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装置设计创新点有哪些

发布时间:2023-08-13 00:18:45

1. 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、DC6~36V。
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:我们的机械州扒歼手共使用4个手指,分别为拇指、食指、中指和小指。除此枝拇指外,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册冲指,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。

2. 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。

3. 照明设计理念、方法等的创新点有哪些

⑴、坚持“环保、低碳、科技、人性”的照明设计理念,选用低耗能的照明产品,恰当的表达夜景,并不对人造成任何不舒服的眩光干扰。
⑵、通过对景观构造、步道、人行桥、水景、植物等的照明位置、亮度及光色控制,形成水中、地面、空中三维统一协调的夜间照明效果。
⑶、所有照明产品均与环境相融合,除了景观灯柱及步道灯,其它灯具都融合在环境中,同时保证了白天和夜间效果。
⑷、在光的方向及强度控制上,选用合适的灯具配光曲线,对光的控制更加高效。

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