A. 医用棉签卷棉机设计，要有机构的运动方案.和总的设计图（原动件 传输装置，从动件一起连的）和尺寸计算
一、设计题目
医用棉签卷棉机的运动方案及机构设计
医院应用的棉签日耗量很大，以往均由医护人员在值班间歇中用手工卷制，工作量很大，拟用机器代替手工卷制棉签。
二、原始数据及设计要求
(1)棉花：条状脱脂棉，宽25~30 mm，自然厚4~5mm。
(2)签杆：医院通用签杆，直径约3mm，杆长约70mm，卷棉部分长约20~25mm。
(3)生产率：每分钟卷60支，每支卷取棉块长约20~25mm。
(4)卷棉签机体积要小，重量轻，工作可靠，外形美观，成本低，卷出的棉签松紧适度。
三、工艺分解与方案设计
按照医院用棉签的手工卷制方法，应有取棉、揪棉、取签、卷棉四个动作。用机器卷制棉签时，仿照手工方式进行动作分解，可粗分为：定量送棉、压(夹)棉、揪棉、送签和卷棉等工艺动作。下面就依此工艺动作为例，介绍构思机构方案的过程。
1．送棉
将条状棉通过机构定时、适量送入压(夹)棉、揪棉机构。输送的对象是柔软的棉花，如果采用直线送进方式，则送棉机构必须有持棉和直线、间歇、定长送进等功能。持棉的方式可用带刺构件走直线轨迹段时把棉条拉向前进，定非直线段时从棉条中退出；也可如图2．37所示用两滚轮压紧棉条、对滚送进等方式。前者在带刺构件脱出时，要把棉条压住；后者要实现间歇送进，需与间歇运动机构，如棘轮机构、槽轮机构或不完全齿轮机构等连接。实现间歇运动的机构还有不少图例，见附录三。
2．揪棉
用手工方式揪棉时，首先要用两只手的拇指和食指分别在两处捏紧，然后相对拉扯，揪下定长的条棉。用机器实现这个动作时，可将条状棉的原料端压紧在固定面上，然后在另一端既实现压紧又实现拉扯动作，前者称压棉动作，后者称揪棉动作。实现这些动作的机构必须有以下几个功能：
图2.37 滚轮送棉机构
(1)完成压棉动作的机构，其压头对条棉有一定的压力，并且要将压力保持一定的时间，使
揪棉时，压头下的条棉不致滑移；
(2)完成揪棉动作的机构，其压头一方面有压紧条棉的功能，又要使压头在保持压紧力的状态下有向某个方向运动的可能，以完成揪棉动作；
(3)采用适当的压头形式，使条棉容易揪断；
(4)条棉厚薄不匀时，机构能自动调整压紧力，或者揪棉时发现压紧力不够，要能加以调节。
图2.38、2.39中介绍了几种实现压棉和揪棉动作的机构。图2．38中的凸轮1是主动件，构件3由凸轮带动实现压棉动作，并依靠凸轮轮廓的圆弧段使压紧状态能保持一定时间。图2.38只实现压棉动作，c、d中的构件5、 6同样在凸轮带动下将条棉4压紧，并实现揪棉动作。图c是靠5、6对滚揪断条棉，图d是5、6压紧后一起下沉，将条棉揪断。图2.39所示为实现揪棉动作的机构。图2.39a所示爪轮1上的爪2转到与支承在弹簧5上的滚轮3压紧条棉4后，爪轮继续转动并压缩弹簧5，使条棉受到的压紧力增大，当转过一定角度时，条棉被揪断。当轮爪与滚轮分离时，被揪下的棉块落入下面的导棉槽中，待签杆来卷，此时，滚轮在弹簧力作用下恢复原位，进入下一个工作循环。导棉槽的形状有圆弧形和直线形两种，其作用是保证签杆与揪下的棉块相遇，并保证卷棉时棉签头部卷得圆滑，棉卷有适当的松紧度，即卷棉时导棉槽要给棉块以适当的阻力。导棉槽由设计者自行设计。
图2.39b中，嵌入两爪轮1和3的两块橡胶块2相遇时，将条棉4夹在其间，靠弹性压紧，继续转动时，搞条棉揪断。
图2.39c是由两条齿形带1和带轮3组成。当齿形带紧边的外凸部分相遇时，夹紧条棉，在继续运动中揪断。
（a） （b）
（c） （d）
图2.38 实现压棉和楸棉动作的机构
（a） （b） （c）
图2.39 实现楸棉动作的机构
3．送签
在揪下的棉块落入导棉槽后，将签杆送至导棉槽上方与棉块接触。要使一堆签杆分成一根一根送至确定位置，有不少办法，常见的方法是将一堆签杆放入漏斗状的签箱1中，如图2.40所示。由漏斗口限制签杆2只能一根一根地通过，再由漏斗口下的输送构件3签杆一根一根地送走。为防止斗内签杆相互挤卡住，所以可设法使漏斗振动，或用其它方法使斗内签杆获得松动的机会，从而使签杆能顺利地漏出斗口。
图2.40 签杆分送装置
4．卷棉
将签杆送至导棉槽中与棉块相遇时，签杆随即作自转，将棉块卷上签杆；或使签杆一边自转、一边沿导棉槽移动完成卷棉动作。图2.40所示机构即是实现后一种动作形式的方案。图2.40a为签杆2由漏斗形签箱漏入卷轮3的槽中以后，即被轮3带离签箱，进到与静止摩擦片4接触后，在摩擦力作用下签杆一面前进，一面自转，此时签杆外露在卷轮外的头部(约长25mm)与导棉槽中的棉花相遇，且有一定的压紧力，从而完成卷棉动作。图2.40 b是用有槽的带3分取签杆，5为静止摩擦片，因为带是挠性体，所以下面用托板7支承，使签杆能与板5压紧，产生摩擦而自转。
5．方案总成——总体布置
实现各工艺动作的机构方案选定以后按照操作方便，运动链短，调整、维修方便，体积小，外形美观等要求合理布置各机构的位置，称为总体布置。
因2．41所示为一种布置方案。送棉机构(Ⅲ)采用槽轮机构1-2和辊轮3—4串联；选自图2.38b的凸轮机构(Ⅱ)实现压棉动作；机构(Ⅰ)选自图2．39a，它实现揪棉动作构件5为导棉槽，送签和卷棉动作是由机构(V)(选自图2.40a)和导棉槽5共同实现的；机构IV是由凸轮盘7和签箱6组成的凸轮机构，使签箱振动。各机构主动轴之间用齿轮或链条传动连接，保证送棉一次，揪棉一次，卷签一个。
图2.41 卷棉签机机构布置方案
机构的主要参数大致选取如下：槽轮机构用单销四槽，中心距约50 mm；辊轮直径根据送棉长度和辊轮转角确定，约取直径D＝30 mm；凸轮机构的升程，根据条棉被压紧后的厚度再加调压结构裕量选取约10 mm，凸轮轴径取d＝12mm；机构I中爪轮的直径根据楸棉动作的转角和行程长度决定，建议取60 mm；取各机构主动轴间齿轮的传动比i＝1，m＝1~1．5mm，中心距60mm。
四、设计步骤
1．方案设计和总体布置
大体思路已如上述，某些细节和机构的选择尚需设计者深入构思，分析优缺点后确定。总体布置和大致尺寸确定后，也许尚有不合适的地方，需重作调整。选择方案时要注意：
(1)传动路线要简短，机构要简单。
(2)采用的运动副形式要适当。尽可能优先采用结构简单、制造方便、效率较高的转动副。
(3)传力性能好。
(4)制造容易，装配方便。
此外，特别要注意机构执行构件实现的工艺动作是否优质、可靠。
2．绘制机构总体布置简图和运动循环图
为了使工艺动作协调配合，并尽可能选择更合理的参数，必须在作机构具体设计前，合理地规定各机构执行构件开始运动、实际工作和终止运动的时间(或相应机构主动件的位置)，即编制机构运动循环图。
例如图2．41所示方案，以凸轮轴转一周为一个周期，即完成一次卷棉签的全部动作。图2．42即为其运动循环图。图2．42a中的线图 为凸轮机构(Ⅱ)中推杆的运动线图，其中约60º的区域是实际工作(压棉、保压)段。在 线图下面的表中，仅列出了各机构执行构件实际工作区段的位置，称为直线循环图。图2.42b所示为圆循环图。
图2.42 卷棉签机运动循环图
3．机构设计
根据运动循环图确定各执行构件的运动规律，定出相应机构主动件的运动角，再根据总体布置允许的空间尺寸等条件确定某些必须由设计者确定的构件尺寸，并设计各机构。因为各机构型式的选择取决于揪棉的方式，所以应首先确定揪棉机构，然后再设计送棉机构或送签机构、导棉槽和卷棉机构。
4．运动和动力特性分析
根据设计结果，作必要的运动、动力特性分析和检验。
5．绘制机构系统的运动简图
6．整理说明书
设计说明书中应包括设计题目、原始数据及设计要求、方案设计和选择的论证、机构运动循环图、机构设计参数的选取和计算结果(用图解法时保留作图辅助线，用计算机辅助设计时要有机构运动简图、数学模型、标识符说明表、计算程序框图、打印的程序及运行结果)以及对设计结果的评述。
51工作量建议
本题设计时间为2周。每人完成2号图纸一张，内容为机构运动简图和运动循环图；3号图纸一张，内容为方案中某一机构的设计图(保留作图辅助线)；某一机构的计算机辅助设计，计算程序框图，打印程序及计算结果；说明书一份。
B. 设计布料厚度测量装置
一种是将电容器中间通过布料，以固定电感或×××产生振荡，根据振荡频率的不同，来判别布料的介电常数。
因为环境温度、湿度、机械位移、变形等等都影响测量精度，通常要采用差分方法测量，在一定程度上稳定测量结果，这就有两种方法改进，一种是将上面的方法增加比较电容；另一种方法是用固定振荡频率的功率信号驱动两个电容传感器，以它们的差动输出为准。
以上都是40年前的基本常识了。
本科评估专家，以上解释虽然不严谨，还通俗吗？
整改要求：
首先，立即撤销校内的各种非重复使用的宣传条幅，上级检查的是实际的教学水平，看见这些一次性宣传物就知道你们在挥霍社会资源，对于提高你们教学质量没有实际意义，以国家投资为主的学校尤其要注意纠正这些错误行为。
在大型建筑物外墙巨幅喷墨打印通幅标语、校园道路遍布悬挂的条幅、各学院与基层教学部门内部的大面积喷墨打印宣传栏、人手一册的相关印刷品与教学质量没有直接和必然的联系，看着这样大规模挥霍社会资源，不心痛吗？
提倡各种可重复使用、可改写的宣传方式，电子报纸就是创新的显示技术，应实用化，向党和人民汇报工程化的能力。
电子显示屏是成熟的技术，不应向市场采购，应由各校自行装配、编写程序，由学生亲自完成，所有图纸、程序等等，都在校内存档，在校学生能免费查阅，为今后的维护提供平台。
大力压缩纸质不可改写硬拷贝教学科研档案，保护环境，节约开支，减少管理人员编制，有效使用教学建筑面积。
现代数字摄影器材价格低廉，文字识别软件完善，理应优先采用，应减少传统复印机的使用量，尤其是A3幅面的复印价格过高。
建立海量存储硬盘系统，提倡评审专家远程调阅各种相关资料，现代调阅方式不运用接待人员，不为被检查单位察觉，调阅量大，可以真实反应实际水平，不干扰学校的正常教学、科研活动，无需警车开道，封锁道路，反对蜻蜓点水方式的检查。
提倡专家通过互联网视频检查课堂教学实况，可以突然提出问题，使被检查单位猝不及防。
对于接待专家的车辆座位后面的网兜破损部位，要织补、编织修复。
从****引进了高频功率放大器教材和实验装置，***的体会是，在本科学习期间，摸索了几节实验课，都难以产生像样的输出，而当输出波形一出来就立即将3DG12中功率管烧毁。
所以，文化大革命期间***按照国外线路仿制电子管无线电台成功，***。而***的体会，是在电子管高频放大器中即使电子管的自身功率消耗大而使屏极镍板烧红（俗称屏红），工作仍然很正常，当年***就专长于此；而固体高频放大器——晶体管、半导体高频功率放大器，在功率管功率富裕量很大的条件下，效率很低，莫名其妙地就烧毁功率管。
即使是采用外国线路，使用进口金属陶瓷高频功率管的国产军用电台，也有类似问题。
现有的国内外教材和专业书籍，都没有具体的解决方法，相关的内容都是雷同。如今从保安的对讲机到民众的手机、以及热炒的无线标签高频读写卡、军用通讯电台，其中的射频功率芯片都是进口的，其理论和工艺诀窍别人不告诉你。
本人设计、制作的多种半导体高频功率放大器教学装置，已经在对学生实际教学实践应用过，在装置上（其原理和设计与调试方法未介绍）完全解决了以上疑难。因为***年以来，就坚决**本人使用计算机，本人就无法将这些手写的资料变成电子文档形式公开（本人现在使用的计算机是个人的）。本人设计、制作的高频功率放大器教学装置，为了直观，避免学生调整时损坏磁芯，尽量不使用封闭的线圈而多采用陶瓷骨架，该陶瓷骨架生产企业：江西景德镇原四机部（无线电工业部）999厂、897厂。而超过1000只到2000只，包装容器体积40厘米乘以40厘米乘以80厘米，这些陶瓷骨架被***下令***销毁，尚存的部分被***销毁，其直接经济价值就超过了***的数额。
本人以上工作的核心意义，在于有精准的各种测试方法，可以用规定的步骤，对电路的各个参数和工作条件，用普通仪器测试和调整，都是有序的，可测的，有图形可以对比的，而通常所说的高频电路分布参数复杂、高频电路性能取决于结构形状的流行说法是没有真实认识的体现。
现在流行的电路仿真软件和集成电路设计软件，并不能真实反应实际电路的工作状态，尤其是高频、高速条件下的仿真，要有正确的电路测试和调整依据，才能通过改变集成电路版图和半导体工艺来制作最佳的射频集成电路。
本人希望有人能免费将这些手写的资料变成电子文档形式公开。
在2007年全国大学生电子设计竞赛中的无线射频识别题目，本人指导的参赛选手就采用分立元器件的无线发射和接收电路；而附近的***指导的参赛选手，都采用进口无线模块，而全军覆没。
本人在***的时候，就独立设计了机电类产品，面向全国销售，当时的同事就知道本人能从许多方面来说明一个设计的依据，特别是为什么要这么作，具体的细节，在工程技术上有很强的语言表达能力，严谨的构思，精准的手工工艺，***。
本人在二十多年前打破了教师照本宣科教育方式，而是由学生随机任意提问题，然后共同来解决，因为本人通常都没有实验室工作条件，就由本人来个全面回答。
***系的学生在上实验课、作毕业论文的时候，都喜欢本人现场解答问题，本人立马就能解决困难，对于本人无准备的问题，大部分是能用连珠炮的速度，准确回答，也就是这种对教育负责的立场，独到的能力，引起了****。本人自费制作的精致教学装置，本人免费赠送，***。
例如****他在本科实验的时候，老是烧毁三极管，其他***就取笑他，羞辱他无能；本人路过，就口头指导这两个学生，当场找出了原因，动手的都是学生；而实验的线路，是他们自己从互联网上挑选后下载的，本人事前不知道，而他们的电路搭建无错误，问题在于对电路的认识能力和调试技巧，书本上和网上没有相关内容。
这就是准确地把握、使学生醍醐灌顶（tí hú guàn dǐng）、茅塞顿开的能力，使他们对上课内容的理解很透，境界很高，即使是一个基本概念的讲解，都会让你有大开眼界、恍然大悟的感觉。
现在，仅仅就***而言，就对于最基础的一个三级管电路设计能力，无人具备，历史上过去也没有人具备；对于外行来说，误以为是夸张不实，而对真正具备能力的人员来说，就这不超过10个小元器件，在低噪音、低功耗、开关状态、小电流开关、大电流开关、高速开关、低速开关、高频小信号、高频高效率大功率、高电源电压、低电源电压、交流耦合、直流多级耦合、复合无源逻辑运算、积分阻塞处理、微分处理技巧、瞬态响应、极端温度环境、频域特性、高可靠等等，其设计和调试技巧相当丰富，也是基础中的基础，没有公开的教材。那种开口说自己设计的电路是多少dB，实际上增益、噪音电平与许多取舍有关。本人擅长此道，学生一但提问，我的回答就滔滔不绝，口若悬河，连珠炮地疲劳轰炸，在那个年代都是稀缺的。而在***
从国家的根本利益出发，本人从***开始到***，就长期、频繁地进入学生宿舍、流连于实验室，对学生进行免费辅导。例如，可以向***调查，他的体会是在即将毕业前，切实体会到，不具备解决实际问题的能力，期盼着有相关的书籍，在网上和图书馆就是找不到，本人在规定了政治问题，纯数学问题不能问以外，本人在马路边，学生宿舍，用几个月时间回答了他提出的大部分问题，并且当场用书写作了具体的说明。
又举一例，***，在做挑战杯实验的时候，无法***，在他准备放弃的时候，本人在当年假期一个月的时间内，基本上每天早、中、晚三次进行指导，在本人不具体动手操作的情况下，他实现了预期的目标。在本人工资600元的时候，还出题目，提供硬件，促使他完成图像处理的应用，并且在****的背景下，本人指导他撰写了专利申请文件，本人出资申请了相关的发明专利，现在已经进入了实质审查阶段。由于他的微小撰写错误，本人根据审查员要求，作了修改。
本人从***开始到***，一直都在没有***的条件下工作，克服难以逾越的人为障碍，默默付出，工作认真负责，最踏实，忍耐力最好，我的精神没有被摧毁，倔强、顽强、坚忍不拔，自己长期购买基本的维修器材，这就是忠于教育事业的体现，
本人来举几个例子；本人曾经考查过各校采用***生产的***实验装置的情况，反映普遍不好。本人在做了硬件修改的同时，也指导过***大学的通信实验室实验员，现场演示了正确的波形同步方法。其实，在数字电路基础实验也一样，自行改装示波器，或者自制示波器，才能改进波形同步的效果。
对于普通的数字电路、逻辑电路实验，电平幅度基本可以直接偏转阴极射线管，无需放大，应连同示波器一起自制教学装置。
对于数字电路教学实践的经验，特别是对现代通信教学的体会，就是对于眼图的观测同步操作要有独立设计的硬件同步电路支持。
对于帧同步信号，对于各种帧的模拟调制和数字调制的同步，就是其具体的体现。
在现代通信的调制过程的同步和解调过程的同步效果，就直接影响到学生对现代通信原理的感性认识；而调制和解调之间的相位、延时与信道条件等是一个不确定的参数，要准确地同时显示出在同步条件下相互之间的逻辑关系，就要自己亲自动手设计和制造，目前还没有现成产品可以直接利用吧？
而且，要向学生提供电子格式的全部设计资料，调试经验，元器件数据，装配图，波形图，采购、加工地 点与方法、工艺、价格，为学生青出于蓝而胜于蓝提供平台。
一种教学方法，是电路主要的元器件数值可以独立线性改变，而不是用鼠标去点击拉动。例如考试中要能按照预测方向计算出相关数值，并且用公式计算，能改变眼图的形状和验证。美国麻省理工学院的教材都在网上公开了，仅仅是以此考试合格，那是系统集成的熟练好手，不是从底层基础出发向他们叫板的高手。
教师教学质量的一个检验方法，就是在课室外和实验室外，以当前的教材出考题，你就将这个元器件的最大、最小值范围给说一下，还有计算依据？
国内外的一个共识，就是，在世界领先的研究中，要有自行制造的当今独到、顶级仪器、设备；依靠市场上现有商品化的仪器，是不能与竞争者拉开距离的。先进国家的科技水平背后，就是先进的实验设备的支撑。
现在中国的高校，绝大多数教师都没有制造优于市场商品仪器的能力，一但报出采购仪器的计划，各路供应商蜂拥而至，被人膜拜的感觉真是爽呀，颐指气使、趾高气昂、狐假虎威的同时，还有***。
本科评估的一个标准，就是教学仪器的自制率，教学仪器的设计图纸，工作原理，测试数据的完整性和公开性，相对现有商品仪器的技术先进性，教学的直观性。本人自制的仪器，具备可靠性、维修性、检测性和保障性。
对于教师和实验室人员的一个考核标准，就是能自行维修实验室的供水、排水、供电、家具、门窗、照明、锁具的综合后勤能力。如今教师连一点小事，就打电话把维修工招来，消耗了大量的社会资源。这点小事都做不了，何谈设计制作教学仪器？换个灯管，也要电工证书吗？就去考个证书也轻而易举吧？ 这个一专多能挺容易的。
中国的教育要始终为无产阶级政治服务、与生产劳动相结合、以政治和经济建设为中心，以国家的根本利益为中心。
在此提出***的几项不足轻重的整改工作任务：
校园的各种可拆卸路障的基座改为内藏式，全不锈钢结构，例如有不锈钢内膨胀螺丝标准件可以采用，现在人造金刚石钻套已经普及和标准化，这种锁具的设计和制作不难呀。这么多年来，校园内的可拆卸路障的基座高于地面，用强度不足的碳素钢制造，被机动车辆碾压解体后反复修补，外观歪歪扭扭，锈迹斑斑，费用早就超过了全不锈钢结构，打下地面的普通膨胀螺钉寿命短，强度低，不可重复使用。
一些基座是空心的，儿童的脚一旦踏进去不就别断了？
***可以检验国家教育部对祖国的忠诚程度
***的****频繁采用含铅的涂料涂布，污染校园环境，要求重新设计。
高等院校校方拥有的计算机是国家财产，不能专门配给合同工打游戏；教学建筑内的室内是教学场所，不能免费向合同工提供，用于收藏其个人收集的可变卖的回收物质；教学大楼内不能允许非校警队职务人员的合同工住宿，特别是同居，尤其是内部杂乱，窗帘邋遢不堪，在高等院校里面成何体统？教学、科研建筑物内的办公用品报废、纸张等可变卖物质的收集与处理，应由在学学生承包，由校警队管理各大楼的可回收物质进出，不能个人非法占用；各教学部门的文件收发、办公室清洁，因由该部门编制内人员办理，这是本职工作，确实因为人手不足，应由在学学生、离退休人员承包，大量招聘勤务合同工，是腐败的体现。