A. 醫用棉簽卷棉機設計，要有機構的運動方案.和總的設計圖（原動件 傳輸裝置，從動件一起連的）和尺寸計算
一、設計題目
醫用棉簽卷棉機的運動方案及機構設計
醫院應用的棉簽日耗量很大，以往均由醫護人員在值班間歇中用手工卷制，工作量很大，擬用機器代替手工卷制棉簽。
二、原始數據及設計要求
(1)棉花：條狀脫脂棉，寬25~30 mm，自然厚4~5mm。
(2)簽桿：醫院通用簽桿，直徑約3mm，桿長約70mm，卷棉部分長約20~25mm。
(3)生產率：每分鍾卷60支，每支卷取棉塊長約20~25mm。
(4)卷棉簽機體積要小，重量輕，工作可靠，外形美觀，成本低，卷出的棉簽松緊適度。
三、工藝分解與方案設計
按照醫院用棉簽的手工卷制方法，應有取棉、揪棉、取簽、卷棉四個動作。用機器卷制棉簽時，仿照手工方式進行動作分解，可粗分為：定量送棉、壓(夾)棉、揪棉、送簽和卷棉等工藝動作。下面就依此工藝動作為例，介紹構思機構方案的過程。
1．送棉
將條狀棉通過機構定時、適量送入壓(夾)棉、揪棉機構。輸送的對象是柔軟的棉花，如果採用直線送進方式，則送棉機構必須有持棉和直線、間歇、定長送進等功能。持棉的方式可用帶刺構件走直線軌跡段時把棉條拉向前進，定非直線段時從棉條中退出；也可如圖2．37所示用兩滾輪壓緊棉條、對滾送進等方式。前者在帶刺構件脫出時，要把棉條壓住；後者要實現間歇送進，需與間歇運動機構，如棘輪機構、槽輪機構或不完全齒輪機構等連接。實現間歇運動的機構還有不少圖例，見附錄三。
2．揪棉
用手工方式揪棉時，首先要用兩只手的拇指和食指分別在兩處捏緊，然後相對拉扯，揪下定長的條棉。用機器實現這個動作時，可將條狀棉的原料端壓緊在固定面上，然後在另一端既實現壓緊又實現拉扯動作，前者稱壓棉動作，後者稱揪棉動作。實現這些動作的機構必須有以下幾個功能：
圖2.37 滾輪送棉機構
(1)完成壓棉動作的機構，其壓頭對條棉有一定的壓力，並且要將壓力保持一定的時間，使
揪棉時，壓頭下的條棉不致滑移；
(2)完成揪棉動作的機構，其壓頭一方面有壓緊條棉的功能，又要使壓頭在保持壓緊力的狀態下有向某個方向運動的可能，以完成揪棉動作；
(3)採用適當的壓頭形式，使條棉容易揪斷；
(4)條棉厚薄不勻時，機構能自動調整壓緊力，或者揪棉時發現壓緊力不夠，要能加以調節。
圖2.38、2.39中介紹了幾種實現壓棉和揪棉動作的機構。圖2．38中的凸輪1是主動件，構件3由凸輪帶動實現壓棉動作，並依靠凸輪輪廓的圓弧段使壓緊狀態能保持一定時間。圖2.38隻實現壓棉動作，c、d中的構件5、 6同樣在凸輪帶動下將條棉4壓緊，並實現揪棉動作。圖c是靠5、6對滾揪斷條棉，圖d是5、6壓緊後一起下沉，將條棉揪斷。圖2.39所示為實現揪棉動作的機構。圖2.39a所示爪輪1上的爪2轉到與支承在彈簧5上的滾輪3壓緊條棉4後，爪輪繼續轉動並壓縮彈簧5，使條棉受到的壓緊力增大，當轉過一定角度時，條棉被揪斷。當輪爪與滾輪分離時，被揪下的棉塊落入下面的導棉槽中，待簽桿來卷，此時，滾輪在彈簧力作用下恢復原位，進入下一個工作循環。導棉槽的形狀有圓弧形和直線形兩種，其作用是保證簽桿與揪下的棉塊相遇，並保證卷棉時棉簽頭部卷得圓滑，棉卷有適當的松緊度，即卷棉時導棉槽要給棉塊以適當的阻力。導棉槽由設計者自行設計。
圖2.39b中，嵌入兩爪輪1和3的兩塊橡膠塊2相遇時，將條棉4夾在其間，靠彈性壓緊，繼續轉動時，搞條棉揪斷。
圖2.39c是由兩條齒形帶1和帶輪3組成。當齒形帶緊邊的外凸部分相遇時，夾緊條棉，在繼續運動中揪斷。
（a） （b）
（c） （d）
圖2.38 實現壓棉和楸棉動作的機構
（a） （b） （c）
圖2.39 實現楸棉動作的機構
3．送簽
在揪下的棉塊落入導棉槽後，將簽桿送至導棉槽上方與棉塊接觸。要使一堆簽桿分成一根一根送至確定位置，有不少辦法，常見的方法是將一堆簽桿放入漏斗狀的簽箱1中，如圖2.40所示。由漏鬥口限制簽桿2隻能一根一根地通過，再由漏鬥口下的輸送構件3簽桿一根一根地送走。為防止斗內簽桿相互擠卡住，所以可設法使漏斗振動，或用其它方法使斗內簽桿獲得松動的機會，從而使簽桿能順利地漏出鬥口。
圖2.40 簽桿分送裝置
4．卷棉
將簽桿送至導棉槽中與棉塊相遇時，簽桿隨即作自轉，將棉塊卷上簽桿；或使簽桿一邊自轉、一邊沿導棉槽移動完成卷棉動作。圖2.40所示機構即是實現後一種動作形式的方案。圖2.40a為簽桿2由漏斗形簽箱漏入卷輪3的槽中以後，即被輪3帶離簽箱，進到與靜止摩擦片4接觸後，在摩擦力作用下簽桿一面前進，一面自轉，此時簽桿外露在卷輪外的頭部(約長25mm)與導棉槽中的棉花相遇，且有一定的壓緊力，從而完成卷棉動作。圖2.40 b是用有槽的帶3分取簽桿，5為靜止摩擦片，因為帶是撓性體，所以下面用托板7支承，使簽桿能與板5壓緊，產生摩擦而自轉。
5．方案總成——總體布置
實現各工藝動作的機構方案選定以後按照操作方便，運動鏈短，調整、維修方便，體積小，外形美觀等要求合理布置各機構的位置，稱為總體布置。
因2．41所示為一種布置方案。送棉機構(Ⅲ)採用槽輪機構1-2和輥輪3—4串聯；選自圖2.38b的凸輪機構(Ⅱ)實現壓棉動作；機構(Ⅰ)選自圖2．39a，它實現揪棉動作構件5為導棉槽，送簽和卷棉動作是由機構(V)(選自圖2.40a)和導棉槽5共同實現的；機構IV是由凸輪盤7和簽箱6組成的凸輪機構，使簽箱振動。各機構主動軸之間用齒輪或鏈條傳動連接，保證送棉一次，揪棉一次，卷簽一個。
圖2.41 卷棉簽機機構布置方案
機構的主要參數大致選取如下：槽輪機構用單銷四槽，中心距約50 mm；輥輪直徑根據送棉長度和輥輪轉角確定，約取直徑D＝30 mm；凸輪機構的升程，根據條棉被壓緊後的厚度再加調壓結構裕量選取約10 mm，凸輪軸徑取d＝12mm；機構I中爪輪的直徑根據楸棉動作的轉角和行程長度決定，建議取60 mm；取各機構主動軸間齒輪的傳動比i＝1，m＝1~1．5mm，中心距60mm。
四、設計步驟
1．方案設計和總體布置
大體思路已如上述，某些細節和機構的選擇尚需設計者深入構思，分析優缺點後確定。總體布置和大致尺寸確定後，也許尚有不合適的地方，需重作調整。選擇方案時要注意：
(1)傳動路線要簡短，機構要簡單。
(2)採用的運動副形式要適當。盡可能優先採用結構簡單、製造方便、效率較高的轉動副。
(3)傳力性能好。
(4)製造容易，裝配方便。
此外，特別要注意機構執行構件實現的工藝動作是否優質、可靠。
2．繪制機構總體布置簡圖和運動循環圖
為了使工藝動作協調配合，並盡可能選擇更合理的參數，必須在作機構具體設計前，合理地規定各機構執行構件開始運動、實際工作和終止運動的時間(或相應機構主動件的位置)，即編制機構運動循環圖。
例如圖2．41所示方案，以凸輪軸轉一周為一個周期，即完成一次卷棉簽的全部動作。圖2．42即為其運動循環圖。圖2．42a中的線圖 為凸輪機構(Ⅱ)中推桿的運動線圖，其中約60º的區域是實際工作(壓棉、保壓)段。在 線圖下面的表中，僅列出了各機構執行構件實際工作區段的位置，稱為直線循環圖。圖2.42b所示為圓循環圖。
圖2.42 卷棉簽機運動循環圖
3．機構設計
根據運動循環圖確定各執行構件的運動規律，定出相應機構主動件的運動角，再根據總體布置允許的空間尺寸等條件確定某些必須由設計者確定的構件尺寸，並設計各機構。因為各機構型式的選擇取決於揪棉的方式，所以應首先確定揪棉機構，然後再設計送棉機構或送簽機構、導棉槽和卷棉機構。
4．運動和動力特性分析
根據設計結果，作必要的運動、動力特性分析和檢驗。
5．繪制機構系統的運動簡圖
6．整理說明書
設計說明書中應包括設計題目、原始數據及設計要求、方案設計和選擇的論證、機構運動循環圖、機構設計參數的選取和計算結果(用圖解法時保留作圖輔助線，用計算機輔助設計時要有機構運動簡圖、數學模型、標識符說明表、計算程序框圖、列印的程序及運行結果)以及對設計結果的評述。
51工作量建議
本題設計時間為2周。每人完成2號圖紙一張，內容為機構運動簡圖和運動循環圖；3號圖紙一張，內容為方案中某一機構的設計圖(保留作圖輔助線)；某一機構的計算機輔助設計，計算程序框圖，列印程序及計算結果；說明書一份。
B. 設計布料厚度測量裝置
一種是將電容器中間通過布料，以固定電感或×××產生振盪，根據振盪頻率的不同，來判別布料的介電常數。
因為環境溫度、濕度、機械位移、變形等等都影響測量精度，通常要採用差分方法測量，在一定程度上穩定測量結果，這就有兩種方法改進，一種是將上面的方法增加比較電容；另一種方法是用固定振盪頻率的功率信號驅動兩個電容感測器，以它們的差動輸出為准。
以上都是40年前的基本常識了。
本科評估專家，以上解釋雖然不嚴謹，還通俗嗎？
整改要求：
首先，立即撤銷校內的各種非重復使用的宣傳條幅，上級檢查的是實際的教學水平，看見這些一次性宣傳物就知道你們在揮霍社會資源，對於提高你們教學質量沒有實際意義，以國家投資為主的學校尤其要注意糾正這些錯誤行為。
在大型建築物外牆巨幅噴墨列印通幅標語、校園道路遍布懸掛的條幅、各學院與基層教學部門內部的大面積噴墨列印宣傳欄、人手一冊的相關印刷品與教學質量沒有直接和必然的聯系，看著這樣大規模揮霍社會資源，不心痛嗎？
提倡各種可重復使用、可改寫的宣傳方式，電子報紙就是創新的顯示技術，應實用化，向黨和人民匯報工程化的能力。
電子顯示屏是成熟的技術，不應向市場采購，應由各校自行裝配、編寫程序，由學生親自完成，所有圖紙、程序等等，都在校內存檔，在校學生能免費查閱，為今後的維護提供平台。
大力壓縮紙質不可改寫硬拷貝教學科研檔案，保護環境，節約開支，減少管理人員編制，有效使用教學建築面積。
現代數字攝影器材價格低廉，文字識別軟體完善，理應優先採用，應減少傳統復印機的使用量，尤其是A3幅面的復印價格過高。
建立海量存儲硬碟系統，提倡評審專家遠程調閱各種相關資料，現代調閱方式不運用接待人員，不為被檢查單位察覺，調閱量大，可以真實反應實際水平，不幹擾學校的正常教學、科研活動，無需警車開道，封鎖道路，反對蜻蜓點水方式的檢查。
提倡專家通過互聯網視頻檢查課堂教學實況，可以突然提出問題，使被檢查單位猝不及防。
對於接待專家的車輛座位後面的網兜破損部位，要織補、編織修復。
從****引進了高頻功率放大器教材和實驗裝置，***的體會是，在本科學習期間，摸索了幾節實驗課，都難以產生像樣的輸出，而當輸出波形一出來就立即將3DG12中功率管燒毀。
所以，文化大革命期間***按照國外線路仿製電子管無線電台成功，***。而***的體會，是在電子管高頻放大器中即使電子管的自身功率消耗大而使屏極鎳板燒紅（俗稱屏紅），工作仍然很正常，當年***就專長於此；而固體高頻放大器——晶體管、半導體高頻功率放大器，在功率管功率富裕量很大的條件下，效率很低，莫名其妙地就燒毀功率管。
即使是採用外國線路，使用進口金屬陶瓷高頻功率管的國產軍用電台，也有類似問題。
現有的國內外教材和專業書籍，都沒有具體的解決方法，相關的內容都是雷同。如今從保安的對講機到民眾的手機、以及熱炒的無線標簽高頻讀寫卡、軍用通訊電台，其中的射頻功率晶元都是進口的，其理論和工藝訣竅別人不告訴你。
本人設計、製作的多種半導體高頻功率放大器教學裝置，已經在對學生實際教學實踐應用過，在裝置上（其原理和設計與調試方法未介紹）完全解決了以上疑難。因為***年以來，就堅決**本人使用計算機，本人就無法將這些手寫的資料變成電子文檔形式公開（本人現在使用的計算機是個人的）。本人設計、製作的高頻功率放大器教學裝置，為了直觀，避免學生調整時損壞磁芯，盡量不使用封閉的線圈而多採用陶瓷骨架，該陶瓷骨架生產企業：江西景德鎮原四機部（無線電工業部）999廠、897廠。而超過1000隻到2000隻，包裝容器體積40厘米乘以40厘米乘以80厘米，這些陶瓷骨架被***下令***銷毀，尚存的部分被***銷毀，其直接經濟價值就超過了***的數額。
本人以上工作的核心意義，在於有精準的各種測試方法，可以用規定的步驟，對電路的各個參數和工作條件，用普通儀器測試和調整，都是有序的，可測的，有圖形可以對比的，而通常所說的高頻電路分布參數復雜、高頻電路性能取決於結構形狀的流行說法是沒有真實認識的體現。
現在流行的電路模擬軟體和集成電路設計軟體，並不能真實反應實際電路的工作狀態，尤其是高頻、高速條件下的模擬，要有正確的電路測試和調整依據，才能通過改變集成電路版圖和半導體工藝來製作最佳的射頻集成電路。
本人希望有人能免費將這些手寫的資料變成電子文檔形式公開。
在2007年全國大學生電子設計競賽中的無線射頻識別題目，本人指導的參賽選手就採用分立元器件的無線發射和接收電路；而附近的***指導的參賽選手，都採用進口無線模塊，而全軍覆沒。
本人在***的時候，就獨立設計了機電類產品，面向全國銷售，當時的同事就知道本人能從許多方面來說明一個設計的依據，特別是為什麼要這么作，具體的細節，在工程技術上有很強的語言表達能力，嚴謹的構思，精準的手工工藝，***。
本人在二十多年前打破了教師照本宣科教育方式，而是由學生隨機任意提問題，然後共同來解決，因為本人通常都沒有實驗室工作條件，就由本人來個全面回答。
***系的學生在上實驗課、作畢業論文的時候，都喜歡本人現場解答問題，本人立馬就能解決困難，對於本人無准備的問題，大部分是能用連珠炮的速度，准確回答，也就是這種對教育負責的立場，獨到的能力，引起了****。本人自費製作的精緻教學裝置，本人免費贈送，***。
例如****他在本科實驗的時候，老是燒毀三極體，其他***就取笑他，羞辱他無能；本人路過，就口頭指導這兩個學生，當場找出了原因，動手的都是學生；而實驗的線路，是他們自己從互聯網上挑選後下載的，本人事前不知道，而他們的電路搭建無錯誤，問題在於對電路的認識能力和調試技巧，書本上和網上沒有相關內容。
這就是准確地把握、使學生醍醐灌頂（tí hú guàn dǐng）、茅塞頓開的能力，使他們對上課內容的理解很透，境界很高，即使是一個基本概念的講解，都會讓你有大開眼界、恍然大悟的感覺。
現在，僅僅就***而言，就對於最基礎的一個三級管電路設計能力，無人具備，歷史上過去也沒有人具備；對於外行來說，誤以為是誇張不實，而對真正具備能力的人員來說，就這不超過10個小元器件，在低噪音、低功耗、開關狀態、小電流開關、大電流開關、高速開關、低速開關、高頻小信號、高頻高效率大功率、高電源電壓、低電源電壓、交流耦合、直流多級耦合、復合無源邏輯運算、積分阻塞處理、微分處理技巧、瞬態響應、極端溫度環境、頻域特性、高可靠等等，其設計和調試技巧相當豐富，也是基礎中的基礎，沒有公開的教材。那種開口說自己設計的電路是多少dB，實際上增益、噪音電平與許多取捨有關。本人擅長此道，學生一但提問，我的回答就滔滔不絕，口若懸河，連珠炮地疲勞轟炸，在那個年代都是稀缺的。而在***
從國家的根本利益出發，本人從***開始到***，就長期、頻繁地進入學生宿舍、流連於實驗室，對學生進行免費輔導。例如，可以向***調查，他的體會是在即將畢業前，切實體會到，不具備解決實際問題的能力，期盼著有相關的書籍，在網上和圖書館就是找不到，本人在規定了政治問題，純數學問題不能問以外，本人在馬路邊，學生宿舍，用幾個月時間回答了他提出的大部分問題，並且當場用書寫作了具體的說明。
又舉一例，***，在做挑戰杯實驗的時候，無法***，在他准備放棄的時候，本人在當年假期一個月的時間內，基本上每天早、中、晚三次進行指導，在本人不具體動手操作的情況下，他實現了預期的目標。在本人工資600元的時候，還出題目，提供硬體，促使他完成圖像處理的應用，並且在****的背景下，本人指導他撰寫了專利申請文件，本人出資申請了相關的發明專利，現在已經進入了實質審查階段。由於他的微小撰寫錯誤，本人根據審查員要求，作了修改。
本人從***開始到***，一直都在沒有***的條件下工作，克服難以逾越的人為障礙，默默付出，工作認真負責，最踏實，忍耐力最好，我的精神沒有被摧毀，倔強、頑強、堅忍不拔，自己長期購買基本的維修器材，這就是忠於教育事業的體現，
本人來舉幾個例子；本人曾經考查過各校採用***生產的***實驗裝置的情況，反映普遍不好。本人在做了硬體修改的同時，也指導過***大學的通信實驗室實驗員，現場演示了正確的波形同步方法。其實，在數字電路基礎實驗也一樣，自行改裝示波器，或者自製示波器，才能改進波形同步的效果。
對於普通的數字電路、邏輯電路實驗，電平幅度基本可以直接偏轉陰極射線管，無需放大，應連同示波器一起自製教學裝置。
對於數字電路教學實踐的經驗，特別是對現代通信教學的體會，就是對於眼圖的觀測同步操作要有獨立設計的硬體同步電路支持。
對於幀同步信號，對於各種幀的模擬調制和數字調制的同步，就是其具體的體現。
在現代通信的調制過程的同步和解調過程的同步效果，就直接影響到學生對現代通信原理的感性認識；而調制和解調之間的相位、延時與信道條件等是一個不確定的參數，要准確地同時顯示出在同步條件下相互之間的邏輯關系，就要自己親自動手設計和製造，目前還沒有現成產品可以直接利用吧？
而且，要向學生提供電子格式的全部設計資料，調試經驗，元器件數據，裝配圖，波形圖，采購、加工地 點與方法、工藝、價格，為學生青出於藍而勝於藍提供平台。
一種教學方法，是電路主要的元器件數值可以獨立線性改變，而不是用滑鼠去點擊拉動。例如考試中要能按照預測方向計算出相關數值，並且用公式計算，能改變眼圖的形狀和驗證。美國麻省理工學院的教材都在網上公開了，僅僅是以此考試合格，那是系統集成的熟練好手，不是從底層基礎出發向他們叫板的高手。
教師教學質量的一個檢驗方法，就是在課室外和實驗室外，以當前的教材出考題，你就將這個元器件的最大、最小值范圍給說一下，還有計算依據？
國內外的一個共識，就是，在世界領先的研究中，要有自行製造的當今獨到、頂級儀器、設備；依靠市場上現有商品化的儀器，是不能與競爭者拉開距離的。先進國家的科技水平背後，就是先進的實驗設備的支撐。
現在中國的高校，絕大多數教師都沒有製造優於市場商品儀器的能力，一但報出采購儀器的計劃，各路供應商蜂擁而至，被人膜拜的感覺真是爽呀，頤指氣使、趾高氣昂、狐假虎威的同時，還有***。
本科評估的一個標准，就是教學儀器的自製率，教學儀器的設計圖紙，工作原理，測試數據的完整性和公開性，相對現有商品儀器的技術先進性，教學的直觀性。本人自製的儀器，具備可靠性、維修性、檢測性和保障性。
對於教師和實驗室人員的一個考核標准，就是能自行維修實驗室的供水、排水、供電、傢具、門窗、照明、鎖具的綜合後勤能力。如今教師連一點小事，就打電話把維修工招來，消耗了大量的社會資源。這點小事都做不了，何談設計製作教學儀器？換個燈管，也要電工證書嗎？就去考個證書也輕而易舉吧？ 這個一專多能挺容易的。
中國的教育要始終為無產階級政治服務、與生產勞動相結合、以政治和經濟建設為中心，以國家的根本利益為中心。
在此提出***的幾項不足輕重的整改工作任務：
校園的各種可拆卸路障的基座改為內藏式，全不銹鋼結構，例如有不銹鋼內膨脹螺絲標准件可以採用，現在人造金剛石鑽套已經普及和標准化，這種鎖具的設計和製作不難呀。這么多年來，校園內的可拆卸路障的基座高於地面，用強度不足的碳素鋼製造，被機動車輛碾壓解體後反復修補，外觀歪歪扭扭，銹跡斑斑，費用早就超過了全不銹鋼結構，打下地面的普通膨脹螺釘壽命短，強度低，不可重復使用。
一些基座是空心的，兒童的腳一旦踏進去不就別斷了？
***可以檢驗國家教育部對祖國的忠誠程度
***的****頻繁採用含鉛的塗料塗布，污染校園環境，要求重新設計。
高等院校校方擁有的計算機是國家財產，不能專門配給合同工打游戲；教學建築內的室內是教學場所，不能免費向合同工提供，用於收藏其個人收集的可變賣的回收物質；教學大樓內不能允許非校警隊職務人員的合同工住宿，特別是同居，尤其是內部雜亂，窗簾邋遢不堪，在高等院校裡面成何體統？教學、科研建築物內的辦公用品報廢、紙張等可變賣物質的收集與處理，應由在學學生承包，由校警隊管理各大樓的可回收物質進出，不能個人非法佔用；各教學部門的文件收發、辦公室清潔，因由該部門編制內人員辦理，這是本職工作，確實因為人手不足，應由在學學生、離退休人員承包，大量招聘勤務合同工，是腐敗的體現。