第一屆機械創(chuàng)新設計大賽獲獎作品簡介.doc

全國大學生第一屆機械創(chuàng)新設計大賽獲獎作品1. 基于并聯機構和分布式控制系統的多功能機器人 哈爾濱工業(yè)大學 /v/b/9858040-1345988210.html2. 微生物培養(yǎng)液自動抽取噴涂機微生物培養(yǎng)液自動抽取噴涂機”，作為生物與機械自動化兩學科交叉的產物，集電、氣、自動化于一體，其設計目標是克服人工操作存在的種種缺陷，創(chuàng)建獨特的分離方法，以操作簡便、分離效果好、效率高、節(jié)省人力及資源等的全自動化操作，替代人工完成分離的操作過程。經試驗，用“微生物培養(yǎng)液自動抽取噴涂機”操作后培養(yǎng)生長的菌，落在培養(yǎng)基上的分布比人工操作的均勻，這樣不僅便于從各個方向上取用所需的單菌落，也大大提高了培養(yǎng)基的利用率3. “先鋒號”自適應可翻轉探測車/view/b88b6531b90d6c85ec3ac69f.html在搭建的障礙上發(fā)生翻轉，以模擬車在野外惡劣地形下發(fā)生的車體翻轉。這一成功的演示給評委們留下了深刻的印象，得到了評委們的一致好評。在觀看完“先鋒號”精彩的功能演示后，評委們就車的結構和自適應程度提出一系列問題，參賽隊員彭竹云和胡彬針對評委的問題作出簡略而清楚的回答。隊員們不慌不忙地將車的所有功能展示給他們，其中有的評委要求“先鋒號”展示翻轉的功能?！靶〔艘坏?，這難不倒“先鋒號”！隊員徐僑榮使“先鋒號”在評委和圍觀的觀眾面前翻轉了好幾轉。為了展示“先鋒號”的自適應能力，在彭時林的配合下，徐僑榮還讓“先鋒號”表演了連續(xù)翻轉的功能?！跋蠕h號”二代以其過硬的自適應能力、獨到的旋轉倉設計、自動駕駛、安全檢測、調速等性能，令評委們大為贊嘆。這不僅顯示了“先鋒號”的創(chuàng)新性，也充分展示了“先鋒號”的科學性和實用性。后來其他的評委也陸續(xù)到來，隊員們來不及休息就又要進行講解和演示。有的評委看到“先鋒號”出色的表現后，故意用腳設障來使車體翻轉以檢測“先鋒號”的可翻轉性能。雖然隊員們萬分不舍，但還是大度地讓 “先鋒號”接受嚴峻的考驗。令參賽隊員們信心倍增的是：不論一代還是二代，在這嚴峻的考驗下更顯其神勇，越發(fā)表現得出色。楊叔子院士和艾興院士在看完“先鋒號”出色的表現后，提出了許多寶貴的意見，希望我們的參賽隊員能在探測車的自適應基礎上，結合更強的越障能力，使“先鋒號”能有更出色的表現。隊員們和“先鋒號”雙雙出色的表現迎來了評委們滿意的笑容，也為第二輪答辯的成功奠定了堅實的基礎。4. 軍地兩用全自動擔架車簡要說明:本實用新型涉及一種全自動直推式擔架車，尤其在傷員轉運過程中能夠迅速的完成擔架到擔架車的轉換，并能在操作人員少（一人）的情況下快速、安全的完成擔架車上、下救護車的過程。詳細說明:目前，國內市場上主要有簡易擔架、（如鏟式擔架、折疊式擔架）普通擔架車、半自動擔架車等。對于簡易擔架，重量輕、操作簡單、價格便宜無疑是其較為突出的優(yōu)點，但是無論在什么情況下至少要占用兩名以上操作人員，且在轉運過程中的速度受體力的限制；對于普通擔架車，現在市場上比較普及，但靈活性較差，而且也存在占用操作人員多的缺點；至于半自動擔架車，其技術已經比較成熟，目前國內外主要有手搖式、腳踏升降式和手閘控制式等三種主要產品。但是，這種類型的擔架車操作比較復雜，要求操作者必須有一定的操作技能。其重量較大，而且價格在一萬兩千元以上。由于上述原因，此類半自動擔架車在國內基本上沒有普及，在大醫(yī)院中都很少見到，在我軍內部還沒有類似產品。發(fā)明內容: 根據上述提到的現狀，我們針對部隊的特殊要求，希望設計一個比較折衷的擔架車，使其在野戰(zhàn)條件下能實現簡易擔架、普通擔架車和半自動擔架車的主要功能，以節(jié)省出寶貴的救援時間和保證最小限度的占用人員。 為了達到上述目的，我們解決了以下五個難點：(1)實現單人直推、直拉直接上下車，不必手動調節(jié)，操作迅速，以節(jié)省寶貴的救援時間和人員。(2)實現功能的機構必須簡單、巧妙,以減少重量，降低成本，便于部隊列裝和地方推廣。(3)具有普通擔架車和簡易擔架的雙重功能。即要求它重量輕，便于攜帶.(4)上車時，實現前后輪分時上車，即后輪必須在傷員重量的1/2以上上車后再自動收起，以達到省力的目的；下車動作與上車動作相反，使擔架車可靠地恢復到上車前的穩(wěn)定狀態(tài)。 (5)擔架車在運動及上下車過程中的必須安全穩(wěn)定。 5. 行星輪式登月車基本功能：本作品的機構主要采用行星輪式驅動方式（即：小齒輪在大的內齒輪里運動，電機驅動小齒輪，小齒輪帶動大齒輪運動），使登月車在 凹凸不平的地貌環(huán)境下可以平穩(wěn)地翻越障礙、跨越壕溝，并能實現 轉彎、爬坡、無線遙控等功能，進而完成人所賦予它的各種任務。 性能指標 ： 1、可越障：高度 120mm 以下的障礙； 2、可跨溝：寬度 130mm 以下的壕溝； 3、可爬坡：坡度 45 度以下的坡面； 4、可轉彎：轉角 60 度以下的轉彎； 5、可遙控距離：根據遙控裝置定，本作品采用的無線遙控裝置可遙控 登月 車在 300 米內運動。 注： 1、以上性能指標均由工作原理部分作理論支撐，并通過實際性能試驗后確定。 2、此性能指標對車的尺寸有較大依賴關系，由于條件和時間有限，此車僅為模型，性能有限，其性能還有較大提升空間。） 擴展功能： 1、航天方面： 值得提到的一點是，根據月球微重力，條件差等特點，我們又參考國內制造的登月車的原理主要以越障為主，所以我們采用新型驅動方式，希望能給登月車的制造提供一些靈感。 2、工業(yè)方面： 野外地形復雜多變，而且環(huán)境較差，可以利用此車在人不得參與的環(huán)境里進行運輸，采礦等活動； 3、娛樂方面： 可以利用此車的良好的越障性和平穩(wěn)性把它用做旅游車或山地越野車；也可以做微型遙控玩具車，因為它的越障性能好，所以其樂無窮； 4、軍事方面： 可改裝成越野戰(zhàn)車，戰(zhàn)場地面多被破壞且有人為障礙此車像坦克一樣可如履平地，并迅速突破敵防線。6. 仿生機器蟹 螃蟹以其獨特的橫向行走方式而標新立異于動物界，從而備受注目。此機器蟹首先必須仿螃蟹的橫向行走，即也必須使其大腿能夠抬起，而小腿能夠向大腿所指方向邁出，當其腳落地時能夠抓住地面，通過運動帶動整個身體向一側行進。 我們聯想到曲柄搖桿機構，利用其在曲柄旋轉時搖桿在兩個極限位置擺動這一特性，恰好仿似螃蟹小腿的擺動。至于曲柄與搖桿間的部分仿大腿的抬起，我們采用一硬制彈簧同一凸輪的配合來實現。蟹有八條腿，我們用采用了八個經過改動后的曲柄搖桿機構來模擬。行走時四條腿著地作為支撐，并抓地向后運動而另外四條腿抬起，向前運動，當抬起運動的四條腿伸到前面最遠時著地，此時抓地的四條腿運動到向后的極限處并抬起。以此循環(huán)往復，從而實現了蟹的橫向行走。 螃蟹遇到障礙是可以轉向的，但并不象其他動物一樣能立即轉開，而是不斷的轉動很小的角度，做一個類似弧線的運動。我們采用一個由電機帶動的拉桿結構在著地的蟹腿做橫向爬動的同時拉動蟹腿做縱向運動，從而帶動身體在縱向緩慢挪動。仿生機器蟹的原理方案實現1. 仿生機器蟹的橫向行走機構： 用更改后的曲柄搖桿機構來模擬蟹腿，用兩個電機分別控制八條腿，每個電機控制一側的四條腿。一條腿的設計簡圖為： 其中大腿的根側與電機都連在螃蟹的身體上，這樣當電機帶動凸輪轉動時，大腿能實現向上擺動，即帶動小腿離地。而在大腿擺到下面時，小腿的腳可以抓住地面。因電機始終在旋轉，則搖桿與電機的相對擺動便使電機向指定的方向運動。2、仿生機器蟹的轉向機構： 用硬鋼絲拉動蟹腿實現蟹的轉向。我們在蟹的右側放置兩個電機，使每個電機控制兩個不相鄰的兩條腿的轉向。結構圖如下： 如圖，兩條腿為著地爬行的兩條。橫向爬行時兩腿橫向用力帶動身體橫向運動。當接受到轉向信號時，電機轉動，帶動拉柄，從而帶動拉桿L向左運動。拉桿L給大腿一個縱向的作用力。由于大腿此時著地是不能運動的，從而導致身體向相反的方向運動。此過程實現了仿生機器蟹的轉向。 參考資料：1、機械創(chuàng)新論壇，哈工程仿生機器蟹（全國一等獎）：/thread-29-1-1.html2、仿生機器蟹的設計方案：/word/fsjqx.doc7. 仿生壁虎本實用新型提供了一種結構簡單、體積小、隱蔽性強、功耗小、靈活性強、成本低廉、可靠性高、易于應用的微小型仿壁虎爬壁機器人。它包括機械結構和電路控制兩部分，機械結構部分包括仿生壁虎單腿結構、仿壁虎機器人身體組裝結構和負壓吸附及放壓裝置，仿生壁虎單腿由大腿、小腿和吸盤組成，身體組裝結構包括兩個腰部驅動舵機、兩個氣泵、兩個氣體放壓裝置、兩個四通氣管接頭和六個塑料導體管，負壓吸附及放壓裝置由舵機、彈簧、鋼絲繩、卷線輪及固定彈簧裝置構成，本實用新型具有自身體積小、結構簡單、動作靈敏、隱蔽性強、成本低廉、適應環(huán)境強等優(yōu)點，可充當偵察設備、武器系統、通信系統的載體，完成普通士兵無法完成的多種任務，具有廣闊的應用前景。8. 爬竿噴漆機器人一、基本功能1、 沿直桿變速攀爬功能2、 圓周噴漆或洗刷功能二、系統組成1、 動力與傳動系統：多級齒輪減速電機鏈傳動2、 行走系統：利用摩擦輪升降機構使機器人沿直桿攀爬3、 執(zhí)行機構：利用周向往復轉動機構實現噴漆動作4、 支撐機構：六邊形主體框架三支架均布連接（連接圓環(huán)導軌與主體框架）噴頭支撐機構5、 控制系統：控制芯片采用ATmega16單片機，配合無線遙控裝置（RC），分別實現電機的正、反轉及旋轉電機的定時換向附圖一 機器人外型圖三、機構設計1、運動機構 升降機構：電機帶動主軸，進而帶動摩擦輪，使得機器人連續(xù)爬升 周向往復轉動機構：兩個小電機帶動噴頭支撐機構往復轉動2、傳動機構計算鏈條的強度，選用適當的鏈傳動3、夾緊機構根據總重量和鐵與膠皮的摩擦系數選取足夠強度的拉伸彈簧4、開合機構機器人利用鉸鏈機構實現開合四、創(chuàng)新點1、利用巧妙的組合，在一定的空間內實現預定的功能2、連續(xù)可變速攀爬，使得噴漆均勻3、開合式安裝4、可更換具體執(zhí)行元件，實現高空多功能作業(yè)6、 采用單片機控制及無線遙控裝置五、機構參數自重： 15.2kg爬升速度：08 m/min電機功率：15w x 38w x 2外形尺寸：1710 x 962 (mm)爬升范圍：直徑120140的桿件9. 微定位仿生機器人/v/b/9858730-1345988210.html10. 利用節(jié)流閥原理進行控速的高樓逃生器本實用新型涉及一種利用節(jié)流閥原理進行控速的高樓逃生器，它解決了現有逃生器需要考慮人體重量以及需要預先練習的缺點，提供一種結構緊湊、成本低，使用方便、安全可靠的利用節(jié)流閥原理進行控速的高樓逃生器，它是由固定軸、圓柱凸輪、外殼、鋼絲繩、滾動軸承等組成，圓柱凸輪安裝在固定軸上，圓柱凸輪位于外殼內，鋼絲繩纏繞在外殼上，在圓柱凸輪與外殼內表面之間設有滾動軸承。本實用新型產品下降速