机电产品创新设计竞赛华创组作品.docx

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1、2011年山东省大学生机电产品创新设计竞赛作品汇编目 录华创组H-1-1 倾转式双桨固定翼垂直起降无人机试验台系统1H-1-2 智能再生纸一体机2H-5-3 电控机械式自动变速器执行机构3H-5-4 筒形钢筋网架自动焊接设备4H-5-5 长轴件装夹机械手5H-12-6 与手扶拖拉机配套的简易高效收割机6H-12-7 一种高楼废水与雨水复合发电装置7H-12-8 煤层气动力机用无级变速装置8H-12-9 四轮驱动式与机械臂爬行式全地形车9H-12-10 新型跑车10H-15-11 人行道铺砖机系统分析11H-15-12 户外折叠健身运动机12H-27-13 挖掘机虚拟样机的创新设计13H-27-

2、14 踩踏式健身滑板车14H-30-15 抹墙机器人及升降平台15H-30-16 太阳能玻璃管自动清洗器16H-30-17 自助爬楼梯轮椅17H-34-18 小型龙门式数控铣床设计及制造18H-34-19 板条多片锯19H-35-20 超级引擎20H-36-21 新型脚踏健身式自行车21H-36-22 环保清洁自行车22H-36-23 小型玉米收割机23H-36-24 土豆分选机24H-36-25 废旧电池回收处理装置25H-36-26 折叠电动施肥机26H-37-27 老年变速自行车设计与仿真27H-38-28 酷炫密码锁打火机28H-38-29 新时代太阳能喷洒车29H-38-301 80

3、度旋转五段分体式传送带30H-38-31 多功能清洁机器人31H-39-32 汽车刹车片半自动化热压成型生产线改造32H-63-33 盘式热分散系统33H-66-34 刺猬式草地电动落叶捡拾机34H-66-35 健身型壁挂分体式洗衣机35H-70-36 太阳能移动广告机外观设计36H-70-37 太阳能盲人手杖外观设计37H-71-38 48座玻璃器皿火焰抛光机38H-71-39 垃圾破碎挤压成型机39H-71-40 智能焊接机械手40H-71-41 多功能手拖车41H-71-42 管道内壁除锈器42H-71-43 多用途减震悬挂43441. 作品序号：H-1-12. 作品名称：倾转式双桨固定

4、翼垂直起降无人机试验台系统3. 主题类别：其他（SW组）4. 参赛学校：山东大学5. 参赛学生：周声旺 刘博峰 徐勤杰 张志冲 张舜禹6. 指导教师：张建川 李凯岭7. 作品简介： （1）应用领域和技术原理、用途 该试验台系统为倾转式双桨固定翼垂直起降无人机的前期准备环节，用于模拟飞机的复杂飞行状态，试验飞机飞行时的升力、姿态角度等重要参数。其搭载的无人机起飞降落阶段可实现空中悬停、垂直起降等功能，完成灾情监测、森林防火、军事巡视、紧急搜救等工作。 机械结构方面，由可多自由旋转的发动机模块、机翼倾转模块、多自由度可控旋转的试验台支柱模块组成。自动控制方面，采用单片机控制和电器原件，通过程序实现

5、转角及自由度的精确控制。 （2）技术性能指标 采用solidworks进行建模分析，主要指标有关键零部件的强度刚度分析、零件可加工性CAM分析、机翼升力、转角及自由度控制等。 （3）作品的创造性、先进性、可行性、实用性 采用双桨固定翼机构设计，发动机可倾转，机翼前后掠角同步调节，实现垂直起降空中悬停等功能。将螺旋桨的高速运动与转角调节的低速运动相分离，与同类垂直起降无人机相比能更充分发挥固定翼飞机速度快的优点。 试验台支座可实现多自由度旋转，模拟飞机不同飞行姿态，配合传感器系统，实现转角参数测定。 （4）作用意义 旨在填补国内对垂直起降无人机研究的空白，设计一种能够应用于巡航探测搜救的新型无人

6、机的试验台，在试验台上对无人机进行模拟控制，实现其在垂直起降空中悬停等方面的优势。 （5）推广应用前景、效益分析与市场预测 垂直起降无人机的研究目前主要由美国等少数国家主导，在国内尚处于起步阶段近些年来地震、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。1. 作品序号：H-1-22. 作品名称：智能再生纸一体机3. 主题类别：现代生活机具4. 参赛学校：山东大学5. 参赛学生：张嵩 张成鹏 曹瑞珉 王瑞岩 程高飞6. 指导教师：李凯岭7. 作品简介： （1）应用领域和技术原理、用途 应用领域：废

7、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：1200mm X 900mm X 400mm； 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。 （3）作品的创造性、先进性、可行性、实用性 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1.8克标准煤，相应减排二氧化碳4.7克。如果

8、将全国2%的纸张使用改为再生纸，那么每年可节能约45.2万吨标准煤，减排二氧化碳116.4万吨。 （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1. 作品序号：H-5-32. 作品名称：电控机械式自动变速器执行机构 3. 主题类别：山东华创Solidworks三维设计大赛4. 参赛学校：山东建筑大学5. 参赛学生：李博文 刘钊 王刚 6. 指导教师：罗映 赵志超7. 作品简介： （1）应用领

9、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

10、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

11、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1015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

12、。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：1. 作品序号：H-5-42. 作品名称：筒形钢筋网架自动焊接设备3. 主题类别：现代生产机具4. 参赛学校：山东建筑大学5. 参赛学生：赵鹏跃赵小

13、波乔冬冬李占峰焦方方6. 指导教师：范文利陈继文7. 作品简介：（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

14、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：1. 作品序号：H-5-52. 作品名称：长轴件装夹机械手3. 主题类别：现代生产机具4. 参赛学校：山东建筑大学5. 参赛学生：

15、姜茂林陈宁6. 指导教师：姜洪奎李彦凤7. 作品简介：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

16、.水平伸缩位移：0400mm 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：+/-1mm 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；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

17、模农业化采摘。（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1. 作品序号：H-12-62. 作品名称：与手扶拖拉机配套的简易高效收割机3. 主题类别：华创solidworks组4. 参赛学校：中国石油大学（华东）5. 参赛学生：赵祥茂邱俊鹏马良黄宇杨志6. 指导教师：牛文杰7. 作品简介： 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

18、稻麦收割机。已申请实用新型专利（申请号：201120097899.5）。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

19、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

20、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21. 作品序号：H-12-72. 作品名称：一

21、种高楼废水与雨水复合发电装置3. 主题类别：华创solidworks组4. 参赛学校：中国石油大学（华东）5. 参赛学生：王庆超 任宇航 曾建松 彭广源桂自明 6. 指导教师：金涛 闫成新7. 作品简介：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。1. 作品序号：H-12-82. 作品名称：煤层气动力机用无级变速装置3. 主题类别：华创solidworks组4. 参赛学校：中国石油

22、大学（华东）5. 参赛学生：詹敏 徐海珍6. 指导教师：王旱祥 娄晖7. 作品简介：（1）应用领域和技术原理、用途；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/

23、min，变速比i=1.510，调速范围R=6.67。（3）作品的创造性、先进性、可行性、实用性；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。（5）推广应用前景、效益分析与市场预测；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

24、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： 1. 作品序号：H-12-92. 作品名称：四轮驱动式与机械臂爬行式全地形车3. 主题类别：华创solidworks组4. 参赛学校：中国石油大学（华东）5. 参赛学生：陆宇航 龚龙 郭瑞武 王耀宗6. 指导教师：金涛 牛文杰7. 作品简介： 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

25、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

26、救援等等。1. 作品序号：H-12-102. 作品名称：新型跑车3. 主题类别：华创solidworks组4. 参赛学校：中国石油大学（华东）5. 参赛学生：潘家文 方子瑚 刘鹏 王琨6. 指导教师：牛文杰7. 作品简介： 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

27、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。1. 作品序号：H-15-112. 作品名称：人行道铺砖机系统分析3. 主题类别：SolidWorks4. 参赛学校：青岛大学5. 参赛学生：向泓宇王宏亮赵秋萍王凤霞6. 指导教师：张继忠孙忠义 7. 作品简介：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

28、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Solidw

29、orks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。

30、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。1. 作品序号：H-15-122. 作品名称：户外折叠健身机3. 主题类别：绿色 环保 减排4. 参赛学校：青岛大学5. 参赛学生：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7. 作品简介：背景：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

31、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。原理：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

32、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。1. 作品序号：H-27-132. 作品名称：挖掘机虚拟样机的创新设计3. 主题类别：山东华创Solidworks三维创新设计组4. 参赛学校：泰山学院5. 参赛学生：李墩强靳亚飞郑树奎6. 指导教师：边炳传彭观明7. 作品简介：（

33、1）应用领域和技术原理、用途： 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。（

34、2）技术性能指标：主要包括颤抖容量，挖掘高度、半径、深度，卸荷半径、高度等（3）作品的创造性、先进性、可行性、实用性： 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。（4）作用意义：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

35、，节约了设计时间，提高了工程师的设计效率。 （5）推广应用前景、效益分析与市场预测；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分考虑结构系统与控制系统的相互耦合作用，并进行产品作业全过程的计算机模拟，预测产品的性能、寿命及可靠性，从而缩短了开发周期，降低产品开发成本和开发风险。可以预见,在21世纪挖掘机虚拟样机技术必将成为工程机械领域产品研发的主流,国内各企业应加强对它的应用研究，使产品更具市场竞争力，迎接全球经济一体化的挑战。（6）示意图1. 作品序号：H-27-14

36、2. 作品名称：踩踏式健身滑板车3. 主题类别：现代生活机具4. 参赛学校：泰山学院5. 参赛学生：陈兆祥赵祥龙孔祥龙6. 指导教师：彭观明边炳传7. 作品简介：（1）应用领域和技术原理、用途滑板车作为极限运动的一个分支更是风靡世界。而新型的健身运动器械踏步机，以其独特的使用方式和适中的运动量， 同样受到了健身人群广泛的欢迎。 然而，二者均存在一定的局限： 前者在速度和适用人群上存在一定局限性；后者的运动形式过于单一，只能在室内使用。 因此，将上述两种运动器械的性能有机结合起来，保留其优点，研制一种以人自身的重力作为动力来源的新型健身踏步滑板车具有重要的实际意义。（2）技术性能指标总重量：30

37、kg；外形尺寸：1400mm500mm900mm；速度范围：9.56 18.56km/h(踩踏频率60 120次/min)；转向半径：800mm。(3）作品的创造性、先进性、可行性、实用性本作品是基于人机工程学的原理和方法，利用本以自身重力作为动力来源，踩踏式运动方式设计的简单健身运动滑板车。设计与使用过程中，包含着大量的人机工程学问题 。在这样一种人机系统中，人是核心因素，踏步滑板车的设计应符合人的生理、心理特点. 将健身踏步滑板车置于人机环境系统中， 按人机工程学原理进行设计，主要从传动系统和整体结构等方面探讨健身踏步滑板车的人机工程学设计问题，以使健身踏步滑板车的设计更成熟，使用者在操作

38、时更方便、舒适。（4）作用意义该车传动装置主要采用主轴联动轴联动前进，既保证了健身的目的又达到了一定的速度，特别适合夫妻一起户外运动健身。且运动方便灵活，可靠，避免翻车的问题。（5）推广应用前景、效益分析与市场预测随着城市经济的发展，城市中汽车的数量越来越多，开车上路已经不再是人们所向往的了，更多的人们向往娱乐与健康共存，踩踏式健身滑板车不仅让人们在娱乐的同时达到健身目的，还为人们提供了一个便利的交通工具。 1. 作品序号：H-30-152. 作品名称：抹墙机器人及升降平台3. 主题类别：低碳 健康4. 参赛学校：烟台大学5. 参赛学生：刘志东李彬闫刘洋6. 指导教师：臧艳红7. 作品简介：1

39、）、应用领域和技术原理、用途：应用领域：建筑。技术原理：先将拌好的灰浆一次性装满灰料斗，由一个电动机同时完成升降、供料、粉墙三个工作程序，使灰浆在机械可调控的操作下，由灰料斗向前推进，紧贴墙面，使灰砂浆在抹灰刀片的搅拌、旋转和挤压下，首先填平墙面间隙，挤压灰浆紧贴见面的作业。再经过抹灰压板上下移动，即可抹平、压光墙面的目的。做到无空鼓、无漏粉。比人工粉墙更加结实、美观，不掉灰、不脱落。既可节省时间，减少灰料，又提高质量、提供工作效率。用途：代替建筑工人人进行劳作。2）、技术性能指标：抹墙效率高，每小时抹墙面积600平米以上。抹墙机器人在抹墙过程中支架要固定不能有任何的摆动或颤动，以确保墙面的平

40、整性和光洁度。料斗上必须有个送料装置，以确保灰料能黏附在墙面上。料斗下面要有平面刮板将黏在墙上的灰料抹平。抹墙机器人采用现场部件拆装方式，便于运输与携带。抹墙机器人的重量要尽可能的轻，以减小电机的工作负载3）、作品的创造性、先进性、可行性、实用性：随着机器人技术的发展和广泛应用，在房屋建筑的墙面抹灰工作中引入抹墙机器人将人类从传统的抹灰作业中解放出来，提高抹灰质量，提高劳动效率以及缩短施工工期，对社会经济发展和科技进步有重要的影响。4）、作用意义：大幅度的减小工人的劳动强度，更能适应各种复杂的条件、地形、天气等因素，从而保证了在恶劣环境下依然能够高质量的完成作业，高度自动化的完成建筑工程中的脏

41、活累活，缩短了劳动生产周期，节约了宝贵的人力资源5）、推广应用前景、效益分析与市场预测：抹墙机器人的通用性，此机器不仅能应用于内墙，还得能应用于外墙的施工，一机多用是此机器人开拓市场的有力保障。该设备市场非常大，应用前景非常可观。1. 作品序号：H-30-162. 作品名称：太阳能玻璃管自动清洗器3. 主题类别：低碳 环保4. 参赛学校：烟台大学5. 参赛学生：光耀华郭英耀白震6. 指导教师：臧艳红7. 作品简介：1）、应用领域和技术原理、用途：应用领域：清洗行业。技术原理：高压水射流在近喷嘴范围内其速度剖面、压力剖面和轴向速度剖面均呈现“M”形分布的特点，切向速度剖面呈现“N”形分布的特点；

42、随着射流向前喷射，射流的横断面不断向外扩散，其速度和压力剖面变得越来越平缓，衰减较快；旋转射流截面最大轴向速度和切向速度与喷距的负指数成正比关系衰减。表明该旋转射流相对于普通圆射流具有较强的横向扩散能力和较弱的轴向传递能力，为合理设计和利用旋转射流提供了依据。用途：清洗太阳能玻璃管。2）、技术性能指标要清洗的玻璃管内径为60mm或80mm，壁厚3mm，清洗剂为洗涤剂，可用压力为两个大气压自来水进行冲洗；玻璃管需清洗内外两壁；该机械为流水作用清洗；该清洗设备采用电机为执行件，清洗速度可调；该机械装置的电源为220VAC；3）、作品的创造性、先进性、可行性、实用性。高压水射流清洗技术是近些年在我国

43、发展和应用的先进技术。它操作简单、清洗彻底、速度快、效果好、无腐蚀、无污染、无破坏 ,它能够清除掉各种物体表面的结垢、锈蚀 ,特别是它能够去除掉传统的机械、化学方法所不能除掉的结垢、堵塞 。4）、作用意义：在提高清洗效率的同时减少有害物的排放，减少对生态环境的影响，增加清洗过程的环保性，增加零件的质量。5）、推广应用前景、效益分析与市场预测：随着环保性要求的提高，化学清洗方法将逐渐淘汰，机械清洗方法(如超声波清洗等)会在将来得到更大的发展1. 作品序号：H-30-172. 作品名称：自助爬楼梯轮椅3. 主题类别：低碳 健康4. 参赛学校：烟台大学5. 参赛学生：马雍钧 刘兴博 董砚明 王目凯

44、李国富6. 指导教师：李莉史文谱7. 作品简介：1）、应用领域和技术原理、用途:应用领域：下肢残疾者日常生活。技术原理：把普通轮椅的行进轮结构改为具有内圈、外圈以及突齿组成的带有缩放齿的行进轮。使轮椅在攀爬的过程中可以具有较强的抓力，从而使轮椅可以有效地越过障碍物，或爬上楼梯。这个结构是本次设计的一个突出的创意所在，这个机构的设计不仅实现了轮椅的爬楼功能，而且在较大程度上简化了机构，减轻了轮椅的自重，也同时降低了轮椅的成本。用途：使乘坐者不仅能在平路上正常行走，还可以自助上楼下楼。2）、技术性能指标轮椅和人的总重力为1300N轮椅大轮的直径为870mm大链轮的分度圆直径为404.32mm小链轮

45、的分度圆直径为81.18mm摇轮手柄长为70mm楼梯坡度设定为3）、作品的创造性、先进性、可行性、实用性把普通轮椅的行进轮结构改为具有内圈、外圈以及突齿组成的带有缩放齿的行进轮。使轮椅在攀爬的过程中可以具有较强的抓力，从而使轮椅可以有效地越过障碍物，或爬上楼梯。添加了座椅平衡系统使轮椅在上下楼时都依旧可以保证重心平稳，不会因为地势的不平坦而失去平衡。 这两点充分体现了该轮椅的创造性和先进性。通过对该轮椅的运动分析、受力分析，可以证明该轮椅的可行性和实用性。4）、作用意义：该轮椅可以帮助下肢残疾而上肢健全的人正常行走和上下楼。5）、推广应用前景、效益分析与市场预测：目前的轮椅只能帮助残疾人解决在

46、平坦路上行走的问题，但是遇到楼梯就无能为力了。在中国并不是所有的楼房都装有电梯，住在高楼层的残疾人下楼十分困难，因此设计一款能上下楼的轮椅是十分有必要的。该轮椅的潜在市场非常大，应用前景非常可观。1. 作品序号：H-34-182. 作品名称：小型龙门式数控铣床设计及制造3. 主题类别：其他4. 参赛学校：菏泽学院5. 参赛学生：梁富念贾财运冯超邵强陈国华6. 指导教师：祝凤金孟云男7. 作品简介：本作品是利用PC机作为微型数控铣床的控制核心，数控系统开发工具采用Visual 本作品是利用Solidworks作为设计软件，自行设计小型龙门式数控铣床。整体结构采用钢板螺纹连接。加工范围260*290*50，驱动电机用57步进电机，驱动器能最大实现16细分，导轨采用光轴和直线轴承结构、运动结构采用1605滚珠丝杠，传动连接部分采