湖北省创新设计集.docx

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1、湖北机械创新大赛集（摘录部分）一、星轮行星轮转换式可爬楼轮椅华中科技大学作品简介： 本产品为星轮行星轮转换式可爬楼轮椅。平地运行时系统处于行星轮状态，当需要爬楼时通过离合器将行星齿轮系锁死使系统转换为星轮状态，从而使得轮椅在能有效攀爬楼梯的同时又能很好地适应平地行走。此轮椅可广泛用于社区，医院，养老院等，适用于腿脚不便的残疾人和老年人，能很好地实现平地行走，攀爬楼梯，翻越台阶，门槛等功能。作品获第二届全国大学生机械创新设计大赛一等奖二、助残多功能手华中科技大学作品简介： 作品是为下肢残疾坐轮椅者、卧床不起者和行动不便的老人等设计的一种延长上肢从而方便抓取的助残器具。 能够实现拿取放置在不远处但

2、是伸手又够不到的轻小物品。使用者单手握动手柄，通过操纵类似钳子的夹持机构，抓取物体。作品中部的六杆机构实现机械手的伸缩，将拿取的物品移近使用者。夹持部分设计成特殊形状，以适应夹取不同大小物体的要求。 突破常规思路，用简单的六杆机构实现伸缩功能，使得这种延长手臂的助残机械手更具实用性，更方便残疾人的使用。 本品极具推广应用价值。设计过程中切实考虑了实际应用中的很多问题，相比国外产品功能更加强大，真正填补了此类助残用品的国内空白。 作品获第二后全国大学生机械创新设计大赛一等奖三、可控式用餐机海军工程大学设计背景 经在同济等康复中心及医院的调研双臂残疾的人在吃饭时有的要依靠他人喂饭，有的只能用脚吃饭

3、，更甚者只能弯腰低头用嘴拱盘里的食物，让人看了十分难受。所以设计者决定设计一台用餐机。希望以此来方便残疾人的生活，让他们也能享受生活的美好。功能实现 左脚开关控制圆桌转动，在踩下开关后接通电源，控制圆桌匀速转动。这时放在桌面上的菜就转到了用餐者的面前。在圆桌转动的同时碗盘进行自转，设计、计算圆桌与碗盘的转速之间的关系，以保证每次碗盘都转过一个相对角度。使用餐者可吃到碗盘中不同部位的食物，把饭菜吃干净。右脚开关控制位于用餐者对面的用餐臂，使用餐臂按预定的运动轨迹带动臂前勺子将盘中饭菜舀起并送至用餐者面前停下。当吃完后可踩动开关进行下一次舀饭。创新点与作品特色 1用餐臂改用简单的连杆机构来替代较复

4、杂的液压控制机构。 2运用铰链四杆装置来增大勺子的运动轨迹。 3采用三角片宋改变力的传递方向，可靠性高，避免死点现象。 4用简单的方法(行星摩擦轮结构)来增加自由度。在圆桌转动的同时带动碗盘作一个小角度的自转，使每次勺子舀饭时都能舀到碗盘的各个不同部位。这样可以使碗吃得更干净。 5圆桌底盘小轮子的设计上，用行星摩擦轮而不用齿轮，加工简单，精度高，噪音低且价格低廉。 6只用两个脚踏开关控制所有动作，控制更简单，更方便。 7，作品物美价廉，适合大众化的要求。推广应用前景 设计与制作的结果表明，人们可以利用可控式用餐机进餐，本作品使用时稳定方便，控制简易。此外，外形设计符合人们日常用餐思维模式。通过

5、前臂勺子自由度的进一步增加可以完成更多不同动作，例如插面，搅拌等。本作品成品较低，加工简单，易实现投产。此外，本产品亦可作为玩具供儿童用餐。 作品获第二届全国大学生机械创新设计大赛一等奖四、多功能静止步行机海军工程大学设计目的 本产品的主要对象是下肢行动不便的病人或长期在办公室办公的工作人员等。由于他们的下肢长期难以得到有效的放松，所以下肢的肌肉和关节很容易产生疲劳甚至退化，越来越多的病人和办公人员对此感到困惑，为了帮助他们解决难题，使他们的下肢早日康复，特设计了本产品多功能静止步行机。 主要创新点 1一个电机可以产生18种运动方式。由于两个踏板可以分开控制，而且每个踏板有三种运动方式，又可以

6、把同步和异步分开，那么两个踏板就可以产生18种运动方式。 2五杆机构。简单的五杆机构可以产生三种不同的运动方式，令使用者不会感觉单调乏味。 3体积小巧。市场产品大多都是体积较大，而创新设计的产晶体积小，可适家用。 4独特的离合装置。本离合装置可改变180度相位，简单可靠，易于生产。舒适性分析 经过向普通人的调查分析和骨科专家的咨询，以及通过对人下肢结构的分析，我们了解到对普通人来说，当他处于坐式时，下肢各关节(髋关节、膝关节、踝关节等)处最合适的弯曲角度为90度。当人在处于端坐状态时最适合的水平运动距离为20公分，上下运动为16公分。本产品确定该尺寸恰好服从该规律，仪器的初始状态可以令人恰好处

7、于此合适状态，而且前后运动距离约为19cm，上下运动尺寸为16cm。因此确定产品中各结构的参数AB=8cm，AC=18cm，DF二EG：8cm，B、D、E在同一水平面上是合理的。 开发前景 具有结构简单、方便实用、价格低廉、稳定可靠的特点，可在健身、康复领域发挥不可估量的作用。为了使用户在工作之时倍感舒适，踏板可以设置为可振动踏板，这样本产品可以配合不同的踏板材质实现各种按摩功能。 作品获第二届全国大学生机械创新设计大赛一等奖五、助残站立及康复行走轮椅武汉理工大学 在我们身边有为数众多的残疾人士，作为正常人，应当关心残疾人生活中所遇到的问题并尽力去解决。带着对残疾人的关心和关爱，设计组来到湖北

8、省荣军疗养院、湖北省假肢厂对46位生活在轮椅上的残疾人士及5位专业护理师进行了调查。 根据调查了解到残疾人最大的愿望：能够重新站立起来。当前普通轮椅的局限性：无法实现四肢残疾病人的自助前进，无法解决残疾人下肢自助锻炼的问题。 设计组在传统轮椅的基础上进行了改进，实现了三大创新点，实现下肢残疾者自助站立的创新、实现了下肢残疾及四肢残疾者自助行进的创新、实现了残疾人下肢自助锻炼的创新。 这些功能的创新大大拓展了残疾人的行为空间，使残疾人可以更好的享受到生活的乐趣：改变了传统轮椅单一的手动驱动方式，提高了四肢残疾者的自我生存能力；使残疾人能够将锻炼融入日常的学习和工作，提高了生活质量。升降机构主要由

9、齿轮副机构，丝杠螺母副机构和连杆机构组成，上升下降平稳，无冲击力，可随意改变升降位置：行进功能的实现为纯机械机构，结构简单，不需电源和其他动力装置并且可以达到锻炼下肢和腰部的目的。轮椅操作简单，不需任何专业培训即可安全使用，另外本轮椅加装了安全辅助扶手，两侧扶手都可任意上下移动和往后掀开，适合各种体形人员使用。 “助残站立及康复行走轮椅”具备了传统轮椅所有基本功能的基础上，增加了可帮助轮椅使用者自助站立、自助行进、自助锻炼等功能。从而解决了残疾人在日常生活中遇到的很多问题，提高了残疾人的生活质量。总之，希望设计组的爱心设计能给残疾人带来更多的帮助，能让他们幸福健康地生活。 作品获第二届全国大学

10、生机械创新设计大赛一等奖六、全自动翻书机海军工程大学 本产品主要为不方便用手翻书的残疾朋友设计。 创新点 1在吸页装置的设计上，根据流体力学的基本原理，使用废弃的电脑排风扇制作出效果显著的吸纸装置。该装置巧妙地将流体力学的基本原理与机械动作结合在一起，实现起来非常容易。不仅能够翻不同材料、不同厚度的书页，而且不会损坏纸张。 2在翻书装置中翻书棒的动作设计上，是由同步带的传动使固定在同步带上的翻书棒平动，翻页平稳，能有效地将书页翻到另一边。 3在书夹的设计上，电磁式书夹是首创。该书夹巧妙地将夹子的机械部分和电磁铁结合在一起，只需通断电就可以控制书夹的开合。 4在书夹的滑槽设计上，以往作品(天津大

11、学的磨擦式电动翻谱台)采用平行于底边开槽的设计思路。而创新设计的斜槽，对于不同大小的书，夹的位置显得更加合理，既能夹不同大小的书且不影响吸纸装置吸页。 5相对于纯机械的翻书机，本设计使用了单片机控制，实现了自动化、机电一体化，残疾朋友只需用脚或者其他部位触动开关，即可达到自动翻书的目的。 前景分析 该设计的市场前景看好。该设计符合设计要求，可以较好的完成自动翻不同大小，不同厚度的书籍的动作，能够很好地满足双手残疾的朋友看书学习的需求；该设计全部由简单的零件组成，加工工艺要求不高，而且部分使用标准件，互换性好；该设计成本低廉，厂家有一定的利润空间。另外， 自动翻书机不仅可以供手臂残疾者使用，还可

12、以供那些因某种原因不方便用手翻书的人使用，如因病暂时无法使用双手的人群。因此作品具有非常广阔的应用前景。 作品获第二届全国大学生机械创新设计大赛二等奖七、智能关节康复器华中科技大学作品介绍： 采用齿轮间歇机构，运行平稳可靠，减小对患肢的冲击。 微电脑智能化控制，可方便调节关节活动角度、速度和频率。工作方式可调，活动角度可根据临床需要增加，可完成“循序渐进”锻炼的全过程。 在运动的两端，逐渐增加角度，直至预期设定的角度。在几次反复的缓冲过程中可让患者更好的适应新角度，减轻痛苦。 作品获第二届全国大学生机械创新设计大赛二等奖八、双椭圆健身康复机武汉理工大学 双椭圆健身康复机是个集健身、康复为一体的

13、新型运动器械。既能供正常人健身运动，也能为下肢伤残者提供康复训练。 双椭圆健身康复机在侧面和前面的视图方向上，踏板的运动轨迹均为椭圆，故又称之为“双椭圆机”。它利用人体跑步时，脚踝的运动轨迹近似于椭圆形的原理，通过一空间机构，实现踏板轨迹的椭圆运动，使双椭圆机的健身运动与人的自然跑步相吻合。双椭圆机设计有步幅调节机构、运动规律调节机构、阻力调节机构。 双椭圆机加了髋关节的外展、内收和旋内、旋外运动，因此增加了对外展肌群、内收肌群、旋内肌群、旋外肌群的锻炼功能。可实现主动运动型康复性训练。用于骨折、神经损伤后关节活动范围康复性训练和肌肉损伤后恢复肌力，改善肢体和肌肉的协调性，发展肌肉的耐力。 结

14、构上采用空间机构实现踏板的双椭圆运动轨迹，使得双椭圆机的功能更为完善。它既能为正常人提供全面锻炼肌群的健身运动，也可以根据伤残者不同的伤残程度、不同的康复阶段，为下肢伤残者提供有计划、有针对性的康复训练。设计过程中，不仅应用了虚拟样机思想、采用了计算机辅助设计软件、人因工程设计软件等先进的设计方法，还本着理论与实践并重的理念，通过实际测试人跑步时脚踝的运动，拟合出入跑步时脚踝运动轨迹，作为设计的依据。 双椭圆健身康复机具有原理新颖、机构合理、工艺性好、成本低廉的优点。双椭圆健身康复机适应的对象广泛，在康复医疗器材、运动器材、全民健身运动和休闲运动等领域有着良好的应用前景。 作品获第二届全国大学

15、生机械创新设计大赛二等奖九、倒立旋转健身器武汉科技学院 倒立旋转健身器是一种新型实用健身器材，它集娱乐健身于一体满足了现代人高档次生活的要求，产品打破传统健身理念，用倒立实现健身。一、作品主要功能 倒立有多种健身作用：改善脑部供血；改善面部血液循环；促进淋巴系统循环：促进椎间盘生长或再生；放松并减少肌肉疲劳：缓解脊椎病变引起的疼痛：帮助恢复长期受压的椎间盘恢复弹性。二、作品实现健身娱乐的过程 人站在旋转框架上，系好安全带，轻松地转动手轮，人体便随旋转框架倒立向上旋转：松开手轮，由于棘轮机构的保护作用，人和旋转框架可在任意位置静止不动；拉动手柄脱开棘爪，在重力矩作用下，人随旋转框架以较高的旋转速

16、度返回原地(具有一定的刺激娱乐性)。三、主要创新点 1产品创新。经查询，国内外尚无同类健身器，属首创。 2设计创新： 采用杠杆、滑轮组合装置，实现多倍增力，使操作过程轻松自如； 采用平行四边形、棘轮组合机构，实现止回刹车功能： 采用导杆机构，能多方位调节重心位置； 采用齿轮、齿条机构，能稳定可靠地实现上、下翻转。四、市场、经济效益分析 旋转倒立健身器在国内外属首创。它不仅具有多项健身功效，而且将健身与娱乐有机结合，能激发人们的健身热情。旋转倒立健身器主要适用于健身房、社区室内健身场所和白领家庭。 作品获第二届全国大学生机械创新设计大赛二等奖十、腿部康复器武汉理工大学1作品的立意来源 腿部康复机

17、械来源于生活中的实际需要，由用于户外的健身设备联想到，由上肢带动下肢进行运动，这样可以在腿部康复的过程中减轻运动对腿部造成的负担，并可由病人自主的对运动载荷进行调节，以适应康复的进度。目前国内外市场上的腿部康复机多是以医生带领病人进行灵巧性机械运动的形式为主，过程较单一，所用设备也多是以电磁，震动等刺激血管神经为主。虽然可以较快恢复细胞组织的再生，但对于术后病人恢复其运动能力所起到的作用不大，与同类产品相比，“腿部康复器”以病人自主运动为主要形式，避免了术后运动能力低下等问题。2所用到相关学科 机械创新设计，机械原理，人机工程学，运动康复理论等。3，造型特色 从工业产品的造型设计方面考虑，腿部

18、康复器色彩合理，造型流畅，符合消费者的审美习惯。4，主要机构 同步带轮传动机构，曲柄摇杆机构，座椅高度可调机构5，运动分析及康复过程 手臂摇动同步带铃转动同步带轮动的同时，带动曲柄摇杆机构作规则运动，来达到腿部康复的目的。因传动轴参与运动，阿以实现上肢下肢同时联动，这样就为康复运动的多样化选择提供了平台。具体的康复过程分为3个阶段：1） 术后病人自己没有能力做康复运动，可在别人协助下进行适当的康复运动。2） 一段时，病人自己用上肢驱动下肢做康复运动。3） 最后下肢脱离上肢，做自主恢复性运动。特点及特色成本低廉，不以电为动力，体积小；以普通座椅为平台，可以很容易的改造成腿部康复器，方便推广；人可

19、以自主调节运动强度，与电机驱动相比较，更为平稳可靠。 作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛一等奖十一、多功能病床华中农业大学一、作品简介 这款多功能病床具有五大功能，即帮助病人坐起、屈膝和翻身、协助病人在病床上排便(打开活门)和进餐(折叠餐桌)。各功能独立驱动、点动控制，主体传动采用螺旋连杆组合机构。主要创新点将病床床板分割成8块，用铰链联接，搁置在床架上，病人平躺时安全可靠，坐起、和翻身时，运动灵活。床板和转臂之间滚轮传动，可接触可分离，从而克服了坐起、曲膝传动与翻身传动间干涉。排便活门的开闭采用了钢丝绳、定滑轮、滑道和弹簧组合实现，传动稳定可靠。转臂轴由螺旋连杆组合机构驱动，传动角接近9

20、0，传动效率高。全部采用低副机构，加工简单、承载能力大，磨损小。各功能采用独立的单相异步电机驱动，在电路设计上根据操作需要，设置了相应的互锁，并有行程开关限位，由病人自己点动控制，舒适自知。 作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛一等奖十二、跷跷板健身车长江大学 当一个家长带着他的小孩到公园里去玩，他的小孩在玩跷跷板，而他只能在旁边无聊的时候，又或者当一个小孩硬要缠着大人到健身房，而在健身房里小孩子无人照顾的时候，各位家长是不是觉得很无奈呢?如果这个时候有了跷跷板健身车，一切问题都会迎韧而解!一、优点 1将健身车和跷跷板有效结合在一起，可以同时实现健身和娱乐双功能。 2大人与小孩或小孩与小孩之

21、间同时使用，大人健身小孩娱乐，增进大人和孩子之间的交流，融洽孩子们之间关系：小孩在玩乐的同时也可锻炼，增加小孩运动的积极性。 3在现有健身器材中，尚未发现有大人和小孩一起玩乐的健身器。二、结构三、工作原理 以健身车作为整个机构的动力部分。由大人踩动踏板带动小链轮，小链轮通过链带动大链轮运动，大链轮与轴通过键联接(采用过盈配合)，曲柄与大链轮轴通过销钉联接，使曲柄与大链轮以相同的角速度运动。中间为曲柄摇杆机构,通过连杆带动摇杆(跷跷板)上下往复运动。四、前景展望 结构简单，成本相对较低，这也正适合了普通家庭的需求或共公设施的要求便宜且实用。市场前景广阔，可用于家庭，健身房及社区公园，大人小孩或小

22、孩之间同时使用，锻炼身体的同时增进交流。 经调查，目前市场上无同类产品，它推出市场后，定会受到家长与孩子的欢迎。 作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛一等奖；十三、茶几式健身器武汉理工大学 现代人越来越重视自身的健康，家庭健身已成为时尚，各种健身产品进入百姓家庭。但是，家里的健身产品多了，就形成了一个问题：健身器材的占地面积过大，和目前中国老百姓并不宽敞的住房面积形成了健身器存放上的矛盾。 如何让普通老百姓能够在并不宽敞的家里合理地摆放一款综合健身器呢? 根据这个问题：设计组提出家具和健身器材一体化的设计思路。茶几和划船机、跑步机的整合设计是一个理想的方案。 本设计是两种健身器材和茶几的组合

23、，能实现下肢训练、上肢训练和茶几的功能。平时的状态是一款时尚的茶几放在客厅的中央。在需要锻炼的时候，将其展开便成了一款具有划船机和跑步机功能的健身器。掀开茶几面板至垂直状态，锁定机构将面板锁死，茶几便成为一款划船机。人坐在划船机的座垫上，双脚固定在前方的脚蹬上，双手拉、推液压阻力器来锻炼上肢和腰部力量。要使用跑步机时，拔出划船机座垫下的插销，拿掉座垫，此时的划船机便成为一部跑步机，可满足人在室内跑步锻炼的需要。 茶几式健身器的设计，即解决了家庭健身器难于存放的矛盾，又满足人们在室内健身锻炼的需求。 作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛二等奖十四、惯性力负载健身器武汉科技大学一、作品的主要功能

24、及工作原理 作品具有两重训练功能：利用自身重量加载负荷；利用飞轮的惯性产生负荷进行背部肌肉、胸大肌及手臂肌肉锻炼。 头部拉杆做垂直上下往复运动，结构由拉杆、软钢绳、三个滑轮和底部的飞轮组成。红色拉杆向下运动时，缠绕在飞轮轴上的软钢绳带动飞轮转动。飞轮用于产生惯性力和再次缠绕软钢绳。中间滑轮轴可上下运动，轴上带弹簧具有缓冲作用。手臂肌肉及胸肌的煅练可通过由坐椅和一系列的杆件组成的机构实现。 运动过程中：人和椅子将在小范围内上下运动，感觉柔和舒适。此机构利用人自身的重量为训练负荷，且部分杆长可以调节，手臂用力大小也可调，使用方便。座椅下设置弹簧减振。此机构另一特点：在双杆合拢的极限位置，即绿杆和蓝

25、杆在一直线上，出现死点，此时人坐在座椅上不需用力即可稳定平衡，方便休息。二、创新构思 用人的自重和飞轮的惯性力作为负载，机构简单，价格便宜，负载平稳，且人体的运动形式多样化，可以增加运动的趣味性。 作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛二等奖十五、自重式健腿仪武汉科技大学作品功能； 通过利用自身腿部的力量来达到提升自身重量，该器械可用于腿部锻炼和休闲娱乐，与市场上现有产品相比，它省去了弹簧和配重，既节省了加工成本又节约了占地面积，很易于加工，同时具有很强的可调性。 作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛二等奖十六、多功能水上健身车武汉科技大学 作品功能：多功能水上健身车，骑式健身与划式健身完美

26、的结合，引领未来健身环境的新方向水上健身，将室内的健身转移到户外，使人们在健身的时候享受阳光和清新的空气，亲近自然，感受水上健身的清爽和快乐，达到更好的锻炼效果。作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛二等奖十七、残疾人助便器三峡大学一、设计背景 随着社会的进步，经济的发展，人们生活水平的提高，马桶，正在逐步地从西方进入国人的生活之中，很多的家庭配备了马桶，越来越多的公共场所也开始设置这种“新鲜事物。根据中国残疾人网提供的最新数据，中国共有830万残疾人大小便对于他们来说是件很麻烦的事情。二、设计目的 1使用方便，不需要家人旁人帮助脱衣服穿衣服： 2不需要旁人或家人擦拭，且擦拭动作简单易行。三、

27、设计思想 依据残疾人不足设计此产品，产品可以分为三部分：底座部分、擦拭装置、脱裤装置。四、设计原理 1脱裤装置：脱裤装置的功能是将使用者的裤子脱下，以及在使用者使用完后能配合使用者将其裤子重新穿上的一种装置。 2底座部分：底座部分功能是起到固定的作用，通过它可以将擦拭装置与滑动体固定在上面。该装置要求在使用时与地面接触较紧。 3擦拭装置：擦拭装置功能是在使用者使用完后清洁作用。其上面安装用筒装纸、擦拭轮、电动机等。以上是脱裤与擦拭的过程，也是穿裤的一个逆过程五、主要创新点 1弹簧折叠式卡抓弹簧折叠式卡抓夹紧裤缘可靠，折叠方便，较灵活地代替了手脱与穿裤子的功能。 2低速带纸擦拭轮通过带纸擦拭轮的

28、低速转动，代替手擦方式，既方便也卫生。六、实用价值 适合于残疾人，特别是上肢残疾人，人性化产品(保护个人隐私)，设计简单，使用方便、快捷，制造容易，生产价格较低，社会需求大，市场前景光明。 作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛二等奖十八、新型爬楼梯轮椅三峡大学一、设计背景 轮椅是下肢残疾的人必不可少的代步工具。但我国目前的许多爬楼梯轮椅，结构过于复杂，安全性不高，而国外的已有的爬楼梯轮椅价格又非常昂贵，超出了普通使用者的经济承受能力。为此特设计了种新型爬楼梯轮椅，其结构简单、制造成本低，而且，它可以很容易地实现从爬楼梯状态到平地行走状态的双向转换，是轮椅使用者理想的产品。二、设计目的及功能

29、1爬楼梯轮椅的迫切需求； 2具有普通轮椅的所有基本功能： 3能通过前导轮和曲柄连杆机构来实现爬楼梯功能； 4可手动亦可电动操作； 5头脑正常，双手健全的人，可独立操作完成爬楼梯功能； 6对于不能自理的人，可由陪护人员帮助实现操作。三、设计思想 改变传统轮椅在轮子上做文章的习惯，采用曲柄连杆机构的合理组合来实现爬楼梯功能。指导思想就是使所设计的新型轮椅不仅在性能上比以前更加优越，而且价格更便宜。四、设计原理 如图所示，该结构是以目前市场上已有的普通轮椅为主体，主要增加了曲柄连杆机构1、爬楼梯连杆机构2和履带式前导轮机构3。其中4为前小轮，5为大轮。平地行驶时3被自动收起，可以像普通轮椅一样行驶，

30、在爬楼梯时可以自动放下3，再通过转动曲柄1可以爬上楼梯。五、创新点 1手摇曲柄做动力源，连杆机构传递动力，爬楼梯连杆机构推动轮椅完成爬楼梯动倒 2利用履带式前导轮机构解决爬楼梯障碍。 六、实用价值 1随着老龄化问题的日益突出，所设计的新型爬楼梯轮椅可以适合更加普遍的人群，而且使用安全可靠，价格便宜； 2新型的轮椅可以广泛用于家庭、医院、商店、敬老院、旅游、服务业等，减少了医护人员和家人的负担，也使轮椅的使用者拥有更加自由和广阔的空间。 作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛二等奖十九、便携式腰椎牵引器三峡大学、设计背景 现在大多数腰椎牵引机构都采用卧床式，结构复杂机构庞大，造价较高，不利于外出

31、者携带，使患者在旅途中的病痛得不到及时有效的缓解，鉴于此，设计新式腰椎牵引器。二、设计目的 1使腰椎病的治疗更加方便，可在室外进行； 2改变传统的卧床式治疗方法，采用坐着做牵引； 3提高性价比，设计更加符合人机工程学原理。三、设计思想及设计原理 便携式腰椎牵弓引器通过改变两个主体与支撑杆的螺纹旋合长度，将人体悬空，首先依靠人体的自重拉力，对人体的腰部脊椎产生一定的拉伸作用，再利用由棘轮机构组成的牵引机构来调整两上下束腰带间的距离，产生一定的附加拉力，使治疗的效果更佳，为了增强人体舒适感，施加于人身的作用力由腋托受上部的束腰带共同承担，而且腋托及束腰带均采用人体仿形设计。四、创新点 1思想创新。

32、改变传统的人体躺着做牵引的观念，而改为坐着做牵引，使治疗更加方便。 2机构创新 1)棘轮机构的创新运用。棘轮内部设计成螺纹便于手动传递牵引力，大大缩小了普通传动机构的机构尺寸，方便灵活。 2)偏心夹具的迁移运用。利用偏心夹具有的自锁功能，可以产生小范围的位移，实现微调来传递运动，安全而可靠。五、使用价值 1，解决了传统的卧床式腰椎治疗机构，结构复杂，机构庞大，造价高等不利因素。 2及时有效的缓解腰椎病患者的病痛。 3能够随时随地的使患者在需要时给予他们更加方便的治疗，具有较好的市场前景。作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛二等奖二十、平板式综合型健身器长江大学立意：健身运动是人们普遍喜爱的运

33、动，但目前市场上的健身运动器材要么功能单一、要么价格不菲。因此，为改变这一现象，设计一款简单、实用、舒适、低价格、多功能、适应不同人群、不同健身者需要的综合健身运动器，且有必要和推广应用价值，本设计正是源于这一设想。 功能：本健身器既可置于户外也可用于户内，既可用于单独的手臂、胸部或腿部锻练，也可用于手臂、腿部肌肉的综合锻炼，可实现一机多用。本健身器可实现胸肌、肱三头肌、三角肌、股四头肌，股直肌及腹部肌群的锻炼。主要功能指标 Q(N) 650 750 850 F1(N) 01082 01249 01415 F2(N) 0278 0321 0364 注：1） F1为腿力；2） F2为臂力；3）Q

34、为人体与板重量； 4）其他：运动速度自我控制；可调节以适应不同身高者。主要创新点： 1该健身器结构简单，只利用锻炼者自身的重量，不需另外配重； 2该健身器手、腿力量调整方便，健身者还可以根据自己的需要，自我调节臂力和腿力的大小比例，来减轻或加重运动量，实现充分锻炼臂部肌肉、胸部肌肉及腿部肌肉的目的； 3该健身器手柄位置可调，可适用于不同身高的健身者。实用价值： 由于该健身器具有结构简单、操作方便、功能综合、力度调整自如，尤其是结构简单，使其制造容易、成本低(初步估算其单件成本在1500元左右，批量生产在1000元左右);同时功能综合、实用性强。因此，它具有很强的市场竞争力和应用前景。 作品获湖

35、北省高校大学生机械创新设计大赛二等奖二十一、双手残疾人脚踏喂饭机华中科技大学吃饭问题是很多双手残疾病人的一大困扰，大多需要别人喂饭，或者自己练习用脚吃饭，但难度很大。为了解决双手残疾人自主吃饭问题特设计了这一款双手残疾脚踏喂饭机。 本机能让双手残疾人用双脚驱动，通过机械装置驱动饭勺送饭到病人嘴中，实现自主吃饭。 本机采用缝纫机踏板原理(曲柄摇杆机构)提供原动力，左脚驱动饭碗的旋转、上升和下降，右脚驱动勺子的运动。工作原理为：当左脚踏动左踏板时，通过曲柄摇杆机构传递动力，驱动蜗杆蜗轮转动，蜗轮和丝杆为同一构件，螺母和碗托为同构件。当饭碗不受阻力时，在螺旋副摩擦力作用饭碗旋转而不升降：当饭碗受到病

36、人嘴巴的阻力时，丝杆和螺母有相对运动，饭碗可升降而不旋转力当右脚踏动右踏板时，经过曲柄摇杆机构一、带动，曲柄摇杆机构二，使饭勺按连杆轨迹曲线运动实现饭勺的喂饭动作。 作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛三等奖二十二、简易翻书器武汉科技大学作品功能： 简易翻书器是专为手部残疾者而设计的，帮助他们能够像正常人一样自如翻书，同样也适用于冬天不想用手翻书的人士。本作品结构简单，使用方便，成本较低，适用于各种不同尺寸的书。其主要特点是同时能实现书页的顺翻和逆翻，翻书过程稳定安全。其主要动力装置和点钞机的原理类似，即通过电动机带动翻书杆上橡皮刷棍转动并将书页刷起落入书夹中，书夹将书页夹住后翻起。使用者仅

37、需用脚踩动脚踏环，带动翻书杆的旋转即可实现翻书。 作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛三等奖二十三、冲浪运动锻炼机武汉理工大学 冲浪运动锻炼机是一种独创的陆地模拟冲浪运动的健身器材。它既可以用于室内也可 以用于室外，可以为喜爱冲浪运动的人们提供一种逼真的冲浪模拟运动，可以全面地锻炼人体的肌肉力量、平衡能力和协调性。 冲浪运动时，人们主要受到向下的重力，向上的浮力，还有海浪的冲力作用。冲浪运动最主要的特征是：冲浪板随着海浪的冲击而变化角度和方向，借助海浪的冲击力，冲浪者要控制身体的重心保持平衡。因而人在冲浪板上受到这样三个力的作用而能够得到六个自由度上的运动。要体验到冲浪运动的刺激性与快感，就

38、需要模拟海浪的随机性、海浪强度的变化及海浪对冲浪板冲击。 为了实现运动上的模拟，设计组采用冲浪板与下托盘(内置多个自由滚动的铅球)固接后通过球副联结将球铰联在球铰座上，实现冲浪板三个自由度上的旋转。球铰座与底座通过弹性悬挂联接，实现了冲浪板在三个自由度上的移动。健身者踏在冲浪机的冲浪板上，主动用力可以使冲浪板在空间六个自由度方向运动，此时下托盘内腔中的铅球在重力驱动下开始滚动，其运动方式、运动轨迹与健身者的用力方式及球体碰撞方式有关，铅球的加速、减速、碰撞等运动对冲浪板的反作用力就如同海浪对冲浪板的作用。健身者在运动过程中调节身体的重心，保持身体的平衡，实现冲浪的模拟运动。 幅度调节机构可以通

39、过改变冲浪板的倾斜角度，体验不同的海浪冲击效果。若要改变运动强度，体验不同的海浪对冲浪板的作用，可以调节阻力调节机构，它通过阻力压碗改变球铰处摩擦力的大小，达到冲浪板运动阻力大小的调节。 本设计采用全新的运动原理，利用弹性悬挂、球铰等部件实现冲浪运动的模拟。目前国际、国内的体育健身器材中，尚未见类似运动原理的体育健身器材。冲浪运动锻炼机可以模拟冲浪运动，有助于身体全面的锻炼，符合人体运动规律，有良好的健身运动效果，填补了运动原理和运动器材的一个空白，具有自主知识产权。 作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛一等奖二十四、爱心助力车荆州职业技术学院1工作原理 该爱心助力车为电动与手动两用的代步工

40、具。采用直流电动机驱动，传动机构为链传动。行驶速度采用电控无级调速，最大速度小于10kmh，一次充电可连续行驶40km。在无电状态时，可改为手动行：驶，最大承载量可达l00kg。该车采用后轮驱动，前轮导向。为了转向方便、安全可靠，开发了一种新型的链式转向差速器，当电动改为手动时，前轮可设置为随动轮，保证了行驶的可靠性。2创意与实用价值 围绕“爱心与健康”这一主题，设计组进行了市场调查，发现目前中国有2亿左右的老年人，加上因各种原因造成的残疾人也不少，老年人和残疾人对介于摩托车与自行车之间的电动助力车这一产品有着迫切的需求，本款爱心助力车就是专门为满足老年人和残疾人的需要设计的。设计该车的宗旨是要让老年人和残疾人能够安全、方便、灵活地使用，不仅买得起，而且用得起。3主要功用 电动载人行驶：无电时手动行驶；他人辅助手推行驶；带便池座椅。4创新特点 前轮根据电动与手动需要，可随意设置为固定导向和随动导向。新型的链式转向差速器可实现小半径转弯，在狭小的空间里进行360范围原地转弯，安全可靠。作品获湖北省高校大学生机械创新设计大赛一等奖27