機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)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(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)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(shí)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(tái)·擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)凸輪間隙運(yùn)動(dòng)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(wàn)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(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)雙子座蠕蟲(chóng)王木牛流馬指南車(chē)差動(dòng)輪系指南車(chē)定軸輪系指南車(chē)古中國(guó)鎖具花旗鎖文字組合鎖魯班木馬車(chē)

黃凱型木車(chē)馬

邱正平型木車(chē)馬諸葛亮木牛流馬輔助輪椅上、下臺(tái)階機(jī)構(gòu)變速鏈機(jī)構(gòu)滾齒凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)變導(dǎo)程螺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力休閑運(yùn)動(dòng)概念車(chē)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(dòng)損傷的新型手動(dòng)輪椅任我行空間沖浪機(jī)構(gòu)可折疊式電動(dòng)輪椅之第五輪機(jī)構(gòu)X型健身腳踏車(chē)本設(shè)計(jì)利用X型車(chē)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(shí)使車(chē)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(jiǎn)潔具製造可行性，是為不錯(cuò)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(jì)程序，有系統(tǒng)地合成完整的設(shè)計(jì)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(diǎn)外，使用過(guò)程中提供腳推、挺腰、彎腰與手拉等功能，可同時(shí)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(jiǎn)單，製造量產(chǎn)可行性相高。

動(dòng)能性V型煞車(chē)器本作品將輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定而強(qiáng)勁的煞車(chē)動(dòng)力。利用煞車(chē)塊施壓於輪框以及導(dǎo)煞輪撞擊輪胎表面之高低胎紋來(lái)達(dá)到如同ABS之煞車(chē)的目的。一路行舟

本設(shè)計(jì)透過(guò)齒輪、斜齒輪及以棘輪間的傳動(dòng)或帶動(dòng)原理使劃船動(dòng)作中不論是向前或向後劃動(dòng)動(dòng)，其車(chē)輛機(jī)皆是往前作動(dòng)，能使施力更具效率。不僅可以健身更兼具娛樂(lè)效果液壓無(wú)級(jí)變速裝置高樓逃生器機(jī)械式自閉水龍頭（一等獎(jiǎng)）仿生蠕蟲(chóng)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(chē)智能機(jī)器魚(yú)“尼莫”“先鋒號(hào)”自適應(yīng)可翻轉(zhuǎn)探測(cè)車(chē)微生物培養(yǎng)液自動(dòng)抽取噴涂機(jī)螺旋傳動(dòng)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(dòng)原理,運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)思想,研制了的微定位仿生機(jī)器人機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)的大范圍移動(dòng)和高精度定位。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐機(jī)械工程學(xué)院梁醫(yī)Schme_triz@163.com教學(xué)實(shí)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(gè)設(shè)計(jì)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(jì)說(shuō)明書(shū);(3)三維虛擬樣機(jī);(4)主要設(shè)計(jì)圖紙。參考書(shū)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(jì),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(jì),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(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局

5.美國(guó)專利查詢

http:///advanced_patent_search三、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的理論與實(shí)踐教學(xué)二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐情況綜述一、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)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(shí)培養(yǎng)、創(chuàng)新能力鍛煉①注意平時(shí)創(chuàng)新知識(shí)的學(xué)習(xí)和各種實(shí)踐動(dòng)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(shí)，掌握新技術(shù)④選題要新穎、有意義（最好有實(shí)際應(yīng)用背景）⑤要掌握必要的機(jī)構(gòu)知識(shí)一、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)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(jì)方法；②掌握必要的機(jī)構(gòu)知識(shí)（課堂講解）；③選題要新穎、有意義（最好有實(shí)際應(yīng)用背景）；④基于TRIZ進(jìn)行創(chuàng)新思維鍛煉；▲按設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，了解需要解決的問(wèn)題，基于TRIZ理論的39個(gè)工程參數(shù)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定義和明確，得到類似的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。

▲利用40個(gè)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(shí)得到創(chuàng)新的解決問(wèn)題方法。

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

設(shè)計(jì)任務(wù):一、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)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(dòng)管道機(jī)器人二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐情況綜述中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)

微生物培養(yǎng)液自動(dòng)抽取噴涂機(jī)國(guó)內(nèi)學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品簡(jiǎn)介：東南大學(xué)獲獎(jiǎng)作品

“先鋒號(hào)”自適應(yīng)可翻轉(zhuǎn)探測(cè)車(chē)

智能機(jī)器魚(yú)“尼莫”國(guó)防科技大學(xué)獲獎(jiǎng)作品

行星輪式登月車(chē)

仿生機(jī)器青蛙

可調(diào)式通用播種機(jī)

仿生蠕蟲(chóng)機(jī)器人二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)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(wú)級(jí)變速裝置二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐情況綜述第一屆杰出設(shè)計(jì)獎(jiǎng)：一路行舟杰出設(shè)計(jì)獎(jiǎng)：動(dòng)能性V型煞車(chē)器第二屆金牌獎(jiǎng):伸展健身機(jī)銅牌獎(jiǎng):X型健身腳踏車(chē)第三屆金牌獎(jiǎng)：

可折疊式電動(dòng)輪椅之第五輪機(jī)構(gòu)第四屆金牌獎(jiǎng)：空間沖浪機(jī)構(gòu)銀牌獎(jiǎng)：任我行臺(tái)灣學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品簡(jiǎn)介：二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐情況綜述第五屆金牌獎(jiǎng)：

減少肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)損傷的新型手動(dòng)輪椅銀牌獎(jiǎng)：省力踏板機(jī)構(gòu)創(chuàng)意獎(jiǎng)：風(fēng)火輪第六屆金牌獎(jiǎng)：陸上行舟入選獎(jiǎng)：Butterfly入選獎(jiǎng)：動(dòng)力休閑運(yùn)動(dòng)概念車(chē)二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐情況綜述

變導(dǎo)程螺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

自動(dòng)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(tái)階機(jī)構(gòu)二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐情況綜述中華古機(jī)械研究中心成果簡(jiǎn)介：

諸葛亮木牛流馬

魯班木馬車(chē)

古中國(guó)鎖具

指南車(chē)木牛流馬（?）二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐情況綜述三、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的理論與實(shí)踐教學(xué)開(kāi)展機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)的意義機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的理論計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法（一）開(kāi)展機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)的意義1、創(chuàng)新是人類文明進(jìn)步的原動(dòng)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(lái)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(kāi)發(fā)（關(guān)鍵）3、創(chuàng)新能力的高低成為決定一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力強(qiáng)弱的重要因素，是衡量一個(gè)國(guó)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(shí)的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的鍛煉創(chuàng)新人材定義：具有主動(dòng)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(duì)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(jì)的理論1、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的概念機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)（MechanicalCreativeDesign，MCD）：充分發(fā)揮設(shè)計(jì)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(jì)出具有新穎性，創(chuàng)造性及實(shí)用性的機(jī)構(gòu)及機(jī)械產(chǎn)品的一種實(shí)踐活動(dòng)。

2、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的類型開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)變異設(shè)計(jì)反求設(shè)計(jì)3、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一般過(guò)程1)機(jī)械原理方案的創(chuàng)新——機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)最重要環(huán)節(jié)2)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的創(chuàng)新——機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵3)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸的綜合及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的優(yōu)選4)機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)——機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的保證5)機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)(機(jī)電互補(bǔ)法，結(jié)合法，組合法)4、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)特別強(qiáng)調(diào)人在設(shè)計(jì)過(guò)程中的主導(dǎo)性及創(chuàng)造性作用主要特點(diǎn)：1)是多種學(xué)科知識(shí)的交叉、滲透與融合2)是在知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)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(jí)篩選的過(guò)程5、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(jué)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(duì)某個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論時(shí)，由于各人知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)不同，觀察問(wèn)題的角度和分析問(wèn)題的方法各異，提出的各種主意能互相啟發(fā)，填補(bǔ)知識(shí)空隙，啟發(fā)誘導(dǎo)出更多創(chuàng)造性思想，通過(guò)激勵(lì)、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(guò)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(diǎn)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(duì)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(jì)創(chuàng)新產(chǎn)品。4)．提問(wèn)追溯法 提問(wèn)追溯法是有針對(duì)性地、系統(tǒng)地提出問(wèn)題，在回答問(wèn)題過(guò)程中，便可能產(chǎn)生各種解決問(wèn)題的設(shè)想，使設(shè)計(jì)所需要的信息更充分，解法更完善。提問(wèn)追溯法有奧斯本體溫法、阿諾爾特提問(wèn)法、希望點(diǎn)列舉法、缺點(diǎn)列舉法。5)．返向探求法 將人們通常思考問(wèn)題的思路反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，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(dòng)那么振動(dòng)為什么不能復(fù)現(xiàn)原聲呢？通過(guò)這樣的反問(wèn)，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(guò)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(kāi)始，因而可以最大限度地節(jié)約人力、物力和財(cái)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(gè)用聯(lián)想類比法和組合創(chuàng)新法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的例子。2、請(qǐng)與小組同學(xué)用創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法討論板栗取仁的設(shè)計(jì)方案。（三）計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法（Computer-AidedInnovationCAI）CAI的技術(shù)基礎(chǔ)：發(fā)明問(wèn)題解決理論（TRIZ）、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、本體論、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)核心TRIZ理論

回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)必要的機(jī)構(gòu)知識(shí)軸線平行：帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

鏈傳動(dòng)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(dòng)軸線相交或相錯(cuò)：

錐齒輪（蝸桿蝸輪）應(yīng)用實(shí)例：差速器

球鉸

空間連桿機(jī)構(gòu)

螺旋齒輪

萬(wàn)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(dòng)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)→往復(fù)擺動(dòng)

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)→擺動(dòng)

雙搖桿機(jī)構(gòu)往復(fù)擺動(dòng)→單向擺