创新设计作品
青少年科技创新大赛优秀作品《智能小屋》
“智能小屋”创新发明项目
一、创意来源
一直以来，我都希望能拥有一套书中介绍的那样的超强智能的房子，能自动开门，家里能自动点灯，方便我在黑暗中找寻钥匙、找寻开关，每天放学回家，还能给我一个亲切的问候，让我扫去一日疲惫；还能根据温度、湿度、空气质量等情况自动开关窗……在进入创客社团学习之后，我就打算将自己的想法付诸实践，完成一个智能小屋的设计。
二、功能展示
我的自动小屋拥有以下几个功能：
1.门口有人体红外感应器和LCD显示屏，还
有LED路灯。
当人靠近的时候，LCD显示屏会出
现欢迎的字幕，同时还会显示当前的温度和湿
度，在离开家门的时候，提醒我及时增添衣服。
2.车库门口的遥控升降闸口。
利用遥控器就能方便的开启、关闭车库门口的栏杆。
3.自动移门设计。
利用红外遥控，控制家里的移门。
4.二楼天窗自动升降装置。
利用温湿度传感器和水分传感器控制楼顶天窗的窗户，实现窗户的自动开合。
5.屋内灯光的自动控制。
利用光线传感器、声音传感器以及按钮，自动控制屋内灯的闭合。
三、作品示意图
四、项目前景
对着越来越繁忙的人们来说，智能化的家居设施是每个人都梦寐以求的，这样的智慧小屋一定会广受大家的欢迎。
今后，我还想将各个设备连接到WiDo板上，实现手机的智能控制，真正实现我的智慧小屋梦。
发明创新获奖作品
发明创造获奖作品1、沉砂器（内蒙古敖放旗市第三完小崔成华）：含砂多的地下水经过水泵会磨损机件，甚至阻塞水泵叶轮。
该发明在水泵进水口前加了一段沉砂管，成功地解决了这一难题。
2、波浪发电机（上海市张家巷路学校栾立中）：这个发电机利用波浪的起伏带动浮球上下运动，再利用浮球上棘轮的配合变波动为转动，带动发电机发电。
两个浮球随波浪起伏上下振动，带动连杆。
连杆上的驱动片拨动棘轮旋转，棘轮上的止倒片保证棘轮向一个方向转动，再经变速齿轮提高转动速度，带动发电。
3、双尖绣花针（湖北省武汉市义烈巷小学校王帆）：这种针两头尖，针眼在针的中部。
使用这种针绣花时，每绣一针的动作只需“扎下—扎出—线拉直”，不用再翻腕调换针尖的方向，大大简化了手部的动作，而且扎下拔针后便立即可以从上一针旁扎出，方便了从反面扎出时的针定位。
通过以上改进，可提高刺绣的速度和质量，减轻劳动强度。
4、镶玻璃注钉钳（湖南省桃江县三堂镇小学胡勇）：镶玻璃注钉钳是代替锤子在木头上钉钉的工具，是专为镶玻璃在窗框上装钉子而设计的。
其基本结构是：克丝钳一个钳口改成持钉夹，另一钳口改成可以调节宽窄的夹口，其原理并不复杂，结构也还简单，但是表现出的思维是很大胆的。
使用这种注钉钳可以防止敲碎玻璃，使用也更安全。
5、布手套翻转器（湖北省通城县实验小学李理）：用直径6mm的钢条扎成两只手相对弓的形状后，安装在一块木板上，再在右手臂横杠上安个挂钩，即做成了“布手套翻转器”。
此作品使用方便，省时、省力。
将缝制好的布手套套在翻转器的一只手架上，再把另一手架合拢相对，然后将右手臂上的挂钩钩在左手臂的横杠上，抓住手套紧口向另一只手架拉去，便可将手套一次性地翻转过来，效率提高10倍。
6、速调活扳手（浙江省新昌县实验小学竺越）：活扳手是人们的常用工具。
普通活扳手是用蜗杆调节扳口宽窄的，调节慢，工效低。
小作者受到速调台虎钳的启发，在活扳手的蜗杆上锉了一道槽，使扳口能在槽里自由进退，从而大大加快了调节速度。
机械创新设计大赛获奖作品赏析
机械创新设计大赛获奖作品赏析机械创新设计大赛是我国机械领域的一项重要赛事，旨在激发广大师生的创新精神，培养创新能力，推动机械行业的技术发展。
在历届大赛中，涌现出了许多优秀的获奖作品。
本文将对其中部分获奖作品进行赏析，以展示这些作品在设计理念、技术应用和实用性等方面的独特魅力。
一、作品一：《智能辅助行走装置》赏析：该作品针对老年人、残疾人等行动不便的人群设计了一款智能辅助行走装置。
该装置采用模块化设计，可根据用户身高、体重进行调节。
其主要创新点在于运用了人工智能技术，实现了行走过程中的自适应调节，使装置更加符合人体工程学，提高了使用舒适度。
此外，装置还具备防跌倒功能，有效保障了用户的安全。
二、作品二：《多功能农业机器人》赏析：多功能农业机器人是一款集种植、施肥、浇水、采摘等功能于一体的智能农业设备。
该作品采用先进的导航系统和多传感器融合技术，实现了农田作业的自动化、精准化。
此外，该机器人还可根据作物生长周期进行智能调节，提高农业生产效率，降低农民劳动强度。
这款作品在设计理念上体现了绿色、环保、可持续发展的现代农业观念。
三、作品三：《智能家居控制系统》赏析：智能家居控制系统通过物联网技术，将家庭内的各种设备连接在一起，实现远程控制、智能互动等功能。
该作品在设计中充分考虑了用户体验，采用简洁直观的操作界面，使家庭成员轻松上手。
此外，系统还具有节能、环保、安全等特点，如自动调节室内温度、湿度，实时监控家庭安全等。
这款作品让人们感受到了智能家居带来的便捷与舒适。
四、作品四：《无人驾驶清洁车》赏析：无人驾驶清洁车是一款应用于城市环卫领域的创新产品。
该作品采用激光雷达、摄像头等传感器，实现了对周边环境的感知和自主导航。
在清扫过程中，车辆可根据路面情况进行智能调节，提高清扫效率。
此外，无人驾驶清洁车还具有远程监控、故障自检等功能，大大降低了环卫工人的劳动强度，提高了城市环境卫生水平。
总结：通过对以上四款机械创新设计大赛获奖作品的赏析，我们可以看到，这些作品在设计理念、技术应用和实用性等方面都具有很高的水平。
创新的设计作品案例
浙江大学学生作品荣获美国“IDEA”国际工业设计大赛银奖
2011美国IDEA设计奖银奖作品：PA-CUP指导教师：应放天团队学生：陶林锴、张煜、郭骁林、曹逸、徐建明
作品展示：
设计说明：这款药品包装通过对现有包装的一种改造，它将外部包装整合变成药用杯子，利用正负形结构做到一体化包装，不仅减少了存放和运输空间，减低了包装材料的制作成本，而且可以为服药者在外出情况下提供了极大的便利。
从而可见，这这种将药品包装袋轻松挤压变形成为服药杯的改良设计，不仅突破了传统的包装设计，更给使用者带来便捷。
包装的最外层为纯木浆材质，环保健康；内部纸层采用耐热无毒纸材，利用热压边缘技术进行密压。
产品包装上提
供了药品名称、种类、使用方法以及用量提示等信息。
全国大学生机械创新设计大赛参赛作品
全国大学生机械创新设计大赛参赛作品(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--全国大学生第一届机械创新设计大赛获奖作品展示全国一等奖北京化工齿动多功能平行口钳北京化工齿动多功能平行口钳北京化工齿动多功能平行口钳大连理工机械式自动节水水龙头第二炮兵工程学院军地两用全自动担架车第二炮兵工程学院军地两用全自动担架车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工大微定位仿生机器人哈工大微定位仿生机器人海军工程大学摆式特种发动机天津大学爬杆喷漆机器人天津大学爬杆喷漆机器人中国农大菌液自动抽取喷涂机中国农大菌液自动抽取喷涂机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机?全国二等奖北工大助北工大助北工大助力长力器力器器春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人大连理工蚯蚓爬行器大连理工蚯蚓爬行器东北大学圆柱凸轮数控铣削加工装置哈工程螺旋传动管道机器人海军工程大学舰船探测者海军工程大学舰船探测者华东理工易拉罐有偿回收装置/华南理工健身洗衣机华南农大气动式龙眼去核机华南农大气动式龙眼去核机南昌大学脉动式无极变速器上海交大可折叠崎岖表面自适应障碍小车上海交大可折叠崎岖表面自适应障碍小车西安电子科大新型球形机器人西安思源学院纱线卷绕防叠机西北工业大学方形区域喷灌龙头西南交大液压式无极变速器西南科大环卫保洁西南科大环卫保洁清扫浙大虫虫小强浙大虫虫小强清扫自行车自行车全国三等奖安徽工大新型立轴风力机北航仿生虫北航基于仿生的高适应性六足机器人北航爬杆爬管道年用机器人北科大自行车防盗锁成都大学球形机器人运动结构创新设计成都电机高专自适应上下非等高台阶小车东南大学智能机器鱼哈工大汽车同步照明灯湖大两足行走机器人华南农大机器昆虫步行机构华中科大仿生机械灵巧手昆明理工草坪剪草机兰州交大智能型全开式窗户辽宁工程技术大学爬杆爬绳机器人陕西科大揉搓式洗衣机陕西科多功能自走式清洁车四川工程职业技术学院异形齿轮泵天津大学双轴连动摩擦式翻谱台西华大学科氏加速度观察试验台新疆大学上下楼梯搬运机器人浙大仿生壁虎重庆工商大学楔铁式滚针超越离合器重庆工学院无机变速行星轮系操纵机构第二届机械创新设计大赛参赛作品展示螺旋电机爬楼梯机器人自行履带闭链两足步行机器人轻便按摩器新型三维仪自动清洁器旋转展示台仿生虫家用采棉机爬杆机器人。
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整理表
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高中生科技创新成果一等奖
高中生科技创新成果二等奖
高中生科技创新成果三等奖
初中生科技创新项目一等奖
初中生科技创新项目二等奖
初中生科技创新项目三等奖
小学生科技创新成果一等奖
小学生科技创新成果二等奖
小学生科技创新成果三等奖
整理丨尼克
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机械创新设计大赛作品
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。
全国大学生机械创新设计大赛参赛作品
全国大学生第一届机械创新设计大赛获奖作品展示全国一等奖北京化工齿动多功能平行口钳北京化工齿动多功能平行口钳北京化工齿动多功能平行口钳大连理工机械式自动节水水龙头第二炮兵工程学院军地两用全自动担架车第二炮兵工程学院军地两用全自动担架车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机哈工并联与分布控制机哈工并联与分布控制机器人器人器人哈工并联与分布控制机器人哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工大微定位仿生机器人哈工大微定位仿生机器人海军工程大学摆式特种发动机天津大学爬杆喷漆机器人天津大学爬杆喷漆机器人中国农大菌液自动抽取喷涂机中国农大菌液自动抽取喷涂机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机全国二等奖北工大助力器北工大助力器北工大助力器长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人大连理工蚯蚓爬行器大连理工蚯蚓爬行器东北大学圆柱凸轮数控铣削加工装置哈工程螺旋传动管道机器人海军工程大学舰船探测者海军工程大学舰船探测者华东理工易拉罐有偿回收装置/华南理工健身洗衣机华南农大气动式龙眼去核机华南农大气动式龙眼去核机南昌大学脉动式无极变速器上海交大可折叠崎岖表面自适应障碍小车上海交大可折叠崎岖表面自适应障碍小车西安电子科大新型球形机器人西安思源学院纱线卷绕防叠机西北工业大学方形区域喷灌龙头西南交大液压式无极变速器西南科大环卫保洁清扫自行车西南科大环卫保洁清扫自行车浙大虫虫小强浙大虫虫小强全国三等奖安徽工大新型立轴风力机北航仿生虫北航基于仿生的高适应性六足机器人北航爬杆爬管道年用机器人北科大自行车防盗锁成都大学球形机器人运动结构创新设计成都电机高专自适应上下非等高台阶小车东南大学智能机器鱼哈工大汽车同步照明灯湖大两足行走机器人华南农大机器昆虫步行机构华中科大仿生机械灵巧手昆明理工草坪剪草机兰州交大智能型全开式窗户辽宁工程技术大学爬杆爬绳机器人陕西科大揉搓式洗衣机陕西科多功能自走式清洁车四川工程职业技术学院异形齿轮泵天津大学双轴连动摩擦式翻谱台西华大学科氏加速度观察试验台新疆大学上下楼梯搬运机器人浙大仿生壁虎重庆工商大学楔铁式滚针超越离合器重庆工学院无机变速行星轮系操纵机构第二届机械创新设计大赛参赛作品展示螺旋电机爬楼梯机器人自行履带闭链两足步行机器人轻便按摩器新型三维仪自动清洁器旋转展示台仿生虫家用采棉机爬杆机器人。
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创新设计作品
创
新
设
计
作
品
姓名:蔡添
班级:机械1211
学号:12316101
摘要
根据创新设计课程要求，要求每个学生以自己创新思维为依据，结合软件工具设计出自己的机械创新设计作品，本文结合课程要求针对设计做出三个部分分析:第一部分为创意构思与前景分析，主要分析推骑婴儿车的创新思想，创新思想结合作品的市场需求，还对机械结构做了简单的介绍;第二部分为设计步骤，具体主要的介绍了推骑婴儿车机械转化结构，通过要实现的推骑功能，实现推骑功能的原理，还具体详细的结合了示意图分析的每次转化结构的具体情况;第三部分结合主要对三维软件(UG)设计作品的结果进行展示，让作品清晰明了的展现在读者面前。
本文只针对创新设计课程设计要求作出满足要求的作品设计，对机械结构满足机械性能要求作出简单设计，使用三维软件(UG)对其进行简单建模
关键词:骑婴儿车;机械结构;课程设计;三维软件
一、创意构思与前景分析
把婴儿车下方扣环向后一拉，前轮变到车的后方，现出藏在车下的车座,婴儿车瞬间“变形”为三轮自行车，而“变形”过程中，用于乘坐婴儿的婴儿车一直在车的前端。
推着婴儿车走累了，“咔咔咔”几下，婴儿车变形成自行车，骑上车载着婴儿走;一个人在家，想要搬动家中大型家具，拿出一个小型搬运器，按一下开关，就能轻松地推着家具往前走;打个电话、发条短信，房门自动打开，如果房门被强制开启，就会自动发送报警到主人的手机上……
以前，这些场景只能在科幻片中出现，而不久的将来，这些场景就可能出现在我们的日常生活当中。
前面一个轮子，后面两个轮子，乍一看与其他婴儿车没有任何分别，把婴儿车下方的几个扣环打开，向后一拉，最前方的轮子变到车的后方，藏在婴儿车下方的车座也呈现出来。
婴儿车瞬间“变形”为三轮自行车，而在“变形”的过程中，用于乘坐婴儿的婴儿车一直在车的前端。
二、设计步骤
1、功能分析
(1).要实现的功能
这个设计希望推行的婴儿车可以不借助工具在短时间内完成变形，转换为骑行婴儿车，而且可以不影响婴儿座椅的稳定性。
(2).功能实现的原理
骑行婴儿车整体结构示意图(如图2-1)所示，通过一个旋转装置，加上定位销的固定作用，使骑行的婴儿车旋转60?转向竖直方向，再用一个旋转装置的作用可以使旋转之后的婴儿车再次旋转90?彻底转化为三轮婴儿车，但是坐垫还是会给三轮婴儿车一定的阻碍，所以再通过一个旋转装置使坐垫旋转成水平位置(如图2-2所示)，完成骑行的婴儿车转化为推行的婴儿车。
2、功能求解
(1)婴儿车骑行的整体结构示意图
(2)转换后示意图
(5)旋转前机构的模型
(6)旋转后结构模型
三、设计小结
本次课程设计中，最大的收获之一便是通过机构的设计和实现提高了创新能力。
我们认为创新是需要理论支持的，通过机械原理这门课的学习，我们系统的了解了各种机构的组成和特点功能及其有关工程背景，因此我们首先从工程背景出发，设计了原始机构，在后来的替代机构的设计过程中，我们通过分析原始机构和
工程背景，想出了几大类替代机构。
我们认为其实现方式从本质上基本分为两大类，直接和间接。
有了理论支持，我们便从这两个方面和几种机构中挑选替代机构，在整个过程中，从理论分析，筛选机构，参数设计到模型简历和实体的设计，无一不体现我们的创新能力。
与此同时我们也对课本知识进行了复习，可谓一举两得。