编辑推荐
机械创新设计不是简单的模仿或技术改造，而是充分发挥设计者的创造能力，利用人类已有机械理论、方法、技术和原理等，进行创新构思，设计出具有突破性、新颖性、创造性及实用性的机构或机械装置的一种实践活动。本书从大赛的获奖作品中精选出58个设计案例，可以为今后的相似比赛提供参考，激发设计灵感，本书也可为相关专业的学生提供参考。
目录
一种硬币自动分拣装置（1）
热塑封硬币整理桌面机（8）
小型自动硬币清分机设计说明书（14）
直振式快速硬币分拣机（20）
多用途硬币分拣机（25）
辨别式硬币分类清点机（30）
重心差式虎口硬币分拣包装机构（33）
盘式硬币分拣器（37）
皮带式爪型硬币分装机（42）
钱币分拣机（48）
纸币分拣装置（55）
硬币分拣包装装置（60）
钱币分类装置（66）
基于单片机控制的硬币分拣设计（71）
硬币分离清点机（78）
硬币分离器（82）
硬币分离包装机（85）
硬币分离机（89）
硬币分拣机（95）
硬币分类计数机（101）
内椭圆互旋式硬币一体机（106）
离心式硬币分拣包装一体机（110）
硬币自动分选装置（116）
硬币磁性整理热封装一体机（120）
击打式硬币分拣包装机（124）
硬币分拣计数收集装置（133）
连杆式步进硬币分拣包装机（138）
硬币分拣机（142）
智能硬币清分机（146）
基于单片机模块的硬币分类、清点整理装置（151）
硬币高效分拣器（156）
智能包装机（160）
网店物流包装装置（164）
自动糖果包装机（171）
自动抓取载运飞行器装置（177）
一体化立式自动打包机（184）
小型自动胶带封箱机（189）
充气保护式易碎贵重物品封箱机（195）
鸡蛋分拣包装演示装置（202）
智能快递包装机（208）
卧式自动包装机（214）
脚助力提升机械臂（219）
新型变形轮车辆设计（223）
桥式智能分拣系统（232）
基于直线式导轨自动识别的可抓取机械手（236）
复杂环境搬运小车（242）
快递终端带式自动进、取件系统（246）
可穿戴弯腰助力装置（250）
伞式折叠车（255）
水陆两栖抢滩登陆助力装置（257）
可折叠快递运输箱（264）
球形转运机器人（270）
快递商品存取机械臂（275）
管道胶囊运输（279）
无外部驱动型自储能助力机械腿（282）
便携式分拣机械臂（286）
平地楼梯双地形载重物动力小车（293）
移动快递站（299）
序言
前言
当今之世，科技创新能力成为国家实力最关键的体现。在经济全球化时代，一个国家具有较强的科技创新能力，就能在世界产业分工链条中处于高端位置，就能创造激活国家经济的新产业，就能拥有重要的自主知识产权而引领社会的发展。当代大学生作为国家创新的主体之一，其创新能力的提高不仅是个人职业发展的优势条件，更是推动建设创新型国家战略部署的坚强后盾。因此，培养一批创新型人才是时代迫切需要的，也是当今教育发展和社会发展的需求，而大学生自我主动培养创新能力势在必行。作为一名教育工作者，在深刻感受到大学生创新的重要性、迫切性的同时，也看到了因创新意识缺乏、专业知识覆盖面狭窄和创新精神不佳的大学生创新弊端。所以，我们更应该采取切实可行的措施，营造高校大学生创新文化氛围、建立健全大学生创新制度、夯实大学生创新基础，促使创新意识、创新思维、创新技能、创新精神渗透到大学生的日常生活，实现教育学家陶行知所述“处处是创造之地，天天是创造之时，人人是创造之人”的良好景象。
机械创新设计作为科技创新的分支之一，是一个经久不衰的课题。机械创新设计不是简单的模仿或技术改造，而是充分发挥设计者的创造能力，利用人类已有机械理论、方法、技术和原理等，进行创新构思，设计出具有突破性、新颖性、创造性及实用性的机构或机械装置的一种实践活动。机械创新设计包含两种方式：其一，改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、适用性等；其二，是创造设计出新产品、新机器，以满足新的生产或生活的需要。机械创新设计意味着艰苦、匠心的工作本质，需要扎实的专业知识沉淀、丰富的实践经验及精益求精的态度。
上海市大学生机械工程创新设计大赛自2012年起至今已成功举办了五届，大赛注重在校大学生综合运用所学“机械原理”、“机械设计”、“机械制造工艺及设备”等课程的设计原理与方法，实现作品原理、功能、结构上的创新性。同时基于“工程教育”思路，大赛引导高校在教学中注重培养大学生的创新设计意识、综合设计能力与团队协作精神，加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际需求，进行机械设计和工艺制作的工作能力，为优秀人才脱颖而出创造条件。经上海市高校师生反馈，该赛事已成为上海市高校中具有较大影响力的赛事之一，也已成为大学生在机械工程设计能力培养的综合性、创新性、实践性教学环节之一。
“第五届（2016年）上海市大学生机械工程创新大赛暨第七届全国大学生机械创新设计大赛（上海赛区预赛）”于5月6日至5月7日在上海海洋大学举行。大赛主题为“服务社会——高效、便利、个性化”，共分为“钱币的分类、清点、整理机械装置，不同材质、形状和尺寸商品的包装机械装置，商品载运及助力机械装置”三个方向。共吸引了上海交通大学、同济大学、华东理工大学等上海市14所理工科高校600余在校大学生及近百名指导教师参加。大赛共有138支队伍，经过激烈的竞争，共产生27个一等奖作品，40个二等奖作品。本书的编选案例为本次大赛的获奖作品。这些作品充分展示了上海市高校大学生机械创新设计思维的培养和创新成果的多样性，也反映出了上海市高等院校机械学科的教学改革成果。通过大赛所形成的影响，积极地推动高校大学生在机械产品的研究、创新设计与社会实践的紧密结合，激发更多青年学生投身于我国机械设计与制造事业，努力成为日后机械设计工程师中的佼佼者。
本书由上海海洋大学胡庆松副教授、田卡老师，以及上海理工大学钱炜副教授担任主编并统稿。编录过程中，上海市各兄弟院校给予了热情的帮助和莫大的支持，杨志乾、田园和王曼等研究生对本书的出版做出了有益工作，谨在此向各位老师和同学表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中难免存在不足及疏漏之处，还请各位读者给予批评指正，编者不胜感激。
胡庆松
于上海海洋大学
2016年7月
文摘
版权页：
插图：
由于人类体力、耐力、速度等自身条件因素的限制，设计一种提高人体机能的装置是十分必要的。所设计的无外部驱动型自储能助力机械腿可用于人体在运动过程中能力不足时，在尽量少甚至不降低人体其他性能的情况下，使人体的行动能力得到大幅提升。在使用过程中尽可能地减少体力损耗，也能防止在工作过程中出现劳动损伤。作为无外部驱动的自储能装置，无需外部添加驱动装置，有效地减小了装置本身的体积与重量，只采用安装在脚踝处的弹簧作为储能装置。
该设计具有以下几点意义：
（1）当前，随着社会的发展，物流运输业发展十分迅速。在物流运输方面，无外部驱动型自储能助力机械腿也可以改善快递员长距离运送快递时疲劳的情况，起到减轻快递员负担的作用。
（2）中国现代社会人口结构的老龄化趋势逐渐加重，老龄化已逐渐成为一个社会化问题。据统计，目前全世界60岁以上老年人口总数已达6亿，其中有60多个国家的老年人口达到或已超过其人口总数的10%，步入了老龄化社会行列。我国也不例外，并且老龄化的趋势日益严重。由于老年人普遍存在体力不支，行走不便，力量、耐力不足等状况，使老龄化给家庭和社会都带来了压力和负担。因此，针对老年人的这种行走困难、吃力的状况，我们所研究开发的装置也可以为老年人提供助力方便，将会节省出长期照顾老年人的那部分人力资源，在一定程度上缓解老龄化的社会压力，具有重要的社会和经济价值。
（3）目前，虽然传统轮式交通工具是远行与负重的主要方式，但是它对路面环境等要求较高，很多领域仍然无法进入。比如在军事、科考、消防营救等领域，士兵、科考人员及消防营救人员常常需要长距离行走、背负重物、运送伤员、野外作业、登山探险等，这些特殊形式的运动无法借助传统的交通工具完成，且对运动者的身体素质要求很高。我们所设计的装置也可用于军事、科考、消防等领域，能为穿戴者提供助力，增强其长距离行走的能力，从而帮助其完成一些特殊任务。
（4）在家庭与康复医疗方面，穿戴外骨骼也可以帮助残疾人像健康人那样快速行走、上下楼梯等。这将大大减轻老龄化和下肢伤残带来的家庭和社会压力。
机械创新设计不是简单的模仿或技术改造，而是充分发挥设计者的创造能力，利用人类已有机械理论、方法、技术和原理等，进行创新构思，设计出具有突破性、新颖性、创造性及实用性的机构或机械装置的一种实践活动。本书从大赛的获奖作品中精选出58个设计案例，可以为今后的相似比赛提供参考，激发设计灵感，本书也可为相关专业的学生提供参考。
目录
一种硬币自动分拣装置（1）
热塑封硬币整理桌面机（8）
小型自动硬币清分机设计说明书（14）
直振式快速硬币分拣机（20）
多用途硬币分拣机（25）
辨别式硬币分类清点机（30）
重心差式虎口硬币分拣包装机构（33）
盘式硬币分拣器（37）
皮带式爪型硬币分装机（42）
钱币分拣机（48）
纸币分拣装置（55）
硬币分拣包装装置（60）
钱币分类装置（66）
基于单片机控制的硬币分拣设计（71）
硬币分离清点机（78）
硬币分离器（82）
硬币分离包装机（85）
硬币分离机（89）
硬币分拣机（95）
硬币分类计数机（101）
内椭圆互旋式硬币一体机（106）
离心式硬币分拣包装一体机（110）
硬币自动分选装置（116）
硬币磁性整理热封装一体机（120）
击打式硬币分拣包装机（124）
硬币分拣计数收集装置（133）
连杆式步进硬币分拣包装机（138）
硬币分拣机（142）
智能硬币清分机（146）
基于单片机模块的硬币分类、清点整理装置（151）
硬币高效分拣器（156）
智能包装机（160）
网店物流包装装置（164）
自动糖果包装机（171）
自动抓取载运飞行器装置（177）
一体化立式自动打包机（184）
小型自动胶带封箱机（189）
充气保护式易碎贵重物品封箱机（195）
鸡蛋分拣包装演示装置（202）
智能快递包装机（208）
卧式自动包装机（214）
脚助力提升机械臂（219）
新型变形轮车辆设计（223）
桥式智能分拣系统（232）
基于直线式导轨自动识别的可抓取机械手（236）
复杂环境搬运小车（242）
快递终端带式自动进、取件系统（246）
可穿戴弯腰助力装置（250）
伞式折叠车（255）
水陆两栖抢滩登陆助力装置（257）
可折叠快递运输箱（264）
球形转运机器人（270）
快递商品存取机械臂（275）
管道胶囊运输（279）
无外部驱动型自储能助力机械腿（282）
便携式分拣机械臂（286）
平地楼梯双地形载重物动力小车（293）
移动快递站（299）
序言
前言
当今之世，科技创新能力成为国家实力最关键的体现。在经济全球化时代，一个国家具有较强的科技创新能力，就能在世界产业分工链条中处于高端位置，就能创造激活国家经济的新产业，就能拥有重要的自主知识产权而引领社会的发展。当代大学生作为国家创新的主体之一，其创新能力的提高不仅是个人职业发展的优势条件，更是推动建设创新型国家战略部署的坚强后盾。因此，培养一批创新型人才是时代迫切需要的，也是当今教育发展和社会发展的需求，而大学生自我主动培养创新能力势在必行。作为一名教育工作者，在深刻感受到大学生创新的重要性、迫切性的同时，也看到了因创新意识缺乏、专业知识覆盖面狭窄和创新精神不佳的大学生创新弊端。所以，我们更应该采取切实可行的措施，营造高校大学生创新文化氛围、建立健全大学生创新制度、夯实大学生创新基础，促使创新意识、创新思维、创新技能、创新精神渗透到大学生的日常生活，实现教育学家陶行知所述“处处是创造之地，天天是创造之时，人人是创造之人”的良好景象。
机械创新设计作为科技创新的分支之一，是一个经久不衰的课题。机械创新设计不是简单的模仿或技术改造，而是充分发挥设计者的创造能力，利用人类已有机械理论、方法、技术和原理等，进行创新构思，设计出具有突破性、新颖性、创造性及实用性的机构或机械装置的一种实践活动。机械创新设计包含两种方式：其一，改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、适用性等；其二，是创造设计出新产品、新机器，以满足新的生产或生活的需要。机械创新设计意味着艰苦、匠心的工作本质，需要扎实的专业知识沉淀、丰富的实践经验及精益求精的态度。
上海市大学生机械工程创新设计大赛自2012年起至今已成功举办了五届，大赛注重在校大学生综合运用所学“机械原理”、“机械设计”、“机械制造工艺及设备”等课程的设计原理与方法，实现作品原理、功能、结构上的创新性。同时基于“工程教育”思路，大赛引导高校在教学中注重培养大学生的创新设计意识、综合设计能力与团队协作精神，加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际需求，进行机械设计和工艺制作的工作能力，为优秀人才脱颖而出创造条件。经上海市高校师生反馈，该赛事已成为上海市高校中具有较大影响力的赛事之一，也已成为大学生在机械工程设计能力培养的综合性、创新性、实践性教学环节之一。
“第五届（2016年）上海市大学生机械工程创新大赛暨第七届全国大学生机械创新设计大赛（上海赛区预赛）”于5月6日至5月7日在上海海洋大学举行。大赛主题为“服务社会——高效、便利、个性化”，共分为“钱币的分类、清点、整理机械装置，不同材质、形状和尺寸商品的包装机械装置，商品载运及助力机械装置”三个方向。共吸引了上海交通大学、同济大学、华东理工大学等上海市14所理工科高校600余在校大学生及近百名指导教师参加。大赛共有138支队伍，经过激烈的竞争，共产生27个一等奖作品，40个二等奖作品。本书的编选案例为本次大赛的获奖作品。这些作品充分展示了上海市高校大学生机械创新设计思维的培养和创新成果的多样性，也反映出了上海市高等院校机械学科的教学改革成果。通过大赛所形成的影响，积极地推动高校大学生在机械产品的研究、创新设计与社会实践的紧密结合，激发更多青年学生投身于我国机械设计与制造事业，努力成为日后机械设计工程师中的佼佼者。
本书由上海海洋大学胡庆松副教授、田卡老师，以及上海理工大学钱炜副教授担任主编并统稿。编录过程中，上海市各兄弟院校给予了热情的帮助和莫大的支持，杨志乾、田园和王曼等研究生对本书的出版做出了有益工作，谨在此向各位老师和同学表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中难免存在不足及疏漏之处，还请各位读者给予批评指正，编者不胜感激。
胡庆松
于上海海洋大学
2016年7月
文摘
版权页：
插图：
由于人类体力、耐力、速度等自身条件因素的限制，设计一种提高人体机能的装置是十分必要的。所设计的无外部驱动型自储能助力机械腿可用于人体在运动过程中能力不足时，在尽量少甚至不降低人体其他性能的情况下，使人体的行动能力得到大幅提升。在使用过程中尽可能地减少体力损耗，也能防止在工作过程中出现劳动损伤。作为无外部驱动的自储能装置，无需外部添加驱动装置，有效地减小了装置本身的体积与重量，只采用安装在脚踝处的弹簧作为储能装置。
该设计具有以下几点意义：
（1）当前，随着社会的发展，物流运输业发展十分迅速。在物流运输方面，无外部驱动型自储能助力机械腿也可以改善快递员长距离运送快递时疲劳的情况，起到减轻快递员负担的作用。
（2）中国现代社会人口结构的老龄化趋势逐渐加重，老龄化已逐渐成为一个社会化问题。据统计，目前全世界60岁以上老年人口总数已达6亿，其中有60多个国家的老年人口达到或已超过其人口总数的10%，步入了老龄化社会行列。我国也不例外，并且老龄化的趋势日益严重。由于老年人普遍存在体力不支，行走不便，力量、耐力不足等状况，使老龄化给家庭和社会都带来了压力和负担。因此，针对老年人的这种行走困难、吃力的状况，我们所研究开发的装置也可以为老年人提供助力方便，将会节省出长期照顾老年人的那部分人力资源，在一定程度上缓解老龄化的社会压力，具有重要的社会和经济价值。
（3）目前，虽然传统轮式交通工具是远行与负重的主要方式，但是它对路面环境等要求较高，很多领域仍然无法进入。比如在军事、科考、消防营救等领域，士兵、科考人员及消防营救人员常常需要长距离行走、背负重物、运送伤员、野外作业、登山探险等，这些特殊形式的运动无法借助传统的交通工具完成，且对运动者的身体素质要求很高。我们所设计的装置也可用于军事、科考、消防等领域，能为穿戴者提供助力，增强其长距离行走的能力，从而帮助其完成一些特殊任务。
（4）在家庭与康复医疗方面，穿戴外骨骼也可以帮助残疾人像健康人那样快速行走、上下楼梯等。这将大大减轻老龄化和下肢伤残带来的家庭和社会压力。
| ISBN | 9787568022316 |
|---|---|
| 出版社 | 华中科技大学出版社 |
| 作者 | 胡庆松 |
| 尺寸 | 16 |