篇一：机械创新设计(设计实例论文)
机械创新设计
设计题目：洗瓶机推瓶机构
设计组号：
院 系
专 业：
指导教师：
说明书
目录
1， 设计目的及意义
由于工业生产和社会生活的需要，大量的玻璃瓶、塑料瓶需要进行回收清洗后再利用，节省了大量制瓶洗所需要的费用同时也提高了工业生产的生产效率。然而就在此时也出现了回收后再清洗的问题。产品盛载是车间的最后一道关键工序，因此玻璃瓶的供应速度也就决定了总的生产效率的高低。从而产生了对洗瓶机设备的研究与改进工作。
随着啤酒市场不断地发展变化，酒瓶种类、标纸和粘接剂品种不断增加，特别是现在的头标铝箔纸的出现，给洗瓶设备和工艺提出了新的更高的要求在长期使用多种洗瓶机的过程中。为了适应现在啤酒回收瓶的洗涤要求，我们同该洗瓶机的制造厂家进行了广泛地讨论和研究，对洗瓶机适时
地进行了一系列的技术改进。 洗瓶机器设备的出现并且运用到实际生产中，改变了人工刷洗的传统工艺，实现了自动化生产方式，达到了减少劳动力、节约费用、提高工作效率、增加企业经济效益之目的。并且得到了广大用户的支持和好评，而且使得化、制药、食品等行业的生产率产生了质的飞跃。
洗瓶机推瓶机构的原理方案分析： （1）功能分解：
（2）
（3）求功能元解
洗瓶机推瓶机构形态学矩阵
2.设计题目
2.1推瓶机推瓶机构的改进设计
洗瓶机主要是由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶子推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子将洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。如图1所示。
图1 洗瓶机工作示意图
2， 原理方案设计
3.1功能分析
为了完成设计任务需要三个阶段：①通过组合机构使推头M以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后
篇二：机械创新课程设计范例
机械创新设计课程设计
院 系：机械工程学院 班 级：08 创新班
成 员：吴龙（0810111722） 闫浩（0810111723）
陈曦（0810111706） 指导老师：刘小鹏 设计题目：鱼式水下搜救器
2011年3月19日
鱼式水下搜救器
一、设计任务简述
日常生活或突发灾难中，经常要进行水下搜救、监视、打捞工作。现已有的方法主要有三种：一种是救援人员潜水进行打捞，潜水打捞危险，且不易深水打捞，成本高，适应性差；另一种是采用水下监视打捞器打捞，由于杆的长度及人的控制能力有限，局限性大，也不易在稍深水域打捞；还有一种是救援人员利用各种打捞装置进行深水打捞，这种装置设备高档齐全、装置操作复杂、救助功能不全、整套装置成本高；有的只具救生功能没有打捞功能，有的只适用于救生，功能单一。鉴于此，我们设计了一种集各功能于一体的简易救生器，其应用前景广泛。
系统设计流程：
二、设计分析
1、鱼式水下搜救器的功能与设计要求
（1） 功能
本搜救器适于水下十米处对溺水人员进行搜救或物体进行探位，从而帮助潜水搜救人员对营救目标进行定位进而施救。
本搜救器自带摄像头，工作人员可随时监控其工作情况。可测量目标深度. 方便潜水搜救人员装备适宜的抗压工作服。
基于TRIZ理论进行设计分析 问题解决过程
实现功能的物理效应
技术特性参数：
1运动物体的质量 9速度 14强度 21功率28测试精度35适用性和多用性 36装置的复杂性
要扩大装置的35适用范围和多用性就必然会导致36装置的复杂性提高。由冲突解决矩阵可以得问题解决的原理：
15． b．把物体的结构分成既可变化又可相互配合的若干组成部分。为此我们为搜救器
设计了动力装置、定位装置、救生装置、无线电路控制装置。
要提高装置的9速度，就要提高电机转速，而降低21功率。由冲突解决矩阵可以得到问
题解决的原理：
35．d.改变物体的温度或体积等参数。我们将搜救器船身设计成半球状既减少阻力又减少了体积。
由于搜救器工作在水下必然会受到水压，所以要考虑提高船身5强度，这样会使整个装置14质量增加，由冲突解决矩阵可以得问题解决的原理：
27．廉价替代品，用廉价可丢弃的物体替代昂贵的物体。于是我们想到了用废旧的煤气罐做船体，这样就解决了船身强度不够的问题。
由于搜救器在水下工作而搜救人员在岸上操作，不能即时判断水下搜救情况，为了提高搜救28精度，会是导致36搜救器电路变得复杂，由冲突解决矩阵可以得问题解决的原理：
26．复制，b.用图像代替物体，并可进行放大和缩小。c.用红外或紫外光去替代可见光，我们在搜救器上安装了红外摄像头。很好的解决了这一问题。
综上，在方案设计中，为了达到鱼式水下搜救器功能多样性，扩大搜救器的使用范围，同时又要减小装置的复杂性，我们将搜救器结构设计分成既可变化又可相互配合的若干组成部分。
三、工作原理
鱼式搜救器集水下搜与救于一身，整个船体的上浮、下沉是用气囊的充放气来实现的；船体尾部装有两个螺旋桨，来实现前进后退和拐弯；船体上带有远红外摄像头，经过无线传输，岸上的救援者就可看到真实的水下环境；通过浮在水面的浮漂式气管可得到其在水面的准确位置，压力传感器的数据显示，可得知下潜的深度，从而确定搜救器水下的准确位置；当通过摄像头搜寻到目标时就可以通过电磁阀，放下救生钩，勾住目标，然后让气囊充气上浮。此为搜救器的全部工作过程。整个装置与水面上的控制面板之间的的无限通信控制和传输数据都是通过浮在水面上的浮球里的信号搜发起实现的。
综上所述整个装置可分为个模块，下面重点介绍。 １﹑气囊
本搜救器在水中的升降是用两个气囊的充放气来实现的，气囊安装在上盖板两个隔舱中，三通管与气囊相连，气囊分前后两舱安装，三通管另一端通过电磁阀与气泵相连利用气泵来给气囊充气。电磁阀与气泵安装在下箱体中。如图一所示：
图一气囊图
２﹑定位装置
本装置的水平定位是利用浮漂式气管实现的，而深度定位是利用固定在下箱体中的压力传感器实现的。浮漂式气管浮在水面上，肉眼就可清楚的知道其在水面的位置，而压力传感器通过压力传感器控制电路、主控制器与电源相连，数据信号可以通过无线传输传到LCD显示屏上。压力传感器的精确度可达5cm，能提供精准的水下位置深度。
如图所示：
图二图三 浮漂式气管
篇三：机械创新设计案例
机械创新设计案例
我们知道，目前，机械产品的国际竞争非常激烈，要保持和发展我国机械产品在机械市场中的份额，关键靠的就是创新。我们要摆脱现在在机械创新设计上的落后局面，就要我国机械人才的创新设计能力。
机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。要进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此设计系统必需符合创新设计思维规律。 案例一：新型内燃机的开发实例
一般圆柱凸轮机构是将凸轮的回转运动变为从动杆的往复运动，而此处利用反动作，即当活塞往复运动时，通过连杆端部的滑块在凸轮槽中滑动而推动凸轮转动，经输出轴输出转矩。活塞往复两次，凸轮旋转360°。系统中没有飞轮，控制回转运动平稳。
这种无曲轴式活塞发动机若(原文来自：wWw.xiaOcAofANweN.coM 小 草 范 文 网:机械创新设计范例)将圆柱凸轮安装在发动机的中心部位，可在其周围设置多个气缸，制成多缸发动机。通过改变圆柱凸轮的凸轮轮廓形状可以改变输出轴的转速，达到减速增矩的目的。这种凸轮式无曲轴发动机已用于船舶、重型机械、建筑机械等行业。
旋转式发动机与传统的往复式发动机相比，在输出功率相同时，
具有体积小、重量轻、噪声低、旋转速度范围大以及结构简单等优点，但在实用化生产的过程中还有许多问题需要解决。
随着生产科学技术的发展，必然会出现更多新型的内燃机和动力机械。人们总是在发现矛盾和解决矛盾的过程中不断取得进步。而在开发设计过程中敢于突破，善于运用类比、组合、替代等创新技法，认真进行科学分析，将会使人们得到更多创新的、进步的、高级的产品。
案例二：圆柱凸轮数控铣削装置的创新设计实例
圆柱凸轮作为一种机械传动控制部件，具有结构紧凑、工作可靠等突出优点，但其加工制作比较困难。东北大学东软集团生产的医用全身CT扫描机，有一对复杂的圆柱凸轮，过去一直采用手工加工，不仅制造精度低，而且劳动强度大，生产效率低，成本高。为此，负责机械加工的东北大学机械厂提出要研制一种精度较高、操作方便、成本较低的圆柱凸轮加工装置。圆柱凸轮数控铣削装置包括工作台直线运动坐标轴和工件回转运动坐标轴，在加工圆柱凸轮时，本装置根据数控加工程序控制工件作旋转进给运动和直线进给运动，通过普通立式铣床工作台的垂直运动进行切深调整，这样就可以实现一条凸轮曲线槽的连续自动化加工。
案例一图
案例二图
内燃机是从实现相同工作原理的不同机构入手创新尝试，数控机是利用反求新思维进行了创新改造，机械发展史中有无数的创新事例，并不可能一一例举，而是以上述典型实例举一反三、启迪思维，点燃学习者创新设计智慧的火花。
祝悦茜
080800706 机械0807