機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐-研-2012-梁

共8種方案可以采用，但經(jīng)比較和尺寸綜合以瓦特鏈形成的方案b作為仿腿步行機(jī)構(gòu)為最好

實現(xiàn)直線運(yùn)動軌跡的機(jī)構(gòu)夾持機(jī)構(gòu)其它機(jī)構(gòu)的組合齒輪、凸輪、連桿機(jī)構(gòu)的組合齒輪機(jī)構(gòu)組合凸輪連桿機(jī)構(gòu)組合齒輪連桿機(jī)構(gòu)組合凸輪機(jī)構(gòu)實例：橢圓機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)曲柄滑塊

齒輪齒條·雙搖桿機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)臺·擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)凸輪間隙運(yùn)動機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)萬向聯(lián)軸節(jié)螺旋齒輪空間連桿機(jī)構(gòu)球鉸差速器錐齒輪蝸桿蝸輪直（斜）齒輪傳動平行四邊形機(jī)構(gòu)帶傳動雙子座蠕蟲王木牛流馬指南車差動輪系指南車定軸輪系指南車古中國鎖具花旗鎖文字組合鎖魯班木馬車

黃凱型木車馬

邱正平型木車馬諸葛亮木牛流馬輔助輪椅上、下臺階機(jī)構(gòu)變速鏈機(jī)構(gòu)滾齒凸輪機(jī)構(gòu)自動換刀機(jī)構(gòu)變導(dǎo)程螺桿傳動機(jī)構(gòu)動力休閑運(yùn)動概念車Butterfly陸上行舟風(fēng)火輪省力踏板機(jī)構(gòu)減少肘關(guān)節(jié)運(yùn)動損傷的新型手動輪椅任我行空間沖浪機(jī)構(gòu)可折疊式電動輪椅之第五輪機(jī)構(gòu)X型健身腳踏車本設(shè)計利用X型車身樞軸旋轉(zhuǎn)特性，在樞軸上裝配適當(dāng)?shù)腻€輪與凸輪裝置，可同時使車前進(jìn)並調(diào)整座椅升降，進(jìn)而達(dá)到代步與健身的功能，整體造型簡潔具製造可行性，是為不錯的健身及代步工具。伸展健身機(jī)本作品應(yīng)用機(jī)構(gòu)構(gòu)造創(chuàng)新設(shè)計程序，有系統(tǒng)地合成完整的設(shè)計構(gòu)想；除以伸展方式伸展方式鍛鍊各部肌肉為創(chuàng)新特點外，使用過程中提供腳推、挺腰、彎腰與手拉等功能，可同時達(dá)到腳部、腰部與手部肌肉的伸展效果，整體造形上構(gòu)造簡單，製造量產(chǎn)可行性相高。

動能性V型煞車器本作品將輪胎轉(zhuǎn)動時的動能，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定而強(qiáng)勁的煞車動力。利用煞車塊施壓於輪框以及導(dǎo)煞輪撞擊輪胎表面之高低胎紋來達(dá)到如同ABS之煞車的目的。一路行舟

本設(shè)計透過齒輪、斜齒輪及以棘輪間的傳動或帶動原理使劃船動作中不論是向前或向後劃動動，其車輛機(jī)皆是往前作動，能使施力更具效率。不僅可以健身更兼具娛樂效果液壓無級變速裝置高樓逃生器機(jī)械式自閉水龍頭（一等獎）仿生蠕蟲機(jī)器人可調(diào)式通用播種機(jī)仿生機(jī)器青蛙行星輪式登月車智能機(jī)器魚“尼莫”“先鋒號”自適應(yīng)可翻轉(zhuǎn)探測車微生物培養(yǎng)液自動抽取噴涂機(jī)螺旋傳動管道機(jī)器人基于并聯(lián)機(jī)床和分布式控制系統(tǒng)的多功能機(jī)器人微定位仿生機(jī)器人采用仿尺蠖運(yùn)動原理,運(yùn)用模塊化設(shè)計思想,研制了的微定位仿生機(jī)器人機(jī)構(gòu),可實現(xiàn)平面內(nèi)的大范圍移動和高精度定位。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐機(jī)械工程學(xué)院梁醫(yī)Schme_triz@163.com教學(xué)實施方式:1.日常教學(xué)

課堂講解+自行學(xué)習(xí)CBT/TRIZ+小組討論2.考核方式每人提交一個設(shè)計方案，包括:(1)立意創(chuàng)新性調(diào)查(相近文獻(xiàn)檢索和分析);(2)設(shè)計說明書;(3)三維虛擬樣機(jī);(4)主要設(shè)計圖紙。參考書目：1.根里奇.阿奇舒勒著,譚培波茹海燕譯,創(chuàng)新算法,華中科技大學(xué)出版社,2008:武漢2.呂仲文,機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計,機(jī)械工業(yè)出版社,2004:北京3.張春林,機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計,機(jī)械工業(yè)出版社,2004:北京拓展閱讀資源：

2./3.河北工業(yè)大學(xué)triz研究中心

4.中華古機(jī)械研究中心2/acmlab/index.html4.中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局

5.美國專利查詢

http:///advanced_patent_search三、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理論與實踐教學(xué)二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐情況綜述一、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐的要求與安排課程主要內(nèi)容:要求：加強(qiáng)同學(xué)創(chuàng)新意識培養(yǎng)、創(chuàng)新能力鍛煉①注意平時創(chuàng)新知識的學(xué)習(xí)和各種實踐動手能力的鍛煉②創(chuàng)新需要靈感，創(chuàng)新更需要積累③善于學(xué)習(xí)新知識，掌握新技術(shù)④選題要新穎、有意義（最好有實際應(yīng)用背景）⑤要掌握必要的機(jī)構(gòu)知識一、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐課程的要求與安排安排：①熟悉CBT/TRIZ軟件，學(xué)習(xí)TRIZ創(chuàng)新設(shè)計方法；②掌握必要的機(jī)構(gòu)知識（課堂講解）；③選題要新穎、有意義（最好有實際應(yīng)用背景）；④基于TRIZ進(jìn)行創(chuàng)新思維鍛煉；▲按設(shè)計任務(wù)的要求，了解需要解決的問題，基于TRIZ理論的39個工程參數(shù)對問題進(jìn)行定義和明確，得到類似的標(biāo)準(zhǔn)問題。

▲利用40個解決發(fā)明創(chuàng)造的原理，得到類似的解決方法，再應(yīng)用技術(shù)知識得到創(chuàng)新的解決問題方法。

一、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐課程的要求與安排第五屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽的主題：“幸福生活——今天和明天”具體內(nèi)容：休閑娛樂機(jī)械家庭用機(jī)械運(yùn)動健身機(jī)械

設(shè)計任務(wù):一、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐課程的要求與安排哈爾濱工業(yè)大學(xué)

微定位仿生機(jī)器人

基于并聯(lián)機(jī)床和分布式控制系統(tǒng)的多功能機(jī)器人

螺旋傳動管道機(jī)器人二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐情況綜述中國農(nóng)業(yè)大學(xué)

微生物培養(yǎng)液自動抽取噴涂機(jī)國內(nèi)學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計作品簡介：東南大學(xué)獲獎作品

“先鋒號”自適應(yīng)可翻轉(zhuǎn)探測車

智能機(jī)器魚“尼莫”國防科技大學(xué)獲獎作品

行星輪式登月車

仿生機(jī)器青蛙

可調(diào)式通用播種機(jī)

仿生蠕蟲機(jī)器人二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐情況綜述大連理工大學(xué)

機(jī)械式自閉水龍頭福州大學(xué)

高樓逃生器西南交通大學(xué)

液壓無級變速裝置二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐情況綜述第一屆杰出設(shè)計獎：一路行舟杰出設(shè)計獎：動能性V型煞車器第二屆金牌獎:伸展健身機(jī)銅牌獎:X型健身腳踏車第三屆金牌獎：

可折疊式電動輪椅之第五輪機(jī)構(gòu)第四屆金牌獎：空間沖浪機(jī)構(gòu)銀牌獎：任我行臺灣學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計作品簡介：二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐情況綜述第五屆金牌獎：

減少肘關(guān)節(jié)運(yùn)動損傷的新型手動輪椅銀牌獎：省力踏板機(jī)構(gòu)創(chuàng)意獎：風(fēng)火輪第六屆金牌獎：陸上行舟入選獎：Butterfly入選獎：動力休閑運(yùn)動概念車二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐情況綜述

變導(dǎo)程螺桿傳動機(jī)構(gòu)

自動換刀機(jī)構(gòu)

滾齒凸輪機(jī)構(gòu)

變速鏈機(jī)構(gòu)

輔助輪椅上、下臺階機(jī)構(gòu)二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐情況綜述中華古機(jī)械研究中心成果簡介：

諸葛亮木牛流馬

魯班木馬車

古中國鎖具

指南車木牛流馬（?）二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐情況綜述三、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理論與實踐教學(xué)開展機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計活動的意義機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理論計算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計方法（一）開展機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計活動的意義1、創(chuàng)新是人類文明進(jìn)步的原動力，而機(jī)械創(chuàng)新是技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)。2、創(chuàng)新是技術(shù)進(jìn)步的主要途徑技術(shù)進(jìn)步的來源：技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)步的表現(xiàn)形式：新技術(shù)，新產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步的途徑：1）技術(shù)引進(jìn)2）自主技術(shù)開發(fā)（關(guān)鍵）3、創(chuàng)新能力的高低成為決定一個國家綜合國力強(qiáng)弱的重要因素，是衡量一個國家可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)。4、創(chuàng)新是培養(yǎng)和造就高素質(zhì)科技人材的重要途徑，創(chuàng)新能力是人材培養(yǎng)的核心。關(guān)鍵：在于加強(qiáng)創(chuàng)新知識的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的鍛煉創(chuàng)新人材定義：具有主動進(jìn)取精神和創(chuàng)造精神的人材創(chuàng)新人材的特征：勤于觀察，善于思考喜歡標(biāo)新立異，不墨守陳規(guī)才思敏捷，對新事物有極強(qiáng)的好奇性有刻苦鉆研精神和克服困難、攻克難題的意志品質(zhì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的智力和非智力因素智力因素：注意力、觀察力、想象力、思維能力、記憶力非智力因素：興趣、情感、意志、性格、協(xié)作精神（二）機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理論1、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的概念機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計（MechanicalCreativeDesign，MCD）：充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果（理論、方法技術(shù)、原理等），進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，設(shè)計出具有新穎性，創(chuàng)造性及實用性的機(jī)構(gòu)及機(jī)械產(chǎn)品的一種實踐活動。

2、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的類型開發(fā)設(shè)計變異設(shè)計反求設(shè)計3、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的一般過程1)機(jī)械原理方案的創(chuàng)新——機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計最重要環(huán)節(jié)2)機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案的創(chuàng)新——機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的關(guān)鍵3)機(jī)構(gòu)運(yùn)動尺寸的綜合及運(yùn)動參數(shù)的優(yōu)選4)機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計——機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的保證5)機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合創(chuàng)新設(shè)計(機(jī)電互補(bǔ)法，結(jié)合法，組合法)4、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的特點特別強(qiáng)調(diào)人在設(shè)計過程中的主導(dǎo)性及創(chuàng)造性作用主要特點：1)是多種學(xué)科知識的交叉、滲透與融合2)是在知識和經(jīng)驗積累基礎(chǔ)上進(jìn)行思考、推理、判斷，以及創(chuàng)造性發(fā)散思維（靈感、形象的突發(fā)性思維）相結(jié)合的方法3)在多種可行方案中進(jìn)行優(yōu)選4)需要多次反復(fù)、多級篩選的過程5、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的常用方法1）群智集中法（頭腦風(fēng)暴法）2）聯(lián)想類比法3）仿生創(chuàng)新法4）反求創(chuàng)新法5）功能分析法6）移置技術(shù)創(chuàng)新法其他創(chuàng)新方法計算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計方法1)．群智集中法（頭腦風(fēng)暴法）

人的創(chuàng)造性思維特別是直覺思維在受激發(fā)情況下能得到較好地發(fā)揮。一批人集合在一起，針對某個問題進(jìn)行討論時，由于各人知識、經(jīng)驗不同，觀察問題的角度和分析問題的方法各異，提出的各種主意能互相啟發(fā)，填補(bǔ)知識空隙，啟發(fā)誘導(dǎo)出更多創(chuàng)造性思想，通過激勵、智慧交流和集智達(dá)到創(chuàng)新的目的。

2)．聯(lián)想類比法

通過由此及彼的聯(lián)想和異中求同，同中求異的類比，尋求各種創(chuàng)新解法。利用聯(lián)想進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)新是一種常用而且十分有效的辦法。許多發(fā)明者都善于聯(lián)想，許多發(fā)明創(chuàng)新也得益于聯(lián)想的妙用。類比聯(lián)想由一事物或現(xiàn)象聯(lián)想到與其有類似特點的其他事物或現(xiàn)象，從而找出創(chuàng)新解法。3)、反求創(chuàng)新法

針對已有的新進(jìn)展產(chǎn)品和樣機(jī)，分析其關(guān)鍵技術(shù)，在消化、吸收、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用移植、組合、改造等方法，設(shè)計創(chuàng)新產(chǎn)品。4)．提問追溯法 提問追溯法是有針對性地、系統(tǒng)地提出問題，在回答問題過程中，便可能產(chǎn)生各種解決問題的設(shè)想，使設(shè)計所需要的信息更充分，解法更完善。提問追溯法有奧斯本體溫法、阿諾爾特提問法、希望點列舉法、缺點列舉法。5)．返向探求法 將人們通常思考問題的思路反轉(zhuǎn)過來，從背逆常規(guī)的途徑探尋新的解法，因此返向探求法亦稱逆向思維法。例如聲音既是振動那么振動為什么不能復(fù)現(xiàn)原聲呢？通過這樣的反問，發(fā)明了留聲機(jī)。6)．組合創(chuàng)新法 組合創(chuàng)新法是將現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品通過功能、原理、結(jié)構(gòu)等方面的組合變化形成新的技術(shù)思想的和新產(chǎn)品。組合法應(yīng)用的技術(shù)單元一般是已經(jīng)成熟和比較成熟的技術(shù)，不需要從頭開始，因而可以最大限度地節(jié)約人力、物力和財力。組合創(chuàng)新的類型很多，常用的有性能組合、原理組合、功能組合、結(jié)構(gòu)重組、模塊組合等。小組課堂練習(xí)1、試舉出三個用聯(lián)想類比法和組合創(chuàng)新法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的例子。2、請與小組同學(xué)用創(chuàng)新設(shè)計方法討論板栗取仁的設(shè)計方案。（三）計算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計方法（Computer-AidedInnovationCAI）CAI的技術(shù)基礎(chǔ)：發(fā)明問題解決理論（TRIZ）、現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)、本體論、計算機(jī)軟件技術(shù)核心TRIZ理論

回轉(zhuǎn)運(yùn)動回轉(zhuǎn)運(yùn)動必要的機(jī)構(gòu)知識軸線平行：帶傳動機(jī)構(gòu)

鏈傳動機(jī)構(gòu)

雙曲柄機(jī)構(gòu)特例：平行四邊形機(jī)構(gòu)

直（斜）齒輪傳動軸線相交或相錯：

錐齒輪（蝸桿蝸輪）應(yīng)用實例：差速器

球鉸

空間連桿機(jī)構(gòu)

螺旋齒輪

萬向聯(lián)軸節(jié)連續(xù)回轉(zhuǎn)→間歇回轉(zhuǎn)

槽輪機(jī)構(gòu)

棘輪機(jī)構(gòu)

不完全齒輪機(jī)構(gòu)

凸輪間隙運(yùn)動機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)運(yùn)動→往復(fù)擺動

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動→擺動

雙搖桿機(jī)構(gòu)往復(fù)擺動→單向擺