创新设计实验报告

自动雨伞折叠器

班级:装控1101

姓名:**

学号:**

完成日期:20XX年5月4日

一、 实验目的

1. 综合学生的所学知识,培养观察事物的能力,分析和解决问题的能力,动手能力,进而提高创新能力.

2. 培养学生将已学知识运用于实际的观念和能力,如将数学,物理,化学,计算机,工程制图,机械原理,机械设计,人机工学,人文科学,市场学等综合运用于实际的能力.

3. 拓展学生的知识面,培养学生的自学能力,使他们具备需要新知识是便能拥有它的能力.

二、 背景技术

1. 问题的发现

日常生活中雨伞以及太阳伞带给我们便利的同时也产生了不少麻烦,比如说下雨天的时候雨伞会积聚雨水带进我们生活的地方及公共场所,导致路面积水不仅人容易滑倒,而且把地面弄脏,不卫生还给卫生打扫带来困难.用后的雨伞如果不折叠整齐,会导致伞面褶皱不仅影响美观而且会加剧雨伞老化,减少雨伞使用时间。

问题的发现始于有一次去超市，见到超市提供自制长筒型塑料袋来装占满水的雨伞，当时一不小心就戳破了，可是伞上都是水用手折伞会把手弄的都是水。于是就想能不能有一个既可以把水除去，又可以快速把雨伞折叠起来的工具，应用在大型超市及写字楼地铁站等公共场所，一定可以给生活带来方便，还会大大减少雨后卫生打扫的困难。

2. 本课题设计的应用与发展前景

1) 市场需求

通过对学校附近4家大型超市及各写字楼工作人员的调查，有90%的很赞成有这么一个工具，其中有两个超市已经有免费提供塑料袋的措施，管理人员表示其实这样可以减少地面的积水维护超市购物环境，因此此发明有市场前景。

2) 成本

图1零件总成本统计

3) 盈利空间

如果批量生产，价格会控制在150元左右，在加上其它成本，总成本可能在170元左右，这样一台机器的售价可放在250到350之间，有较大的盈利空间。

三、 本课题设计的创新点

1. 自动雨伞折叠器，机构包括蜗轮蜗杆机构、振动器、机架、雨伞夹、底座、伞爪、电路、按钮，可以实现雨伞的脱水（振动器震动完成），雨伞伞骨自动对正，快速准确工整的折叠雨伞。

2. 市场上还没有雨伞折叠器类的发明，可以填补市场上的空白。

3. 固定台使用斜槽，可以利用电机带动齿轮转动的惯性，牢固的卡住伞爪，不用其他结构，结构简单，维护方便。

四、 功能及原理

1. 主要零部件三维立体图

图2 蜗轮蜗杆机构

图3 固定台结构

图4雨伞夹机构图5 电动机

图6 总体效果图(为了表达清楚内部构件,外壳及按钮没有画出)

2. 机构运动简图

图7 机构运动简图 (主要就是蜗轮蜗杆实现定角速比的运动)

3. 运动参数及传动比计算

主要尺寸:底座长420mm宽200mm高20mm 右边机架高450mm宽200Mm

蜗杆m1=4 d1=40mm z1=4 q=9 b=60mm(不小于12.5+0.09z)

蜗轮m2=40 d2=160mm z2=40

i=z2/z1=40/4=10

竖直杆直径80mm伞爪长200mm 直径d=8mm

固定台直径d=200mm

4. 选定材料

1) 由于运动属于低速轻载的种类,蜗杆受力较小,故材料可采用便宜的铝青铜淬硬至HRC4555,淬火处理.蜗轮采用铸锰黄铜ZCuZn38Mn2Pb2

2) 由于涡轮与固定竖杆,固定台和固定竖杆之间存在摩擦需要润滑,根据材料等强原则固定台采用45号钢.

3) 伞爪采用65Mn,有较大的硬度

5. 美观及稳定性设计

由于伞加上后,折叠器的重心会发生偏移,底座做成低平状会减少不稳定性

外壳角上设计成圆形倒角形,为了美观和防锈在外壳是喷漆

五、 使用说明书

1. 将雨伞倒置用伞夹夹住,按甩水按钮，振动器会带动伞震动，第一可以甩水，第二可以让伞骨规整

2. 按下对准按钮,每按一次电动机带动涡轮和齿轮啮合反向转动5度（让上一次卡到斜槽的伞爪重新回归原位）,反复几次按下按钮, 让3段伞骨和伞爪在一条直线上

3. 按下开始按钮,伞爪因为惯性原因折向固定台斜槽部分并卡住，伞骨就会慢慢内收正好卡住雨伞.等看到伞爪按下停止按钮扣上伞扣，拿下雨伞

注：此装置可以配合市场上已有的收集雨伞的塑料袋装置使用

六、 实验收获与感悟

通过这门课程的学习让我收获了很多，让我明白设计不是一件简单的事情

A. 首先通过学习,做实验加深了对机械设计的理解,把书本上学到的知识运用的实践中去,锻炼了自己的观察能力和综合运用知识的能力,比如在设计产品的时候需要设计机构,对机构进行计算;还需要把设计好的产品用CAD或者solideworks等绘出具体图形，表达各部分之间的位置及运动关系；还要分析产品的成本，在不影响强度的前提下尽量选用廉价的材料来降低成本；还有产品的美观、防护等方面要考虑，所以一定要考虑全面，否则设计的产品不会是好的设计品。自己一个人考虑了诸多方面，后期也找过老师对产品进行了矫正和改进。

B. 在设计过程中我学会了综合运用身边一切可以利用的资源。比如有同学善于找漏洞，那我就跟他进行了头脑风暴，找出了产品的一些不足；并且我就去找老师或者其他同学寻求解决方案，对产品进行了进一步改进；并且有的同学擅长三维软件，我就找他我们共同完成了产品的构图。一个好的设计者一定要学会运用一切可以利用的资源来帮助自己，

C. 在讨论过程中，我还发现一个问题，我们都很欠缺一种能够清楚表达自己的能力，因此在交流过程中可能会存在一些困难。我们不会用“图”帮自己说话，往往有些图形我画出来的别人一点也看不懂，所以这是我的一个欠缺，所以以后一定要画好图，让别人理解自己，这样才能正好的交流。

产品可能还会有其他方面的不足，希望老师批评指正。

 

第二篇：5.1典型机械设备认知与方案创新实验报告

典型机械设备认知与方案创新实验报告

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