【机械创新大赛说明书】机械创新大赛设计说明书

机械创新设计大赛说明书

作品名称：“新型智能‘百叶’窗”

设计团队：xxxxxxxxxxxxx

指导老师: xxxxxxxxx

联系人：xxxxxxxxxxx

电话：xxxxxxxxxxxxx

摘要：

教室里人口密度这么大，缺乏流通的空气会影响学生的健康和学习。尤其是冬季，学生怕冷，教室长时间封闭，空气质量容易下降，特别是CO2浓度和微生物含量容易超标。教室空气质量的下降影响学生健康，对呼吸系统的影响尤为明显，学生极易疲劳也是受教室空气质量下降的影响。

关键字：

窗户，自动控制，空气质量，“百叶”

一.研制背景：

1.1.通风问题在窗户紧闭的有限空间里，将导致空气污浊，细菌数增加，温湿度上升。教室空气污染主要污染物有：校舍改建装潢的装饰材料中的挥发性有机物甲醛等，建筑材料中的氡，粉笔灰等可吸入颗粒物，悬浮于空气中的致病微生物，过高浓度的二氧化碳等等。

在新鲜空气中，二氧化碳的含量约为0．03％－0．04％，人能承受的二氧化碳浓度是1．5％以下。关于二氧化碳的室内空气中最大允许含量，目前，尚无统一规定，一般公认室内空气中二氧化碳浓度达0．1％以上时为污染。上海市奉贤区中小学教室空气质量调查结果：寒冷季节教室内CO2体积分数由课前的0.081%逐节上升,至上午第4节课后达到0.197%。空气细菌总数课前为0.2个/cm^2,第4节课后上升至1.8个/cm^2;教室内可吸入颗粒物课前0.45mg/m^3,第4节课后为0.46mg/m^3;教室内温度课前为5.0℃,第4节课后保持为6.8℃;湿度课前为66.2%,第4节课后上升到75.0%。CO2体积分数、细菌总数课前与第1,2,3,4节课后的差异有统计学意义。

医学专家表示：室内通风与不通风情况下的学生记忆力、反应速度、注意力集中程度及动作稳定程度都不同。教室空气二氧化碳浓度增大与学生疲劳有直接关系，学生正处于生长发育期，呼吸量按体重比比成人高许多，各种生理代谢十分旺盛，在教室内学习的时间又较长，长时间处于低氧高二氧化碳环境，严重的会有胸闷、气短、头晕、头疼等现象，并使机体免疫能力下降。增加了传染感冒的机会，也会使已有的感冒症状加重而难以治愈。容易患上哮喘等各种病症。

《中小学校教室换气卫生标准 GB/T17226－1998》规定了中小学生的必要换气量、中小学教室的换气次数、室内空气二氧化碳（ CO2）容许浓度、换气方式及换气制度。每换气一次，可清除室内空气中60％的有害气体。但由于大风，寒冷等原因，教室并不能

做到及时换气。

1.2.采光问题

传统教室窗户存在采光问题。

夏日户外光线强而且温度高，教室必须里里外外拉严窗帘，如此教室里必须开灯，打电扇。这样做既不有利于通风，也不节能环保，窗帘也容易被风刮起扰乱课堂秩序。

冬季外界环境寒冷，学生通常不喜开窗，造成室内空气污浊，且光线透过玻璃后强度削弱，造成采光不足。

另外，现代教学方式加入了ppt,word,网络等工具，所以常常需要用的投影仪，这样老师上课时经常要拉窗帘开窗帘，不方便且麻烦，容易打乱教师的教学顺序。

针对上述问题，我们设计了一种“新型智能‘百叶’窗”。它传感器感应，控制电路控制，伺服电动机驱动及螺旋丝杠传动（具有自锁性能）等。使得窗户采光适应不同时间的太阳高度角，且不但能够在人工的轻巧控制下随意开关及调整开口的大小，更可以在天气达到设定的风雨级别时自动关闭，并可在一定程度上控制室内温度保持才人体感觉舒适的温度。

二．设计方案

2．1通风创意

本设计结合百叶窗的设计，将传统玻璃设计成“百叶”样式下如图。

室外空气流速快，气压低；室内空气流速慢，气压较之

高，所以室内外将产生空气流动循环，外界环境中的空气可

以源源不断的向室内补充，同时室内污浊的空气得以排出到

外界。结果使教室内的空气得到了净化。

对于冬季而言，我队设计在窗户上添加热电阻丝，温度

控制在（40℃——45℃）可以加热由室外进入的冷空气，使

室内外可以形成一个热循环。结果可以使室内空气得以净化

的同时稍稍加热了室内温度。

2．2采光设计

由电风扇转页得到灵感，我队设计的新型窗户可以通过旋转控制“百叶”的倾斜角度，以适应不同季节不同的太阳高度角，保证教室可以得到足够的适宜的光照。下图为传

动示意图。

如下图，为满足采光需求与遮阳需求下“百叶”不同的展开方式。

遮阳采光

2．3遥控控制

为了方便教师学生上课的需要，我

队对新型窗户的转动，

“百叶”的张开闭

合，热电阻丝的开关等设计成遥控控制，用统一的开关，分路开关以及遥控器控制。

2．4节能设计

在对与玻璃的设计上，我队选取新颖材料——“半透明光伏发电玻

璃”。不透明的太阳能电池像二明治一样加在两块玻璃面板中间,形成“玻

璃-太阳能电池-玻璃”,是一种常见的结构（如右图）。

这种类型的光伏组件可以被用在窗体系统中,例如,可以被用作窗

体系统的外层,在允许自然采光的同时,又可以产生电能。通过调整太阳

能电池间的间隙和距离,以控制建筑的透光率和遮阳效果,并且能够平衡

建筑的自然光需求和发电量。只需要转换传统玻璃即可,可以有效减少安

装费用,因此这种半透明光伏发电玻璃可以说是一种性价比极高的建筑

材料。

光伏玻璃产生的电，可以用于新型玻璃窗的旋转，“百叶”的展开闭合，热电阻丝的发热等，在自给自足的同时，多余的电能还可以提供给教室其他用电器材或作为储蓄电能以备不时之需。

2. 5传感控制系统 1.风速传感器

风速传感器可连续监测室外的风速、风量（风量

=风速x横截面积）大小。利用超声波时差法来实现风速的测量。声音在空气中的传播速度，会和风向上的气流速度叠加。若超声波的传播方向与风向相同，它的速度会加快；反之，若超声波的传播方向若与风向相反，它的速度会变慢。因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应。通过计算即可得到精确的风速和风向。

在流动方向上设置一个固定的障碍物（孔板、喷嘴等），这样根据流速不同便会产生一个压差。通过测量压差，可以转换成流速的测量。当户外风速超过设定值时，传感器产生信号，此信号经控制电路放大后可使电磁继电器产生动作，继而使窗页启闭系统工作，使窗户实现自动关闭。

2.雨水检测

利用雨水导电原理，我们设计了雨水检测片。该检测片的表面刻有纵横多道凹槽的塑料片，其中一个方向的凹槽内镶嵌有导电性能良好且不易腐蚀的石墨条。当有雨水落到此片上时，便会导致电路导通。从而可使使电磁继电器产生动作，继而使窗页启闭系统工作，使窗户实现自动关闭。

3.电磁继电器

电磁继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流。较低的电压去控制较大电流。较高的电压的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

三．创新点及应用

①摆脱传统窗户单一的平面结构，窗面设计为“百叶”状。

②适用于不同季节不同时候的太阳高度角，采光效果更加适应教室教学需求。 ③通风效果更佳，热电阻丝的设计可以起热空调的作用。

④操作和控制简便，把人工控制变为方便快捷的电子机械控制。

⑤选材用了“半透明光伏发电玻璃”，绿色节能环保。

⑥可在室外风速超过设定值时自动关闭窗户。

⑦可在室外下雨时自动关闭窗户。

四．应用前景

由于本作品具有采光通风效果好，安装使用方便，成本低廉，安全可靠，可集中控制，并且便于根据用户提出的各种窗户启闭条件增添更换控制模块等优点，本作品可作为传统窗户的更新替代应用于公用建筑与普通居民住宅中，相信在批量生产投入使用后一定会产生良好的社会效益和经济效益。

五. 成本

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⒌ 《让我们一起关注教室空气质量》——傅立娟《教室环境污染不容忽视》——《中国环境报》，记者王娅，2002：09-19 《办公空间双玻复合半透明PV_光伏发电》_通风窗热工及采光性能研究_赵腾飞_2_3_ 《杭州市2009－2011年中小学校教室采光照明卫生状况》——中国学校卫生2013年1月第34卷

第1期

机械创新大赛小燕子玩具说明书-副本

机械创新大赛小燕子玩具说明书小燕子玩具设计说明书

参赛者：彭雄辉周琪刘丹丹肖婷

指导老师：宋少云

武汉工业学院

2011.11.19

小燕子玩具设计说明书

武汉工业学院

1. 参赛者

2. 指导老师：宋少云

3. 联系方式

彭雄辉电话：18771098298

邮箱：

周琪电话：

邮箱：

刘丹丹电话：

邮箱：

肖婷电话：13026370642

邮箱：

一、作品内容简介

二、设计思路

三、主要功能及工作原理

四、运动分析

五、结构设计

六、操作使用步骤

七、外观造型

八、创新点

九、与同类产品的比较

十、推广应用价值

一、作品内容简介

随着科技的发展，孩子们的玩具也越来越多样化，对玩具的要求也越开越高。电动玩具可谓是雨后春笋在市场上蓬勃的发展。然而，出于对环境的保护，资源的节约的理念，我们团队设计出一个纯机械原理的小燕子玩具。这个小燕子玩具的动力完全由机械原理提供，并且会眨眼，会伸脖，会摇尾，还能飞，给我们展现出一个活灵活现的小燕子。

从设计的最初的理念以及小燕子玩具本身的娱乐价值来说，小燕子玩具的实用价值远远超过现在市场上流行的电动玩具，这一设计将

会吸引更多的孩子，减轻家长的负担以及真正实现环境的保护。

二、设计思路

1、通过玩具来丰富人们的生活,这个想法由来已久。受仿真

玩具的启发,设计了小燕子玩具。该装置能够模拟小燕子的一些动作,给人们带来愉悦。

2、在动力装置的设计上,受发条和橡皮筋的存储能量的功能

的启发,联想到用橡皮筋的扭曲和发条压缩来带动螺旋桨转动,使小燕子飞。

3、在设计中还采用不同的连杆.齿轮等结构来实现尾巴摇,

头部动等功能。

4、在平衡设计上借用不倒翁的原理,使重心集中在下。

三、主要功能级工作原理

四、运动分析

五、结构设计

六、操作使用步骤

1. 用力拉动细线。

2.同时释放细线和小燕子。

七、外观造型

八、创新点

小燕子玩具在设计理念、设计原理以及娱乐功能方面有以下几大创新点：

1.小燕子玩具的两套方案都给我们提供了一种机械动力的方法

达到娱乐的目的，从自身做到节能环保。

2.小燕子玩具的两套设计原理分别采用橡皮筋的弹性形变提供动力和发条提供动力。

3.普通的机械动力玩具可以在地面上行走可以再地面上转圈等，但是小燕子玩具摆脱了普通玩具只能在地面在娱乐的局限性，飞向空中。

九、与同类产品的比较

在市场上也有很多纯机械原理提供动力的玩具，有各种各样的，有会摇头的鸭子、有会翻跟头的海豚还有会爬行的昆虫等等，但是这些玩具大多还不能摆脱地面的束缚。另外还有很多遥控飞机，它们可以在空中飞行，然而使用的动力系统是电力系统，不仅消耗电源，而且这些随意丢弃的玩具电池给保护环境带了巨大的负担

在市场上也有很多纯机械原理提供动力的玩具，有各种各

样的，有会摇头的鸭子、有会翻跟头的海豚还有会爬行的昆虫等等，但是这些玩具大多还不能摆脱地面的束缚。另外还有很多遥控飞机，它们可以在空中飞行，然而使用的动力系统是电力系统，不仅消耗电源，而且这些随意丢弃的玩具电池给保护环境带了巨大的负担。

十、推广应用价值

纯机械动力小燕子响应“保护环境从我做起的号召 ”，也

教育孩子从小应该养成保护环境的好习惯，同时具有很好的保

护环境的宣传作用。另外，小燕子玩具由机械原理提供动力降低了制作成本的同时也使小燕子玩具成为物廉价美的经济商品。

第四届大学生机械设计创新大赛设计说明书

第四届全国大学生机械创新设计大赛

设计说明书

项目名称地震废墟搜救装置的研究项目负责人学校及学院上海大学机电工程及自动化学院年级专业 06机自

拟定指导教师所在院（系）机械自动化工程系

填表日期：2010 年 5 月19日

一．引言

地震、矿难、火灾、洪水等灾害事件经常在报刊媒体中报道，特别是如2008年512汶川地震和今年四川玉树的地震更是给某个区域人民的生命财产造成了重大的损失，牵动着亿万人民的心。自然灾害尽管可以采取一些预防措施，例如提高建筑物的抗震等级，加强基础设施的建设，对全民进行灾害预防与应对的安全教育等，也可能采取一些方法进行预测，但总的来说，自然灾害往往是无法准确预测的，也是无法避免的，而且一旦发生了就会给人民的生产生活造成很大的损失。如何能在大的灾害发生后展开救援，将灾害造成的损失降低到最低程度，将是一件非常有意义的事情。也许也正是因为这个原因，2010年第四届大学生机械设计创新大赛的主题被定义为：“珍爱生命，奉献社会”。内容为“在突发灾难中，用于救援、破障、逃生、避难的机械产品的设计与制作”。应该说是非常适时的。

二．

总体设计

我们的参赛作品也想紧扣这一主题而展开。参赛作品的题目暂定为：地震废墟搜救装置的研究。之所以定这样的题目，是由于地震往往对一个区域造成很严重的破坏，而对幸存者的搜救是否及时，将直接影响到生还者的数量，和伤者将来造成损害的大小以及将来恢复的情况。从原理上说，该作品也能够用于其它类型灾难的救助。

2．1 基本设计概念

设计这套废墟搜救装置的目的是我们希望给救援人员在正式展开救灾活前能预先对需要救援的现场进行评估，这样可以较合理的分配救援的人力物力，选择需要携带的装备和援助物资等，以提高救援效率、避免救援人员的不必要的伤亡和损失。为此，我们需要一套小型侦测系统，操作者在远端可以对其进行操纵，了解其运动的方位，并感知现场的信息，例如图像，声音、温度、辐射量、湿度、瓦斯浓度等。对现场的损害进行评估，为后面进行的搜救活动做好准备。

2．2 系统介绍

由于我们主要是针对现场搜救的预先评估，我们采用了轮式运动底盘，在底盘上设计了一套全方位机械手臂系统，该机机械手臂有5个自由度，采用步进电机驱动，其外观图如图所示。右图为其仿真模型。在该手臂安装有手抓，可用于抓取现场样品或者是清除障碍物。

在本体上安装有GPS定位系统，操作者可实时掌握探测器所处的位置。在移动平台上安装有带云台的摄像头，视频图像被传输到远端。操作者在远端能操纵摄像头的云台对现场进行观察。为了能在黑夜进行观察，在摄像头上还安装了激光远红外照明装置，可照亮30-50M距离范围内的景物，而功率只有3-4W，一方面降低了功耗，另一方面由于采用的是远红外波长进行照明，人眼看不到，避免了对现场的干扰。在平台上还采用了高灵敏度的声音传感器，最远可感知30米范围内的声响，这对于现场勘测甚至是探测生命迹象信息也是非常重要的。在探测机构上还安装了温度传感器、湿度传感器，根据需要还可挂载瓦斯浓度传感器、辐射传感器等，通过无线传感网络传输给操作者便于更详细的获得信息。

整个搜救装置的控制器主要由三部分组成，一是运动底盘控制器，主要控制运动底盘的运动。二是机械手控制器，主要控制机械手的运动，采用基于ARM7和运动控制芯片的控制器。三是中央控制器，主要是汇集来自各个传感器的数据（例如，温度、湿度等），并将搜救装置的状态信息反馈给操作者，并接受来自操作端得数探测装置的控制器采用基于ARM9的嵌入式控制器

用户交互装置由一台PC机构成，通过无线网络与搜救装置进行连接。在PC机上运行总控界面，还安装有三维鼠标，通过它可以直接操作机器手完成相应的动作。机械手的状态可通过图形仿真来予以显示。

机械创新设计竞赛说明书

《机械创新设计竞赛（课外）》

产品设计说明书

（自动封箱带式输送机）

学院机械工程学院专业班级机械电子1班

小组成员柯步正温伟杰徐烁廖俊辉指导教师缪丹云

竞赛名称第七届机械创新设计大赛提交日期2015年 6 月 25 日

华南理工大学广州学院

任务书

兹发给机械电子1班班学生温伟杰《机械创新设计竞赛（课外）》课程任务书，内容如下：

1. 题目：自动封箱带式输送机 2.应完成的项目：

（1）市场调研，确定设计方向（2）确定产品创新设计方案

（3）机构设计及计算（绘制相应三维图）（4）总结产品创新点和市场推广价值（5）编写设计说明书（正文10页以上）

3.参考资料以及说明：

[1] 孙桓.机械原理[M].北京.第六版;高等教育出版社，2001 [2] 张铁，李琳，李杞仪.创新思维与设计.国防工业出版社，2005 [3] 裴学胜，王伟.产品创新设计与表现.中国水利水电出版社，2009 [4]高志，刘莹.机械创新设计.清华大学出版社，2009

[5] 唐增宏.常建娥.机械设计课程设计.华中科技大学出版社.武汉.2006.4 [6] 李琳.李杞仪.机械原理.中国轻工业出版社.北京.2009.8 [7] 何庭蕙.黄小清.陆丽芳.工程力学.华南理工大学.广州.2007.1

4.本任务书于 2015年3月20日发出，应于2015 年7月1日前完成，然后提交给指导教师进行评定。

指导教师（导师组）缪丹云签发2015年3月20日

年月

总评成绩：

指导教师签字：日

评语：

摘要 .......................................................................................................................... 1

第一章绪论 .............................................................................................................. 2

1.1设计背景 ...................................................................................................... 1.2设计意义 ...................................................................................................... 1.3市场调查及应用前景 ..................................................................................

第二章总体方案设计与分析....................................................................................

2.1 引言 ............................................................................................................. 2.2 总体方案设计 ............................................................................................. 2.3 工作原理的分析 .........................................................................................

第三章结构设计与计算............................................................................................ 3.1 机构设计及参数计算 ................................................................................... 3.2重要构件强度校核 ........................................................................................

第四章创新点和推广价值

4.1 功能特点与创新点 ....................................................................................... 4.2 市场推广价值 ............................................................................................... 4.3 后期展望 ....................................................................................................... 第五章心得体会参考文献

摘要

带式输送机(belt conveyor)又称胶带输送机，广泛应用于家电、电子、电器、机械、烟草、注塑、邮电、印刷、食品等各行各业，物件的组装、检测、调试、包装及运输等。皮带输送机具有输送能力强，输送距离远，结构简单易于维护，能方便地实行程序化控制和自动化操作。其机长及装配形式可根据用户要求确定，传动可用电滚筒，也可用带驱动架的驱动装置。

关键词：带式输送机，自动化，结构简单。

第一章绪论

1.1设计背景

现代快递业的发展甚至与世界各地区的经济发展密不可分。

随着全球经济一体化进程不断加快，各国间的贸易壁垒不断消除，国际贸易和国内贸易活动愈加活跃，生产、经营和社会活动趋于高效率和快节奏，时间价值越来越重要，大量的样品、单证、商务函件、资料的快速传递需求，为函件快递业者提供了大量的货源。

随着科学技术的发展，产品的科技含量增加，高科技企业的大量产品，体积小、重量轻，货值却很高，占用流动资金很大，快递运输能将这些产品尽快送给客户，并提供良好的包装、仓储、报关物流服务，满足了企业的需要，实现了最大可能的社会化分工。

在不断的发展过程中，逐步形成了以处理文件、资料、图纸、贸易单证等为主的函件快递和处理样品、高附加物品、社会活动礼品和家庭高档商品等为主的货物快递这两种方式并同时得到发展，只是小规模的快递公司由于其能力有限，经营重点各有不同，国际知名的快递公司依靠其强大的技术和网络优势，均不断扩展势力，在某一区域甚至全球逐渐形成优势，并开辟了多种新的服务方式和手段。分析快递业发展的基本特征，寻求其发展规律对正在发展中的中国快递业是十分必要的。

1.2设计意义

针对开设“网店”创业人员在创业初期存在的人手少、工作量大的问题，创业人员要完成诸如货品上架，领取配货单，配货，装箱或装袋，核查，封箱等工作，以自动封装快递纸箱以减少创业人员的工作量为目标，而设计出的自动封装传送带。

机械结构简单，使用方便，遵循了环保、快捷和节约的设计理念一次投资，长期使用。

1.3市场调查及应用前景

近年来，在以美的为首的封箱机设备巨头的强势推动下，通过节能科技、品牌化、规模化、全产业链化等整合资源的系统发力，全面推动了封箱机设备在国内封箱机市场的快速崛起，不仅对传统的手工封箱市场格局产生了较大冲击，也在与国内的封箱机市场竞争占据了市场普及先机，实现后来者居上的情形，国内封箱机行业不可落后，推动封箱机行业二次发力进军高端市场，推动封箱机设备整体水平，让国内的封箱机设备占据更多的市场份额。

在封箱机行业近年来的发展中可以看出，封箱机设备在越来越多的行业应用推广，说

明封箱机行业的潜力巨大，后劲十足，要想在封箱机行业现有的危机中存活与扩张，达到封箱机行业目前起步腾飞的战略规划，封箱机行业的推广实施中，不断的引进与吸收科技知识，在封箱机设备的技术含量上做充分的研发与创新，在如今的封箱机设备的发展程度上采取二次发力，推进封箱机设备的技术含量与质量水平的整体上升，为未来封箱机行业在以后的产业中能充当更好的角色，构筑封箱机行业未来的发展趋势，同时在宏观调控的国家政策中，逐渐转向推广新的封箱机设备的应用中，配合在封箱机行业的微观中促进设备的整体进步，同时发展封箱机设备不仅为了企业的发展，更重要的是响应全球低碳生活发展的趋势，为人类提供健康的生活环境，因而封箱机设备进入高端市场是必须的，也将是封箱机行业发展的未来趋势

封箱机在行业的作用已不可小觑，迅速走红的高端封箱机设备也出现了很多的后起之秀，这些设备给封箱机行业带来了巨大的贡献，不管是在市场的丰富上，还是在设备技术和科技的发展上，都是有助于行业前进和发展的。这些封箱机设备后来者居上，给予了整个封箱机行业更多的生机和活力，让封箱机行业在过去经验的带领下，注入新的血液，有利于整个行业的发展，不断在封箱机设备的质量、科技等方面得到提高，给市场带去更多的方便和实惠。促进封箱机市场整体呈现繁荣景象，有利于整个封箱机行业发展，同时也有利于经济形势的蓬勃兴起。

第二章总体方案设计与分析

2.1引言

机械结构简单，使用方便，遵循了环保、快捷和节约的设计理念一次投资，长期使用。本机构设计支持封箱常用的3到8号邮政纸箱。

2.2总体方案设计

2.3工作原理的分析

按图示方向放置邮政纸箱，通过皮带运送，首先会经过左右摆杆就纠正后正确置于

皮带中间，同时上摆杆将对快递纸箱上盖进行合拢，方便后续的封装胶带对快递纸箱进行封装。

邮政纸箱继续前进，接着切断摆杆压住纸箱上盖同时压住封装胶带对快递纸箱上盖进行封装，当传感器检测到邮政纸箱尾部是，切断刀刃切断封装胶带，完成邮政纸箱的自动封箱任务。

第三章结构设计与计算

3.1机构设计及参数计算

（1）皮带

皮带材质为橡胶，宽度为400mm，输送长度<12m。适用于工作环境温度-15~40摄氏度之间，利用摩擦力驱动邮政纸箱前进，

（2）前后框架。

前后框架由铝合金制成，结构强度高，用于各个部件的支撑和定位。高度为500mm。支持封装常用的3~8号邮政纸箱。邮政纸箱标准规格:

邮政纸箱1号规格530*290*370mm 邮政纸箱2号: 规格530*230*290mm

邮政纸箱3号: 规格430*210*270mm 邮政纸箱4号: 规格350*190*230mm 邮政纸箱5号: 规格290*170*190mm 邮政纸箱6号: 规格260*150*180mm 邮政纸箱7号: 规格230*130*160mm 邮政纸箱8号: 规格210*110*140mm 邮政纸箱9号: 规格195*105*135mm 邮政纸箱10号:规格175*95*115mm 邮政纸箱11号:规格145*85*105mm 邮政纸箱12号:规格130*80*90mm

（3）封箱机技术参数

工作台高度：500-750mm 使用胶带：BOPP，牛皮纸，PVC胶带封箱胶带宽度： 36mm、48mm、60mm 封箱速度：20箱/分（标准箱）

电源功率：220V 50HZ 180W

重量：120kg

（3）左右摆杆

左右摆杆长度分别为250mm，直径为10mm。摆杆用铝合金制成，质量轻盈，结

构坚固，不会阻滞邮政纸箱的前进。与框架连接处装嵌弹簧，利用弹簧收缩力来纠正歪斜

的纸箱，令其正确置于皮带中部。

（4）上摆杆

上摆杆由竖杆及横杆组成，竖杆长度为460mm，直径10mm。横杆长200mm，直径

15mm。摆杆用铝合金制成，质量轻盈，结构坚固，不会阻滞邮政纸箱的前进。与框架连

接处装嵌弹簧，不工作时竖直向下。利用弹簧收缩力来将快递纸箱上盖进行合拢，方便后

续的封箱胶带对快递纸箱进行封装。

（5）封箱胶带

封箱胶带是以BOPP双向拉伸聚丙烯薄膜为基材，用于封装快递纸箱上盖，

宽度40mm，厚度45um。

(6)切断摆杆

切断摆杆由摆杆和刀头组成，摆杆由铝合金制成，结构坚固，直径15mm,长度

460mm，与框架连接处装嵌弹簧，不工作时竖直向下。利用弹簧收缩力来将快递纸箱上盖

进行合拢，同时胶带粘住邮政纸箱的一端，靠对纸箱的压力来让胶带封住上盖。刀头为自

动切断装置，由传感器控制动作。

（7）传感器

当邮政纸箱在经过传送带运送时，检测快递纸箱是否封箱完毕，当快递纸箱整体通过

传感器时，做出信号响应，刀头切断胶带。

第四章创新点和推广价值

4.1功能特点与创新点

自动封箱皮带输送机的功能特点有：

一、结构简单，易于操作。

二、省去人工封箱工作，缓解“网店”创业人员工作量大的问题

三、可靠性高。运动部件自重轻，只要输送带不被撕破，寿命可长达十年之久。而金

属结构部件，只要防锈好，几十年也不坏。

四、装卸料十分方便。可在任何点上进行装、卸料。

五、营运费低廉。带式输送机的磨损件仅为托辊和滚筒，输送带寿命长，自动化程度

高，使用人员少，消耗的机油和电力也很少。

六、能耗低，效率高。

七、维修费少。

4.2市场推广价值

近些年来，中国政策的实施，推动我国商品经济的提高，随着我国企业现代化水平的

提升，工业机械商摆脱手工和半手工封箱的工作状态，采用自动封箱机的封装方式，明显

提高了封箱的效率。自动封箱机作为整个封箱系统的核心流程，逐渐在家用电器，纺织，

食品，化工等各个行业普遍应用，自动封箱机更是进入人们的日常生活。

所以，自动封箱设备的市场空间还是很大的，限于设计者的专业水平，目前本设计的

结构并不完善，功能简单，市场推广价值不是很高，市场竞争力还不够强，还有需要改进

的地方。

4.3后期展望

所谓科学技术是第一生产力，随着经济的发展，科技的发展也是突飞猛进，这也促

使了包装行业的发展越来越快。如今封箱机设备的各个方面都已经逐渐的趋于成熟，生产

效率比以前更快，在一定程度上提高了生产效率，从而给企业创造了更多的经济效益。所

以封箱机设备是企业发展的必选设备之一，在企业的发展过程中起着非常重要的作用。

由此可见，封箱机对于企业的重要性，那么封箱机在未来的发展道路上，是不是更应

该多加注意企业的需求，性能上更多的符合企业的发展要求，从而让企业的发展更加蓬勃

向上，从而为封箱机的发展带来更加广阔的空间。从某种意义上来将，封箱机的发展带动

了企业的发展，但是企业的发展也为封箱机的发展开辟了市场。

由此可见，封箱机只有沿着这样的发展道路继续前行才能真正的在行业内立足，否则本次设计还有许多需要改善的地方，还需继续充电学习，增强专业知识，以做出更好

被市场淘汰将是毋庸置疑的。得设计。

第五章心得体会

通过这次创新设计，我学到了Solidworks以前没有接触过的一些功能，更多的是发现

问题、解决问题的基本方法，最让我有收获的就是在这次创新设计中提高了自己的自学能

力。

在具体设计和建模的过程中，我充分认识到了自己的理论学习与实际运用的差距，对

今后的学习和发展有了大致的认识。在绘制零件图有一些结构比较复杂当时有点想放弃的

感觉，觉得太困难了。但后来转念一想人生不就是要去面对种种困难和挑战么，正如那句

话“有时困难是一种错觉，我们往往认为的困难或许是上天为我们收藏的糖果”所说的那

样，作为当代大学生的我们不应畏惧困难，在具体的设计过程中觉得自己的学习空间还很

大，因此我不能再浪费时间了，要不断的努力、不断的进取、不断充实自己、完善自己、

为今后为将来而努力奋斗。

参考文献

[1] 孙桓.机械原理[M].北京.第六版;高等教育出版社，2001

[2] 张铁，李琳，李杞仪.创新思维与设计.国防工业出版社，2005

[3] 张浩风.PLC梯形图设计方法与应用实例.北京.2008.8

[4] 鲍丙豪.周燕.许桢英.传感器手册.化学工业出版社.北京.2007.12

[5] 唐增宏.常建娥.机械设计课程设计.华中科技大学出版社.武汉.2006.4

[7] 何庭蕙.黄小清.陆丽芳.工程力学.华南理工大学.广州.2007.1

[6] 李琳.李杞仪.机械原理.中国轻工业出版社.北京.2009.8

最后附小组分工情况和相关比赛证明材料（如证书或比赛时

所提交的说明书封面）

机械创新设计说明书

机械创新设计

设计说明书

设计名称：; 实训班级：________机械自11级05班_______________; 组员姓名：张涛学号;

学号；

目录 .................................................................................................................................................. 1 一、题目及背景 .............................................................................................................................. 2 1.设计背景 ...................................................................................................................................... 2 2．现状分析 .................................................................................................................................... 3 3．改进 ............................................................................................................................................ 3 二、设计要求 .................................................................................................................................. 3 三、技术原理 .................................................................................................................................. 4 四、尺寸设计（参数）................................................................................................................... 5 五、心得体会 .................................................................................................................................. 5 参考文献 .......................................................................................................................................... 7 附图 .......................................................................................................................................... 8

一、题目及背景

题目：可加紧式撑衣杆

1.设计背景

由于现目前市场上的晾衣杆种类单一，大多数是普通无加紧装置的撑衣杆，虽然能实现衣杆的上升和下降，但是不能满足市场消费者的需求,常有晾晒衣服过程中，衣服滑落在地的现象，，实用性较差，且并不“人”性化。我们设计的“可加紧式撑衣杆”撑衣杆，其寓意在于夹紧和防脱能有效的将洗净的衣服稳稳的晾晒。本作品与现有市场上的撑衣杆相比，区别在于利用机构极限工作点，在衣杆中我们设计有机构对衣架手动夹紧。本作品能实现升降和外伸，使得晾衣服和收衣服十分方便，在吹风时，衣架被夹紧装置夹紧，防止衣服被刮落收回

随着社会的发展和科学的进步，人们对生活的要求越来越高，在这个快节奏是时代，一些生活琐事不应该占据人们更多的时间，因此可靠实用化的生活用品也越来越受人们的青睐，撑衣杆也就成为其中的之一。但是，现有的撑衣杆却无法实现上升下降的同时，避免干净的衣服掉落，而不得不面临再洗一次的尴尬，浪费时间，对衣杆的夹紧装置也没有过好的涉及。我们设计的“可收缩加紧式撑衣杆”撑衣杆是由升降外伸装置、夹紧装置组成。既能实现现有撑衣杆的优点，又能克服现有撑衣杆的晾晒衣服不稳固缺点，把缺点化的东西解决掉并转化为优点。

2．现状分析

①目前市场上存在着的撑衣杆大多数是普通无夹紧装置的撑衣杆，，这种撑衣杆有一些局限性，比如手动晾衣杆在衣服较重的时候不能稳稳的把衣服晾上，不能保证晾衣服过程中衣服掉落，不能保证衣架不会倾倒，比较费力，浪费时间，升降速度慢，十分的不方便。 ②目前消费的人群中，大多数属于朝九晚五的上班族、在校学生、生意人等等，他们都没有大量的时间在这些生活的琐事上面，在家在寝室的的时间也很少，如果遇到下雨天或者刮大风的时候就不能牢牢的将衣服晾晒，衣服就将会倾斜或者被风刮落。

3．改进

①可将杆体长度加长，以适应高度更高的晾衣位置，

②把叉头部位改成双叉头，减小尺寸以广泛的适应各种衣架，使衣服能更顺利的晾晒。

二、设计要求

要求机构操作简单方便，机构能够顺利完成晾衣动作，保证衣服在大风的情况下不被吹掉，能够有效的晾晒过重的衣服等，机构重量不能太重。

材料以塑料、铝合金或不锈钢为宜。

设计简洁实用节约成本，从人性化的角度去考虑。

三、技术原理

机构通过握紧握柄，进行三点拉伸联动，利用三杆机构，一端固定原理来实现，三杆运动机构双向运作，叉头部位，叉头内部加入一个弹簧，以实现叉头的收缩和加紧动作，当松开握手时，弹簧复位，闭合状态的叉头张开，叉头两端为复合咬牙，双向运动，两端铆钉固定。

四、尺寸设计（参数）

零件的组成及尺寸

杆填800mm 叉头20-30mm 握手60mm

叉头下面那个小圆坐直径7mm 高5mm 杆直径5mm 杆体直径中空4mm

五、心得体会

创新的作用体现在我们生活中的方方面面，大到人类文明进步、人类科学的发展、现代科学体系、技术和经济发展、综合国力，小到我们的日常生活，一个创新的点子往往能给我们带来太多的便利。

世界各国之间在政治、经济、军事和科学技术方面的剧烈竞争。实质上是人才的竞争，而人才竞争的关键是人才创造力的竞争。然而，渗透人们生活点点滴滴的东西，总是与机械有千丝万缕的联系，因此，如何培养和提高大学生的创新能力，特别是对机械类学生来说，更应该把培养学生的创新思维和动手能力摆在重要位置。

对于一个工科生，还是学机械的我而言，机械其实不是简单意义上的机器与机构的总称，走在大街小巷，进入公司、教室，回到家里，随处可见大大小小的物件都跟机械有关，我不想以一个机械专业的学

生来讲解机械，更通俗易懂的方法还是运用实例，运用大家司空见惯的东西来解说。前不久学校刚刚刮过“机械创新设计大赛”的强风，大家热情都很高，在创新这块儿，无论身处何种地位的人，都多多少少有些想法，但是好多人一看到“机械”这样一个名词，又开始畏缩了，小到一把剪刀，大到一架飞机，都是我们所说的机械产品，我们大可以认为，只要能够相互传递运动的部件都是机械的范畴，就如同语言没有国界一样，创新实际上也没有界限，只要有思想，它就有实现的可能。

为此，国内全国各高校的机械及自动化类专业相继开设了《机械创新设计》课程，有些高校还将其作为专业课的核心课程。作为一门核心专业课程，各高校都在对其教学内容、手段、方法、实验方法进行探讨。

参考文献

[1] 闻邦椿，机械设计手册（第三卷），第五版，北京：机械工业出版社，2010.1.1 [2] 申永胜，机械原理教程，第二版，北京：清华大学出版社，2005.12.1 [3] 王华坤，机械设计基础，北京：兵器工业出版社，2000 [4] 黄锡恺，机械原理，北京：高等教育出版社，1989

[5] 陈榕林，机械设计应用手册，北京：科学技术文献出版社，1995 [6] 吴宗泽机械零件设计手册，北京：机械工艺出版社，2004

附图

三维图

CAD图

第六届全国大学生机械创新设计大赛作品设计说明书

1.设计目的

1.随着城镇化的发展，越来越多的人口聚集在城镇，地价的升高对城镇的教育也造成了很大影响。一个班很多同学在一个教室里上课，不得不忍受着拥挤。这种情况在大城市和一些重点学校尤其多见。同学在课间时经常进出座位会对周边同学造成影响，有时候甚至会引起同学之间的矛盾。

拥有一个可以任意翻转桌斗的桌子，同学之间因桌子挤到的矛盾也会大大减少。

2.传统桌子的形式较为呆板，使用者不能根据自己的需要和喜爱来调整桌子。一个可以将桌面角度调整的桌子，满足了使用者除了正常使用之外如画图、画画等其他用途。

3.传统桌子在教室中占用面积大，且移动不方便。桌子的桌腿可以拆卸放入桌斗中，在不使用桌子时，可以将桌子拆装后放在一起，节省空间。同时如果需要搬桌子时，桌子方便移动的优点就体现出来了。

2.主要创新点

1.桌斗的旋转，方便同学课间时的出入；

2.桌面的调整的无极升降，桌面可以根据自己的需要倾斜一定角度，满足画图和画画一些需要；

3.桌腿可以拆卸和折叠，当不使用桌子时可以将桌腿拆卸，折叠后放入桌斗，桌子放在一起节省空间；

4.桌斗的拉杆和导轮组合，在需要搬桌子时，搬运的方便解决了搬桌子的苦恼。

3.工作原理

1.桌斗旋转功能的实现：

桌斗和桌腿之间通过轴承联接既可以实现自由旋转，在联接处安装的一个插销可以实现旋转或固定的两个功能。轴承的联接采用了台阶轴和轴承座，很好的将桌腿和桌斗联接在一起。

台阶轴

轴承座

2.桌面调整功能的实现：

通过梯形螺纹丝杆的旋进旋出推动桌面板后端升降，梯形螺纹具有调节速度快的优点。丝杆与桌斗之间通过多自由度活动铰接联接，当丝杆升高下降时能适应配合丝杆与桌面之间的滑动和转动变化。

升降丝杆

升降杆支座

实物图

活动铰接

3.卓腿拆卸和折叠功能的实现：

桌腿与桌斗之间采用的是螺纹联接，可以自由拆卸。桌腿的个关节处采用了合叶和螺纹固结的方法，实现桌腿的作用及折叠。

实物图

4.搬运方便的功能实现：

通过桌斗腹板下的导轮和拉杆实现了搬运方便的功能。

实物演示图

4.作品外形

作品实物外形图：

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