机电产品创新设计竞赛华创组作品Word文件下载.docx
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近些年来地震、海啸等自然灾害的频发，不得不引发我们对新型垂直起降无人机的探索。
随着中国1000m以下高空开放，该试验台所搭载的无人机必将拥有更广阔的市场前景。
H-1-2
智能再生纸一体机
现代生活机具
张嵩张成鹏曹瑞珉王瑞岩程高飞
李凯岭
（1）应用领域和技术原理、用途
应用领域：
废纸特别是办公用纸、复印纸回收，废纸再造；
技术原理：
造纸技术，混沌搅拌，单片机控制；
用途：
废纸回收与再造。
（2）技术性能指标
尺寸：
1200mmX900mmX400mm；
电源：
220V；
系统构成：
传动系统、动力系统、传感系统、人机交互系统。
创造性：
作品为原创设计；
先进性：
国内目前无同类型产品；
可行性：
经市场分析、经济效益和环境效益分析可行；
实用性：
设备小巧智能，便于在公司和学校推广应用。
（4）作用意义
用原木为原料生产1吨纸，比生产1吨再生纸多耗能40%。
使用1张再生纸可以节能约克标准煤，相应减排二氧化碳克。
如果将全国2%的纸张使用改为再生纸，那么每年可节能约万吨标准煤，减排二氧化碳万吨。
（5）推广应用前景、效益分析与市场预测
一家大约有三四百名员工的公司，一个月最少也要用掉200包A4复印纸（每包有500张）。
平均一所大学每年产生废纸约为32000公斤。
此类废纸没有被充分回收再用，这就为我们的设备提供了很大的市场。
（6）示意图或照片
H-5-3
电控机械式自动变速器执行机构
山东华创Solidworks三维设计大赛
山东建筑大学
李博文刘钊王刚
罗映赵志超
（1）应用领域和技术原理、用途：
是在通常的手动变速箱和离合器上配备一套电子控制的机械操纵系统，以达到自动切换档位目的的机构。
其实就是在手动变速器，也就是齿轮式机械变速器（MT）的原有基础上加装了微机控制的自动操纵系统，以此改变原来的手动操作系统。
因此AMT实际上是由一个机器人系统来完成操作离合器和选挡的两个动作，其核心技术是微机系统，电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。
（2）技术性能指标：
电控机械式自动变速器（AMT）是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的；
它揉合了AT（自动）和MT（手动）两者优点的机电液一体化自动变速器；
AMT既具有液力自动变速器的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。
它揉合了二者优点，是非常适合我国国情的机电液一体化自动变速器。
它是在现生产的机械变速器上进行改造的，保留了绝大部分原总成部件，只改变其中手动操作系统的换挡部分，生产继承性好，改造的投入费用少，非常容易被生产厂家接受。
它的缺点是非动力换档，这可以通过电控软件方面来得到一定弥补。
在几种自动变速器中，AMT的性价比最高。
（3）作品的创造性、先进性、可行性、实用性：
选挡和换挡均采用滚珠丝杠和螺母传动，既起到减速增力的作用，同时也将旋转运动转换成直线运动，直接操纵选换挡机构。
滚珠丝杠精度高所以有控制精准，工作噪音小的优点。
通过控制电机的正转和反转，使固定在螺母上的滑块沿丝杠方向运动，实现五个前进挡，一个倒档的换挡动作。
（4）作用意义：
极大的方便了人们的汽车驾驶，尤其对于新手司机更是津津乐道。
操作简便,变速比稳定可控,维修容易，高效节能,使用寿命周期长，维护方便，成本低。
AMT更适合中国汽车工业的现实，对AMT自动变速器的研究与开发具有重要的现实意义。
（5）推广应用前景、效益分析与市场预测：
未来10～15年内我国重型汽车技术发展的方向将是全面改善和提高重型汽车的技术性能和使用性能，这为AMT技术的发展提供了足够的空间。
对于城市公交客车，在满足驾驶舒适简便和低成本的双重条件下，AMT应是其首选对象。
因此，AMT技术应用于城市公交客车的发展前景广阔。
目前，国内在重型车辆上开发的AMT产品，其执行机构主要采用液压驱动方案。
由于大部分重型专用汽车上都具有不同用途的液压系统，本身带有液压油源，因此现有的AMT技术可以直接在其上应用。
对于无液压油源但采用了气压制动的车辆，因有气源，可采用气动方案来驱动执行机构。
由于专用汽车是一种具有高附加值、高利润的产品，而加装AMT系统增加的成本相对总成本来说比较小，且由此带来的整车性能及售价的提高，对于专用汽车生产厂家来说，无疑具有较大的吸引力。
（6）示意图：
H-5-4
筒形钢筋网架自动焊接设备
现代生产机具
赵鹏跃 赵小波 乔冬冬 李占峰 焦方方
范文利 陈继文
（1）应用领域和技术原理、用途：
桩基施工的建筑工程中，筒形钢筋网架的自动成型。
在控制系统中利用可编程控制器控制伺服电机来控制移动盘的转动和横向移动，从而实现筒形钢筋网架焊接的自动化控制。
（2）技术性能指标：
可以在2分钟内完成直径1米，12根骨架，长7米的筒形钢筋网架的焊接。
（3）作品的创造性、先进性、可行性、实用性：
定位盘的径向定位采用液压缸驱动链条装置实现，驱动力大，可以实现焊接过程中的径向调整，即可以进行变直径的筒形钢筋网架的焊接；
定位盘的径向调整机构可以单独调整，可以进行非圆截面如椭圆、矩形截面的钢筋网架的焊接；
焊接方式采用滚压式点焊，焊接效率高，质量好。
（4）作用意义：
采用筒形钢筋网架自动焊接设备一方面可大大提高生产设备的自动化水平，从而提高劳动生产率，降低工人的劳动强度，同时又可提升企业的产品质量，提高企业的整体竞争力。
（5）推广应用前景、效益分析与市场预测：
本产品采用了模块化设计，每个部分可以单独拆装运输，安装调整方便，操作简单，可以在工地的简易厂房内使用，甚至可以在半露天状态下使用；
工作效率高，适应性好，设备造价低，可以节省大量的人工，提高生产质量，推广价值较高。
（6）示意图：
H-5-5
长轴件装夹机械手
姜茂林 陈宁
姜洪奎 李彦凤
为解决工业生产中出现的长轴搬运主要依靠人工、以上问题，本课题组特别设计了长轴件装夹机械手。
本作品可以代替部分人体劳动，可以大大降低劳动强度，而且保证了轴类零件不发生变形或者折断。
因此本作品不仅适用于轴类零件的生产流水线中，也可以适用于大规模农业化采摘。
（1）应用领域和技术原理、用途；
本课题组特别设计了长轴件装夹机械手。
适用于轴类零件的生产流水线中，也可以用于大规模农业化采摘，利用旋转汽缸和拉伸气缸的作为动力，驱动变形手抓开闭和位移，本作品可以代替部分人体劳动，可以大大降低劳动强度，而且保证了轴类零件不发生变形或者折断。
（2）技术性能指标；
1.水平伸缩位移：
0～400mm水平伸缩速度:
60mm/s重复定位精度：
+/-1mm
2.垂直升降位移：
150mm垂直升降速度：
300mm/s重复定位精度：
3.回转速度：
60d/s
4.最大持重：
10KG
5.驱动方式：
气压驱动
（3）作品的创造性、先进性、可行性、实用性；
本作品对机械手进行了特殊设计，可以保证长轴类工件或者果实不发生弯曲。
该机械抓手自成装配，可以根据实际工件的形状大小进行更换，这样具有较强的通用性。
（4）作用意义；
（5）推广应用前景、效益分析与市场预测；
本作品不仅适用于轴类零件的生产流水线中，也可以适用于大规模农业化采摘，结构简单，价格低廉，因此具有很好的应用性。
（6）产品照片如下
H-12-6
与手扶拖拉机配套的简易高效收割机
华创solidworks组
中国石油大学（华东）
赵祥茂 邱俊鹏 马良 黄宇 杨志
牛文杰
本设计着眼于提升目前农村普及使用的手扶拖拉机及其配套设施的总体功能，在保证与手扶拖拉机配套的收割机的使用效果和功能的前提下，设计一种高效、简便、实用、价格低廉，与手扶拖拉机配套使用的稻麦收割机。
已申请实用新型专利（申请号：
）。
本方案由机架、传动机构、送禾器、刈禾器、爬禾器、卸载机构六大系统组成。
其特征是：
1、机架：
由行走轮和支撑架组成。
通过后端结构与手扶拖拉机前端挂合，行走轮起支撑和行进的作用。
2、传动机构：
引进手扶拖拉机高速旋转轮输出的动力，并传递给后续动作机构。
由皮带轮、皮带、传动连杆、键等零件组成。
3、送禾器：
由传送带、传送带主传动轴和从传动轴以及挡板构成，其中传送带上沿传送方向排布有两列推梢，防止农作物在传送带打滑。
传送带表面中央位置有一刮板，触动卸载机构定时定量卸载农作物。
4、刈禾器：
由上刀架、下刀架和滑块组成，通过与传送带主传动轴上偏心轮卡爪作用，驱动上层刈刀架周期摆动，与固定于机架的下刀架实现切割动作。
5、爬禾器：
确保割倒的稻麦向传送带一侧整齐倾倒。
6、卸载机构：
由两级翘板、固定载板和挡板组成。
当传送带上的刮板触动第一级翘板转动时，第一级翘板通过延伸到第二级翘板下方的挑杆驱动其翻转实现卸载。
卸载机构的回程运动由翘板自身的重力提供。
其运动特征是以传送带的运动周期做周期卸载运动。
其主要创新为：
1、爬禾器高度可根据农作物高度调节；
2、传动机构和爬禾器支撑挑杆间增加皮带松紧调节机构;
3、刈禾器驱动机构与传送带主传动轴合为一体，利用主传动轴上偏心卡爪驱动上刀架滑块实现切割动作。
4、传送带上增加两列推梢和一个刮板，避免农作物在传送带上滑动和触动卸载机构定时定量卸载。
5、卸载机构由两级翘板、固定载板组成。
在传送带刮板触动下，两级翘板运动实现卸载。
6、爬禾器增加捋顺装置，确保农作物整齐收割。
本设计与沭河81-1型等型号便于小地形灵活操作手扶拖拉机配套使用，操作简便灵活，适用性广。
以大型收割机为参考，去除在山地、丘陵等小而分散地形进行稻麦收割时实际价值不大的功能和成本较高的构件，结合手扶拖拉机操作特点，在满足收割效率的前提下，尽可能降低成本和提高操作灵活性，适合于多种地形作业。
其结构简便，便于维修，成本低，普通农村家庭能够购买，有较好推广应用价值。
整体示意图1整体示意图2
H-12-7
一种高楼废水与雨水复合发电装置
王庆超任宇航曾建松彭广源 桂自明
金涛闫成新
本装置原理在于利用高楼废水与雨水的落差势能发电，倡导低碳环保的生活理念，缓解能源紧张问题。
创造性的将不起眼的废水与雨水利用起来，形成良好的经济效益，加强公民的节能意识。
许多城镇高楼林立，废水落差大。
学校或员工等群居宿舍排水量巨大。
这都为本装置提供了良好的市场。
H-12-8
煤层气动力机用无级变速装置
詹敏徐海珍
王旱祥娄晖
在偏远地区的煤层气开采过程中，由于电力输送困难，经常使用燃气作为动力源，然而燃气机的输出转速一般相对较高，在煤层气排采过程中，排水量有很大的变化，抽油机和螺杆泵都需要调速以适应排采工作需求。
该作品设计的无级变速装置能很好的满足上述要求，整个设计采用行星轮系调速思想，用滚动副间的牵引力取代了传统的齿轮啮合来传递动力。
无级变速是通过改变太阳轮或者行星轮的有效工作半径使传动比发生变化，从而改变行星架转速来实现无级变速。
（2）技术性能指标
该无级变速器设计功率5kw，额定输入转速800r/min，变速比i=—10，调速范围R=。
1.采用摩擦力驱动，与传统齿轮啮合不同，传动更柔和。
2.通过调节行星摩擦轮变速，变速效果更为明显。
3.调速机构与步进电机连接，根据所需变速比自动调节。
4.结构设计紧凑，占用空间小，运移性强。
5.结构较为简单，制造方便有较好的经济实用性。
（4）作用意义
无级变速器扩大了燃气动力机的变速范围与输出扭矩，增大了油气的开采范围，降低了偏远地方开采煤层气的成本，同时能更好的适应各种抽油工况的要求，使之性能最佳。
随着对能源需求的不断增加，十二五期间国家继续加大对煤层气开采的投入，煤层气行业稳定持续发展。
更多煤层气井的出现将是不可阻挡的趋势，然而各个煤层气井开采条件不同，这就需要该设计的无级变速器来适应各个煤层气井排采要求。
由于无级变速器使抽油机的冲次连续可调，这样就不仅避免了泵的抽空和阻塞，还延长了煤层气排气时间，有利于增加产气量。
（6）作品设计效果图如下：
H-12-9
四轮驱动式与机械臂爬行式全地形车
陆宇航龚龙郭瑞武王耀宗
金涛牛文杰
内容简介：
这款新型汽车拥有目前普通汽车一样的车轮驱动系统，而且拥有像爬行动物一样的仿生手臂。
车轮与机械手臂为一体，安装在手臂的末端支撑整个车身。
所以，该款汽车不仅在平滑路面上可以如同一般常规汽车一样靠车轮驱动汽车前进，而且在凹凸不平的或者沙漠等特殊地形上可以依靠机械手臂的驱动，如同爬行动物般爬行前进。
该款汽车还可以用在月球探索等外星探索上等特殊任务。
该款汽车可以克服各种恶劣、特殊地形从而完成任务。
主要创新点：
该款汽车不仅在平滑路面上可以如同一般常规汽车一样靠车轮驱动汽车前进，而且在凹凸不平的或者沙漠等特殊地形上可以依靠机械手臂的驱动，如同爬行动物般爬行前进。
能克服各种恶劣地形。
推广应用价值：
用于探月、军事特殊任务、科考探索、沙漠沼泽上的运输、经济情况救援等等。
H-12-10
新型跑车
潘家文方子瑚刘鹏王琨
本汽车以雪佛兰跑车为样本进行了创新，车身及车轮按照原装进口的雪佛兰汽车进行了设计与绘画，车内的内饰按照人机工程学的原理，完全符合人们的舒适要求，不仅造型美观而且符合人机工程学的理念，使人们的眼球得到闪耀的同时得到身心的放松。
本汽车的亮点在于车身的设计与绘制，车身以曲面示人，在进行绘制的同时进行了渲染，是车身更加唯美，令人感到舒适。
本汽车的设计更加引入了绿色环保的理念，针对新世纪的能源及环境问题进行了创新与发展，散热器更加唯美，功能不减的同时增加了车身的美观和环保的理念，同时排气筒的设计更加人性化，不会是汽车排气筒显得过于赘余，同时强调了绿色环保的理念。
汽车的颜色也是一大亮点，汽车内饰采用红色的修饰，使人们心情在驾驶的同时更加激动，更加的兴奋。
H-15-11
人行道铺砖机系统分析
SolidWorks
青岛大学
向泓宇 王宏亮 赵秋萍 王凤霞
张继忠 孙忠义
背景：
现在城市化进程越来越快，城市里人行道上都得铺设地砖。
而现在铺地砖全程几乎都靠人工铺设，不但费力而且效率不高。
为此，我们想到了设计一种仅靠人力推动便能自动铺设地砖的机器。
并且铺砖机在我国几乎处于空白阶段。
发明一种省力、高效的铺砖机就显得很有必要。
原理：
自动铺砖机的所有结构和零件都用Solidworks作图工具模拟完成。
该机器主要分砖块推进机构、间歇升砖机构和砖块铺设机构。
其中砖块推进机构利用后轮的向前滚动带动轮轴上的齿轮，再传动到曲柄滑块机构实现其推进功能。
间歇升砖机构通过不完全齿轮带动可上下移动的砖舱，其动力是靠后轮轮轴上的另一齿轮提供。
砖块铺设机构主要由几根细长的钢管组成，砖块靠自身的重力沿着钢管下滑到地面。
整个装置没有一台电机，只需人直立推动其往前行走即可，简单高效。
所有结构均用Solidworks实现其运动仿真，并对某些重要零件作了有限元分析。
先进性：
铺砖的整个过程经人控制，无电机等动力装置带动。
把人工问题机械化，改传统的弯腰单一铺砖为直立批量铺砖，大大节省了人力财力，降低了劳动成本，提高了工作效率。
通过不完全齿轮和曲柄滑块的配合，实现了铺砖的一体化，且结构简单实用，调试方便快捷。
简化了人的操作，铺砖时，只需推着铺砖机往前行走，带动前轮转动即可。
该装置的铺砖过程完全借助砖自身的重力，无需电机带动，节约能源，低碳环保。
应用前景：
本产品采用纯机械结构，“节能减排”，易操作，使用范围广。
可应用在路面、桥面等各种需铺砖地方。
本产品是纯机械小型作品，可推广为电机带动的大型机器，再次提效。
同时可利用现发达的计算机技术，利用编程等技术实现完全自动化控制。
该项技术、产品的推广与应用，将有效提升建筑装修业的现代化及产业化生产水平。
将为企业、社会创造良好的经济及社会效应。
H-15-12
户外折叠健身机
绿色环保减排
寇兆军鞠岗岗张晓莲王贵霞张鹏
6.指导老师：
管殿柱 程联军
现在随着生活质量的提高，人们越来越注重自身的健康状况，参加健身的人们也越来越多，但是人们参加健身俱乐部或者健身房的训练都是封闭式的，而且健身器械都是固定的。
倘若能够发明一种可以在户外运动的健身机，则人们不仅可以锻炼身体还可以欣赏户外景色，陶冶心情。
这无疑是很有必要的。
我们发明的这个户外折叠健身机就充分弥补了这一缺陷，并且填补了国内的空白。
这对于当代人们生活质量的提高和放松愉悦有很大的帮助。
户外折叠健身机是在运动健身机的基础上加上四个轮子以及动力传送装置，通过对人们锻炼时在跑步机上运动时的能量转换，把能量转换成四个轮子的前进动力，从而可以使运动机运动。
另外在把手等装置的控制下可以实现掉头转向等功能，充分实现了运动的运动健身机这一理念。
创新点：
将传统的户内健身器械变为户外健身器械，充分考虑了以人为本的设计理念，更加满足了人们对于健身的高标准追求，另外增加了运动健身跑步机的运动性、灵活性，此外由于其具备折叠功能，这就极大的方便了外出携带和存放的方便。
因为户外折叠健身机运动的能量均来自于健身过程中人们释放的能量，没有任何排放，充分体现了绿色环保的理念。
推广意义：
本产品属于小型机械，绿色环保，没有任何排放，既可家庭配备又可以在大型健身场地配备。
此外，为了增加其他功能，可以利用发达的计算机技术增加其舒适性和享受性，极大地提高了人们的生活质量和健身的高标准追求。
H-27-13
挖掘机虚拟样机的创新设计
山东华创Solidworks三维创新设计组
泰山学院
李墩强 靳亚飞 郑树奎
边炳传 彭观明
本产品实物是在动力装置与工作装置之间采用容积式液压传动的一种新型挖掘机，它可以完成反铲作业、正铲作业、挖沟作业和装载作业；
在研究液压挖掘机整机系统的基础上借助于虚拟样机技术理论的指导，提出了挖掘机虚拟样机的实现思路，即根据抽象建模的需要将挖掘机划分为有机关联的单学科系统及模型，在Solidworks上建模，再将各子系统模型集成为挖掘机虚拟样机，可对其进行运动学仿真，得到动臂、斗杆、铲斗油缸挖掘方式的挖掘深度和挖掘范围等，并且确定了整机的工作范围，得到了液压挖掘机的一些主要作业尺寸，揭示了液压挖掘机工作装置的运动学和动力学变化特性规律，为零件的强度分析做了准备。
主要包括颤抖容量，挖掘高度、半径、深度，卸荷半径、高度等
新型的挖掘机实现全液压履带式；
全液压履带式可实现360度旋转；
采用自上而下的样机设计方法；
全部采用Solidwork及相关模块实现仿真以及结构计算。
随着当今建筑业的发展，挖掘机发挥的作用也越来越大，通过全部采用Solidworks及相关模块实现仿真以及结构的计算。
挖掘机虚拟样机的创新设计可用于在挖掘机的概念设计中，避免了设计中的盲目性，仿真软件的功能的实现更增强了结构设计的安全性与前瞻性。
通过此产品可以可以使企业有效地减少实体样机试验的成本，提高了设计的准确率，节约了设计时间，提高了工程师的设计效率。
新型的挖掘机虚拟样机技术的发展，使产品设计可摆脱对物理样机的依赖，体现了一种全新的研发模式，它在工程领域的迅速发展，必将给企业带来重大的影响,并且设计过程在设计初期就充
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