汽車機械基礎(chǔ)：任務(wù)十五 機械創(chuàng)新設(shè)計實踐

1、任務(wù)十五 機械創(chuàng)新設(shè)計實踐汽車機械基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容一、創(chuàng)新設(shè)計選題分析二、創(chuàng)新設(shè)計選題方案分析討論與設(shè)計（設(shè)計案例分析） 三、設(shè)計說明書編寫四、創(chuàng)新設(shè)計實用新型專利資料檢索申請一、創(chuàng)新設(shè)計選題分析創(chuàng)新項目選題的步驟可以歸結(jié)為“三步曲”。第一步 問題調(diào)研：（1) 調(diào)研方向 了解調(diào)研的領(lǐng)域，應(yīng)盡可能詳細地列出所涉及的學(xué)科、區(qū)城、企業(yè)及人員等。（2) 調(diào)研問題與計劃 是指應(yīng)預(yù)先準備好通過調(diào)研想要了解清楚的問題，而且要有可行的人員安排與時間計劃。（3) 現(xiàn)場環(huán)境情況 主要是指項目成果將來實施及應(yīng)用現(xiàn)場的情況。（4) 現(xiàn)場交流與討論 現(xiàn)場人員的觀點和意見極具參考價值，有時甚至決定了項目的成敗。因此，要注

2、重與現(xiàn)場人員的交流和討論。（5) 信息記錄及新問題 調(diào)研過程中可能出現(xiàn)預(yù)想之外的問題、有價值的信息等往往與項目有重要的關(guān)系，要及時做好記錄并作出新的調(diào)研，為下一步的項目研究提供有價值的依據(jù)。第二步 選題論證：（1) 參加會議人員 選擇參與討論會議的人員要有代表性。（2) 調(diào)研信息分析 調(diào)研的信息匯報給與會人員，供大家交流和討論。（3) 項目研究方向清單 通過交流和討論，理清出與項目有重要關(guān)系并且需要研究的項目及問題清單。（4) 項目優(yōu)先排序 從如上的項目中列出優(yōu)先選擇的項目。（5) 暫時選定項目 綜合考慮實際各種因素，如技術(shù)及經(jīng)濟條件，人員及時間安排等，選定要實施研究的“項目”或“差干項目”。

3、第三步 項目評議：（1) 參加會議人員 應(yīng)選擇項目具體執(zhí)行人員等具有代表性的人員參加。（2) 項目及解讀 盡可能詳細地講解項目的意又和技術(shù)構(gòu)思等。（3) 項目技術(shù)及經(jīng)濟論證 首先應(yīng)從技術(shù)上論證項目的可行性，其次從項目的經(jīng)濟性論證。（4) 項目核心和難點 要論證出項目的技術(shù)根本所在，如工作原理、技術(shù)難點、面臨的因難等。（5) 項目的肯定或否定 是指最后的決策。如果肯定項目時，則安排具體技術(shù)人員開始做項目；如果否定，則意味著前面的工作需要在更深層次上重新進行或完全放棄，同時，整理出否定的原因及理由，也對下一步工作具有實際意義。二、創(chuàng)新設(shè)計選題方案討論及設(shè)計案例：可升降省力便攜式輪椅設(shè)計（一）設(shè)計思

4、想及基本內(nèi)容基于人性化設(shè)計思想，既滿足性能、又滿足成本方面的要求，即使用、攜帶方便，購買便宜。對于升降機構(gòu)，其目的主要在于提高殘疾人的自理能力，使其坐在輪椅上在上升后的高度約等于人正常站立的高度。驅(qū)動方式從人機工程方面考慮，采用推桿形式使用戶用力比較舒適、方便，同時利用杠桿原理，具有省力的功能。（二）升降機構(gòu)的設(shè)計1.升降機構(gòu)的類型及比較(1)液壓或氣壓驅(qū)動機構(gòu) 方式比較簡單，增力大，結(jié)構(gòu)強度要求高，結(jié)構(gòu)尺寸比較大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易維護保養(yǎng)。(2)螺桿副機構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)螺母或螺桿來調(diào)節(jié)高度，方式簡單，便于維護，但重量大，也不便于用力。(3)叉桿機構(gòu)通過改變叉桿之間的角度來實現(xiàn)高度的調(diào)節(jié)如圖5-17

5、，驅(qū)動方式主要來源于液壓缸，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。圖5-16 液壓（氣壓）驅(qū)動機構(gòu) 圖 5-17叉桿機構(gòu)2.升降機構(gòu)的方案確定圖5-18 升降機構(gòu)簡圖1上滑道 2搖臂 3螺旋副 4叉桿 5滑輪 6下滑道 在第三種方案的基礎(chǔ)上，綜合所需達到的簡單、輕便、成本低的目標(biāo)，增加了滑輪、絲桿等構(gòu)件圖5-20 橫桿系統(tǒng)簡圖1、3-前后橫桿 2-叉桿 4-搖臂圖5-19 一級叉桿升降機構(gòu)簡圖(1)升降叉桿級別的確定 (2)螺旋副及搖臂的設(shè)計(3)滑道和叉桿設(shè)計 圖5-21 滑道結(jié)構(gòu)簡圖 圖5-22 叉桿簡圖后叉桿 2-銷軸 3-滑道 4-前叉桿 5-銷釘圖5-23 升降機構(gòu)三維設(shè)計圖（三）驅(qū)動方式的設(shè)計1.省

6、力機構(gòu)的方案比較與選擇(1)曲柄滑塊機構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡單，但沒有省力功能，效率較低，且不可實現(xiàn)前后運動的自由切換。(2)棘輪機構(gòu)可實現(xiàn)將間歇往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動，但無法實現(xiàn)前后運動的自由調(diào)節(jié)。 (3)摩擦棘輪機構(gòu)如圖5-24所示，結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)將間歇的往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動效率低。2.輪椅省力機構(gòu)的方案設(shè)計圖5-24 摩擦棘輪機構(gòu)驅(qū)動動搖桿聯(lián)接原理1-棘輪2-搖桿3-驅(qū)動輪圖5-25 主輔機構(gòu)間驅(qū)動搖桿聯(lián)接原理圖5-26 驅(qū)動搖桿聯(lián)接機構(gòu)示意圖 1輔搖桿 2固定支架 3連桿 4銷釘 5主搖桿（四）改進后的輪椅特點1)升降機構(gòu)可實現(xiàn)預(yù)定的升程，驅(qū)動搖臂所需力較小，驅(qū)動方式簡單，舒適。2)驅(qū)動搖桿使驅(qū)動輪前

7、進的力很小，用力方式非常方便、舒適，采用棘輪機構(gòu)可圓滿實現(xiàn)前進、后退、空擋、制動，并且操作方便，可滿足使用要求。同時主輔棘輪能夠協(xié)調(diào)工作，使驅(qū)動搖桿能夠連續(xù)驅(qū)動，達到提高效率與速度的目的。3)輪椅可達到預(yù)期折疊功能，攜帶、儲存方便。4)輪椅制造成本低，可滿足廣大客戶的需求三、設(shè)計說明書編寫封頁：（統(tǒng)一格式）；設(shè)計題目與內(nèi)容；機器裝置的原理方案構(gòu)思和擬定；原理方案的實現(xiàn)、傳動方案的設(shè)計；傳動機構(gòu)的分析與設(shè)計、主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計簡圖；設(shè)計計算與說明；設(shè)計小結(jié)；附錄：圖紙。設(shè)計說明書目錄一般包括以下幾部分內(nèi)容：四、創(chuàng)新設(shè)計實用新型專利資料檢索申請專利的種類有三種: 發(fā)明專利、實用新型和外觀設(shè)計專利1.申

8、請專利的途徑（1）直接到國家知識產(chǎn)權(quán)局申請專利或通過掛號郵寄申請文件方式申請專利，申請文件有： 請求書、權(quán)利要求書、說明書、說明書附圖、說明書摘要、摘要附圖) （2） 委托專利代理人代辦專刊申請。采用這種方式， 專利申請質(zhì)量較高， 可以避免因申請文件撰寫質(zhì)量問題而延誤審查和授權(quán)。（1）發(fā)明專利的申請文件應(yīng)包括： 發(fā)明專利請求書、說明書（說明書有附圖的， 應(yīng)當(dāng)提交說明書附圖）、權(quán)利要求書、摘要（必要時應(yīng)當(dāng)有摘要附圖）， 各一式兩份。（2）實用新型專利的申請文件應(yīng)包括： 實用新型專利請求書、說明書、說明書附圖 、權(quán)利要求書、摘要及其摘要附圖， 各一式兩份。 （3）外觀設(shè)計專利的申請文件應(yīng)包括： 外

9、觀設(shè)計專利請求書、圖片或者照片， 各一式兩份。要求保護色彩的， 還應(yīng)當(dāng)提交彩色圖片或者照片一式兩份。提交圖片的 ，兩份均應(yīng)為圖片； 提交照片的， 兩份均應(yīng)為照片， 不得將圖片或照片混用。如對圖片或照片需要說明的，應(yīng)當(dāng)提交外觀設(shè)計簡要說明，一式兩份。2. 辦理專利申請應(yīng)當(dāng)提交的申請文件3.委托代理申請發(fā)明和實用新型專利需要準備的材料(1) 必要信息1）發(fā)明或?qū)嵱眯滦兔Q。2）發(fā)明人或設(shè)計人姓名、地址、國籍。3）申請人姓名或名稱、地址、國籍。4）發(fā)明專利是否要求提前公開， 是否要求在提交申請的同時請求實質(zhì)審查。（2）委托書 一件申請需提交一份委托書， 申請量大的可以提交總委托書。委托書必須是由申請人簽字或蓋章的原件。因時間關(guān)系申請遞交時不能夠同時附委托書的 ， 可以自申請日起兩個月內(nèi)補交。 （3）技術(shù)交底書 內(nèi)容包括發(fā)明或?qū)嵱眯滦兔Q、該發(fā)明或?qū)嵱眯滦偷募夹g(shù)領(lǐng)域