机械创新设计课程设计

机械创新设计课程设计

2015-2016第2 学期

题目：仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构设计

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指导教师：

成绩：

日期：2016 年6 月

目录

摘要.................................................................................................................... 第一章绪论 (1)

1.1.前言 (1)

1.2.二足仿生机器人的概念 (1)

1.3课题来源 (2)

1.4设计目的 (2)

1.5技术要求 (2)

1.6设计意义 (3)

1.7设计范围 (4)

1.8国内外的发展状况和存在的问题 (4)

1.8.1.国外发展状况 (4)

1.8.2.国内发展状况 (8)

1.8.3.存在的问题 (10)

1.9.具体设计 (10)

1.9.1.设计指导思想 (10)

1.9.2.应解决的主要问题 (10)

1.9.3.本设计采用的研究计算方法 (10)

1.9.4.技术路线 (10)

第二章仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构步态规划 (12)

2.1引言 (12)

2.2仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构的步行概念 (12)

2.3步行过程设定 (13)

2.4 双足机器人步态稳定性分析 (15)

2.4.1 步行稳定性判据 (15)

2.4.2零力矩点定义 (16)

2.4.3稳定步态的条件 (17)

2.4.4小结 (18)

2.5 双足机器人步态规划 (19)

2.5.1 引言 (19)

2.5.2 双足机器人步行过程分析 (19)

2.5.3 髋关节规划 (20)

2.5.4 髋关节轨迹对ZMP的影响 (21)

第三章二足机器人的机构分析 (23)

3.1四连杆机构的设计 (23)

3.1.1设计参数 (23)

3.2 二足机器人主体设计 (24)

3.2.1腿部的设计 (24)

3.2.2大腿 (25)

3.2.3小腿 (25)

3.2.4脚 (26)

3.2.5其他辅助连杆 (26)

第四章总结 (27)

4.1.设计小结 (27)

4.2设计感受 (27)

4.3课程设计见解 (27)

参考文献 (28)

谢辞 (30)

摘要

人类社会的发展，各种各样的机器人正渐渐的走进我们的视野，有很多的地方都用到了机器人，在机器人的领域里越来越多的人开始爱好上了机器人。能更好的适应环境和地形是仿生机器人的优点，很多人的工作可以由机器人代替完成，科学价值和实际应用价值是很重要的。类人机器人一直是机器人领域的研究热点，是目前科技发展最活跃的领域之一。它汇集了机械、电子、通讯、自动控制、仿生等诸多学科最新的研究成果，代表了机电一体化的最高成就，反映了一个国家智能化和自动化研究的水平。双足行走是类人机器人最基本也是最难实现的功能，因而以实现双足步行为目标的两足步行机器人研究是智能型类人机器人研究的基础。本文以实现仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构为研究目标，对实现此功能的相关技术展开了研究。主要分析了人类行走动作，在自由度配置、步态规划以及稳定性分析的基础上对仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构进行了设计。

关键词：仿人二足爬楼梯行走机构，步态规划，机构设计，四杆机构，CATIA

第一章绪论

1.1.前言

步行机器人已经被广泛应用于各个领域，且二足机器人的动作近似人类，更能于现今的工作环境相配合。一般二足机器人可步行于高危险性的工作环境，跨越障碍物，上下楼梯，能补足人类体能的限制，可用于探测、救灾、搬运、服务等行业，或代替肢体残障者的双脚等。此兼具高灵活性及工作稳定的两大特点，在有危险及枯燥频繁的任务环境中扮演不可或缺的角色。

此次主要研究目标是二足机器人爬楼梯机构的设计，以及对它的步态的规划。

1.2.二足仿生机器人的概念

现阶段，机器人的研究应用领域不断拓宽，其中仿人机器人的研究和应用受到普遍的关机器人的研究应用领域不断拓宽，其中仿人机器人的研究和应用受到普遍的关注，并成为智能机器人领域中最活跃的研究热点之一。仿人二足机器人爬楼梯的设计变营运而生。研究与人类外观特征类似，具有人类智能，灵活性，并能够与人交流，不断适应环境的仿人机器人一直是人类的梦想之一。仿人机器人的研究在很多方面已经取得了突破，如关键的机械单元，基本行走能力，整体运动，动态视觉等，但是离我们理想中的要求还相去甚远，还需要在更为具体的某些行动进行研究，仿人二足机器人爬楼梯设计奖机器人的行动具体到爬楼梯动作上，，可以更加适合人类的生活和工作环境，代替人类完成各种作业，可以在很多方面拓展人类的能力，如图所示

图1.1 仿生二足机器人

1.3课题来源

本课题来源于机械创新设计课程的研究课题。之前我们学习了有关机械原理的基本概念，基本理论，以及相关的计算方法，老师带领我们深入浅出的学习了机械方面的知识，使我们了解包括机构结构分析，运动分析，力分析以及动力学分析，对于常用的机构，例如，连杆机构，凸轮机构，齿轮机构的等也有了深入的认知。在王老师开设的机械创新设计课程上我们选择了这个课题，来将学习到的知识付诸于实践。

1.4设计目的

本设计主要是利用机械原理相关知识合理设计机械腿的相关尺寸及机构来实现爬楼梯的功能。

1.5技术要求

1.电机的选择和控制原理；

2.运动学的分析和仿真；

3.连杆机构，传动机构的设计；

4.稳定性，重心转移。

1.6设计意义

双足机器人是一种非常典型的仿人机器人，国外早在60年代末就开始了双足机器人的研究开发。1968年，美国通用公司试制了一台名为“Rig”的操纵型双足机器人，揭开了双足机器人研究的序幕。随着双足机器人在各个领域的应用日趋广泛，各个国家在该领域相继投入巨资开展研究。自20世纪90年代开始，双足机器人的研究已从模仿人类腿部行走发展到全方位拟人阶段，相继诞生了P3，ASIMO等机器人。

步行是人类最基本的行为方式，双足机器人具备人类的基本结构，具有类人的步行能力。双足步行机器人在外形上具有人类特征，适合用于人类生活的环境，为人们提供方便，因此具有广阔的市场前景。双足机器人与其他多足机器人相比具有体积较小、重量轻、动作灵活、迅速，而且更接近于人类步行的特点，因此它们对环境有最好的适应性，在日常生活中更具有广泛的应用前景。

步行运动是双足机器人实现基本类人动作的关键，可以为仿人机器人的机构设计、优化提供理论指导和技术支持。对双足机器人步态规划进行研究，规划合理的步态并控制机器人稳定的跟踪步态实现稳定的步行运动成为双足机器人技术研究的重点。稳定的步态是双足机器人实现行走功能的基础．有了稳定的步态才能显现它的灵活性和更强的适应能力，也才能使机器人其他的很多功能得以实现。另外，技术发展的角度看，步态规划研究会对传统的机械机构、传动方式和控制方法产生一定影响，从而促进仿生学及其他领域的相关研究与应用，可以更多的了解和掌握人类的步行特征，并为人类的服务，如人造假肢。

1.7设计范围

一直以来移动型机器人的运动方式大体上包括，轮式，履带式，足式等。履带式爬楼梯的装置原理类似于履带装甲运兵车，原理较为简单，技术也比较成熟，而且传动效率比较高，行走重心波动很小，运动平稳。但是这类装置重量大，运动不够灵活，爬楼梯时在楼梯边缘会造成巨大的压力，对楼梯有一定的损坏，转弯不方便等问题，有很大的限制。轮组式，轮组式爬楼梯装置按轮组中使用小轮的个数可分为两轮式，三轮式，以及四轮式。单轮组式结构稳定性较差，在爬楼梯中需要有人协助才能实现。而双轮组式虽然能实现自主爬楼，但由于其体积庞大且偏重，影响了她的适用范围。步行式，其爬楼梯的执行机构由铰链杆件机构组成。上楼梯时，先将负重抬高，在向前移动，如此重复这过程。步行式爬楼梯装置模仿人类爬楼的动作，符合本组研究课题，所以采用这个方案。步行式爬楼梯装置爬楼梯时运动平稳，适合不同尺寸的楼梯，较为便捷。但是他对操作的要求很高，设计研究很复杂，运动幅度不大，动作缓慢。

1.8国内外的发展状况和存在的问题

1.8.1.国外发展状况

从上世纪60年代开始。各国学者对两足步行机器人从理论和实践上进行了较长时间的研究工作，在理论研究上得丰硕的成果。

1973年，日本加麟一郎从工程角度研制出世界上第一台真正意义上的仿人形机器人 WABOT-1，可用日语与人交流，实现静态行走，可依据命令移动身体去抓取物体。

1986年．美籍华人郯元芳博士研制了美国第一台真正意义上的类人双足步行机器人SO-2，实现平地前进和左右侧行；1987年该机器人实现动态步行，在1990年，SD-2能走斜坡。

图1.8.1 HONDA 机器人P1，P2，P3

经过11年研究．日本HONDA公司于1996年12月成功研制出第一台取足步行机器凡P1，之后相继推出p2、p3，希望机器人“能与人共存、同人协作，不受用途限制，并能完成一些人所不能完成的任务”，如图LI。P-2是世界上首台无缆自主式两足机器人。P-2型机器人通过陀螺仪、加速度传感器及六个脚底压力倍感器把地面的信息传给机器的控制单元进行判断，进而平衡身体。P-2的出现标志着一个崭新的两足机器时代的到来。

2000年i1月12日HONDA公司开发出代表当今双足步行机器人最高研究水平的ASIMO (Advanced Step in Innovative Mobility)，如图1.8.2,高120厘米．重52千克，菇34个自由度，采用Honda自行开发的处理器、Vxwocks操作系统．驱动元件采用伺服电机Harmonic减速器、镣氢电池作为动力源，行走速度O到1.6千米／小时，步距可调．并采用先进的I—WALK技术和预测移动控制技术，实时预测下一个移动动作并提前改变重心，可完成8宇行走和上下台阶动作。

图1.8.2 ASIMO机器人

2002年12月9日．日本川田工业和产业技术综合研究所、安川电机以及清水建设公布了可以在建筑工埴等与工人共同作业的类人型机器HRP-2。HRP-2的外形尺寸为高154cm．质量为 58KG，与真人相仿。全身共有32个自由度，具体为6×2(腿部)+6×2 (手臂)+2（腰部）+2（头部）+2×2（手指）=32，能够很均衡地双足步行。

HRP-2手臂有6个自由度(肩3，肘1，腕2)，工作能力根强，机器人可以与工人一起用“手”抓起建筑材料进行搬运。腰部有2个自由度．俯仰自由度是专门为俯身工作设置的。大腿固定在臂部两侧外伸的悬臂上，从而腿部的灵活性增加．可以做出走“一字步”和两腿交错行走等步行动作。

HRP-2不论仰卧还是俯卧倒地后都可以自行站起，可以在地面爬行进入较小的工作空间，还可以做敲鼓、跳舞等表演。研究人员先请民间艺术家跳舞，用特殊摄像机拍摄后将画面输入电脑，井对手、脚、头、腰等32个部位的动作进行解析，再把解析数据输给HRP-2，最后利用这些数据来控制HRP-2的手脚等关节动作，从而使得HRP-2可以和人一样动作连贯地翩翩起舞。

图1.8.3 HRP-2机器人

2003年9月．日本Sony公司推出SDR-4X是目前最先进的小型两足机器人。SDR-4X 身高0.5m,体重5kg，具有38个自由度，能够以0.9km／h的速度行走，并能在行走中转身。该机器人可根据家中环境的变化调节自身行为．不仅可以识路辨人、存储信息，还可跳舞、唱歌，与人类进行更丰富的交流。

与该公司2000年底发布的SDR-3X机器人相比，SDR-4X的运动和反应功能有了极大改进。由于安装了多种传感系统、行为控制软件以及灵活的机械行走装置，牵引其每个关节的小型执行器的功能均得到改进。新型的综合适应控制系统可以通过各路传感器采集到的信息，对机器人身上的 38个关节进行实时控制，使其在坎坷路面上行走自如。通过姿势平衡系统抵御外界压迫，能根据环境变化调整运动步伐。如前行或拐弯，它的双手各有5只灵活的手指，灵活的关节控制还可使其在自身跌倒时将损害降低到最低程度。

另外，SDR-4X的积CCD彩色摄像头可进行影像识别，如判定目标方位，确定接近目标的路线。识别10多个人的脸部特征。除此之外，SDR-4X身上还安装了带有记忆功能的交流和运动控制系统。通过内置无线局域网。机器人可以与电脑相连接并获取同步数

据，识别众多词汇。如果主人将音乐和歌词输入给它，它就可动情地唱山美妙的歌。若主人通过其内置的软件系统与电脑连接。设计一系列动作，如舞蹈，机器人还能做出复杂而人性化的动作。

图1.8.4 SDR-4X机器人

1.8.

2.国内发展状况

国内在两足步行机器人领域的研究起步较晚，长沙国防科技大学于2000年11月研制出我国首台两足步行机器人—先行者。先行者身高1 .4m，体重20kg，共有17个自由度，可以完成原地扭动、平地前进、后退、左右侧行和左右转弯等动作。

哈尔滨工业大学自1985-2000年研制出双足步行机器人：HIT-I、HIT-II和HIT-III，HIT-III实现了步距200毫米的静态/动态步行，最快步行周期为3.2-4秒/步，能

够完成前/后、侧行、转弯、上 /下台阶及上斜坡等动作。

图1.8.5 HIT-I、HIT-II机器人

北京理工大学于2002年12月研制出仿人机器人BRI-01，是目前国内最先进的两足步行机器人。机器人高1.6米，重80千克，具有32个自由度，步速1千米/时，步距33厘米；能根据自身的平衡状态和地面高度变化，实现未知路面的稳定行走。

清华大学于2002年4月9日研制出具有自主知识产权的仿人机器人THBIP-I样机。THBIP-I 共32个自由度。实现无缆连续稳定的平地行走、连续上下台阶行走，以及端水、

太极拳和点头等动作。

图1.8.6 THBIP-I

1.8.3.存在的问题

综上所述，国外在这方面的研究已经有100多年的历史了，成果较多，但是大多都结构复杂，造价昂贵，远远超出人民的经济承受能力。国内的研究相对较晚，虽然也诞生了很多专利，但由于受到体积，重量，稳定性级安全问题还没有产品真正投入使用。

1.9.具体设计

1.9.1.设计指导思想

面向社会应用需求，基于机械创新设计课程的课题要求，根据之前学习到的机械原理等知识，力求推动大学生设计创新能力，提高机器人应用实际的实际操控力，达到我们机械创新设计的目的。

1.9.

2.应解决的主要问题

1.重心对于机器人行走稳定性的影响，对机体质心及其稳定性；

2.二足行走机构的设计；

3.两腿之间运动时的协调配合，以及周期的确定；

4.运动学分析：建立合理得运动学模型，从而对不同运动阶段进行分析。

1.9.3.本设计采用的研究计算方法

本设计主要通过分析仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构步态运动，结合高等代数、机械原理等相关知识以及利用互联网资源对仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构进行合理的分析与设计。

1.9.4.技术路线

1.收集国内外仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构的相关资料，分析并消化，总结出我们自己的方法；

2.仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构的步态规划，选择合适的步态，并稳定性分析，行走步态设计；

3.机构设计和运动学分析，绘制仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构的机构原理图；针对运动特征设计相应机构，改善运动机构完成设计。

4.根据腿的二维平面设计示意图进行三维设计，并用CATIA软件进行机构行走仿真，动态模拟分析。

第二章仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构步态规划

2.1引言

步态是指在步行运动过程中，机器人各关节在时间和空间上的一种协调关系。合理的步态规划是机器人稳定步行的基础。步态规划不仅是两足机器人实现基本拟人动作的关键，而且可以为两足机器人机构设计与优化提供理论指导。没有行走步态的规划，两足机器人最基本的步行功能也就无从实现，就失去了两足步行机器人灵活性、适应能力强等优势。而拟人机器人的其他功能，也会受到极大的影响。仿人机器人步态规划不仅取决于地面条件、下肢结构、控制的难易程度，而且必须满足运动平稳性、速度、机动性和功率等要求。

2.2仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构的步行概念

为了便于对仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构进行步态规划，首先定义一些有关两足步行的基本概念。

步态：在步行运动过程中，机器人各关节运动在时序和空间上的一种协调关系以及机器人相对环境的时空关系。通常由各关节角运动轨迹和质心轨迹来描述。

步距：在步行运动中，机器人左右脚落地位置间的纵向距离。

跨高：摆动腿在摆动过程中脚底离地面的最大距离，用于衡量机器人跨越楼体高度的大小。

步行周期：是指机器人周期性行走过程中，同一只脚顺序两次着地所用的时间。每个周期内左右腿各向前迈步一次，又可分为三个阶段，双脚支撑期、左脚支撑期和右脚支

撑期。

步速：是衡量机器人步行能力的一个重要指标，是指机器人单位时间内相对步行环境所移动的距离。

单脚支撑：机器人仅有一只脚与地面相接触，起支撑作用，另一只脚处于摆动状态。

2.3步行过程设定

因本文所述的仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构设计目标是实现爬楼梯功能，鉴于机器人行走场地具有良好的环境，在不影响机器人主要功能的前提下做出如下设定：

(1)机器人在行走过程中处于静力学平衡的状态，即机器人行走方式为静态步行；

(2)由于楼梯的台阶具有较为良好的水平性，我们设定机器人脚底面相对于台阶表面始终保持平行状态；

(3)设定机器人以直线状态行走；

(4)机器人在直线行走过程中，髋关节相对于地面的高度始终保持不变；

(5)由于本机器人左右腿的关节的对称性，在以后的讨论中仅考虑右腿的运动情况，左腿的情况与右腿类似。

仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构机械图如下图所示：XY平面投影定义的大腿长为R1，小腿的长度为R2。

由上图可以看出，仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构髋关节向上旋转了θ?角度的时候，其中大腿在Y轴方向提升高度h，仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构大腿Y方向提升高度可以通过下图计算:

根据图中所示，得到h计算的表达式子：H=R1(cosθa?cosθ?)

所以可以确定的是髋关节电机旋转θ?角度时候在Z轴的方向上提升高度h的函数关系。

由图2-5可见仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构髋关节向着前面转动θ1的时候立足位置点在Y轴的方向上前进了半步长为?x，仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构腿部X方向前进的步长计算如下：

图2-5 腿在Y方向上前进的示意图

所以说可以得出来?x=(R1cosθ1+R2cosφ2)sinφ1，由表达可以确定髋关节向前转动θ1角度的时候，立足位置点在X方向的前进的步长为一半?x的确定的关系。当θ1较小的时候，可以设旋转θ1角度后腿在X轴上的投影长度近视为L=R1+R2。

2.4 双足机器人步态稳定性分析

2.4.1 步行稳定性判据

双足机器人步行运动过程中，两只脚交替的与地面，发生间歇性的相互作用，即交替的出现左脚单支撑，双脚支撑和右脚单支撑的状态，周期性的不断前进。双足机器人步态研究的重点就在于如何维持支撑脚与地面的相对瞬时固定，使机器人的运动过程中保持稳定步行而不发生翻倒或滑倒。

目前衡量双足步行机器人稳定性有两个主要的指标：一个是整个机器人的重心在地面投影点(Center of Gravity，简称COG)，COG对应的是静态稳定性；另一个是零力矩点(Zero Moment Point，简称ZMP)如图2．2所示，ZMP对应于动态稳定性M。静态稳定性只有在机器人运动非常缓慢时才适用，大多数情况，机器人运动具有一定的速度，需考虑它的动态稳定性。因此，研究者们己经采用了动态稳定性，最普遍的是采用零力矩点(ZMP)作为双足机器人步态稳定性判定标准。

机械创新设计结课报告汇总

《机械创新设计方法》结课报告设计题目：脚踏儿童滑板车 学生姓名：刘凡 学号： 103004010303 班级：机制1003 任课教师：张融 2011 年 5 月 29 日

1. 运用《机械创新设计方法》课程所学的创新思维、创新技法，以及机械系统方案设计、机构设计、结构设计等方面的创新知识，针对某一你所熟悉的产品、设备或零件，提出你在上述某一方面的具体的创新与改进措施。 2. 设计课题在主题框架内可自行确定，课题可以是机构设计，结构设计，外观设计，创新设计等； 3. 每个课题可一人一题，也可两人或三人一题，但需要有较明确的分工；

一．拟定设计任务书 1.设计原由 脚踏儿童滑板车是时下一种时尚的运动休闲工具，深受广大儿童的喜爱。脚踏儿童滑板车适合3-5岁左右的孩子玩耍。脚踏儿童滑板车是继滑板车几年前在我国流行之后的又一儿童运动健身类玩具。脚踏儿童滑板车的前身是比较专业型滑板车改进而来。而滑板车是继滑板之后的又一类运动型新产品，名副其实－－滑板车（Bicman），速度可以达到20公里/时，这种新型产品来源于世界科技先进大国日本，但却是一位德国工人发明的，它是一种简单的省力运动机械。 早在三年前，滑板车已经传入我国，只不过当时价格太高，很少人对它产生兴趣。直到这阵子，它的价格猛然下降，加上产家们对它加紧疯狂推销，使它"人气大旺"，最重要的是玩滑板车必须有高度的悟性和胆量，这正符合想象力丰富，喜欢挑战的青少年们的口味，如今滑板车已成为青少年新一代的潮流运动产品。可见，它的魅力可不逊于滑板哦！所以我们对其进行改进由原来的脚滑变成脚踏！这个设计是基于个人创意一个大的提升，希望我的设计能给小朋友带来更多的乐趣，给企业带来效益！ 2.设计技术条件 1．设计技术条件需要速练得掌握SolidWorks软件的基本操作，通过SolidWorks软件设计出零件的模型，然后零件图组装成装备体，最后生成二维工程图。 2.设计零件的前提是掌握齿轮齿合条件，计算出一些技术参数后方可画出齿合的齿轮。掌握蜗轮蜗杆的齿合条件，并比较两者的优缺点，选取最佳方案. 二．功能原理与工作原理分析 功能原理：脚踏踏板，踏板带动棘轮，棘轮带动齿轮，齿轮带动车轴，最后车轮前进。 工作原理：就是利用脚踏带动棘轮，棘轮将速度传递给齿轮，这样就可以带动小车不断前进。 三．国内外同类产品现状 在驱动方式上国内有许多不同点，有人力驱动的，有电能驱动，但总体来说都朝着使使用者更加舒适和环保节能等方向发展。在传动方向有齿轮传动，蜗轮蜗杆，链条等不同的传动方式。国内外滑板车上常能看到以圆锥齿轮，轴传动，棘轮棘爪传动无链传动等多种方式设计的滑板车。在材料方面碳纤维，复合材料，镁铝合金，铝合金等因其优良的材料特性而被广泛的应用于该产品上。 四．机构方案评价

机械创新设计论文

机 械 创 新 设 计 班级:机械2104 姓名:韩杰 学号:3102101441 落叶清理机的设计 摘要:该落叶清理器主要用于对道路旁的落叶进行清扫,该机器操作维护方便,

便于工人使用,其结构需简单,可靠性好,清扫机构可调节。 该机器在整体方案上采用三轮传动形式,通过前轮的旋转来带动整个机构的运动。清扫功能实现形式确定为扫把运动方向与机器前进方向相同。扫把环绕工作轴成星形布置(放射状),工作轴与车轮所在轴平行。落叶收集方式确定为扫把成环状布置在一根轴上,环轴一圈扫把逐渐增长,通过轴旋转,扫把一点点地将落叶送上斜坡,由最长的那根扫把将落叶弹入垃圾箱。传动的方式采用的两轴间的带传动。改机器的设计适用于各种道路的落叶垃圾等的清理,有着很高的应用前景。 1.设计背景 目前路面上的清洁车基本都就是用吹吸式或冲水式来清除垃圾,只能在大路中间行驶,清洁范围有限。路边或小路上等无法用清洁车清扫的地方,只能依靠工人手工清扫垃圾,劳动量大且效率低。所以有必要开发一种小型清洁机器,以减少工人劳动量,同时提高效率。 2.方案设计选择 该机器应具备以下特点: 1、结构简单。因就是小型清洁机器,要求成本低,操作维护方便,便于工人使用,其结构需简单,可靠性好。目前国内虽然已有同类机器,但其结构偏复杂,成本高,无法推广使用。 2、清扫机构可调节,即清扫时该机构工作,不清扫时该机构不工作,以免做无用功。 在以上分析的基础上,对机器各部分方案进行设计。 1、整体方案的设计,即机器的整体结构形式(外观)的确定。有两种方案可供选择: (1)、机器为四轮车形式,由人推动或机车拖动。清扫的动力来源为前轮与地面的摩擦力。前轮旋转,带动前轮所在轴旋转,再带动工作轴旋转,扫把旋转,完成运动。 (2)、机器为三轮车形式,由人力驱动。清扫的动力来源为人蹬脚踏板的力。人蹬脚踏板,带动后轮运动,再将后轮运动传递给工作轴,扫把旋转,完成运动。 对方案(1)(2)进行比较: 方案(1): 优点:仅有一个传动(从前轮所在轴到工作轴),结构简单,紧凑。若机器自备动力源,通过一定方式控制机器运动,还可实现自动清扫。 缺点:动力来源不稳定,可能会使机器无法正常工作。而且要产生足够大的摩擦力,机器自重必须足够大。 方案(2): 优点:动力来源稳定,可直接在现有三轮车基础上进行改装,成本低。因就是骑行,效率较手推车高。 缺点:结构尺寸相对较大。 方案(1)动力开源问题难以解决,方案(2)虽然结构尺寸较大,但相对来说,其稳定性好,效率高。最终选择方案(2),同时选定动力源为人力。

机械创新设计课程教学大纲

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

机械创新设计心得(精选多篇)

机械创新设计心得（精选多篇） 第一篇：机械创新设计心得 有幸参加本次“博亚杯”机械创新设计大赛。不管是在准备过程中还是在比赛过程中，都学到了许多在平时的学习中所学不到和感受不到的东西。 参加比赛是对一个人各方面能力的全面锻炼。这是一个自我提升的过程。在这个过程中所得到的经验对以后的学习工作生活都很重要。总结自己团队的成败得失吸取成功团队的宝贵经验，个人觉得一个团队要取得成功以下几点非常重要：首先需要一个优秀的领导者，在拥有必要的基本知识技能外还需要能够统筹全局，充分调动整个团队的积极性，发挥每个团队成员的长处，挖掘每个成员的潜能。这需要他能够准确把握宏观的方向也要注意很小的细节问题。 二，一个团结奋进的团队，不仅是个人能力有限，在思维的灵活、见识的广度、上个人都是无法和团队相比拟的。一个团结的团队会有不竭的动力，团员间互相鼓励保证了团队的旺盛的斗志。团员间相互交流相互理解使整个比赛过程更加协调。 三、明确的目标和坚定的信念以及不灭的斗志。坚持到最后就是胜利，说的容易但做起来却不是那么回事，很多时候在最需要坚持时，我们往往忘记了这句话。生活最怕没有目标，做一件事，参加一个比赛亦如此。没有一个明确而有强烈的目标很难取得比赛的成功。 四、各方面的支持。来自自己的内心，来自学校，来自老师。 比赛表面上是一件件参赛作品的比较，实质是思维和思想的比拼。在比赛中能够使自己在思想认识上得到提高在思维习惯上得到改善则是最大的收获。创新，一个不曾间断过的话题，但怎么做到创新，怎么才能有一个创新型的思维却很少有人做到。 另外，在比赛过程中和其他学校学生的交流，让我认识到了自己看到了现状。从对比中看到了自己的情况，对自己在今后的学习生活上也有很大的帮助，给自己今后在一些事情上的选择上提供了借鉴。 机械创新设计心得（2）： 大三花了将近半年的时间去搞第三届大学生机械创新设计大赛的作品，本来比赛早就完成了，开学还将所有的比赛花费的发票递交了上去，最后学校还要我们写一篇比赛心得，今晚花了两个钟的时间写下了下来这篇比赛心得，真的有点长，转发到自己的博客上，见证下自己曾经的步伐。 转眼间，大三过去了，在大三的第一个学期的最后几天，我们的参赛作品——绿色环保自动吸尘黑板擦通过了答辩，最后得到了学校老师，领导的肯定，成为其中的一个立项项目，得到了学校的大力支持。 立项之后，我们就开始了作品的制作阶段。寒假期间，我们首先通过上网买回

机械创新设计小论文

１ 1.设计目标 设计题目：爬杆机械猫。 主要机械系统为曲柄连杆机构。因此保证机器人能顺利完成爬杆的功能，并在上升时完成伸头以及摆尾的动作。 2.设计特点和创新点 搜集同类设计通过比较可知，普通爬杆机器人是在直杆上爬行，原理图如下所示，而我本次设计的执行机构为弯杆，与同类爬行机器人相比，我本次设计的爬行机器人不但能在直杆上爬行，并能在弯杆上爬行，极大的提高了爬行机器人的应用场合。 3.运动原理与功能模块划分 我们此次做的课程设计名为爬杆机器人。该机器人模仿虫 蠕动的形式向上爬行，其爬行运用简单的曲柄滑块机构。其中 电机与曲柄固接，驱动装置运动。曲柄与连杆铰接，其另一端 分别铰接一自锁套（即上下两个自锁套），它们是实现上爬的 关键结构。当自锁套有向下运动的趋势时，由力的传递传到自 锁套，球、锥管与圆杆之间形成可靠的自锁，阻止构件向下运 动，而使其运动的方向始终向上（运动示意见右图）。 功能模块：爬杆功能、伸头功能、摆尾功能。 设计方案主要分为：曲柄滑块机构和气功驱动两种形式。 4.设计方案的分析、比较与评价 通常情况下，一部的机器需要通过电机带动一系列复杂的机构使其正常运转，这其中涉及到很多简单且基本的机械机构。当然，也可以直接通过电机带动整部机器的运转，这完全取决于机器所需完成的工作以及设计该机器时所面临的种种实际情况。针对该爬杆机器人，提出两套设计方案，分别是：由曲柄滑块机构带动和由气压元件直接驱动。 曲柄滑块机构工作原理如下： 圆杆连杆上自锁套曲柄 下自锁套

在平面连杆机构Array中，能绕定轴或定点作 整周回转的构件被称 为曲柄。而通过改变平 面四杆机构中构件的 形状和运动尺寸能将 其演化为不同的机构 形式，就曲柄滑块机构 而言，它是通过增加铰链四杆机构中摇杆的长度至无穷大而演变过来的。改机构实际上是由一曲柄一端铰接在机架上，另一端铰接一连杆，连杆的另一端联结一滑块，在曲柄为主动件运动时带动连杆，连杆又带动滑块，使其在平面某一范围内做直线往复运动（图1）。 其次是气动的原理：该运动原理与上述的曲柄滑块机构相比，在保留两滑块作为自锁装置的前提下，省略了联结两滑块的传动装置，转而用两个汽缸直接带动两个滑块的上下移动。这样的设计更直接也更简洁，至于两者到底哪个更合理呢？现在我们结合两者的利弊，着重分析一下各自的优缺点： 就采用汽缸驱动而言，它形式简单、结构简便，从机械设计角度而言讲究尽量采用基本机构，设计的机构要简单、可靠。而汽缸则融会了上述的优点，它由驱动机构直接带动两个自锁滑块，避免了两者间的连接机构，精简了构件之间的连接。此外，该机构具有环保等特点，它利用空气作为动力源，无污染、运动时无噪音，而且运行速度快，可以在短时间内使机器人爬到杆的顶端，它还能够随身携带气包作为动力源，可以做到无线操作。 就采用曲柄滑块结构而言，它属于平面连杆机构，具有结构简单、制造方便、运动副为低副，能承受较大载荷；但平衡困难，不易用于高速。我们设计的机构是由电机经减速直接驱动的，和利用气动原理相比它多了一套传动和连接机构，但该机构运用的原理简单，设计合理，而且它不仅能在自杆上爬行，更能在弯曲的管道外爬行，具体的示意图见下。 综上所述，选取“曲柄滑块机构”作为该爬杆机器人的最终运动方案。 ２

机械创新设计论文-落叶清理机的设计

潍坊学院 落叶清理机的创新设计 The Design of Defoliation Cleared Machine 姓名：李之建 学号： 11013120217 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师：王长春 完成日期: 2012—6—19

落叶清理机的设计研发 摘要：该落叶清理器主要用于对道路旁的落叶进行清扫，该机器操作维护方便， 便于工人使用，其结构需简单，可靠性好，清扫机构可调节。 该机器在整体方案上采用三轮传动形式，通过前轮的旋转来带动整个机构的运动。清扫功能实现形式确定为扫把运动方向与机器前进方向相同。扫把环绕工作轴成星形布置（放射状），工作轴与车轮所在轴平行。落叶收集方式确定为扫把成环状布置在一根轴上，环轴一圈扫把逐渐增长，通过轴旋转，扫把一点点地将落叶送上斜坡，由最长的那根扫把将落叶弹入垃圾箱。传动的方式采用的两轴间的带传动。改机器的设计适用于各种道路的落叶垃圾等的清理，有着很高的应用前景。 关键词：落叶收集清扫功能调节机构 1.设计背景 目前路面上的清洁车基本都是用吹吸式或冲水式来清除垃圾，只能在大路中间行驶，清洁范围有限。路边或小路上等无法用清洁车清扫的地方，只能依靠工人手工清扫垃圾，劳动量大且效率低。所以有必要开发一种小型清洁机器，以减少工人劳动量，同时提高效率。 2.产品规划 设计的是一种用于路面落叶（垃圾）清扫的机器。机器露天工作，工作环境为小路或主要街道旁的人行道。使用期限10年，清扫工具1-2两年更换一次。动力来源为人力、或小型机车牵引，在中等规模机械厂大批生产。 3.方案设计选择 该机器应具备以下特点： 1、结构简单。因是小型清洁机器，要求成本低，操作维护方便，便于工人使用，其结构需简单，可靠性好。目前国内虽然已有同类机器，但其结构偏复杂，成本高，无法推广使用。 2、清扫机构可调节，即清扫时该机构工作，不清扫时该机构不工作，以免做无用功。 在以上分析的基础上，对机器各部分方案进行设计。 1、整体方案的设计，即机器的整体结构形式（外观）的确定。有两种方案可供选择： （1）.机器为四轮车形式，由人推动或机车拖动。清扫的动力来源为前轮与地面的摩擦力。前轮旋转，带动前轮所在轴旋转，再带动工作轴旋转，扫把旋转，完成运动。

机械创新设计论文格式(标准版).doc

机械创新设计论文格式(标准版） 2020年4月

机械创新设计论文格式(标准版）本文关键词：标准版，创新，机械，设计，论文格式 机械创新设计论文格式(标准版）本文简介：论文既是探讨问题进行学术研究的一种手段，又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。下面是为大家整理了机械创新设计论文格式的先关知识，欢迎阅读。一、机械创新设计论文格式标准论文格式字体的第一页：论文题目（黑体、居中、三号字）（空一行）作者（宋体、小三）（空一行）[摘要]（ 机械创新设计论文格式(标准版）本文内容： 论文既是探讨问题进行学术研究的一种手段，又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。下面是为大家整理了机械创新设计论文格式的先关知识，欢迎阅读。 一、机械创新设计论文格式 标准论文格式字体的第一页： 论文题目（黑体、居中、三号字）

（空一行） 作者（宋体、小三） （空一行） [摘要]（四号黑体）空一格打印内容（四号宋体，200-300字）…… （空一行） [关键词]（四号黑体）关键词内容（小四号宋体、每两个关键词之间空两格） 标准论文字体格式的第二页： 目录（居中、四号黑体） （空一行） （空一行）

引言（小四号宋体）……页码（小四号宋体） 一、标题（小四号宋体）……页码（小四号宋体） 1.（小标题）（小四号宋体）……页码（小四号宋体） （1）（下级标题）（小四号宋体）……页码（小四号宋体） 二、（标题）（小四号宋体）……页码（小四号宋体） 1.（小标题）（小四号宋体）……页码（小四号宋体） （1）（下级标题）（小四号宋体）……页码（小四号宋体） （小四号宋体）……页码（小四号宋体） 附录（小四号宋体）……页码（小四号宋体）

机械创新设计论文

浅谈常规、现代和创新设计的关系及实例分析 【摘要】机械设计是机械工程的重要组成部分，设计水平的高低直接关系到产品的质量性能、研制周期和经济效益等。设计方法包括常规设计、现代设计、创新设计，他们之间有区别，也有共同性。只有了解了三种设计方法的特点，并相互配合运用，才能将机械设计出的产品性能达到最高。 【关键词】常规设计；现代设计；创新设计；实例应用 一、引言 机械作为人类文明中的一个不可或缺的元素，一直在人类发展中起着极大的推动作用，它从某种程度上把人类从繁重、繁琐的劳动中解放出来，是人们能有更多的时间来从事娱乐、科研等活动。机械工业的快速发展当然离不开机械设计，而设计必然与设计方法紧密结合在一起。人们在进行机械设计过程中发现机械设计其实存在一些共同的地方，而这些共同的地方就构成了机械设计方法。 我们知道，设计在现代生活中无处不在，它从很多方面都改变了我们的生活，而我们的理念也在帮助我们完善我们的设计方法，于是我们在设计一个件物品便比较不同的方法，力求找到最有效的设计方案。本文通过生活中一些具体的实例分析，阐述了三种设计给人们的生活带来了巨大便利。 二、机械设计的三种方法的特点 在知识经济发展的时代，创新是国民经济可持续发展的基石，对于一个和国家，一个民族而言，拥有持续的创新能力就意味着发展经济具有巨大的潜能。对于机械专业设计人员而言，应当看到全球制造业面临前所未有的挑战，缩短产品开发周期、提高产品质量、降低生产成本、增加产品的核心竞争力已成为制造业的共识。如何加强机械创新设计，挖掘创造性思维，显得尤为重要。 1.常规设计 常规设计也称为传统设计，分为初步设计，技术设计，施工设计三个步骤，常规设计是指以成熟技术结构为基础，运用常规方法来进行的产品设计，它在工

机械创新设计(设计实例论文)

机械创新设计 说明书 设计题目：洗瓶机推瓶机构 设计组号： 院系 专业： 指导教师：

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1，设计目的及意义 由于工业生产和社会生活的需要，大量的玻璃瓶、塑料瓶需要进行回收清洗后再利用，节省了大量制瓶洗所需要的费用同时也提高了工业生产的生产效率。然而就在此时也出现了回收后再清洗的问题。产品盛载是车间的最后一道关键工序，因此玻璃瓶的供应速度也就决定了总的生产效率的高低。从而产生了对洗瓶机设备的研究与改进工作。 随着啤酒市场不断地发展变化，酒瓶种类、标纸和粘接剂品种不断增加，特别是现在的头标铝箔纸的出现，给洗瓶设备和工艺提出了新的更高的要求在长期使用多种洗瓶机的过程中。为了适应现在啤酒回收瓶的洗涤要求，我们同该洗瓶机的制造厂家进行了广泛地讨论和研究，对洗瓶机适时地进行了一系列的技术改进。 洗瓶机器设备的出现并且运用到实际生产中，改变了人工刷洗的传统工艺，实现了自动化生产方式，达到了减少劳动力、节约费用、提高工作效率、增加企业经济效益之目的。并且得到了广大用户的支持和好评，而且使得化、制药、食品等行业的生产率产生了质的飞跃。 洗瓶机推瓶机构的原理方案分析： （1）功能分解：

（2） （3）求功能元解 洗瓶机推瓶机构形态学矩阵

2.设计题目 2.1推瓶机推瓶机构的改进设计 洗瓶机主要是由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。 待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋 转。当推头M 把瓶子推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外 面洗净。当前一个瓶子将洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已 送入导辊待推。如图1所示。 图1 洗瓶机工作示意图 2， 原理方案设计 3.1功能分析 为了完成设计任务需要三个阶段：①通过组合机构使推 头M 以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后

机械创新设计结课论文

《机械创新设计》 结课论文 课程名称《机械创新设计》 院（系、部、中心）机械工程学院 专业过程装备与控制工程 班级过程装备121 姓名 XXX 学号 201121221 题目便携式笔记本电脑桌的创新设计 起止日期 2015-5-27~2015-6-22 任课教师 XXX

便携式笔记本电脑桌的创新设计 作者：XXX （南京工程学院机械工程学院，南京211167） 摘要：当前的笔记本电脑桌普遍为平板四肢式，虽然用起来小巧方便，但是仅限于室内使用，便携性差。为解决这一问题，笔者引入“折叠”元素，结合手提箱的构造，对现有电脑桌进行改进，使之既能满足便携要求，又能作为电脑包使用。大大提高了笔记本电脑桌的实用性。 关键词：电脑桌改进；折叠；手提箱；电脑包 1引言 笔记本电脑桌，简单地讲就是可以在多个场合（床上，沙发上，腿上，桌子上，阳台上）放置笔记本电脑并使用的一种多功能小桌子。 笔记本电脑桌现在市面上主要以ABS塑胶、实木和多层板几种材质为主，目前多数的塑料外壳笔记本电脑都是采用ABS工程塑料做原料的。采用新ABS工程塑料好处有，做工精细、坚固耐用、抗拉抗压、不老化、永不褪色，重量仅仅为普通木质电脑桌重量的1/4，避免了家具的的笨重。实木的又以橡胶木为高档产品，配合家装颜色材质，但其缺点是处理不好容易变形；而多层板就解决了变形问题，但买要买品牌的，因为多层板多用含有甲醛的胶。 学生族使用的笔记本电脑桌以平板四肢式为主，它造型小巧，又很实用，而且价格不高，深受学生的喜爱，如图1所示。 图1 平板四肢式笔记本电脑桌 折叠元素很常见,并作为一个自然法则早已存在于自然界中。但是在设计领域,“折叠”一词,往往是指上升到哲学层面上的“折叠”概念。哲学家就是通过揭示隐藏的自然法则,对其进行高度地凝练和概括,才创造出哲学层面上的“折叠”概念的。哲学家创造了概念,把折叠带到了一个全新的高度,而设计师们则纷纷从他们那里汲取营养。其中德勒兹的折叠概念是其哲学体系中的核心之一,并最初引申于莱布尼兹的“单子论”。折叠在现代设计领域发挥着重要作用。 2 笔记本电脑桌造型与功能概况 笔记本电脑桌按功能来分主要有以下几类： 1、可折叠。折叠起来后大小只有14寸笔记本电脑大小，方便节省空间。 2、可升降。对于不同身材的人都可以舒适的使用，这已经成为现在笔记本电脑桌的一大特色。 3、散热性。笔记本电脑桌因为是于笔记本电脑接触最多的产品，故散热功能也变为主流。常见的散热主要是由散热孔来完成。当然也有的产品加装了散热风扇，通过从笔记本的usb接口取电，来达到散热的目的。 如图2.1、图2.2、图2.3所示。

机械创新设计心得(精选多篇)

机械创新设计心得(精选多篇) 有幸参加本次“博亚杯”机械创新设计大赛。不管是在准备过程中还是在比赛过程中，都学到了许多在平时的学习中所学不到和感受不到的东西。 参加比赛是对一个人各方面能力的全面锻炼。这是一个自我提升的过程。在这个过程中所得到的经验对以后的学习工作生活都很重要。总结自己团队的成败得失吸取成功团队的宝贵经验，个人觉得一个团队要取得成功以下几点非常重要： 首先需要一个优秀的领导者，在拥有必要的基本知识技能外还需要能够统筹全局，充分调动整个团队的积极性，发挥每个团队成员的长处，挖掘每个成员的潜能。这需要他能够准确把握宏观的方向也要注意很小的细节问题。 二，一个团结奋进的团队，不仅是个人能力有限，在思维的灵活、见识的广度、上个人都是无法和团队相比拟的。一个团结的团队会有不竭的动力，团员间互相鼓励保证了团队的旺盛的斗志。团员间相互交流相互理解使整个比赛过程更加协调。 三、明确的目标和坚定的信念以及不灭的斗志。坚持到最后就是胜利，说的容易但做起来却不是那么回事，很多时候在最需要坚持时，我们往往忘记了这句话。生活最怕没有目标，做一件事，参加一个比赛亦如此。没有一个明确而有

强烈的目标很难取得比赛的成功。 四、各方面的支持。来自自己的内心，来自学校，来自老师。 比赛表面上是一件件参赛作品的比较，实质是思维和思想的比拼。在比赛中能够使自己在思想认识上得到提高在思维习惯上得到改善则是最大的收获。创新，一个不曾间断过的话题，但怎么做到创新，怎么才能有一个创新型的思维却很少有人做到。 另外，在比赛过程中和其他学校学生的交流，让我认识到了自己看到了现状。从对比中看到了自己的情况，对自己在今后的学习生活上也有很大的帮助，给自己今后在一些事情上的选择上提供了借鉴。 机械创新设计心得： 大三花了将近半年的时间去搞第三届大学生机械创新设计大赛的作品，本来比赛早就完成了，开学还将所有的比赛花费的发票递交了上去，最后学校还要我们写一篇比赛心得，今晚花了两个钟的时间写下了下来这篇比赛心得，真的有点长，转发到自己的博客上，见证下自己曾经的步伐。 转眼间，大三过去了，在大三的第一个学期的最后几天，我们的参赛作品——绿色环保自动吸尘黑板擦通过了答辩，最后得到了学校老师，领导的肯定，成为其中的一个立项项目，得到了学校的大力支持。

机械创新设计论文

XXX大学机械创新设计课程论文题目：机械设计发展概况 专业 班级 学号 姓名 成绩 教师 ２０年月日

机械设计发展概况 XXX （XXXXX大学，XX 430XXX；） [摘要] ：随着科学技术的发展,机械产品功能要求的增加,特别是产品的复杂性增加,更新换代速度加快致使寿命期缩短,机械产品方案的设计要求越来越高。为此机械设计在工程设计中也越来越重要,得益于科技的进步和发展,如今的设计手段和方法不断更新,设计新技术不断涌现。文中论述了机械产品的常规设计、现代设计、创新设计三大设计方法以及机械设计技术的发展趋势与应用。 [关键词] 常规设计，现代设计，创新设计，设计方法 1 引言 机械是人类借以转换能量和减轻体力劳动提高生产率的主要工具，机械工业是国民年经济的支柱工业业之一，是社会生产力发展水平的重要标志，可以说机械的发展跟整个人类的文明和科技进步息息相关，为此我们很有必要熟悉机械的发展及机械设计方法的种类及应用。 2 机械发展的历史 中国五千年前已开始使用简单的纺织机械，晋朝时在连机椎和水碾中应用了凸轮原理，西汉时应用轮系传动原理制成了指南车和记里鼓车，东汉张衡发明的侯凤地动仪是世界上第一台地震仪。 十八世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次工业革命，人们开始设计制造各种各样 的机械，例如纺织机、火车、汽轮船等

19世纪到20世纪的第二次工业革命，随着内燃机的出现,促进了汽车、飞机等运输工具的出现和发展。 20世纪中后期以机电一体化技术为代表在机器人，航空航天，海洋舰船等领域开发出了众多高新机械产品，如火箭、航空母舰、深海探测器等 展望21世纪，智能机械、微型机构、仿生机械的蓬勃发展，将促进材料、信息、计算机技术、自动化等领域的交叉与融合，进一步丰富和发展了机械基础学科知识。

机械创新设计心得(精选多篇)

机械创新设计心得(精选多篇) 第一篇：机械创新设计心得有幸参加本次“博亚杯”机器创新计划大赛。不管是在准备过程中照旧在角逐历程中，都学到了许多在平时的学习中所学不到和感觉不到的工具。参加比赛是对一个人各方面本领的全面熬炼。这是一个自我提拔的历程。在这个过程中所得到的经验对以后的学习工作生存都很关键。总结自己团队的成败得失吸取乐成团队的名贵履历，个人觉得一个团队要取得成功以下几点非常重要：首先需要一个良好的领导者，在拥有必要的基本知识技能外还必要可以统筹全局，充分调动整个团队的积极性，发挥每个团队成员的优点，发掘每个成员的潜能。这需要他能够准确把握宏观的方向也要细致很小的细节题目。二，一个团结奋进的团队，不但是自己本领有限，在思维的灵活、见识的广度、上个人都是无法和团队相相比的。一个团结的团队会有不断的动力，团员间互相鼓励保证了团队的茂盛的斗志。团员间相互交流相互理解使整个角逐历程越发和谐。 三、明确的目标和坚定的信心以及不灭的斗志。对峙到末了便是胜利，说的容易但做起来却不是那么回事，很多时间在最必要对峙时，我们每每忘记了这句话。生存最怕没有目的，做一件事，到场一个角逐亦云云。没有一个明确而有强烈的目标很难取得角逐的乐成。 四、各方面的支持。来自本身的心田，来自学校，来自老师。比赛表面上是一件件参赛作品的比力，实质是头脑和头脑的比拼。在比赛中能够使自己在思想认识上得到提高在思维习

惯上得到改进则是最大的劳绩。创新，一个未曾中断过的话题，但怎么做到创新，怎么才能有一个创新型的头脑却很少有人做到。另外，在比赛过程中和其他学校学生的交换，让我认识到了本身看到了近况。从对比中看到了本身的环境，对自己在今后的学习生活上也有很大的救济，给自己今后在一些事情上的选择上提供了鉴戒。机械创新设计心得（2）：大三花了将近 半年的时间去搞 第三届大学生机械创新计划大赛的作品，原来角逐早就完成了，开学还将所有的比赛花费的发票递交了上去，最后学校还要我们写一篇角逐心得，今晚花了两个钟的时间写下了下来这篇角逐心得，真的有点长，转发到本身的博客上，见证下本身曾经的步调。转眼间，大三已往了，在大三的 第一个学期的末了几天，我们的参赛作品——绿色环保自动吸尘黑板擦通过了答辩，末了得到了学校老师，向导的肯定，成为此中的一个立项项目，得到了学校的大力支持。立项之后，我们就开始了作品的制作阶段。寒假期间，我们首先通过上网买回了一个现成的电动吸尘黑板擦举行研究，然后拆了里面的涡轮风扇用到我们的作品制作中。然后在寒假期间几次出到大德路去找我们制造作品必要的零件。大三的 第二个学期一开始，我们就开始专注于作品的制作。首先通过上彀以及老师，同砚的救济，找了许多地方，终于找到了合适我们制作作品所需要的零件——滚筒以及塑料小齿轮，这两样零件未几好找，最终我们是看到了玩具车上面的车轮跟内里的齿轮，因为从玩具车上面取下这种在市场上单件少的零件比力划算，不然我们又要费钱去订做，本钱就高了。买回滚筒以及小齿轮后，我们开始本身计划锥齿轮。在计划的时间，我们运用讲义学到的知识，计算并设计了我们必要的齿轮，不过

机械创新设计实验报告

《机械创新设计》实验报告 班级机械1006班 姓名 学号 指导教师张融 日10 月5 年2013． 多功能助 力器实验题目： 绩成名姓孙翔 批阅教师实验日期 批阅日期同组成员 ****************************************************************************** 实验目的一、 1、发挥学生创造性培养学生的学习兴趣和综合素质；、将涉及内容和设计方法邮寄的融合到一起，使学生进一步掌握教2材核心内容，培养学生创造能力和工程设计能力； 、突破原有课程体系和内容的束缚，加强学科之间的交叉融合；3 4、培养学生善于观察生活以及结合创新科学技术服务于生活的理念。

所选课题的功能原理与工作原理分析；二、功能原理：多功能老人（残疾人）方便助力器，属于老人（残疾人）生活用建议坐便器结合起来的一款行动座椅、具。它是将老人方便助力器、多功能老年人（残疾人）用品，旨在协助老年人（残疾人）行动及上例如座板采用碳纤维，厕所，不仅如此，本项目还从材质上进行改革，整个产品易如拆装，并且满足产品设计轻量化原则；功能上透气舒适，方便在不用时将其拆卸，且便于更换损坏零件。工作原理： 行动不便的问通过支撑架的无力支撑作用解决老年人（残疾人）使得老年人行进题，将碳纤维材质做成坐板并使之安装在支撑架上，途中疲劳时可以坐下休息并且满座轻量化原则解决助力器笨重而不 便携带的问题；通过对坐板的改造，可以节省材料减轻产品重量，并且可以增加多功能助力器的另一功能——坐便器，通过提升坐便高度，帮助老年人解决起蹲不变的问题。本课题设计的创新点；三、、本课题将助力器、行动座椅、坐便器等功能综合一起；1 、产品结构简单易于拆装；2 3、产品材料新颖，牢固舒适； 4、产品设计采用轻量化原则；本课题设计的应用和发展前景；四、世纪下半叶，人类社会经历了人类历史上最为迅速的人口老20人口老龄化是世界人口发展的普遍趋势，龄化进程，尤其是发达国家。1%2005年全国是科学与经济不断发展进步的标志。而在我国，早在万人，占总岁以上人口达到10055人口抽样最新数据显示，我国651490160%人口数的。2006年统计数据表明，中国岁以上的人口是万人。占全国人口65岁以上的人口是10419，万人，占人口总数的%。可见在我国，老年群

机械创新设计论文

机械创新设计论文 Modified by JEEP on December 26th, 2020.

机械创新设计论文 论文题目：单车折叠式防雨架设计 院（系）：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机械XXX班 学生姓名： XXXX 指导老师：陈向伟 2014年 11月 11 日 目录

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

机械创新设计论文

毕业设计（论文） 机械创新设计（论文）多功能小桌子 二零一六年五月 第1页

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)

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。

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 across 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 assembled 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.

机械创新设计论文5038908

落叶清理机的设计 1.设计背景 目前路面上的清洁车基本都是用吹吸式或冲水式来清除垃圾，只能在大路中间行驶，清洁范围有限。路边或小路上等无法用清洁车清扫的地方，只能依靠工人手工清扫垃圾，劳动量大且效率低。目前国内虽然已有同类机器，但其结构偏复杂，成本高，无法推广使用。目前道路清扫主要是靠人力扫把、铁锹、小车等完成，体力消耗大，效率低，危险性高。先进的汽车清扫车，造价高、费用大、维修困难等原因普遍使用有一定难度。为了解决人力清扫耗力大、效率低、危险性高及维修的问题；所以有必要开发一种小型清洁机器，以减少工人劳动量，同时提高效率。 2.产品规划 设计的是一种用于路面落叶（垃圾）清扫的机器。机器露天工作，工作环境为小路或主要街道旁的人行道。动力来源为人力、或小型机车牵引，可大批量生产。清扫装置是清扫机的核心部件，清扫装置性能的改进可以提高清扫机的工作的效率，减轻环卫工人的劳动强度，加速环卫死角的清理，提高保洁效率。针对目前环卫工作的情况设计了集清扫、收集转运为一体的清扫装置，该清扫装置工作可靠，操作简单，效果好；同时其造型简单美观，结构合理，适用性强。此机器

的工作效率高，适用于校园甬路、街道广场、较大的院落、狭窄的小巷，可供乡镇以上的城市全能使用，本机自代垃圾箱，在骑行时就将路面上的杂物卷进垃圾箱，方便快捷。 3.方案设计 该机器应具备以下特点： 1、结构简单。因是小型清洁机器，要求成本低，操作维护方便，便于工人使用，其结构需简单，可靠性好。 2、清扫机构可调节，即清扫时该机构工作，不清扫时该机构不工作，以免做无用功。在以上分析的基础上，对机器各部分方案进行设计。 1、整体方案的设计，即机器的整体结构形式（外观）的确定。机器为三轮车形式，由人力驱动。清扫的动力来源为人蹬脚踏板的力。人蹬脚踏板，带动后轮运动，再将后轮运动传递给工作轴，扫把旋转，完成运动。 优点：动力来源稳定，可直接在现有三轮车基础上进行改装，成本低。因是骑行，效率较手推车高。 缺点：结构尺寸相对较大。虽然结构尺寸较大，但相对来说，其稳定性好，效率高。同时选定动力源为人力。 2、清扫功能实现形式的确定 因是小型清洁机器，考虑到动力及成本，选择清扫功能实现形式为：通过扫把与地面的相对运动，将落叶（垃圾）扫起。主要运动为旋转运动。则扫把运动方向与机器前进方向相同。扫把环绕工作轴成星形布置（放射状），工作轴与车轮所在轴平行。扫把与地面相对运动，

机械创新设计结课论文(DOC)

《机械创新设计》 结课论文 《机械创新设计》（系、部、中心）机械工程学院 过程装备与控制工程 过程装备121 XXX 学号201121221 便携式笔记本电脑桌的创新设计 止日期2015-5-27 ?2015-6-22任课教师XXX

便携式笔记本电脑桌的创新设计 作者：XXX （南京工程学院机械工程学院，南京211167） 摘要：当前的笔记本电脑桌普遍为平板四肢式，虽然用起来小巧方便，但是仅限于室内使用，便携性差。为解决这一问题，笔者引入“折叠”元素，结合手提箱的构造，对现有电脑桌进行改进，使之既能满足便携要求，又能作为电脑包使用。大大提高了笔记本电脑桌的实用性。 关键词：电脑桌改进；折叠；手提箱；电脑包 1引言 笔记本电脑桌，简单地讲就是可以在多个场合（床上，沙发上，腿上，桌子上，阳台上）放置笔记本电脑并使用的一种多功能小桌子。 笔记本电脑桌现在市面上主要以ABS塑胶、实木和多层板几种材质为主，目前多数的塑料外壳笔记 本电脑都是采用ABS工程塑料做原料的。采用新ABS工程塑料好处有，做工精细、坚固耐用、抗拉抗压、不老化、永不褪色，重量仅仅为普通木质电脑桌重量的1/4，避免了家具的的笨重。实木的又以橡胶木为 高档产品，配合家装颜色材质，但其缺点是处理不好容易变形；而多层板就解决了变形问题，但买要买品牌的，因为多层板 多用含有甲醛的胶。 学生族使用的笔记本电脑桌以平板四肢式为主，它造型小巧，又很实用，而且价格不高，深受学生的喜爱，如图1所示。 图1平板四肢式笔记本电脑桌 折叠元素很常见，并作为一个自然法则早已存在于自然界中。但是在设计领域，“折叠”一词，往往是 指上升到哲学层面上的“折叠”概念。哲学家就是通过揭示隐藏的自然法则，对其进行高度地凝练和概括, 才创造出哲学层面上的“折叠”概念的。哲学家创造了概念，把折叠带到了一个全新的高度，而设计师们则 纷纷从他们那里汲取营养。其中德勒兹的折叠概念是其哲学体系中的核心之一，并最初引申于莱布尼兹的 “单子论”。折叠在现代设计领域发挥着重要作用。 2笔记本电脑桌造型与功能概况 笔记本电脑桌按功能来分主要有以下几类： 1、可折叠。折叠起来后大小只有14寸笔记本电脑大小，方便节省空间。 2、可升降。对于不同身材的人都可以舒适的使用，这已经成为现在笔记本电脑桌的一大特色。 3、散热性。笔记本电脑桌因为是于笔记本电脑接触最多的产品，故散热功能也变为主流。常见的散 热主要是由散热孔来完成。当然也有的产品加装了散热风扇，通过从笔记本的usb接口取电，来达到散热的目的。 如图2.1、图22、图2.3所示。