助老助殘機械創新裝置

A. 對於第九屆全國大學生機械創新設計大賽有什麼好的建議

第九屆全國大學生機械創新設計大賽（2020年）的主題為「智慧家居、幸福家庭」，主要包括助老機械和智能家居機械，不管選哪一類，機械結構要新穎不繁瑣、選材要合適、傳動要可靠。站在使用者角度去構思（滿足人機工程學）。充分考慮使用過程中會出現的各種問題並做相應的保護處理（滿足安全性）。在滿足使用性、安全性、新穎性後對機械裝置植入人性化的智能控制系統，實現物聯網，可遠程監控及操作。不要束縛自己的想法，有了好的構思就去逐個實現並不斷完善。自己把主體思路理順後，可邀請有經驗的老師、同學參與評審。在評審過程中記錄大家提出的疑問，並仔細考慮，不能人雲亦雲，要保持「初心」，也不能聽不進好的的意見。好的機械設計都是在不斷的完善後得到的。希望對你幫助。

B. 為什麼駐車制動系一般採用機械式傳動裝置

這是因為機械式的駐車制動更加可靠，故障率更低。另外，國家對汽車制動這方面是有相關規定的，必須有機械式的制動系統。

C. 配電裝置機械聯鎖裝置為什麼不能採用鋼絲

配電裝置機械聯鎖裝置為什麼不能採用鋼絲？是你想得「過多」了，配電裝置中機械聯鎖裝置有一個先決條件就是只能讓其中之一連接導通，這就要求兩個連接觸點之間為鋼性連接，當其中A點接通時，B點要是一定斷開的，而當需要B點接通時，那A點一定要是斷開的。所以A、B兩個連接點需要是鋼性的，以保證其動作的一致性，當需要從A連通變成B連通這個動作時，B連通則A是要回位到斷開壯態。反之一樣，當需要從B連通變成A連通這個動作時，A連通則B是要回位到斷開壯態。如果A、B之間用鋼絲連接，這就是所謂的彈性連接，不能保證A、B兩個連接的動作一致性，而起到機械聯鎖的作用。用兩個小汽車拖車來解釋就一目瞭然了，假如B小汽車壞了，需要A小汽車幫助拖到修理廠，假如A小汽車用一根軟繩或鋼絲繩拖，是很容易出問題的，因為A、B之間是彈性連接而不是鋼性連接，這是因為當A小汽車前面遇到什麼問題剎車時，B小汽車沒有鋼性機械聯鎖，還會繼續前進。而假如A小汽車是用一根鋼管拖B小汽車的話，遇到剎車時，A小汽車與B小汽車是鋼性的機械聯鎖了，B小汽車也會停下來，從而保證兩個小汽車的安全。這就是機械聯鎖裝置的相互保證安全意義所在，而用彈性連接則起不到這個機械聯鎖裝置的作用，那就完全失去了這個裝置的意義。

D. 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。

E. 機械應急啟泵裝置的設置規定有哪些

消防水泵控制櫃應設置機械應急啟泵功能，並應保證在控制櫃內的控制線路發生故障時由有回管理答許可權的人員在緊急時啟動消防水泵。機械應急啟動時，應確保消防水泵在報警後5min內正常工作。

上述規定為強制性條文，必須嚴格執行。壓力開關、流量開關等弱電信號和硬拉線是通過繼電器來自動啟動消防泵的，如果弱電信號因故障或繼電器等故障不能自動或手動啟動消防泵時，應依靠消防泵房設置的機械應急啟動裝置啟動消防泵。

當消防水泵控制櫃內的控制線路發生故障而不能使消防水泵自動啟動時，若立即進行排除線路故障的修理會受到人員素質、時間上的限制，所以在消防發生的緊急情況下是不可能進行的，為此上述規定使得消防水泵只要供電正常的條件下，無論控制線路如何都能強制啟動，以保證火災撲救的及時性。

該機械應急啟動裝置在操作時必須由被授權的人員來進行，且此時從報警到消防水泵的正常運轉的時間不應大於5min，這個時間可包含了管理人員從控制室至消防泵房的時間，以及水泵從啟動到正常工作的時間。

消防水泵及控制櫃示意如圖4-35所示，機械應急啟泵裝置如圖4-36所示。

圖4-36機械應急啟泵裝置