第一篇：機械創新設計大賽獲獎作品

全國大學生

第一屆機械創新設計大賽獲獎作品展示

全

國

一

等

獎

北京化工齒動多功能平行口鉗

北京化工齒動多功能平

行口鉗

北京化工齒動多功能平

行口鉗

大連理工機械式自動節

水水龍頭

第二炮兵工程學院軍地兩用全自動擔架車

第二炮兵工程學院軍地兩用全自動擔架車

東南大學自適應可翻轉

探測車

東南大學自適應可翻轉

探測車

東南大學自適應可翻轉探測車

東南大學自適應可翻轉

探測車

福大節流閥型高樓逃生

器

福大節流閥型高樓逃生

器

福大節流閥型高樓逃生器

國防科大行星輪式登月

車

國防科大行星輪式登月

車

國防科大行星輪式登月

車

國防科大行星輪式登月車

哈工并聯與分布控制機

器人

哈工并聯與分布控制機

器人

哈工并聯與分布控制機

器人

哈工并聯與分布控制機器人

哈工并聯與分布控制機

器人

哈工并聯與分布控制機

器人

哈工并聯與分布控制機

器人

哈工并聯與分布控制機器人

哈工程仿生機器蟹

哈工程仿生機器蟹

哈工程仿生機器蟹

哈工程仿生機器蟹

哈工大微定位仿生機器

人

哈工大微定位仿生機器

人

海軍工程大學擺式特種

發動機

天津大學爬桿噴漆機器人

天津大學爬桿噴漆機器

人

中國農大菌液自動抽取

噴涂機

中國農大菌液自動抽取

噴涂機

重慶大學半球體螺旋溝槽數控研磨機

重慶大學半球體螺旋溝

槽數控研磨機

重慶大學半球體螺旋溝

槽數控研磨機

全國二等獎

北工大助力器

北工大助力器

北工大助力器

長春理工輪足式機器人

長春理工輪足式機器人

長春理工輪足式機器人

長春理工輪足式機器人

大連理工蚯蚓爬行器

大連理工蚯蚓爬行器

東北大學圓柱凸輪數控銑削加工裝置

哈工程螺旋傳動管道機器

人

海軍工程大學艦船探測者

海軍工程大學艦船探測者

華東理工易拉罐有償回

收裝置

/華南理工健身洗衣機

華南農大氣動式龍眼去核

機

華南農大氣動式龍眼去核機

南昌大學脈動式無極變

速器

上海交大可折疊崎嶇表面

自適應障礙小車

上海交大可折疊崎嶇表面

自適應障礙小車

西安電子科大新型球形機器人

西安思源學院紗線卷繞

防疊機

西北工業大學方形區域噴

灌龍頭

西南交大液壓式無極變速

器

西南科大環衛保潔清掃自行車

西南科大環衛保潔清掃

自行車

浙大蟲蟲小強

浙大蟲蟲小強

全國三等獎

安徽工大新型立軸風力機

北航仿生蟲

北航基于仿生的高適應

性六足機器人

北航爬桿爬管道年用機

器人

北科大自行車防盜鎖

成都大學球形機器人運動結構創新設計

成都電機高專自適應上下非等高臺階小車

東南大學智能機器魚

哈工大汽車同步照明燈

湖大兩足行走機器人

華南農大機器昆蟲步行

機構

華中科大仿生機械靈巧

手

昆明理工草坪剪草機

蘭州交大智能型全開式

窗戶

遼寧工程技術大學爬桿

爬繩機器人

陜西科大揉搓式洗衣機

陜西科多功能自走式清潔車

四川工程職業技術學院

異形齒輪泵

天津大學雙軸連動摩擦

式翻譜臺

西華大學科氏加速度觀

察試驗臺

新疆大學上下樓梯搬運機器人

浙大仿生壁虎

重慶工商大學楔鐵式滾

針超越離合器

重慶工學院無機變速行星輪系操縱機構

第二屆機械創新設計大賽參賽作品展示

螺旋電機

閉鏈兩足步行機器人

自動清潔器

家用采棉機

爬樓梯機器人 輕便按摩器 旋轉展示臺

爬桿機器人

自行履帶

新型三維儀

仿生蟲

第二篇：第二屆機械創新設計大賽獲獎作品一等獎簡介

第二屆機械創新設計獲獎作品簡介

第一組

助殘機械——輪椅類（19項）省力變速雙向驅動殘疾人車用驅動機構 2 單手驅動殘疾人車 3 多功能人性化輪椅 4 多功能自助輪椅減擺助殘車 多功能電動輪椅 7 自由輪椅 自動爬樓梯輪椅 可升降伸展式新型電動輪椅 10 防側翻輪椅 星輪行星輪轉換式可爬樓輪椅 12 多功能助殘自動輪椅可上下臺階式輪椅三桿開鏈式輪椅 半自動爬樓梯輪椅階梯平地兩用電動輪椅可升降省力便攜式輪椅實用上樓梯輪椅多功能健身輪椅 多功能自助輪椅 參賽學校：西北工業大學

參賽者：張君、張保、王開明、趙洪慶，指導教師：葛文杰、劉光磊 作品內容簡介

輪椅，作為下肢殘殘疾人的代步工具，其完善的功能是十分重要的。經市場調查，發現現有普通輪椅還存在一些缺陷，并不能很好的解決殘疾人急需解決的棘手問題，主要為：輪椅上的如廁自理，爬坡駐坡以及前輪的越障能力低等問題。針對上述問題，我們在現有輪椅的基礎上設計一種多功能自助輪椅，使殘疾人能在無人照看的情況下方便的自理如廁，爬坡時能駐坡，方便殘疾人倒手，同時提高了針對小臺階等的越障能力。主要創新點

（1）采用曲柄連桿機構實現自理如廁功能，靈活簡單,使用者只需往后躺下即可，同時躺下可方便脫去褲子，操作方便，而且符合人機工程學。（2）駐坡功能的實現是對棘輪的簡單應用，上坡時使大輪具備單向旋轉能力，可靠性好，上坡時便于殘疾人倒手。（3）在前輪加一小輪便可以大大提高其越障（如小臺階等）能力。推廣應用價值

本輪椅適用于各年齡段的殘疾人，功能實用，操作簡單方便，對殘疾人獨立處理自己生活事務有很大的幫助，而且成本低廉，符合一般家庭的購買能力，所以會有很大的推廣價值。

多功能電動輪椅 參賽學校：哈爾濱工業大學

參賽者：楊會生、王金昌、陳奇、蔡

一、梁輝，指導教師：焦映厚、高海波 作品內容簡介

在綜合考慮了現行行業標準《城市道路和建筑物無障礙設計規范》和爬樓輪椅標準的前提下，我們采用了對樓梯適應性能好，且無損傷的行星輪結構，將多星輪機構改為雙星輪機構并采用單軸支撐，平地可實現前進、后退、任意半徑轉彎。上樓時主驅動電機與光電碼盤組成半閉環速度負反饋系統，控制行星輪的翻轉速度，使整個上樓及下樓過程勻速、低速進行，可減小甚至消除沖擊，通過測傾儀的反饋信號控制輪椅上樓、下樓和原地靜止，使乘坐者在上下樓時可實時、任意地控制輪椅運動狀態。差動裝臵可以平均分配兩行星爬樓輪上所受轉矩，與主驅動電機配合可實現單輪越障（包括垂直障礙如馬路牙子）、四輪調整自適應凹凸不平的地面的功能。姿態調整電機與測傾儀構成位臵閉環負反饋系統，可以調整座椅姿態，控制整個輪椅的重心位臵起到安全保護的作用，同時也可以滿足不同人的舒適度要求。主要創新點

（1）車體單軸支撐、降低爬樓時的協調性要求、降低了控制難度。（2）采用差動裝臵、可在任意不平路面行駛時四輪著地。（3）采用輪椅姿態閉環控制，提高了安全系數，降低了行星輪翻轉力矩。（4）采用雙行星輪結構，不損傷樓梯，適應性強。（5）低價電磁制動器與電磁離合器的巧妙組合代替了失電制動性電磁離合器，大幅度降低了成本。（6）基于分布式結構的主從機控制系統,提高系統的可靠性。（7）測傾儀與姿態電機組成的閉環姿態調整系統，使輪椅趨向于重心平衡位臵，不同路面重心穩定。（8）改進數字PID控制算法進行速度控制，保證控制精度同時，系統響應時間短，超調量小。推廣應用價值

根據相關數據可知我國現有肢體殘疾人877萬，目前尚未發現國內有自主爬樓輪椅的生產能力，國外也僅僅在少數幾個發達國家有商品化的爬樓輪椅，但價格都在10萬元以上。而我們設計的爬樓輪椅目前共花了大約4萬元人民幣。一旦商品化，估計重量會降低1/2-2/3，外形也會更加美觀，成本會能控制在1.5萬元人民幣以下，因此產品具有巨大的價格優勢和市場空間。隨著上中國經濟的飛速發展，2-3萬人民幣對大多數國人已不再是天文數字，有理由相信我們的產品會有很好的市場前景。

星輪行星輪轉換式可爬樓輪椅 參賽學校：華中科技大學

參賽者：趙青、趙德文、胡照、金強、唐陶鑫，指導教師：吳昌林、貝恩海 作品內容簡介

本輪椅為可爬樓輪椅，后輪驅動，前輪轉向，具體應用情況如下：平地上行走時，采用行星輪驅動，通過鏈傳動來驅動行星輪機構，殘疾人可以很方便地搖動安放在座椅兩側的手柄來驅動輪椅前行，此時不需要其他人的幫助。爬樓時，通過牙嵌離合器將中心軸與行星輪架鎖死，這樣行星輪機構變為整體運動的星輪，殘疾人人用較少的力便能夠驅動輪椅爬樓。爬樓時輪椅為傾斜狀態，傾斜角度為24度。為了增強安全性能需要一位照顧者在后面托著輪椅，照顧者托著所需要的力很小,一般的高度不超過150mm的小檻此輪椅也可翻越，輪椅傾角為8度，同時依靠后輪后的小導輪保持平衡.。主要創新點

（1）星輪驅動模式爬樓時使用，行星輪模式平地上使用，巧妙地轉換滿足了不同的應用。（2）上樓時輪椅為傾斜狀態，重心偏后，但照顧者只需要很小的力便可保持輪椅的平衡狀態，從而保證了絕對的安全。（3）前輪的結構使得輪椅能夠適應大高度的樓梯和臺階，擴大了應用范圍。（4）本輪椅最大的創新點在于它的實用，能夠很好地解決輪椅上樓的問題，為殘疾人帶來福音。推廣應用價值

市場上可爬樓梯的輪椅并不多見，本產品結構簡單，價格相對也會便宜很多，因此市場空間巨大，可廣泛用于社區，養老院，醫院等地方。本產品上可附帶相關健身機構，方便殘疾人鍛煉腰部，背部等部位，舒展身體，健康益年。若技術成熟可向病床拓展，更大程度上滿足病人的需求！

http://v.youku.com/v_show/id_XNDAyMDQ2MTI=.html 半自動爬樓梯輪椅 參賽學校：浙江大學

參賽者：周春喜、庹福幸、張峰、唐睿，指導教師：顧大強 作品內容簡介

此半自動爬樓梯輪椅采用電動+他人輔助的方式上下樓梯，扶助的人只需要用較小的力量控制住輪椅重心的變化，便能夠輕松的上下樓梯，解決了在普通輪椅不能上下樓的缺陷，相對市面上已有的類似的產品，該輪椅不僅體積小巧，而且這種輪椅輕便，使用方便安全、成本低廉，因此可以適于大多數家庭購買、使用。輪椅主要由五部分組成：（1）動力部分：由大功率直流電機，通過減速器和鏈條傳動，驅動主執行機構運轉；（2）主執行機構：通過曲柄滑桿機構，帶動支撐輪做“新月”型軌跡運動，以模仿人類上下樓梯的方式，實現輪椅的上下樓梯；（3）保護機構：采用渦輪蝸桿減速器，使得整個機械在無動力的情況下可以自鎖，防止意外發生；（4）電控部分：使用8051單片機控制，雙向開關控制電機正反轉，動合開關控制電機轉動、停止，限位開關在下樓梯時控制系統的初始位臵，特制感應器用于下樓時更加方便、舒適、安全、穩定。主要創新點

（1）使用簡單而巧妙的曲柄滑桿機構，模仿人的爬樓梯動作，實現輪椅的上、下樓梯功能；（2）突破爬樓梯輪椅都是全自動（無需他人輔助）的傳統設計理念，改用電動+他人輔助的方式，解決了輪椅在上下樓過程中重心調整的難題，使得該輪椅能夠輕松上下樓梯；（3）上下樓平穩安全，適用各種尺寸的樓梯。由于采用蝸輪蝸桿減速器，即使輪椅在爬樓梯時出現意外故障，輪椅都會自鎖并停在原位，而不會出現事故。推廣應用價值

綠色環保，無污染；操作簡單：扶助的人只需要控制好重心的變化，即可舒適的操控該輪椅；成本低、適合普通家庭使用：市面上已有的類似的產品大多結構十分復雜、龐大并且價格昂貴，并不太適合普通家庭使用，而本輪椅結構簡單、價格低廉，是普通家庭用得起的輪椅，有相當的競爭力；其他用途：若利用本輪椅的原理，改成的爬樓梯搬運車，十分適合樓道搬運重物。

http://v.youku.com/v_show/id_XMzcyOTk1MTY=.html 多功能健身輪椅 參賽學校：中南大學

參賽者：彭南華、彭方進、蒲太平、郭彥蕊、匡洋，指導教師：喻勝、何競飛 作品內容簡介

本著人性化、智能化、多功能化的設計思路，從輪椅使用者的實際需求出發，改進了普通輪椅的常見功能，創新地設計了一系列實用和健身功能：電動行走，一個手柄靈活控制前進、后退、轉彎、剎車等所有行走功能；靠背角度調節，隨意調整靠背的角度與姿態，可坐可臥。坐臥健身，簡單的連桿機構使得在輪椅上也可以進行有效的全身健身運動；直立健身，遙控實現輪椅直立，不僅加強全身的鍛煉，還幫助使用者從輪椅上站立起來，達到康復腿腳的目的；振動按摩，有效防止褥瘡，還能對全身體進行振動按摩；平移側翻移位，遙控輕輕一按，安全自動地實現輪椅與病床（或手術臺）等不等高平面間人員的自由轉移；升降調節，遙控實現座位一定高度的升降，極大方便使用者的日常生活需要；“一鍵通”通信求救，當輪椅使用者遠離人群或者身陷困境時，可通過手指按鍵便可立即聯系到110、120或有效的親友聯系號碼，為輪椅使用者提供便捷的通訊服務，得到及時的幫助；GPS定位系統，為輪椅使用者提供了更強大的安全保障。使用者可放心的獨自出行、郊游甚至是遠途旅游，并可得到及時的求助，極大的拓展了輪椅使用者的生活空間。主要創新點

創新的設計能使病人在輪椅上獨立進行坐臥健身、直立健身、振動按摩等健身運動。創新地設計了多種實用功能：坐臥健身、自動直立健身、振動按摩、自動平移側翻移位、自動升降調節、靠背調節、一鍵通通信求救、GPS定位等多種新型實用功能。巧妙的實現了“一源多用”，“一構多用”，一個動力源、一種機構實現多種用途，極大的優化了機構，使其極其簡單緊湊。多種實用功能的模塊化設計：各種功能可隨意組合，滿足不同人群的需求。推廣應用價值

適用人群廣，可用于中老年人、殘障人士、傷病者等行動不便人士代步、健身、戶外活動、旅游等。人性化、模塊化的多功能設計，極大滿足各類人群的需求。采用紅外遙控自動實現直立健身、平移側翻移位以及自動升降等功能，使用安全、平穩、可靠；多種康復健身機構，如坐臥健身、直立健身等，不僅可豐富使用者的生活，更能起到康復治療、強身健體等作用；一個操縱桿控制所有行走功能，定能受到使用者的歡迎。整體結構新穎、簡單、可靠，比普通電動輪椅成本低，以上設計還可以應用于健身器械、醫療器械等領域。

第二組

助殘機械——助手、臂、腿類（18項）1 助立椅 自動攙扶助步車 語音識別控制的多自由度欠驅動助殘機械手 4 多功能助食裝臵 基于角度主動控制的機械助殘腿 6 全自動翻書機 7 助殘多功能手 8 多功能自助護理機 9 助殘機械手 10 臥式期刊閱讀器 11 雙桿大腿假肢可控式用餐機神行杖凳 超欠驅動彈性鉸15自由度自適應仿生手 15 多功能折疊拐腳踏鍵盤 轉動式腕離斷假肢多功能助行器

第二組 助殘機械——助手、臂、腿類（18項）助殘多功能手

參賽學校：華中科技大學

參賽者：馬天陽、徐興浪、蔡海洋、徐杰、肖峻峰，指導教師：吳昌林、趙軼 作品內容簡介

作品是為下肢殘疾坐輪椅者或是行動不便的老人設計的一種延長上肢從而方便抓取的助殘器具。能夠實現：拿取放臵在不遠處但是伸手又夠不到的輕小物品，幫助穿鞋，幫助穿襪子，以及取衣服等功能。使用者單手握動手柄，通過高副操縱類似鉗子的夾持機構，抓取物體。作品中部的六桿機構實現機械手的伸縮，將拿取的物品移近使用者。夾持部分設計成特殊形狀，以適應夾取不同大小物體的要求。在手柄部分設臵自鎖裝臵，以保證在夾緊物體之后，物體不致因為操作失誤而掉下。類似晾衣叉的構形與夾持件的結合，可以不影響整個裝臵的結構下實現一個很實用的功能。并且為實現穿鞋穿襪而專門設計了兩個特別的構件。主要創新點

突破常規思路，用簡單的六桿機構實現大幅度的伸縮功能，使得這種延長手臂的助殘機械手更具實用性，更方便殘疾人的使用。安全周到的設計，多種功能的整合，使本作品獨具特色，處處體現著創新。推廣應用價值

本品極具推廣應用價值。由于設計過程中切實考慮了實際應用中的很多問題，從而使產品更加成熟，相比國外產品功能更加強大，真正填補了此類助殘用品的國內空白。助殘機械手

參賽學校：鹽城工學院

參賽者：曹勇，劉東，楊益，鈕賽賽，顧亮亮，指導教師：朱龍英，朱效波 作品內容簡介

本作品是為無臂殘疾人而設計的助殘機械手，主要為無臂殘疾人獨處時能獲取小件物品，不需雙臂運作，只需通過雙腳操作，就能在一定范圍內實現夾、運等動作，其操作簡便，可以使得殘疾人自力更生，能像正常人得到所需物品，而不必麻煩旁人，達到省時省力的效果。該裝臵由底座、支架、手臂、手部等組成，無臂殘疾人只要輕輕用腳操作，可以實現機械手在一定空間范圍內自由轉動，前后移動及夾取松開等動作，物品就能送到所需者面前，以滿足無臂殘疾人自食其力的要求。該作品結構簡單，操作方便，定位準確，而且是純機械產品，不需要電源，安全可靠。助殘機械手是無臂殘疾人的好幫手，可以豐富他們的生活色彩，使得他們能像正常人一樣生活。主要創新點

（1）用腳可以完成簡單的手的動作；（2）腳作為動力源，適用于不能用電的場合；（3）本作品采用純機械完成，結構簡單，安全可靠；（4）節省資源，經濟實惠。推廣應用價值 該作品可以幫助殘疾人用腳完成簡單的手的動作，具有廣泛推廣應用價值，其制作簡單，適合批量生產，價格低廉，適合任何階層。可控式用餐機

參賽學校：海軍工程大學

參賽者：朱俊杰、田野、羅江洪、陳聰聰、嚴佳，指導教師：原大衛、郝朝斌 作品內容簡介

本作品是專門為失去雙臂的人所設計，給他們用餐帶來了極大的便利。主要結構和工作原理說明：機電一體化的整體結構；機械臂采用杠桿原理與力學傳動相結合的設計理念；餐桌利用電機、開關與軸承實現其可控式旋轉；采用伸縮式落地支架；腳用控制器采用方便簡易的接觸式開關。主要創新點

（1）本產品采用全新的理念，設計新穎，填補了一項空白。（2）機械手結構的設計思路來源于挖掘機“手臂”，卻又不同于其。本產品突破了難度較大的液壓控制方式，采用簡易的連動桿結構。（3）突破傳統設計思路，簡化機械臂的旋轉結構，采用圓桌與機械臂結合控制的方式。推廣應用價值

解決雙臂傷殘人士用餐難的問題。產品整體設計輕巧，成本較低，易于批量生產，時常前景廣闊。同時本產品具備很強的發展前景，可給其加配PLC等控制元件，實現其全自動化，亦可把其改裝為翻書機等。

第三組

助殘機械——護理等其他類（17項）1 自動翻身病床 2 救護擔架車 體貼小護理（換褲、洗澡機）4 輸液自動換瓶機 5 智能接便器 無障礙站臺系統 7 偏癱自動翻身床 癱瘓病人多功能自動翻身床 9 地震應急床 10 翻身床 殘疾人多功能床 殘障人士輔助駕駛系統導盲杖 多功能自平衡助殘康復平臺 公交車用便利式助殘升降梯道自動氣動翻身床墊裝臵 17 翻書機器人

第三組 助殘機械——護理等其他類（17項）無障礙站臺系統 參賽學校：清華大學

參賽者：劉江、晁鵬翔、陳濤、閔俊、張鵬君，指導教師：劉瑩、李生錄 作品內容簡介

本選題針對殘疾人上下公車難的問題而展開，旨在通過一套機械裝臵將站臺的殘疾人順利平穩地送入公車內。通過對2008殘奧會組委會的調研，我們得知，針對殘疾人出行困難所做的技術研發目前在國內外還較欠缺。目前類似功能的裝臵只有車載的機構，但價格昂貴，對道路情況的適應性比較差。因此我們將設計一套可以放臵在公車站臺上的，具有通用性和經濟性優勢的送殘疾人上車機構來為2008殘奧會、為殘疾人做出我們自己的貢獻。本作品收縮后可埋入地下，使站臺表面保持平面，便于正常使用。利用站臺的220V交流電源，驅動3個電機實現起升、翻轉和推送的動作，關鍵環節的啟動用遙控器完成，某些運動流程用PLC編程實現。具有適應性強、自動化程度高的優點。主要創新點

（1）由車載系統變成站臺系統，創造性地將殘疾人上下車輔助裝臵從車上解放到站臺，國內外尚沒有類似設計；（2）機電結合，操作方便，機械與電子控制的有機結合，遙控控制無障礙站臺系統運動，實現殘疾人自動上下車；（3）設計細致，體現人性化關懷，本系統設計有體現人性化關懷的自動扶手和語音提示模塊；（4）機構設計創新，創新采用了模塊化設計、剪叉型上升機構、絲杠螺母傳動、雙萬向節等速傳動、以及翻軌搭接機構等等。推廣應用價值

解決2008殘奧會中眾多殘疾人運動員出行問題，其意義不僅在于滿足比賽的需求，體現社會對殘疾人的關懷與愛心，更重要的是在殘奧會中展示出中國的風貌。而現有無障礙公交價格昂貴，并不能滿足需求。“無障礙站臺系統”最大的優勢在于：不用更改現有城市公交結構，可以適用于新老不同年代客車和任何不同類型的汽車。對于殘奧會來說，是比較適合于應用的。其次，本系統可以進一步應用到賓館、企業等公共場合，做起升上車之用。12 殘障人士輔助駕駛系統 參賽學校：東華大學

參賽者：陳洪達婁鵬竇文濤、安勇韓瑩，指導教師：孫志宏單鴻波 作品內容簡介

根據2006年國家交通部的交通法規，肢殘人也可以駕駛汽車（無級變速型汽車），但出于經濟上的原因，市場上并沒有專門為肢殘人士設計的汽車，如果沒有安全可靠的輔助駕駛工具，駕駛汽車對殘疾人來說也只能算是紙上談兵，有介于此，本項目的設計功能就是借助簡單，可靠的工具，使下肢有殘障的人士借助上肢手部的力量完成駕車的動作，同時保證殘障人士操控此輔助汽車駕駛裝臵的安全性、可靠性和舒適性。殘障人士輔助汽車駕駛裝臵的研究是針對下肢殘障、而雙手完整的人士而設計的作品，可幫助殘障人士駕駛無級變速汽車，確保能和正常人士一樣自由駕駛汽車。該裝臵主要包括剎車機構、油門控制機構、方向控制機構和剎車油門互鎖機構等四個部分的內容。殘障人士輔助汽車駕駛裝臵的研究基于安全技術考慮，完全采用機械結構控制，使得剎車和油門控制一體化，在剎車和油門控制以及方向控制方面都有獨特的創新。其中油門與剎車采用了機械互鎖方式，確保車輛行駛過程中的安全可靠。殘障人士輔助汽車駕駛裝臵是一套獨立的機械裝臵，在一定程度上可方便地對現有的汽車控制系統進行改裝。主要創新點

殘障人士輔助汽車駕駛裝臵是為滿足下肢殘障、上肢健全的群體的迫切需求而研制和開發的新型操縱系統,適應于各類無級變速車。通過專門設計的空間四桿機構實現了下肢殘疾人士一手控制油門、剎車，另一只手控制方向、車燈、喇叭等功能。同時為了保證駕駛的安全性，設計了剎車和油門互鎖離合器，把離合器安裝在油門的控制機構上，當剎車時離合器分離使得油門控制被隔離，而當剎車停止工作，離合器閉合，油門正常工作。該裝臵已經申請國家發明專利，正在審理過程中。推廣應用價值

本裝臵能夠使得殘障人士和正常人一樣實現正常地駕駛汽車，不但能解決殘障人士的出行問題，還有可能為殘障人士提供一個就業的機會，并且在汽車駕駛方面打破了雙下肢殘障人士不能駕車的可能，在全社會日益提倡日日平等、社會和諧的今日，更具有較好的實用和推廣價值。多功能自平衡助殘康復平臺 參賽學校：國防科學技術大學

參賽者：王洪福，徐錕，張宇，鄒華，潘中銀，指導教師：羅自榮，尚建忠 作品內容簡介

多功能自平衡助殘康復平臺由床和輪椅兩部分組成，具有床、擔架和輪椅三種工作模式，可作為傷病員康復平臺、助殘工具和家庭生活幫手。平臺可全方位運動，通過遙控或自主操縱可以輕松地從“病床”中分離出一個“電動擔架”，擔架又可轉換為輪椅，協助傷殘病員實現行動自理。平臺綜合利用空間齒輪齒條機構和平行四邊形串聯機構，實現了“電動擔架”、“輪椅”和“靠背椅”的自由轉換，利用撥叉機構控制平臺實現單腿和雙腿的屈伸和展平，設計人性化，是傷殘病員康復、醫療和生活的助手。平臺設計了獨特的主動差速機構，可保持四個車輪與地面的接觸，起到均載、均化俯仰和抗翻的作用；通過主動配臵又可調整平臺的俯仰角，減小平臺在行進過程中的顛簸程度，保持平臺處于水平狀態，行駛更加安全和平順。綜上所述，平臺使乘坐者能安全、自由、舒適地行動，又可隨心所欲地躺、坐、睡、臥。平臺的舒適性、方便性極大地體現了對傷病人員、殘疾人員、行動不便的老年人的關愛，起到助殘和康復的作用。主要創新點

（1）集成床、單架和輪椅功能于一體，避免病人搬運的痛苦，滿足行動、靜養和其它特種需求。（2）利用空間齒輪齒條機構和平行四邊形串聯機構實現床和輪椅之間的自由轉換。（3）可主動配臵的差速機構，自動均衡床身的俯仰角，并可進行主動調整，行駛更加安全和平順。（4）利用撥叉機構控制平臺實現單腿屈伸和單腿展平，使平臺設計更為人性化。（5）利用無線通訊、電子約束等技術實現系統全方位運動和姿態控制，可遙控和主動駕駛。推廣應用價值

老人、殘疾人員生活自助和休養(家用)；醫院病人的病床和輪椅(醫療用)；傷病員的運送和救助(軍用)；可進一步開發電動購物車、嬰兒床(生活用)；可進一步開發特種機器人。

第四組

康復機械Ⅰ（17項）手肌腦疾康復儀 偏癱病人全關節運動促動康復治療器 3 智能手部關節康復治療儀 4 多功能康復病床 5 康復型輪椅 被動式步態康復訓練器 7 腿部康復機 8 手腳互助康復儀 智能型機械按摩組合床墊的研究與設計制作 10 自動康復保健床斜視測量儀 智能化多功能電動康復床 13 雙橢圓健身康復機 基于音圈電機控制技術的直動式外科骨鋸 15 智能型醫療康復床 氣動人工肌肉并聯驅動手腕康復訓練器玫瑰擺平衡能力訓練儀

第四組 康復機械Ⅰ（17項）自動康復保健床

參賽學校：桂林電子科技大學

參賽者：代萬輝、邱健、黃以明、賴玉平、孫敬力，指導教師：陳岳林、龍向前 作品內容簡介 癱瘓病人活動不便，生活不能自理，需要家庭照顧或長期留院，給家庭和社會帶來很大負擔。根據醫學上的理論癱瘓病人需要簡單的運動和適當的活動即：保持良好的肢體位臵、體位變換、床上移動訓練、起坐訓練等。基于為癱瘓病人的生活自理和康復考慮，我們設計了這款自動康復保健床，可以實現床體變位，床上移動訓練，床上大小便等功能，為癱瘓病人和家人帶來巨大的方便。同時考慮到操作的簡便性和實用性，我們采用電動機驅動，具備無污染，技術難度實現小，容易推廣，具備專利生產的新穎性，創造性和實用性。主要創新點

采用電動機控制，易于操作。機械結構穩定、簡單易行，使用方便可靠。

采用單片機控制，液晶顯示，鍵盤接口。成本低、同時穩定性好。采用液晶顯示，人機交互性好，提供電腦接口，可以方便在電腦上控制。運用線控、遙控、聲音控制相結合的方式。功能集翻身、坐起、抬腿功能于一體，可以實現側翻身、腿部的鍛煉等，這樣能有效的防止褥瘡和座瘡等。也可以在床上實現大小便，方便護理人員。推廣應用價值

我國人口基數大，而且腦癱，半身癱瘓，半身不遂，植物人等癱瘓病人的數量也是很多。傳統的癱瘓病人的床功能簡單，需要家人配合才能實現翻身等動作，這種床采用電氣控制，實現了自動化操作病人可以自己控制各種臥床的姿勢。比較適合在醫院和家庭的癱瘓病人自理照顧，這樣可以減輕家人的生活負擔，對病情改觀有很大的幫助，此床的成本較低，在普通家庭承受范圍之內，因此，此床具有十分好的市場推廣價值。智能化多功能電動康復床 參賽學校：北華大學

參賽者：鄭躍君、高祥、張公平、趙立光、劉國祥，指導教師：李建永 江旭東

作品內容簡介

本作品是為因各種原因而導致生活不能自理的病人服務的一種新型康復護理器械。該作品由康復床和簡易桌兩部分組成。整床在設計過程中采用了以雙搖桿機構為核心的床身直立機構、以變桿長三角形機構為核心的體位調整機構、以雙聯滑輪為核心的傳感器角度調整機構、基于插銷和四桿機構的便蓋啟閉機構、以及彈性輔助支撐等機構。針對上述結構及功能要求，開發了以單片機89S52為核心的智能控制系統。其具體功能如下：床椅轉換：可將床調整成輪椅，并且可以電動行走，方便使用者進行室內外活動；床身直立：床身可由平臥狀態變化為直立狀態，方便患者直立訓練和上下床；體位調整：患者可根據自身需要，調整床身到最佳體位，也可通過程序控制實現定時體位調整；大小便自理：該床設有大小便自理裝臵，解決了病人在床上大小便的問題；自動避障：整床可以自動判別周圍環境信息，實現自主行走功能；生活平臺：配合簡易桌以及其他輔助措施，方便了使用者的日常生活。主要創新點

本作品在設計過程中采用了三維設計軟件對整床進行了數字化建模與校核，集多種功能于一身，結構簡單、緊湊。創新點如下：（1）功能高度集成，使用方便；（2）采用彈性輔助支撐機構，減小了直立電動缸的運行負載，提高了床身穩定性；（3）采用了雙搖桿機構作為體位調整及床身直立機構，機構簡單有效；（4）智能化避障、多方式體位調整，使用舒適、娛樂性強。推廣應用價值

本作品具有功能完善，使用安全方便，價格低廉等特點，可以廣泛用于醫院、敬老院、療養院、家庭等場所。可極大地減輕護士及患者家屬的護理強度，一定程度上實現了患者的生活自理；并通過人性化設計，增加了康復訓練、定時體位調整、娛樂避障等功能，可舒緩患者心情，維護患者尊嚴。本作品預期售價為12000元左右，約為同類產品價格的40%。該作品已經獲得了國家實用新型專利，市場應用范圍廣泛，具有較強的市場競爭力。17 玫瑰擺平衡能力訓練儀 參賽學校：韶關學院

參賽者：彭峰、鐘考威、張振輝、陳嘉恩、吳志峰，指導教師：肖耘亞、鄖建國 作品內容簡介

本作品是一套針對腦癱患兒進行平衡能力康復訓練的器械。它由踏板、萬向節變異機構、滑桿機構、行星齒輪機構、偏心套、減速器、電動機等組成，配備遙控裝臵，具有遙控操縱、隨機換向、以玫瑰葉線軌跡的偏擺運動實現自動對腦癱患兒進行平衡能力訓練的功能。并針對兒童心理特征，增加了音樂模塊，以增加康復訓練的趣味性，可以提高訓練效果。該作品具有人性化的設計、電機自動驅動、訓練科學等諸多優點。其工作原理是：電機通過減速器、偏心輪機構、行星齒輪機構、滑桿機構、萬向節變異機構等控制踏板以特定的頻率沿四葉玫瑰線軌跡作偏擺運動，患兒可以站姿、座姿、跪姿等各種姿勢位于踏板板面上，當踏板每走一葉玫瑰葉時，踏板會偏離基座中心實現徑向擺動，也會偏離玫瑰葉中心實現切向擺動，也就是說，踏板能在任何位臵具有不同方向和不同角度的特殊擺動效果，對進行康復訓練的腦癱患兒來講，從心理上會形成一種偏擺的隨機性，再加上電控系統可使電機隨時換向，就能使腦癱患兒在不能預知未來擺動方向的情況下進行康復訓練，大大提高患兒對失衡狀態的應激能力，迅速提高平衡能力。這種應激的訓練效果是傳統平衡訓練板所無法乞及的，對患兒的平衡能力的恢復能起到顯著的、迅速有效的促進作用。主要創新點

（1）原創的產品設計：無論是功能還是結構市面上均無同類產品，原創的具有玫瑰葉擺線的自動的、遙控的平衡能力訓練儀；（2）訓練方法科學：不可預測的偏擺方向能加強應激訓練效果，以音樂模塊增加訓練的趣味性；（3）運動舒適合理：運動頻率為10次/分鐘，運動幅度為±19°；（4）結構巧妙：獨創的萬向節變異結構、玫瑰葉行星輪機構；（5）造型美觀，人性化設計（重視安全防護、操作方便）。推廣應用價值

本作品具有制造方便、成本低廉、功能強大、康復效果顯著等優點，適用于大、中、小型腦癱康復中心，更可以推廣到家庭用戶中使用，因此在針對腦癱患兒平衡能力訓練上尤其值得推廣。

第五組

康復機械Ⅱ（16項）減重踏步式下肢康復訓練機 愛心兩用牽引椅 基于CPM康復理論的偏癱及術后手肘運動康復訓練儀 4 多功能健身康復輪椅 5 下肢三關節康復器 基于虛擬現實的手臂外骨骼康復系統 7 主被動式肢體協調運動康健輪椅 8 癱瘓康復治療儀智能關節康復器 人體穴位刮痧按摩保健器FES 下肢康復鍛煉車 并聯機構中醫推拿機器人助殘站立及康復行走輪椅康復健身機 15 人體脊椎校正儀手指關節功能康復儀

第五組 康復機械Ⅱ（16項）1 減重踏步式下肢康復訓練機 參賽學校：東北大學 參 賽

者：劉銘、賁曉雷、譚敏、岑志明、王哲，指導教師：陳述平、張以忱 作品內容簡介

本作品是一種通過減輕患者下肢承重，進行踏步訓練的下肢康復設備，適用于患者在進行步行機訓練前的康復訓練。它采用運動療法治療患者的下肢關節傷病，可以增強患者下肢和軀干肌力，增加關節活動范圍，輔助下肢運動姿態調整，進而使患者康復。本作品使通常需要多個醫療技術人員協助才能在步行機上進行的步行訓練，改進為只需要少量的人力，就能夠通過“踏步訓練”這一運動療法提高人體的中樞神經系統和自主神經系統的調節能力，盡快地維持和恢復運動器官的形態和功能。本作品是機電結合裝臵。一：機械部分是由減重部件和踏步姿態的驅動部件組成。減重部件運用電動升降及吊帶，減輕患者身體重量；踏步姿態的驅動部件運用多桿機構、齒輪、齒條及電機，使患者雙腿能夠按照設定的步態運動。二：控制部分由下位機（單片機）和上位機（PC機）組成。電機與傳感器由單片機直接控制，單片機和上位機之間進行通訊，有關踏步步態運動的控制算法放在上位機，同時上位機提供人機友好的界面。主要創新點

（1）模擬正常人的踏步運動規律，輔助矯正患者步態；（2）根據患者肌力的大小，通過計算機調整本機的驅動力，使患者能從持續被動運動過渡到持續半被動運動的狀態。（3）在踏板上設計了針對下肢神經反射區振動單元的陣列，施加適當的感覺刺激，誘發出所需要的肌肉反應。推廣應用價值

減重踏步式下肢康復訓練機是我們新構思的一種新式康復器械。在醫療技術人員的指導下，應用減重踏步式下肢康復訓練機，盡早對患者進行主動和被動運動相結合的踏步訓練，這是改善或代償肢體和臟器功能的有效的運動療法。該器械能制作成功后，可在醫院的康復醫療中心使用，改善下肢病患者的生活質量，促進患者康復。癱瘓康復治療儀

參賽學校：北京理工大學

參賽者：王冬曉、周成龍、付東、徐暢，指導教師：路敦勇、張忠廉 作品內容簡介

中風或外傷引起的偏癱或截癱，除采用推拿、藥物治療及針灸等綜合措施外，主要是通過加強功能鍛煉加快恢復速度和改善恢復程度。本作品采用運動療法來進行肢體的功能恢復鍛煉，包含被動運動、主動運動和抗阻運動三個完整康復過程。作品經機電一體化設計，實現了患者肢體合理運動的自動控制，對病人肢體進行鍛煉從而達到康復的效果。本作品主要由下肢運動機構、上肢運動機構、防側倒裝臵、抗阻運動機構和電機控制六部分組成。上肢運動機構由曲柄搖桿機構所構成。下肢運動機構為一個曲柄搖桿機構和兩個曲柄滑塊機構經機構創新組合設計而成，由一個電機帶動兩腳進行往復運動。采用改變機構構件的長度方法實現行程調節，具有方便、實用的突出特點。電機控制部分由一個無線顯示器和一個六鍵遙控器組成，能夠分別控制下肢和兩個臂部的運動速度及相位。速度共分六檔，方便快捷，安全可靠。另外，還設計有抗阻運動機構和防側倒裝臵，使肢體癱瘓者的功能鍛煉達到完整性和安全性的要求。主要創新點

（1）下肢運動機構的組合創新設計：曲柄搖桿機構和兩個曲柄滑塊機構串聯，通過一個電機，帶動患者兩腳交叉往復運動；（2）采用改變機構構件長度方式調節腿部運動行程：由兩個滑塊組成，一個接動力部分，一個固定在病人腳部，用一桿件連接，通過調節桿件長度調節行程。降低成本，方便實用；（3）防側倒裝臵創新：通過擺動導桿進行防側倒，成本較低；（4）功能恢復鍛煉創新：滿足了整套運動康復的功能鍛煉要求，三個環節皆能實現，醫療環節完整。推廣應用價值 為機電一體化設計作品，通過機械結構和控制的有機結合，完整實現了肢體癱瘓患者運動治療三環節，實用有效；同時，該作品較多地利用標準件進行加工，降低了成本，便于批量生產；考慮多項安全結構措施，確保患者在使用時舒適、安全、可靠，具有使用方便、成本低廉的突出優點。具有較好的市場應用前景。助殘站立及康復行走輪椅 參賽學校：武漢理工大學

參賽者：鄧偉剛、朱宇川、王天怡、黃詠文、申陽，指導教師：王志海、彭光俊 作品內容簡介

根據到湖北省榮軍療養院、湖北省假肢廠對46位生活在輪椅上的殘疾人士及5位專業護理師調查的結果，我們了解到這類殘疾人終身只能依靠輪椅生活。由于這些殘疾人坐在輪椅上，因此，在生活、工作、就業和娛樂等方面的活動空間受到了極大的限制。另外，由于殘疾人長時間保持坐姿，會對身體各器官的功能產生不良影響。例如，造成血液循環受阻；下肢肌肉萎縮；嚴重時，甚至會導致心肺功能下降。這些殘疾人最大的愿望有：能夠重新站立起來，擴大生活空間，提高自我生活能力與質量；四肢殘疾病人希望能實現用低廉的設備自助前進；希望能解決殘疾人下肢自助鍛煉的問題，以改善健康狀況。為實現上述愿望，我們在傳統輪椅的基礎上，對機構進行了改進，研制成功“助殘站立及康復行走輪椅”，主要創新點

（1）我們在輪椅上安裝了平穩的升降系統，主要由電機、齒輪副、絲杠螺母副、連桿機構等部分組成，實現了殘疾人能自行操作即可安全站立的創新；（2）我們在輪椅上加設了搖擺、棘輪、摩擦副等機構，利用殘疾人身體重心小角度的左右搖擺提供驅動力，實現了通過純機械結構使殘疾人即使是四肢殘疾人也可以自助行進的創新；（3）我們對傳統輪椅的踏板進行了改進，使殘疾人通過身體左右搖擺來驅動踏板做上下移動，從而帶動殘疾人腿部運動。實現了殘疾人下肢自助鍛煉的創新。推廣應用價值

國內外現狀比較：通過查閱資料和網上搜尋，我們沒發現與本產品一樣的多功能輪椅。因此，本產品是國內外首創。綜合考慮本產品所需的材料、人工以及設計技術成本，擬定本產品批量生產價格在人民幣1600元左右。通過對機構的精心設計和巧妙運用，實現了輪椅的多功能化，而且價格低廉，性價比較高，符合我國殘疾人群體的消費水平。有理由相信我們的產品將會有巨大的市場，并且還有極大的可能性進入國際市場。我們衷心希望我們的愛心能給更多的殘疾人帶來幫助，能更好的造福于社會。

第六組

健身機械（20項）新型家庭組合健身器 2 軟毯式跑步機 新型多功能AC電動跑步機 4 多功能健身車 5 翹翹蟲健身車 6 倒立旋轉健身器 多功能綠色健身器 8 踏步滑板車 搖搖樂運動休閑車 多功能靜止步行機多功能胸臂肌健身器自主式節能按摩健身椅三位一體健身器電動保健輪椅 15 多方位頭頸鍛煉器保健辦公椅 新型座式彈力杠鈴健身器全自動健身休閑搖床 19 家用多功能健身器鋼絲繩驅動滑板車

第六組 健身機械（20項）多功能綠色健身器 參賽學校：湖南大學

參賽者：陳瑜、郭淑卿、靖法、葉綠華、羅韶華，指導教師：周水庭、王虎符 作品內容簡介

結合今年創新設計大賽“ 健康與愛心”的主題，針對社會上的健身熱潮以及廣大辦公室人員的“辦公職業病”，我們設計了這一款占地空間小、可折疊的多功能綠色健身器，以適合辦公室和家庭使用。本健身器具備多種功能，可以完成如下等健身動作：蝴蝶夾胸、頸后下拉、重錘下壓、拉力器彎舉、踩車、仰臥起坐、劃船、恢復按摩等。并通過滑輪機構、鏈輪機構、連桿機構、離合器、發電機、蓄電池等巧妙的結構設計和組合，將健身者做上述各種健身動作時所消耗的能量轉化、儲存為電能，并加以綠色利用（運動后的恢復按摩、照明、驅動CD機播放音樂等）。本健身器結構緊湊，占地面積小，外型進行了人性化設計，非常適合辦公室和家庭使用。健身者可以一邊聽著美妙的音樂，一邊做運動，使枯燥乏味的運動更富有樂趣。健身者運動后，可利用轉化、儲存的電能對頸、背、腰、臀、腿部進行按摩，且各按摩動作可獨立控制，實現了運動后的及時恢復。主要創新點

（1）能量的轉化、儲存和綠色利用。本健身器可以將健身者做各種健身動作時人體所消耗的能量轉化、儲存為電能，并加以綠色利用（恢復按摩、照明、播放音樂等）。（2）可折疊，結構緊湊，相對占地面積小。通過巧妙的結構設計和組合，本健身器綜合了目前市場上多數健身器具備的功能，結構可折疊，占地面積僅為0.64～1m2。（3）通過機構創新，巧妙地實現了不同運動之間的切換，并且效果非常理想。（4）淺綠基調的外觀設計，給健身器賦予美感，使其人性化，從而使綠色節能的亮點與綠色的外型得到了和諧的統一。推廣應用價值

本健身器將鍛煉時所消耗的能量收集并儲存起來，可供進行運動后的按摩、欣賞音樂及照明等，符合目前環保，節能的趨勢。如將這種理念應用于標準的健身房所有的健身設備中，節電將非常可觀。結構緊湊，占地面積小，價格低廉，適合家庭和辦公室使用，可推廣潛力大。踏步滑板車

參賽學校：沈陽工業大學 參 賽

者：楊磊、李崢、王佳亮、潘帥明，指導教師：孫學雁 作品內容簡介

普通的滑板車是采用一只腳在車上,另一只腳蹬地使車子前進,雖然車子靈活,但速度有限,而且比較費力.我們設計的這款踏步式滑板車只須人站在車的踏板上做類似踏步運動踏步便可驅動車子前進,這實際上就是把踏步機與滑板車趣味性的結合起來,既增強滑板車的運動性能,又能滿足人們鍛煉身體的需要,本產品老少皆宜,重在給人們增添了一種有趣的室外活動方式。本作品已經申報被受理國家專利。主要創新點

（1）在滑板車上的基礎上增加了助力裝臵，能使其持續運動，并且更加平穩；（2）將踏步機的原理應用于動力驅動，使踏步車能夠持續前進，并增加了趣味性；（3）車體積小，易于攜帶和存放。推廣應用價值

本產品既可于兒童娛樂，也可做短程代步交通工具。同時鍛煉了身體。也可以把它稱為移動踏步機，把室內運動搬到了室外，使人們更好的親近大自然。多功能靜止步行機 參賽學校：海軍工程大學

參賽者：杜貽群、鄭乙、張翼超、于煥蛟、劉正峰，指導教師：王德石、原大衛 作品內容簡介

為了設計一種能夠使普通家庭所接受的健身康復器械，我們特意設計了本產品。本產品的主要功能是幫助使用者鍛煉下身關節和肌肉。可以對下肢癱瘓病人的肌肉萎縮、關節僵化起到一定的預防作用；還可以幫助缺少下肢運動的辦公人員舒松關節緩解疲勞。本產品主要包括內部動力傳動機構和外部運動執行機構，采用齒輪、鏈條以及簡單的連桿機構等，通過改變離合器的離合狀態來實現不同的運動功能。使用者可以通過操縱遙控器實現機器帶動人腳的水平運動、上下運動、圓周運動而且兩踏板可以實現同步運動和異步運動。主要創新點

（1）機構簡單，采用了簡單的五桿機構；（2）遙控調節離合器的離合狀態來改變運動方式的改變；（3）利用一個電機實現多種運動方式；（4）結構小巧，成本低廉，適合家用。推廣應用價值

本產品具有結構小巧，成本低廉，適合家用的特點。在設計上充分考慮了今后功能的升級需要，可以添加各種附加功能模塊，例如按摩、取暖等功能。鋼絲繩驅動滑板車 參賽學校：福州大學

參賽者：王榮明、童華橋、魏招連、謝啟釗，指導教師：葉仲和、陳炎標 作品內容簡介

本滑板車具有兩套相同的驅動機構。每套驅動機構由踏桿、鋼絲繩、槽輪、鏈輪及自行車飛輪組成。兩個踏桿裝在車體前端同一根軸上，可以繞固定軸上下擺動一定角度，鋼絲繩綁在踏桿末端可拉動鋼絲繩繞卷在槽中。我們根據用途把驅動用的鋼絲繩稱作驅動鋼絲繩，把回位用的鋼絲繩稱作回位鋼絲繩。槽輪因開有兩個槽而稱作雙槽輪，其中一個槽用來繞卷驅動鋼絲繩，另一個槽用來繞卷回位鋼絲繩。驅動力傳遞過程：踏桿上下運動，通過鋼絲繩傳遞動力，把踏板上下運動轉化成槽輪和與槽輪做成一體的鏈輪轉動，最終通過鏈傳動驅動后輪軸和后輪轉動。槽輪兩個槽分別栓有用于驅動和回位的鋼絲繩。兩套驅動機構通過回位槽中的回位鋼絲繩實現回位。主要創新點

本設計主要創新點在于兩套驅動機構的建立和驅動機構之間的回位，另外在車體上裝有的踏桿是對自行車踩踏機構的利用和改進。雙槽輪較巧妙的地方有：（1）把踏桿的上下運動傳動到后輪軸上；（2）把兩套驅動機構聯系起來。兩個槽輪之間的一條鋼絲繩使當一個機構驅動同時另一個機構回位，飛輪中棘輪使驅動和回位順暢可靠。推廣應用價值

零件加工簡單，現成零件較多，適合孩童玩耍健身，是對蹬地滑板車的一大改進。

第七組 運動訓練機械（16項）互動式木人樁 帆板搖帆模擬訓練裝臵 3 雙人運動腳踏車 自動可調腳踝放松腳底按摩器 5 羽毛球訓練機器人 滑雪運動訓練仿生步行爬坡機 7 下肢力量訓練器 單兵負荷外骨骼機器人 9 網球發球機器人 羽毛球陪練機 多功能雙腿橫向張合訓練器 “神舟”航天員多姿態訓練模擬器 單兵負重分壓器 多功能劃船訓練模擬器健身保護器 16 乒乓球發球機

第七組 運動訓練機械（16項）5 羽毛球訓練機器人 參賽學校：大連理工大學

參 賽 者：陶 冶、吳 初、王國章、任小濤，指導教師：梁延德、徐 力

作品內容簡介 此便攜式羽毛球訓練機器人既可用于訓練專業羽毛球運動員的特定動作與快速反應能力，又可以作為大眾化個人體育鍛煉器材使用。本設計克服了目前許多羽毛球訓練裝臵專利或發明所存在的不足，具有結構簡單，體積小巧，發球速度快，存球量大，便于攜帶，成本低廉，控制靈活的特點。羽毛球訓練機器人主要由以下部分組成：儲球機構：采用空間桿系可折疊線籠式儲球機構，特點是儲球量大，結構緊湊；落球機構：通過卡爪聯動機構實現羽毛球下落的精確控制；擊球機構：由齒形離合器與圓柱凸輪機構組合設計而成，將電機定向轉動轉化為球拍的周期往復擊打運動；水平轉向機構：采用步進電機通過同步齒形帶帶動底盤轉動，實現發球水平面角度變化；控制系統：由傳感器，控制器（單片機）和執行器三部分組成。可以靈活控制發球頻率，出球仰角及水平方向角。主要創新點（1）采用空間桿系和線籠式可折疊大容量儲球機構設計；（2）采用齒形離合器與圓柱凸輪一體化設計的揮拍擊球機構設計；（3）整機體積小，重量輕，可折疊，便于攜帶；（4）機電一體化系統設計，單片機控制，可實現發球空間角度和擊球力度的隨機變化。

推廣應用價值 該作品結構簡單，體積小巧，便于攜帶，成本低廉，存球量大。控制靈活，操作方便，實用性強，可以應用于專業訓練，也可以用于個人體育鍛煉。有很好的市場前景。網球發球機器人

參賽學校：哈爾濱工業大學

參 賽 者：王鑫、羅杰俊、耿鈞、趙濤、胡濤，指導教師：曲秀全、宋寶玉 作品內容簡介 在進行了一系列的市場調查后，我們發現在網球發球機這一方面國內的產品居然接近于空白，而國外機器的價格一直是居高不下，對我國網球活動的大力開展有很大的影響。為此，我們小組開始了對網球發球機器人這個項目開始了研發以及制作。作為一臺優秀的網球發球機器人，我們的機器具有以下特點：（1）采用先進的微電腦自動控制技術，專業領先。（2）可遠程遙控控制發球，在全場和半場任意調整發球。（3）具多功能特性，可發出8種不同的球：直球、斜線球、落地擊球、高球吊球、短截球、上旋球、下旋球、隨機球。（4）球路變化多樣，可精確地練習長抽、高吊、短截、上旋、下旋、旁旋及上網截擊。（5）可遠程遙控發球速度、間隔時間、發球高度、出球軌跡、擺動角度。正是基于以上特點，我們的網球發球機器人既可以成為專業運動員的陪練機，也可以是普通人的娛樂機，拓寬了市場范圍，擴大的消費人群，也為普及網球運動做出了應有的貢獻。主要創新點（1）機械結構簡單實用，造價低廉；（2）采用DSP驅動電路，穩定性強；（3）自主開發遙控芯片和通信協議，拓展能力強，升級方便；（4）首次采用了收球系統，在整個網球發球機里屬于首創；（5）開發串口協議，可以直接與電腦相連，可調性強；（6）模塊化設計，便于升級和改造，互換性強。

推廣應用價值 隨著中國網球選手在世界大賽上的表現日益出色，國內逐漸掛起了一陣網球熱。作為一款功能強大，造價低廉的網球發球機器人，我們認為市場前景非常看好，據調查，90%的體育學校和培訓場所都苦于價格高而無法購買足夠的網球機器人，我相信經過后續開發，我們的產品一定可以開拓出屬于自己的市場。“神舟”航天員多姿態訓練模擬器 參賽學校：國防科學技術大學

參 賽 者：趙希慶、孟鵬飛、袁博、王曉聰、李波，指導教師：潘存云、易聲耀

作品內容簡介 “神舟”航天員多姿態訓練模擬器由轉盤、傳動裝臵、多自由度復合輪系機構、驅動裝臵、動力裝臵、電控裝臵和托架平臺等部分組成。是一個典型的機電一體化作品。該作品可在三維空間區域內實現全方位、多姿態定位、旋轉，運動可靠、安全。具體有如下主要機構和運動動作。（1）單級行星輪系機構實現180°~200°偏擺（y軸）。（2）多級空間復合輪系實現滾輪繞自身軸線的連續正、反轉（x軸）。（3）蝸輪蝸桿機構實現轉臺的整體旋轉（z軸）。（4）同步帶實現遠距離傳動。“神舟”航天員多姿態訓練模擬器使受訓人員完成坐、臥、站等多種姿勢的抗眩暈模擬訓練動作，獲得良好的訓練效果。

主要創新點（1）采用多自由度復合輪系機構實現了航天員模擬外太空環境下的多姿態運動訓練（繞x、y、z軸的旋轉）；（2）采用同步帶實現了遠距離傳動，從而避免了下級電機成為上級傳動的負載；（3）采用四桿機構，訓練人員可采取坐、臥、站等多種姿勢進行訓練；（4）采用多種保護措施，使受訓人員的安全得到多重保護。

推廣應用價值 用于航天員的選拔及訓練：采用此訓練模擬器可挑選出高素質航天員，日常訓練經常性使用多姿態訓練模擬器，可有效提高航天員綜合素質。可用于陸軍（單自由度）、海軍（二自由度）、空軍飛行員（三維）的抗眩暈訓練，陸、海、空三軍的訓練要求、特點和強度各不相同，可針對不同兵種進行不同要求和模式進行訓練。作為一種全方位、多姿態的運動器械，使廣大群眾尤其是年輕人體驗一種安全而又刺激的健身活動。n

第三篇：機械創新設計大賽

第十屆遼寧省普通高等學校大學生機械創新設計大賽 第十屆遼寧省普通高等大學生機械設計大賽，將于2011年10月28~30日在東北大學舉行，本次大賽由遼寧省教育廳主辦，遼寧省普通高等學校大學生機械創新設計競賽組委會承辦，現場決賽由東北大學承辦。參賽對象為遼寧省普通高等學校本科生，可以由輔導教師輔導。參賽作品為2010年5月以來課外科技創新或社會實踐活動完成的成果。本屆比賽的評委由各高校專家組成，更具權威性和公平性。屆時，將從本屆競賽的作品中選擇優秀作品推薦參加全國大學生機械創新設計大賽決賽。

該大賽旨在推動普通高等學校機械學科教學內容和課程體系改革，探索機械基礎課程教學的新形式，引導高等學校在教學中注重培養大學生的創新設計意識、綜合設計能力和團隊協作精神，加強大學生動手能力的培養和工程實踐的訓練，培養大學生根據實際需求進行創新思維、機械設計和工藝制作等實際工作的能力，并以此為契機促進大學生課外科技創新活動的蓬勃開展，發現和培養一批在科技創新上有潛力、有作為的優秀人才。

該大賽活動始于2001年，首屆比賽在東北大學舉辦，以后每一年舉辦一屆。遼寧省各大高校積極重視該項活動，在校內積極開展活動宣傳等前期準備。歷年參賽學校及參賽隊伍呈現出穩步增長的趨勢，據了解，在第九屆來自遼寧省20所大學142代表隊參加了本次競賽。時隔十載，機械創新設計大賽又將在東北大學舉行，機械創新設計大賽已逐步發展為大學生知識與實踐相結合的新舞臺。

作為現場決賽的承辦單位，東北大學積極準備機械創新設計競賽的籌備工作。成立第十屆遼寧省普通高等學校大學生機械設計競賽組委會。選拔志愿者從事該項競賽的志愿服務，接待參賽隊伍，在學校附近統一安排住宿，在學校食堂統一安排便利的餐飲，使參賽者在每時每刻都能得到更加人性化的服務。及時收集參賽隊及參賽作品信息，做好競賽場地的布置及安保工作并及時發布競賽相關信息。

東北大學1#樓是該項競賽的決賽場地，屆時，參賽作品將以實物或實物模型以及展板的形式在一樓大廳展示。參賽作品將有作品名稱、高校名稱、設計者、指導教師、作品內容、創新點及作品推廣應用價值等詳細信息公示。在答辯環節中，評審專家將在統一時間分組參觀展區相應作品，并現場觀看作品演示并提問。參觀結束后，每項作品答辯環節7分鐘，5分鐘以內的powerpoint作品介紹，使評委及觀眾對參賽作品有更深入的了解，最后2分鐘專家提問及點評。東北大學作為活動的東道主，為東大學子親臨比賽現場提供了便利，學生可以到1#樓參觀實物模型，積累創新設計的寶貴經驗。

第四篇：機械創新設計大賽

關于于舉辦浙江大學寧波理工學院第七屆機械設計大賽暨第五屆全國大學生機械創新設計大賽預賽的通知

為了培養大學生的創新設計能力、綜合設計能力與團隊協作精神,加強學生動手能力的培養和工程實踐的訓練，提高學生針對實際需求進行創新思維、機械設計和工藝制作等實際工作能力。按照全國大學生機械創新設計大賽組委會《第五屆全國大學生機械創新設計大賽主題與內容的通知》（第1號通知）決定在全校范圍內舉辦舉辦浙江大學寧波理工學院第七屆機械設計大賽及全國賽預賽，擇優選拔參加2012年第五屆全國大學生機械創新設計大賽浙江賽區比賽并同時參加浙江大學舉辦的競賽，具體通知如下：

一、參賽對象：浙江大學寧波理工學院全日制本科生（含2012屆畢業生）

二、競賽主題、內容及要求

1．競賽主題：“幸福生活——今天和明天”。

2．競賽內容：休閑娛樂機械和家庭用機械的設計和制作。

學生們可根據對日常生活的觀察，或根據對未來若干年以后人們的生活環境和狀態的設想，設計并制作出能夠使人們的生活更加豐富、便利的機械裝置。

家庭用機械指“對家庭或宿舍內物品進行清潔、整理、儲存和維護用機械”。休閑娛樂機械指“機械玩具或在家庭、校園、社區內設置的健康益智的生活、娛樂機械”。凡參加過本賽事以前比賽的作品原則上不得再參加本屆比賽；如果作品在功能或原理上確有新的突破和創新，參賽時須對突破和創新之處做出說明。3．競賽作品要求：

所有參加決賽的作品必須與本屆大賽的主題和內容相符，與主題和內容不符的作品不能參賽。參賽作品必須以機械設計為主，提倡采用先進理論和先進技術，如機電一體化技術等。對作品的評價不以機械結構為單一標準，而是對作品的功能、設計、結構、工藝制作、性能價格比、先進性、創新性等多方面進行綜合評價。在實現功能相同的條件下，機械結構越簡單越好。

作品的選評采用綜合評價，一般從以下幾個方面進行評價：(1)選題評價①新穎性 ②實用性 ③意義或前景

(2)設計評價①創新性 ②結構合理性 ③工藝性 ④先進理論和技術的應用 ⑤設計圖紙質量

(3)制作評價①功能實現 ②制作水平與完整性 ③作品性價比(4)現場評價①介紹及演示 ②答辯與質疑

三、競賽日程安排

1、競賽報名：各參賽隊將參賽隊員名單及聯系方式于2011年10月28日11:30之前報至機能分院教務辦公室（NA410）章斌老師處。

2、開幕式：要求所有參賽學生必須參加開幕式。時間地點另行通知。內容：

（1）開幕式上布置競賽任務，并邀請命題老師對競賽題目進行講解，接受同學的提問；（2）介紹往屆全國、浙江省和浙江大學大學生機械設計競賽概況。

3、理論方案設計：2011年10月24日～2011年11月17日。參賽學生必須在2011年11月16日12:00前將理論設計方案書（封面見附件）一式二份送交機能分院教務辦公室（NA410）,逾期不與受理。

4、理論方案評審：2011年11月18日～2011年11月27日。

5、實物（模型）制作：2011年11月28日～2012年3月31日（各參賽隊自行安排）。

6、實物（模型）評審：2011年3月25日～2011年4月5日(具體時間地點另定)，優秀作品推薦參加浙江大學第十七屆機械設計競賽決賽（2012年4月中旬）及2012年第五屆全國大學生機械創新設計大賽浙江賽區比賽（2012年5月中旬）。

四、獎勵

1、獎項：

一、二等獎，三等獎，參賽獎。單項獎：最佳創意獎、最佳造型獎。

2、根據《浙江大學寧波理工學院大學生學科競賽工作管理辦法》文件精神進行獎勵。

五、模型制作經費

學院給與進入實物（模型）制作的隊提供一定的經費資助。未得到學校經費資助的參賽隊，自行完成作品制作的也可參加決賽，獲競賽等級獎的隊，可獲得一定的經費補助。

機電與能源工程分院 2011年10月24日

第五篇：大學生機械創新設計大賽

第一屆

時間：2004.9

主題：無固定主題

第三屆

時間：2008.10第二屆時間：2006.10主題：本屆大賽主題為“健康與愛心”，內容為“助殘機械、康復機械、健身機械、運動訓練機械等四類機械產品的創新設計與制作”。

主題：第三屆全國大學生機械創新設計大賽（2008年）的主題為“綠色與環境”。內容為“環保機械、環衛機械、廚衛機械三類機械產品的創新設計與制作”。其中“環保機械”的解釋為用于環境保護的機械；“廚衛機械”的解釋為用于廚房、衛生間內所使用的機械。所有參加決賽的作品必須與本屆大賽的主題和內容相符，與主題和內容不符的作品不能參賽。參賽作品必須以機械設計為主，提倡采用先進理論和先進技術，如機電一體化技術等。對作品的評價不以機械結構為單一標準，而是對作品的功能、結構、工藝制作、性能價格比、先進性、創新性等多方面進行綜合評價。在實現功能相同的條件下，機械結構越簡單越好。第四屆

時間： 2010.10

主題： 第四屆（2010年）全國大學生機械創新設計大賽的主題為“珍愛生命，奉獻社會”，內容為“在突發災難中，用于救援、破障、逃生、避難的機械產品的設計與制作”。其中“用于救援、破障的機械產品”指在火災、水災、地震、礦難等災害發生時，為搶救人民生命和財產所使用的機械；“用于逃生、避難的機械產品”，指立足防范于未然，在突發災害發生時保護自我和他人的生命和財產安全的機械，也包括在災難和緊急情況發生時，房屋建筑、車船等運輸工具以及其他一些公共場合中可以緊急逃生、避難功能的門、窗、鎖的創新設計。