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引言

機械創(chuàng)新設計課程是機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。機械創(chuàng)新設計是指充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關科學技術知識，進行創(chuàng)新構(gòu)思[1]、設計出具有新穎性、創(chuàng)造性及實用性機械產(chǎn)品的一種實踐活動。培養(yǎng)學生的機械創(chuàng)新能力和工程意識，拓寬學生的知識面，開闊技術視野，積累機械創(chuàng)新經(jīng)驗和實用性新結(jié)構(gòu)的技術資料通過對機械創(chuàng)新設計課程教學的改革,取得了一定成效。

1、采用多媒體教學

通過制作電子課件，介紹機械創(chuàng)新設計的基礎知識、基本理論和基本方法，使學生了解創(chuàng)新設計的概念及過程，了解創(chuàng)新與人類進步的關系，明確實現(xiàn)技術進步的途徑，了解本課程的學習目的[1]、研究內(nèi)容。提高了教學質(zhì)量。

2．把全國機械創(chuàng)新設計比賽獲獎作品

介紹給學生通過對機械學科的“原理創(chuàng)新”、“機構(gòu)創(chuàng)新”、“結(jié)構(gòu)創(chuàng)新”和“產(chǎn)品外觀創(chuàng)新”等四大創(chuàng)新的介紹與實例展示，使學生掌握機械創(chuàng)新設計基本內(nèi)容，增強機械創(chuàng)新設計意識和創(chuàng)新能力[2]。還通過介紹全國機械創(chuàng)新設計比賽獲獎作品，大大地激發(fā)了學生的學習興趣。這是2010年全國機械創(chuàng)新設計比賽廣西區(qū)一等獎作品，危急現(xiàn)場無人探測小車。

3．抓住關鍵點

機械的創(chuàng)新過程要經(jīng)歷功能——機構(gòu)——結(jié)構(gòu)的思維過程[3]。機械結(jié)構(gòu)設計就是將機構(gòu)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為機械實體系統(tǒng)。是機械創(chuàng)新設計成敗關鍵之一。在講述機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設計這一章時，抓住重點難點。重點是機械結(jié)構(gòu)設計的概念與基本要求，構(gòu)件的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設計。難點是機械結(jié)構(gòu)的組合創(chuàng)新設計。通過實例突破難點。

4．通過講解剖析目前的創(chuàng)造成果等具體實例，開闊同學的設計思路，擴大技術視野實例：可升降省力便攜式輪椅設計

4.1設計思想及基本內(nèi)容基于人性化設計思想，力求克服市面上產(chǎn)品的一些缺陷，對驅(qū)動方式進行了創(chuàng)新設計，同時設計出具有能夠自我調(diào)節(jié)高度的輪椅座位。驅(qū)動方式從人機工程方面考慮，采用推桿形式使用戶用力比較舒適、方便，同時利用杠桿原理，具有省力的功能。對于升降機構(gòu)，其目的主要在于提高殘疾人的自理能力，使其坐在輪椅上的上升后的高度約等于人正常站立的高度。同時要求輪椅盡可能的簡單、方便、成本低廉，更具人性化。使殘疾人的生活自理能力加強，同時享受到更加舒服，更具人性化的助殘機械，也滿足性能、成本方面的要求，使他們使用方便，攜帶方便，購買便宜。

4.2升降機構(gòu)的設計

4.2.1升降機構(gòu)的類型及比較(1)液壓或氣壓驅(qū)動機構(gòu)——通過液壓缸或氣缸來實現(xiàn)升降。(2)螺桿副機構(gòu)——通過旋轉(zhuǎn)螺母或螺桿來調(diào)節(jié)高度[4]。(3)叉桿機構(gòu)——通過改變叉桿之間的角度來實現(xiàn)高度的調(diào)節(jié)。

4.2.2升降機構(gòu)的方案確定通過對前三種方案的綜合比較，在第三種方案的基礎上，綜合所需達到的簡單、輕便、成本低的目標，設計了下述升降機構(gòu)的方案，如圖3所示。該機構(gòu)中滑輪能夠在滑道上滑動，使叉桿之間的角度可自由改變，通過轉(zhuǎn)動搖臂2，使絲桿轉(zhuǎn)動，從而調(diào)節(jié)a、b兩點之間的距離以改變叉桿角度，實現(xiàn)高度調(diào)節(jié)。

4.3驅(qū)動方式的設計

4.3.1省力機構(gòu)的方案比較與選擇(1)曲柄滑塊機構(gòu)——結(jié)構(gòu)較簡單，但沒有省力功能，效率較低，且不可實現(xiàn)前后運動的自由切換[5]。(2)棘輪機構(gòu)——可實現(xiàn)將間歇往復運動轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動，但無法實現(xiàn)前后運動的自由調(diào)節(jié)。(3)摩擦棘輪機構(gòu)——結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)將間歇的往復運動轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動，但間歇運動機構(gòu)運動時只有一個行程做功，另一個行程為無用功，即為間歇驅(qū)動，效率低。本設計采用兩套摩擦棘輪機構(gòu)，一套機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)輪椅前進、后退、空擋、制動的切換；另一套機構(gòu)實現(xiàn)間歇運動的連續(xù)驅(qū)動。

4.4本例設計特點：（1)升降機構(gòu)可實現(xiàn)預定的升程，驅(qū)動搖臂所需力較小，驅(qū)動方式簡單，舒適。（2)驅(qū)動搖桿使驅(qū)動輪前進的力很小，用力方式非常方便、舒適，采用棘輪機構(gòu)可圓滿實現(xiàn)前進、后退、空擋、制動，并且操作方便，可滿足使用要求。同時主輔棘輪能夠協(xié)調(diào)工作，使驅(qū)動搖桿能夠連續(xù)驅(qū)動，達到提高效率與速度的目的。（3)輪椅可達到預期折疊功能，攜帶、儲存方便。（4)輪椅制造成本低，可滿足廣大客戶的需求。

5．創(chuàng)新實踐實例：電動大門的設計

5.1電動大門的功能目標：實現(xiàn)大門的自動啟閉

5.2設計要求：門寬為4!6米，門高為1.5!2米啟閉時間為10秒左右。

5.3設計方案的構(gòu)思：電動大門可分為平開門、推拉門和升降門。平開門可分為雙扇平開門和四扇平開門；腿拉門可分為整體推拉門和伸縮推拉門；升降門可分為整體升降門和卷閘門。從評分情況看，單扇推拉門和伸縮門得分較高，實際情況也是這兩種門應用最廣泛。但從美觀情況看，近期不銹鋼制作的伸縮門應用的最廣泛。

六．教改成果

《機械創(chuàng)新設計CAI課件》榮獲梧州學院第三屆高等教育教學軟件大賽評比一等獎。組織學生參加大學生機械創(chuàng)新設計比賽獲2011廣西機械創(chuàng)新設計比賽一等獎。這是我院2011廣西機械創(chuàng)新設計比賽一等獎作品：遙控式玻璃幕墻清潔車（如圖4所示）。通過組織學生參加大學生機械創(chuàng)新設計比賽，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計意識、綜合設計能力與團隊協(xié)作精神；加強學生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓練，提高學生針對實際需求通過創(chuàng)新思維，進行機械設計和工藝制作等實際工作能力。