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裝置設計創新點有哪些

發布時間:2023-08-13 00:18:45

1. 機械創新設計大賽作品簡介怎麼寫

作品內容簡介本作品是一張方便老年人或者腿腳不便的人站立的椅子。主要是通過使用者上肢的運動來帶動一面的動作,從而可以調整人的坐姿與重心,來減少下肢的運動來實現站立姿勢。本機構主要用到了平面連桿以及其它一些機械結構來實現椅面的調整,來帶動使用者的行動。並且如果使用者需要的話,在坐下來的時候也可以起到減少其下肢運動的作用。
主要創新點我們主要是考慮到老年人或者其他腿腳不方便的人群,在站起來的時候總是很費力;而且往往在坐下來的過程中也是一屁股就坐了下去。為了改變這樣的狀況,我們將人站立過程中的手腳並用,該為手起到主要作用,方便特殊人群。
推廣應用價值我們的社會對老年人的關愛漸見凸現,在這樣的背景下,對老年人日常行動的關愛也就更為重要了。而且對於特殊群體,比如下肢受傷,殘疾等等的人群,我們的設計也可以助他們一臂之力。方便了使用者日常行動,而且也減輕了子女或者看管人的看護負擔。這樣的話,他們坐下就不愁再站起來了。
2自動攙扶助步車
參賽學校:青島大學
參賽者:王新剛、曹志強、鄭虎階、徐晟、孫海峰,指導教師:師忠秀、龐嚴英
作品內容簡介本產品主要應用於腿部殘疾、腿部骨折處於恢復期的病人。主要運用了自動檢測和電器控制的原理;巧妙地將助步車和動力裝置結合起來,實現了動力助步;並添加了單片機系統、光電檢測裝置以及繼電器,可以自動檢測病人的行動意圖,並且實現了車隨人動。該車充分考慮了不同使用者的需要,設置了多種不同的工作模式;另外,本車增添了多處人性化設計及安全保護措施,結構簡單、操作方便、產品的可靠性高;創新地利用支撐板代替雙拐,這樣可以減輕病人長時間拄拐帶來的勞累;由於該車操作的方便性以及車身對人體的攙扶作用,病人可以獨立使用,從而大大減輕家人及護士的負擔。基本技術指標:1、整車指標:速度0~0.5m/s連續可調;電機:DC12V、46rpm、P=15W。電源:12V、14Ah;光電開關:檢測距離:0.1m/0.3m、DC6~36V。
主要創新點(1)系統能夠自動檢測人體的行動意圖並自動啟動相關系統進行動力助步;(2)本車實現了車隨人動,提高了使用者的方便性和舒適性;(3)本車實現了在一定范圍內的無級變速;(4)本車採用了多種工作模式以適應不同的使用人群;(5)獨特的控制電路大大簡化了控制系統;(6)多處人性化設計和安全措施,使本車更安全實用;(7)病人可以獨立使用,從而減輕了家人及護士的護理負擔。
推廣應用價值該車的應用前景非常廣闊,可應用於醫院的康復中心、也可提供給殘疾人使用、還可以應用於行動不便的老年人,用於攙扶助步。
3語音識別控制的多自由度欠驅動助殘機械手
參賽學校:上海交通大學
參賽者:李順沖、揚飛鴻、陳侃、黃俊傑,指導教師:高雪官
作品內容簡介為了盡量能使機械手與人手大小相仿,同時也為了體現欠驅動手的優勢,機械手將通過一個電機驅動,通過差分機構自適應地分配動力,差分機構與電動機可藏入手掌和手腕內。手指的結構:我們的機械州扒殲手共使用4個手指,分別為拇指、食指、中指和小指。除此枝拇指外,其他每個手指尺寸均相同,這樣就可以模塊化設計、加工,可以互換,也可以根據實際需要增減機械手的手指數。食指、中指和小指這三個手指每個手指都由三個指節組成。拇指結構與其他三指基本相同,但只有兩個指節。彈性推桿差分機構:由於只使用一個電機驅動各個手冊沖指,為了使驅動力可以自適應地分配到各手指,需要一套驅動力差分機構。我們的方案是這樣的。滑塊安裝於手掌內的導軌中,通過一個絲杠-螺母機構驅動,可以沿導軌做往復運動。滑塊與手指間通過彈性推桿來連接。在滑塊向前運動過程中,當各個手指沒有接觸物體時,彈性推桿不收縮,可以看作是一剛性桿,驅動各手指運動。
主要創新點所謂的欠驅動就是指機構的驅動數目少於自由度數目。我們的機械手就運用了欠驅動抓握原理,由一個電機驅動全部的四個手指(共11個關節)實現對物體的抓握,這種機械手在抓握時能夠很好地適應物體的形狀。機械手的大小與人手相仿,同一般的靈巧機械手相比雖然功能有所減少,但在同樣完成抓握動作的情況下,它的結構更簡單,重量更輕,體積更小。
推廣應用價值能夠採用語音進行控制的欠驅動機械手,操作簡單,使用方便,價格低廉,必然能為手部殘疾的人士帶來福音。
4多功能助食裝置
參賽學校:廣東工業大學
參賽者:陳其慶、陳志忠、劉智勇、賴錦濤、何影冰,指導教師:傅惠南、呂志強
作品內容簡介為了填補市場上並沒有靠用腳控制來實現進餐的器械的空缺,我們設計出本裝置,同一種動力輸入,輸出多種功能。由腳控制,能夠幫助進餐,翻書等功能。它由底座、支撐柱、桌面、轉台、遞送裝置、自動復原機構、翻書裝置和腳踏組成。助食的操作步驟有:1、對轉台控制腳踏施力,通過軟剎線傳動,驅動分度機構旋轉帶動餐桌轉動,實現食物選取;2、對遞送裝置的控制腳踏持續輸入動力,通過軟剎線傳動,令遞送裝置上的機械臂先往下擺動一定角度再下降到菜的位置;3、對夾子控制腳踏施力,控制夾子的張開與夾緊,使其夾住食物;4、緩慢撤消對遞送裝置的動力,機械臂回復到原來位置,實現送菜;5:對夾子控制腳踏施力,使夾子松開食物。翻書的操作步驟是:首先利用手臂中滑塊的直線向下運動使吸盤吸緊書,然後利用吸盤的吸力和滑塊向上運動使書提到一定高度,接著利用裝在轉台下的翻書桿和轉台的轉動使書翻過。
主要創新點(1)理念新:是獨特的靠腳控制進餐的新裝置。且同一動作輸入,輸出多種功能。(2)實現方式新:採用簡單的機構實現復雜的功能,結構巧妙,操作簡便,表現在:設計出僅由一控制項分時序控制兩個自由度動作的新機構,取代傳統的一個控制對應一個自由度的做法;採用轉台旋轉來食物代替傳統的用機械手選取食物;使用集夾菜夾飯兩個功能於一體的夾子,取代傳統的筷子和勺子;使用軟剎線傳動代替復雜的傳動機構;採用彈簧復原,實現一控制項控制兩個相反方向的運動。
推廣應用價值目前,市場上並沒有靠用腳控制來實現吃食物的器械,為了填補市場空缺,同時克服現有助殘裝置功能單一、結構復雜的缺點,我們設計出本裝置,用腳控制,不僅能夠幫助進餐、翻書、和練習玩打擊樂器等多種功能,而且結構簡單,操作簡便。它能幫助雙手殘疾人解決「吃飯難」和翻書難的問題,避免直接用腳吃飯和翻書的尷尬與不便,美化了他們的生活,以及豐富了他們的精神生活。總之,它的出現,將會為雙手不便利的人帶來了另一種新生活。
5基於角度主動控制的機械助殘腿
參賽學校:上海交通大學
參賽者:徐立文、盧天明、盧煒、袁興亮、毛文超,指導教師:殷躍紅
作品內容簡介現在市面上銷售的智能假肢大多非常昂貴,而且適應性和穩定性都不理想。對於原本就肢體殘疾且生活困難的殘疾人,他們更需要一種簡單易用價格便宜的假肢。我們的作品就是定位於給這個特殊人群提供的廉價,且相對功能強大的假肢。我們製作的是膝關節離斷的下肢,主要包括大腿,膝蓋,小腿。市面上被動的多軸假肢已經非常成熟,且有相對標准化的零配件。所以我們的作品即是在現有的成熟產品基礎上,添加電自鎖及自動釋放的功能。
主要創新點膝關節我們採用四連桿機構,可以非常逼真的模仿出人體膝關節軟組織的運動軌跡,並且在運動角度最大的軸上安裝電磁多片離合器,通過安裝在小腿上的壓力感測器,控制其開啟或閉合。當壓力感測器感覺到人體重量時,離合器閉合,關節鎖死,無法繼續彎曲,但通過軸上的單向軸承可以繼續伸直。當壓力感測器沒有壓力時,離合器打開,關節放鬆,同時由一根彈簧使小腿抬起一個小角度,假肢可以完成步行中的甩腿動作。這樣可以最大程度的改善假肢行走時的不自然動作,使行走姿態盡可能接近正常人。
推廣應用價值假肢的行走姿態最大限度地接近正常人運動,對於殘疾人輔助行走可謂意義重大,市場前景看好。
6全自動翻書機
參賽學校:海軍工程大學
參賽者:蘇傑、閻洪波、龍坤雄、侯文姝,指導教師:嚴承華、金傳喜
作品內容簡介本產品主要為不方便用手翻書的殘疾朋友設計。該翻書機由載書台、控制箱組成。載書台由電磁式書夾和載書板構成。控制箱由吸紙裝置、翻頁裝置(同步帶、同步帶輪、翻書棒)、電動機和控制電路構成。控制電路以AT89s52單片機為核心。工作原理:以順序翻書為例,控制腳動開關或聲控裝置,則右邊的書夾松開,吸紙裝置吸起書的一角,然後由同步帶的傳動帶動翻書棒翻起一頁紙,右邊的書夾合上。翻書棒將該頁紙翻到左邊時,左邊的書夾打開再合上,完成一次翻頁,裝置回到初始位置准備下次翻頁。反向翻書時,原理相同。本產品使用220伏交流電源即可。
主要創新點(1)吸頁裝置是根據流體力學的「負壓原理」,使用電腦散熱風扇製作出來的,效果非常好;(2)翻書棒的動作設計:使用同步帶傳動帶動固定在同步帶上的翻書棒平動,翻頁平穩,正反向傳動比較可靠;(3)在書夾的設計上妙地將夾子的機械部分和電磁鐵結合在一起,只需通斷電就可以控制書夾的開合,簡單好用;(4)相對於純機械的翻書機,該設計採用單片機控制,實現了自動化、機電一體化。殘疾朋友只需用腳或者其他部位觸動開關,即可完成翻書動作。
推廣應用價值第一、該作品可以實現自動翻不同大小,不同厚度的書籍。能夠很好地滿足雙手殘疾的人看書學習的需求。第二、該作品全部由簡單的零部件組成,加工工藝要求不高,且部分使用標准件,互換性好。第三,該設計成本低廉,廠家有一定的利潤空間。另外,該作品不僅可以供手臂殘疾者使用,也可以供那些因某種原因不方便用手的人使用,如因病暫時不方便用手的人。而且其原理可以推廣到翻譜、復印等產品里。因此該作品具有非常廣闊的應用前景。

2. 機械創新設計的方法都有哪些

創新設計的正常開展和完成,必須正確運用創新設計方法。常用的創新設計方法主要有下面幾種:
一、智力激勵法
智力激勵法又叫集思廣益法,它是由美國創造學家A.F.奧斯本提出的。人的創造性思維特別是直覺思維在受激發情況下能得到較好的發揮。一批人集合在一起,針對某個問題進行討論時,由於每個人的知識和經驗不同,觀察問題的角度和分析問題的方法各異,提出的各種意見能互相啟發,從而誘導出更多創意。通過激智、集智、交流,可實現創新的目的。智力激勵法可以通過召開會議,也可以通過信函、書面等形式,達到互相啟發、補充和完善見解,或發展為新的見解。
二、提問追溯法
提問追溯法是有針對性地、系統地提出問題,在回答問題過程中,便可能產生各種解決問題的設想,使設計所需要的信息更充分,解法更完善。提問追溯法提出的問題如下:
1)有沒有其他用途?有沒有新的用途?稍加改進有沒有其他用途?
2)能否借用其他經驗或發明?是否有相似的東西?是否有可模仿或可借用的東西?3)能否在結構、造型或其他方面變化一下?能否增加或減少什麼?能否加高或降低一點?能否加長或縮短一點?能否加厚或減薄一點?能否減輕或加重一點?能否擴大或縮小一點?能否重新組合或再分解?
4)能否用其他東西代替?能否用代用的原材料、半成品或其他的代用製造方法?
5)能否增加或減少功能?
6)能否在成本不變的前提下提高產品的性能?
7)能否採用廉價代用材料、簡化結構、使用簡單而高效的製造工藝、提高零部件的標准化程度來降低成本?
通過一連串從不同角度的發問,可啟發思維,提出新的設計方案。
三、缺點列舉法
運用缺點列舉法始於發現事物的缺點,挑出事物的毛病。在明確需要克服的缺點後,有的放矢地進行創造性思考,並通過改進設計去獲得新的設計方案。例如,一家生產汽車喇叭繼電器的小廠,為了改變產品銷路不暢的被動局面,廠長和技術人員、銷售人員一起對有關產品進行分析,在廣泛收集用戶意見的基礎上,分析產品的缺點,然後針對缺點採取各種不同的措施,改進了原有的產品,很快打開了銷路,銷售量一年內便增長了一倍。
四、希望點列舉法
希望點列舉法從設計者(發明者)或用戶的意願出發提出新設想、新要求,從而激發人們去開發新產品或改進原有的產品。例如有了黑白電視機,還希望有彩色的、遙控的。又如人們希望在給別人打電話時不僅能聞其聲,而且能見其人,為適應這種要求,開發了可視電話。
希望點列舉法與缺點列舉法都是將思維收斂於某「點」,然後發散思維,最後又集中於某種創意。但希望點列舉法比缺點列舉法涉及的目標更廣,而且更側重自由聯想。
五、聯想類比法
聯想是由一個事物想到另一個事物的心理過程。對應聯想由一件事物聯想到與其對立的另一事物。例如由小想到大,由集中想到分散等。要增強聯想能力,必須注意增加知識和經驗,不但注意吸納本專業及其他專業的學科知識,更要重視參加各種實踐活動。利用聯想進行發明創造是一種常用而且十分有效的方法,很多發明家都善於聯想,也得益於聯想的妙用。例如,貝爾發明電話,開始沒有成功,以後從吉他的聲音中想到了共鳴原理,改進了裝置,才使電話發明成功。又如布拉特從看到蜘蛛織網聯想到可以從上到下造橋,從而發明了吊橋,突破了傳統的造橋模式。
聯想類比由一事物或現象聯想到與其有類似特點(如性質、外形、結構、功能等)的其他事物或現象。例如,由水波想到聲波、光波;由水波可出現干涉現象,想到光也有干涉現象等。
六、反向探求法
反向探求將人們通常思考問題的思路反轉過來,從背逆常規的途徑探尋新的解法,因此反向探求法亦稱為逆向思維法。例如在鎢絲燈泡發明初期,為了避免鎢絲在高溫下的氧化,需要將燈泡內抽真空,但是使用後發現抽真空後的燈絲通電後仍會變脆。為了解決這個問題,當時多數人的意見是繼續提高燈泡內的真空度。而美國科學家蘭米爾卻應用反向探求法提出向燈泡內充氣的方法,他分別試驗了將氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳氣、水蒸氣等充入燈泡,試驗結果表明氮氣有明顯的減少鎢蒸發的作用,可使鎢絲在其中長期工作,因而發明了充氣燈泡。又例如:化學能為什麼不能變成電能?聲音既是振動,那麼振動為什麼不能復現原聲?根據這些反問,相繼發明了電池、留聲機。
七、組合創新法
組合創新法是將現有技術或產品通過功能、原理、結構等方面的組合變化形成新的技術思想或新產品。組合法的優點是組合形式多樣,應用廣泛,便於操作,經濟有效。組合創新法應用的技術單元一般是已經成熟或比較成熟的技術,不需要從頭開始,因而可以最大限度地節約人力、物力和財力。在當代社會生產和生活中,存在著大量已經開發出來的技術,只要合理組合,就能創造出適合需要的技術系統。例如,美國的「阿波羅」宇宙飛船由700萬個零件組成,但沒有一個零件是新研製的,用這些已有的零件組合出把人送上月球又重返地球的神奇系統。同樣「阿波羅」宇宙飛船技術中的全部技術都是現有技術的組合。
組合創新法的類型很多。常用的有性能組合、原理組合、功能組合、結構重組、模塊組合等。雖然組合創新法所使用的技術是已有的技術,但適當組合後,同樣可以做出重大的發明。

3. 照明設計理念、方法等的創新點有哪些

⑴、堅持「環保、低碳、科技、人性」的照明設計理念,選用低耗能的照明產品,恰當的表達夜景,並不對人造成任何不舒服的眩光干擾。
⑵、通過對景觀構造、步道、人行橋、水景、植物等的照明位置、亮度及光色控制,形成水中、地面、空中三維統一協調的夜間照明效果。
⑶、所有照明產品均與環境相融合,除了景觀燈柱及步道燈,其它燈具都融合在環境中,同時保證了白天和夜間效果。
⑷、在光的方向及強度控制上,選用合適的燈具配光曲線,對光的控制更加高效。

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