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化“妙想”为“实践”――哈尔滨工业大学学生机械立异设计大赛获奖著作扫描
发布时间:2021-12-10 21:47:12 来源:球王会怎么样 浏览次数:4433 [返回]

   

  哈工大报讯(闫明星/文 兰锐 机电/图)在第五届全国大学生机械立异设计大赛黑龙江省赛区总决赛中,共有15项著作参赛,并取得了8项一等奖、7项二等奖的好成绩。在第五届全国大学生机械立异设计大赛决赛中,

  竞赛共分两组,一组是家用机械组,参赛著作大多为与家庭有用有关的创造。另一组是休闲文娱组,专门展现各类颇具构思的文娱用具小创造。别看这一个个小创造,不管是机械组仍是休闲文娱组的著作,从设计到制造,都花费了同学们近半年的时刻。

  这些小创造主题鲜明、构思新颖,归纳运用了机械及操控等方面的知识点,其间一部分著作更是紧跟年代需求,满意当下群众需求,稍加改善就能够作为产品向社会推行。本版挑选了一部分著作,向咱们展现一下学生是怎么将“奇思妙想”变为“实践”的。

  在竞赛现场,一个一般的长1.2米、宽0.8米、高0.8米的书桌招引了记者的目光。跟着著作的演示,记者发现小小一张书桌却还有天地。以郁万涛同学为组长,张锋、宋宝玉为辅导教师的项目组研发的智能书桌能够快捷地处理家庭中重要材料的分类、保存、提取、保密等环节的问题,取得第五届全国大学生机械立异设计大赛一等奖。

  除一般书桌的结构之外,针对材料的存取环节,研发者为智能书桌设计了一个内置材料柜。用户运用时通过操控步进电机的翻滚,带动丝杠滑块移动到指定方位,由寄存组织和取用组织完结预订动作,再由滑轮绳子将其提升至指定方位,完结材料的提取和贮存。

  在智能书桌中,研发者奇妙地设计了一个内嵌式升降设备,能够寄存笔记本电脑等数码设备,用户无需抽屉,翻开盖板就能够将物品升到桌面,十分有用。

  除此之外,研发者在智能书桌的物品升降模块特意设计了附加功用保密。在物品回收的时分,要先翻开弹性销,桌面在重力和人手推力作用下回到了初始方位,用钥匙关上定位锁。由于定位锁固定住了支承板,反过来又束缚了桌板的翻滚。除了钥匙的主人,陌生人容易打不开桌面,更别提取出物品和文件了,然后起到了保密、保护的功用。

  有查询标明,我国智能化家具的市场份额现已打破100亿元,到2015年有或许飞速提升至500亿元左右。智能书桌的设计关于推进我国的智能家具的研讨有着活跃的作用。

  只需挑选一个棋子,并指定方位后,再按一下回车键,机器就主动移动一颗棋子,而另一端连接在电脑上,用来完结机器人的对弈剖析。这便是以陈子寒同学为组长,王滨生为辅导教师的项目组研发的“下棋机器人”。该项目取得第五届全国大学生机械立异设计大赛二等奖。

  设计者以并联机械手为主体,通过视觉图画收集,结合气泵及取棋子组织,来完结人机之间的对弈。你别看“下棋机器人”憨态可掬,一不留神,机器人就有或许打败人类。

  据项目组成员王涛介绍,“下棋机器人”运用气泵来完结棋子的抓取,使取棋组织大大简化,一起取放愈加敏捷。机器人对弈的奥妙还表现在摄像头上。摄像头不只用来对棋盘进行辨认,一起可对机械臂动渠道进行辨认然后完结在水平方向上的全闭环操控,有用提高了机械臂落子的精度。

  “下棋机器人”极具运用价值。机械臂适用于各种棋类,可通过添加摆放棋子组织完结机器间对弈,还可通过对网络的运用完结长途操控下棋。一起,根据需求改动,设计者对并联组织进行简略改装就能够使其具有更多的功用,如运用视觉辨认,完结不同色彩的医用胶囊分拣,协助色盲或色弱人士区别不同品种胶囊等。

  现在日子节奏越来越快,坚持皮鞋的亮光成了上班族的烦恼一是没时刻自己擦鞋,二是专业擦鞋店收费过高。以高天倍同学为组长,王滨生为辅导教师的项目组研发的主动擦皮鞋机不只能够除尘、上油、抛光,并且具有除臭除菌功用,不管家里仍是在办公楼随时能够擦洗皮鞋,处理了上班族的烦恼,并取得第五届全国大学生机械立异设计大赛二等奖。

  主动擦皮鞋机由轮刷组织、固定组织、输油设备、辅佐设备等构成。运用时,将鞋头朝内放入鞋架,合上后端箱盖,鞋跟刷由四连杆组织带动压向鞋跟。发动擦鞋机,固定组织由电机驱动直齿齿条下行压向鞋内板。固定组织触摸行程开关,鞋刷开端翻滚。上下擦鞋组织一起在前向方向上向鞋跟运动,下擦鞋组织速度大于上擦鞋组织。上擦鞋组织前向行程为一般鞋面长度,完结行程,触碰行程开关,上擦鞋组织回来。下擦鞋组织前向行程为一般皮鞋旁边面长度,完结行程,触碰行程开关,下擦鞋组织回来。两组织在鞋头前方进行刷头转化,即鞋面刷横行移动,鞋侧刷翻滚。之后进入上油进程。电机驱动直齿齿条行进,活塞将储油管内的鞋油挤入输油管。鞋油从输油管前端接近鞋刷处均匀流出,涂改于翻滚刷体外表,在刷体与鞋面的翻滚触摸下,将鞋油涂改于鞋外表。固定组织内置空气泵在擦鞋一起向鞋内吹送空气,到达除臭枯燥的意图。

  主动擦皮鞋机体积小,便利放置,具有了擦洗鞋面、鞋侧外表、后外表全方位鞋面的才能,还具有除菌除臭功用,具有宽广的运用远景。

  现在,家用现有的晾衣架大多是死死地固定在天花板上,并且暴晒衣物还需求运用许多的晾衣叉,使得晾衣既费事又费时吃力。而以李亮同学为组长,王滨生为辅导教师的项目组研发的“节能升旋晾衣架”则极大的处理了这个问题,可多视点将衣物以最快的速度晒干,既省时省力又绿色环保。

  节能升旋晾衣架与一般常见家用的晾衣架不同之处就在于它首要以电力为驱动力,通过滑轮吊索组织完结主动升降、通过齿轮啮合和同步带结构完结主动旋转等功用。据参赛选手叶华介绍,以旋转为特征的机械结构,外观调和,造型新颖,结构紧凑,不只节省了人力,更杰出人性化,克服了寻常晾衣架衣物暴晒拥堵,单面受光、通风不畅、不易拿取的特色,使人们足不挪地就可完结暴晒衣服的使命。该著作适用于多品种型的人群,老年人、残疾人士也能够灵敏操作。节能升旋晾衣架立异设计了可旋转式太阳能电池板结构,运用太阳能和家用电一起供电的形式,最大极限运用可再生能源,不只能够完结节能环保的理念,更能够使得太阳能的运用率到达最大,愈加适用于国家大力提倡的“低碳”主题。

  该著作具有很大的功用拓展性。例如,著作通过简略改造能够从室内用,扩展为室表里通用,最大运用有限空间,下雨天也可运用,克服了室外暴晒的最大缺点;通过在外围设备一个柜橱,能够晋级为主动储衣架,通过旋转组织,运用户能在最短时刻里找到心仪的服装。

  药品作为每个家庭必备的物品,在居家日子中占有重要方位。但是,怎么避免儿童误触、怎么合理有序放置各类药品成为许多家庭中的难题。以张明皓同学为组长,宋宝玉、张锋为辅导教师的项目组研发的智能药箱为家庭常备药品的贮存供给了一种处理方案。

  该智能药箱通过齿轮、链轮传动、丝杠、X型杆等组织的奇妙组合完结了药箱的推拉和下降的固定轨迹运动,占用空间小,性价比高,到达了同一动力输入操控多种运动轨迹的意图。这种结构不只能够将药箱置于空中,可有用运用家庭上部空间,到达节省室内空间的意图。此外,药箱内置多种分层结构,便于药品分类贮存,更可避免儿童误拿药品,完结安全贮存,便利拿取。该设备更是内嵌了单片机操控系统,药箱中集成单片机操控,可完结守时提示,可视界面查询等功用,使药箱智能化,恰当完结了机电结兼并具有用价值。

  智能药箱设计新颖、性价比高,契合家庭实践情况,恰当处理实践日子问题,合适家庭设备运用,具有较大的推行运用价值。药箱作为可代替模块,可根据实践情况换用其他箱体,可在家中节省空间,便利各类物品贮存。升降组织可作为模型,经强度校验后可运用于超市、商场、车库等立体贮存场所,远景宽广。

  时而向右、时而打圈,乃至能够跳过妨碍只需你翻开电源,按操作键盘的不同按钮,相似玩具火车又比火车灵敏得多的机器蛇随你所愿地做出各种动作。

  蛇身体结构的特殊性,使它能够通过多种方法运动,并且操控较为简略,所以总是成为玩具商的宠儿。以侯鑫同学为组长、刘占山为辅导教师的项目组研发的机器蛇有望成为这样的宠儿。

  机器蛇体积较小,结构简略合理,并且选用了首创的操控电路,将杂乱的举动简化为根底运动。机器蛇由多个关节串联而成,每个关节均具有一个独立的自由度,因而每个关节都能够独立操控,每个关节均有一个独立的伺服电机作为驱动器,发生一个反转自由度,通过多个关节的相互配合,模仿蛇形曲线驱动整个机器蛇行进。

  据项目组成员尹承禹介绍,作为一款玩具,操控简略、外观别致是研发者考虑的要点。他们将一切的动作分解为5个根本动作,许多杂乱行为都能够通过这几个根本动作组合而成,终究完结左曲折、右曲折、左右漂移、活动前行、越障、左右打圈、昂首、低头号十几种动作。此外,为了减轻分量,研发者还对蛇体进行了镂空处理,在必定程度上也添加了其欣赏价值。

  机器蛇合适人群规模广,操作简便易学,能够极大地丰厚人们的文娱日子,并且在文娱进程中,机械的奇特魅力也会议现在孩子面前,会让他们对其发生稠密的爱好。

  “兵四进一,车三进二,士六进五”跟着一声令下,象棋盘上的兵马车似乎一会儿活了起来,主动厮杀起来了。这是什么回事呢?

  在日子中,有不少人喜爱没事的时分楚汉为界杀上一局象棋。而以王进贤同学为组长,高海波、丁亮为辅导教师的项目组研发的声控象棋不只让象棋说走就走,并且添加了下象棋的趣味。

  据王进贤介绍,声控象棋首创地将语音操控与棋类游戏玩法结合起来,使玩家只需动动口就可轻松游戏,使得玩象棋打破了玩家的年纪、身体状况的束缚。在制造上,著作改善准确定位的三维坐标设备,克己了滑块滑轨组织,取放棋子选用折叠臂加电磁铁,较传统机械手更简略奇妙。由于时刻有限,该著作制造还比较简略,但保护快捷,具有很大的可塑性。据悉,声控象棋实践中可做得更精巧,可将棋盘四周向外扩展,欣赏作用更好;可将桌腿去掉代之以连杆组织,可使整个设备悬空歪斜视点放置;能够将丝杆部分、齿轮齿条部分、弹性臂部分用外壳包装起来,既清洁又漂亮。

  不必你着手,一根长20厘米的黄瓜在两分钟之内变成一盘黄瓜片或黄瓜丝,不知你会不会张口结舌?

  在时下快节奏、高效率的日子中,许多家庭由于烹饪的费时吃力而苦恼不已,而以王子嘉同学为组长、单小彪为辅导教师的项目组研发的“多功用厨房切菜机”既能够享用家庭聚餐的高兴又能够节省许多时刻精力的方法,具有很高的推行运用价值。该切菜机致力于将蔬菜第一步加工时的多功用集成化和小型化,根据人们要求将各种不同的蔬菜切割成各种形状,比方切成块、丁、丝及片等各种形状。一起,根据不同的要求,能够改动各形状的巨细尺度,以习惯不同家庭的饮食日子习惯,表现其人性化。

  该切菜机通过紧凑设计完结此机械设备的小型化,便于家庭在厨房内的摆放,一起,切丝、切片、切块3种功用集于一身,加上快捷的操作,能够成为家庭厨房的好帮手,免去了需求必定技能的切墩作业,能够快速、高质量地准备好原材料来给烹饪留足时刻,削减烹饪所需的时刻和精力。

  《三国演义》中的诸葛亮创造了木牛流马,用其在高低的栈道上运送军粮,且“人不大劳,牛不饮食”。自此之后,木牛流马奇特的功用和优异的转移才能,让许多人为之痴迷。以门向东同学为组长、胡长胜为辅导教师的项目研发的流马便是根据木牛流马的功用和特色,根据仿生学原理,设计的一款可组装仿生马儿童玩具。

  流马原料以木头为主,通过一个相似自行车脚蹬子的结构,人略微给一点力就能够通过轴的翻滚带动流马运动。据门向东同学介绍,该著作具有很强的市场推行价值,正在申请专利。

  流马具有许多长处,如拆装十分便利,并且可有用节省空间;趣味性强,通过组装模型开发儿童着手才能;零件结构简略,批量生产本钱低价。

  一按键盘上按钮,你所需求的抽屉就送到你的面前,奇特吧?以余力同学为组长,丁刚为辅导教师项目研发的根据两层轨迹的主动移层柜便是这样奇特的柜子。

  该柜子最大极限地节省了空间,两排独立的小衣柜,前排用于取衣服,水平摆放,后排每个小衣柜与水平方向成60度角摆放节省了空间,去掉外罩,能够看到里边多个小衣柜紧凑摆放。主动移层柜在按下键盘上的按钮后,主电机带动整个组织运动起来,一起操控器开端进行辨认,当咱们需求的抽屉到达柜门的方位时,电机中止工作,卡爪卡紧,柜门翻开,此刻便可将衣柜的抽屉拉出来,然后取出其间的物品。

  据余力同学介绍,该项目首要立异点是他们自行设计的根据双层轨迹的线槽轮传动方法,它以双层轨迹为限位和支撑,束缚滑块的运动,完结了上下两层轨迹往复的运动,能够节省许多空间。该传动形式通过对各个滑块的检测,完结主动定位移动,通过电机和舵机的运作,准确定位任一滑块,槽轮上的槽几许形状设计为渐开线形,使得槽与轴段啮合时,压力角一直为零度,更进一步确保了传动的精度。

  根据双层轨迹线槽轮传动形式运用广泛,能够用于惯例的主动贩卖机内的产品定位、主动量贩式饮水机内部纸杯的定位移动、图书馆内部主动存书分类器的图书定位移动、超市内的主动存储箱内部客户的存储物品的有规则移动、饭馆内餐具分类移动、机器人或机械手臂定位等。该项意图中心部分还申报了创造专利。

  弹射器是航空母舰上推进舰载机增大起飞速度、缩短滑跑间隔的设备,全称舰载机起飞弹射器,一般由动力系统、往复车、导向滑轨等构成。

  现在许多航模玩家想玩滑跃式起飞航模,但起飞束缚很大,现有的弹射器多为蒸汽和电磁动力,不合适带着,本钱高。余力同学研发的航模多级弹射器供给了短间隔完结弹射速度抱负的模型。这种航模多级弹射器体积小、便利简练,通过航模助推加快,使滑跃起飞的航模在较小空间敏捷起飞。最首要的是,航模多级弹射器能消除滑跃起飞航模起飞困难的一大瓶颈,使滑跃式航模走进群众玩家,一起在导轨的引导下航模的起飞动作愈加流通,发生速度的美感,为航模文娱增加趣味。

  通过测算,这种多级弹射组织理论上能够运用于实践的航母中以及轿车高速磕碰、游乐设备的快速发动等方面。该项意图中心部分也申报了创造专利。