《创新实例》PPT课件

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1、第9章创新实例与分析一、创新思路的分析BUCT机械创新设计轮椅爬楼梯最基本的要求就是将轮椅升高到高一级的台阶上为了实现这一要求，不同学校采用了不同方案。第二届全国大学生机械创新设计大赛确定的大赛主题是“健康与爱心”，内容包括：“助残机械、康复机械、健身机械、运动训练机械等四类机械产品的创新设计与制作”。在助残机械中可爬楼梯的轮椅成为不少学校的参赛作品选题。华中科技大学的参赛作品“星轮行星论转换式可爬楼轮椅车”作品采用的是星轮行星轮转换式方案，驱动后置。其基本原理为：平地行走时，后三角轮两轮着地（

2、图9-2），驱动行星齿轮系的中心齿轮便可以前进；爬楼时，利用一个离合器锁紧机构将行星齿轮系锁住，驱动中心齿轮便会使三角轮整体翻转逐级爬上楼梯，BUCT机械创新设计BUCT机械创新设计浙江大学的参赛作品“半自动爬楼梯轮椅”在设计上突破了传统的爬楼梯轮椅都是全自动的模式，采用了他人辅助上楼的方式，很好的解决了轮椅爬楼过程中重心调整的最大难题，极大地降低了爬楼梯轮椅的制作难度和制作成本。BUCT机械创新设计福州大学的作品“电动爬楼梯轮椅”将爬楼梯动作分解为水平和竖直升降两个运动，通过单片机控制两台可逆

3、电动机驱动相应机构，完成轮椅两部分的相对移动，实现整台机器上下楼梯的功能。BUCT机械创新设计BUCT机械创新设计以上三项作品实际上是三个创新思路第一个作品的思路是在同一结构上通过简单转换得到两种驱动模式，分别适应爬楼和平地行走；第二个作品的思路是采用了他人辅助上楼的方式，解决了轮椅爬楼过程中重心调整的最大难题，降低了制作难度和制作成本，而且水平运动靠人力，升起运动靠电动机驱动；第三个作品的思路是将爬楼梯动作分解为水平和竖直升降两个运动，通过单片机控制两台可逆电动机驱动相应机构，完成轮椅两部分的

4、相对移动，实现整台机器上下楼梯的功能。BUCT机械创新设计二、创新实例1.多功能齿动平口钳该项作品北京化工大学在第一届全国大学生机械创新设计大赛中获得一等奖的作品。图9－10V形钳口的受力分析BUCT机械创新设计图9－11创新方案草图BUCT机械创新设计图9－12双齿轮齿条结构BUCT机械创新设计剪切工作块剥线工作块压线工作块订书器工作块尖嘴钳工作块绞杠扳手工作块橡胶材料工作块圆弧形工作块图9－13多功能模块BUCT机械创新设计2.机械式停水自闭水龙头该项作品是大连理工大学在第一届全国大学生机械

5、创新设计大赛中获得一等奖作品。本作品首先采用的创新方法是希望点列举法，希望设计一个水龙头，能起到停水后自动关闭，再来水也不会出水的作用。因为现实生活中常常会出现这样的现象，人们在用水时，如果突然停水时，往往会忘记关闭水龙头，而离去。若再来水，则会“水漫金山”，造成浪费。如何设计一个机构巧妙，成本低廉，体积不大的装置是本作品的主要目标。BUCT机械创新设计图9－14自闭水龙头结构于原理BUCT机械创新设计（a）(b)图9－15水压变化导致柱塞运动图9－16自闭结构示意图第二届全国大学生机械创新大赛

6、中大连理工大学的获奖作品BUCT机械创新设计3.防倾翻轮椅图9－17支撑机构实物图BUCT机械创新设计图9－18正常时序图9－19锁定时序BUCT机械创新设计图9－20复位时序作品采用串联组合方法，将滑块摆杆机构与平行四边行机构的串接，实现支撑杆的收放，采用异类组合方法，将楔紧装置与滑块组合在一起，实现滑块运动的反向锁定，保持支撑杆的展开状态。BUCT机械创新设计4.省力变速双向驱动残疾人车用驱动装置第二届全国大学生机械创新大赛中北京科技大学的获奖作品省力变速双向驱动残疾人车用驱动装置实现特有的

7、功能：双向驱动均向前行车，可以缓解手臂运动疲劳；向前、后不同方向驱动时，传动比不同，即反向驱动可实现变速功能，从而提高行车效率、减轻旅途疲劳；能够自动防止后退，保证上坡时的人身安全。并且，使用单向离合器(单向轴承)代替传统的棘轮机构，减小摩擦，延长机构使用寿命。此驱动装置能更方便残疾人的出行，并且提高了行车安全性，可最大限度地服务于残疾人。BUCT机械创新设计作品采用了异类串联组合法，将单向轴承串联于行星轮系的行星轮的支承中，实现内齿圈相对太阳轮的单向相对转动，同时还采用了异类并联组合法，将楔块

8、装置与行星轮系（工作时为定轴轮系）并接，实现双向驱动均向前行车，向前、后不同方向驱动时，传动比不同，即反向驱动可实现变速功能，从而提高行车效率。BUCT机械创新设计5.自由轮椅第二届全国大学生机械创新大赛中北京化工大学的获奖作品采用了独特的上坡单向止退装置解决了这个问题。此装置利用棘轮机构运动的单向性来实现轮椅上坡时只进不退的功能。为了达到上坡时止退、平地上前进后退自如的效果，作品利用不倒翁原理，设计了一种自动棘爪离合器。BUCT机械创新设计在这一作品采用功能移植的方法，将不倒翁的原理移植到上坡