机构创新实例

机械创新设计指导

一、

创新设计实践目的

1、培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。

2、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面的理解。

3、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性，进一步掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。培养学生用实验方法构思、验证、确定机械运动方案的初步能力。

4、 培养学生用电机、传感器、等控制测量元件组装动力源，对机械进行驱动和控制的能力。

二、

核心内容：

使用“机构运动创新设计组件”进行积木式组合调整，从而让学生自己构思创新、试凑选型机械设

计方案，亲手按比例组装成实物模型，亲手安装电机及控制电路，模拟真实工况，动态演示观察机构的运动情况和传动性能，通过直观调整布局、连接方式及尺寸以及更改电路来验证和改进设计。设计和组装融为一体，直到该模型机构灵活、可靠地按照设计要求运动到位，最终使学生用实验方法自行确定了切实可行，性能较优的机械设

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

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

实验四：机构运动创新设计实验指导书

一、

实验目的

1、培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。

2、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面的理解。

3、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性，进一步掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。培养学生用实验方法构思、验证、确定机械运动方案的初步能力。

4、 培养学生用电机、传感器、等控制测量元件组装动力源，对机械进行驱动和控制的能力。

二、

实验的核心内容：

使用“机构运动创新设计实验台”进行积木式组合调整，从而让学生自己构思创新、试凑选型机械

设计方案，亲手按比例组装成实物模型，亲手安装电机及控制电路，模拟真实工况，动态演示观察机构的运动情况和传动性能，通过直观调整布局、连接方式及尺寸以及更改电路来验证和改进设计。设计和组装融为一体，直到该模型机构灵活、可靠地按照设计要求运动到位，最终使学生用实验方法自行确定了切实可行

Triz理论应用实例——拖把的创新设计

一、应用背景

拖把是一个在我们日常生活中每天都会用到的物品，应该说它的出现已经有很长一段时间了，但是，现在人们用的各种拖把真的很好用吗？如果你经常做家务的话，我想你一定会皱起眉头的。

二、问题描述

现在市场上的拖把主要有以下几种，如图所示：

图1 图2

图3 图4

市场主流拖把优缺点比较

图号 图1 名称 普通拖把 优点 价格便宜，制造简便 缺点 1、不易拧干 2、污渍清洗麻烦 3、拖地时身体极易疲劳 1、拖把打湿了之后不容易干。（比如拖完厕所瓷砖之后又要拖地板就很不方便） 2、虽然便于脱水，但是不便于清洗。 3、不符合人体工学 1、拖把布吸水的能力不强 2、拧干不方便（如果换布太多，那么又会使得使用不方便，需要准备很多块布。） 3、大部分的拖把柄不扎实，使用过程中极易产生变形。 1、直柄设计，沙发下面的部分很难以伸进去。 图2 机械式拧干拖把 用机械式的方法拧干，减轻了使用者的劳动强度，使得拧干的过程变得简便。 图3 可更换布式拖把 可以更换拖把布

Triz理论

Triz理论应用实例——拖把的创新设计

一、应用背景

拖把是一个在我们日常生活中每天都会用到的物品，应该说它的出现已经有很长一段时间了，但是，现在人们用的各种拖把真的很好用吗？如果你经常做家务的话，我想你一定会皱起眉头的。

二、问题描述

现在市场上的拖把主要有以下几种，如图所示：

图1 图2

图3 图4

Triz理论

市场主流拖把优缺点比较

现在市场上的各式拖把都有着这样或者那样的问题，下面我就用triz理论的方法来对拖把进行一个创新设计，争取想出一款功能更加完善，使用更加方便的新型拖把！

三、问题分析

1、解决拖把不易拧干或者拧干十分困难的问题

改善的技术特性参数：10#力——用更小的力完成同样的工作

33#可操作性——使得拧干的过程动作更加简单，增强其 可操作性

恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性——要增加拧干功能必然使得装置较普 通拖把而言更加复杂。

查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：26，35，10，18；32，25，12，17

Triz理论

而不浪费时间

可以将拖把放置在某个装置内，然后用脚踩或者手拉的方式即可自动将水拧干。

四十个创新原理及其实例

一、分割原理

实例: 组合家具、企业大型项目分设子项目

二、抽取原理

实例: 空调压缩机装在室外

三、局部改变原理

实例: 楼房内分成不同功能的房间、饭盒分成几个小隔间

四、增加不对称性

实例: 新兴的不对称家具

五、组合合并原理

实例: 做饭时煲汤的同时可以洗菜、计算机的微处理器

六、多用性原理

实例: 复合型人才、多功能榨汁机

七、嵌套原理

实例: 千斤顶、伸缩吸管

八、重量补偿原理

实例: 舰载飞机的弹射器、导弹发射器

九、预先反作用原理

实例: 拉弓射箭

十、预先作用原理

实例: 农作物施肥、标示牌等

一、事先防范原理实例: 楼道应急照明灯、预防接种疫苗十二、等势原理

例: 工厂车间辊式传送带十三、反向作用原理例: 火箭发射十四、曲面化原理例: 台灯灯罩十五、动态特性例: 火车各车厢的连接处可以转动十六、未达到或过度作用原理例: 种玉米时放三个种子保证出苗率十七、空间维数变化原理例: 双层巴士、多层楼房十八、机械振动原理例: 超声波清洗精密仪器、振动上料机十九、周期性动作原理例: 时钟的指针二十、有效作用的连续性例: 病人按时吃药二十一、减少有害作用的时间例: 医院设立急诊室二十二、变害为利原理例: 淘米水冲洗厕所、废水利用等二十三、反馈原理例: 电脑的

Triz理论

Triz理论应用实例——拖把的创新设计

一、应用背景

拖把是一个在我们日常生活中每天都会用到的物品，应该说它的出现已经有很长一段时间了，但是，现在人们用的各种拖把真的很好用吗？如果你经常做家务的话，我想你一定会皱起眉头的。

二、问题描述

现在市场上的拖把主要有以下几种，如图所示：

图1 图2

图3 图4

Triz理论

市场主流拖把优缺点比较

现在市场上的各式拖把都有着这样或者那样的问题，下面我就用triz理论的方法来对拖把进行一个创新设计，争取想出一款功能更加完善，使用更加方便的新型拖把！

三、问题分析

1、解决拖把不易拧干或者拧干十分困难的问题

改善的技术特性参数：10#力——用更小的力完成同样的工作

33#可操作性——使得拧干的过程动作更加简单，增强其 可操作性

恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性——要增加拧干功能必然使得装置较普 通拖把而言更加复杂。

查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：26，35，10，18；32，25，12，17

Triz理论

而不浪费时间

可以将拖把放置在某个装置内，然后用脚踩或者手拉的方式即可自动将水拧干。

机构运动创新设计实验

一、 实验目的：

1、培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。

2、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面的理解。

3、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性，进一步掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。 二、实验设备及工具：

1、创新组合模型一套，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具。设备名称：ZBS-C机构运动创新设计方案实验台，实验台组件清单如下：

ZBS-C机构运动创新方案设计实验台组件清单

序号 1 2 3 4 5 6 槽轮 拨盘 双销，销回转半径R=49.5㎜ 15㎜ 30㎜ L= 45㎜ 60㎜ 75㎜ 1 4槽 1 名称 示意图 规格 数 量 备注 齿 轮 凸轮 D=56㎜;70㎜; M=2,α=20° 各384㎜;112㎜ Z=28、35、42、56 共12 基圆半径R=20㎜升

平面机构运动方案创新设计实验 一,实验目的

1.加深学生对机构组成原理的认识,进一步了解机构组成及其运动特性; 2. 培养学生的工程实践动手能力; 3. 培养学生创新意识及综合设计能力. 二, 设备和工具

1.机构运动方案创新设计实验台; 2.工具箱一套;

3.自备三角板,圆规和草稿纸等文具. 三, 实验前的准备工作

1.预习实验,掌握实验原理,初步了解机构创新模型; 2.选择设计题目,初步拟定机构系统运动方案. 四, 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的方法来组成,这是机构的组成原理,也是本实验的基本原理. 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相等,因此机构均由机架,原动件和自由度为零的从动件通过运动副联结而成.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 - 2PL- PH =0 (4-1)

式中: n为杆组中的构件数;PL为杆组中的低副数;PH为杆组中的高副数.由于构件数和运动副数目均应为整数,故当n,PL,PH取不同数值时,可得各类基本杆组. 当P