装置的创新设计方案

① 针对一种材料成型工艺技术,提出两种创新改进方案

摘要 1.搪塑成型工艺

② 500米口径球面射电望远镜的设计方案

1995年10月，在贵州召开了一个国际会议，段宝岩院士提出一种全新的500米口径球面射电望远镜设计方案，即用六根大跨度柔索，牵引馈源舱做高精度三维扫描运动，与美国305m口径的天线相比，重量由1000吨降至20吨。这个设计新方案被国际同行们激动地称为“变革式的创新设计”。
因为这还只是方案与理论设计，实际工程中究竟行不行，其实他也没把握。后来，在国家自然科学基金面上项目与重点项目、北京天文台、中科院知识创新工程等项目的资助下，段宝岩带领的团队，先是建了大射电望远镜的5米模型，接着在沙井村建造50米试验天线。后来，又在西安电子科技大学南校区建造了可实现更多功能的50米试验天线。
如今，500米大射电望远镜项目得到了国家大科学装置项目的支持，正式在贵州启动。在馈源支撑方面，段宝岩及其团队的前期研究工作，为这一工程起到了重要支持作用，重点解决了舱索柔性结构的精确力学建模和仿真，舱索柔性结构的控制，以及粗精两级调整系统的动力学耦合与复合运动控制等问题，实现了毫米级的动态定位精度。
“为这个口径500米，迄今为止世界上最大的单口径射电望远镜做的前期工作，只是我们结合实际工程开展研究的一个具体事例。我们的团队，很早就有重视硬件、重视项目和工程相结合的优良传统。”段宝岩说，“后来，我们又和南京14所搞雷达天线系统的CAD软件平台研发，以及和西安39所开展大型天线合作，直至最近应用到嫦娥一号、嫦娥二号卫星的40米口径天线，还有将用于4亿公里之外火星探测的位于佳木斯的65米口径天线，都是实实在在的具体工程，都必须出东西、见实物。” 在谈到做大工程、大项目的成功体会时，段宝岩说：“我们在科研上始终坚持两个面向：一是面向国家重大需求。没有需求、不结合应用，科研就没有生命力，也就没有了实际意义。二是面向国际学术前沿。团队中的每一个人，包括博士生，都必须确立出了校门就是国门的观念。学者的研究成果代表的不仅仅是个人，是要到国际学术界立足的。”

③ 机械创新设计都有哪些原则

机械创新设计的原则：
(1)科学性原则
设计方案是某种或某些科学技术原理的体现，因此，任何设计方案都不能违背科学技术原理。
违背这一原则的设计以“永动机方案”为最典型。自古以来，有无数发明家绞尽脑汁地设计了一个又一个永动机，但都因直接违背能量守恒定律而徒劳无益，没有任何结果。设计方案除了不违反科学原理外，还应能达到预期的性能。大多数发明的目的都是要超过已有技术。
如果效果并不那么理想，该发明也就失去了存在的意义。因此，多方面地对设计的技术性能进行论证很有必要。
例如，有人曾设计出一种“液压传动和变速的自行车”。他的目的是使车子骑起来更为轻快和灵便。这就要有一个前提，即液压传动系统要与链条传动的效率相近或更高。但是如果认真进行核查的话，我们就会发现事实正好相反，在功率传送上液压传动的效率较低，因此该项发明的预期目的很难实现。
对于一项本身作用原理没有问题的发明，还应考虑它在制造过程中是否存在特殊的困难。假定你想发明一种“扑翼式人力飞机”，如果你的设计有赖于一种极轻然而又很坚固、弹力又极好的材料，大概就有问题了。你必须首先调查一下你所需要的这种材料目前是否可能制造出来，然后再去考虑你的发明是否有意义。
另外一个必须考虑的问题是，你设计的东西如果如愿以偿地制造出来了，在实际使用中是否会遇到特殊的困难。
例如，一种像帆船那样由风驱动的运输车辆并不是制造不出来，但是如果我们真要使用这样一种“风动车辆”，就会遇到许多麻烦。我们必须在很窄的道路上行驶，然而，陆地上的风远不像海上那样稳定，因此，我们的车辆就会陷入时快时慢、时走时停的状态。这在公路运输上是不能允许的，会大大妨碍其他车辆的行驶和安全。
(2)独特性原则
创新设计者往往别具匠心，常常以不同于一般设计师的方式提出一些奇特的构思，使技术方案具有突出的实际效果。
例如，转子发动机的设计，磁悬列车的设计等，都是别具匠心的设计。
出色的设计往往具有独特的构思，但独特的构思未必能成为有实际效果的为人们所急需的产品。例如，有人曾设计了一种“能喷水的闹钟”，他用喷头射水代替铃声来浇醒沉睡的主人，但是，这样的设计由于人们不那么需要，所以很难商品化。
(3)求优性原则
要想直接估计出一项设计的实用价值是十分困难的。实际上，人们往往采取比较法来进行估计，也就是将新方案的可能效果与那些要解决同样问题的全部已有技术相比较，看它是否处于比较优越的地位。
一般说来，追求完全相类似功能的不同技术是可以进行比较并分出优劣的。例如，爱迪生设计的碳钮电话话筒与原来贝尔所用的液体变阻器话筒是两种技术，但它们所要达到的功能完全相同，即把声音变成相应的波动电流。在这种情况下，人们可以清楚地看出，前一种技术比后一种更为简单、方便、耐用，明显优于后一种。实际上，贝尔公司很快就买下了爱迪生的专利权。
想出一个优于已有技术的设计方案当然是很值得高兴的事，但是，我们也应该意识到，技术在不断发展进步，新的设计也会层出不穷。因此，我们还必须考虑可能出现的其他种种技术方案，考虑到各种可能的改进方案，这样才能使自己的设计在稍长的时间内处于相对最优地位，在较长时间里保持其使用价值。从中可以看到，创新才是技术设计永保青春的秘诀。
(4)简捷性原则
技术方案是否简捷，也是判断一项设计能不能获得成功的一项设计原则。
有一种模糊的错觉认为，一项设计的原理和构造越复杂，就说明它的水平越高。诚然，把一件构造复杂的东西制造出来绝非易事，但这仅仅是对制造者而言。如果设计者使其构造的复杂性超越了一定的限度，那么这就是一件蹩脚的或失败的设计。因此，创新设计者应追求功能明确、性能可靠且机理简单的技术方案。
(5)市场性原则
符合科学原理和技术原理的产品设计，通常可以制造出来。那么，是否就能认为这一项设计已经取得了成功呢?事实上未必如此。除了极少数特殊情况(如作为一项科学研究的实验)以外，一般的设计要获得最后成功，必须证明自己具有突出的实用性，必须经受住市场的严峻考验。
爱迪生曾这样说：“我不打算发明任何卖不出去的东西，因为不能卖出去的东西都没有达到成功的顶点。能销售出去就证明了它的实用性，而实用性就是成功。”这对任何有志于创新设计的人来说是金玉良言，是判断设计价值的最高标准。有人可能错把专利局审查批准看作设计成功的标志。诚然，这确实是一个可喜的标志，标志着你的设计有了起码的水平，然而这并不是最重要的标志。有人可能要问，专利审查不是已经包括实用性的内容了吗?实际上，专利局仅仅是把那些明显不实用的设计加以剔除，并不对获准专利的商业价值作任何保证。从世界上发达国家获准专利的实施情况来看，真正获得效益的仅占总数的15％左右。
那么，什么样的东西能获得市场呢?一般地说，要求该设计者的使用价值超过出售价格。
一种商品的售价总是受成本制约的。一般情况下产量越多，成本就越低。而同一种设计对于不同的人来说，其使用价值往往是不同的。通常只有少数人认为其使用价值很高，而多数人则不这样认为。
例如，同样一种太阳能利用设备，在阳光充足而燃料贫乏的地区(如青藏高原)就有较高的使用价值；而在燃料非常丰富的地区则没有很重要的使用价值。因此，对于特定的某一产品来说，考虑的销售面越广，其平均使用价值就越低。
对熟悉工程技术的人来说，估计一种新产品的成本并不感到十分困难，而估计一项新设计的使用价值却常常感到是十分困难的事情。尽管如此，我们仍可以从下面几个方面来考虑使用价值：
1)该设计解决的问题是否迫切?一般说来，如果一项设计解决了人们迫切需要解决的问题。它的使用价值就比较高。例如，在电报发明之前，火车和轮船已在世界上得到应用，运输的速度已大大加快，但通讯速度受运输速度所限制，远远不能适应当时工业和商业迅速发展的需要。因此，电报被莫尔斯发明出来以后不到10年，就在许多国家得到广泛应用。但是，人们在短距离通讯上，使用电报仍不够方便，需要专人收发报和翻译电码，往往还不如派人送信省事，然而，电话的发明，扫除了这些麻烦，因而以更快的速度得到普及。
2)是否容易使用?一项能够解决某一问题的设计还必须保证本身使用起来是方便的，否则，它将会带来新的问题。例如，许多人在做饭时感到剁肉末十分费事，有人设计出了一种家用手摇绞肉机，用起来确实比剁肉省力。但是，这种绞肉机需要经常清洗，十分麻烦，结果不少人都弃之不用。
3)是否耐用、可靠?耐用与可靠直接关系到使用价值，需要特别注意。例如，目前市场上可以看到一种名叫“热得快”的电热器，可以方便地用来加热杯子里的水或奶，构造简单，价格便宜。但是它的设计不尽合理，很不耐用，稍有不慎就会烧坏，甚至有漏电的危险，因此销路大减。
4)是否令人喜欢?应该理解到这一点，即外观美也是使用价值的一部分。例如，钟表是用来指示时间的，但不能认为只要走时准，外观不用考虑。实际上，许多物品都兼有装饰房间或其他场所的作用，至少不应该破坏环境的美感。即使是工，一里的机器，适当的外观也常有助于减轻操作者的疲劳感，并让人产生爱惜的心情。除了以上几点，使用价值还应包括安全，不妨碍他人，无公害，等等。
机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果(含理论、方法、技术、原理等)，进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动。它包含两个部分：一是改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、适用性等；二是创造设计出新产品、新机器，以满足新的生产或生活的需要。

④ 求第六届全国大学生机械创新设计大赛设计方案

我在大学的时候也想过这个问题。当时我就想做个自动黑板擦，按钮一按。整面黑板搽干净 ^……需要两条导轨 几个同步带轮 一台电机 一条大绵刷 再加一些行程开关等等就行了

你最后是设计的什么啊？我是做非标设备的，有的话可以相互讨论讨论。

⑤ 请你大胆的想象一下，能否利用蝙蝠回声定位的方法为盲人设计一个超声波探路仪写出创新方案

超声波探路仪创新方案：
△创新缘由和目标：频率高于20000 Hz的声音叫做超声波。蝙蝠、海豚等可发出超声波，蝙蝠就是利用超声波回声定位而飞行的。盲人看不见，行走困难，政府为盲人设立盲道，耗资很大。利用超声波回声定位，让盲人扔掉忙棍，节省政府开支。
△创新依据：超声波的两个特点：一个是能量大，一个是沿直线传播。
△创新设计方案：
（1）制作一个类似怀表的小型超声波发生器，可以让盲人挂到胸前；
（2）小型超声波发生器，可以向前方发出超声波，和接收回声；
（3）小型超声波发生器，另带有接受回声的装置。此装置可根据回声强弱，判断障碍物的距离和大小，并转化成电流信号，进而转化成智能语音报告；（例如：前方2米有障碍物，大小大约都少，请注意绕行。。。。）
（4）这样，就可以达到设计的目的了。

哈哈，刚刚想象写成，请参考~~~~~~~~

⑥ 机械创新设计的方法都有哪些

创新设计的正常开展和完成，必须正确运用创新设计方法。常用的创新设计方法主要有下面几种：
一、智力激励法
智力激励法又叫集思广益法，它是由美国创造学家A．F．奥斯本提出的。人的创造性思维特别是直觉思维在受激发情况下能得到较好的发挥。一批人集合在一起，针对某个问题进行讨论时，由于每个人的知识和经验不同，观察问题的角度和分析问题的方法各异，提出的各种意见能互相启发，从而诱导出更多创意。通过激智、集智、交流，可实现创新的目的。智力激励法可以通过召开会议，也可以通过信函、书面等形式，达到互相启发、补充和完善见解，或发展为新的见解。
二、提问追溯法
提问追溯法是有针对性地、系统地提出问题，在回答问题过程中，便可能产生各种解决问题的设想，使设计所需要的信息更充分，解法更完善。提问追溯法提出的问题如下：
1)有没有其他用途？有没有新的用途？稍加改进有没有其他用途？
2)能否借用其他经验或发明？是否有相似的东西？是否有可模仿或可借用的东西？3)能否在结构、造型或其他方面变化一下？能否增加或减少什么？能否加高或降低一点？能否加长或缩短一点？能否加厚或减薄一点？能否减轻或加重一点？能否扩大或缩小一点？能否重新组合或再分解？
4)能否用其他东西代替？能否用代用的原材料、半成品或其他的代用制造方法？
5)能否增加或减少功能？
6)能否在成本不变的前提下提高产品的性能？
7)能否采用廉价代用材料、简化结构、使用简单而高效的制造工艺、提高零部件的标准化程度来降低成本？
通过一连串从不同角度的发问，可启发思维，提出新的设计方案。
三、缺点列举法
运用缺点列举法始于发现事物的缺点，挑出事物的毛病。在明确需要克服的缺点后，有的放矢地进行创造性思考，并通过改进设计去获得新的设计方案。例如，一家生产汽车喇叭继电器的小厂，为了改变产品销路不畅的被动局面，厂长和技术人员、销售人员一起对有关产品进行分析，在广泛收集用户意见的基础上，分析产品的缺点，然后针对缺点采取各种不同的措施，改进了原有的产品，很快打开了销路，销售量一年内便增长了一倍。
四、希望点列举法
希望点列举法从设计者(发明者)或用户的意愿出发提出新设想、新要求，从而激发人们去开发新产品或改进原有的产品。例如有了黑白电视机，还希望有彩色的、遥控的。又如人们希望在给别人打电话时不仅能闻其声，而且能见其人，为适应这种要求，开发了可视电话。
希望点列举法与缺点列举法都是将思维收敛于某“点”，然后发散思维，最后又集中于某种创意。但希望点列举法比缺点列举法涉及的目标更广，而且更侧重自由联想。
五、联想类比法
联想是由一个事物想到另一个事物的心理过程。对应联想由一件事物联想到与其对立的另一事物。例如由小想到大，由集中想到分散等。要增强联想能力，必须注意增加知识和经验，不但注意吸纳本专业及其他专业的学科知识，更要重视参加各种实践活动。利用联想进行发明创造是一种常用而且十分有效的方法，很多发明家都善于联想，也得益于联想的妙用。例如，贝尔发明电话，开始没有成功，以后从吉他的声音中想到了共鸣原理，改进了装置，才使电话发明成功。又如布拉特从看到蜘蛛织网联想到可以从上到下造桥，从而发明了吊桥，突破了传统的造桥模式。
联想类比由一事物或现象联想到与其有类似特点(如性质、外形、结构、功能等)的其他事物或现象。例如，由水波想到声波、光波；由水波可出现干涉现象，想到光也有干涉现象等。
六、反向探求法
反向探求将人们通常思考问题的思路反转过来，从背逆常规的途径探寻新的解法，因此反向探求法亦称为逆向思维法。例如在钨丝灯泡发明初期，为了避免钨丝在高温下的氧化，需要将灯泡内抽真空，但是使用后发现抽真空后的灯丝通电后仍会变脆。为了解决这个问题，当时多数人的意见是继续提高灯泡内的真空度。而美国科学家兰米尔却应用反向探求法提出向灯泡内充气的方法，他分别试验了将氢气、氧气、氮气、二氧化碳气、水蒸气等充入灯泡，试验结果表明氮气有明显的减少钨蒸发的作用，可使钨丝在其中长期工作，因而发明了充气灯泡。又例如：化学能为什么不能变成电能？声音既是振动，那么振动为什么不能复现原声？根据这些反问，相继发明了电池、留声机。
七、组合创新法
组合创新法是将现有技术或产品通过功能、原理、结构等方面的组合变化形成新的技术思想或新产品。组合法的优点是组合形式多样，应用广泛，便于操作，经济有效。组合创新法应用的技术单元一般是已经成熟或比较成熟的技术，不需要从头开始，因而可以最大限度地节约人力、物力和财力。在当代社会生产和生活中，存在着大量已经开发出来的技术，只要合理组合，就能创造出适合需要的技术系统。例如，美国的“阿波罗”宇宙飞船由700万个零件组成，但没有一个零件是新研制的，用这些已有的零件组合出把人送上月球又重返地球的神奇系统。同样“阿波罗”宇宙飞船技术中的全部技术都是现有技术的组合。
组合创新法的类型很多。常用的有性能组合、原理组合、功能组合、结构重组、模块组合等。虽然组合创新法所使用的技术是已有的技术，但适当组合后，同样可以做出重大的发明。

⑦ 机械创新设计大赛作品简介怎么写

作品内容简介 本作品是一张方便老年人或者腿脚不便的人站立的椅子。主要是通过使用者上肢的运动来带动一面的动作，从而可以调整人的坐姿与重心，来减少下肢的运动来实现站立姿势。本机构主要用到了平面连杆以及其它一些机械结构来实现椅面的调整，来带动使用者的行动。并且如果使用者需要的话，在坐下来的时候也可以起到减少其下肢运动的作用。
主要创新点 我们主要是考虑到老年人或者其他腿脚不方便的人群，在站起来的时候总是很费力；而且往往在坐下来的过程中也是一屁股就坐了下去。为了改变这样的状况，我们将人站立过程中的手脚并用，该为手起到主要作用，方便特殊人群。
推广应用价值 我们的社会对老年人的关爱渐见凸现，在这样的背景下，对老年人日常行动的关爱也就更为重要了。而且对于特殊群体，比如下肢受伤，残疾等等的人群，我们的设计也可以助他们一臂之力。方便了使用者日常行动，而且也减轻了子女或者看管人的看护负担。这样的话，他们坐下就不愁再站起来了。
2 自动搀扶助步车
参赛学校：青岛大学
参 赛 者：王新刚、曹志强、郑虎阶、徐晟、孙海峰，指导教师：师忠秀、庞严英
作品内容简介 本产品主要应用于腿部残疾、腿部骨折处于恢复期的病人。主要运用了自动检测和电器控制的原理；巧妙地将助步车和动力装置结合起来，实现了动力助步；并添加了单片机系统、光电检测装置以及继电器，可以自动检测病人的行动意图，并且实现了车随人动。该车充分考虑了不同使用者的需要，设置了多种不同的工作模式；另外，本车增添了多处人性化设计及安全保护措施，结构简单、操作方便、产品的可靠性高；创新地利用支撑板代替双拐，这样可以减轻病人长时间拄拐带来的劳累；由于该车操作的方便性以及车身对人体的搀扶作用，病人可以独立使用，从而大大减轻家人及护士的负担。基本技术指标：1、整车指标：速度0~0.5m/s连续可调；电机：DC12V、46rpm、P=15W。电源：12V、14Ah； 光电开关：检测距离：0.1m/0.3m、DC 6～36V。
主要创新点 （1）系统能够自动检测人体的行动意图并自动启动相关系统进行动力助步；（2）本车实现了车随人动，提高了使用者的方便性和舒适性；（3）本车实现了在一定范围内的无级变速；（4）本车采用了多种工作模式以适应不同的使用人群；（5）独特的控制电路大大简化了控制系统；（6）多处人性化设计和安全措施，使本车更安全实用；（7）病人可以独立使用，从而减轻了家人及护士的护理负担。
推广应用价值 该车的应用前景非常广阔，可应用于医院的康复中心、也可提供给残疾人使用、还可以应用于行动不便的老年人，用于搀扶助步。
3 语音识别控制的多自由度欠驱动助残机械手
参赛学校：上海交通大学
参 赛 者：李顺冲、扬飞鸿、陈侃、黄俊杰，指导教师：高雪官
作品内容简介 为了尽量能使机械手与人手大小相仿，同时也为了体现欠驱动手的优势，机械手将通过一个电机驱动，通过差分机构自适应地分配动力，差分机构与电动机可藏入手掌和手腕内。手指的结构：我们的机械手共使用4个手指，分别为拇指、食指、中指和小指。除拇指外，其他每个手指尺寸均相同，这样就可以模块化设计、加工，可以互换，也可以根据实际需要增减机械手的手指数。食指、中指和小指这三个手指每个手指都由三个指节组成。拇指结构与其他三指基本相同，但只有两个指节。弹性推杆差分机构：由于只使用一个电机驱动各个手指，为了使驱动力可以自适应地分配到各手指，需要一套驱动力差分机构。我们的方案是这样的。滑块安装于手掌内的导轨中，通过一个丝杠-螺母机构驱动，可以沿导轨做往复运动。滑块与手指间通过弹性推杆来连接。在滑块向前运动过程中，当各个手指没有接触物体时，弹性推杆不收缩，可以看作是一刚性杆，驱动各手指运动。
主要创新点 所谓的欠驱动就是指机构的驱动数目少于自由度数目。我们的机械手就运用了欠驱动抓握原理，由一个电机驱动全部的四个手指（共11个关节）实现对物体的抓握，这种机械手在抓握时能够很好地适应物体的形状。机械手的大小与人手相仿，同一般的灵巧机械手相比虽然功能有所减少，但在同样完成抓握动作的情况下，它的结构更简单，重量更轻，体积更小。
推广应用价值 能够采用语音进行控制的欠驱动机械手，操作简单，使用方便，价格低廉，必然能为手部残疾的人士带来福音。
4 多功能助食装置
参赛学校：广东工业大学
参 赛 者：陈其庆、陈志忠、刘智勇、赖锦涛、何影冰，指导教师：傅惠南、吕志强
作品内容简介 为了填补市场上并没有靠用脚控制来实现进餐的器械的空缺，我们设计出本装置，同一种动力输入，输出多种功能。由脚控制，能够帮助进餐，翻书等功能。它由底座、支撑柱、桌面、转台、递送装置、自动复原机构、翻书装置和脚踏组成。助食的操作步骤有：1、对转台控制脚踏施力，通过软刹线传动，驱动分度机构旋转带动餐桌转动，实现食物选取；2、对递送装置的控制脚踏持续输入动力，通过软刹线传动，令递送装置上的机械臂先往下摆动一定角度再下降到菜的位置；3、对夹子控制脚踏施力，控制夹子的张开与夹紧，使其夹住食物；4、缓慢撤消对递送装置的动力，机械臂回复到原来位置，实现送菜；5：对夹子控制脚踏施力，使夹子松开食物。翻书的操作步骤是：首先利用手臂中滑块的直线向下运动使吸盘吸紧书，然后利用吸盘的吸力和滑块向上运动使书提到一定高度，接着利用装在转台下的翻书杆和转台的转动使书翻过。
主要创新点 （1）理念新：是独特的靠脚控制进餐的新装置。且同一动作输入，输出多种功能。（2）实现方式新：采用简单的机构实现复杂的功能，结构巧妙，操作简便，表现在：设计出仅由一控件分时序控制两个自由度动作的新机构，取代传统的一个控制对应一个自由度的做法；采用转台旋转来食物代替传统的用机械手选取食物；使用集夹菜夹饭两个功能于一体的夹子，取代传统的筷子和勺子；使用软刹线传动代替复杂的传动机构；采用弹簧复原，实现一控件控制两个相反方向的运动。
推广应用价值 目前，市场上并没有靠用脚控制来实现吃食物的器械，为了填补市场空缺，同时克服现有助残装置功能单一、结构复杂的缺点，我们设计出本装置，用脚控制，不仅能够帮助进餐、翻书、和练习玩打击乐器等多种功能，而且结构简单，操作简便。它能帮助双手残疾人解决“吃饭难”和翻书难的问题，避免直接用脚吃饭和翻书的尴尬与不便，美化了他们的生活，以及丰富了他们的精神生活。总之，它的出现，将会为双手不便利的人带来了另一种新生活。
5 基于角度主动控制的机械助残腿
参赛学校：上海交通大学
参 赛 者：徐立文、卢天明、卢炜、袁兴亮、毛文超，指导教师：殷跃红
作品内容简介 现在市面上销售的智能假肢大多非常昂贵，而且适应性和稳定性都不理想。对于原本就肢体残疾且生活困难的残疾人，他们更需要一种简单易用价格便宜的假肢。我们的作品就是定位于给这个特殊人群提供的廉价，且相对功能强大的假肢。我们制作的是膝关节离断的下肢，主要包括大腿，膝盖，小腿。市面上被动的多轴假肢已经非常成熟，且有相对标准化的零配件。所以我们的作品即是在现有的成熟产品基础上，添加电自锁及自动释放的功能。
主要创新点 膝关节我们采用四连杆机构，可以非常逼真的模仿出人体膝关节软组织的运动轨迹，并且在运动角度最大的轴上安装电磁多片离合器，通过安装在小腿上的压力传感器，控制其开启或闭合。当压力传感器感觉到人体重量时，离合器闭合，关节锁死，无法继续弯曲，但通过轴上的单向轴承可以继续伸直。当压力传感器没有压力时，离合器打开，关节放松，同时由一根弹簧使小腿抬起一个小角度，假肢可以完成步行中的甩腿动作。这样可以最大程度的改善假肢行走时的不自然动作，使行走姿态尽可能接近正常人。
推广应用价值 假肢的行走姿态最大限度地接近正常人运动，对于残疾人辅助行走可谓意义重大，市场前景看好。
6 全自动翻书机
参赛学校：海军工程大学
参 赛 者：苏杰、阎洪波、龙坤雄、侯文姝，指导教师：严承华、金传喜
作品内容简介 本产品主要为不方便用手翻书的残疾朋友设计。该翻书机由载书台、控制箱组成。载书台由电磁式书夹和载书板构成。控制箱由吸纸装置、翻页装置（同步带、同步带轮、翻书棒）、电动机和控制电路构成。控制电路以AT89s52单片机为核心。工作原理：以顺序翻书为例，控制脚动开关或声控装置，则右边的书夹松开，吸纸装置吸起书的一角，然后由同步带的传动带动翻书棒翻起一页纸，右边的书夹合上。翻书棒将该页纸翻到左边时，左边的书夹打开再合上，完成一次翻页，装置回到初始位置准备下次翻页。反向翻书时，原理相同。本产品使用220伏交流电源即可。
主要创新点 （1）吸页装置是根据流体力学的“负压原理”，使用电脑散热风扇制作出来的，效果非常好；（2）翻书棒的动作设计：使用同步带传动带动固定在同步带上的翻书棒平动，翻页平稳，正反向传动比较可靠；（3）在书夹的设计上妙地将夹子的机械部分和电磁铁结合在一起，只需通断电就可以控制书夹的开合，简单好用；（4）相对于纯机械的翻书机，该设计采用单片机控制，实现了自动化、机电一体化。残疾朋友只需用脚或者其他部位触动开关，即可完成翻书动作。
推广应用价值 第一、该作品可以实现自动翻不同大小，不同厚度的书籍。能够很好地满足双手残疾的人看书学习的需求。第二、该作品全部由简单的零部件组成，加工工艺要求不高，且部分使用标准件，互换性好。第三，该设计成本低廉，厂家有一定的利润空间。另外，该作品不仅可以供手臂残疾者使用，也可以供那些因某种原因不方便用手的人使用，如因病暂时不方便用手的人。而且其原理可以推广到翻谱、复印等产品里。因此该作品具有非常广阔的应用前景。

⑧ 机械创新设计的机械创新设计（张有忱）

书名：机械创新设计
书号：9787302242048
作者：张有忱
定价：25元
出版日期：2011-1-1
出版社：清华大学出版社 本书共分为9章。第1章为绪论，介绍了创造、创新和设计的基本概念，创新教育与创新人才的培养，机械创新设计与社会发展的关系。第2章为创新思维与技法，主要以创造学的理论为依据，结合实际问题分析了创新思维的特点与创新思维的过程，并分析介绍了几种常用创新的技法。第3章为机械系统方案与创新设计，重点论述了技术冲突解决原理（TRIZ理论）、建立原理解法目录、资源的分析与利用等系统方案创新的基本方法，以及构型的综合问题。第4、5、6章为机构的各种创新方法，分别就机构的变异与演化、机构的组合、机构的再生等创新设计技法进行分析与论述。第7章为机械结构设计与创新，介绍了在机械结构设计过程中，要充分考虑的基本要求，并分别从机械结构的功能，结构元素的变换，模块拼接与结构复用，以及材料、加工、装配、输送等方面，讨论了机械结构创新的要求与实现途径。第8章为反求设计与创新，介绍了反求设计的基本概念、反求设计的内容与基本过程，并对几个典型案例进行了反求设计分析。第9章为创新实例与分析，以全国大学生机械创新大赛的参赛作品为例，分析了创新基本理论在作品中的实际应用。各章后附有习题，可供读者练习。
本书可作为高等学校教材，也可供有关教师及工程技术人员或科研人员参考。 第1章绪论
1.1创新设计概述
1.1.1创造、创新与设计
1.1.2创新设计
1.1.3创新的风险
1.2创新人才的培养
1.2.1人才培养与创新教育
1.2.2创新人才的特点
1.2.3创新人才的培养
1.3机械创新设计与社会发展的关系
习题
第2章创新思维与技法
2.1创新思维
2.1.1思维及类型
2.1.2创新思维的特点
2.1.3创新思维的过程
2.1.4创新思维的方式
2.2创新技法
2.2.1观察法
2.2.2类比法
2.2.3移植法
2.2.4组合法
2.2.5换元法
2.2.6还原法
2.2.7穷举法
2.2.8集智法
2.2.9设问探求法
2.2.10逆向转换法
习题
第3章机械系统方案与创新设计
3.1概述
3.1.1机械系统的基本概念
3.1.2机械系统设计的主要过程
3.1.3机械系统方案设计
3.2功能综合
3.2.1功能分析
3.2.2功能分类
3.2.3功能分解
3.3原理综合
3.3.1技术冲突解决原理（TRIZ理论）
3.3.2建立原理解法目录
3.3.3资源的分析与利用
3.4构型综合
3.4.1机构构型
3.4.2机构选型
3.4.3构型综合的注意问题
习题
目录
第4章机构变异与创新设计
4.1机构的倒置
4.1.1平面连杆机构
4.1.2凸轮机构
4.1.3其他传动机构
4.2运动副的变异与演化
4.2.1运动副元素尺寸的变异
4.2.2运动副元素形状的变异
4.3构件的变异与演化
4.3.1构件形状的变异
4.3.2构件的合并与拆分
4.4机构的扩展
4.4.1引入虚约束
4.4.2变换运动副
4.4.3增加辅助机构
4.5机构的等效代换
4.5.1利用运动副的替代原理进行等效代换
4.5.2利用瞬心线构造等效机构
4.5.3周转轮系的等效代换
4.5.4机构功能的等效代换
4.6运动原理的移植
4.6.1差动原理的移植
4.6.2谐波传动的移植
习题
第5章机构组合与创新设计
5.1串联式组合
5.1.1组合的基本方法
5.1.2实例分析
5.2并联式组合
5.2.1组合的基本方法
5.2.2实例分析
5.3封闭式组合
5.3.1组合的基本方法
5.3.2实例分析
5.4装载式组合
5.4.1单联式装载组合
5.4.2双联式装载组合
习题
第6章机构再生与创新设计
6.1一般化运动链
6.1.1一般化原则
6.1.2实例分析
6.2杆型类配
6.2.1问题的提出
6.2.2杆型类配
6.3运动链组合
6.3.1图的概念
6.3.2图的组合
6.3.3运动链的组合
6.4机构再生设计
6.4.1飞机起落架的再生设计
6.4.2缝纫机送布机构的再生设计
习题
第7章机械结构设计与创新
7.1机械结构设计的基本要求
7.2实现零件功能的结构设计与创新
7.2.1功能分解
7.2.2功能组合
7.2.3功能移植
7.3结构元素的变异与演化
7.3.1改锥结构元素的变异
7.3.2轴榖连接的结构元素变异与演化
7.3.3离合器的结构元素变异与演化
7.3.4棘轮传动的结构元素变异
7.3.5各种槽销结构元素的变异
7.3.6新型联轴器的结构特点
7.3.7导轨的结构形式及其特点
7.3.8改善工作性能的结构变异
7.4适应材料性能的结构设计与创新
7.4.1扬长避短
7.4.2性能互补
7.4.3结构形状变异
7.5方便制造与操作的结构设计与创新
7.5.1加工工艺的结构构型
7.5.2装配输送的结构构型
7.5.3简单结构
7.5.4宜人结构
7.6用模块拼接与结构复用进行结构的创新
7.6.1模块拼接
7.6.2结构复用
习题
第8章反求设计与创新
8.1概述
8.1.1反求问题的提出
8.1.2反求设计的含义
8.1.3反求设计的研究对象
8.2反求设计的内容与过程
8.2.1反求设计的主要内容
8.2.2反求设计的主要过程
8.3反求实例分析
8.3.1原理方案的反求实例
8.3.2机构构型的反求实例
8.3.3精度反求实例
8.3.4图像资料的反求设计实例
8.3.5计算机辅助反求设计实例
8.3.6材料反求实例
习题
第9章创新实例与分析
9.1创新思路的分析
9.2创新实例
9.2.1多功能齿动平口钳
9.2.2机械式停水自闭水龙头
9.2.3防倾翻轮椅
9.2.4省力变速双向驱动残疾人车用驱动装置
9.2.5自由轮椅
9.2.6饮料瓶捡拾器
9.2.7地震应急床
9.2.8新型大力钳
习题
参考文献

⑨ 用于未来智能汽车的创新驱动方案

开发用于未来智能汽车的蓄电池电驱动系统的最大挑战在于针对高效率、低成本以及高舒适性等方面具有竞争力的目标寻找到一个折中方案。为了解决上述目标冲突，德国Darmstedt理工大学在名为“双电驱动装置”（TDT）的研究项目中开发出了一种创新的电动和混合动力系统，在“带有增程器的双电驱动装置”（DE-REX）项目成果的基础上成功地显示出了这种动力总成系统的潜力。1双电驱动装置当前基于动力总成系统的基本型式又提出了一种带有各自的子变速传动机构（TG）并与数个电机（EM）实现集成布置的设计理念，其中基于简单变速器技术的功能系统可集成高效的多档变速器，在此类结构型式中电机也被用于实现例如同步和传递牵引力等变速器功能。同时，这种模块化的双电驱动装置（TDT）模式能被转化成一系列动力总成系统，其不仅包括纯电动车（BEV），而且也包括环境污染较低且适合长途行驶的混合动力车。此外，这种模式的混合动力总成系统方案还采用了一种被称之为“增程器专用变速器”（DRT）的特殊设计理念。在“带有增程器的双电驱动装置”（DE-REX）项目中已构建了一种混合动力结构型式方案，以此能彰显出行驶舒适性和效率方面的潜力以及评估成本的潜力。2DE-REX动力总成系统图1示出了DE-REX动力总成系统架构示意图，其由两个同轴布置的子变速传动机构（TG1和TG2）组成，输入轴能通过由控制机构操纵的爪齿离合器与变速器输出轴连接，而内燃机则能被并联或串联到现有的TG2上。装配了两套DE-REX动力总成系统:一套用于试验台运行，另外还用于效率试验；另一套被集成到一辆演示车上，用于档位变换和运行模式变换试验以及舒适性评价。3换档舒适性评价多档变速器用于电动车是以其舒适的换档过程为基础的。为了研究在DE-REX车辆上的舒适性，不仅在电动车上而且在混合动力车进行了档位变换和运行模式变换试验，并按照客观和主观标准进行评价。按照VDI（德国工程师协会）-2057规程，应用“振动计量值”（VDV）作为客观标准来评价换档过程期间发生的振动。图2示出了DE-REX车辆在部分负荷工况下进行电动换档的试验结果。操作开始时电机1（EM1）以第一档驱动车辆，当需要使档位转换到电机2（EM2）第二档时，EM2的转速就被调节到第二档的额定转速，最后爪齿离合器结合，扭矩就从EM1叠化到EM2，TG1第一档脱开，换档过程就此结束，EM1最终减速至停机状态。所得到的加速度曲线形状表明其并无显著的振动现象，并可得到较低的振动计量值（VDV=0.089m/s1.75）。为了评估即使在负荷较高时纯电动车换至高档的换档舒适性，对不同加速踏板位置（APP）实施换档过程，分别计算VDV，通过传统车辆换高档的分布带来比较试验结果。正如图3所表明的那样，直至70%加速踏板位置时DE-REX车辆的换档舒适性都高于自动变速箱（AT）和双离合器变速箱（DCT），甚至在更大的加速踏板位置时由于其换档舒适性指标仍处于AT和DCT的分布带中，而处于更大的加速踏板位置时VDV增大则归因于换档过程中牵引力的降低，因为在换档过程期间仅配备有一个电机驱动车辆，因而在高负荷时牵引力能实现充分传递。在下一步开发中将对电机在短时间内进行超负荷试验，即使在全负荷时也能进一步提高换档舒适性。为了根据VDV评估验证其换档舒适性，邀请了23位动力总成系统专家作为同车乘客来参与行驶试验。在经历了较低和较高功率需求情况下的数次电动行驶换档过程后，请受试者按照事先规定的说法评价主观的感觉，如图4中示出了结果摘要。动力总成系统专家的主观感觉验证了尤其是在部分负荷行驶时的高换档舒适性，此时通常感觉不到明显的换档过程，即使是长期以来对高负荷换档过程有着细腻感受的乘客也会对此持称赞态度。综合试验结果表明，TDT动力总成系统的换档过程是较为舒适的，因此运行策略能在动力总成系统效率最佳的基础上选择最佳的运行模式而不会受到换档舒适性的限制。4电驱动总成系统效率的试验研究以TDT为基础的动力总成系统效率的提高归因于使用多档变速器与多个电机的结合:（1）多电机型式能使用可根据负荷换档的多档变速器而不会引起附加功率损失的摩擦转换器件；（2）多档变速器型式解决了起步扭矩与车辆最高车速之间的目标冲突，因而与固定档电驱动总成系统相比可降低所要安装的系统电功率，因此能提高负荷率，从而随之提高电机效率；（3）多电机型式能使单个电机停止工作，而继续工作的电机由于避免在部分负荷工况下运行而提高整机效率；（4）此外，还能使用多档多电机动力总成系统，从而使智能运行策略能实现最佳效率下的行驶要求。在DE-REX驱动及其考虑要替代者的试验台测试基础上，对采用自动手动变速箱（AMT）技术的多档多电机的节电潜力与采用一个电机的固定档动力总成系统（BEV-1GR，1档传动比纯电动车）进行比较试验。比较结果示于图5，从现有技术的固定档动力总成系统（1个电机，DE-REX标定到171kW，1档传动比（GR），）开始直至TDT模式（2个电机，每个48kW，2×2档传动比）采用最小起步扭矩（＞2500N·m）和所需的最高车速（180km/h）。试验结果表明，采用现有技术的电能消耗量为16.5kW·h/100km是最有效的。为了充分发挥总效率优势，如下介绍一种采用降低系统电功率和固定档变速器的方案（1个电机，DE-REX电机被标定到96kW，一档传动比），虽然采用这种方案通常会使起步扭矩达不到要求，但还是表明TDT效率潜力的重要份额（8.3%）归因于更低的系统电功率。不过为了使减小的系统电功率能满足相关要求，至少需设置两个档位，而相应的多档AMT动力总成系统（1个电机，96kW，两档传动比）通过智能选择档位使得能量消耗进一步降低1.5%，当然换档时需切断牵引力。为了确保较高的换档舒适性，使用了典型的按负荷换档的器件，但是这会对变速器损失和成本产生显著的影响。这种TDT型式（2个电机，2×48kW，2×2档传动比）提供了一种可满足舒适性要求的替代解决方案，而且还通过附加的运行模式以获得附加的节能潜力，从而相比固定档纯电动车可总共获得约10.7%的节能效果。为此，在WLTG试验循环运行期间，智能DE-REX运行策略总会优先选择效率最高的行驶模式:对于低负荷和低车速阶段电机1第一档提供最高的效率，而在高车速时电机2第二档则呈现出一定优势，仅在WLTC循环的行驶时间内才使用两个电机一起驱动。试验台试验结果证实了TDT模式提高效率的潜力大，其为未来的电驱动系统提供了一种舒适智能的解决方案，而且TDT还在系统层面提供了降低成本的潜力。5动力总成系统成本评估为了对成本进行比较评价，必须在考虑所有组成部分的情况下评价总系统成本:尽管必需配备有2个电机和1个多档变速器，但是系统电功率将有所降低，同时要提高效率，从而对于所必需的电动行驶里程能减小蓄电池尺寸和降低成本。特别是为了满足较长行驶里程的技术要求，混合动力TDT模式通过平行的增程器运行提供了一种有利于降低成本的解决方案。大部分行驶里程是电动行驶模式，仅有极少的行驶里程使用混合动力模式。与当今的插电式混合动力车（PHEV）不同，混合动力TDT方案被设计成始终以高效率实现电动行驶，而且没有单纯附加的电气化。图6示出了以适合于长里程行驶的固定档BEV方案为比较基准的成本估价。纯电动TDT在系统层面上能获得约9%的成本优势，混合动力DE-REX的成本位于BEV与PHEV之间，与PHEV相比，由于降低了变速器的机械复杂程度从而具有附加的降低成本潜力，因此在本研究项目中采用DE-REX达到了最低的总成本（BEV-1GR成本的81%），通过考虑应用基于电动和混合动力总成系列模块化型式减小尺寸的效应期望可进一步降低成本。6结语和展望DE-REX研究项目成功地验证了TDT模式概念，试验台上的试验研究结果证实了其降低电能需求的潜力，其提高效率的潜力基于采用两个电机的多档变速器模式，同时为了使用户接受其较高的换档舒适性，而客观的VDV标准和独立专家的主观评价证实了其高换档舒适性。系统的总成本评估表明，与采用现有技术的BEV和PHEV相比，TDT模式具有降低成本的潜力。总之，TDT能为未来的环保通用型混合动力电动车（UHEV）提供创新的增程器专用变速器（DRT）方案。下一步将开发下一代TDT:“双驱动变速器4倍长行驶里程”（Two-DriveTransmission4Long-Range,DE4LoRa）。这种DE4LoRa动力总成系统既能进一步提高效率，又能降低系统复杂性和成本。下载提取码:r7nj【德】A.VIEHMANN等【翻译】范明强【编辑】伍赛特本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

⑩ 科技创新（发明）项目设计方案申报表怎么写

注意：本页信息请认真填写，打印获奖证书以此为准。
请将本页复印粘贴在项目申报材料档案袋正面。

第32届湖南省青少年科技创新大赛
中学生科技创新成果竞赛项目申报书

项目名称： 仿生机器地龙
申 报 者： 唐一思
所在学校（全称）：
辅导老师：
辅导机构（全称）：
（ 提醒：以上五项信息请申报者核实准确无误，打印证书以此为准！）

项目所属学科：（请在确认的学科上划“√” ，只能选择一项）
□ 数学（MA） □ 微生物学（MI）
□ 计算机科学（CS） □ 医药与健康学（ME）
□ 物理学（PH） □ 化学（CH）
□ 地球与空间科学（ES） □ 生物化学（BI）
√ 工程学（EN） □ 环境科学（EV）
□ 动物学（ZO） □ 社会科学（SO）
□ 植物学（BO）
项目类别：(请分别在以下两大类中选择符合的一项划“√” )
□ 初中项目 √ 个人项目
√ 高中项目 □ 集体项目

湖南省青少年科技创新大赛组织委员会制

A、申报者与辅导教师情况

说明：个人项目只填第一申报者情况，集体项目须填写每位申报者情况
第一申报者 姓 名 XXX 性别 男 民族 汉 出生年月 1994.10
现学历类别 □初中生 √高中生 年级 高二
学校全名 学校电话
学校地址 株洲市天元区珠江南路518号 邮 编 412007
家庭住址 株洲市天元区华苑小区一栋103 家庭电话
父亲姓名 工作单位 职务(或职称) 职员
母亲姓名 工作单位 职务(或职称) 教师
署名申报者 姓 名 性别 民族 出生年月 申报者
2寸免冠彩色近照
现学历类别 □初中生 □高中生 年级
学校全名 学校电话
学校地址 邮 编
家庭住址 家庭电话
父亲姓名 工作单位 职务(或职称)
母亲姓名 工作单位 职务(或职称)
署名申报者 姓 名 性别 民族 出生年月 申报者
2寸免冠彩色近照
现学历类别 □初中生 □高中生 年级
学校全名 学校电话
学校地址 邮 编
家庭住址 家庭电话
父亲姓名 工作单位 职务(或职称)
母亲姓名 工作单位 职务(或职称)
辅
导
教
师 姓 名 性别 出生年月 工作单位 职务（或职称） 专业领域 联系电话
刘X 男 1981.10 株洲市第二中学 教师 物理

B、项目情况

项目研究时间 开始时间 2010 年 10 月 9 日 完成时间 2011 年 2 月 28 日
专利申请号
及授权日期 申请号_________ 申请人___ __ 申请日期 年 月 日
批准号__________ 批准日期 年 月 日
论文登载报刊和发表日期 论文登载报刊名称_____________________ 发表日期 年 月 日
项

目

简

介 说明：项目简介须包含如下内容：1、项目摘要；2、该项目的选题是怎样确定的；3、设计（或研究）该项目的目的和基本思路：4、该项目的研究过程；5、该项目应用了哪些科学方法、科学原理；6、该项目的主要贡献（创新部分）；7、他人同类研究的情况调查；8、进一步完善该项目的设想；9、集体项目中申报者各自的工作分工。（限800字以内）

项目摘要：蚯蚓（地龙）依靠自己微小的身体和柔韧的躯干进入各种人类无法到达的地方。我所制作的仿生机器地龙便是模仿蚯蚓（地龙）的运动形式，利用其微小的特点，用来进入各种环境进行勘测。它由一个主控芯片和两个电机及若干机器人组件构成，可以无视各种复杂地形进行相关活动。
选题的确定：我在看电视时，发现蚯蚓（地龙）的身体柔韧性很好，而且它那弯曲身体行进的方式几乎可以穿越各种地形，所以我便想到制作一个可模仿蚯蚓（地龙）行进的装置，再在其表面安装相应的工具来完成不同的任务，例如：极小缝隙内的勘测，灾后废墟内的人员救援等人类无法进入地带的观测活动。
设计的基本思路：根据蚯蚓（地龙）弯曲身体行走的方式，通过半机械传动的方式，使之形成一个类似于骨头关节的结构，用主控芯片来控制其运动姿态，使整个装置能完成行进动作（如同地龙前进时的样子）。
在完成本项目的过程中，我运用了物理、单片机等领域的的相关知识，通过精细观察及反复调试等方法来完成项目的研究。
主要创新在于：
1、模仿了蚯蚓（地龙）的运动方式；
2、观测效果良好；
3、可完成不同地形的观测。
完善设想：
1、动力应增加，让运动速度更快，方式更灵活；
2、运用其他材料，使其体积更加微小；
3、可安装更多的工具，完成更多类型的任务。

C、申报者确认事宜

申报者确认事宜
我（们）确认已认真阅读大赛规则，并且同意遵守规则。
我（们）确认所有申报资料属实。
我（们）授权主办单位比赛结束之后，无偿合理使用相关申报材料（包括公开出版等，不要求退还），同时本人亦享有公开发表该项目资料的权力。
我（们）完全服从大赛评审委员会的各项决议。

申报者签名： 监护人签名：

年 月 日 年 月 日

说明：申报者须同意并且遵守以上要求，所有申报者及其监护人须签名确认才能参赛。

D、资格确认

资格确认
1．上述申报者均为在校中学生（含中专和技校学生）。
2．本项目是申报者于本年度于7月1日往前推不超过两年时间内独立（含在辅导教师指导下）完成的科技创新成果。

辅导教师（班主任）签名： 学校学籍管理部门盖章

学校校长（负责人）签名： 年 月 日

E、项目申报材料

项
目
申
报
材
料
1.项目申报书 份。
2.项目研究报告 页， 项目查新报告 页。
3.附件材料（说明：附件材料可为复印件，没有的项目可以填“无” ）：
（1）项目研究原始资料（图纸、图表、调查问卷样表等） 页；
（2）项目研究活动照片 页；
（3）项目研究活动日志 页；
（4）数据光盘或软盘 张，存储项目数据量 MB；
（5）其他（请注明） 页。

F、市州组织机构审查以及推荐意见

市州组织机构审查以及推荐意见

该项目申报者均为在校中学生，其项目是在两年内（2009年7月1日之后）完成的科技创新成果。
该项目于 年 月 日在 市（州）第 届青少年科技创新大赛上被评为 等奖。
我们已要求该项目作者所在学校及其上级主管部门对该项目做了资格审定，申报内容属实，同意上报参加第32届全省青少年科技创新大赛。

市州组织机构负责人签名（手写）： 市州组织机构盖章

年 月 日