2022年工學(xué)院機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)作品來(lái)啦！

智能晾衣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作

2022屆王一牟指導(dǎo)教師：江潔

1.三維模型

2.實(shí)物圖

一、設(shè)計(jì)目的

晾衣是人們生活中的必要環(huán)節(jié),但傳統(tǒng)的晾曬方式是簡(jiǎn)單懸掛風(fēng)干，晾曬過(guò)程不方便，晾曬時(shí)間長(zhǎng)。在晾曬過(guò)程中，因陽(yáng)光照射角度的不同，衣物無(wú)法得到充足的陽(yáng)光照射。而在一些陽(yáng)臺(tái)空間有限的家庭中，如果人們?cè)谑彝饬罆褚挛�，因天氣變化的不確定性，當(dāng)遇到雨天等突發(fā)情況時(shí)，人們來(lái)不及收回晾曬的衣物又會(huì)導(dǎo)致衣物淋濕，人們又要進(jìn)行二次晾曬。目前市面上主流的智能晾曬家居主要為懸掛式，結(jié)合傳感器、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下升降、烘干等功能，但功能相對(duì)單一，價(jià)格昂貴。對(duì)智能晾曬家居的主流研究方向多集中在控制原理的研究，對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)方面的研究較少。針對(duì)傳統(tǒng)晾衣架中存在的急需解決的系列問(wèn)題,本設(shè)計(jì)擬通過(guò)智能控制方法結(jié)合實(shí)物樣機(jī)試驗(yàn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出一套智能晾衣系統(tǒng)。以期能夠通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)智能家居設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域的研究提供有意義的參考方案。最終實(shí)現(xiàn)新時(shí)代，智能改變生活的目標(biāo)。

二、工作原理

整個(gè)過(guò)程為：將第一件衣物懸掛至凸輪衣鉤上，由凸輪塊、彈簧和連接塊組成，在晾曬衣物時(shí)，擋塊舵機(jī)處于40度位置，擋塊不會(huì)對(duì)衣鉤造成干涉，按動(dòng)按鈕傳感器，直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)1.5秒，衣鉤隨著履帶移動(dòng)一定距離實(shí)現(xiàn)衣物的原地晾曬。衣物全部晾曬后開(kāi)啟按鈕傳感器，直流馬達(dá)正轉(zhuǎn)，雙向棘輪卷線(xiàn)機(jī)構(gòu)拉動(dòng)鋼繩，晾曬部分上升至上極限位置且六連桿伸縮機(jī)構(gòu)為自適應(yīng)件，保證上下升降的穩(wěn)定性。光強(qiáng)傳感器能根據(jù)外界光強(qiáng)變化向主控板輸出的值為0到457，在陽(yáng)光處的值為384左右。以觸須傳感器處為原點(diǎn)，當(dāng)雨滴傳感器、光強(qiáng)傳感器和觸須傳感器都不觸發(fā)時(shí)，直流馬達(dá)反轉(zhuǎn)，衣架向原點(diǎn)處移動(dòng)，衣架移動(dòng)至原點(diǎn)處并碰到觸須傳感器時(shí)，直流馬達(dá)正轉(zhuǎn)15秒。當(dāng)雨滴傳感器檢測(cè)到外部有雨水時(shí)，直流馬達(dá)反轉(zhuǎn)至衣架碰到觸須傳感器后停止轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)雨水后繼續(xù)執(zhí)行預(yù)定動(dòng)作，，當(dāng)無(wú)雨水且光強(qiáng)傳感器檢測(cè)到的數(shù)值大于380時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。衣物晾曬結(jié)束后，關(guān)閉按鈕傳感器，晾曬部分下降至下極限位置，開(kāi)啟按鈕傳感器，擋塊舵機(jī)旋轉(zhuǎn)至80度位置，擋塊下降，直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)15秒，凸輪衣鉤隨著履帶移動(dòng)，在擋塊的碰撞下打開(kāi)，衣物收集至收衣桿上。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

1、功能多樣，從多方面解決人們生活中晾曬不方便的問(wèn)題。

2、以雙向棘輪卷線(xiàn)機(jī)構(gòu)、六連桿伸縮機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)衣架的上下升降功能。

3、設(shè)計(jì)制作的凸輪衣鉤和鏈條、擋片的配合使用，讓衣物的晾曬和收取更為方便。

可調(diào)節(jié)式無(wú)碳小車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作（獲國(guó)家專(zhuān)利）

2020屆晏凱指導(dǎo)教師：蘇艷萍

1.三維模型 2.實(shí)物圖

3.專(zhuān)利證書(shū)

一、設(shè)計(jì)目的

無(wú)碳小車(chē)是以重力勢(shì)能提供能量，能連續(xù)避障的三輪小車(chē)。無(wú)碳小車(chē)擁有經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、節(jié)能性等特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)是研究如何將恒定的重力勢(shì)能在小車(chē)行走過(guò)程中發(fā)揮到極致，使小車(chē)走得更遠(yuǎn)，達(dá)到能量利用率最大。

根據(jù)差速原理和重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)將制作一款可調(diào)節(jié)式的無(wú)碳小車(chē)，要求其能周期性連續(xù)避障，通過(guò)不同距離的障礙，且運(yùn)動(dòng)所需的能量均由重力勢(shì)能提供，不得使用外部能量。

二、工作原理

無(wú)碳小車(chē)工作的簡(jiǎn)述就是把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即懸掛的標(biāo)準(zhǔn)砝碼受到重力的作用而下降，通過(guò)細(xì)繩帶動(dòng)繞線(xiàn)輪（細(xì)繩先纏繞在繞線(xiàn)輪直徑大的一端，目的是能提供足夠的力矩，后期纏繞在繞線(xiàn)輪小端是使小車(chē)穩(wěn)定行走），此時(shí)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪與小齒輪嚙合，使小齒輪帶動(dòng)同軸的驅(qū)動(dòng)大輪，使小車(chē)行走，另一方面把動(dòng)力傳給周轉(zhuǎn)片，通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)控制小輪左右擺動(dòng)，從而使小車(chē)走出預(yù)期的“S”字形軌跡。

三、整機(jī)描述

一種高精度微調(diào)自行轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，它有底盤(pán)、前叉、圓柱筒和大輪，一對(duì)大輪和圓柱筒安裝在底盤(pán)上，大輪軸和圓柱筒間還裝有繞線(xiàn)輪，繞線(xiàn)輪通過(guò)齒輪對(duì)與大輪軸連接傳動(dòng)，繞線(xiàn)輪軸上裝有拐齒，圓柱筒里通過(guò)繞線(xiàn)吊裝重錘，繞線(xiàn)另一端繞在繞線(xiàn)輪上形成重錘勢(shì)能；前叉有小輪并安裝在底盤(pán)前端，前叉上端通過(guò)滑塊連桿與支撐滑塊連接轉(zhuǎn)向；支撐滑塊安裝在長(zhǎng)線(xiàn)軌上并與同一長(zhǎng)線(xiàn)軌上的連接塊間有拉伸彈簧和橫向測(cè)微頭連接，連接塊上有轉(zhuǎn)向連桿，轉(zhuǎn)向連桿與拐齒連接實(shí)現(xiàn)橫向來(lái)回移動(dòng)推動(dòng)前叉轉(zhuǎn)向，長(zhǎng)線(xiàn)軌安裝在橫向線(xiàn)軌滑塊上，橫向線(xiàn)軌滑塊安裝在縱向短線(xiàn)軌，縱向線(xiàn)軌滑塊與調(diào)節(jié)擋塊間有縱向測(cè)微頭。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

1、小車(chē)通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，安裝螺旋測(cè)微器便于調(diào)節(jié)桿長(zhǎng)，以靈活改變周期和幅值；

2、小車(chē)的轉(zhuǎn)向利用線(xiàn)軌結(jié)構(gòu)，減小了在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦，使誤差不被放大，進(jìn)一步提高了精度；

3、小車(chē)的支撐機(jī)構(gòu)采用了圓筒，大大減少了小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)重錘的擺動(dòng)，提高了運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。

3D打印機(jī)（獲國(guó)家專(zhuān)利）

2016屆寸待斌指導(dǎo)教師：蘇艷萍

1.三維模型

2.實(shí)物圖

3.專(zhuān)利證書(shū)

一、設(shè)計(jì)目的

3D打印技術(shù)，是快速成形技術(shù)的其中一種，它是利用粉末狀金屬、陶瓷或塑料等可粘合材料，通過(guò)層層打印的方法來(lái)打印物體的技術(shù)，一種與數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)的技術(shù)，以其操作相對(duì)簡(jiǎn)單，可制作普通工藝無(wú)法制造的復(fù)雜結(jié)構(gòu)而立足。目前較成熟的3D打印機(jī)基本為龍門(mén)型打印機(jī)，存在的問(wèn)題打印速度慢、噪音大。而且現(xiàn)在的打印機(jī)基本是大型化的工業(yè)級(jí)打印機(jī)，價(jià)格十分昂貴，制約了它的普及化和大眾化發(fā)展。因此需要設(shè)計(jì)一種既要能實(shí)現(xiàn)三維打印、且打印速度快、噪音小、小型化和價(jià)格低的三維打印機(jī)。本設(shè)計(jì)第一利用并聯(lián)臂結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方式來(lái)設(shè)計(jì)打印機(jī)，從而達(dá)到提速。第二改變機(jī)構(gòu)運(yùn)方式降低噪音。第三利用開(kāi)源控制系統(tǒng)降低成本，從而制造出廉價(jià)的桌面級(jí)打印機(jī)。

二、工作原理

先根據(jù)用三維繪圖軟件繪制的三維模型，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即“層片”，從而指導(dǎo)打印機(jī)層層打印。設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間運(yùn)用的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式，一個(gè)STL文件是用三角面來(lái)近似模擬物體的表面，三角面越小生成的物體表面光滑度越高。然后將STL文件導(dǎo)入到Repetier-Host切片軟件進(jìn)行處理，最后生成3D打印機(jī)所需G代碼。

三、整機(jī)描述

改進(jìn)的并聯(lián)臂3D打印雕刻機(jī)送料打印頭由擠出機(jī)和打印頭等零部件組成，擠出機(jī)固定在3D打印機(jī)的機(jī)架上，打印頭安裝在并聯(lián)臂交聯(lián)的座架上，擠出機(jī)與打印頭之間有送絲管連接，打印頭由噴嘴、加熱塊、散熱器和座架構(gòu)成，噴嘴固定在座架上，加熱塊安裝在噴嘴上，加熱塊上方裝有散熱器，散熱器旁有散熱風(fēng)機(jī)；擠出機(jī)由機(jī)座、步進(jìn)電機(jī)、咬絲齒輪和壓緊軸承組成，步進(jìn)電機(jī)與咬絲齒輪均安裝在機(jī)座上并同軸連接傳動(dòng)，壓緊軸承緊貼著咬絲齒輪安裝在機(jī)座上。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

1、對(duì)現(xiàn)在打印機(jī)擠出機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，有擠出機(jī)送絲緩沖，解決了擠出頭經(jīng)常堵頭的問(wèn)題；

2、本設(shè)計(jì)利用三角函數(shù)計(jì)算進(jìn)行矢量運(yùn)動(dòng)；

3、設(shè)計(jì)可以脫機(jī)打印，只需要把程序放入SD卡上，就可以脫機(jī)打印，非常方便；

4、打印機(jī)小型化，適用于桌面級(jí)打印。

楓斗分級(jí)機(jī)（獲國(guó)家專(zhuān)利）

2016屆何生朝指導(dǎo)教師：蘇艷萍

1.三維模型

2.實(shí)物圖

3.專(zhuān)利證書(shū)

一、設(shè)計(jì)目的

楓斗，又名石斛，是一種利用蘭科石斛屬植物中的一些植株形體比較矮小、莖肉質(zhì)粗壯、質(zhì)地柔軟又富含膏滋（粘液成分為多糖）的石斛莖加工而成，是一種品質(zhì)優(yōu)良的天然中藥與保健飲品。有生津益胃，養(yǎng)陰清熱的功能，目前，這種草藥已在醫(yī)學(xué)界得到了廣泛的使用，隨著楓斗的廣泛運(yùn)用，種植石斛藥材人也越來(lái)越多，種植戶(hù)等石斛成熟后就要把它烘干經(jīng)手工扭轉(zhuǎn)后定型，這樣就得到了成品即楓斗。因每根石斛的大小各不一樣，從而導(dǎo)致成品楓斗的大小也就不一樣，成品的大小等級(jí)又決定了價(jià)格的高低。這就不得不要求種植的人對(duì)楓斗進(jìn)行的大小篩選，就傳統(tǒng)篩選楓斗的方法來(lái)說(shuō)只有手工篩選，這種方法即費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，成為了種植戶(hù)最頭痛的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)的目的就是要設(shè)計(jì)并制造一臺(tái)篩選楓斗的機(jī)器，可對(duì)楓斗進(jìn)行大小的分級(jí)。

二、工作原理

啟動(dòng)電機(jī)，讓內(nèi)、外兩篩筒轉(zhuǎn)動(dòng)�；旌蠗鞫方�(jīng)給料槽進(jìn)入內(nèi)篩筒翻滾松散開(kāi)來(lái)，尺寸大于內(nèi)篩筒篩孔的楓斗留在內(nèi)篩筒前進(jìn)，到達(dá)內(nèi)篩筒尾端出口時(shí)掉入一級(jí)接料槽，尺寸小于內(nèi)篩筒篩孔的楓斗則穿過(guò)篩孔進(jìn)入外筒繼續(xù)篩分，尺寸小于外篩筒篩孔的楓斗穿過(guò)篩孔掉落到三級(jí)接料槽，而尺寸大于外篩筒篩孔的楓斗則在螺旋葉片或者坡度的作用到達(dá)外篩筒出口，進(jìn)入二級(jí)接料槽，這樣就將混合在一起的楓斗按尺寸分成了三級(jí)。

三、整機(jī)描述

臥式內(nèi)螺旋楓斗分級(jí)機(jī)由內(nèi)篩筒、外篩筒、機(jī)架和電機(jī)組成，內(nèi)篩筒套在外篩筒內(nèi)，兩個(gè)篩筒間有間隙，外篩筒上有兩個(gè)支撐環(huán)支撐在機(jī)架上的軸承上，并通過(guò)筒身上的大齒輪與電機(jī)嚙合傳動(dòng)，內(nèi)篩筒前端有進(jìn)料槽伸入，外筒下部有三級(jí)接料槽，外篩筒尾端出口處有二級(jí)接料槽，內(nèi)篩筒尾端有一級(jí)接料槽，外篩筒和內(nèi)篩筒間有螺旋葉片，以增強(qiáng)楓斗的筒內(nèi)的流動(dòng)性，提高篩分效率，同時(shí)固定兩篩筒間的間隙。混合楓斗經(jīng)給料槽進(jìn)入內(nèi)篩筒翻滾松散開(kāi)來(lái)，經(jīng)過(guò)內(nèi)篩筒和外篩筒，以及螺旋葉片的作用被自動(dòng)分成三級(jí)。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

1、分級(jí)機(jī)的分級(jí)裝置的設(shè)計(jì)，該分級(jí)裝置選用直徑不同的兩個(gè)圓筒組成，每層上面都打有相應(yīng)的孔，通過(guò)圓筒篩的孔的大小來(lái)進(jìn)行分級(jí)，分層的優(yōu)點(diǎn)可以節(jié)省分級(jí)機(jī)的占地空間，體現(xiàn)了小型的特點(diǎn)；

2、分級(jí)機(jī)的進(jìn)料口及出料口的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)的進(jìn)出料口的設(shè)計(jì)具有方便簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，這樣的設(shè)計(jì)有利于楓斗的進(jìn)出料，進(jìn)料，篩選分級(jí)，出料，一次性完成，出料口與楓斗收集裝置相連，有利于收集分級(jí)后的楓斗。

三面擦鞋機(jī)（獲國(guó)家專(zhuān)利）

2016屆陳建剛指導(dǎo)教師：俞利賓

1.三維模型

2.實(shí)物圖

3.專(zhuān)利證書(shū)

一、設(shè)計(jì)目的

擦鞋行業(yè)在中國(guó)也并不蕭條，無(wú)論是在大城市，還是鄉(xiāng)鎮(zhèn)總能看到那些擦鞋人的身影，同時(shí)還有一些具有規(guī)模的擦鞋商家，如翰皇，不過(guò)他們都是通過(guò)人工擦鞋，而且價(jià)格不菲，擦一雙鞋的價(jià)格差不多在4-6元左右，如果有一種全自動(dòng)擦鞋機(jī)的話(huà)，這些商家必定會(huì)選擇，本次的擦鞋機(jī)參考現(xiàn)有的擦鞋機(jī)價(jià)格，成本價(jià)估計(jì)在400元以?xún)?nèi)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用料也不多，速度提升好幾倍，降低了成本，提高了收益。

二、工作原理

啟動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)圓筒刷轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)各軸、皮帶或齒輪帶動(dòng)兩圓柱刷，以及偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)。將鞋放到支架的凸臺(tái)上與毛刷接觸，兩圓柱刷即擦刷鞋幫兩側(cè)，圓筒刷擦刷鞋幫的前面和項(xiàng)面。鞋幫上的污物塵泥清理后，將鞋子放到上油刷中自動(dòng)上油，然后再返回凸臺(tái)掏光擦亮。如果不需上油，可以撥動(dòng)過(guò)渡輪軸上的離合帶輪，關(guān)掉上油刷。需要上油的，重新?lián)芑仉x合帶輪。

三、整機(jī)描述

三面擦鞋機(jī)由支架、電機(jī)、圓柱刷和圓筒刷組成，電機(jī)和軸安裝在支架上，一對(duì)圓柱刷和一個(gè)圓筒刷分別安裝在各自的軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，圓筒刷位于中間，圓柱刷位于圓筒刷的兩側(cè)圍成三面擦鞋的空間，支架上還有一個(gè)偏心輪和上油刷，偏心輪安裝在其軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，上油刷與安裝在偏心輪上的連桿連接作來(lái)回滑動(dòng)，電機(jī)通過(guò)皮帶與圓筒刷的軸連接傳動(dòng)，圓柱刷的軸，以及偏心輪的軸通過(guò)皮帶或者齒輪與圓筒刷的軸連接傳動(dòng)，各軸通過(guò)軸承安裝在支架上，支架上有外殼罩蓋，上油刷與連桿間有滑塊連接，滑塊限定在滑塊夾間直線(xiàn)滑動(dòng)。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

1、在原有的擦鞋機(jī)上添加了一個(gè)圓筒刷，簡(jiǎn)便的解決了全面擦鞋的問(wèn)題；

2、采用傳統(tǒng)上油的方式解決了擦鞋機(jī)難以上油的難題。

拉伸試驗(yàn)斷后標(biāo)距測(cè)量裝置（獲國(guó)家專(zhuān)利）

2016屆何佳嵩指導(dǎo)教師：郭德偉

1.三維模型

2.實(shí)物圖

3.專(zhuān)利證書(shū)

一、設(shè)計(jì)目的

要較準(zhǔn)確地測(cè)量延伸率和斷面收縮率，除了在試樣拉伸之前所做的標(biāo)距線(xiàn)準(zhǔn)確之外，另一個(gè)操作難點(diǎn)在于拉斷后試樣斷口的拼接，以及拼接完成之后如何固定在一起測(cè)量。將斷口對(duì)接在一起并不困難，但對(duì)于對(duì)接好斷口之后要能固定試樣整體，且一直保持共軸線(xiàn)是很不方便的。通常手工操作的方式是，在試樣裝夾前取標(biāo)距需要一手拿卡尺一手拿筆進(jìn)行標(biāo)距，在圓棒表面整圈畫(huà)線(xiàn)較為困難；試樣拉斷后需要兩個(gè)人操作，一個(gè)人手扶試樣使之對(duì)接之后，另一個(gè)人拿卡尺測(cè)量。很明顯，手持試樣弊端是不穩(wěn)固，且不容易保持兩半試樣的軸線(xiàn)始終共線(xiàn)。而一個(gè)人既扶試樣又拿卡尺，實(shí)驗(yàn)操作誤差比較大，且操作過(guò)程繁瑣。因此，設(shè)計(jì)一臺(tái)專(zhuān)業(yè)的能完成上述工作的設(shè)備尤為重要。

二、工作原理

該設(shè)計(jì)拉伸試驗(yàn)斷后標(biāo)距測(cè)量裝置工作分兩個(gè)過(guò)程：

①試驗(yàn)前取標(biāo)距，其工作原理是利用自定心三爪小卡盤(pán)的定心夾緊功能，將試樣裝夾在上面轉(zhuǎn)動(dòng)左端主動(dòng)軸時(shí)，帶動(dòng)卡盤(pán)及其試樣一同做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)與試樣表面接觸的標(biāo)距筆筆芯刻畫(huà)作用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)距的整圈畫(huà)線(xiàn)；而標(biāo)距筆連在數(shù)顯標(biāo)尺的表頭上，表頭可在尺身上滑動(dòng)顯示位移量大小且可在任意位置置零，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)距按規(guī)定長(zhǎng)度的分段畫(huà)線(xiàn)。

②拉斷后將斷口對(duì)正測(cè)量斷后標(biāo)距，其工作原理是利用兩個(gè)自定心三爪小卡盤(pán)的定心夾緊功能，能分別將兩段斷試樣裝夾在上面，通過(guò)旋轉(zhuǎn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)帶動(dòng)右端卡盤(pán)及斷試樣向左端做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩端斷試樣斷口接近時(shí)，通過(guò)緩慢旋轉(zhuǎn)左端主動(dòng)軸將斷口對(duì)正，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)右端手輪將斷口壓緊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)斷口的對(duì)正壓緊消減間隙；通過(guò)滑動(dòng)表頭至左端將標(biāo)距筆筆尖與之前做好的標(biāo)距線(xiàn)對(duì)齊，將表頭顯示的位移量置零，再將表頭移動(dòng)至右端與標(biāo)距線(xiàn)對(duì)齊，此時(shí)表頭顯示的位移量即為斷后標(biāo)距值。

三、整機(jī)描述

拉伸試驗(yàn)斷后標(biāo)距測(cè)量裝置由機(jī)架、角碼、三爪卡盤(pán)、微型帶座軸承、卡盤(pán)連接軸、直線(xiàn)光軸立式支架、直線(xiàn)光軸臥式支架、數(shù)顯橫式標(biāo)尺、標(biāo)距筆、微型帶座軸承、直線(xiàn)光軸、波紋手輪、絲杠、法蘭螺母、滑塊、立式帶座軸承和導(dǎo)軌軸承座組成。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

1、使用三爪小卡盤(pán)作為定心夾緊機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣標(biāo)距的整圈畫(huà)線(xiàn)；

2、使用絲桿螺母副作為旋轉(zhuǎn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)可自鎖，在斷口對(duì)正壓緊時(shí)，能很好地消減斷口間隙且操作方便；

3、使用數(shù)顯尺作為測(cè)量機(jī)構(gòu)的位移傳感器，可任意位置置零處理，使得測(cè)量操作更簡(jiǎn)便且方便采集數(shù)據(jù)。

固定翼矢量無(wú)人機(jī)（獲國(guó)家專(zhuān)利）

2017屆杞紹祥指導(dǎo)教師：張文斌

1.三維模型

2.實(shí)物圖

3.專(zhuān)利證書(shū)

一、設(shè)計(jì)目的

固定翼矢量無(wú)人機(jī)是固定翼航模的新產(chǎn)物，打破了固定翼傳統(tǒng)的機(jī)身結(jié)構(gòu)。機(jī)身采用飛翼布局，與傳統(tǒng)固定翼相比少了水平尾翼和垂直尾翼，在一定程度上減輕了機(jī)身重量。性能方面與傳統(tǒng)固定翼無(wú)太大差別，水平尾翼和垂直尾翼由矢量旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)代替，動(dòng)力電機(jī)的左右矢量偏轉(zhuǎn)取代了垂直尾翼，上下矢量偏轉(zhuǎn)取代了水平尾翼。使用矢量動(dòng)力技術(shù)的飛機(jī)不僅其機(jī)動(dòng)性大大提高，而且還具有前所未有的短距離起落能力，這是因?yàn)槭褂檬噶縿?dòng)力技術(shù)的飛機(jī)的環(huán)量升力在升力方向有利于減小飛機(jī)的離地和接地速度，縮短飛機(jī)的滑跑距離。在空氣比較稀薄的地方（西藏），一般的飛機(jī)在轉(zhuǎn)向的時(shí)候要很大的轉(zhuǎn)彎半徑，但是采用全矢量飛機(jī)就可以快速轉(zhuǎn)彎。在很多方面，全矢量飛機(jī)的性能都超過(guò)傳統(tǒng)飛機(jī)。

二、工作原理

螺旋槳啟動(dòng)后，飛控系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整螺旋槳的仰角，為機(jī)身提供一個(gè)向前向上的矢量拉力，翼板上下兩側(cè)的氣流差則產(chǎn)生對(duì)機(jī)身的升舉力，飛機(jī)便飛向天空。需要轉(zhuǎn)向時(shí)，左右偏轉(zhuǎn)舵機(jī)通過(guò)球頭拉桿拉動(dòng)旋轉(zhuǎn)支撐圈繞其徑向軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)和螺旋槳的軸心線(xiàn)上的矢量便左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，需要上升或下降時(shí)，上下偏轉(zhuǎn)舵機(jī)通過(guò)球頭拉桿拉動(dòng)十字旋轉(zhuǎn)支架繞其軸心線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)和螺旋槳的軸心線(xiàn)上的矢量便上仰或下傾。左右偏轉(zhuǎn)舵機(jī)和上下偏轉(zhuǎn)舵機(jī)同時(shí)動(dòng)作時(shí)，電機(jī)和螺旋槳的軸心線(xiàn)上的矢量便在前方允許的偏轉(zhuǎn)錐形角范圍內(nèi)根據(jù)需要轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同的姿態(tài)和不同的動(dòng)作。

三、整機(jī)描述

固定翼矢量無(wú)人機(jī)由機(jī)身、舵機(jī)、飛控系統(tǒng)、螺旋槳和無(wú)刷電機(jī)，其特征在于機(jī)身由翼板和上下機(jī)身側(cè)板構(gòu)成，機(jī)身前端固定有電機(jī)固定座，電機(jī)固定座上通過(guò)旋轉(zhuǎn)支架安裝旋轉(zhuǎn)支撐圈，旋轉(zhuǎn)支撐圈繞其徑向軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)支撐圈內(nèi)裝有十字旋轉(zhuǎn)支架，十字旋轉(zhuǎn)上安裝無(wú)刷電機(jī)，無(wú)刷電機(jī)軸上安裝螺旋槳，機(jī)身內(nèi)安裝左右偏轉(zhuǎn)舵機(jī)和上下偏轉(zhuǎn)舵機(jī)，左右偏轉(zhuǎn)舵機(jī)和上下偏轉(zhuǎn)舵機(jī)通過(guò)球頭拉桿分別與旋轉(zhuǎn)支撐圈和十字旋轉(zhuǎn)支架連接，控制螺旋槳和無(wú)刷電機(jī)軸心線(xiàn)的偏轉(zhuǎn)，飛控系統(tǒng)包括遙控地面遙控器、機(jī)身上的遙控接收機(jī)和APM飛控器，飛控系統(tǒng)與左右偏轉(zhuǎn)舵機(jī)和上下偏轉(zhuǎn)舵機(jī)間有電連接。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

1、固定翼矢量無(wú)人機(jī)的創(chuàng)新，完成動(dòng)力電機(jī)的全矢量旋轉(zhuǎn)，改變傳統(tǒng)機(jī)型，是飛翼布局和常規(guī)布局完美結(jié)合的新機(jī)種；

2、矢量旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，為固定翼航模在矢量旋轉(zhuǎn)發(fā)展研究提供一定的參考性。

3D打印耗材回收機(jī)的研究與制作（獲國(guó)家專(zhuān)利）

2021屆 馬安廳 指導(dǎo)教師：蘇艷萍

1.三維模型

2.實(shí)物圖

3.專(zhuān)利證書(shū)

一、設(shè)計(jì)目的

近些年3D打印技術(shù)普及十分迅速，并常見(jiàn)于機(jī)械制造和教學(xué)示范。3D打印技術(shù)按材料加工分類(lèi)主要可分為累積材料型和去除材料型，而去除材料型3D打印機(jī)主要用于機(jī)加工領(lǐng)域，大學(xué)生實(shí)驗(yàn)室接觸最多的主要為累積材料型3D打印機(jī)，主要作為實(shí)踐創(chuàng)新和教學(xué)示范用，在這一過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的報(bào)廢材料，不能使用，只能丟棄或作廢品處理，浪費(fèi)了大量的3D打印耗材，資源沒(méi)能更加合理的使用起來(lái)。本設(shè)計(jì)主要研究如何將使用過(guò)或是廢棄的3D打印耗材（本課題研究對(duì)象為常見(jiàn)的3D打印材料PLA和ABS）重新回收，并加工為可供3D打印機(jī)直接使用的耗材，從而節(jié)約3D打印耗材，發(fā)揮它的最大作用。

二、工作原理

3D打印耗材回收機(jī)工作的簡(jiǎn)述就是將使用過(guò)后廢棄的3D打印耗材重新融化后，擠出成型，供再次使用。

3D打印過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄耗材（后文統(tǒng)稱(chēng)廢料）通常為塊狀，經(jīng)處理后，由塊狀變?yōu)榱�狀，將粒狀廢料放進(jìn)3D打印耗材回收機(jī)進(jìn)料斗，接通電源后，加熱機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，當(dāng)溫度穩(wěn)定在預(yù)設(shè)溫度后，即可啟動(dòng)擠出電機(jī)。減速電機(jī)帶動(dòng)螺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)料斗中的廢料在螺桿的推動(dòng)下緩緩進(jìn)入擠出管，此時(shí)擠出管內(nèi)溫度已達(dá)到廢料融化溫度。廢料經(jīng)過(guò)擠出管內(nèi)的高溫融化后，緩緩自出料口擠出細(xì)線(xiàn)狀的3D打印耗材，現(xiàn)狀耗材進(jìn)入到抽絲機(jī)構(gòu)的導(dǎo)絲結(jié)構(gòu)中，并通過(guò)手動(dòng)處理，將線(xiàn)狀耗材放進(jìn)抽絲機(jī)構(gòu)夾緊槽里，由電機(jī)緩慢抽動(dòng)擠出的線(xiàn)狀耗材。將由抽絲機(jī)構(gòu)抽出的線(xiàn)狀耗材纏繞在卷絲桶上，啟動(dòng)卷絲機(jī)構(gòu)的卷絲電機(jī)，將耗材收集在卷絲桶上，方便以后配合3D打印機(jī)使用或方便密封收納。

三、整機(jī)描述

3D打印材料廢料回收機(jī)，它有加熱擠出模塊和抽絲模塊，加熱擠出模塊有擠出管、絞龍、加熱器和擠出口，絞龍是一個(gè)安裝在擠出管內(nèi)的螺旋桿，通過(guò)聯(lián)軸器由擠出電機(jī)帶動(dòng)，加熱器是一個(gè)包套在擠出管上的電熱器，用以加熱融化筒內(nèi)廢料，擠出管上裝有進(jìn)料斗，擠出口裝在擠出管末端；抽絲模塊有座板和安裝在座板上的導(dǎo)線(xiàn)輪、夾緊齒輪和規(guī)線(xiàn)輪，夾緊齒輪由抽絲電機(jī)帶動(dòng)，規(guī)線(xiàn)輪安裝在夾緊連桿上由拉伸彈簧抵緊在夾緊齒輪上滾動(dòng)；擠出模塊和抽絲模塊均安裝在機(jī)座上，擠出模塊在前，抽絲模塊在后。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

1、機(jī)器采用進(jìn)料、擠出、抽絲、卷絲一條線(xiàn)作業(yè)，結(jié)構(gòu)工作明了，精度更好控制；

2、機(jī)器的加熱機(jī)構(gòu)，使用了全新的交互設(shè)計(jì)，不在只限于程序固定，能滿(mǎn)足不同人的不同使用需求；

3、在人機(jī)交互部分，采用分體控制理念，簡(jiǎn)單容易上手。

發(fā)票自動(dòng)分聯(lián)蓋章機(jī)的研究與制作（獲國(guó)家專(zhuān)利）

2021屆郭洲志指導(dǎo)教師：張文斌

1.三維模型

2.實(shí)物圖

3.專(zhuān)利證書(shū)

一、設(shè)計(jì)目的

現(xiàn)今，紙質(zhì)發(fā)票分為機(jī)打發(fā)票和手撕發(fā)票，隨著科技的發(fā)展手撕發(fā)票已經(jīng)慢慢的淡出了我們的視野，現(xiàn)在很多企、事業(yè)部門(mén)和政府長(zhǎng)期以來(lái)在使用紙質(zhì)的機(jī)打發(fā)票，并且在一些時(shí)候會(huì)一次性產(chǎn)出大量的發(fā)票，并且這些發(fā)票既要將兩聯(lián)或三聯(lián)的發(fā)票分開(kāi)，又要將發(fā)票撕開(kāi)并且?guī)缀趺恳粡埗家�蓋章，這時(shí)大量發(fā)票的后期處理就變成了一個(gè)令人頭疼的問(wèn)題。論文基于以上耗時(shí)又耗力的問(wèn)題，制作了一臺(tái)可以模擬人工進(jìn)行大量開(kāi)票后的分聯(lián)、蓋章和裁剪運(yùn)動(dòng)過(guò)程來(lái)達(dá)到省時(shí)省力的效果的機(jī)器。

二、工作原理

分聯(lián)機(jī)器通過(guò)三組走紙輪將發(fā)票分為三聯(lián)，通過(guò)人工來(lái)把分好的發(fā)票放入蓋章裁紙機(jī)器，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)讓發(fā)票向前移動(dòng)，蓋章推桿和印臺(tái)推桿同時(shí)動(dòng)作確保印章按滿(mǎn)印泥，最后通過(guò)裁紙推桿帶動(dòng)裁紙刀來(lái)進(jìn)行裁紙動(dòng)作，讓紙張自由下落完成蓋章裁紙的一系列動(dòng)作。

三、整機(jī)描述

多聯(lián)發(fā)票自動(dòng)分聯(lián)蓋章機(jī)，它有分聯(lián)機(jī)構(gòu)和蓋章裁紙機(jī)構(gòu)，分聯(lián)機(jī)構(gòu)由分聯(lián)機(jī)架、走紙器和分聯(lián)電機(jī)組成，機(jī)架上安裝至少兩個(gè)走紙器，走紙器和分聯(lián)電機(jī)間同步同向傳動(dòng)；蓋章裁紙機(jī)構(gòu)有蓋章機(jī)架、走紙器、蓋章推桿、印臺(tái)推桿和裁紙推桿，蓋章推桿上裝有印章夾具夾著印章上下移動(dòng)蓋章，印臺(tái)推桿載著印臺(tái)平臺(tái)移動(dòng)，配合蓋章推桿給印章蘸印油，裁紙推桿安裝在印臺(tái)推桿旁執(zhí)刀片將蓋章后的發(fā)票裁成單張，蓋章推桿前和裁紙推桿前各有一個(gè)走紙器傳送發(fā)票；一個(gè)分聯(lián)機(jī)構(gòu)按照分聯(lián)數(shù)配備蓋章裁紙機(jī)構(gòu)形成流水線(xiàn)；各機(jī)構(gòu)受控于PLC控制器。本實(shí)用新型針對(duì)產(chǎn)生大量發(fā)票和收據(jù)進(jìn)行分聯(lián)、蓋章裁紙實(shí)現(xiàn)了由機(jī)器自動(dòng)進(jìn)行，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，優(yōu)質(zhì)高效。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

1、把發(fā)票的分聯(lián)機(jī)器和蓋章裁剪機(jī)器分開(kāi)，各自能保證工作效率，并且可以獨(dú)立工作；

2、機(jī)器需要進(jìn)行直線(xiàn)往復(fù)動(dòng)作的地方全部使用電動(dòng)推桿，相比于之前的帶傳動(dòng)效率更高，效果更好；

3、發(fā)票的蓋章分聯(lián)及整理實(shí)現(xiàn)一體化流水工作形式，減輕人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快發(fā)票分聯(lián)蓋章的進(jìn)度；

4、使用PLC進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)以及蓋章過(guò)程的穩(wěn)定。

基于慧魚(yú)的多功能輪椅的設(shè)計(jì)與制作

2021屆蘇超指導(dǎo)老師：蘇艷萍

1.三維模型

2.實(shí)物圖

一、設(shè)計(jì)目的

中國(guó)是全球總?cè)丝谧疃嗟膰?guó)家，老年化與殘疾是我們必須面對(duì)的核心問(wèn)題。伴隨著中國(guó)總?cè)丝诶夏昊�矛盾�?wèn)題愈來(lái)愈嚴(yán)重，持續(xù)復(fù)雜的老齡人群體對(duì)協(xié)助步行工具設(shè)備的使用要求日漸提升。輪椅一般作為殘疾人與老齡人的代步工具設(shè)備，現(xiàn)行人工手動(dòng)輪椅缺少原始推動(dòng)力作用效果，使用起來(lái)非常不便利，不可以符合用戶(hù)生活與在外出行要求。假如當(dāng)遇到刮風(fēng)或者爬破時(shí)，一般的人工手動(dòng)輪椅有的時(shí)候會(huì)無(wú)法不斷前行，并且大多數(shù)老齡人體力虛弱，很難支持長(zhǎng)期的手推輪椅行駛。而多作用功能輪椅的主要目的在于協(xié)助少數(shù)殘疾人或者老年人解決出行不便的困難。本設(shè)計(jì)的目的是為老齡人及殘疾人綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的多作用功能輪椅。

二、工作原理

座位變換系統(tǒng)：通過(guò)一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)兩端連接靠背和腿托從而實(shí)現(xiàn)輪椅靠背和腿托的自由調(diào)節(jié)，該連桿機(jī)構(gòu)由三根桿構(gòu)成，且共同相連構(gòu)成一個(gè)中心結(jié)點(diǎn)，左右兩邊連桿的末端分別連接著輪椅的靠背和腿拖，中間連桿的末端則固定在機(jī)架上，當(dāng)靠背向下平放時(shí)，連接著靠背的連桿會(huì)通過(guò)中心結(jié)點(diǎn)施加給連接著腿拖得連桿一個(gè)推力，從而使腿拖向上運(yùn)動(dòng)，直到靠背和腿拖得角為180°，當(dāng)靠背向上收縮時(shí)，連接著靠背的連桿又會(huì)給連接著腿拖的連桿施加一個(gè)拉力，直到回到最初的角度，這就實(shí)現(xiàn)了輪椅靠背和腿托角度的調(diào)節(jié)。

輪式變換系統(tǒng)：該多功能輪椅的輪式分為兩種，一種是履帶式的輪系，另一種輪式即為正常的普通輪系，這兩種輪式可以根據(jù)使用者的需要進(jìn)行自由切換，比如在路過(guò)一些坎坷或者有坡的路面時(shí)可以切換為履帶輪式行走，而在一般平坦的道路時(shí)又可切換為普通輪式行走即可，該輪式變換系統(tǒng)在一定情況下既提高了安全保障，又使得該多功能輪椅顯得更加的系統(tǒng)化，提高了實(shí)用性。

剎車(chē)系統(tǒng)：該多功能輪椅的剎車(chē)系統(tǒng)采用的是氣壓制動(dòng)操控，氣壓制動(dòng)操控主要優(yōu)勢(shì)為操作控制輕便、工作運(yùn)行穩(wěn)定安全、不容易出問(wèn)題故障、維修保護(hù)保養(yǎng)維護(hù)便利。這就使得在操縱比較輕便的情況下還能使輪椅的安全系數(shù)得到了極大的保障。

行走系統(tǒng)：在輪椅的扶手旁配有一個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制盤(pán)，智能機(jī)器人經(jīng)過(guò)方向控制盤(pán)把彎曲扭矩自動(dòng)傳遞給固定齒輪齒條組織機(jī)構(gòu)，進(jìn)而推進(jìn)車(chē)輪完成向左或者朝右側(cè)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，在輪椅腳托部分還設(shè)計(jì)了兩個(gè)腳踏板，一個(gè)踏板控制輪椅輪轂正向行駛，另一個(gè)則控制輪轂反向行駛。用腳就能輕松的掌握機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向，這相對(duì)于用手通過(guò)操縱檔桿來(lái)控制方向更突顯功能的人性化。

休閑系統(tǒng)：在多功能輪椅上還配有小桌板和儲(chǔ)物桶等零件，這就使得該機(jī)器人變得更加人性化，使使用者的生活變得更加方便。

輔助站立系統(tǒng)：由于每個(gè)使用者的身體情況各不相同，這就使得各個(gè)使用者對(duì)于該多功能輪椅的扶手高度要求各不相同，如果輪椅的扶手太高或者太低都會(huì)無(wú)法有效的起到支撐作用，所以基于這種情況，特意在輪椅上加了一個(gè)輔助站立系統(tǒng)，它可以自由的調(diào)節(jié)高度，把手把調(diào)節(jié)到使用者合適的高度位置從而起到有效合理的支撐作用。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

1、整個(gè)機(jī)器人中的各個(gè)機(jī)構(gòu)所要執(zhí)行的動(dòng)作均有獨(dú)立開(kāi)關(guān)，觸發(fā)可自動(dòng)完成；

2、機(jī)器人的靠背和腿拖角度可調(diào)，可直接用作單人床平躺休息；

3、履帶和輪式可自由切換，提高不同路面的通過(guò)率；

4、履帶行駛系統(tǒng)經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)，可通過(guò)臺(tái)階和部分樓梯；

5、機(jī)器人框架采用易拆卸結(jié)構(gòu)，便于搬運(yùn)，安裝，且該結(jié)構(gòu)傳動(dòng)可靠；

6、氣壓制動(dòng)操控主要優(yōu)勢(shì)為操作控制輕便、工作運(yùn)行穩(wěn)定安全、不容易出問(wèn)題故障、維修保護(hù)保養(yǎng)維護(hù)便利；

7、自動(dòng)化程度高，機(jī)械設(shè)計(jì)合理穩(wěn)定，易學(xué)實(shí)用；

8、充分使用智能控制系統(tǒng)，精確控制機(jī)構(gòu)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

往期回顧

來(lái)源 |紅河學(xué)院工學(xué)院

排版 | 何珊珊 王偉

編輯 |葉婧 李白云

責(zé)編 |王灃

審核 |黨曉軍

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