机构创新设计与实践大纲
机构创新设计实验报告
机构创新设计实验报告
一、实验目的
本次实验的目的是通过对机构创新设计的研究和实践，提高学生对创新设计的认识和理解，培养学生的创新思维和创新能力，并通过实际操作的方式锻炼学生的设计能力和动手能力。
二、实验内容
本次实验的主要内容是设计一种可以自动清洁窗户的机器人。实验要求学生根据给定的条件和要求，进行设计、制作和调试。机器人需要能够自动感知窗户的污渍程度，并进行相应的清洁工作，同时需要保证机器人的安全和稳定性。
三、实验过程
1.需求分析：
在实验开始之前，我们首先进行了对需求的分析。通过调研和讨论，我们确定了机器人需要具备以下功能：自动感知窗户的污渍程度、自动调整清洁工作的强度、确保清洁过程的安全性、保证机器人的稳定性。
2.设计方案：
基于需求分析的结果，我们开始制定设计方案。我们决定采用图像识别技术，通过摄像头感知窗户的污渍程度，并根据实时数据调整清洁工作的强度。为了保证清洁过程的安全性，我们设计了多个安全措施，如机器人与窗户连接杆之间的自动断开装置和机器人控制系统的智能保护功能。为了提高机器人的稳定性，我们采用了良好的结构设计和平衡措施。
3.制作与调试：
在设计方案确定之后，我们开始进行机器人的制作和调试工作。我们首先购买了所需的材料和元件，并组装成机器人的整体结构。然后进行软硬件的集成和连接，编写控制程序和算法。最后，我们进行了多次测试和调试，不断优化和改进机器人的工作效果和稳定性。
四、实验结果与分析
经过多次调试和优化，我们最终成功地制作出了一台可以自动清洁窗户的机器人。机器人能够自动感知窗户的污渍程度，并根据实时数据调整清洁工作的强度。机器人的清洁效果和稳定性都达到了预期的要求。五、实验总结与心得
机构创新设计与实践大纲
机构创新设计与实践大纲
一、实验目的
1. 通过实际机构的应用设计和搭接加深对不同机构运动特性的理解；
2. 通过对典型机构的组装，掌握活动连接、固定连接的结构和特点；了解实际机构与机构简图的不同处，避免设计时出现运动的干涉。
3. 通过现场操作，培养实际动手和现场应变能力。
4. 通过实验的多方案设计培养发散思维和创新设计能力。
二、实验设备
ZSB-C 机构创新设计方案试验台。
三、实验原理
根据理论课所学有关机构组成方面的知识，利用实验台提供的各类零部件实现较简单机构的搭接。
1．杆组的概念
由于平面机构具有确定运动的条件是“机构的原动件数目与机构的自由度数目相等”，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成，将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。
根据杆组的定义组成平面机构杆组的条件是；
F=3N －2P 5－P 4＝0
其中构件数N 、高副数P 5、、低副数P 4都必须是整数。由此可以获得各种类型的杆组。
N=1，P 5=1，P 4=1时即可获得单件高副杆组，常见的有如下几种：
当P 4=0时，称之为低副杆，即
F=3N －2P 5=0
因此满足上式的构件数和运功副数的组合为：N=2，4，6……，P 5=3，6，9….
最简单的杆组为N=2，P=3，称为II 级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同，II 级组共有如下五种形式。
＝6的杆组形式很多，机构创新模型已有下图所示的几种常见的III级杆组： N＝4，P
5
2.机构的组成原理：
根据如上所述，可将机构的组成原理概述为：任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成。这是本实验的基本原理。
机构运动方案创新设计实验指导书
机构运动⽅案创新设计实验指导书
机构运动⽅案创新设计实验指导书
⼀、实验⽬的
1．培养学⽣机构型综合的设计能⼒、创新能⼒和实践动⼿能⼒；
2．培养学⽣综合应⽤所学知识对机构的结构和运动性能加以评价的分析能⼒。
⼆、实验原理
任何机构都是将基本组依次连接到机架和原动件上⽽构成的。
三、实验内容
1.多功能移动式残病⼈浴缸翻转机构（见动画）
⑴上⾝部缸体翻转机构
要求上⾝部缸体从⽔平位置向上翻转⾄70度，即翻转⾓为0-70度.
可采⽤的机构：
①摆动导杆机构，导杆与上⾝部缸体固装在－起，带动缸体翻转。由直线电机带动主
动杆摆动。
②双摇杆机构，上⾝部缸体作为从动摇杆，在主动摇杆驱动下作0-70度摆动. 主动
杆由直线电机带动摆动。
③其它机构
⑵腿部缸体翻转机构
要求腿部缸体从垂直位置向上翻转⾄⽔平位置，利⽤死点保持腿部缸体在⽔平位置, 借助凸轮机构破坏死点，使腿部缸体在重⼒作⽤下复位。
可采⽤机构：
①双摇杆机构，腿部缸体作为主动摇杆；
②其它机构
2. ⽜头创床机构（见动画）
要求刨⼑（安装在滑枕上）作直线往复运动。
可采⽤的机构：
①转动导杆机构和曲柄滑块机构组合,由电机驱动主动件转动。
②摆动导杆机构和滑块机构组合,由电机驱动主动件转动。
③其它机构
3．翻转机（见动画）
要求翻转模板装在连杆上，模板翻转180度。
①四杆机构，电机驱动。
②其它机构
4．飞机起落架
要求起落架上轮⼦从⽔平位置向下翻转⾄垂直位置，利⽤死点使起落架轮⼦保持在垂直位置。
可采⽤的机构：
①四杆机构，电机驱动。
②其它机构
5．插床机构
要求插⼑作垂直上下往复直线运动，向下时（⼯作⾏程）较慢，向上运动（空程）时速度较快。
机构运动方案创新设计实验报告
机构运动方案创新设计实验报告
机构运动方案创新设计实验报告
一、引言
机构运动方案的创新设计是现代工程领域中的重要研究方向之一。本实验旨在通过对机构运动方案的创新设计，探索新的运动机构，提高工程设计的效率和可靠性。
二、实验目的
1. 研究机构运动方案的创新设计方法；
2. 分析现有机构运动方案的优缺点；
3. 提出并验证新的机构运动方案。
三、实验方法
1. 文献调研：对机构运动方案的创新设计方法进行综述；
2. 仿真模拟：利用计算机软件模拟不同机构运动方案的运动特性；
3. 实物制作：根据仿真模拟结果，制作实际的机构运动方案；
4. 实验测试：对实际制作的机构运动方案进行测试和评估。
四、实验步骤
1. 文献调研：通过查阅相关文献，了解机构运动方案的创新设计方法；
2. 仿真模拟：利用SolidWorks等软件，对现有机构运动方案进行建模和仿真；
3. 仿真结果分析：对不同机构运动方案的仿真结果进行比较和分析，找出其优缺点；
4. 创新设计：基于仿真结果和文献调研，提出新的机构运动方案；
5. 实物制作：根据新的机构运动方案，制作实际的机构样品；
6. 实验测试：对实际制作的机构样品进行运动测试和评估；
7. 结果分析：对实验测试结果进行分析和总结。
五、实验结果
通过仿真模拟和实验测试，我们得到了以下实验结果：
1. 现有机构运动方案存在的问题：某些机构运动方案在运动过程中存在较大的摩擦力和能量损失；
2. 创新设计的机构运动方案：我们提出了一种新的机构运动方案，能够减小摩擦力和能量损失；
3. 实验测试结果：新的机构运动方案在实验测试中表现出更好的性能，具有更高的效率和可靠性。
机构运动方案创新设计的实验报告
机构运动方案创新设计的实验报告
一、概述
机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比拟复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，屡次改良后才能得到最正确的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比拟直观、方便的搭接、验证、调试、改良、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵〞的状况。
二、实验目的
掌握机构创新模型的使用方法及实验原理。
〔1〕训练学生的工程实践动手能力，培养学生创新意识及综合设计的能力。
〔2〕加深对平面机构的组成原理及其运动特性的理解和感性认识。
三、实验原理
任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的根本原理。
杆组的概念、正确拆分杆组及拼装杆组。
1．杆组的概念
由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。将从动件系统拆成假设干个不可再分的自由度为零的运动链，称为根本杆组，简称杆组。
根据杆组的定义，组成平面机构杆级的条件是：F=3n—2P L-P H=0。其中构件数n，高副数P L和低副数P H都必须是整数。由此可以获得各种类型的杆组。
最简单的杆组为n=2，P L=3，称为II级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同，II 级杆组共有五种形式如图2-22所示。
III级杆组形式较多，其中n=4，P L=6，图2-23所示为机构创新模型已有的几种常见的III级杆组。
机构运动创新设计方案实验
实验九机构运动创新设计方案实验
一、实验目的
1、加深学生对平面机构的组成原理、结构组成的认识，了解平面机构组成及运动特点。
2、培养学生的机构综合设计能力，创新能力和实践动手能力。
二、实验设备及工具
1、ZBS-C机构运动创新设计方案实验台（参看“ZBS-C机构运动创新设计方案实验台组件清单”）
1）齿轮：模数2，压力角20°，齿数为28、35、42、56，中心距组合为：63、70、77、84、91、98；
2）凸轮：基圆半径20㎜，升回型，从动件行程为30㎜；
3）齿条：模数2，压力角20°，单根齿条全长为400㎜；
4）槽轮：4槽槽轮；
5）拨盘：可形成两销拨盘或单销拨盘；
6）主动轴：轴端带有一平键，有圆头和扁头两种结构型式（可构成回转或移动副）；
7）从动轴：轴端无平键，有圆头和扁头两种结构型式（可构成回转副或移动副）；
8）移动副：轴端带扁头结构形式（可构成移动副）；
9）转动副轴（或滑块）：用于两构件形成转动副或移动副；
10）复合铰链Ⅰ（或滑块）：用于三构件形成复合转动副或形成转动副+移动副；
11）复合铰链Ⅱ：用于四构件形成复合转动副；
12）主动滑块插件：插入主动滑块座孔中，使主动运动为往复直线运动；
13）主动滑块座：装入直线电机齿条轴上形成往复直线运动；
14）活动铰链座Ⅰ：用于在滑块导向杆(或连杆)以及连杆的任意位置形成转动-移动副；
15）活动铰链座Ⅱ：用于在滑块导向杆(或连杆)以及连杆的任意位置形成转动副或移动副；
16）滑块导向杆（或连杆）；
17）连杆Ⅰ：有六种长度不等的连杆；
18）连杆Ⅱ：可形成三个回转副的连杆；
机构创新设计实验报告
机构创新设计实验报告
机构创新设计实验报告
一、引言
机构创新是指在传统机构的基础上，通过引入新的理念、方法和技术，对现有机构进行改革和创新，以提高效率、适应新的需求和挑战。本实验报告旨在探讨机构创新设计的重要性以及实施机构创新的方法和策略。
二、机构创新的重要性
1. 提高效率：随着社会的发展和变革，传统机构可能面临效率低下的问题。通过机构创新，可以优化流程、提高工作效率，从而更好地满足人们的需求。
2. 适应变化：社会和市场环境不断变化，机构需要及时调整和适应新的需求和挑战。机构创新可以帮助机构更好地适应变化，保持竞争力。
3. 创造价值：机构创新可以带来新的产品、服务和商业模式，从而创造新的价值。通过不断创新，机构可以在市场中脱颖而出，实现可持续发展。
三、机构创新的方法和策略
1. 借鉴他人经验：了解其他机构的创新实践和成功经验，可以为自己的机构创新提供参考和借鉴。可以通过研究案例、参观实地等方式获取他人经验。
2. 创造良好的创新环境：提供创新的空间和氛围，鼓励员工提出新的想法和建议。可以通过设立创新团队、组织创新活动等方式营造创新氛围。
3. 引入新技术和工具：利用新技术和工具，可以改变传统机构的工作方式和流程，提高效率和质量。例如，引入人工智能、大数据分析等技术，可以帮助机构更好地理解用户需求。
4. 鼓励试错和学习：机构创新是一个不断试错和学习的过程。鼓励员工尝试新
的想法和方法，并从失败中吸取教训，不断改进和完善。
四、机构创新的挑战和解决方案
1. 文化和习惯：传统机构可能存在保守和守旧的文化和习惯，不愿意改变和创新。解决这一挑战的关键是改变机构的文化和价值观，鼓励员工接受新的思维方式和方法。
机构创新设计实验报告
机构创新设计实验报告
机构创新设计实验报告
一、引言
机构创新设计是指以创新的思维和方法，对机构的组织结构、流程和制度进行
重新设计和优化，以提高机构的效率和适应性。本实验旨在探索机构创新设计
的方法和效果，并对其在实践中的应用进行评估和总结。
二、实验设计
1. 实验目标
本次实验的主要目标是通过对一个虚拟机构进行创新设计，评估创新设计对机
构效率和适应性的影响，并总结创新设计的方法和经验。
2. 实验步骤
（1）确定机构的现状和问题：首先对虚拟机构进行全面的调研和分析，确定机构的现状和存在的问题，如组织结构不合理、流程繁琐、制度僵化等。
（2）制定创新设计方案：根据机构的问题和目标，制定创新设计方案，包括组织结构调整、流程优化和制度创新等。
（3）实施创新设计方案：根据制定的方案，对机构进行创新设计，并逐步实施。（4）评估创新设计效果：通过对创新设计方案的实施效果进行评估，包括机构效率的提升、适应性的增强等。
（5）总结创新设计经验：总结创新设计的方法和经验，为后续的机构创新设计提供参考。
三、实验结果与分析
1. 机构创新设计的效果
通过实验的实施和评估，我们发现机构创新设计对机构的效率和适应性有着显
著的影响。创新设计方案的实施使机构的组织结构更加合理，流程更加简化，
制度更加灵活，从而提高了机构的工作效率和响应速度。
2. 创新设计的方法和经验
（1）充分了解机构的现状和问题：在进行创新设计之前，需要对机构的现状和问题进行全面的了解和分析，只有准确把握机构的问题，才能制定出切实可行
的创新设计方案。
（2）注重组织结构的优化：机构的组织结构是决定其运行效率和适应性的关键因素之一。在创新设计中，需要注重组织结构的优化，包括职能划分、层级关
西北农林科技大学机械与电子工程学院机构创新设计与搭接实验报告
机构创新设计与搭接实验姓名： *** 班级： ****** 同组其他成员： ************
一、实验目的：
1、机构创新设计与搭接实验是综合性实验，在掌握机构组成原理、基本
机构的类型、结构、设计知识的基础上，以机构创意设计实验台作为操作平台，进行机构创新设计实验；
2、培养学生运用创新思维方法，遵循机械设计的基本法则，对机构运动
系统方案进行设计与研究。以期通过实验使学生创新意识、综合设计能力得到加强，实验技能得到提高。
二、实验任务：
1、根据所设计的机构创新方案、画出机构的运动示意图；
２、在机构创新设计实验台上完成所设计机构方案的搭接、运行，满足机构设计要求。
三、实验原理：
机构类型创意设计是借鉴现有机构的运动链类型，进行类型创新和变异得到新的机构类型，满足新的设计要求。机构类型创意设计的过程中，设计者可以推导出所有与原始机构具有相同功能的新机构。在机构的创意设计中，常用的两种方法是机构的组合和变异。
1.机构的组合
机构的组合是指将几个基本机构按一定的方式组合成一个复杂的机构。这种复杂的结构一般分为两种:一种是几种基本机构融合成性能更趋完善、运动形式更加多样化的新机构，成为组合机构，另一种是将几种机构组合在一起使用，各基本结构仍保持各自的特性，但需要各机构的运动做协调配合，称为机构的组合。
基于机构组合的创新可以分为以下三种形式:
1).串联组合:它是指若干个单自由度的基本结构顺序串联，每个前置机构的
输出作为后置机构的输入而形成的系统。
2).并联组合:它是指若干个基本结构并联布置机构中，若干个Ⅰ级子机构共
实验四-机构创新组合设计实验
实验四机构创新组合设计实验
一、实验目的
1、加深学生对平面机构的组成原理认识,进一步了解机构组成及运动特性。
２、训练学生的工程实践动手能力。培养学生创新意识及综合设计的能力。
二、实验设备及工具
1、JKZB-Ⅱ机构创新组合设计实验台。附件：齿轮、齿条、槽轮、凸轮、转动轴、连杆、各种连接组合零部件等。
2、装拆工具：十字起子、活动扳手、内六角扳手、钢板尺、卷尺等。
3、学生自备草稿纸、笔、绘图工具等。
三、实验要求
1、每2~3人一组,每一组实验前拟一份机构运动设计方案,实验后提交新设计方案.
2、完成实验后各组将机械零部件“物还原位”,老师验收后方可离去.
３、每人完成一份实验报告。
四、实验原理和方法
根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成,故可通过选定的机构类型，拼装该机构并进行分析。
五、实验内容
1、自行到实验室熟悉本实验中的实验装置，各种零部件、装拆工具的功能；了解机构的拼接方法,拟订自已的机构运动方案的拼接步骤。
2、自拟或课本提供的机构运动方案做为拼接对象。
3．拼接机构，将各基本杆组按运动传递规律顺序拼接到原动件和机架上。
４.绘制运动简图,分析所拼接的平面机构。
5．根据平面机构的组成原理,利用常用的零部件拼接调整，设计一种具有新型的带发明创造性的组合机构。每一组提交一份机构创新设计方案。
6．最后把组合机构安装在实验平台上，进行测试分析、运动分析、实验结果分析、拟定这次实验的步骤,并写出实验报告。
六、实验方法与步骤
1.学生使用“机构创新组合设计实验台”提供的各种零件。按照自己的运动方案简图，先在桌面上进行机构的初步试验组装，这一步的目的是杆件分层。一方面为了使各个杆件在互相平行的平面内运动,一一方面为了避免各个杆件,各个运动副之间发生运动干涉。
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机构创新设计与实践大纲
一、实验目的
1.通过实际机构的应用设计和搭接加深对不同机构运动特性的理解；
2.通过对典型机构的组装，掌握活动连接、固定连接的结构和特点；了解实际机构与
机构简图的不同处，避免设计时出现运动的干涉。
3.通过现场操作，培养实际动手和现场应变能力。
4.通过实验的多方案设计培养发散思维和创新设计能力。
二、实验设备
ZSB-C机构创新设计方案试验台。
三、实验原理
根据理论课所学有关机构组成方面的知识，利用实验台提供的各类零部件实现较简单机构的搭接。
1．杆组的概念
由于平面机构具有确定运动的条件是“机构的原动件数目与机构的自由度数目相等”，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成，将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。
根据杆组的定义组成平面机构杆组的条件是；
F=3N－2P5－P4＝0
其中构件数N、高副数P5、、低副数P4都必须是整数。由此可以获得各种类型的杆组。 N=1，P5=1，P4=1时即可获得单件高副杆组，常见的有如下几种：
当P4=0时，称之为低副杆，即
F=3N－2P5=0
因此满足上式的构件数和运功副数的组合为：N=2，4，6……，P5=3，6，9….
最简单的杆组为N=2，P=3，称为II级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同，II 级组共有如下五种形式。
N＝4，P5＝6的杆组形式很多，机构创新模型已有下图所示的几种常见的III级杆组：
2.机构的组成原理：
根据如上所述，可将机构的组成原理概述为：任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成。这是本实验的基本原理。
四、实验内容
在了解实验设备提供的机械构件后，本实验台由不同种类的机械构件（连杆类、轴类、齿轮、棘轮、不完全齿轮、凸轮、皮带轮、链轮、齿条等）组成，学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，根据个人对理论课上所学的各种机构的认识自己动手进行机构搭接、安装调试和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。以下为实验题目（具体内容要求根据选题发放，这里省略）
1.高位自卸汽车
2.增力头
3载重汽车的起重后板
4钢筋切断机
5起道机
6自动钻床送进机构
7装载机
8铁路散货自翻车
9.听课折椅
10．双人沙发床
11．粉料压片机的分析和改进
12.“没有链轮、链条的自行车？”
13.自行车制动机构分析与创新
14.三速齿轮机构的搭接
15.液压驱动式杠杆-棘轮机构
16.锻压机机构
17.间歇运动机构
18.圆轨迹复制机构
19.自选机构（为鼓励创新，如选用用说明书中的机构，要降低评分等级）
五、实验步骤
1．在充分阅读理解所选题目的基础上进行原理的多方案设计；
2．观看实验器材，对照实验指导书附录了解所有器材及实验工具，确定一、二个方案。
3．机构搭接
1)选择所需零部件，针对搭接方案合理布置机架横梁位置及其上固定套；
2)根据实际情况实施零部件搭接，注意记录和分析搭接过程中出现的问题和解决方法；
3)手动运转观察实际效果，待指导教师确认安全后接上电机运转并观察效果；
4)完成现场搭接，将各零部件归位，待指导教师确认后方可离开。
4．撰写实验报告，答辩
六、实验要求
1．为了提高搭接效率，要求一定要课前预习实验。
2．实验中注意各个组员之间的分工合作，不可完全由一人完成，每一个组员都要积极投入到讨论和实验当中来，这样才能真正得到提高。所拼装的机构不少于本组组员数，各组员分别完成不同拼装机构报告。
3．不再使用的工具和零件要及时放回原处，不可随意堆放，以免造成分拣困难甚至丢失。
4．实验完毕，经过指导教师检查后，自行拆除搭接机构，同时将所有零件物归原处，如有丢失照价赔偿。
七、实验报告要求
1.实验目的（个人通过此次试验所要达到的目的）
2.实验原理（个人方案设计原理）
3.备选方案分析和最终选型方案的分析及选择该方案的理由
4.绘制实际拼装的机构的机构运动简图，并在图中标注实际测的的机构运动学尺寸；
5.画出实际拼装机构的杆组拆分简图，并简要说明杆组拆分理由
6.问题及建议
八、思考题
1.搭接过程中应注意哪些问题？
2.在机构设计中如何考虑机构替代问题？
3.连杆机构的特点是什么？凸轮机构的特点是什么？
4.在实际设计中公差配合的意义？
5.机构原理功能是通过什么实现的？机构简图与实际机构的区别是什么？
九、注意事项
1．未经他人允许，请勿拆除他人正在搭接的机构以免造成不必要的争端。
2．正式接通电机或传感器电源前，要在指导教师的监督下，手动检验一下你所搭接的机构是否运行良好，有没有干涉的地方，传感器导线是否连接合适，经过指导教师同意后方可加电。
十、考核方法
课程设计完成后通过简单的答辩的形式进行考核，考核等级分为优、良、中、及格和不及格五等。
十一、主要参考书目
1.审申永胜编，《机械原理》，清华出版社，2005年，第2版
2.自查相关资料