机械机构与创新设计实例

机构创新设计 两用窗

作品背景：现实生活中常见的窗户有： 1. 推拉窗:

优点：不占用室内外空间、随意控制开启面积、操作轻便。特别适用在窗台。

缺点：①最大开启度只能达到整个窗户面积的1／2； ②在风雨天，窗户只能关闭而无法换气； ③清洗比较困难，要擦到玻璃朝外的一面很困难； ④密封性差、湿气、灰尘容易进入。窗框下滑轨来回滑动，上有较大的空间，下有滑轮间的空隙，形成较大的热损失。 2.外平开窗

定义：利用合页或铰链，使窗扇向外旋转打开。 优点：结构简单、密封性好，不占用室内空间。可使室内有较大的通风量。

缺点：占用室外空间。风大时，易发生窗扇坠落的事故。使用在写字楼、酒店等高层建筑时显得不是很美观。 3.外开上悬窗

优点：能够防风防尘，在下雨天，又能防止雨水进入室内，同时保持室内良好的通过条件。

缺点：开启度小，通风能力差。外开的窗扇阻挡了人的视线。

以上就是生活常见的三种窗。为了增强三种窗的优点,弥补其缺点,将三种窗的机构进行组合,就有推拉-外平开窗、推拉-外开上悬窗

、外平-外开上悬窗。

随着城市化道路的不断发展，为了满足高层和中高层的建筑的需要。推拉窗和外开上悬窗也逐渐成为主流，而外平开窗，由于其受风力影响而发生

《机械创新设计》课程设计报告

题目： 公交车车门结构创新设计 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 六班 学号： 1153010613 姓名： 高 冬

机电工程学院 2014年 11 月 6 日

《机械原理》课程设计报告

目 录

第一章、工作原理 ............................................ 错误！未定义书签。 第二章、设计方案 ............................................ 错误！未定义书签。 第三章、机构的运动分析 ................................ 错误！未定义书签。 第四章、设计感言..............................................................................2 第五章、参考文献..............................................................................2

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TRIZ关于解决采煤机截割部方案设计

班级：机设122 学号：201120224 姓名：邵李飞

应用TRIZ工具及原理提出创新问题：

在漫长的地球进化过程中，地球母亲为我们积累了丰富的矿产资源，煤炭就是其中的重要一种。我国煤炭资源丰富，是煤炭开采大国也是煤炭消耗大国，但是在我国煤炭开采技术并不成熟。例如在煤炭资源井工式机械化开采的工作面比较狭小，环境恶劣。在一定采高下，为了提高煤炭的生采率，操作工人希望滚筒式采煤机的截割功率越大越好，但是由于地质条件或技术条件的限制，又不能过度增大采煤机的高度，以安装更大功率的截割电机；而同时管理部门又希望开采能耗越低越好。

应用TRIZ理论定义该技术的理想解如下：

从提高理想解法则出发，应提高煤炭生产率的同时，降低采煤能耗、粉尘和截割刀具的耗损。从煤炭截割理论考虑，粉尘量往往与采落煤炭的块度负相关，即煤块度越大，粉尘量相对越小，这就要求尽可能提高煤的块度。但是煤块度增大，必须增大刀具的截割深度，这又受到截割刀具的强度、工作机构结构等限制。因此，开采下来的煤块不能太大又不能太小，体现出物理矛盾的存在。

当利用分离原理很难处理这一矛盾的情况下，可以通过技术矛盾的角度来解决这一问题。

通过对39条技术矛盾特性参

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《机械创新设计》课程作业

题目：

院（部）：机电工程学院

专业：机械工程及自动化

班级：机械11

小组：

姓名：

指导教师：周海涛

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目录

1设计的目的及意义 (4)

2原理方案设计 (4)

2.1功能分析 (4)

2.2工作原理分析 (5)

2.3功能分解 (5)

2.3.1电动机 (5)

2.3.2传动系统 (5)

2.3.3真空吸盘 (6)

2.3.4 清洁刷 (7)

2.4功能求解 (8)

2.5方案评价 (8)

2.5.1对各评价目标评分 (9)

2.5.2按加权计分法求各方按总分 (10)

2.6原理方案简图 (10)

3.结论 (11)

4.参考文献 (12)

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摘要

本次所研究的是高空自动擦玻璃装置的设计与制作设，计要求是结构简单，操作方便，成本低，自动化性能高，适合高空使用。

本设计首先应用solidworks等软件对高空自动擦玻璃装置进行概念设计，完成其三维实体造型，然后运用solidworks的运动模拟功能，完成产品的运动模拟与分析，在结构设计完成后运用AUTO CAD软件绘制零件的工程图。高空自动擦玻璃装置工作时，气动真空模块可使吸盘产生足够吸附力，使装置吸附在玻璃上；以电机为动力，带动清洁刷旋转实现擦玻璃动作，并且通过PLC控制可以自动

手推折叠轮椅

一、手推折叠轮椅的进步历程

根据所收集的各类文献及市场出售的各种折叠式轮椅显示，目前绝大多数折叠式轮椅皆仅止于左右折叠，所以收折之后所占的体积仍是非常庞大，如此将造成搬运、载送上的困难，且施力不易，携带相当不方便，对于必须经常外出而行动不方便者，将形成非常大的负担。目前市面上亦有两三种可收折成手提箱大小的折叠式轮椅，称为组合式轮椅，但其最大的缺点是组装程序相当的复杂和费时，在每一次的使用前与收复过程中，必须经过相当繁琐的步骤，对于使用时间短而使用次数多的患者而言，是一个非常困扰的问题。本设计所要研究的手推型折叠轮椅仅以连杆机构所组成，从经过设计和设计要求的限制，及各类参考文献中得出了最适合此类机构的是Watt I型六连杆机构，并且进行了应用材料的确定、杆件的力学分析和整体的结构设计，最后完成了实体3D模型的制作。所以本设计所研究的手推型折叠轮椅是由单一自由度收折，并且没有分离的零件，不需使用任何拆卸工具即可以达到收折后体积小、重量轻、操作简便，像行李箱拖行及站立收藏等特性，适用于下肢瘫痪、年老体弱多病和行动不方便者，是一种非常理想的代步工具。

由于现代医学的发展和进步，人类的寿命正逐渐的往上提升，致使各国老年人口将不断增加，然而

一种可调节尺码大小的轮滑鞋

专利的基本信息

申请号：200620154134.X

申请日：2006.12.01

名称：可调整肥度的溜冰鞋鞋头

公开(公告)号：CN200973409

公开(公告)日： 2007.11.14

主分类号：A43B5/16(2006.01)I

分类号：A43B5/16(2006.01)I

申请(专利权)人：江 勇

地址：523940广东省东莞市厚街镇工业区新屋园路11号 发明(设计)人： 江 勇

专利代理机构：厦门市新华专利商标代理有限公司 代理人：彭长久

专利的摘要

本实用新型涉及一种可调整肥度的溜冰鞋鞋头，包括一鞋头本体，沿该鞋头本体后侧端纵向开设有一用以扩张鞋头本体的剖开槽。本实用新型是由鞋头本体后侧端纵向开设有一用以扩张鞋头本体的剖开槽之结构配合鞋跟滑动实现双边调整鞋头肥度之功效，其可依脚形的变化随意操作，更好地方便消费者使用。

本专利的解决问题的原理

目前，可伸缩式的轮滑鞋是市面上常见的轮滑鞋形式，这种轮滑

鞋的款式多种多样，不仅能够达到传统定码鞋的视觉效果和穿着效果，还可以实现一双轮滑鞋同时拥有四个码段的功能，即一双滑轮鞋可随不同尺码的足大小而变换鞋体长度，其适合四种不同尺码的足穿着，既可以适合成长中的孩子在不同年龄段穿着，也可以适合一

2 机械创新设计简介与基础知识

在新的世纪里竞争日益激烈，科学技术依然是推动人类社会进步的第一生产力。创新是人类文明进步的原动力，是技术和经济发展的源泉，也是培养和造就人才的重要途径，在世界进入知识经济的时代，创新更是一个国家国民经济可持续发展的基石。人类的科技已经到达很高的水平，特别是机械行业，传统的设计水平进步很慢。而现在人们的需求也越来越高，所以人们迫切需要创新设计。

2.1创新设计概论

创新设计是一种现代设计方法，它是研究设计程序、设计规律和设计思维与方法的一门新型综合性科学。在机械设计过程中，创新设计对更大程度的满足人类生产和生活的需要，促进经济的发展和社会的进步有非常重要的作用。

说起创新设计大家总觉得很神秘、陌生。其实回想历史上的许多发明家，我们不难看出，创新发明其实有时候只是我们身边存在的小问题，经过我们思考之后加上灵感找到解决问题的方法或是发现新的事物。比如传说鲁班爬山时手被草割破，经过他的仔细思考发明了至今仍在使用的锯子；还有瓦特观察大水烧开后能将壶盖顶起，依据这个原理他发明了蒸汽机，导致了第一次工业革命。

另外创新设计需要勇气和毅力。大家一定知道袁隆平先生历尽磨难研究成功杂交水稻的事迹。这正是告诉了我们在进行创新设计过程

1. 什么是机构的演化或变异？什么是反求工程？ 机构的演化或变异是指以某机构为原始机构，在其基础上对组成机构的各个元素进行各种性质的改变或变换，而形成一种功能不同的机构。把别的国家的科技成果加以引进，消化吸收，改进提高，再进行创新设计，进而发展自己的新技术，称这一过程为反求工程。 2. 什么是机械？机械的特点有哪些方面？

机械是用来传递运动或动力的能完成有用机械功的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。其特点如下：

1）机械首先必须是执行机械运动的装置。

2）机械必须进行物料或信息的变换与传递，并完成有用的机械功。 3）机械中必须要完成能量的转换。

3. 为设计一个性能质量好，经济效益高的机械产品，在拟定机械的功能目标时必须注意哪五个方面的问题？

答：1.拟定功能目标要进行可行性分析

2.拟定功能目标要分清主次，要利于功能的实现 3.拟定功能目标要利于扩大设计思路 4.拟定功能目标要具有一定的超前意识 5.拟定功能目标要注意产品的生命周期循环问题

4. 列举七种以上能够实现从连续转动到连续转动运动变换机构。 答：1．齿轮传动机构

2．摩擦轮传动机构 3．瞬心线机构 4．连杆机构 5．带传动机构 6．链传动机

课程名称：机械创新设计 编码：

适用专业：数控技术 学时：40学时 学分：4学分 （一）课程定位

《机械创新设计》课程是在学生学完必要的专业技术基础课的基础上开设的一门专业必修课程，该课程又是连接专业课与学生技能的技术类课程。该课程主要讲机械创新设计的基本思维及基本原理技法等。让学生充分了解专业技术的发展现状，尤其对技术应用创新的典型案例及创新思路、方法有教为深入的理解。

（二）课程设计思路

本课程的教学内容的设置充分考虑专业的办学层次、办学条件、办学环境、培养目标以及学生知识结构与市场需求的关系。体现职业教育就业导向、能力本位的指导思想，体现以职业素质为核心的全面素质教育培养，并贯穿于教育教学的全过程。

1、根据毕业生将从事的职业岗位（群）要求，按企业要求毕业生必须了解哪些知识、掌握什么技术、具备哪些能力，按“简洁 实用、够用，兼顾学生后续发展”的原则选择教学内容。

2、注重呈现形式生动活泼，配套多媒体资源丰富，激发学生的学习兴趣和求知欲。

3、注重学生本课程学习成绩的评价，采用过程性评价和结果性评价相结合的评价体系，注重学生平时知识的积累和能力的培养。要兼顾对学生的关键能力，以及基本素质、创新精神、创造能力、个性培养和发展等各个维度的关

机械创新设计

多

功

能

拐

杖

学生姓名： 学 号：

专业班级：

2014年 12 月 7 日

多功能拐杖

摘要： 鉴于我国人口渐趋老龄化，老年人口的健康和生活质量，已经成为社会各界的广泛关注焦点，作为老年人口广泛使用的一种工具，拐杖的设计衍生出许多新的研究课题。 本文将从拐杖的发展现状、新型多功能拐杖的设计及原理、产品的发展前景等方面介绍此款智能拐杖。

关键词：拐杖、多功能、老年人、智能

一、产品背景及发展现状

根据美国普查的研究，世界性的人口老龄化是“历史上未曾出现的社会现象”。从根本上讲，这种人口转变是医疗进步、教育水平明显提高和经济发展的直接成就，因此，人们可以把这一现象当作历史进步来庆祝。但与此同时，老年人的健康保障以及生活起居问题也随之而来，老年人口的增多势必引发社会对老年人健康、安全的高度重视。人进入衰老阶段后，器官生理功能逐渐减退，机体代谢变得缓慢，免疫机能下降，应急能力日渐减弱，极易发生摔跤的事故，轻者疼痛不已，重则骨折，甚至有时会有丧命的危险。因此拐杖应运而生，拐棍能帮助老人站立，拐棍能作为助步器帮助老