机械创新作业 (13)
机械创新设计课程作业
沉浮式捕鱼装置
捕鱼是一项繁重的工作，尤其是传统的捕鱼方式，撒网，拉网费时费力。
随着社会的发展，大范围作业以及节省人力的需要，智慧的劳动人民发明了一种可沉浮式的渔网。
大大节省了人力，创造出很好的经济效益。
下面简单介绍一下这种渔网的工作原理：这种渔具由渔网和操作管组成。
在渔网的周围加上一圈类似救生圈的质量很轻的充气管，同时固定上三个左右（平均）的充气装置，待把鱼赶入到渔网范围内时进行充气，在浮力作用下鱼儿就被这张网拉出了水面。
再借助操作管的作用把鱼网的范围慢慢缩小，然后抓鱼就很方便了。
渔网原理图。
机械创新设计作业
机械创新设计作业一般来说设计分逆向设计和正向设计逆向工程其实就是在现有的产品上进行抄数，扫描，修改细节，或者叫做提升工艺吧，然后制图，加工生产，大概过程就是从有到改进的一个设计过程，类似于众泰这样的企业走的就是逆向工程。
那么正向设计的意思就很明了了，就是一个产品从无到有的设计过程，这就是创新，把思路变成图纸，加工出产品。
机械系统设计是从系统的观点出发，对机械系统进行的设计。
机械系统设计思想从根本上改变了传统的设计思想，从而有利于机械系统设计的创新性、多样性和综合性的体现。
它包括以下几个方面：1、创新性设计机械系统创新性设计是把实现总功能和功能分解作为设计的出发点，由于功能的抽象化和功能分解的多样化，将会大大有利于机械系统的创新性设计。
将机械系统所要实现的功能抽象化，可以开阔设计者的思路，采用多种工作原理实现机械系统的功能，有利于机械系统的创新。
功能分解和功能结构的多样性，可使实现机械系统总功能的方案多种多样，设计者可以从中寻找适合某些要求的综合最优的方案。
2、全面性设计机械系统全面性设计是考虑产品生命周期全过程各个阶段的要求。
如满足市场的显需求或隐需求；寻求设计方案的综合最优化；实现产品制造的经济性和先进性；满足用户要求和有利于维护；考虑回收利用等问题。
机械系统设计中考虑的问题全面，可大大提高设计水平和产品质量。
全面性设计使所设计的产品更具市场竞争力，满足人类可持续发展的需要。
3、系统性设计机械系统系统性设计是强调各要素的整体性。
各要素的要求离不开整体的需要，系统性设计使机械系统的设计更具有整体优良性能。
一个系统中各要素的作用是通过总体来体现的，有了总体的概念，才能处理好各要素的设计。
机械系统设计的系统性还表现在人—机—环境的广义机械系统的考虑上，使机械系统更加有利于发挥人—机的整体效率，使机械系统的效能得到充分发挥。
人—机系统把人看做属于其中的一个组成部分，同时按人的特性和能力来设计系统。
环境可作为人—机系统的干扰因素来理解，系统设计就是为了排除环境的不利影响。
机械创新大赛作品
机械创新大赛作品1 助立椅参赛学校：华南理工大学参赛者：毕经元、龙志健、万明远，指导教师：张铁、李杞仪作品内容简介本作品是一张方便老年人或者腿脚不便的人站立的椅子。
主要是通过使用者上肢的运动来带动一面的动作，从而可以调整人的坐姿与重心，来减少下肢的运动来实现站立姿势。
本机构主要用到了平面连杆以及其它一些机械结构来实现椅面的调整，来带动使用者的行动。
并且如果使用者需要的话，在坐下来的时候也可以起到减少其下肢运动的作用。
主要创新点我们主要是考虑到老年人或者其他腿脚不方便的人群，在站起来的时候总是很费力；而且往往在坐下来的过程中也是一屁股就坐了下去。
为了改变这样的状况，我们将人站立过程中的手脚并用，该为手起到主要作用，方便特殊人群。
推广应用价值我们的社会对老年人的关爱渐见凸现，在这样的背景下，对老年人日常行动的关爱也就更为重要了。
而且对于特殊群体，比如下肢受伤，残疾等等的人群，我们的设计也可以助他们一臂之力。
方便了使用者日常行动，而且也减轻了子女或者看管人的看护负担。
这样的话，他们坐下就不愁再站起来了。
2 自动搀扶助步车参赛学校：青岛大学参赛者：王新刚、曹志强、郑虎阶、徐晟、孙海峰，指导教师：师忠秀、庞严英作品内容简介本产品主要应用于腿部残疾、腿部骨折处于恢复期的病人。
主要运用了自动检测和电器控制的原理；巧妙地将助步车和动力装置结合起来，实现了动力助步；并添加了单片机系统、光电检测装置以及继电器，可以自动检测病人的行动意图，并且实现了车随人动。
该车充分考虑了不同使用者的需要，设置了多种不同的工作模式；另外，本车增添了多处人性化设计及安全保护措施，结构简单、操作方便、产品的可靠性高；创新地利用支撑板代替双拐，这样可以减轻病人长时间拄拐带来的劳累；由于该车操作的方便性以及车身对人体的搀扶作用，病人可以独立使用，从而大大减轻家人及护士的负担。
基本技术指标：1、整车指标：速度0~0.5m/s连续可调；电机：DC12V、46rpm、P=15W。
机械设计创新设计题目
创新设计题目伸缩式螺旋千斤顶是随着汽车大众化而出现的新式起重器，它具有结构新颖、体积小、重量轻、操作方便、省力等特点。
试按下述参数要求进行设计：承载10000N，全升程252mm（十）、窗玻璃擦洗装置设计一窗玻璃擦洗装置，工作人员只需站在室内操作，要求操作方便、安全、原理新颖、成本较低、适合家庭及办公楼房使用。
（十一）、多功能台虎钳设计一种新型台虎钳，要求其能够满足空间不同角度的定位需求。
（十二）、手动式汽车轮胎充气装置试设计一种手动式汽车轮胎充气装置，该装置能够在没有电力驱动的情况下，完全靠手动完成对汽车轮胎的充气过程。
要求体积小、重量轻、操作方便、成本较低、造型美观。
（十三）、手动金属钻孔工具设计一手动金属钻空装置，完全依靠手动的力量实现金属钻孔过程。
要求操作方便、省力、结构合理、体积小、外型美观。
（十四）、新型联轴器设计设计一新型联轴器，要求冲击小、缓冲能力好、适用的速度范围较广、结构简单、加工方便、有创新性。
（十五）、太空仓宇航员体重测量装置设计一台能够在太空失重状态下测量宇航员体重的装置，并考虑如何在地面重力作用下进行该设备的性能测量。
（十七）、硬币分拣装置设计一硬币分拣装置，该装置能将不同面值的硬币分拣并打包。
要求体积小、外形美观、操作方便，最好具有显示功能。
（十八）、电杆爬升装置设计一新型电杆爬升装置，用于帮助电力工人攀爬电杆，要求该机构具有结构简单、重量轻、操作方便、使用可靠、攀爬速度较快等优点。
（十九）、光滑壁面爬升清洗装置设计一种可以爬升光滑壁面（比如：玻璃墙面）并进行清洗的装置，要求体积小、重量轻、能遥控（或电控）自动换向、安全、可靠、操作方便。
（二十）、可折叠变升程梯设计一种可以折叠的新型梯子，要求具有变升程功能，最大高度可达6米，载重量可达200公斤，要求使用方便、可以实现完全折叠、强度可靠、攀爬方便、重量限定在人力可及的范围。
（二十一）、水果削皮器设计一种新型的水果削皮器，要求原理新颖、结构简单、外形美观、操作方便、效率高、具有市场竞争优势。
机械创新演练题
机械创新演练题引言机械创新是指通过技术创新，改进机械设备的性能和功能，提高生产效率和产品质量的过程。
在机械工程领域，创新是不可或缺的。
本文将介绍一些机械创新的演练题，以激发工程师的创新思维和解决问题的能力。
演练题一：提高机械传动效率提高机械传动效率是机械工程师一直在追求的目标。
请思考以下问题：如何提高传动效率？有哪些常见的传动效率损失因素？如何解决这些问题？解答：传动效率可以通过减小摩擦损失和惯性损失来提高。
以下是一些常见的传动效率损失因素：1.摩擦损失：传动系统中的轴承和齿轮等零部件之间会产生一定的摩擦力，导致传动效率下降。
减小摩擦损失的方法包括使用高精度的轴承和齿轮、采用润滑剂减少摩擦等。
2.惯性损失：由于传动链条的质量和惯性，传动系统在启动和停止时会出现一定的能量损失。
减小惯性损失的方法包括优化传动链条的结构和材料、减小质量和惯性等。
为了解决这些问题，可以采用以下措施：1.优化设计：通过优化传动结构和材料，减小传动和摩擦的接触面积和阻力，提高传动效率。
2.润滑改进：使用高性能的润滑剂，减小摩擦力和摩擦损失。
3.传动系统配平：对传动系统进行配平，减小质量和惯性，降低惯性损失。
4.使用先进的传动技术：如采用无触点传动、磁悬浮传动等，可以减小摩擦和惯性损失，提高传动效率。
演练题二：减振设计在机械系统中，振动是一种常见的问题，会影响机械设备的正常运行和使用寿命。
请思考以下问题：如何进行减振设计？有哪些常见的减振方法？解答：减振设计主要通过以下几种方法实现：1.结构优化：通过改变结构参数、调整传动路径等方式，改善结构的自然频率和模态特性，减小共振现象，从而达到减振的效果。
2.材料选择：采用具有良好的阻尼性能的材料，如橡胶、聚丙烯等，可以吸收和分散能量，减小振动的传递。
3.减振装置：通过安装减振装置，如减振器、减振橡胶等，可以吸收和分散振动能量，降低振动的幅度和频率。
4.控制系统：使用控制系统对振动进行监测和控制，通过控制输入和输出信号，减小振动的幅度和频率。
机械设计创新设计题目
创新设计题目伸缩式螺旋千斤顶是随着汽车大众化而出现的新式起重器，它具有结构新颖、体积小、重量轻、操作方便、省力等特点。
试按下述参数要求进行设计：承载10000N，全升程252mm（十）、窗玻璃擦洗装置设计一窗玻璃擦洗装置，工作人员只需站在室内操作，要求操作方便、安全、原理新颖、成本较低、适合家庭及办公楼房使用。
（十一）、多功能台虎钳设计一种新型台虎钳，要求其能够满足空间不同角度的定位需求。
（十二）、手动式汽车轮胎充气装置试设计一种手动式汽车轮胎充气装置，该装置能够在没有电力驱动的情况下，完全靠手动完成对汽车轮胎的充气过程。
要求体积小、重量轻、操作方便、成本较低、造型美观。
（十三）、手动金属钻孔工具设计一手动金属钻空装置，完全依靠手动的力量实现金属钻孔过程。
要求操作方便、省力、结构合理、体积小、外型美观。
（十四）、新型联轴器设计设计一新型联轴器，要求冲击小、缓冲能力好、适用的速度范围较广、结构简单、加工方便、有创新性。
（十五）、太空仓宇航员体重测量装置设计一台能够在太空失重状态下测量宇航员体重的装置，并考虑如何在地面重力作用下进行该设备的性能测量。
（十七）、硬币分拣装置设计一硬币分拣装置，该装置能将不同面值的硬币分拣并打包。
要求体积小、外形美观、操作方便，最好具有显示功能。
（十八）、电杆爬升装置设计一新型电杆爬升装置，用于帮助电力工人攀爬电杆，要求该机构具有结构简单、重量轻、操作方便、使用可靠、攀爬速度较快等优点。
（十九）、光滑壁面爬升清洗装置设计一种可以爬升光滑壁面（比如：玻璃墙面）并进行清洗的装置，要求体积小、重量轻、能遥控（或电控）自动换向、安全、可靠、操作方便。
（二十）、可折叠变升程梯设计一种可以折叠的新型梯子，要求具有变升程功能，最大高度可达6米，载重量可达200公斤，要求使用方便、可以实现完全折叠、强度可靠、攀爬方便、重量限定在人力可及的范围。
（二十一）、水果削皮器设计一种新型的水果削皮器，要求原理新颖、结构简单、外形美观、操作方便、效率高、具有市场竞争优势。
机械创新设计作业
机械创新设计作业：
何三丹
1441102047
制冷与空调
对比创造原理的区别：
《1》综合，是在分析的基础上进行的，它的基本特点就是探求研究对象的各个部分、方面、因素和层次之间相互联系的方式，即结构的机理与功能，由此而形成一种新的整体性的认识。
综合创造原理：综合创造是指运用法则去寻求创造的一种行之有效的方法；
《2》分离创造原理：把随机控制系统的控制器分解成状态估计和确定性反馈控制两部分分别进行设计的一种原理。
应用这个原理时，先根据随机观测数据估计系统的状态，再把估计值看作为真实状态，按照确定性系统设计最优控制规律。
这是对随机最优控制系统设计技术的一种简化。
《3》移植创新原理：把随机控制系统的控制器分解成状态估计和确定性反馈控制两部分分别进行设计的一种原理。
应用这个原理时，先根据随机观测数据估计系统的状态，再把估计值看作为真实状态，按照确定性系统设计最优控制规律。
这是对随机最优控制系统设计技术的一种简化。
《4》还原创造原理：把随机控制系统的控制器分解成状态估计和确定性反馈控制两部分分别进行设计的一种原理。
应用这个原理时，。
机械创新设计作业
可能组合的方案数Ｎ为
Ｎ＝６×２×２×３＝７２
经过功能分析法我们求得了多个系统解，但这些原理方案并不一定满足最初的设计背景和产品分析结论，需要岁这些系统解进行评价。
2.7建立评价目标进行方案评价
工程设计要解决的是复杂、多解的问题。获得尽可能多的方案，然后通过评价从中选择最佳方案，在发散-收敛的过程中创新，这是合理设计的重要思路。在设计各阶段确定工作原理方案、机构方案、结构方案的过程中，都要进行搜索和筛选，通过逐段评价才能得到价值优化的合理方案。评价不仅要对方案进行科学分析和评定，还应针对方案在科技、经济方面的弱点加以改进和完善。广义的评价实质上是产品开发的优化过程。
1.3课题的指导思想
护栏清洗机以护栏为导轨，采用履带侧边驱动前进，结合平行四边形机构实现越障;两对清洗刷刷和水循环系统有效地保证良好的清洗效果。
1.4所要解决主要问题
（1）建议机构制作问题
（2）自动导向装置问题
（3）实现无人干预、自动行走设计
2 原理方案设计
2.1 功能设计法的简介
方案设计阶段针对产品的主要功能提出原理性的构思，搜索解决问题的物理效应和工作原理，并利用机构运动简图、液路图、电路图等表达构思内容。
机械创新作业
创
新
技
术
实
验
报
告
班级：姓名：学号:
视觉游乐项目
一.实验要求
设计一个游戏项目，让一个画有景物的屏幕，由静止逐渐开始左右晃动，晃动的角度由小变大，并越来越大，最后屏幕旋转起来，转动数周后，屏幕逐渐趋于静止，要求晃动的速度可以控制。
二.设计方案
1.曲柄滑块机构可以最简单的实现有转动变成水平移动，但是
速度越来越快，通常是改变原动机的转速，但在同情况下，
改变平动的行程，即增加原动件长度也可以加快运动速度，
考虑到高速转动的电机轴采取齿轮齿条形式改变其原动件的
长度。
2.齿形通过受力分析在左侧时，齿轮向力大体方向向下，使左
侧齿轮型角大于右侧，使齿轮做逆时针转动，同理在左侧时，
一条齿条可以达到同样的效果，即左右两侧都可以完成运动
要求。
3.当原动件达到一定长度后，原动件和连杆的长度之和达到一
定值之后，齿轮转动副处的连接机构会将机架与转动杆件连
接成刚性杆件，随原动件一起转动，关闭电机开关后，靠惯
性慢慢停下来。
三．机构简图：
四．设计零件：
五.总结：根据题目的要求，由摆动到旋转，最后逐渐旋转起来，基本满足题目要求。
十个简单机械小发明
十个简单机械小发明一、自制简易投石机1. 材料准备：找一些木棒，最好是粗细比较均匀的，像筷子那种细长形状的就很合适；还有一些橡皮筋，废旧的自行车内胎剪成条也能用；再准备一个小勺子或者小盒子当盛放“弹药”的地方。
2. 制作过程：先把木棒搭成一个三角形的框架，这就像投石机的架子啦。
然后把橡皮筋固定在框架的两边，再把小勺子或者小盒子绑在橡皮筋中间。
拉着小勺子往后，把小石子或者小纸团放在勺子里，一松手，就能把东西投射出去啦。
这就利用了橡皮筋的弹性势能转化为小物体的动能这个简单机械原理哦。
二、简易滑轮组提物装置1. 材料：需要几个小滑轮，可以从旧的窗帘轨道上拆下来，还有一根结实的绳子，像粗棉绳就不错，再找个小盒子或者小桶当重物容器。
2. 制作：把滑轮固定在一个架子上，可以用木板钉成一个简单的架子哦。
然后把绳子绕过滑轮，一端系在小盒子或者小桶上，另一端自己拿着。
当你拉动绳子的时候，就会发现轻松很多，因为滑轮组可以省力呀。
三、自制简易杠杆开瓶器1. 材料：找一块比较硬的长条形木板，还有一颗小钉子。
2. 制作：把小钉子钉在木板的一端，稍微留出一点头。
当你要开啤酒瓶或者汽水瓶的时候，把钉子头卡在瓶盖下面，木板的另一端放在桌子边缘之类的地方当支点，然后轻轻下压木板，利用杠杆原理就能轻松打开瓶盖啦。
四、简易风力小车1. 材料：几个空的易拉罐，一根长竹签，几张硬纸，还有一个小风扇的叶片（可以从旧的小电扇上拆下来），一根橡皮筋。
2. 制作：把易拉罐并排粘在一起当车身。
把硬纸剪成圆形做车轮，中间用竹签穿过当车轴。
然后把小风扇叶片装在一个轴上，用橡皮筋连接这个轴和车轴。
当有风吹向小风扇叶片的时候，叶片转动，通过橡皮筋带动车轴转动，小车就可以跑起来啦，这就是简单的风力转化为机械能哦。
五、自制跷跷板天平1. 材料：一根长木条，一个中间有孔的圆形物体当支点，比如大的螺丝母，还有两个小盘子，可以用小塑料盒代替。
2. 制作：把长木条放在圆形物体上，然后把两个小盘子分别系在木条的两端。
机械创新设计大作业 机械创新设计答案
机械创新设计大作业机械创新设计答案机械创新设计大作业一、设计题说明：1、可以查阅参考资料借鉴已有的设计和思路，但需要加入自己的设计思考、改进、改造等；2、设计题要求：A、给出设计对象的功能描述，尽量清晰、明确、全面；B、给出简单的设计方案和设计思路；C、给出设计图或示意图；D、总结设计的创新部分内容、创新方法或创新技法。
3、写出设计报告，设计报告要求有封面、页码、内容，封面包括题目名称、姓名、学号、班级等，内容要将以上设计过程通过文字和图的形式表达出来。
3、共6道题，设计任务是每人设计2个创新题目，其中一题必须从中选取，另外一题可以自己选定一个创新题目或者在下面再选一题作为创新题目。
二、设计题目 1、设计目前阶梯教室使用的多功能课桌，要求具有的功能是：1）用于考试时能够防止前后左右相互偷看；2）用于上课时能够舒适，便于放置书本、文具等。
2、设计新型横动竖刷式压刷的结构设计，要求具有的功能是：按照常规刷牙方法横向来回运动，压刷在牙齿上的运动是上下竖刷，符合对牙齿最好的清理效果 3、医院陪护折叠床的设计，要求具有的功能是：1）可以折叠，折叠后可以作为凳子使用或者放置病床底下；2）摊开后可作为陪护人员晚上休息之用。
4、动车、公共汽车车身擦洗装置，要求具有的功能是：1）目前动车、公共汽车的车身都是采用人工手擦清洗的方式进行清洁，效率低，高处擦洗不方便，设计一套装置使人站在地面可进行机械擦洗，提高效率，降低劳动条件；2）擦洗时能够将水引到擦洗部位，可以控制水流的大小和关停。
5、斜井防跑车装置设计 1）设计背景：在煤矿井下存在大量的倾斜巷道，在倾斜巷道上经常采用矿车运输煤炭，矿车的牵引是靠在巷道上部的绞车牵引，矿车在斜井的轨道上运动，经常发生由于钢丝绳断裂造成人员伤亡。
矿车有1、2、3吨几种。
2）设计任务：设计一种装置使得在机头牵引钢丝绳断裂的情况下实现矿车的制动的装置。
6、熔体纤维混合装置 1）设计背景：热塑性聚合物基复合材料是当前的热点，其主要过程是将塑料熔融并将玻璃纤维等纤维加入使其混合均匀后，通过成型制成复合材料制品，但如何将熔融的塑料熔体和纤维混合是困难所在。
机械创新设计作业-中北大学
机械创新设计学生姓名： 班 级： 学 号： 学 院： 专 业：2015年 06 月 郐红艺 Y140201 机械与动力工程学院 机械工程S1402105基于FESA/TRIZ的机械创新设计摘要机械产品的设计一直注重于市场需求和产品功能的开发，随着科学和技术的发展，环境因素变得越来越重要。
提出一种基于功能-环境-结构分析( FESA)与TRIZ 的机械产品创新设计方法，通过分析机械产品结构之间的功能要素以及功能要素与环境要素的相互作用关系，确定机械产品中存在的问题。
建立根原因模型图，寻找结构设计上的不足和缺陷，利用TRIZ 创新理论来实现机械产品的改进创新。
通过污水处理系统的创新设计实例验证了该方法的可行性。
关键词: 功能-环境-结构分析( FESA)；发明问题解决理论(TRIZ)；环境要素；根原因分析第 1 页共2 页Product Innovative Design Method Based on FESA/TRIZAbstractMechanical product design always focuses on the development of market demand and product features, along with the development of science and technology, environmental factors become increasingly important. An innovative design method of mechanical products based on the function-environment-structural analysis ( FESA) and Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch (TRIZ) was presented in the paper，through the analysis of functional elements and interaction between environmental factors and mechanical product structures to determine the problem of mechanical products, the model of root cause was established，looking for structural design defects，using TRIZ innovation theory to achieve improvement and innovation of mechanical products. The innovative design example of waste water treatment system demonstrates the feasibility of this method．Key words: Function-Environmental-Structural Analysis( FESA); Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch ( TRIZ) ; environmental factors; root cause analysis第 2 页共3 页随着市场激烈的竞争，越来越多的企业注重于以市场为导向的产品开发，因而一些以顾客需求为主导的机械产品创新设计方法被提出: 例如天津大学的Zhang Fuying[1]提出基于AHP /QFD/TＲIZ 的产品创新设计; 西南大学的谢建民[2]提出集T ＲIZ 与DMAIC 创新方法的研究。
机械创新设计课程作业样本
《机械创新设计》课程作业题目：落叶清理机院（部）：机电工程学院 _____________ 专业：机械工程及自动化班级： ________________________姓名：___________________________ 学号： ____________________________ 指引教师： _________________________ 完毕日期：任务规定阐述随着当代工业迅速发展，露天焚烧落叶严重影响大气环境质量，导致大气污染，对交通安全导致威胁，形成新安全隐患。
另一方面国内经济迅速发展，人民生活水平逐渐提高高效率生活已成为人们生活分主导咱们已进入电气时代，更换既有落叶清扫方式，死在必行。
该落叶清理器重要用于对道路旁落叶进行清扫，该机器操作维护以便，便于工人使用，其构造需简朴，可靠性好，清扫机构可调节。
当前路面上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，清洁范畴有限。
路边或小路上等无法用清洁车清扫地方，只能依托工人手工清扫垃圾，劳动量大且效率低。
因此有必要开发一种小型清洁机器，以减少工人劳动量，同步提高效率。
功能分析落叶清扫机涉及吸气机主体、收纳袋和内置集成有操控单元手柄，其中吸气机主体涉及吸气风机、朝向地面吸气口，以及与收纳袋相对接排风口，其特性在于: 在所述吹吸机迈进方向上吸气口前端一体化固接一种对地吹风口，与所述吸气机主体所设出风口通过软质风管相对接，且所述吹风口内设有一用于调节吹风角度电机，所述电机驱动信号端电气连接到位于手柄操控单元内。
本实用新型技术方案应用实行后在进行户外清扫时，通过吹风口吹出气流将轻度固化落叶松化、吹起，从而为吸气口清除落叶提供了便利功能元分为动力系统，清扫功能系统，落叶收集系统方案设计该机器应具备如下特点：1、构造简朴。
因是小型清洁机器，规定成本低，操作维护以便，便于工人使用，其构造需简朴，可靠性好。
、前国内虽然已有同类机器，但其构造偏复杂, 成本高，无法推广使用。
机械创新设计作业
机械创新设计作业
机械创新设计作业要求
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。
补充：
（1）拟定设计任务书（设计原由，设计内容，设计对象说明）；
（2）功能原理与工作原理分析；
（3）机构方案评价；
（4）三种方案的机构（结构）构型（要求绘制机构运动简图或示意图；）；
（5）确定最佳方案并阐述所选方案功能及工作原理；
（6）结构设计（另附图纸）(包括所承担工作所起的作用；3D建模的零件名称，数量，将相应的图剪贴在实验报告中；完成工作所遇到的问题及解决方法)；
（7）本项设计的创新点；
（8）本项设计的应用和发展前景；
（9）完成此次《机械创新设计方法》结课报告的收获和体会。
机械创新设计大作业
《机械创新设计》大作业2012. 09—2012.11一、设计题1．设计题说明：（1）可查阅参考资料借鉴已有的设计和思路，但是需要加入自己的设计思考和改进、改造等，完全照抄照搬的设计将不被认可。
（2）设计题要求：a. 给出设计对象的功能描述，尽量清晰、明确、全面；b. 给出简单的设计方案和设计思路；c ．给出机构设计图或者示意图，二维CAD 或三维实体图。
（3）共4道题，第1题为（多功能病床）必做题，后面3题是三选二。
2．设计题目（共4题，第1题必做，后面3题是三选二）（1）设计多功能、便于病人使用的病床。
病床的功能及结构等自行拟定和设计。
（2）自动窗帘机电一体化系统设计具体要求：a. 基本要求：根据室外光线明暗程度，窗帘可以自动打开和关闭。
(能区分室内光线与室外光线)b. 更高要求（非必须要求）可控性更好，例如可以遥控维护性更好，易拆装、易修理、结构简单合理c. 高附加值功能（非必须要求）d. 设计自动窗帘的机电系统方案说明（文字+简单的机构图示）（3）创意折叠桌子结构设计要求：简要的功能和结构描述+二维CAD 图或者三维实体图（4）新型横动竖刷式牙刷结构设计要求：简要的功能和结构描述+二维CAD 图或者三维实体图二、根据TRIZ 理论中技术进化法则，设想和规划如下产品的发展趋势或技术路线：（1）轴承 （2）手机 （3）儿童滑板车 （4）牙刷-刷牙工具 （5）除草设备例：键盘的发展路线三、创意设计题。
从生活中的实际需求，或者某些不方便的经历中，提炼出至少三个新创意、新点子、新想法，并给予一定说明（包括创意根源、思路、方案描述、示意图或设计图、实施方案等，尽可能详尽）。
刚性键盘液晶触摸屏 柔性键盘 折叠键盘 虚拟激光键盘。
机械创新设计作品
机械创新设计作品
尽管有许多优秀的机械创新设计，比如“绿色挑战”系列机器人、自
主式操控和自动变速箱，但其中一种新的机械创新设计似乎更具前瞻性和
可操作性：自动回转门（Automatic Rotating Doors）。
它既能够提供无
需操控的高效通过控制，又能够满足使用者的各种体验需求。
该设计将由两横向结构分为两个部分，一个是入口处的自动回转门，
另一个是出口处的自动回转门。
它可以以实时的方式实现无缝连接，并且
在运行过程中不会出现卡顿现象。
当使用者进入时，回转门会自动打开；
当使用者离开时，回转门会自动关闭，从而实现高效的进出控制。
此外，自动回转门可以根据使用者的不同要求而实现多种个性化体验。
比如，它可以设置自动门的开启和关闭速度，以此满足不同使用者的感官
需求；还可以设置识别范围，以便过滤非法使用者；同时它还可以根据季
节或时间进行调整，以应对不同的气候状况。
最后，自动回转门也可以实现低碳环保，通过只有被感应到的地方才
会开启/关闭节省电力。
此外，因为它能够更好地把室内空气保持封闭，
也可以降低冷暖公司的负担。
总体而言，自动回转门是一种非常有前瞻性、实用性和可操作性的机
械创新设计。
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《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）机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级流体（卓越）111 姓名刘海瑞学号201110617 题目机械部件创新设计起止日期 2014-3-25~2014-5-6 任课教师王育荣机械部件创新设计作者：刘海瑞（南京工程学院机械工程系，南京，211167）摘要：传统机械零部件的设计和应用中，存在腐蚀、磨损、疲劳断裂、表面剥落、拆后重装失准、加工费时、废料过多、不够人性化等一系列问题，但在运用了新材料、新的热处理和化学处理工艺及新的表面处理技术之后，腐蚀、磨损、表面剥落等问题能够在一定程度上获得解决，但疲劳断裂、拆后重装失准、加工废时和废料过多等问题解决得还远远不够。
因此我们需要开动脑筋，运用创新思维进行大胆创新，从而提高机械零部件的各项性能指标。
关键词：机械零部件创新思维创新方向创新方法一、机械零部件的设计现状机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。
传统机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用限定的条件计算或类比等方法进行设计。
这样过早确定方案的设计既不充分，也不强调创新，不免会带来一些问题。
例如腐蚀、磨损、疲劳断裂、表面剥落、拆后重装失准、加工费时、废料过多、不够人性化等就是传统机械零部件设计制造和应用中出现的问题。
这一方面是由于当时缺乏先进工艺和先进设备，另一方面也由于设计人员创新水平还不够高。
当代的机械零部件设计和应用中，由于运用了新材料、新的热处理和化学处理工艺及新的表面处理技术，腐蚀、磨损、表面剥落等问题在一定程度上获得了解决，但疲劳断裂、拆后重装失准、加工废时和废料过多等问题解决得还远远不够。
为了解决机械零部件设计和应用中仍然存在的问题，我们需要开动脑筋，进行大胆创新。
二、机械零部件的创新思维机械零部件设计的本质是创造和革新，即在设计过程中要融合设计者自身的创新思维，同时结合当下最新的科技研究成果，在科学的理论指导下，设计出符合要求的产品。
现就常见的创新思维展开论述。
1. 类比思维设计零部件类比思维就是基于某一个相同点，将外观、性质、用途不完全相同甚至完全不同的事物进行比较分析，从而找出能够达到目的的最佳方案。
如飞机与鸟类、飞机与蜻蜓，由鸟的飞行运动制成了飞机（机翼与鸟翅的类比），飞机高速飞行时机翼产生强烈振动，有人根据蜻蜓羽翅的减振结构设计了飞机的减振装置。
天津一个学生根据小狗爬楼的运动方式创作了狗爬式上楼车等都是类比的结果（其关键之处在于小车前轮与狗的腿在上楼时动作的类比）。
又比如机械手爪，就是与人的手类比而创造出来的。
有人测试出蚊子翅膀振动的频率最高可达600Hz，对蚊子翅膀的结构与相关零部件进行类比究，或许能帮人类有效解决零部件疲劳损坏的问题。
2. 发散思维创造新方案发散思维又称辐射思维或求异思维等。
它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。
例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。
又如根据夹紧的方式有弹力式、螺栓式、压力式等，人类发明出弹簧夹，活动扳手，气压夹具。
发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。
3. 逆向思维开拓新捷径逆向思维也叫求异思维，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。
比如在设计发电机时，你为转子达不到所要求的转速而苦恼时，是不是可以运用逆向思维，让定子也转呢，我国发明家苏卫星正是运用了这一逆向思维发明了“两向旋转发电机”定子也转动，发电效率比普通发电机提高了四倍。
苏卫星说，我来个逆向思维，让定子也“旋转起来”。
这是他得以发明的思维基础，也是他对创造发明思想的一大贡献。
三、机械零部件的创新设计方向3.1、创新方向（1）、性能更好，缺陷更少对于零部件在使用过程中表现出来的缺陷，应用创新思维，采取针对性的改进措施来克服，从而提高其性能，是机械零部件创新的方向之一。
这样做，一来能够提升整机的使用性能，二来也能提高机器运行中的安全性。
比如汽车的刹车制动装置，现有的汽车在刹车时通常是刹车片从里向外扩张从而抵住轮毂以达到制动目的，这经常导致制动效果不够理想，对此，我们是否可以试着设计从内和外双向同时压紧制动的刹车模式呢？（2）、维护方便，更宜人很多机械零部件在使用和维护过程中经常会出现拆后重装失准的问题，导致零部件更换过于频繁，造成了不必要的浪费；设计不够人性化也是常遇到的问题。
分析发现，前者大多出现在过盈配合以及硬度差别较大的场合，后者大多出现在需要经常与人体接触的零部件上。
对于前者，我想我们有必要尝试着以间隙配合并辅以其他联结方式（比如螺栓联结等）来代替一些过盈配合，对需要可能拆卸的零件配对时尽量使其接触表面硬度接近；对于后者，我们的机械设计人员应当多从宜人的角度，来对某些零部件作一些必要的改进，比如将直接与人手接触的零部件表面的粗糙度降低一些。
（3）、制造更简单，更高效，成本更低加工废时和废料过多也是当代机械零部件制造过程中经常存在的问题，要解决这个问题我们必须进行创新设计。
首先，要想缩短时间，我们可以试着缩短加工工艺路线。
要节约材料减少废料，我们就要在材料切割时进行合理的布局，在同一块材料上大小零件搭配布置，并且尽量将有相似边的用料布局在一起。
这样一来，制造更简单，更高效，成本也降低了。
3.2、创新设计主要内容机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。
机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。
机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。
此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。
这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。
（1）、严格计算机械零部件的失效形式机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。
为了保证零部件能正常工作，在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应措施，其中包括理论计算，计算所依据的条件称为计算准则，常用的计算准则有：一是强度准则。
强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。
强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。
二是刚度准则。
刚度是指零部件在载荷的作用下，抵抗弹性变形的能力。
刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。
三是振动稳定性准则。
对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振。
振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。
四是耐热性准则。
机械零部件在高温工作条件下，由于过度受热，会引起润滑油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题，使零部件失效或机械精度降低。
因此，为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用水冷或气冷等降温措施。
五是耐磨性准则。
耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。
当零部件过度磨损后，将改变其结构形状和尺寸，削弱其强度，降低机械精度和效率，以致零部件失效报废。
因此，机械设计时应采取措施，力求提高零部件的耐磨性。
（2）、正确选择机械零部件的表面粗糙度表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。
机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。
在机械零部件设计工作中，应用普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。
应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。
最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。
在通常情况下，机械零部件尺寸公差要求越小，机械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。
四、机械零部件的创新方法要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。
计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。
CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。
目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下基于专家系统的智能CAD；CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（CAD/CAM）；动态三维造型技术；基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；分布式网络CAD系统。
五、总结和展望如果我们在今后的机械零部件设计领域，能够抛弃旧的思维和过时的旧方法，很好地运用类比、发散和逆向等创新思维，加上计算机辅助、多学科结合等现代创新方法，针对拆后重装失准、加工费时、废料过多、不够人性化等问题进行改进和创新，我相信机械零部件设计领域将会迎来新的美好明天。
参考文献[1]杨家军．机械创新设计技术．北京：科学出版社，2008．[2]许尚贤．机械零部件现代设计方法．北京：高等教育出版社，1996．[3]张美麟，张有忱，张莉彦．机械创新设计．北京：化学工业出版社，2010。