机械创新大赛作品

机械创新大赛作品

1 助立椅

参赛学校：华南理工大学

参赛者：毕经元、龙志健、万明远，指导教师：张铁、李杞仪

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、14A h；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。

7 助残多功能手

参赛学校：华中科技大学

参赛者：马天阳、徐兴浪、蔡海洋、徐杰、肖峻峰，指导教师：吴昌林、赵轶

作品内容简介作品是为下肢残疾坐轮椅者或是行动不便的老人设计的一种延长上肢从而

方便抓取的助残器具。能够实现：拿取放置在不远处但是伸手又够不到的轻小物品，帮助穿鞋，帮助穿袜子，以及取衣服等功能。使用者单手握动手柄，通过高副操纵类似钳子的夹持机构，抓取物体。作品中部的六杆机构实现机械手的伸缩，将拿取的物品移近使用者。夹持部分设计成特殊形状，以适应夹取不同大小物体的要求。在手柄部分设置自锁装置，以保证在夹紧物体之后，物体不致因为操作失误而掉下。类似晾衣叉的构形与夹持件的结合，可以不影响整个装置的结构下实现一个很实用的功能。并且为实现穿鞋穿袜而专门设计了两个特别的构件。

主要创新点突破常规思路，用简单的六杆机构实现大幅度的伸缩功能，使得这种延长手臂的助残机械手更具实用性，更方便残疾人的使用。安全周到的设计，多种功能的整合，使本

作品独具特色，处处体现着创新。

推广应用价值本品极具推广应用价值。由于设计过程中切实考虑了实际应用中的很多问题，从而使产品更加成熟，相比国外产品功能更加强大，真正填补了此类助残用品的国内空白。

8 多功能自助护理机

参赛学校：西北工业大学

参赛者：孙万、赵加清、张桥、应高明、刘旭海，指导教师：葛文杰

作品内容简介本护理机主要针对上肢残疾者生活自理困难的问题而开发，可供残疾者自助解决进餐，洗漱，阅读翻页等基本生活问题。本护理机由底盘，立柱与臂和手部三部分组成。底盘为控制部分，可由双脚实现，动作简单，容易操作；立柱与臂部分具有旋转，抬头低头，伸缩三个基本动作，依靠这三个动作可以实现基本的三维定位功能，从而可以很好地模拟手臂的动作；手部采用分模块结构原理，在整体结构简单的情况下实现多功能。目前已经分别设计了进餐模块，洗漱模块，阅读翻页模块，如有需求可再添加新的模块。护理机主要采用电机驱动，操作过程简便，快捷，平稳，准确。另外，本护理机折叠方便，节省了空间，便于携带。本护理机产品绿色节能，结构简单，成本低，可靠性高。可完全由残疾人自身操作，实现生活自理，减少了对他人的依赖，使其更加独立自主，树立了生活信心，从而帮助他们更好的走向社会，融入社会。

主要创新点（1）采用分模块原理实现进餐，洗漱，阅读翻页等功能；（2）采用螺旋传动控制，操作简单；（3）进餐模块中，餐具设计巧妙，集多种餐具的功能于一体；（4）

可完全折叠，携带方便。

推广应用价值通过本护理机，失去双臂的残疾人可以在无他人帮助的前提下，仅靠双脚自主完成进餐，洗漱，阅读翻页等过程，从而增强残疾者的自尊心，同时节省了其家人与朋友的时间。本产品成本较低，操作方便，维护简单，可应用于医院，福利院，家庭等场所，也可以扩展到其他有类似需求的人群，有较高的市场推广价值。

9 助残机械手

参赛学校：盐城工学院

参赛者：曹勇，刘东，杨益，钮赛赛，顾亮亮，指导教师：朱龙英，朱效波

作品内容简介本作品是为无臂残疾人而设计的助残机械手，主要为无臂残疾人独处时能获取小件物品，不需双臂运作，只需通过双脚操作，就能在一定范围内实现夹、运等动作，其操作简便，可以使得残疾人自力更生，能像正常人得到所需物品，而不必麻烦旁人，达到省时省力的效果。该装置由底座、支架、手臂、手部等组成，无臂残疾人只要轻轻用脚操作，可以实现机械手在一定空间范围内自由转动，前后移动及夹取松开等动作，物品就能送到所需者面前，以满足无臂残疾人自食其力的要求。该作品结构简单，操作方便，定位准确，而且是纯机械产品，不需要电源，安全可靠。助残机械手是无臂残疾人的好帮手，可以丰富他们的生活色彩，使得他们能像正常人一样生活。

主要创新点（1）用脚可以完成简单的手的动作；（2）脚作为动力源，适用于不能用电的场合；（3）本作品采用纯机械完成，结构简单，安全可靠；（4）节省资源，经济实惠。推广应用价值该作品可以帮助残疾人用脚完成简单的手的动作，具有广泛推广应用价值，其制作简单，适合批量生产，价格低廉，适合任何阶层。

10 卧式期刊阅读器

参赛学校：清华大学

参赛者：郝瀚、翟津健、李云轩、白亮亮、王逸君，指导教师：武静、刘向锋

作品内容简介卧式期刊阅读器是卧姿状态下使用的一种期刊阅读工具。作品针对“卧床病人”的阅读需求而设计制作。根据咨询相关专家以及市场调研，“卧式阅读”的功能在国内属首

创，卧床病人对这种产品有较大需求，市场前景广阔。主要功能包括“卧式阅读”、“自动翻阅”、“头手足三类控制方式”、“营造阅读环境”等；机械结构包括“翻页机构”、“夹紧机构”、“驱动机构”、“支撑机构”等，并加入适当的电控部分；为实现卧式翻页的功能，作品采用了全新的翻页原理——采用机构的往复运动实现翻页动作，用夹紧机构的一张一合实现翻后夹紧，两者通过协调动作实现相位配合；使用者可以选择采用手、足、头之中任意一个部位来控制阅读器，操作中只需选择前翻或后翻，简单易行；为了给卧床病人营造良好的阅读环境，本作品添加了灯光和音响设备，为卧床病人带来视觉和听觉的双重享受。

主要创新点（1）实现卧式阅读，传统阅读器只能实现平面阅读，本作品则是针对卧床病人的需要实现了“卧式”阅读；（2）全新翻书原理，本作品采用了全新的翻页原理并且在翻页机构、夹紧机构、驱动机构以及支撑机构方面采用了传统阅读器未曾采用的全新机构；（3）多种控制方式，考虑到卧床病人的复杂情况，本作品实现了“头部控制”、“手部控制”、“足部控制”等多种控制方式，让卧床病人可以轻松掌握；（4）优雅阅读环境，本作品首次提出了“阅读环境”的概念，在美化外观的同时增加了“背景音乐”以及“照明灯光”，让阅读真正成为一种享受。

推广应用价值目前国内市场阅读器只能实现平面阅读，本作品的卧式阅读属首创；国外市场已有同类产品，但价格远高于本作品的成本。本作品的推广对象是“卧床病人”，中国有上千万的卧床病人，能够解决他们“读书难”的问题，其社会价值与经济价值都非常巨大。本作品首创“卧式阅读”功能，在功能性、可靠性、控制性、舒适性等方面都优于已有的阅读器，在应用价值方面具有较强的竞争力。本作品在设计和加工时都尽量压低成本，采用了大量的标准件，估计批量生产后价格将很容易被使用者接受。

11 双杆大腿假肢

参赛学校：陕西科技大学

参赛者：杨帆、戴正利、郭雷雷、车凯、安静洁，指导教师：李思益、王宁侠

作品内容简介针对市场上的大腿假肢结构复杂，且一般不能实现双腿交替上下楼的情况，我们设计了双杆大腿假肢。双杆大腿假肢以曲柄滑块机构为主，附带了弹簧。曲柄滑块机构完成了大腿的弯曲动作；弹簧则代替了人体小腿肌肉的部分功能，实现了蓄能的要求，同时它对人体又有缓冲的作用；两者的组合加之上楼时人体重心简单的调整可以完成双腿交替上下楼的运动。另一方面，通过双杆连接脚，并且双杆间可以有相对的位移，从而实现了人体下蹲时，脚面与小腿间的自然的夹角。总之，我们用较为简单的机构实现了大腿假肢的所要求的基本运动。

主要创新点（1）采用曲柄滑块机构，实现主要的机构运动，机械效率高；（2）双杆支撑，较之单杆假肢更加稳定。（3）弹簧蓄能，与曲柄滑块机构相组合，可以实现上下楼运动。（4）膝关节和踝关节有机结合，从而实现了使用者下蹲时脚踝角度变化。

推广应用价值结构简单，除机械装置，不需要附加电源或其它设备，安全系数高。成本低廉，可以让更多中低收入患者接受。

12 可控式用餐机

参赛学校：海军工程大学

参赛者：朱俊杰、田野、罗江洪、陈聪聪、严佳，指导教师：原大卫、郝朝斌

作品内容简介本作品是专门为失去双臂的人所设计，给他们用餐带来了极大的便利。主要结构和工作原理说明：机电一体化的整体结构；机械臂采用杠杆原理与力学传动相结合的设计理念；餐桌利用电机、开关与轴承实现其可控式旋转；采用伸缩式落地支架；脚用控制器采用方便简易的接触式开关。

主要创新点（1）本产品采用全新的理念，设计新颖，填补了一项空白。（2）机械手结构的设计思路来源于挖掘机“手臂”，却又不同于其。本产品突破了难度较大的液压控制方式，

采用简易的连动杆结构。（3）突破传统设计思路，简化机械臂的旋转结构，采用圆桌与机械臂结合控制的方式。

推广应用价值解决双臂伤残人士用餐难的问题。产品整体设计轻巧，成本较低，易于批量生产，时常前景广阔。同时本产品具备很强的发展前景，可给其加配PLC等控制元件，实现其全自动化，亦可把其改装为翻书机等。

13 神行杖凳

参赛学校：华南理工大学

参赛者：张淦、何中坚、易杰军，指导教师：李琳、翟敬梅

作品内容简介本产品是一个多功能拐杖，是由一个主拐和一个与主拐活动连接的副拐两部分组成。主拐由脚体、杆身和杆身上端连杆机构组成。脚体与杆身采用齿纹连接，杆身与其上端机构采用活动连接。产品的主要功能是辅助上楼梯、适应各种复杂地形、可转变成凳子。为达到辅助上楼梯的功能，我们利用主杖与副杖的活动连接，使使用者在上楼梯的过程中拐杖总能提供支持力。脚体与杆身的齿纹连接当拐杖提起时齿纹松开，可以改变脚体与杆身间的角度，使杆身始终保持垂直状态，使使用者得到更好的支持，适应地形。通过杆件的拆装，可使拐杖变凳子。

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，在上楼梯、和走路的时候总是很费力；创新的使用了连杆机构，达到上楼梯功能，和适应地形的脚体的螺纹连接机构，杆件间的组合。

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。

14 超欠驱动弹性铰15自由度自适应仿生手

参赛学校：东北大学

参赛者：何秀芸、郝广波、袁瑱东，指导教师：李树军、巩云鹏

作品内容简介由于战争、交通事故等原因，全世界的断臂、断手患者的数量日益增加，因此对假肢、假手的需求也不断的扩大。但目前市场上接近真手功能的假手通常是机电结合的高科技产品，价格昂贵且维护费用高，不能满足广大患者的需要。因此研究开发具有一般人手功能、便于维护而又成本较低的假肢一直是研究者和工程师们的不懈追求。但由于人手的自由度多而导致的驱动控制系统复杂的问题一直没能得到很好解决。基于上述，我们研制了弹性铰自适应仿生手，利用多自由度差动驱动原理与弹性铰链的巧妙结合，使设计的仿生手仅由一个原动件便可驱动手的15个关节，并具有对抓取物体的自适应性。而且原动件可由患者的上臂或上肩带动而不需要原动机。同时，应用人机工程学原理和产品形态设计理论进行了参数和造型设计。

主要创新点（1）利用多自由度差动驱动原理与弹性铰的巧妙结合，实现了由一个原动件驱动手的15个关节，并具有对抓取物体的自适应功能。（2）原动力由患者的上臂或上肩带动而不需要原动机和控制系统。（3）无铰链，结构简单，便于维护，成本低。

推广应用价值具有15自由度、自适应性等一般人手功能。不需要复杂的驱动控制系统、控制简单。利用弹性铰，没有铰链运动副，并且无复杂的驱动控制系统。这些都为便于维护创造了条件。成本较低。

15 多功能折叠拐

参赛学校：郑州航空工业管理学院

参赛者：肖克先、汤积仁、张扬、宋刚、董昊，指导教师：王利红、冯宪章

作品内容简介多功能折叠拐是参照人体工程学原理设计定型，通过对普通单功能拐杖进行反求设计，对机构进行创新设计，关键部位采用优化设计而设计成型的一款创新产品。该拐

杖集行、坐、键身于一体,适用于腿脚病及老年腿脚不便者。该拐杖具有助走、休息、健身三大功能。强大的功能打破了传统拐杖的单一功能和只适合病残者使用的传统，可以解决了广大腿脚伤残患者和老年人“长时间行走——累，随时随地锻炼——难”的等难题，达到了助走、休息、健身三者与一体的完美结合。本拐杖有一支可折叠成坐椅的单拐和一支带有手动驱动旋转脚踏的单拐经巧妙组合而成，其三大功能可保证为使用者提供“行走好、休息好、锻炼好”的“三好”优质服务的实现。

主要创新点多功能折叠拐主要针对当前拐杖市场上功能单一、结构传统的现状,采用机械设计中的创新设计原理,在关键部位采用优化设计方法.同时,本着以人为本的设计理念,整个设计过程融入了人性化的设计思想,达到了结构新、功能强、使用性强的目的.

推广应用价值本多功能折叠拐集行、坐、健身三大功能与一体,达到了助走、休息、健身三者与一体的完美结合。该拐杖的强大功能使得它的应用群体更加广泛。本拐杖所使用的零部件大多为简单构件和标准件,经过优化设计和人性化处理,使得功能更加适宜质量更加轻盈

结构更加轻巧,因此,具有很大的使用价值及市场推广价值。

16 脚踏键盘

参赛学校：中南大学

参赛者：叶绍勇，田科，彭志勇，孙长江，张振伟，指导教师：喻胜、云忠

作品内容简介本产品以现有通用键盘为基础，外加相关的控制显示部件，组成此脚踏键盘。脚在本装置上移动，当脚部移动到键盘上的相应按键，辅助显示装置会在显示屏上指示相应的按键；当用户确认其为所需正确按键后，踩下脚部踏板完成输入过程。

主要创新点（1）采用脚踏式机械触点控制，结构紧凑、实用；（2）采用二极管作为指示装置，便捷可靠，节约成本；（3）采用现有键盘，功能完善；改为手用时装卸方便，而且降低了制造成本；（4）整体结构紧凑，易于操作掌握，输入正确率高，成本较低，易于在收入较低的残疾人群中推广。

推广应用价值本装置主要运用于上肢残疾或手部不灵活等人群。在语音输入等技术还没发展成熟的现阶段，本产品是一种很好的助残产品。根据市场调查，现阶段市场上的普通US B/PSⅡ接口通用键盘售价为30至80元不等；而一套简单的语音识辨机器售价即在千元以上；所以通过在通用键盘的基础上进行改进和创新具有很高的可行性。而且通过估算，本装置如果投入实际生产，尤其是进行大批量生产，单部售价可以控制在100至150元，完全能够为消费者所接受。

17 转动式腕离断假肢

参赛学校：华中科技大学

参赛者：詹少坤、童文邹、江登都、陈仁越、侯文杰，指导教师：杨家军、王中锡

作品内容简介本作品的适用对象为从腕部截肢的残疾人群体,他们由于缺少人体活动最为

灵活,实现功能最为丰富的器官----手,在日常生活中有很多事情无法独立完成,如吃饭,刷牙,

写字等,基本丧失了自理能力,我们设计出的这种假肢,它能通过十分简单的残疾人自身还可

行的运动来帮助这类残疾人,使他们可以借助我们的产品在不需要外人帮助下完成一些日常生活中十分必要的动作。在设计中，我们在设计了大体框架后，还设计了相应的功能模块，通过标准接口实现了多功能的用途，值得一提的是我们还设计了个装饰用假手，兼顾了美观的效果。

主要创新点（1）作品中采用残疾人自身前臂（内套固定在前臂上）的转动形成内、外套的相对运动为动力源，用曲柄滑块机构为传动装置把手臂的旋转运动转变成工具端的闭合运动。其巧妙之处在于动力由使用者自行输出和调节，具有调节精度高，全凭手感来满足实际需要。（2）采用了撞针和切口相配合的装卸装置，能由使用者外旋前臂来自行完成装卸动作。（3）利用标准接口实现了多功能的用途。（4）兼顾了美观的效果，设计了一个装饰

用假手功能块。

推广应用价值可以为从腕部断肢的残疾人提供很多便利，而且设计造价也不会很贵，十分适合经济条件不是很好的此类残疾人，让他们能真正感受到实惠、美观、和多功能的效果。

18 多功能助行器

参赛学校：大连大学

参赛者：刘国华、朱中科、王琳琳、杨博龙、怀其昆，指导教师：崔亚菲、关浩

作品内容简介多功能助行器是为上肢功能健全而下肢功能不全的病人辅助行走，康复锻炼、或行动不便的老年人辅助行走或锻炼而设计的。它同时可以完成保持平衡，支持体重，增强肌力，自主站立、自动求救等功能。本产品采用合金材料做主体、电机驱动，结构简单、操作方便。它即可以做电动轮椅使用，又可以作为助行器辅助残疾人走路。当病人跌倒时，可以不用求助别人而自主站立。控制系统可由病人独立操作。当需要帮助时，还可以自主求救。

主要创新点（1）两轮电力驱动，以电力为主要动力，采用两轮驱动。应用差速电动机。实现转弯功能。差速电机在转弯时，可以使内轮的转速小于外轮的转速，从而达到自如转弯的功能，又能够保证助行器的平稳；（2）丝杠实现座椅升降，利用简易的丝杠装置，可以任意自动的上下抬升座椅，使用者跌倒后，移到座椅上可自动升起，此时使用者可轻松的站立起来，然后再进行康复锻炼；（3）多功能于一体，本助行器可用作电动轮椅，助行器械、自动站立、自主求救等功能。

推广应用价值本产品价格低廉，携带方便，适用人群广泛，操作简单。特别是增加了使用者自主站立，自主求救等功能，可广泛用于上肢功能健全而下肢功能不全的病人辅助行走，康复锻炼。或行动不便的老年人辅助行走或锻炼。

19康乐保健办公椅

作品内容简介鉴于众多工作疾病是由于不良工作环境与方式引起的，我们针对人们长期以坐姿工作学习所产生的脊椎及颈部酸痛的现象而设计了该保健办公椅。该保健椅在原有办公椅的基础上，基于人机工程学原理，创新性地增加了实现脊椎拉伸与按摩的简捷机构。其通过螺旋副升降机构实现可移动椅背与固定椅座的相对升降运动。当使用者将上、下肢分别用固定带固定在椅背和椅座上时，通过上述运动即可实现有效地脊椎牵引。在椅背与椅座分离的同时，固定椅座的靠背内部所具有的可调节弹性活动曲面产生受压拱起，及时填补了因拉伸而造成的脊椎下部与靠背分离的空隙，并在拉伸时起到支撑脊椎及接触式按摩的作用。在使用过程中，使用者的双臂可以进行小范围的活动，从而在不影响正常的办公学习的前提下达到缓解工作疲劳舒展身体的目的。

该作品的主要创新点有以下几点：

1．用简捷的螺旋副升降机构替代以重物拉伸为理念的传统医用拉伸机构，该螺旋副可以缓慢均匀地实现所需功能，并使受力分布均匀；

2．用固定接触式按摩取代原有按摩机构普遍采用的间歇运动的按摩方式，既达到按摩的目的又避免了运动式按摩可能对处于紧绷状态的脊椎造成的物理伤害。

推广应用价值该机构设计简捷灵巧，基于普通办公椅进行理论设计与改造，有别于市场上的医用脊椎牵引器械及专用按摩椅，它集上述二者的功能与一身，避免了现有的锻炼器械占用较大场地，需集中时间进行锻炼的缺憾，利用工作及工作间隙即可达到保健的目的。该机构主要针对长期以坐姿工作或学习的人群设计，能有效缓解由于工作环境造成的脊椎及颈部酸痛。鉴于社会对工作效率要求的提高以及人们健康意识的增强，该作品应有较为广泛的推广及应用前景。