1机构创新设计方案搭接实验
机构创新设计实验报告
机构创新设计实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过对机构创新设计的研究和实践，提高学生对创新设计的认识和理解，培养学生的创新思维和创新能力，并通过实际操作的方式锻炼学生的设计能力和动手能力。
二、实验内容本次实验的主要内容是设计一种可以自动清洁窗户的机器人。
实验要求学生根据给定的条件和要求，进行设计、制作和调试。
机器人需要能够自动感知窗户的污渍程度，并进行相应的清洁工作，同时需要保证机器人的安全和稳定性。
三、实验过程1.需求分析：在实验开始之前，我们首先进行了对需求的分析。
通过调研和讨论，我们确定了机器人需要具备以下功能：自动感知窗户的污渍程度、自动调整清洁工作的强度、确保清洁过程的安全性、保证机器人的稳定性。
2.设计方案：基于需求分析的结果，我们开始制定设计方案。
我们决定采用图像识别技术，通过摄像头感知窗户的污渍程度，并根据实时数据调整清洁工作的强度。
为了保证清洁过程的安全性，我们设计了多个安全措施，如机器人与窗户连接杆之间的自动断开装置和机器人控制系统的智能保护功能。
为了提高机器人的稳定性，我们采用了良好的结构设计和平衡措施。
3.制作与调试：在设计方案确定之后，我们开始进行机器人的制作和调试工作。
我们首先购买了所需的材料和元件，并组装成机器人的整体结构。
然后进行软硬件的集成和连接，编写控制程序和算法。
最后，我们进行了多次测试和调试，不断优化和改进机器人的工作效果和稳定性。
四、实验结果与分析经过多次调试和优化，我们最终成功地制作出了一台可以自动清洁窗户的机器人。
机器人能够自动感知窗户的污渍程度，并根据实时数据调整清洁工作的强度。
机器人的清洁效果和稳定性都达到了预期的要求。
五、实验总结与心得通过本次实验，我们深入了解了机构创新设计的重要性和挑战。
在实验中，我们不仅学习了如何进行需求分析、设计方案制定、制作与调试，还学会了团队合作和解决问题的能力。
在实践中，我们遇到了许多困难和挑战，但通过不断的努力和探索，最终取得了良好的实验结果。
《机构运动方案创新设计实验指导书-学生用-cxc》
《机构运动方案创新设计实验指导书-学生用-cxc》一、实验目的1.培养学生机构型综合的设计能力、创新能力和实践动手能力；2.培养学生综合应用所知识对机构的结构和运动性能加以评价的分析能力。
二、实验原理任何机构都是将基本组依次连接到机架和原动件上而构成的。
三、实验内容1.多功能移动式残病人浴缸翻转机构⑴上身部缸体翻转机构要求上身部缸体从水平位置向上翻转至70度，即翻转角为0-70度.可采用的机构：摆动导杆机构，导杆与上身部缸体固装在－起，带动缸体翻转。
由直线电机带动主动杆摆动。
双摇杆机构，上身部缸体作为从动摇杆，在主动摇杆驱动下作0-70度摆动.主动杆由直线电机带动摆动。
其它机构⑵腿部缸体翻转机构要求腿部缸体从垂直位置向上翻转至水平位置，利用死点保持腿部缸体在水平位置，借助凸轮机构破坏死点，使腿部缸体在重力作用下复位。
可采用机构：双摇杆机构，腿部缸体作为主动摇杆；其它机构2.牛头创床机构要求刨刀（安装在滑枕上）作直线往复运动。
可采用的机构：①转动导杆机构和曲柄滑块机构组合，由电机驱动主动件转动。
②摆动导杆机构和滑块机构组合，由电机驱动主动件转动。
③其它机构3.翻转机要求翻转模板装在连杆上，模板翻转180度。
①四杆机构，电机驱动。
②其它机构4.飞机起落架要求起落架上轮子从水平位置向下翻转至垂直位置，利用死点使起落架轮子保持在垂直位置。
可采用的机构：①四杆机构，电机驱动。
②其它机构5.插床机构要求插刀作垂直上下往复直线运动，向下时（工作行程）较慢，向上运动（空程）时速度较快。
可采用的机构：①双曲柄机构与曲构滑块机构组合，电机驱动。
②其它机构6.冲压成型机压头作垂直上下直线运动，以较小功率带动主动件运动时，滑块能产生巨大的冲压力。
可采用的机构：①六杆增力机构，电机驱动.②其它机构7.其他自选机构四、实验方法本搭接实验是在具有六根立柱的机架上完成的。
配有旋转电动机和直线电动机，以输出直线运动和旋转运动；配有齿轮、凸轮、带轮、槽轮等零件，通过搭接可完成直线、旋转、往复、间歇等运动传递；配有连杆、滑块座及连接零件，可搭接成各种执行机构。
机构运动方案创新设计的实验报告
机构运动方案创新设计的实验报告机构运动方案创新设计的实验报告一、概述机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。
本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况。
二、实验目的掌握机构创新模型的使用方法及实验原理。
（1）训练学生的工程实践动手能力，培养学生创新意识及综合设计的能力。
（2）加深对平面机构的组成原理及其运动特性的理解和感性认识。
三、实验原理任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。
杆组的概念、正确拆分杆组及拼装杆组。
1．杆组的概念由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。
将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。
根据杆组的定义，组成平面机构杆级的条件是：F=3n—2PL-PH=0。
其中构件数n，高副数PL和低副数PH都必须是整数。
由此可以获得各种类型的杆组。
最简单的杆组为n=2，PL=3，称为II级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同，II级杆组共有五种形式如图2-22所示。
III级杆组形式较多，其中n=4，PL=6，图2-23所示为机构创新模型已有的几种常见的III级杆组。
2．正确拆分杆组正确拆分杆组的三个步骤：（1）先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高副加以低代。
（2）计算机构的自由度，确定原动件。
（3）从远离原动件的一端（即执行构件）先试拆分II级杆组，若拆不出II级组时，再试拆III极杆组，即由最低级别杆组向高一级杆组依次拆分，最后剩下原动件和机架。
组合机构的设计与搭接
实验五组合机构的设计与搭接学号姓名：同组人员：一、实验目的1.加深学生对机构组成原理的认识，进步了解机构组成及其运动特性；2.训练学生的工程实践动手能力；3.培养学生创新意识及综合设计的能力。
二、内容与要求(1)实验前预习本实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型；(2)选择设计题目，初步拟定机构系统；(3) 用图解法或解析法完成机构系统的运动方案设计，并用机构创新设计模型加以实现；(4)绘制出机构系统的运动简图，并对所设计的系统进行简要的说明。
三.实验设备及工具1.机构运动创新方案实验台组件(参看附件“机构运动创新方案实验台组件清单”)1)凸轮;基圆半径为18mm, 从动推杆的行程为301。
2)齿轮:模数2,压力角20，齿数28或42, 两齿轮中心距为70m。
3)齿条:模数2,压力角20，单根齿条全长为200m,两齿条可拼接使用。
4)槽轮拔盘:两个主动销或一个主动销。
5)槽轮四槽。
6)主动轴:轴上带有平键。
7、8)圆头轴或扁头轴:轴上未带平键，圆头轴的轴端为圆头或扁头轴的轴端为扁头。
9)主动滑块插件:专用于机构主动件运动为往复移动时的情况。
10) 主动滑块座(与直线电机齿条固连)。
11)连杆(或滑块导向杆) :其圆孔与轴形成转动副，其长孔与滑块形成移动副。
12)压紧连杆用特制垫片:固定连杆时用。
13)转动副轴(或滑块) -2: 与固定转轴块配用时，可分别与两连杆形成转动副和移动副。
14)转动副轴(或滑块) -1:用于两构件形成转动副或形成移动副。
15)带垫片螺栓:规格M6,用于连杆与转动副轴形成转动副或移动副。
16)压紧螺栓:规格M6,用于连杆与转动副轴形成转动副。
17)运动构件层面限位套:用于不同构件运动平面之间的距离限定，以免发生不同构件之间的干涉。
18)皮带轮(皮带):传通土动运动，第四箱实践实验指导19)位杆转动地类零件与中形成转动品时用20因定转动块与通村固连，13件与选连开形成转动21)39)参看附件“机构运动创新万案实验台组件清单”中的说明40)直线电机：10mm/s 沿机架底部的长形孔可改变直线电机的位置。
结构组合创新实验
结构组合创新实验一、实验目的1、熟悉组合创新的定义。
2、了解组合创新的重要意义。
3、掌握组合创新的方法。
4、进行通常机构的组合设计。
5、进行创意机构组合设计。
二、概述(一) 组合创新方法组合创新方法是指按照一定的技术原理，通过将两个或多个功能元素合并，从而形成一种具有新功能的新产品、新工艺、新材料的创新方法。
在组合中求发展，在组合中实现创新，这已经成为现代技术创新活动的一种趋势。
人类数千年的发展历程中积累了大量的各种技术，这些技术在其所应用的领域中逐渐发展成熟，有些已经达到相当完善的程度，这是人类的一笔巨大的财富。
为实现某些新的功能，将这些成熟的技术进行重新组合，形成新的功能元素，这样的创新活动如能满足某种社会需求，则将是一种成功率极高的创新方法。
由于形成组合的技术要素比较成熟，使得应用组合法从事创新活动的一开始就站在了一个比较高的起点上，不需要花费较多的时间、人力和物力去开发专门的新技术，不要求发明者对所应用的每一种技术要素都具有高深的专门知识，所以应用组合法从事创新活动的难度相对较低。
这种方法的应用有利于群众性的创造发明活动的广泛开展。
虽然组合创新法所使用的技术元素是已有的，当时它所实现的功能是新的，如果组合适当，同样可以做出重大的发明。
每一项技术在其初始应用的领域内有它的初始用途，通过将其与其他技术要素重新组合，扩大了已有技术的应用范围，更充分地发挥了已有技术的作用，推动了已有技术的进步，也推动了社会的进步。
组合创新方法有多种形式，从组合的内容区分有功能组合、原理组合、结构组合、材料组合等，从组合的方法区分有同类组合、异类组合等，从组合的手段区分有技术组合、信息组合等，部分常用组合方法如下：1、功能组合有些商品的功能已被用户普遍接受，通过组合可以为其增加一些新的附加功能，适应更多用户的需求。
2、材料组合有些应用场合要求材料具有多种特征，而实际上很难找到一种同时具备这些特征的材料，通过某些特殊工艺将多种不同材料加以适当组合，可以制造出满足特殊需要的材料。
搭建学生创新实验室方案
搭建学生创新实验室方案引言学生创新实验室是培养学生创新能力的重要场所，为学生提供创新实践和科学研究的平台。
本文将从空间规划、工具设备、管理体系等多个方面，详细阐述搭建学生创新实验室的方案。
一、空间规划搭建学生创新实验室需要考虑合适的空间规划。
首先，实验室应具备一定的面积，以容纳各类实验、项目和设备。
其次，实验室需要设立独立的实验台和储物柜，以便学生进行实验和存放实验器材。
此外，实验室还应设置休息区和讨论区，供学生进行交流和合作。
最后，实验室内的布局应合理，将各个功能区划分明确，方便学生进行实验和研究。
二、工具设备学生创新实验室的工具设备是学生进行创新实践的基础。
在选择工具设备时，应根据实验室的定位和学生的需求，采购适合的实验设备、电脑、软件等。
此外，还需要考虑设备的质量和稳定性，以确保学生能够顺利进行实验和创新活动。
同时，实验室还应配备必要的安全设施和消防设备，确保学生的安全。
三、资源支持学生创新实验室的建设需要得到学校和社会的资源支持。
学校应提供一定的经费用于实验室的建设和运行，同时，还可以通过与企业合作、申请项目资金等方式，为实验室提供更多的资源。
此外，学校可以邀请专业人士和行业顶尖人才来实验室进行指导和讲座，为学生提供更广阔的学习机会。
社会资源的支持包括专业培训、实习机会和项目合作等，为学生提供更多的实践平台和机会。
四、鼓励创新学生创新实验室应该鼓励学生进行创新实践。
鼓励创新包括提供丰富多样的实践项目和活动，引导学生自主选择感兴趣的项目进行研究。
实验室还可以定期举办学术交流会、创新设计大赛等活动，激发学生的创新热情。
同时，学生创新实验室还应提供良好的学习氛围和团队合作机会，鼓励学生之间互相交流、合作和竞争，提高他们的创新能力。
五、导师指导学生创新实验室应提供导师指导。
导师在创新实验室中起到关键作用，他们可以对学生进行科研方向的指导和项目的管理。
导师可以从专业性、方法论和实践经验等方面提供指导和帮助，帮助学生解决实际问题和提升创新能力。
平面机构创意组合及分析实验
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平面机构创意组合及分析实验
四、实验方法和步骤
1、掌握实验原理。
2、熟悉实验设备的硬件组成及零件功用。使用方法请参 阅随机使用说明书。 3、自拟机构运动方案或选择实验指导书中提供的机构运 动方案作为机构组合（拼接）实验内容。
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平面机构创意组合及分析实验
四、实验方法和步骤
4、将所选定的机构运动方案根据机构组成原理按杆组进 行正确拆分，并用机构简图表示出来。 5、找出有关零部件，将杆组按运动的传递顺序依次接到 原动件和机架上，正确拼装杆组机构运动方案。 6、机构安装完成之后，用手拨动机构，检查机构运动是 否正常。
12、完成实验报告。
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平面机构创意组合及分析实验
五、杆组的概念、正确拆分杆组及拼 装杆组
1、杆组的概念： 由于平面机构具有确定运动的条件是机构原动 件数目与机构的自由度相等，因此机构均由机 架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运 动副联结而成。 将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为 零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。
2、机构的组成原理 根据如上所述，可将机构的组成原理概括为： 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连 接到原动件和机架上去的方法来组成。这是本 实验的基本原理。
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平面机构创意组合及分析实验
3、正确拆分杆组 正确拆分杆组的三个步骤：
1) 先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高 副加以低代。 2）计算机构的自由度，确定原动件。 3）从远离原动件的一端（即执行构件）先试拆分Ⅱ级杆 组，若拆分不出Ⅱ级杆组时，再试拆Ⅲ级组，即由最低 级别杆组向高一级杆组依次拆分，最后剩下原动件和机 架。
当n=1，PL =1，PH =1时，即可获得单构件高副 杆组，常见的有如下几种：
平面机构运动方案设计与拼装 实验报告
平面机构运动方案设计与拼装实验报告一、实验目的1、 加深学生对机构组成原理的认识，进一步理解平面机构的组成及其运动特性。
2、 通过平面机构拼装，训练学生的工程实践动手能力，了解机构在实际安装中可能出现的运动干涉现象及解决的办法。
3、 通过机构运动方案的设计，培养学生的创新意识和综合设计能力。
二、内燃机机构设计及实验组装说明书1、实验所用器材介绍搭接机构是在机架前侧平面上完成的。
本实验配有各种工具、连接用的螺钉、螺帽、垫圈等。
其它主要零部件及其功能请仔细阅读表1。
表1 主要零件及其功能表 标号 名称 图形功能1固定支座销轴 与机架相连，带键槽的为主动销轴。
不带键槽的为从动销轴。
2销轴用于构成转动副或移动副的连接轴3 端螺栓装于轴端头，有台肩的可压紧轴端头，无台肩的可压紧套在轴上的连杆。
4连杆将1、2的圆柱或扁头装于其上图1 机架1机架 xy2立柱3滑块4电动机5皮带传动机架后侧2、实验原理机构组成：曲柄滑块与摇杆滑块组合而成的机构，如图所示。
图：内燃机机构工作特点：当曲柄1座连续转动时，滑块6作往复直线移动，同时摇杆3作往复摆动带动滑块5作往复直线移动。
该机构用于内燃机中，滑块6在压力气体作用下作往复直线运动（故滑块6实际的主动件），带动曲柄1回转并使滑块5往复运动是压力气体通过不同的路径进入滑块6的左、右端并实现排气。
3、实验正确拼装运动副方案根据拟定或由实验中获得的机构运动学尺寸，利用机构运动方案创新设计实验台提供的零件按机构运动的传递顺序进行拼接。
拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，其目的是避免各运动构件发生运动干涉。
然后，以实验台机架铅垂面为拼接的起始参考面，按预定拼接计划进行拼接。
拼接中应注意各构件的运动平面是平行的，所拼接机构的外伸运动层面数愈少，机构运动愈平稳，为此，建议机构中各构件的运动层面以交错层的排列方式进行拼接。
机构运动方案创新设计实验台提供的运动副的拼接方法请参见以下介绍。
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五、主要零部件的拼接
立柱 a)
螺母
垫片 滑块 固定支座销轴
b)
图2 固定支座销轴安装
将销轴穿 入两连杆 的孔中， 销轴的两 端面用带 有凸台的 端螺栓固 定，则两 连杆构成 一个转动 副。较长 的销轴配 以套筒用 图3a)的 方法可拼 接成由三 连杆构成 的复合铰。
3b)所示安装 可得到任意 杆长的连杆。 将销轴插入 铰链座的 孔中，然后 用带有凸台 的端螺栓固 定。将铰链 座的凸台坎 入连杆槽中 的任意位置 旋紧固紧 螺栓，则可 得到任意杆 长的连杆。
如图10所示，将凸轮10套在装于机架滑块上的固定支座销轴1， 用埋头螺钉将其与固定支座轴销1固定，使凸轮可与固定支座轴销1一 起转动。将连杆的槽套入两固定支座轴销1上，其轴端用带台肩的端螺 栓3固定，使连杆可在轴销1的扁头上自由滑动。弹簧的一端固定于连 杆的孔中，另一端套在固定支座销轴1上，使连杆紧压在凸轮上，保持 凸轮与连杆紧密接触。
固定支座销轴1 （主动）
装于机架滑块的孔中
固定支座 轴销1（从动）
槽轮11
图9 槽轮机构的组装
拨销 拨盘12 端螺栓3（不带台肩） 端螺栓3
拨盘 12上有 两个拨销， 将拨盘套入 装于机架滑 块上的固定 支座销轴1， 其轴端用端 螺栓3固定， 使其与固定 支座轴销1 一起转动。 将槽轮11 的槽对准拨 盘的拨销将 其套入固定 支座销轴1 中，销轴1 的轴端用端 螺栓3固定。
将带有扁头的销轴2的扁头坎入连杆的槽中， 另一端圆柱插入另一连杆的孔中，
销轴2的两端头均用带有凸台的端螺栓固定。 该销轴可在连杆的槽中滑动相当于滑块。
连杆4
连杆4
端螺栓3
销轴2 连杆4
端螺栓3 图4 移动幅的连接
直线电机的输出齿条 （由行程开关控制其作往复运动）
主动滑块座6
销轴2
行程开关碰块 图5 主动滑块与电机轴的拼接
凸轮10
装于机架滑块上的 固定支座销轴1
图6 凸轮与销轴的安装
如图6所示，将凸轮10的孔套在装于机架滑块 上的固定支座销轴1上然后用埋头螺钉固紧。
埋头螺钉 齿轮9
如图7所示，将齿轮 9的孔套在装于机架 滑块上的固定支座 销轴1上然后用埋头 螺钉固紧。
装于机架滑块上的 固定支座销轴1
图7 齿轮与销轴的安装
7. 根据要求写出实验报告。
实验内容也可从下列机构中选取
1.飞剪机 2.PE型破碎机 3.双凸轮连杆机构 4.港口起重机变幅 机构 5.轧钢机升降台 6.间歇运输机构
7.钢板翻转机构 8. 送料机构 9.双滑块机构（喷气织机开 口机构）
10.直线进给机构（冲压机、 送料机、充气泵）
11.刨床机构 12.筛料机构 13.行程放大机构
感谢大家！ 愿大家有一个愉快的周末!
如图8a) 所示，将 齿条7与 两块（或 单块）齿 条护板8 用四个螺 钉固紧， 使可保齿条7
齿条护板8 a)
齿条组装
图8b) 为齿 条及 其护 板的 的组 装图。
b)
滑块座
固定支座销轴1 图8 齿条的组装
c)
齿条组件
如图8c)所示，将齿条组件的槽套在装于机架滑 块上的销轴的扁头上，并在销轴的端头用带台肩 的螺栓固紧。则齿条组件可沿销轴的扁头移动。
2. 阅读本实验指导书，熟悉实验中所用的设备、安装工具和零部件的 功能；
3. 阅读本实验指导书，熟悉各传动装置、各固定支座、移动副、转动 副的安装方法；
4. 按照运动传递的顺序，从原动机开始依次连接各基本组； 5. 仔细检查，确认搭接无误、连接牢靠后方可通电运转； 6. 仔细观察机构的运动，判断是否满足工艺要求并作出相应改进；
如图5所示，直线电动机的圆形齿条以10mm/s的速度输出直线运动。 并配有控制器及两个行程开关。当由滑块作为原动件时，将主动滑块座6 用两个六角螺栓连接在圆形齿条上，把销轴2插入主动滑块座的孔中用埋 头螺钉上紧，销轴2即可作为主动滑块使用。为产生往复运动，在销轴2上 装有控制行程开关的碰块。
埋头螺钉
端螺栓3
凸轮10
埋头螺钉
固定支座轴销1 （主动）
连杆4 固定支座轴销1
图10凸轮机构的组装
六、实验内容与步骤
为达到开发学生创造性思维和实践动手能力之目的，拼接的机构方案 原则上应在实验前由学生自行完成。该实验在8学时内完成。每4人一组完 成不少于1个机构方案的搭接。
1. 实验前，根据提供的工艺要求应用连杆组合法或其它创造技法，创 造出满足工艺要求的新机构，作为机构搭接的对象；
续表1 主要零件及其功能表
7
齿条
8
齿条 护板
9
齿轮
10
凸轮
11
槽轮
12
拨盘
与齿轮啮合，构成齿轮齿 条传动。 通过4个螺孔与齿条连接， 使齿轮与齿条在同一平面 上啮合。 模数m=2¸z=28，35，42， 56的各3个 基圆半径20mm，升回型， 行程30mm
4槽
双销，销回转半径49.5mm