照明工具，而是逐步向组合化、装饰化、高效节能化发展。国外现状。欧洲各国的灯具设计一直引领世界潮流，如意大利的台灯设计除着重体现产品的内在品质外，还注重人和产品之间产生情感上的共鸣。荷兰的飞利浦很早就重视“以人为本”的原则。亚洲的松下和东芝等企业在照明产品的研发上也都位居世界前列。台灯产业发展趋势我国台灯产业近几年呈现快速增长的趋势，国内生产LED照明灯具的企业就有5000余家，由于LED照明产业的核心技术主要掌握在欧美等国家，国内企业主要生产低端产品，所以产品的附加值低，企业利润上不去。在生产过程中，能源消耗大、产品出场率低、环境污染严重、管理水平落后等，使得国内很多台灯企业纷纷倒闭。在此背景下，一些企业纷纷加快科技创新步伐，改进生产技术，有效提升了其台灯生产效率和质量。调研机构数据表明，自2010 年以来，国内的LED台灯销量平均增幅达35%。而海外市场达80%的家庭普及率，如图2所示，LED照明市场呈逐年上升趋势。此外，中国台灯产业发展研究报告首次提出“新型台灯产业”和“替代品产业”的概念，并以此为基础，界定了其具体的内涵，建立评价体系和量化指标体系。另外，行业协会还站在一个全新的视角推演和预测了我国台灯也的发展进程。展望未来，我们可以看到，LED灯具正在以其灵活便捷的优势赢得市场的认可和青睐。因此，局部照明产品的开发和应用必将成为市场的未来发展趋势，企业也将生产出更多个性化照明产品，以适应用户的实际需求。设计思路：LED灯的使用现在越来越广，台灯的灯现在大多用的也是LED灯了。但大多数的台灯的灯光照射方向是固定的，这限制了台灯的使用场景。也有台灯使用了柔性材料，能调节照射方向的台灯，从打开百叶窗，阳光照射到房间中受到启发，百叶窗结构也可以使用在台灯，百叶窗的角度可以从0度调节到180度，这样可以随意控制灯光的方向，又具有艺术感，要是再加上使用木质材料，又能体现品质感和自然感。
原理方案设计：如果将灯锁死在一个四面封闭的方盒中，那灯光的照射强度应该是比较高的，但这样灯光照射不出来，也就没有任何意义，如果将方盒的一面做成百叶窗式的结构，百叶窗关闭的时候，灯光只能从缝隙中射出来一点，当百叶窗渐渐地打开，灯光也就慢慢地照射出来了，从一开始的倾斜向下到中间的水平照射，再到最后的倾斜向上照射，灯光的照射方向就这样被巧妙地控制住了，又具有形式感和艺术感。当然单单就一个方盒，那灯光的照射范围也是有限的，所以要将方盒提升一定的高度，就像台灯那样，既有能发光的头部，又有连接部分和底座。
关键技术：LED节能技术 LED防眩光技术 百叶窗调节控制
材料：LED灯部分：玻璃 金属有机化合物 氮化物 塑料 导电材料
百叶窗部分：线 薄竹片 不锈钢 台灯外壳：木材
应用前景：百叶窗式LED灯用百叶窗的形式来控制灯光的方向，相比之前的调节灯罩方向的更具有创新性，更具有艺术感。可以用作床头灯，学生护眼灯等等。假设这样一个场景，学生小A回到家先要完成作业，将台灯的百叶窗调成45度左右，让光线照到书上，在完成作业后，小A要用台灯照到书架上找书，可以将百叶窗调成接近于水平方向，让灯光能垂直照到墙上。模型效果图
虽然工业设计没有涉及很深很难的机械结构，但是对于工业设计来说，机械结构也是非常重要的，掌握了解机械结构的应用场景和方法，对于设计来说，就能扩大设计的可能性，加深设计的深度和细节，也能让我们对所设计的东西的可行性能做出一定的判断。
创新的作用体现在我们生活中的方方面面，大到人类文明进步、人类科学的发展、现代科学体系、技术和经济发展、综合国力，小到我们的日常生活，一个创新的点子往往能给我们带来太多的便利。世界各国之间在政治、经济、军事和科学技术方面的剧烈竞争。实质上是人才的竞争，而人才竞争的关键是人才创造力的竞争。然而，渗透人们生活点点滴滴的东西，总是与机械有千丝万缕的联系，因此，如何培养和提高大学生的创新能力，特别是对机械类学生来说，更应该把培养学生的创新思维和动手能力摆在重要位置。
所谓的“创新”简单地理解不就是“创造新的东西嘛”，我将其分为两类：革新和改进。革新和改进都可以创造新型东西，都能给人们带来人们想要的某些效果。我想首先从“创新的起始点”谈起，创新其实并不神圣，它来源于生活，多数的创新是建立在解决目前处理问题存在的缺陷上面的。以前处于温饱的中国人民，在解决了温饱问题之后开始考虑怎样更好地解决衣食住行问题、更舒服地生活了，这就是创新的源泉。为了更方便地洗衣服，洗衣机随之诞生，将以前的人工搓洗，直接装换为旋转式柔和的衣物间自身相互摩擦，接着又有不断的改进，于是市场上出现了各式各样的洗衣机；为了方便人们缝补衣服，缝纫机也就被发明出来了，并且不再墨守成规地用单线缝补，进而更高效更牢固的缝补衣物。还有不胜枚举的例子供我们参考，一个新的具有时代意义的机械产品被生产出来，首先肯定是突破常规的，而所谓的突破，其实质上探究新的工作原理，这样的突破才是飞跃性的突破为便于区别，我将其定义为“革新”。 在我看来，很多时候人们创新的想法往往被扼杀在摇篮里，由于专业知识和阅历的局限性，我们太容易否定自己的各种想法了，其实可能只要我们去深究，即使现在不能实现东西，谁能保证以后也没法实现呢，就如同50年代的人能预想到现在人手一台电脑的现象嘛。 然而，我又不得不承认，那种具有时代意义的机械产品的诞生，并不常见，我们司空见惯的还是在原有理论基础上面的改进，但是，真正的创新其实应该具有革新一样意义，其真正鼓励人们去做的其实是用不同的方法去更好地解决相同的问题，简单的换位思考有时候会得到意想不到的效果，所以，创新从思维做起、从点子做起，无论从你所掌握的知识能否实现，先要敢想。
我们的生活离不开机械，各种机械产品让我们的生活变得越来越便利，然而，实际生活中其实还存在着很多让人们不满的地方，需要我们去完善，去用非常规的方法解决，进而完成真正意义上的革新。
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机械创新设计
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名
称：
叠式防雨架
学
院：
机械自动化学院
教学班级：
1109
学
号：
201403164021
姓
名：
马毅
指导教师：
郭永兴
2016年 12月 26 日
目
录
摘 要 .................................................................................................................................................1 第一章 绪论......................................................................................................................................2
1.1引言 .......................................................................................................................................2 1.2项目内容 ...............................................................................................................................2 2.1单车折叠式防雨架的初步设计 ...........................................................................................2 2.2单车防雨架的零件设计 .......................................................................................................3
2.2.1单车防雨架支架设计 ...............................................................................................3 2.2.2单车防雨架的转轴设计 ...........................................................................................4 2.2.3单车防雨架的边框设计 ...........................................................................................4 2.2.4防雨架的支撑底座设计 ...........................................................................................5 2.2.5防雨架杆设计 ...........................................................................................................7 2.2.6螺栓与螺母的设计 ...................................................................................................8 2.2.7弹性绳的选用 ...........................................................................................................8
第三章 单车折叠式防雨架的总装配图 ..........................................................................................8 第四章 单车折叠式防雨架的折叠设计 ..........................................................................................9 第五章 防雨架材料的选择与防雨布的材料选择 ........................................................................10
5.1防雨架材料选择 .................................................................................................................10 5.2防雨布的材料选择 .............................................................................................................11 第六章
心得体会和设计总结 ........................................................................................................11 参考文献............................................................................................................................................13
摘 要
机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力，利用已有的相关科学技术，进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机械产品的一种实践活动。近年来，由于科学技术的飞跃式发展，使得机械创新设计有了新的发展前景。美国较早的从设计学的观点总结出机械创新设计的过程方法，将创新技术引入到机械设计过程，并进行了大量的工业实例的创新设计；日本专家提出的QFDC（质量功能配置），建立用户要求与设计要求之间的关系；邹惠君教授提出了机械产品方案创新设计的CAD方法和实现模型等。
机械方案创新设计是机械创新设计的关键，它的核心内容是构思机器工艺动作过程、进行机构系统方案组成以及机构系统方案的综合评价选优。它的设计理论、方法以及设计智能化，包含了机构类型创新和选用机构尺度综合、机构系统设计理论。我们必须大力开展研究。方案设计应该是机械创新设计和概念设计的核心内容。方案设计中关键的理论和方法是系统科学和系统设计方法。深人研究机械系统设计原理可以大大加快机械方案的创新技术，将会大大推动现代机器的创造和发明，促进机械工业快速发展。
低碳经济的特征是以减少温室气体排放为目标,构筑低能耗、低污染为基础的经济发展体系,包括低碳能源系统、低碳技术和低碳产业体系。低碳能源系统是指通过发展清洁能源,包括风能、太阳能、核能、地热能和生物质能等替代煤、石油等化石能源以减少二氧化碳排放。低碳技术包括清洁煤技术(IGCC)和二氧化碳捕捉及储存技术(CCS)等等。低碳产业体系包括火电减排、新能源汽车、节能建筑、工业节能与减排、循环经济、资源回收、环保设备、节能材料等等。二氧化碳有三个重要的来源,其中,最主要的来源是火电排放,占二氧化碳排放总量的41%;增长最快的则是汽车尾气排放,占比25%,特别是在我国汽车销量开始超越美国的情况下,这个问题越来越严重;建筑排放占比27%,随着房屋数量的增加而稳定的增加。
叠式防雨架的防雨布用料比雨衣要少的多，使用寿命比雨衣高，强度好。安装在单车上，在下雨天气里，安全性远远大于雨衣和雨伞，还可以给骑车者更多的活动空间和更广的视角。携带方便，在非雨天可以把雨架折叠起来放在单车后尾架上。折叠式防雨架的设计是以尽可能减少白色污染，安全环保方便为目的的机械创新设计。
叠式防雨架的支架采用铝合金材料，强度适中，耐腐蚀性强，抗氧化性也很
强，作为防雨架的支架可以提高雨架的耐用性。
关键词： 低碳、二氧化碳、折叠式、防雨架
第一章 绪论
1.1引言
单车现在已经算是老百姓的常用交通工具了，更加是学生的必需品之一。单车有它自身的方便作用，也是一种环保低碳、可以锻炼身体的交通工具。但是在下雨天气的时候踩单车会比较危险，在学生调查之中雨天踩单车打雨伞的要比穿雨衣的多，因为很多学生都觉得穿雨衣很不方便，同时视角也变得很窄。但危险程度也相对增加了。所以单车折叠式防雨架的设计目的是为了骑车者的安全、方便，减少对防雨布的使用，绿色环保。
1.2项目内容
本次设计主要是根据单车的长度、宽度、人均高度来设计防雨架的支架。对防雨架的材料选择，应达到耐用的效果，尽可能地提高雨架的寿命。折叠式防雨架的设计思想主要源于生活，单车是每一户人家的交通必需品，在雨天踩单车也是很不方便和很不安全的。雨衣的耐用性不高，它的材料也不是环保的材料。所以在每一辆单车上改装了单车折叠式防雨架可以减少雨衣的使用，达到低碳环保的效果。防雨架的设计最大特点就是可以在非雨天气的时候可以折叠起来，达到便捷的效果。并且在防雨布上选择了相当环保型的布料。支架采用了不锈钢或铝合金的耐用性金属材料。并且可以把雨架自行拆卸，可以在二人单车三人单车的长度自行安装和DIY。
第二章 单车折叠式防雨架的设计
2.1单车折叠式防雨架的初步设计
根据单车的外形尺寸为1700*500*1300(mm)，来确定单车防雨架的大致外形，初步设计如下：
初步确定雨架的上层展开后分为4个部分，每个部分的尺寸为500mm*600mm,所以展开后的尺寸为2000mm*600mm。这个面积足够可以在下雨天气遮盖住两个人。防雨架的高度初定为雨架顶部在单车手把处的高度尺寸为1000mm。这个高度可以使用于98%人群中。
图1
单车折叠式防雨架初步设计图
2.2单车防雨架的零件设计
2.2.1单车防雨架支架设计
图2
单车雨架支架设计三视图
根据单车雨架支架的设计三视图，用Pro/E软件对其进行建模，效果图如下：
3
2.2.2单车防雨架的转轴设计
转轴的尺寸：长为600mm，直径为8mm（5支）
2.2.3单车防雨架的边框设计
边框1和边框5的设计图：
边框
2、
3、
4、
6、
7、8的设计图：
4 边框与支架装配后的Pro/E模型：
单车防雨架的边框设计中，除了型号4和8外都设有限制转动（0~180度），这个设计是为了防雨架在完全打开的时候达到一种相互限制转动的作用，让防雨架保持一条直线的状态。
2.2.4防雨架的支撑底座设计
支撑底座是防雨架与单车把手之间配合连接的。所以分为上底座和下底座。
1、上底座设计三视图：
5 用Pro/E软件建模：
2、下底座设计三视图
用Pro/E软件建模：
6 2.2.5防雨架杆设计
长度设计为840mm，直径为14mm（两根）。
受力分析：
绘制主结构的剪力图和弯矩图，分析的最终结构剪力图和弯矩图如图所示
主结构的剪力图和弯矩图
梁弯曲时的许用挠度为[y]，只要选用的材料最大的挠度不要超过其许用挠度，即可，得主结构梁的最大的挠度
yZmax=
IW Z(式中
IZ——截面的惯性矩，mm4， WZ——抗弯截面模量，mm3)
又因为所采用的材料是空心铝合金管材，所以分别存在管材截面惯性矩Id434dZ64(1) ，和抗弯截面模型 WZ32(14) ，即根据弯曲时的刚度条
7 件ymax=IZ，只要选用的材料最大的挠度小于材料弯曲时的许用挠度为[y]即可，WZ通过实验和分析，本课题设计的轮椅所采用的硬铝合金完全满足条件，刚度足够，故主体结构材料采用铝合金是满足要求的。
2.2.6螺栓与螺母的设计
螺栓的选择：选用d=8mm l=24mm六角螺栓（A级GB/T 5782—2000），数量8个； 螺母的选择：选用d=8mm的六角螺母（A级GB/T6170—2000），数量28个；
选用d=12mm的六角螺母（A级GB/T6170—2000），数量2个。
2.2.7弹性绳的选用
弹性绳使用在防雨架末端是为了把雨架展开后拉平。
第三章 单车折叠式防雨架的总装配图
运用Pro/E软件配装防雨架：
各零件材料及标准（详见A3原理图）
第四章 单车折叠式防雨架的折叠设计
考虑到雨架在非雨天并不需要，所以将单车防雨架的边框设计成，可在转轴
9 的作用下由平直的折叠成0~15度，便于携带、安装以及使用。
防雨架折叠过程：
折叠后的防雨架模型：
第五章 防雨架材料的选择与防雨布的材料选择
5.1防雨架材料选择
防雨架应该考虑到强度好，耐腐蚀性强和抗氧化性强，重量要轻。所以在防雨架的支架、边框、转轴、杆的部分选用铝合金材料。
铝及铝合金其它金属材料相比，具有以下一些特点：
1、密度小 铝及铝合金的密度接近2.7g/,约为铁或铜的1/3。
2、强度高铝及铝合金的强度高。经过一定程度的冷加工可强化基体强度,部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。
3、导电导热性好 铝的导电导热性能仅次于银、铜和金。
4、耐蚀性好铝的表面易自然生产一层致密牢固的AL2O3保护膜，能很好的保护基体不受腐蚀。通过人工阳极氧化和着色，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。
5、易加工添加一定的合金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。
对于上下底座的材料，选用45号钢即可。
5.2防雨布的材料选择
防雨布在选择上应尽可能地节约成本、选择耐用、环保材料，在分析了解之后，决定选用PE 聚乙烯，因为PE聚乙烯材料有优良的绝缘性、耐化学腐蚀性及耐低温性能，同时还有很高的耐水性，能够在长期与水接触中保持其性能不发生改变；并且我们选择的是高压聚乙烯，因为高压法制备的聚乙烯，其聚合物本体中的分子结构支链较多，密度和结晶度较低，质地柔软，透明性好，被广泛用于制作薄膜和日用品，是一种很好的防水材料。鉴于此，防雨布的最终材料定为高压聚乙烯
第六章
心得体会和设计总结
在这次创新设计中，对单车防雨架设计里让我查阅了很多资料，在多次草图设计里终于把防雨架的大致外形设计出来，并把防雨架的每一个零件进行了设计画图然后建模。把全部零件设计完成后再一起装配起来。并且还要对防雨架用到的防雨布进行查阅资料和材料的选用等等。所以通过这次创新设计课程设计，我认为我学到了很多东西。然而在设计的过程中，我却遇到了不少的麻烦，一度让我心烦了很久。
问题一：无法理解创新
全社会都在强调创新，而每个人对创新的理解应该有所不同。开始时，我认为创新，就是创造一样全新的东西，这东西别人是想都没想过的，更别说是做了。但是，就是因为起初我是这样想的，结果创新设计任务书下来后我还没想到应该做什么好。后来，经过上网查阅，才知道创新不一定是全部都要新的，也可以是在旧有元素上加一些新的元素。搞创新设计不光要有创新，而且要学会继承。现
11 在，全社会都在强调创新，但我们不能一强调创新，就瞧不起原有的东西。通常的创新分为两种，一种就是构成事物旧有元素的重新组合，一种是在旧有元素上加一些新的元素。所以，不管怎样，创新的东西总是含有一些旧有事物的影子是不可否认的。原有的东西就如同一盘菜，创新就如同一点点调料，有了这么一点调料，菜的味道更加鲜美。但没有人为了纯鲜美，不要菜，光来一盘炒调料的。所以我们强调创新，但不能忘记继承，只有继承，没有创新，那是因循守旧，而只有创新，没有继承，那是空中楼阁。
问题二：无从下手
虽然明白了什么是创新，怎样才算是创新，而且还想好了该设计什么，但是因为不知道该把产品设计成什么样子，不知道自己设计到的是否合理，不知道在自己之前是否已有人做过此类设计等等，使我对创新设计感到非常迷惘、无从下手。不知道应该从哪一步开始做起。
周五很快就到了，要交创新设计了。在这期间，经过和同学的讨论还有上网的查阅后，渐渐的入手可以进行设计。最终，得出了我的创新设计产品。
在这次设计过程中，我有过泄气的时候，有过松懈的时候，有过懒惰的时候，但是为了更好地完成这次创新设计课程设计，也为了学习到更多的专业知识，我做出了一番努力，下了一定苦工。通过这次创新设计，让我重新掌握了很多以前课本所学的内容，感觉自己在理论联系实际的能力上有所提高。当然，还发现了自己的许多不足，例如课本知识未能完全理解。通过这次设计，我懂得了怎么去自学，怎样去查阅资料，为将来工作之路又打下了一笔结实的基础。
参考文献
[1]周开勤主编；《机械零件手册》；高等教育出版社；2004年08月 [2]何庭蕙主编；《工程力学》；华南理工大学出版社；2007年01月 [3]屈华昌主编；《塑料成型工艺》；高等教育出版社；2007年08月 [4]陈国定主编；《机械设计》；高等教育出版社； 2007年02月
[5]谭雪松编制；《Pro/ENGINEER Wildfire4 三维造型实例图解》；清华大学出版社； 2008年11月
[6]丁骏一主编；《机械制造技术基础》；机械工业出版社; 2009年02月 [7]刘林主编 《AutoCAD 2008中文版高级应用教程》；2008年03月 [8]张春林编；《机械创新设计》；机械工业出版社；2007年09月
第11篇：机械创新论文：机械产品创新设计研究
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机械创新论文：
机械产品创新设计研究
【摘要】 我国制造业的工业增加值已经进入世界前四位,成了制造大国,但远远不是制造强国,与发达国家的差距还很大,主要表现在产品的性能和品质上,更为关键的是缺乏自主知识产权,缺乏自主创新产品。要求加快机械产品的现代设计理论与方法学研究,走可持续发展的道路。
【关键词】 机械;创新;制造业
一、机械产品创新设计的原则
(一)经济效益最好原则
设计的机械零件既要功能满足客户要求,又要成本低廉。考虑经济最佳性必须从设计和制造两个方面上入手。设计上保证合理的原理方案,选用正确的材料;制造上考虑零件的加工工艺性和装配工艺性。
(二)生态效益最好原则
不论是在产品制造过程中,还是在产品使用过程中,都要求产品对周围环境“零污染”。这就要求在设计过程中尽量选择低污染的材料及零部件,避免选用有毒、有害和有辐射性的材料。
(三)安全可靠原则
安全可靠是机械产品品质的保证,必须确定零件在强度、刚度、耐磨性、稳定性及热平衡性上满足设计要求。对于重型机械,一般要求有自锁装置和保险装置,以确保操作员人身安全。
二、机械产品创新设计方法研究
(一)创新技术主题的确定与分类
搜集的专利可以分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利。发明和实用新型专利的说明书提供了发明或实用新型的技术特征,清楚、简要地表述请求专利保护的范围。外观设计专利提供了该外观设计的图片或照片,必要时会作一定的简要说明。在专利局专利分类方法的基础上,结合一般产品的特点,提出了一般产品创新技术主题的确定与分类方法。创新技术主题的确定应当以权利要求书为主,并适当结合说明书(包括说明书附图)。以权利要求书为主确定技术主题,应当完整地掌握权利要求中所记载的技术内容,如以独立权利要求来确定技术主题时,则应当将其前序部分记载的技术特征和特征部分记载的技术特征结合起来确定。下面以钻夹头为例,确定创新技术主题的方法有:
(1)对于发明专利和实用新型专利,一般情况下以独立权利要求中的前序部分记载的技术特征为主,将特征部分记载的技术特征看作是对前序部分的限定。例:一种新型锁紧式钻夹头,其特征在于:空心钻体的前端开有一截面为三角形的环形沟槽,所述前套的前端与该沟槽卡接。创新技术主题:以前套与丝母套之间的沟槽卡接为特征的锁紧式钻夹头。
(2)对于发明专利和实用新型专利的特殊情况,即独立权利要求中前序部分所描述的对象在分类表中没有确切位置的,以特征部分记载的技术特征为主,将前序部分记载的技术特征看作是对特征部分的限定。例:一种钻夹头,包括有一前套、一后套、一空心钻体和一丝母,在所述空心钻体中部台阶面与所述丝母后端面之间安装有一组滚珠,其特征在于:所述丝母为一整体结构件。创新技术主题:钻夹头的丝母为一整体结构件。
(二)基于专利的产品创新设计过程
创新的途径很多但它们都需要大量的已有知识和经验的支持。实践证明,除了基本的科学技术知识外,专利信息已经成为实现创新的最有效的知识来源之一。作为前人创新成果的结晶,相对其他知识,专利更富有创新性,技术含量高,可用性强因此,基于专利实现创新,就像
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站在前人的肩膀上实现创新,使创新开始就处于一个较高的基础上,大大提高创新效率和创新质量。通过将创新设计系统与制造行业PDM的集成,提出了基于专利和PDM的创新设计方法,其创新设计过程(如图1所示)。
产品配置是产品创新设计中的一项重点工作,根据制造企业的实际需求,采用三个层次的机械产品配置设计方法,分别是:基于零部件数据库的交互设计、基于历史的产品嫁接设计、基于规则的产品配置设计。
经过对相关制造企业的深入调查和分析,提出了基于专利技术和PDM的产品创新设计方法。该方法支持一般产品的开发创新和快速变型设计,提高零部件和生产过程标准化。通过将基于专利的产品创新设计方法和生产管理技术引入企业,必将增强企业的产品创新能力、有助于企业快速响应客户需求、提升管理水平,提高企业在市场中的综合竞争能力。
参考文献
[1]高常青.机械产品快速创新设计及其关键技术的研究[D].山东大学.2008
[2]郭国选.突破机械产品创新设计的思维障碍[J].矿山机械.2008(18)
第12篇：机械创新设计的论文[优秀]
摘要：分析机械创新设计的特征和常用的方法, 给出激发创新设计思维, 培养创新素质和提高机械创新设计能力的途径。
关键词：机械; 创新; 设计能力;
0 引言
随着社会经济的不断发展, 机械设备使用率也在不断增加。需要进一步提高机械设备水平, 以确保机械创新的先进性。机械发展的主要动力是创新, 创新与技术进步有着至关重要的作用。提升机械方面的创新设计水平, 必须从方式、思维及知识创新出发。
1 机械创新设计的特征
机械创新设计的独特性表现在设计过程中, 需要进行反复的验证、筛选, 机械创新设计的每一个环节都有一个特定的设计优化方案, 设计的每一个环节都是紧密相连的。总体而言, 机械设计还有非常明显的整体化系统化特征。进行机械创新设计时, 能充分感受到多门学科之间的渗透和交叉。因此, 需要设计者掌握多种类型的知识, 科学合理的运用发散性思维和创造性思维, 通过自身具备的学科知识进行判断思考, 并从创设设计的复杂性特点出发进行机械创新设计。除此之外, 机械创新设计前期, 还可以参考或是引用国外先进的创意产品来进行设计, 但并不是对其进行简单的改造和模仿, 而是要将其作为了解机械创新设计特点的第一步。
2 机械创新设计常用的方法
(1) 仿生类比设计法。主要指在分析类比自然界生物机能的基础上, 将生物运动和机械运动之间的相似性和差异性进行分析对比, 通过这种方式可以有效的激发创新思维和机械创新设计的灵感, 更好的完成规范方案。例如已经出现的模仿蜥蜴、人类手臂的机械抓手等机器人, 就是设计者模仿生物运动设计的机械设备。因此, 在设计时应仔细观察大自然中生物的特点和日常生活环境, 以获得更好的设计灵感。
(2) 智力合成设计法。主要是以团队为单位, 团队中的成员大胆提出自己的设计分析和建议, 通过集体分析讨论的方式, 激发团队的创新设计思维, 取长补短, 确保设计成员的设计灵感得到有效激发, 通过不断创新构想和团队成员之间的碰撞和融合, 使机械创新设计方案更加具体、全面。设计前, 必须明确设计方案的具体目标要求, 做好事前准备。讨论时, 要尊重团队成员的设计构想, 不能带有情绪色彩或者是批判的态度分析讨论其设计构想, 在小组设计人员阐述自己的设计构想后, 提出自己的一些建议和看法。此外, 小组设计人员之间要做到人人平等, 分析讨论期间, 要将经验交流和设计构想记录下来, 并进行总结归纳, 以便在讨论分析设计方案时, 能选择最适合且综合性较强的设计方案。
(3) 移置技术设计方法。指将一个领域中的先进技术移置到另一个领域中进行设计工作。比如, 纳米技术是物理领域的一种材料技术, 经过设计人员的科学研发后, 在服装设计、机器制造等领域得到了一定的应用, 并生产出很多纳米服装和纳米机器。
3 机械创新设计思维
创新思维是机械创造设计者必须要具备的一项基本要素, 同时也是进行创新的关键所在。初学者同专业的机械设计人员相比, 在社会实践和教育程度等方面都有很多不足之处, 在设计思维的系统性以及广度和深度方面都存在很大的差距。因此需要将在课堂中和书本上所学到的知识进行有效整合, 再通过自己的想象力, 扩展自身的设计思路, 满足机械创新设计的要求。此外, 还要高度重视机械创新过程中的灵感来源和灵感思维, 其灵感思维是指经过长期思考后, 在设计过程中突然产生灵感, 从而突破创新的瓶颈区, 解决设计难题的一种思维活动。通常情况下, 灵感的出现会受到较多因素的影响。例如, 看到教室中的全自动喷水黑板擦擦拭黑板的印记, 或者是家里微波炉的加热过程, 并从中得到启发。灵感的迸发能够不断的升华自身潜在的创造力, 同时也这是创新设计质的飞跃过程。因此, 在进行机械设计时, 要不断的激发创新设计思维, 不断的培养创新素质, 让自己有源源不断的机械创新设计灵感。
4 提高机械创新设计能力的途径
(1) 广泛涉猎群书, 扩宽自身视野。在学好各科专业知识的同时, 还要涉猎群书, 养成积极思考和独立思考的习惯。爱因斯坦曾言:“发展独立思考和独立判断的能力, 应当始终放在首位, 而不应当把获得专业知识放在首位。”只有通过对不同学科的了解, 才能培养自己多学科的融合程度, 提高全局观, 更好地形成多视角多学科的创新能力, 进而提高机械设计创新能力。
(2) 善于观察生活, 突破思维定势。要积极主动、有计划、有目的的去观察社会、观察生活, 从中发现创新点, 为机械创新能力打下坚实的基础;同时, 还要善于打破自己的定式思维, 开辟创新点;另外还要善于使用各种思维方法, 如系统与具体化、归纳与演绎、比较与归类、分析与综合、抽象与概括等, 并掌握各种创新思维法, 进一步提高自身的创新意识。
(3) 结合相关课程, 提高创新意识。提高机械创新设计水平, 必须不断培养创新意识, 特别是在学校的学习过程中, 在老师传授知识的过程中, 培养自身知识的联系意识以及对创新知识的敏感度, 结合相关专业知识或者是此领域中最前沿的创新成果进行记录, 课余时间认真查阅, 在小组讨论中积极说出自己的新方法、新思想, 还要积极与同学进行交流, 在不同的思维中, 激发自己的创新灵感。另外, 针对老师所举出的各项设计案例, 必须要具有求异存疑的逆向思维。对于书本上的知识, 要将其应用到实际之处, 时刻保持着自己的创新意识, 进一步提高自身的创新能力。
(4) 善用科技手段, 加快创新步伐。随着现代科技的迅速发展, 各类现代化仪器也不断发展, 机械设计和制造方法的更新速度也越来越快。因此不能局限于课堂学习中所接触到创新设计知识, 要紧随机械科技不断发展步伐, 通过各种途径, 如相关机械科技设计创新杂志、相关设计网站以及各种讲座等, 进一步了解到最为先进的机械设计手段和方法。
(5) 加强设计实践, 锻炼创新能力。在校生学习任务繁重, 进行机械创新设计的实践机会少, 但学校和少年宫等组织会经常举办较多的科技创新实践活动。积极参与这些活动和比赛, 提高自己的动手能力, 锻炼自己创新技法, 提高自己的创新能力。在参加活动过程中, 不仅可以了解创新点在整个设计方案中的重要性, 同时还能了解每一项任务的完成步骤。因此不仅要学习好相关的专业知识, 还要积极参加各类科研竞赛活动, 在实践中不断锻炼自己的创新思维, 提高自己的创新思维能力。
参考文献
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[2]王新华, 陈彩凤, 钱炜.浅谈大学生创新能力培养的思路和方法[J].中国科教创新导刊, 2012 (5) :78-79.
[3]李自胜, 肖晓萍.机械创新设计实践教学与实验室管理探讨[J].西南科技大学高教研究, 2011 (3) :71-73.
[4]陈杰.机械机构构型的创新设计方法的探究[J].装备制造技术, 2014 (15) :104-106.
第13篇：机械创新设计
学习机械创新设计后的感想与收获
机信087 王橙岩 08080803110239
机械创新设计技术是一门培养学生创新意识、提高学生综合素质、启发创新思维、注重工程能力培养、介绍机械创新设计方法与机电产品制作实践的课程。而机械创新设计正是以培养学生主动实践、工艺实践及创新能力的一门课程。
通过老师的讲解与播放多媒体典型机电产品设计案例的分析与指导，使我进一步了解了创新设计、产品制作的过程与方法。紧接着老师让我们分组亲自动手设计一件物品，在实践中我培养和锻炼创新能力，加深了知识的理解与动手能力。机械创新，精髓便在创新二字，虽然身在大三，阅历尚浅，然则阅历过多 则多会犯经验主讲之错误，很多人也由于知识过多而导致思想严重保守，从而失去了创新能力，因此从这一方面看，阅历少既是我们的劣势，同时也是优势，劣势在于我们所接触知识不多，从而导致思想与实际情况相脱离甚至相违背，而优势则在于思想不受限制，许多突发厅想便在瞬间产生，其摆脱传统，得到创新。很多人谈到设计首先想到的是“我的能力不足，我的学历不够”首先就进行了自我否定，认为设计是一件很难的事，是一件常人很难企及的事。其实设计并不是灯塔上的明珠，难以企及，只要我们注意生活、观察生活中的不足，就一定能设计出我们想要的产品。
以前听电视上讲了一个未读完初中的保安，觉得现现代马桶不好用，尤其是那种自动抽纸的马桶。所以想方设法对其进行了改进，最后经过一年的努力终于发明了一种机械式马桶。很多大公司纷纷找上
门要购买其专利，有的甚至高达两百万。值的我们深思的是，这些公司人才济济，而且都是名校的高材生„„
一个未念完初中的人，让一群高材生都汗颜。他没有什么特别之处，但他有那种敢想敢做的精神，并为之不懈努力。他没有认为自己该有什么文凭，所以设计发明也是大众的事，人人都是发明家，人人都是设计师。
另外我们研究学问的同时我们也要更多的注重人际交往的能力，交往是更好的合作的前提，只有更好的交往才能更好的合作，才能做出最棒的产品，我们可以想象一个不会交往的人，纵使他在有才华，也是很难做出一件十分完美的产品的，因为一个人的力量，一个人能想到的问题，一个人的创意毕竟有限，只有依靠大家的力量，通力合作才能做出更伟大的成就，我们可以想象在现在这样一个科技发展迅速的世界里，时间就是金钱，时间就是效率，只有抓住时间通力合作，才能缩短时间，才能缩短上市时间，才能抓住商机，创造更大的价值，所以交往并非是演说家的专利，更是技术家的专利，交往是每个人应该掌握的一门技能，它不但服务于我们的社会生活，还可以服务于我们的工作学习，所以交际是一门学问，每个人都要学习的。
我们平日所学习的，多为课本上的理论知识，然而无数事实证明理论与实际是有区别的，理论上成立的东西实际上可能很难完成，除此之外，我们在实践中亦可以学习不少课本上从未出现的东西，通过学习这些，我们的动手能力与实践能力在很大的程度上会有所加强，从而使自己的综合素质能够上一个台阶，这些对我们进入社会都会有
十足的好处，毕竟，现代社会追求的是拥有综合素质的人才，只有在大学里通过积极参与各项活动，才能充分地锻炼自己，才能使自己的能力得到锻炼，才能使自己成为社会需要，用人企业需要的人才，这样才不辜负自己在大学的几年学习。
第14篇：机械创新设计.
东北电力大学
机械创新设计参赛作品
之
自动滚动软质黑板
姓名：柏闯 刘驰 胡龙飞
韩佳 王梦梦
班级：机械112 建环112 导师：张杏娟老师
日期：2013年11月10日
目录
目录......................................................2 前言......................................................3 作品设计思想............................................4-5 作品零件图.............................................6-13 作品总装配图.............................................14 创新点...................................................15 作品前景.................................................16
2 前言
在当今这个物质极为丰富的社会，人们更加重视装置的自动化、自身的健康问题。教室是个教书育人的地方，而黑板是教师教书育人最重要的工具，然而由于教学任务重，使得教师在认真教学的同时不得不拿起黑板擦去檫黑板，这不仅打乱教师教学节奏，学生还会因此而走神，有时一节课老师要不辞辛苦擦上六七次之多，这不仅影响了教学质量、效率，由此而产生粉尘还严重危害着老师和学生的身体健康，据调查显示，长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺部产生危害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的伤害，甚至会引起急性肺炎、尘肺等疾病。
自动滚动软质黑板能够轻松的解决这两个问题，首先本作品是机械一体化产品，她擦拭黑板的动力来源于电源，无需手动，只需控制电源的开关便可以控制黑板的幕布的转动，把现在有字迹，急需擦掉的一面转到背面，而此时背面的干净、已擦拭完全的幕布则转至教师需要的正面，从而节约了课堂的时间，保障了教学质量；当需要擦拭字迹的一面转至黑板背面之时，背面的小黑板檫会不断的与幕布上的字迹擦拭，由此可以将背面的字迹擦拭，背面下部有个小盒子，用来收集字迹上的粉尘，这样被粉笔灰能够得到有效的回收，使得教师和学生不必吸入粉笔的粉尘，从而也给学生们从小就树立一种环保低碳的意识。
设计思想
本作品整体思想来源于公交站台的滚动广告，把传统的黑板改为可以滚动的软质黑板，做到上课时可以无限利用黑板，无需花费宝贵的课堂时间去擦黑板。 a.主体部分：
前后两个相对的木质平板：木板的中间部分做成有长直的缺口，用于固定，用来支撑整个黑板，并前后与黑板的幕布相接触，以此来提高幕布的强度，使之在工作之时不能够变形。
两端的圆柱轮：在两个相对木质平板两端，安装两个可以滚动的圆柱轮并与前后两个木板相切，一个为主动轮与发动机相连接，另一个为从动轮，主动轴的部分有个键槽，用于轴与动力轴的连接。
b.动力部分：
为与电源相连接的发动机，发动机的齿轮与主动轮相连接，通过幕布的布传动，带动从动轮的转动，使整个装置工作起来，发动机上装有控制开关，控制电源的供给。
c.除尘部分：
为背面与后板相固定的小刷子，并与竖直线成大约45度的角度，防止由于幕布的纤维重合而导致黑板不干净，在实际的工作中可以安装两组，当发动机启动时，幕布滚动与固定的刷子之间形成相对运动，从而产生摩擦，进而可以把幕布上的字迹除去
d.固定连接部分：
轴固定：在黑板的上下安装两个狭长直板，左右分别有一个轴承
4 孔和一个小长方形的缺口，轴承孔用于固定两个轴承，与两主题木质平板，两个圆柱轴形成一个封闭的空间。
主体平板固定：在主体平板之间安装两个狭长木板，用于固定平板，其安装在木板的缺口处，并与上下两个固定轴的木板上的缺口相连接，使之固定。
整体固定：两个C行的结构，用于整体固定在墙上，上下部分分别有两个螺纹孔与轴固木板上的两个螺丝孔相固定。
e.收集粉尘装置：
在毛刷周围安装塑料小盒，防止粉尘的扩散，在主题木板的后部安装一个可动的塑料盒，用于收集被擦拭掉的粉笔灰。
f.皮带装置：
采用具有韧性，并且摩擦系数小的材料，易于擦拭，如玻珠布等。
零件图
a.前后两个主体木质平板：
注：中间凸起的凹槽，用于固定，其与板固定装置相连接，两端有圆角，可以与发动机平滑的相连接。
6 b.主动轴与从动轴:
注：上面零件为主动轴，下部为从动轴，主动轴下部有个键槽，用于主动轴与动力轴连接，红色部分与轴承连接。
7 c.背部除尘装置：
注：两端有孔的部分为与固定板的木板相连接，在孔中间有销，用于固定此零件。
8 d.黑板主题固定在墙面装置：
注：每个端口都有两个孔，用之与轴固定木板相连接，中间孔用于固定整个装置在墙上。
9 e.上下两个固定轴承的木板：
注：圆孔用于固定轴，长方形缺口用于固定与其相连接的木板。
10 e.固定两个木质平板的连接件：
注：缺口与上个零件的缺口相连接，用于固定。
11 g.发动机、齿轮与传动带部分：
注：由于齿轮室标准件，此图只是效果图，不代表实物,发动机部分选取YE系列低速电机为新一代齿轮减速电机，无需再增加减速装置，转速应为6—10圈每秒。
总装配图
创新点
a.将黑板实现滚动化，有别于传统意义上的黑板。
b.采用软质材料，可以滚动，做到上课可以无限利用黑板。 c.能够收集粉笔灰，避免对老师和学生的身体产生损害。 d.能够实现自动擦黑板的功能。
e.可以解决现在塑料黑板的反光问题，以及不识别彩色粉笔。
15
作品前景
伴随着国家对教育教学的不断重视，以及经济上对教育教学设施的投入，教学设备企业迎来了新的起点，在这样的大背景下，自动滚动软质黑板更是有了前所未有的发展和创新。
现有的黑板，不仅需要浪费课堂时间去擦拭，，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重的会引起急性肺炎、尘肺等疾病。在这样的情形之下，我们设计的自动滚动软质黑板完全可以避免上述危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意识。此外我们的黑板安装简单，好用，完全可以实现自动化，即使在停电的情况下也可以利用遥感进行手动操作
假若此作品能够进入市场，相信能够迅速占领市场，并且能够得到学校师生的喜爱，更为我国的教育事业做出一点点贡献。
16
第15篇：机械创新设计
机械创新设计作品
________可伸缩式晾衣架
可伸缩式晾衣架
一、作品背景介绍
在目前的人们日常生活中，由于高楼住宅越来越普遍，晾衣服的确成了一个问题。在城镇住宅区里比较流行的是那种可以折叠的晾衣架，它具有伸缩性，实用比较方便。但是其设计没有很好的解决晾衣架受力问题，从而使得晾衣架容易出现扭曲变形，实用寿命大打折扣。 一般家庭都有晾衣架晒衣物的生活需要，通常是用系好的晾衣绳讲衣物晾晒，用后再将绳子收起，它虽实用但不美观，给实用上带来麻烦。另外，将衣服晾在室外会有灰尘及其他杂质的污染，若将衣物晾在室内又会占有一定空间，也很不美观，因此，目前已出现了多种可折叠的晾衣架，经检索发现，它们都是立在地上活固定在墙壁上的，立在地上的晾衣架用后需要收拾起来，固定子啊墙上的即或是能够折叠也需要占有一定的空间，对于室内面积较小的家庭的使用仍存在困难。
本实用新型的目的在于提供一种储存时不占用空间、美观实用的新型晾衣架，实用时能晾晒很多轻便衣物，并且在使用操作上比较方便。基本考虑为在校学生宿舍内设计使用
二、需求分析
市场上现有晾衣架类型主要有固定型、折叠伸缩式i1]、手动升降型 和自 动升降型四种。后来，为了满足人们的需求，使晾衣架的使用愈发方便，国内外 均对晾衣架在原有的基础上进行了改进。特别是对自动晾衣架的改进，增加了自 动风干，紫外杀菌，抗风技术等。 现在市场上最常见的几种晾衣架分别是：
（1）升降晾衣架
是安装在阳台，通过手摇或电动的方式使晾杆降低，把衣服晾好后，再使晾杆升高的一种晾衣架。 优点:所占空间小,方便操作.缺点:固定方式单一,如在宿舍操作较严重算坏墙体,且价格较高.
（2） 壁挂式
壁挂式壁挂式晾衣架是装在墙壁上的，安装高度一般到人的胸部 优点：设计合理的应可以打起和放下，平时放下时贴着墙壁， 不占用空间， 要晾衣服时才打起。
缺点：可晾晒衣物有限，造成墙壁潮湿，易弄脏衣物。
（3） 落地式
X型 蝴蝶型 单双杠型 落地式晾衣架就是直接放在地上用的一种晾衣架。 优点：固定方式较多，可晾晒大量衣物。 缺点：占地空间较大，不宜存放。
（4） 拉伸式
拉伸型晾衣架也是装在墙壁上的，平时可推紧贴在墙壁上，使用时拉开来.优点：节省空间，可晾晒较多衣物 缺点：边角易划伤，不好清理。
（5） 遥控式多功能晾衣架
优点：晾衣杆的升降及一些功能有遥控器控制，可自动风干、紫外杀菌等。
缺点：易损坏，维修不方便
以上介绍产品都有各自的优势和缺点，基于本品的设计思路以上产品都具有固定形式单一，所占体积较大，储存体积较大等缺点。按照本产品的设计特点以上晾衣架均不能满足用户的要求.
三、功能分析
可伸缩式晾衣架主要创新点在于：使用场所的多样化，与可伸缩性及可拆卸的存储方式。针对于学生宿舍设计。
可伸缩衣架功能结构树
四.创新设计 机构、结构的分析
右图为可伸缩式晾衣架的整体 上方绿色部分为衣架的固定端。 下方为支架，中间灰色部分为 可伸缩衣架的主体。
下图为可伸缩衣架的悬挂衣物的部分，从图中可看出衣架侧杆有两个部分组成，外层一个只将较大的侧U型结构杆件（1），内部套用一个外径与大侧U结构杆件内径相配合的小U型结构杆件（2）。在大小侧U型滑杆上打大小间距都相同的小孔。用于内部圆形杆件的固定与滑移。且大小U型 滑杆可自由拆卸,小 滑杆在没有杆件(3) 的情况下可拆出.
下图为圆杆(3), 衣物直接搭晾在圆杆上,圆杆的一头有一个按动扭,按下按钮后空心圆杆内部的小楔形块由于压力作用向后移动,使前端连接的圆头圆柱向后缩入空心圆杆内,使圆杆在两端滑杆(1)(2)槽内可自由滑动,而当放开按钮式,楔形快由于弹簧的作用向外被顶出,圆头也伸出圆杆外,深入到滑杆的小孔内,起到固定作用,圆杆的圆头与滑杆的圆孔相配合.此想法来最初来源于雨伞的伞柄,后经过重新仔细考虑,修改为现在的形式.
右图为晾衣架的支架结构,用于固定.(5)(6)组成了一连杆机构,(5)为一片状杆 中心偏上有一直槽，直槽两端扩展为一个 圆形槽，用于与（6）进行配合。在直槽 所在的片状杆件的侧面区域内，在打一长 度略长的槽，右下图为其立体形状。便于 杆件（6）的链接。杆件（5）固定在大滑杆 侧面，在平面内可进行旋转。
此图为杆件（6）的二维图及尺寸 两端的通孔左侧固定在大滑杆上
右侧连接一可拆卸式螺丝，用于固定两片状杆（5） 之间的档杆，同样便于拆卸。
接下来是连杆（6），有两个部分组成，同样是一个杆件侧面打通槽， 底边同样打槽，槽的宽度与厚度与另一部 分零件相配合，此零件上端与滑杆相链接， 可旋转，不可拆卸。厚度与连杆（5）厚度 相同。 右图为连杆（6）的另一部分，与上图相 配合，倒插入上零件中在槽中滑动，此零件 下端的底与上零件的宽度相同，使（6）在 运动过程中不至于滑出。
零件上端的孔连接一特殊螺钉，用于固定 杆件（6）与杆件（5）。
如图所示，螺钉上有一两面是曲面的长方 体，是由比底座大圆略小的圆截成的，长方 形截面的宽与杆件（5）开直槽相配合。长于
杆件（5）直槽两端的圆相配合，可在圆中自由转动。可使杆件（6）自由伸缩，最终使杆件（5）（6）可收回回到滑杆侧面，方便存放。 而不收回时，或收回完毕时，旋转长方体，可使（5）（6）固定。
接下来是衣架用于固定的部分,连接在横梁(7)上,下图是此结构的一个部分，也就是一种情况，衣架适用场合的 多样性就体现在这里。
（4）与（7）的连接用两个夹子固定，便于 调整与拆卸。夹子的形状比较特别，可进行 调节。 下图是夹子的简图，此创新灵感来源于医 用止血钳，钳子的后方连接部分可用于固定，
松紧可自由调节。 医用止血钳 右图是晾衣架的所用夹子，通过医用止血 钳改造的，前端是方形的，与（7）的部分
相配合，夹子内部有软塑料或橡胶，使固定 夹子简图 更加牢靠。
夹子后方有两排可以相啮合的齿。
夹子后方固定简图 下面是上固定杆（4）的三种固定方式图，图（1）是悬挂式固定杆， 杆的上方有一通孔，便于悬挂在墙上，或改变固定杆夹的位置，例如可固定在大滑杆（2）上，通过穿孔悬挂在绳子上。图（2）是倒U型固定杆，用于搭在突出板状物体上，例如搭在阳台的窗台上，用于大学宿舍内使用可以搭在椅子背上，抽屉上，床的横梁上等等。图（3）在固定杆的右端有一夹子，夹子的类型与（4）（7）之间的的夹子相同，用于夹在水平杆，或水平平面上。例如宿舍里的梯子，书架。床的扶手上，桌沿等等。用途十分广泛，但由于自身材质问题，只能悬挂轻小衣物。
五、课程设计感悟
这是我们对可伸缩式晾衣架的结构分析，通过这次课程创新设计我们体会到了很多东西，这是我们总结的创新设计的思维过程。
当要对机械零部件提出一些创新性设计或做一些其它的创新性设计工作，一般要经历一下的创新性思维过程。 (1) 准备阶段
准备阶段的过程是发现问题→分析问题→搜集问题→形成课题。
(2) 酝酿阶段
酝酿阶段的过程是明确创新目标→继续收集资料→从事试验或研究→尝试各种思法可行性。
若问题简单，可能会很快找到解决问题的办法；若问题复杂，可能要经历多次失败的探求;当阻力很大时，则中断思维，但潜意识仍在大脑深层活动，等待时机。
(3) 顿悟阶段
顿悟阶段是创造性思维的突破阶段。创造主题在特定情境下得到特定的启发，被唤醒。
该阶段的作用机制比较复杂，一般认为是与长期酝酿所积蓄的思维能量有关。这种能量会冲破思维定势和障碍，使思维获得开放性、求异性、非显而易见性。 (4) 验证阶段
验证阶段表明创造性思维不仅注重形式上标新立异，内容上也要求精确可靠。
第16篇：机械创新设计
浙江理工大学
机械创新设计作业
设计题目：专 业：设 计 者：学 号：指导教师：设计时间： 家庭休闲健身器材
机械类三班
苏文亮 B09300315 张雷
2011-4-5---2011-4-6
设计背景：
随着人们生活水平的改善，人们的饮食结构也发生了变化，不少人的脂肪摄入量明显偏大，导致在人群中肥胖率越来越高，因此家庭运动器材也越来越受到人们的重视。在目前的家庭运动器材市场上，哑铃是颇受人们青睐的运动器材之一。我的设计是在哑铃的基础上的进一步改进，使之可以在人们需要时，改装成杆铃。便于人们饭后休闲娱乐健身。
设计思想：
在两个哑铃杆之间可以自由插入一个带有螺纹锁合的杆，并配备有几种类型的铁盘。在哑铃杆的两侧配置有锁紧装置。
主要结构：1.哑铃杆；
2.带有螺纹的锁合杆；
3.重量不同的铁盘若干对；
4.两侧的锁紧装置。
设计简图：
哑铃简图：
杆铃简图：
各零件的三维图：
哑铃杆：
带有螺纹的锁合杆：
铁盘：
两侧的锁紧装置：
该装置的形态之一，哑铃：
该装置的另一形态，杆铃：
该设计思路的亮点：
虽然设计比较简单，新颖性不足。但该装置将比较常见的两种运动器材的功能结合在一起了。达到了一物两用的目的。但人们需要较大的运动量时，可以使用它的杠杆形态。需要较小的运动量时，使用它的哑铃形态。
学习创新设计这门课的一点心得：
虽然这门课只有短短的八周学习时间，但通过这门课程的学习，使我了解到了一些关于创新设计方面的一些方法，虽然我了解得都是一些皮毛，但至少在我的心里种下了一些种子。在我以后的学习和工作过程，我会刻意加强在这方面的锻炼。提高自己的创新能力，辛勤的护育这些种子，让它们生根发芽。在做这次大作业的过程中，通过画图，使我意识到我软件操作能力还不够，通过查书和上网咨询，我还是顺利的完成了画图任务。但这给我敲响了紧钟，在接下来的一年内，我会加强自己专业技能方面的培养。
第17篇：机械创新设计.
机械创新设计实训设计说明书
小广告清除专用工具
实训班级： 组长姓名： 组员姓名： 组员姓名： 组员姓名： 组员姓名： 组员姓名： 组员姓名： 组员姓名：
学号： 学号： 学号： 学号： 学号： 学号： 学号： 学号：
目录
摘要 ..................................................................................................................................................3 1 课题背景及意义 ...........................................................................................................................3
1.1 课题背景 ............................................................................................................................3 1.2 创新设计意义 ....................................................................................................................3 2 设计条件与要求 ...........................................................................................................................3
2.1..............................................................................................................................................3 2.2..............................................................................................................................................3 2.3..............................................................................................................................................3 3 方案选择.......................................................................................................................................4
3.1..............................................................................................................................................4 3.2..............................................................................................................................................4 3.3..............................................................................................................................................4 4 结构设计.......................................................................................................................................4
4.1..............................................................................................................................................4 4.2..............................................................................................................................................4 5 分析计算.......................................................................................................................................4
5.1..............................................................................................................................................4 5.2..............................................................................................................................................5 6 创新点及应用 ...............................................................................................................................5
6.1..............................................................................................................................................5 6.2..............................................................................................................................................5 6.3..............................................................................................................................................5 7 总结 ..............................................................................................................................................5
7.1..............................................................................................................................................5 7.2..............................................................................................................................................5 8 参考文献.......................................................................................................................................5
摘要
1 课题背景及意义
1.1 课题背景
1.2 创新设计意义
2 设计条件与要求
2.1
2.2
2.3
3 方案选择
3.1
3.2
3.3
4 结构设计
4.1
4.2
5 分析计算
5.1 理论分析与计算
5.2 工作原理
6 创新点及应用
6.1
6.2
6.3
7 总结
7.1
7.2
8 参考文献
附图： 附图一 附图二 …… 附图N
第18篇：机械创新设计
机械创新设计中的机构创新设计
摘要
机械创新设计是指规划构思出新颖有价值的机械产品的活动过程，而机构创新是机械创新设计的一个重要方面。本文首先简述了机械创新设计的内涵，随后针对机构创新方面进行了举例说明，最后以折叠式担架车为实例对机构创新在机械设计创新中的应用进行了简要介绍。 关键词
机械 创新 设计 机构 再生 原理
一、机械创新设计概述
1、引言
机械设计是指根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。一般来说，机械设计分为以下几步：第一步就是敢发现问题，感悟需求；第二步是弄清问题的本质；第三步是寻求问题的科学原理解，解决问题都是要遵循科学原理或利用科学规律、现象；第四步是选定科学原理解，规划工艺动作，规划功能；第五步是机械系统的构思，尺度综合；第六步是机械系统的评价选优；第七步是对被选定机械系统作结构设计；第八步是造型包装设计。
创新是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程。起源于拉丁语，它原意有三层含义，第一，更新；第二，创造新的东西；第三，改变。创新是人类特有的认识能力和实践能力，是人类主观能动性的高级表现形式，是推动民族进步和社会发展的不竭动力。
机械创新设计是充分发挥设计者的创造力和智慧，利用人类已有的相关科学理论、方法和原理，进行新的构思，设计出新颖、有刨造性及实用性的机构和机械产品[1]。
2、机械创新设计的内涵
狭义的机械创新设计是指规划构思出新颖有价值的机械产品的活动过程，它的标志是设计产品具有新颖性。广义的机械创新设计应该包括设计思想方法、手段的创新。一般情况下，机械创新设计被理解为狭义的。
从机械的定义、机械设计过程看机械创新设计的内涵主要在以下几方面[2]： 1)产品功能的创新设计。包括满足人类需求的全新功能的产品和增加新功能的产品的创造。
2)完成产品功能的新的科学原理的运用。
3)实现工艺动作的新规划，用工艺动作完成产品功能是机械产品的重要特征。 4)机械系统的创新组合。
5)机构创新，包括基本机构的演变创新和机构的组合创新。
6)结构创新。机器由具体的功能结构结合而成，结构元素的变化构成机械创新设计最为具体的部分。
7)检测控制系统创新。 8)产品造形创新。
机械创新设计的实质内容是“新”字，构成一个机械产品的某一部分相对于旧有产品而言，具有新颖价值，其设计过程中就进行了创新设计。机械创新设计只是机械设计过程中，对产品规划构思的某些部分作了新颖有价值的设计。机械创新设计只是机械设计中的一个环节，前者不能取代后者。
本文将针对机构创新这一点，阐述机构学相关理论在机械创新设计方面的应用。
二、机械创新设计中的机构创新
1、新机构的创新设计
任何一个设计，其首要工作应明确设计目的和设计任务以及设计出机构应实现的功能。机械系统的功能分析是机构创新设计中非常重要的环节，是后续设计的基础。最基本的功能分析是确定输入、输出运动形式和相关约束条件，从而总结出为实现所需功能所需的机构自由度、各类型构件数目、机构中各类运动副的分配情况等[3]。在进行机械装置的功能分析之后，可根据现有的单铰运动链图谱找出满足机构自由度要求和基本功能要求的单铰运动链，且这些仅含连杆与转动副的所有单铰运动链原型可作为下一步创新综合的基础。
例如，要求设计一个能较精确地实现预期运动规律(将转动变换为移动)的传动系统——凸轮控制机构。则可确定凸轮为原动件，滑块为输出构件，该凸轮要求恒速转动，以驱动滑块沿固定导轨移动。而滑块要按规定的行程作往复运动。按以上要求分析，机构的自由度为l，应选择F=l的运动链，而满足需求的最简单运动链为平面四杆链。由于机构中存在凸轮高副，且输出为移动副，则应对四杆机构进行运动副的替代，不难发现替代后运动链为1R1P1Z[4]形式(R为转动副、
P为移动副、Z为凸轮高副)。同时可明确输入运动为转动，构件1为驱动件(即为凸轮)，输出运动为移动，构件3为输出件(滑块)，构件2为相对固定的机架，从而得到其机构简图如图2-1所示。滚子4并非运动链中的构件，在此只是起到减少凸轮副磨擦损耗的作用。
图2-1平面四杆运动链替代后的机构
若要满足力或运动的扩大功能，则可分别选择瓦特链与斯蒂芬森链为原型的六杆运动链并使机构中同时存在凸轮高副和齿轮高副。先来讨论瓦特链的形式，如图2-2所示。根据运动副替代方法，可将瓦特链中的构件2与转动副B和C替代为凸轮副HS，构件l则为凸轮；构件4与转动副E和G替代为齿轮副HS，构件3为齿轮，构件5为齿条也即是滑块。接下来确定出三元素杆6为机架，即可设计出机构运动简图，如图2-3所示。图中l为主动凸轮，通过主动凸轮带动齿轮3摆动，再通过齿轮齿条的啮合，实现滑块5的往复移动输出，达到预期功能。
图2-2 替代后的瓦特链
图2-3 根据瓦特链创作的机构
再来看斯蒂芬森链，如图2-4所示。可将构件2和转动副B和C替代为凸轮副HS，构件1则为凸轮；构件5与转动副E和F替代为齿轮副HS，构件3为齿轮，构件6为齿条。此时三元素杆3既是与凸轮连接的从动杆，又是齿轮。三元素杆6则
既可能成为带固定齿条的机架(如图2-5a所示)，也可能成为与机架通过移动副连接的齿条滑块(如图2-5b所示)。从而可能得出两种不同结构的机构。
图2-4替代后的斯蒂芬森链
图2-5 根据斯蒂芬森链创新出的机构
图2-5a方案是以构件6为带固定齿条的机架，当输入转矩驱动凸轮1转动时，利用凸轮传动使齿轮3实现往复摆动，由于齿轮3与机架6所含齿条的啮合，齿轮3的中心相对于机架6成往复直线运动，再通过齿轮3与滑块4的铰接，最终形成滑块4相对于机架6的往复直线运动输出。图2-5b方案是以构件4为机架，通过凸轮驱动输入转动，再通过凸轮1将转动传递给齿轮3，齿轮3与滑块齿条6啮合，使滑块齿条6相对机架4作往复移动输出。在上述方案中为减少凸轮上的磨擦损耗均采用了滚子结构。
2、基于原机构的再生创新与综合
另一种基于现有装置的再生创新综合，其设计全过程可分如下5步：(1)明确所设计机器的功能要求，并作相关调研；(2)根据已有的机构将其转换成仅含构件和转动副的单铰运动链； (3)是根据原型单铰运动链的基本特性进行构型综合，即在机构自由度保持不变的情况下，根据需要可适当调整原机构杆件数，并对其各类运动链型综合而获得所有独立异构的运动链； (4)是根据设计的功能需求与约束条件，选取满足条件的运动链，并进行机构的演化与创新；(5)最后进行机构的结构化设计，得到机械装置的运动简图[5]。现以一个凸轮控制机构的创
新设计为例作简单讨论。
已知一凸轮控制机构使一个大质量M，按给定的行程D作往复运动，要求根据创新综合方法，提出其它设计方案，并要求比原机构能获得更大的机械效益。
首先应明确机构设计的基本功能是用机械效益大的凸轮控制机构去驱动连接点P，同时机构的自由度应为1。为简化问题，仅研究驱动点P之前的传动机构，它是F=1的凸轮摇杆机构，其对应运动链如图2-6所示。
图2-6 传动部分运动链图
接下来进行运动链的综合。因创新机构需要获得更大的机械效益，故应考虑增加机构杆件数。为保证自由度不变，最少应增加2个杆件，则得到新装置应为六杆运动链，它仅有2种独立异构型式，即瓦特链与斯蒂芬森链。以斯蒂芬森链为例，根据功能需求进行结构的演化。因该装置为凸轮控制机构，必然进行运动副的替代，即用一个凸轮副去替代运动链中的一个二元素杆与2个转动副，故得到演化后运动链，如图2-7所示，其中虚线表示的Hs即是凸轮副的替代部分[6]。
图2-7 斯蒂芬森链的代替
3、机构创新设计应用实例
折叠式担架车车能在急救中快速实现担架与担架车的转换，大大降低了急救时间。
图3-1 折叠式担架车的机构运动简图
如图3-1所示，台板承担病人，支杆和连杆通过若干个转动副与台板相连。该设备中应用了4个万向轮，同高度的4个为一组，展开时一组工作，折叠时另一组工作。连杆之间由转动副连接，该担架车由2套这种杆机构组合而成，其中左右对称的支杆－触板连杆－短连杆分别组成2套复合铰链。根据需要该车有2个工作状态：高位工作状态和低位工作状态。高位工作状态是该车作为担架车急救时推行所用；而低位工作状态则是该车作为担架或进入救护车时所用[7]。
当需要将担架车折叠或将其推上救护车时，只需要挨着锁死挂钩的急救人员将挂钩7旋转就可以打开，如图2所示。其后面的急救人员用力向前推，前面的支杆3’撞到车沿，向里面扣进来。由长连杆6’，短连杆5’和触板连杆4’组成的杆机构也就是E点向右上方移动，之后带动长连杆6’，在连杆6’的作用下，向右拉动支杆3，支杆3也随动向里面扣进去。随后由触板连杆4，短连杆5和长连杆6组成的杆机构，也就是B点向左上方移动，带动长连杆6，同时又给支杆3’ 一个向里面扣的力。这样就实现了自动平稳折叠的功能。在支杆全部收进去后，旋转挂钩，挂在车体的台板L点的柱销上，就实现了折叠时的锁死，其示意图如图3-2所示。
图3-2 折叠式担架车示意图
如果想要将担架车展开，只要将L点挂钩旋转，向外扳动一个触板连杆。例如扳动触板连杆4’，如图3-3所示，由连杆组成的转动副短连杆5’和触板连杆4’运动到一条直线上。连在E点的长连杆6’驱动支杆3展开。长连杆6也就是H点向右下方运动，同时驱动触板连杆4，短连杆5组成的转动副成一条直线，驱动支杆3展开，最后经长连杆之间它们相互作用成展开状态。展开后将挂钩挂在支杆的柱销上进行锁死。
图3-3 折叠式担架车的折叠状态
结论
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。运用机构学原理进行机械设计创新，首先要学习掌握相关的机构理论与已有的结构，才能在创新思维的指导下进行创新设计。 参考文献
[1] 潘兆庆，周济.现代设计方法概论[M].北京：机械工业出版社，1991.[2] 孙建明.浅谈机械创新设计[M].全国机械设计教学研究，2005：52-54 [3] 黄茂林，秦伟.机械原理[M].重庆：重庆大学出版社，2002.[4] Johnson R C.机械设计综合[M].陆国豪，译.北京：机械工业出版杜.1987.
[5] 罗金良，黄茂林.自适应运动链的构型综合及应用研究[J].机械设计与研究.2006，22(5)： [6] 冯俊.机构创新综合方法的应用[J ] .机械设计,2009 (4) :45 - 47.[7] 王志学，刘一鸣，贾连斌，王凤兰.折叠式担架车机构创新设计[J].机械设计，2010（8）：
第19篇：机械创新设计
《创新设计》单元测验1
一、单项选择题
1、齿轮轮齿的啮合所构成的运动副属于（）。(C) A、移动副 B、低副 C、高副 D、转动副
2、新产品设计开发的第一个阶段是（
）。 (B) A、研究设计阶段 B、调查决策确定阶段 C、样机试制阶段 D、方案设计阶段
3、机械零件由于某些原因不能（ ）时称为失效。(C) A、工作 B、连续工作 C、正常工作 D、负载工作
4、下面不属于机械零件的失效形式的是（
）。(D) A、整体断裂 B、过大的残余变形 C、表面破坏 D、摩擦
5、下面不属于机械零件的设计准则的是（ ）。(A) A、美观准则 B、刚度准则 C、强度准则 D、可靠性准则
6、通常把机构解释为（）。(A) A、具有确定相对运动构件的组合
B、具有确定相对运动元件的组合
C、具有确定相对运动机件的组合 D、具有确定相对运动零件的组合
7、在平面机构中，机构的原动件的自由度应为（
）。(B) A、0 B、1 C、2 D、3
8、在平面机构中原动件数目（ ）机构的自由度时，该机构的运动将不完全确定。 (C) A、大于 B、等于 C、小于 D、以上都不正确
9、平面机构具有确定运动的条件是（
）。 (B) A、机构的自由度大于零
B、机构的自由度等于原动件数
C、机构的自由度大于1 D、机构的自由度小于零
10、在一个零件的磨损过程中，代表使用寿命长短的是（
）。 (B)
11、国家知识创新体系包括（ ）。(D)
A、知识创新体系 B、技术创新体系 C、知识传播系统和知识应用系统 D、以上均是
12、目前世界上的发明专利（ ）掌握在发达国家手里。(A) A、90% B、80% C、70% D、60%
13、我国关键技术对外依存率达到（ ），与发达国家的差距还非常大。(B) A、40% B、50% C、60% D、70%
14、美国经济学家舒彼特在1912年出版的“经济发展理论”中提出创新的具体内容包括（ ）。(D) A、采用新技术 B、生产新产品 C、研制新材料和开辟新市场 D、以上均是
15、在国际竞争中，国防、工业、农业等领域内的竞争越来越表现魏科学技术能力和人才的竞争，特别是（ ）的竞争。(B) A、高技能型人才 B、创新型人才 C、高学历型人才 D、科技复合型人才
16、从创新的内容来看，一般把创新分为（ ）。(C) A、知识创新和技术创新两部分 B、知识创新和应用创新两部分 C、知识创新、技术创新和应用创新三部分 D、应用创新和技术创新两部分
17、知识创新又称为（ ）。(C) A、技术创新 B、应用创新 C、理论创新 D、文化创新
18、社会实践中，创新方式指（ ）。(D)
A、由无到有的创新 B、从由到新的创新 C、凭空创新 D、包括A和B项
19、自行车和缝纫机应属于（
）。(A) A、机器 B、机构 C、通用零件 D、专用零件 20、一般的机械钟表应属于（
）。 (B) A、机器 B、机构 C、通用零件 D、专用零件
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21、（
）可以用来代替人的劳动，完成有用的机械功或实现能量转换。 (B) A、机构 B、机器 C、构件 D、零件
22、构件是机器中每一个独立（
）的刚性单元体。(B) A、制造 B、运动 C、分析 D、设计
26两构件在未构成运动副之前，在空间中它们共有（ ）个相对自由度。(D) A、3 B、4 C、5 D、6
29、在平面机构中，如果引入一个平面低副（转动副和移动副），则提供（
）个约束。(B) A、1 B、2 C、3 D、4 30、在平面机构中，如果引入一个平面高副，则提供（
）个约束。(A) A、1 B、2 C、3 D、4
二、多项选择题
1、(ABCD) 要进行机械创新首先应了解机械原理（
）方面。
A、机构结构和运动分析基本知识 B、机器动力学
C、常用机构的分析与设计 D、机械系统的方案设计
2、机械原理研究的对象是（
）。(AD) A、机构 B、构件 C、运动副 D、机器
3、机构结构分析的主要内容和目的是（
）。 (ABCD) A、研究机构的组成及机构运动简图的绘制
B、掌握机构具有确定运动的条件 C、研究机构的组成原理 D、研究机构的结构分类
4、关于运动副的解释下面的叙述正确的是（
）。(ABC) A、运动副是一种连接
B、运动副由两个构件组成
C、组成运动副的两个构件之间有相对运动 D、运动副可以由一个构件组成
5、在绘制机构的运动简图的过程中，下面的叙述（
）必须明确表示出来。 (ABCD) A、构件的数目和长度
B、运动副的类型、数目和运动副之间的相对位置 C、机构的原动件 D、机构的机架
6、下面关于运动的分类，按照运动副接触部分的几何形状分类的有（）。(ABC) A、圆柱副 B、球面副 C、螺旋副 D、移动副
7、下面的机器是利用机械的振动来工作的有（
）。(ABD) A、按摩机 B、振动台 C、发电机 D、振动运输机
8、对于静不平衡的转子，只需要（
）就可以获得平衡。 (AB) A、在同一个平面内增加一个平衡质量
B、在同一个平面内除去一个平衡质量
C、分别在两个平面内各增加一个平衡质量 D、分别在两个平面内各除去一个平衡质量
三、判断题
1、从运动学的角度看，机构与机器是相同的。（ ） (A)
3、各种机构都是用来传递与变换运动和力的可动装置（ ）。(A)
5、机构是把一个或多个构件的运动，变换成其他构件所需运动的确定运动构件系统（ ）。(A)
6、机器中独立运动的刚性单元体，称为零件（ ）。 (B)
7、一个构件可以是不能拆开的单一整体，也可能是由若干不同零件组装起来的刚性体（ ）。 (A)
8、虚约束对运动不起作用，也不能增加构件的刚性（ ）。 (B)
9、若两个构件之间组成两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副（ ）。 (B)
11、当机构的自由度F>0，且等于原动件数，则该机构具有确定的相对运动（ ）。 (A)
12、虚约束对机构的运动不起作用（ ）。(B)
14、机构的运动不确定，就是指机构不能具有相对运动（ ）。 (B)
15、机构的运动简图是用来表示机构结构的简单图形（ ）。 (B)
16、在绘制机构运动简图时，必须按比例绘制，否则，不能表明构件之间的相对运动关系（ ）。(A)
18、平面机构中如果有4个构件在同一处用铰链连接在一起，则它们构成了4个转动副（ ）。B
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19、平面机构中的虚约束，如果制造、安装精度不够时，会成为真约束（ ）。(B)
21、从机构组成看，机构可看作为构件与运动副的组合，也可以看作为原动件与机架和从动件的组合（ ）。(A)
22、只要两个以上的构件汇交在一起，并有回转副存在，就一定存在复合铰链（ ）。(B)
24、机构中有一个固定不动的构件称为机架，故机架相对于地面肯定是固定不动的 ( ) 。(B)
25、构件是组成机构的基本要素之一，而运动副是机械原理中最重要的概念之一（ ）。 (A)
26、从运动学的角度分析，任何机器都是由若干（两个以上）构件组合而成（ ）。 (A)
27、构件通过运动副的连接而构成的可相对运动的系统称为运动链（ ）。(A)
29、同一机构因所取的原动件不同，有可能成为不同级别的机构，但当机构的原动件确定后，杆组的拆法和机构的级别就一定了（ ）。(A) 30、当机械自锁时，机械已经不能运动，所以此时机械所能克服的生产阻抗力为小于等于零的值（第 ３ 页
共 3 页 。(A) ）
第20篇：机械创新设计
机械创新设计作业
1.前言
机械手是模仿着人手的部分动作，按照给定程序、轨迹和要求能实现自动抓取、搬运的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手叫做“工业械手”
在实际生产中，应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产。尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境下，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，在机械加工、冲压、锻、铸、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等领域得到了越来越广泛的应用。
2.创新内容和过程
根据日常生活中的老虎钳观察，通过逆向思维方法进行对经典老虎钳进行改造，对老虎钳运动进行综合分析结合用液压缸进行驱动的特点进行创新设计。
2.1创新所依据的思想、原理、方法
类比思想，通过类比思想对人手大拇指的加持运动，进行分析想象经过抽象思维进行简化建模。从而寻求最佳的解决方案。
逆向思维思维也叫求异思维，它是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种思维方式。敢于“反其道而思之”，让思维向对立面的方向发展，从问题的相反面深入地进行探索，树立新思想，创立新形象。当大家都朝着一个固定的思维方向思考问题时，而你却独自朝相反的方向思索，这样的思维方式就叫逆向思维。人们习惯于沿着事物发展的正方向去思考问题并寻求解决办法。其实，对于某些问题，尤其是一些特殊问题，从结论往回推，倒过来思考，从求解回到已知条件，反过去想或许会使问题简单化。大家都非常熟悉老虎钳结构，当它与我们熟知的液压气动装置结合就可以成为一个可用的自动化装置。
2.2创新的原理方案
第一步寻找各种钳子的图片，分析合理性找到适合做机械手的一种。
总长300，厚度60，最宽处100，画零件图。
第三步，进行三维建模。
装配
。
第四步，改进和动画模拟。frame.avi
第五部，创建工程图
总结或结论，本次创新设计通过对传统日用工具-手钳的观察，改进，重新设计使老虎钳用于自动化设备成为可能。本产品适用于加持锻件、型材等重型，大型物件。具有结构简单，运行可靠的特点能作为机械自动化设备的子系统的一部分，具有模块化的特点 。但由于本人能力有限，该作品也具有它自然的缺陷，如过于笨重臃肿，不灵活动态特性不好等缺陷，希望得到老师的指导和斧正。
