第一篇：機械創(chuàng)新設(shè)計課程教學(xué)大綱

《機械創(chuàng)新設(shè)計》課程教學(xué)大綱

課程名稱：機械創(chuàng)新設(shè)計

英文名稱：Machinery Innovation Design 課程代碼：11113103

一、課程基本情況

1．學(xué)分： 2 學(xué)時： 32（理論學(xué)時： 28 實驗學(xué)時： 4）2．課程類別：專業(yè)限定選修課

3．適用專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 4．適用對象：本科

5．先修課程： 機械原理 機械設(shè)計 機械制圖 6．教材與參考書目

教 材：《機械創(chuàng)新設(shè)計》，高志 劉瑩 編著，清華大學(xué)出版社，2009年。

二、課程介紹

機械創(chuàng)新設(shè)計的目的和任務(wù)是幫助學(xué)生建立創(chuàng)新設(shè)計的思想，從創(chuàng)新的理論出發(fā),重點掌握機械創(chuàng)新設(shè)計中有效的創(chuàng)新方法，通過對機械設(shè)計中常用的表達(dá)方法進(jìn)行詳細(xì)介紹,以及創(chuàng)新設(shè)計的實例的引入,使學(xué)生對創(chuàng)新的方法有了更全面的了解.從而獲得掌握機械創(chuàng)新設(shè)計問題的初步能力.此外通過創(chuàng)新失誤的原因了解,提高從事創(chuàng)新設(shè)計的實踐成功率.在教學(xué)中彩用多媒體輔助教學(xué)方法、實物教學(xué)等教學(xué)手段。本門課在專業(yè)教學(xué)計劃中起到及其重要的作用，創(chuàng)新是人類文明進(jìn)化，發(fā)展的動力，是科技進(jìn)步、發(fā)展的動力，是人類社會發(fā)展的動國力，所以在大學(xué)中必須開設(shè)創(chuàng)新課程。

三、課程內(nèi)容、學(xué)時分配及教學(xué)基本要求

第一章（單元）緒論（共2學(xué)時）

（一）教學(xué)內(nèi)容： 第一節(jié) 創(chuàng)新的含義

知識要點：，創(chuàng)新的實用性和新穎性 第二節(jié) 創(chuàng)新的意義

知識要點：創(chuàng)新是一個民族發(fā)展的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力 第三節(jié) 創(chuàng)新與設(shè)計

知識要點：創(chuàng)新是設(shè)計的本質(zhì)屬性 第四節(jié) 創(chuàng)新學(xué)與創(chuàng)新教育

知識要點：創(chuàng)造學(xué)作為一門新興學(xué)科是益受到人們的重視，創(chuàng)新實踐不再是少數(shù)人的行為。

第五節(jié) 設(shè)計理論與教育

知識要點：設(shè)計是一種創(chuàng)造性的實踐活動，設(shè)計水平的更是成為國家核心競爭的標(biāo)志，于是，人們發(fā)現(xiàn)了多種設(shè)計理論和方法，并創(chuàng)立了各類學(xué)科體系。

第六節(jié) 本課和的教學(xué)內(nèi)容和方法

知識要點：本門課程的教學(xué)內(nèi)容是介紹創(chuàng)新機械設(shè)計的典型方法和生動的實例。教學(xué)重點：創(chuàng)造學(xué)作為一門新興學(xué)科是益受到人們的重視，創(chuàng)新實踐不再是少數(shù)人的行為的理解。

教學(xué)難點：設(shè)計是一種創(chuàng)造性的實踐活動，設(shè)計水平的更是成為國家核心競爭的標(biāo)志，于是，人們發(fā)現(xiàn)了多種設(shè)計理論和方法，并創(chuàng)立了各類學(xué)科體系的理解。

（二）教學(xué)基本要求：

1．基本知識、基本理論方面 “了解創(chuàng)新的含義”，“理解創(chuàng)新的意義”，“懂得創(chuàng)新與設(shè)計的關(guān)系”，“掌握創(chuàng)造學(xué)的基本理論”。

2．能力、技能培養(yǎng)方面 “了解創(chuàng)新活動是人類最復(fù)雜，最高級的實踐活動”，“初步掌握創(chuàng)新與設(shè)計的關(guān)系”，“掌握創(chuàng)新性對設(shè)計理論及教育的基本要求”。

第二章（單元）機械創(chuàng)新設(shè)計的表達(dá)方法（共4學(xué)時）

（一）教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 表達(dá)在設(shè)計中的作用、知識要點：機械設(shè)計表達(dá)的三大類型 第二節(jié)

黑箱表示法

知識要點：黑箱表示法只表達(dá)功能是什么，而不表達(dá)怎么辦的問題。第三節(jié) 功能草圖表示法

知識要點：這種表示法只需要表達(dá)針對關(guān)鍵問題的所采用的技術(shù)手段 第四節(jié) 機械設(shè)計表達(dá)實例(1)、知識要點：縫紉機的主要功能和輔助功能

第五節(jié) 機械設(shè)計表達(dá)實例(2)、知識要點：針式打印機主要功能和輔助功能 第六節(jié) 機械設(shè)計表達(dá)實例(3)知識要點：硬幣計數(shù)包卷機的主要功能和輔助功能 教學(xué)重點：各實例的結(jié)構(gòu)組成 教學(xué)難點：各設(shè)備的功能原理

（二）教學(xué)基本要求：

1．基本知識、基本理論方面要分層次寫明“了解表達(dá)在設(shè)計在的作用”，“理解人大腦對信息存儲和處理過程”，“懂得黑箱表達(dá)法指的是功能是什么，而不是怎么做”，“掌握黑箱表達(dá)法的物質(zhì)守恒、能量守恒以及對環(huán)境的需求與影響”，“熟練掌握功能草圖表達(dá)法”。

2．能力、技能培養(yǎng)方面要分層次寫明“了解功能草圖表達(dá)真正目地”，“初步掌握功能草圖法的具體應(yīng)用”，“掌握縫紉機、針式打印機、硬幣計數(shù)包卷機設(shè)備的結(jié)構(gòu)”，“熟練掌

握掌握縫紉機、針式打印機、硬幣計數(shù)包卷機的原理及構(gòu)思過程”。

第三章（單元）機械創(chuàng)新設(shè)計的選題（共2學(xué)時）

（一）教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 提出問題比解決問題更重要 知識要點：提出問題在創(chuàng)新實踐中的作用 第二節(jié) 社會需求是創(chuàng)新的動力

知識要點：正確的和捕捉社會需求是機械設(shè)計選題的基本的途徑 第三節(jié)

科技進(jìn)步對創(chuàng)新設(shè)計的作用

知識要點：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為機械創(chuàng)新提供了新的手段 第四節(jié) 生產(chǎn)發(fā)展對創(chuàng)新設(shè)計的作用

知識要點：生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)只有相互配合,才能達(dá)到生產(chǎn)能力的平衡 第五節(jié) 根據(jù)遇到的“不方便”確定選份

知識要點：在生活中發(fā)現(xiàn)不方便,解決這種不方便 第六節(jié) 根據(jù)遇到的“意外”便確定選題

知識要點：根據(jù)遇到的“意外”便確定選題是一種成功率效高的創(chuàng)新方法 第七節(jié) 根據(jù)事物的關(guān)鍵弱點確定選題

知識要點：發(fā)現(xiàn)弱點,發(fā)揮自已優(yōu)勢,才能有趁對性的創(chuàng)新

教學(xué)重點：在生活,生產(chǎn)和各類實踐活動中,善于觀察問題,去解決問題是創(chuàng)新的關(guān)健 教學(xué)難點：怎樣在生活中發(fā)現(xiàn)問題,發(fā)現(xiàn)不方便,發(fā)現(xiàn)需求

（二）教學(xué)基本要求：

基本知識、基本理論及能力培養(yǎng)方面“了解機械創(chuàng)新選題中提出問題比解決問題更重要”，“理解機械設(shè)計應(yīng)用的社會需求性”，“懂得科學(xué)技術(shù)對創(chuàng)新設(shè)計的作用”，“掌握通過不同的意外所帶來的選題技巧”。

第四章（單元）功能原理創(chuàng)新設(shè)計（共4學(xué)時）

（一）教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 功能設(shè)計的意義 知識要點：功能設(shè)計的原理與方法 第二節(jié) 工藝功能設(shè)計方法

知識要點：工藝功能設(shè)計的原理與方法 第三節(jié) 綜合技術(shù)功能設(shè)計方法

知識要點：綜合技術(shù)功能設(shè)計的原理與方法 第四節(jié) 功能組合設(shè)計方法

知識要點：功能組合設(shè)計的原理與方法 第五節(jié) 設(shè)計目錄方法

知識要點：對設(shè)計目錄方法的理解 第六節(jié) 功能元素方法

知識要點：功能元素物理解法目錄的掌握 第七節(jié) 發(fā)明問題解決理論

知識要點：發(fā)明問題解決技術(shù)系統(tǒng)中的沖突 第八節(jié) 公理化設(shè)計方法

知識要點：公理化設(shè)計方法科學(xué)化思維過程 教學(xué)重點：各種創(chuàng)新方法的理解 教學(xué)難點：各種創(chuàng)新方法的具體應(yīng)用

（二）教學(xué)基本要求：

基本知識、基本理論及能力、技能培養(yǎng)方面使學(xué)生了解各種創(chuàng)新設(shè)計方法的基本理論,懂得利用這些創(chuàng)新設(shè)計方法解決生活中的各類問題。

第五章（單元）機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計（共4學(xué)時）

（一）教學(xué)內(nèi)容： 第一節(jié) 簡單動作功能機構(gòu)設(shè)計

知識要點：簡單動作功能機構(gòu)的特點和應(yīng)用 第二節(jié) 機構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計方法

知識要點：把機構(gòu)進(jìn)行組合是機械設(shè)計的重要方法 第三節(jié) 機構(gòu)變異設(shè)計

知識要點：機構(gòu)變異原理及應(yīng) 第四節(jié) 機構(gòu)再生運動鏈方法

知識要點：機構(gòu)再生運動鏈法的創(chuàng)新設(shè)計流程 教學(xué)重點：機構(gòu)的特點及應(yīng)用 教學(xué)難點：機構(gòu)的特點及應(yīng)用

（二）教學(xué)基本要求：

通過本章的學(xué)習(xí)使學(xué)生能了解熟悉常用的一些創(chuàng)造性機構(gòu)組成及原理，并有效地嘗試應(yīng)用這些創(chuàng)造性機構(gòu)，去進(jìn)行創(chuàng)新實踐。

第六章（單元）結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計（共4學(xué)時）

（一）教學(xué)內(nèi)容： 第一節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計意義及結(jié)構(gòu)變異設(shè)計方法

知識要點：對創(chuàng)新思維在機械設(shè)計中的重要應(yīng)用 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計方法

知識要點：結(jié)構(gòu)組合已有的技術(shù)要素及特點 第三節(jié) 引入新的結(jié)構(gòu)因素

知識要點：被引入的結(jié)構(gòu)及性能 第四節(jié) 引入新的邏輯方法及引入新的設(shè)計理念

知識要點：應(yīng)用新的邏輯方法及引入新的設(shè)計理念去巧妙解決技術(shù)難題

教學(xué)重點：對各種結(jié)構(gòu)及組合基本原理及技要點的掌握 第五節(jié) 教學(xué)難點：引入的新的結(jié)構(gòu)因素,新的邏輯方法新的設(shè)計理念在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用

（二）教學(xué)基本要求：

充分發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的設(shè)計能力，進(jìn)行一些新的機構(gòu),組合的原理與方案構(gòu)思與設(shè)計,從而達(dá)到開闊學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力、掌握機械創(chuàng)新設(shè)計的一般規(guī)律和法則、提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計素質(zhì)，特別是創(chuàng)新設(shè)計理念與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目的，以適應(yīng)我國市場經(jīng)濟(jì)、全球科學(xué)技術(shù)發(fā)展特別是機械工程技術(shù)發(fā)展的需要。

第七章（單元）一般創(chuàng)新設(shè)計技法（共4學(xué)時）

（一）教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 頭腦風(fēng)暴法

知識要點：頭腦風(fēng)暴法的應(yīng)用及注意事項。

第二節(jié) 變異創(chuàng)新方法

知識要點：變異創(chuàng)新方法的特點及應(yīng)用。第三節(jié) 組合創(chuàng)新方法

知識要點：組合創(chuàng)新方法的特點及應(yīng)用。

第四節(jié) 機遇利用法

知識要點：機遇利用法的特點及應(yīng)用。

第五節(jié) 技術(shù)移植法及逆向構(gòu)思法

知識要點：技術(shù)移植法及逆向構(gòu)思法的特點及應(yīng)用。教學(xué)重點：各種創(chuàng)新技法的特點 教學(xué)難點：各種創(chuàng)新技法的應(yīng)用

（二）教學(xué)基本要求：

熟悉掌握一般創(chuàng)新設(shè)計技法的程序、應(yīng)用及注意事項。

通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能熟悉常用的一些創(chuàng)新技法，并有效地嘗試應(yīng)用這些創(chuàng)新技法，去進(jìn)行創(chuàng)新實踐。

第八章（單元）創(chuàng)造力開發(fā)（共2學(xué)時）

（一）教學(xué)內(nèi)容： 第一節(jié) 創(chuàng)造力的含義與特征

知識要點：創(chuàng)造力的含義與特征的理解 第二節(jié) 創(chuàng)造力的基本屬性

知識要點：創(chuàng)造力的基本屬性的理解 第三節(jié) 創(chuàng)造力開發(fā)的內(nèi)容,途徑,一般方法

知識要點：創(chuàng)造力開發(fā)的內(nèi)容,途徑,一般方法的掌握 第四節(jié) 影響創(chuàng)造開發(fā)的基本要素

知識要點：影響創(chuàng)造開發(fā)的基本要素的掌握

教學(xué)重點：創(chuàng)造力開發(fā)的內(nèi)容,途徑,一般方法 教學(xué)難點：影響創(chuàng)造開發(fā)的基本要素的理解

（二）教學(xué)基本要求：

通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對機械創(chuàng)新設(shè)計建立感性的認(rèn)識，激發(fā)創(chuàng)造的激情，探索創(chuàng)新設(shè)計之路，以期有所創(chuàng)造、有所發(fā)明。

第九章（單元）創(chuàng)新失誤分析（共2學(xué)時）

（一）教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 失誤的經(jīng)驗是寶貴的財富 知識要點：失誤產(chǎn)生與預(yù)防

第二節(jié) 脫離社會需求導(dǎo)致創(chuàng)新失誤 知識要點：脫離社會需求所造成失誤的分析 第三節(jié) 違背科學(xué)原理導(dǎo)致創(chuàng)新失誤 知識要點：要充分認(rèn)識科學(xué)原理的重要性 第四節(jié) 過期發(fā)明導(dǎo)致創(chuàng)新失誤 知識要點：創(chuàng)新前展性的重要意義 第五節(jié) 不合時宜導(dǎo)致創(chuàng)新失誤 知識要點：對不合時宜的創(chuàng)新的分析 第六節(jié) 思維方式與創(chuàng)新失誤的關(guān)系

知識要點： 思維方式與創(chuàng)新失誤的關(guān)系理論的掌握 教學(xué)重點：各種創(chuàng)新失誤的分析及理解 教學(xué)難點：對各種創(chuàng)新失誤的的預(yù)防

（二）教學(xué)基本要求：

通過對前人各種創(chuàng)新失誤的總結(jié)和分析,使學(xué)生對創(chuàng)新失誤的各種原因有一個全新的認(rèn)識,同時,更深的了解可能造成失誤的各種原因,有利于在今后的生活中減少失誤,提高創(chuàng)新的成功率.四、課內(nèi)實驗環(huán)節(jié)及要求

慧魚模型創(chuàng)新設(shè)計實驗 , 空間機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計實驗（共4學(xué)時）

(1)認(rèn)識了解機器的一般構(gòu)成原理。

(2)了解所組裝的機器模型的工作原理，以及在工業(yè)中的實際用途。(3)加深對機械傳動、計算機控制和機電一體化裝置的感性認(rèn)識。(4)鍛煉動手和協(xié)作能力，培養(yǎng)邏輯思維和開拓創(chuàng)新的意識。

五、考核辦法

1.考核方式：（考查）2.考核形式：（開卷）

3.成績核定：課程成績＝平時出勤（30％）+期末開卷考試（70％）

大綱制訂人：王宇清

教學(xué)院長： 王世剛

院長（主任）：曲波

第二篇：《機械優(yōu)化設(shè)計》-課程教學(xué)大綱

《機械優(yōu)化設(shè)計》－課程教學(xué)大綱修訂

—、課程名稱

機械優(yōu)化設(shè)計

Mechanical Optimize Design

二、學(xué)分、學(xué)時

2學(xué)分，32學(xué)時

三、預(yù)修課程

高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、數(shù)值分析、機械學(xué)、計算機科學(xué)等。

四、適用學(xué)科領(lǐng)域

機械設(shè)計及理論、森林工程、交通工程和控制理論與控制工程等。

五、課程主要內(nèi)容、重點難點及學(xué)時分配

（一）教學(xué)基本要求：

通過實用機械優(yōu)化設(shè)計的教學(xué)要使專業(yè)學(xué)生了解優(yōu)化設(shè)計的基本思想，優(yōu)化設(shè)計在機械中的作用及其發(fā)展概況。初步掌握建立數(shù)學(xué)模型的方法，熟練掌握優(yōu)化方法。并具備一定的將機械工程問題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)化問題并求解的應(yīng)用能力。

（二）培養(yǎng)能力與素質(zhì)：

本門課程的教學(xué)目的和任務(wù)是：通過實用機械優(yōu)化設(shè)計的教學(xué)使學(xué)生掌握問題轉(zhuǎn)化成最優(yōu)化問題的方法。并且利用最優(yōu)化的方法編制計算機程序，用計算機自動尋找 最佳的設(shè)計方案。機械優(yōu)化設(shè)計是一種現(xiàn)代設(shè)計方法。在有條件的情況下，應(yīng)在課余時間指導(dǎo)學(xué)生上機操作，提高學(xué)生獨立工作的能力，掌握實例用于解決工程實際 問題。

（三）主要內(nèi)容和重點、難點

本門課程的主要內(nèi)容包括：機械優(yōu)化設(shè)計的基本術(shù)語和數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化設(shè)計的基本概念和理論；無約束最優(yōu)化方法，約束優(yōu)化設(shè)計的直接法，約束優(yōu)化設(shè)計人間接解法。

第一章機械優(yōu)化設(shè)計的基本術(shù)語和數(shù)學(xué)模型

通過列舉一些實際的優(yōu)化設(shè)計問題，對機械優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型及用到的基本述評作一簡要敘述。對主要名詞術(shù)語進(jìn)行定義和作必要的解釋。使學(xué)生了解模型的形式和分類初步掌握數(shù)學(xué)模型建立的方法，了解設(shè)計的一般過程用其幾何解釋。1．1幾個機械優(yōu)化設(shè)計問題的示例 1．2機械優(yōu)化設(shè)計的基本術(shù)語

1．3優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型及其分類 1．4優(yōu)化設(shè)計方法

1．5優(yōu)化設(shè)計的一般過程及其幾何解釋

第二章 優(yōu)化設(shè)計的某些概念和理論

在講述機械優(yōu)化設(shè)計方法之前,首先講述目標(biāo)函數(shù)、約束函數(shù)的基本性質(zhì)。目標(biāo)函數(shù)達(dá)到約束最控制的條件及迭代法求解的一般原理和收斂條件等。使得學(xué)生掌握和使用優(yōu)化設(shè)計方法。

2．1 目標(biāo)函數(shù)與約束函數(shù)的某些基本性質(zhì) 2．2約束函數(shù)的集合及其性質(zhì)

2．3機械優(yōu)化設(shè)計問題最優(yōu)解及其極值條件 2．4機械優(yōu)化設(shè)計問題的數(shù)值解法及收斂條件

第三章機械優(yōu)化設(shè)計中幾種常用的無約束最優(yōu)化方法

在工程實際中，盡管所有設(shè)計問題幾乎都是有約束的。但約束優(yōu)化設(shè)計問題可以轉(zhuǎn)化為無約束問題來求解。有些約束優(yōu)化方法，也可以借助于無約束優(yōu)化方法的策略思 想來構(gòu)造。因此，本章著重講授幾種常用的一維搜索的最優(yōu)化方法和多維的無約束最優(yōu)化方法。要求學(xué)生掌握一維搜索中的黃金分割法、二次插值多維搜索中的 POWELL法。3．1 一維搜索的最優(yōu)化方法

3．2 一維搜索的最優(yōu)化方法和POWELL法 3．3 其它多變量的無約束優(yōu)化方法 3．4 多變量無約束最優(yōu)化方法小結(jié)

第四章約束優(yōu)化設(shè)計的直接解法

在己經(jīng)學(xué)習(xí)過無約束優(yōu)化設(shè)計方法的基本上，本章主要講授約束優(yōu)化設(shè)計的直接解法。要求學(xué)生掌握復(fù)合形法。4．1約束隨機方向搜索法 4．2約束優(yōu)化設(shè)計的復(fù)合形法 4．3約束優(yōu)化設(shè)計的直接搜索方法

第五章約束優(yōu)化設(shè)計的間接解法

本章著重講授約束優(yōu)化設(shè)計間接解法，要求學(xué)生掌握懲罰函數(shù)法 5.1 約束優(yōu)化設(shè)計間接解法的基本思想 5.2內(nèi)點懲罰函數(shù)法 5.3外點懲罰函數(shù)法 5.4混合懲罰函數(shù)法

5.5約束優(yōu)化設(shè)計問題間接解法小結(jié)

第六章 實用機械的最優(yōu)化設(shè)計

6.1桿件及連桿機構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計 6.2凸輪機構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計 6.3彈簧的最優(yōu)化設(shè)計 6.4制動器的最優(yōu)化設(shè)計

六、主要參考書目

孫靖民等主編．《機械優(yōu)化設(shè)計》．機械工業(yè)出版社 Ｒ.Ｌ福克斯著．《機械優(yōu)化設(shè)計》．科學(xué)出版社 何獻(xiàn)忠，李萍等著．《機械優(yōu)化設(shè)計》北京理工大學(xué)出版社

第三篇：機械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)大綱

一、課程信息 《機械創(chuàng)新設(shè)計》教學(xué)大綱（理論課程及實驗課程適用）課程名稱（中文）：機械創(chuàng)新設(shè)計 課程名稱（英文）：Mechanical creative design 課程類別：專業(yè)方向課課程性質(zhì)：選修 計劃學(xué)時：32（其中課內(nèi)學(xué)時：32，課外學(xué)時：0）計劃學(xué)分：2 先修課程：畫法幾何及機械制圖、機械原理、機械設(shè)計、機械制造基礎(chǔ)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、金屬材料及熱處理、機械產(chǎn)品設(shè)計學(xué) 選用教材：《創(chuàng)新思維與機械創(chuàng)新設(shè)計》，溫兆麟編著，機械工業(yè)出版社，2012 年；

非 自編 開課院部：機電工程學(xué)院 適用專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化課程負(fù)責(zé)人：

課程網(wǎng)站：

二、課程簡介（中英文）《機械創(chuàng)新設(shè)計》系統(tǒng)地講授了創(chuàng)新思維及其在機械創(chuàng)新中的應(yīng)用，其目的是使學(xué)生建 立機械創(chuàng)新設(shè)計的合理知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。本課程內(nèi)容包括“克服思維定勢、激發(fā)創(chuàng)新潛能”，“組合創(chuàng)新”，“類比創(chuàng)新”，“仿生創(chuàng)新”，“逆反創(chuàng)新”，“還原創(chuàng)新”，“系統(tǒng)思維創(chuàng)新”以及“專利基本知識”等 8 個部分內(nèi)容，其中“組合創(chuàng)新”和“仿生創(chuàng)新”是教學(xué)重點。在講授創(chuàng)新思維原理與方法的同時，本課程注重理論聯(lián)系實際，對于每一種創(chuàng)新思維，都結(jié)合機械的實踐，舉例分析了它在機械設(shè)計中的應(yīng)用。本課程的亮點是引 用了豐富的創(chuàng)新實例，舉一反三，從而達(dá)到融會貫通的效果，并將德育融合在創(chuàng)新思維空間 中，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)高尚情操，融傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)為一體。

“Mechanical creative design“ systematically presents innovative thinking and its application in mechanical innovation.The purpose is to enable students to establish a rational knowledge structure of mechanical creative design, and cultivate students＇ innovative consciousness and innovation ability.This course covers eight topics such as “overcoming the mindset, stimulating innovation potential“, “combinatorial innovation“, “analogy innovation“, “bionic innovation“, “reversible innovation“, “restore innovation “, “system thinking innovation“ and “basic knowledge of patent “, with “combinatorial innovation“ and “bionic innovation“ as the focus.In addition to instruction of innovative thinking principles and methods, this course also focuses on linking theory with practice.For each innovative thinking, its applications in mechanical design are analyzed combined with mechanical practices and examples.The highlight of this course is that abundant innovative examples are introduced so as to achieve the effect of mastery by drawing inferences.Besides, moral education is comprised in the creative thinking space to guide students to cultivate noble sentiment, thus to integrate knowledge imparting with ability training and quality improving as a whole.三、課程教學(xué)要求 序號 專業(yè)畢業(yè)要求 課程教學(xué)要求 關(guān)聯(lián)程度 1 工程知識 建立機械創(chuàng)新設(shè)計的合理知識結(jié)構(gòu) H 2 問題分析 能夠應(yīng)用創(chuàng)新思維原理與方法對機械產(chǎn)品的創(chuàng)新性進(jìn)行 分析 H 3 設(shè)計/開發(fā)解決方案 能夠在機械產(chǎn)品設(shè)計中有意識地對創(chuàng)新思維原理與方法 加以運用。

M 4 研究 5 使用現(xiàn)代工具 6 工程與社會 7 環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展 8 職業(yè)規(guī)范 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神 M 9 個人和團(tuán)隊 10 溝通 11 項目管理 12 終身學(xué)習(xí)通過創(chuàng)新思維原理與方法、典型創(chuàng)新案例的學(xué)習(xí)，激發(fā) 創(chuàng)新意識，掌握基本創(chuàng)新方法，為培養(yǎng)創(chuàng)新能力奠定基 礎(chǔ)。

L 注：“課程教學(xué)要求”欄中內(nèi)容為針對該課程適用專業(yè)的專業(yè)畢業(yè)要求與相關(guān)教學(xué)要求的具體描述。“關(guān)聯(lián)程度”欄中字母表示二者關(guān)聯(lián)程度。關(guān)聯(lián)程度按高關(guān)聯(lián)、中關(guān)聯(lián)、低關(guān)聯(lián)三檔分別表示為“H”“M”或“L”。“課程教學(xué)要求”及“關(guān)聯(lián)程度”中的空白欄表示該課程與所對應(yīng)的專業(yè)畢業(yè)要求條目不相關(guān)。

四、課程教學(xué)內(nèi)容 章節(jié) 名稱 主要內(nèi)容 重難點關(guān)鍵詞 學(xué)時 類型 1.創(chuàng)新的基本特征 理論講授 1.創(chuàng)新與社會進(jìn)步 2.創(chuàng)新人才的關(guān)鍵特 一 緒論 2.創(chuàng)新的特征與基本原理 征 2 3.創(chuàng)新教育與人才培養(yǎng) 3.創(chuàng)新意識 4.創(chuàng)造力 二 克服思維定勢、激發(fā)創(chuàng)新潛能 1.創(chuàng)新思維的障礙：思維定勢 2.培養(yǎng)創(chuàng)新習(xí)慣，激發(fā)創(chuàng)新潛能 1.思維定勢 2.培養(yǎng)創(chuàng)新習(xí)慣 3.開發(fā)創(chuàng)新潛能 2 理論講授 三 組合創(chuàng)新 1.組合創(chuàng)新的主要方式和一般規(guī)律 2.組合創(chuàng)新理論在機械創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用 3.并聯(lián)機構(gòu)應(yīng)用的領(lǐng)域及其構(gòu)型研究 1.組合創(chuàng)新 2.組合要素、組合的內(nèi)容、組合的手段 3.組合的主要方式 4.組合的一般規(guī)律 5.串聯(lián)式機構(gòu)組合、并聯(lián)式機構(gòu)組合、復(fù)合式機構(gòu)組合、疊加式機構(gòu)組合 5 2 理論講授 課堂討論 四 類比創(chuàng)新 1.類比創(chuàng)新原理與步驟 2.類比創(chuàng)新的主要方法 3.類比創(chuàng)新的事例 4.類比創(chuàng)新在機械創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用 1.類比創(chuàng)新的主要方法 2.直接類比、象征類 比、因果類比、綜攝類比 2 2 理論講授 課堂討論 五 仿生創(chuàng)新 1.仿生創(chuàng)新原理 2.仿生創(chuàng)新的分類 3.仿生機械 1.仿植物創(chuàng)新、仿動物創(chuàng)新、仿人創(chuàng)新 2.形態(tài)仿生、結(jié)構(gòu)仿生、功能仿生 3.仿生機械手、仿生步行機械、仿生爬行機 器、仿生游動機器、仿生飛行器 5 2 理論講授 課堂討論 六 逆反創(chuàng)新 1.逆向思維及其分類 2.逆反創(chuàng)新的本質(zhì)及其應(yīng)用 3.逆反創(chuàng)新在機械創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用 1.反向探求/順序、位置顛倒/ 巧用缺點/ 補集式思維 2.機構(gòu)的死點、主動件與從動件的互換 2 理論講授 七 還原創(chuàng)新 1.還原創(chuàng)新原理 2.還原創(chuàng)新在機械創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用 1.還原創(chuàng)新 2.反求工程 3.起重機械的還原創(chuàng)新 2 理論講授 八 系統(tǒng)思維創(chuàng)新 1.系統(tǒng)思維方法 2.系統(tǒng)思維創(chuàng)新在機械創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用 1.系統(tǒng)思維創(chuàng)新的原則 2.廣義機械系統(tǒng) 3.設(shè)計的全面性、設(shè)計的系統(tǒng)性、設(shè)計的綜合最優(yōu)化 4 理論講授 九 專利的形成與申請 1.專利的基本知識 2.申請專利的步驟 3.專利申請實例 1.專利申請的原因 2.專利的類型與屬性 3.專利信息的利用 4.申請文件 2 理論講授 五、考核要求及成績評定 序號 成績類別 考核方式 考核要求 權(quán)重（）備注 1 期末成績 課程報告 課外完成 60 百分制，60 分為及格 2 平時成績 課堂討論 分組進(jìn)行 30 根據(jù)主題制作 PPT 講解，講解內(nèi)容整理成文檔提交；

依據(jù)講解情況和文檔質(zhì)量給小組打分，組長以小組得分為平均分給組員打分。百分制，60 分為及格。平時表現(xiàn) 出勤情況 聽課情況 10 3 次未參加課程則無法獲得學(xué)分 注：此表中內(nèi)容為該課程的全部考核方式及其相關(guān)信息。

六、學(xué)生學(xué)習(xí)建議 （一）學(xué)習(xí)方法建議 1.學(xué)習(xí)創(chuàng)新思維原理與方法，應(yīng)注重理論聯(lián)系實際，結(jié)合機械的實踐，分析它在機械設(shè) 計中的應(yīng)用，并結(jié)合豐富的創(chuàng)新實例，舉一反三，達(dá)到融會貫通的效果。

2.創(chuàng)新能力可以通過學(xué)習(xí)、教育、訓(xùn)練、實踐、激勵等培養(yǎng)，應(yīng)注意學(xué)習(xí)創(chuàng)新的基本知 識，注重應(yīng)用和實踐，有意識地運用創(chuàng)新的技法，通過創(chuàng)新的活動，創(chuàng)造性地解決生活和社 會中存在的各類問題。

（二）學(xué)生課外閱讀參考資料 《機械創(chuàng)新設(shè)計》第 2 版，張春林主編，2008 年；

機械工業(yè)出版社 《創(chuàng)新設(shè)計：TRIZ 發(fā)明問題解決理論》，檀潤華，2002；

機械工業(yè)出版社 《機械創(chuàng)新設(shè)計》，羅邵新，2008 年；

機械工業(yè)出版社 《機械創(chuàng)新設(shè)計》，高志等編著，2009 年；

清華大學(xué)出版社 《機械創(chuàng)新設(shè)計》，楊家軍，2008 年；

科學(xué)出版社 七、課程改革與建設(shè)（選填）制訂人簽字：

 教研室主任簽字：

 院部負(fù)責(zé)人簽字：

 修訂時間：

2017 年 月 日

第四篇：機械創(chuàng)新設(shè)計課程論文

機械創(chuàng)新設(shè)計課程論文

姓名：任華 班級：工業(yè)設(shè)計142 學(xué)號：20140203022

2LED臺燈產(chǎn)品背景及發(fā)展現(xiàn)狀

產(chǎn)品背景

LED的出現(xiàn)給我國臺燈行業(yè)注入了新的能量，它極大地豐富了臺燈的功能，具有廣闊的發(fā)展前景。人們對物質(zhì)生活的水平不斷提出更高的要求。現(xiàn)在市場上大批量的生產(chǎn)產(chǎn)品已經(jīng)滿足不了人們個性化的需求。人們希望所購買的商品能滿足物質(zhì)功能外還能體現(xiàn)購買者的興趣愛好，個人品味等。傳統(tǒng)的臺燈產(chǎn)品已無人問津，臺燈行業(yè)要想改變現(xiàn)狀，就得結(jié)合個性化需求，對臺燈的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行優(yōu)化。

現(xiàn)有臺燈市場的調(diào)研分析臺燈的分類。目前市場上的臺燈按功能分為：閱讀、裝飾。按風(fēng)格分為：現(xiàn)代、中式、歐式等。按材質(zhì)的類別：分為鋁合金臺燈、玻璃臺燈、水晶臺燈、實木臺燈、陶瓷臺燈等。臺燈的光學(xué)要求。臺燈最主要的功能就是照明，因此在使用過程中對于人的眼睛的影響至關(guān)重要。臺燈的光源分為三大類：白熾燈、鹵鎢燈和熒光燈。無論哪種光源，在光學(xué)性能上均要求：①遮光性;②照度要求;③照度均勻度要求。只有確保這三點基本的光學(xué)性能要求，才能減緩眼睛的疲勞，才能稱得上臺燈。調(diào)研結(jié)果。了解臺燈的種類、材料、市場需求等情況，從中分析市場的變化趨勢，市場上的臺燈種類繁多，銷售量也不盡相同，主要區(qū)別于材料和創(chuàng)意。臺燈行業(yè)的國內(nèi)外現(xiàn)狀

國內(nèi)現(xiàn)狀我國臺燈的普及率很高，但由于存在體積大，依賴固定電源而無法斷電使用等缺陷，為我國的臺燈行業(yè)提供了很大的發(fā)展空間。目前，國內(nèi)市場上的臺燈種類樣式繁多，按燈泡的類別分為：白熾燈、節(jié)能燈、LED燈;LED臺燈是以發(fā)光二極管為光源的臺燈，具有體積小、耗電低、使用壽命長、無毒環(huán)保、安全可靠等諸多優(yōu)點，使得LED燈具從室外裝飾，景觀照明，逐漸發(fā)展到家用照明。可是目前市面上的很多LED照明產(chǎn)品由于受到使用的材料、制造工業(yè)及成本等因素的制約，并沒有很好地展現(xiàn)它的優(yōu)點。雖然臺燈市場發(fā)展空間大，但是目前我國臺燈產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存在諸多問題。通過大量的市場分析，價格較高的臺燈大多來自國外，而國內(nèi)的臺燈價格普遍偏低，而個別高價格的國內(nèi)臺燈不是因為設(shè)計的獨特而是因為材料的昂貴或工藝的特點。現(xiàn)今，市場對于臺燈的要求主要體現(xiàn)在：一是追求個性化;二是功能的多樣性及環(huán)保性。因此臺燈已不再是簡單的照明工具，而是逐步向組合化、裝飾化、高效節(jié)能化發(fā)展。國外現(xiàn)狀。歐洲各國的燈具設(shè)計一直引領(lǐng)世界潮流，如意大利的臺燈設(shè)計除著重體現(xiàn)產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)外，還注重人和產(chǎn)品之間產(chǎn)生情感上的共鳴。荷蘭的飛利浦很早就重視“以人為本”的原則。亞洲的松下和東芝等企業(yè)在照明產(chǎn)品的研發(fā)上也都位居世界前列。臺燈產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢我國臺燈產(chǎn)業(yè)近幾年呈現(xiàn)快速增長的趨勢，國內(nèi)生產(chǎn)LED照明燈具的企業(yè)就有5000余家，由于LED照明產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)主要掌握在歐美等國家，國內(nèi)企業(yè)主要生產(chǎn)低端產(chǎn)品，所以產(chǎn)品的附加值低，企業(yè)利潤上不去。在生產(chǎn)過程中，能源消耗大、產(chǎn)品出場率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、管理水平落后等，使得國內(nèi)很多臺燈企業(yè)紛紛倒閉。在此背景下，一些企業(yè)紛紛加快科技創(chuàng)新步伐，改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，有效提升了其臺燈生產(chǎn)效率和質(zhì)量。調(diào)研機構(gòu)數(shù)據(jù)表明，自2010 年以來，國內(nèi)的LED臺燈銷量平均增幅達(dá)35%。而海外市場達(dá)80%的家庭普及率，如圖2所示，LED照明市場呈逐年上升趨勢。此外，中國臺燈產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告首次提出“新型臺燈產(chǎn)業(yè)”和“替代品產(chǎn)業(yè)”的概念，并以此為基礎(chǔ)，界定了其具體的內(nèi)涵，建立評價體系和量化指標(biāo)體系。另外，行業(yè)協(xié)會還站在一個全新的視角推演和預(yù)測了我國臺燈也的發(fā)展進(jìn)程。展望未來，我們可以看到，LED燈具正在以其靈活便捷的優(yōu)勢贏得市場的認(rèn)可和青睞。因此，局部照明產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用必將成為市場的未來發(fā)展趨勢，企業(yè)也將生產(chǎn)出更多個性化照明產(chǎn)品，以適應(yīng)用戶的實際需求。設(shè)計思路：LED燈的使用現(xiàn)在越來越廣，臺燈的燈現(xiàn)在大多用的也是LED燈了。但大多數(shù)的臺燈的燈光照射方向是固定的，這限制了臺燈的使用場景。也有臺燈使用了柔性材料，能調(diào)節(jié)照射方向的臺燈，從打開百葉窗，陽光照射到房間中受到啟發(fā)，百葉窗結(jié)構(gòu)也可以使用在臺燈，百葉窗的角度可以從0度調(diào)節(jié)到180度，這樣可以隨意控制燈光的方向，又具有藝術(shù)感，要是再加上使用木質(zhì)材料，又能體現(xiàn)品質(zhì)感和自然感。

原理方案設(shè)計：如果將燈鎖死在一個四面封閉的方盒中，那燈光的照射強度應(yīng)該是比較高的，但這樣燈光照射不出來，也就沒有任何意義，如果將方盒的一面做成百葉窗式的結(jié)構(gòu)，百葉窗關(guān)閉的時候，燈光只能從縫隙中射出來一點，當(dāng)百葉窗漸漸地打開，燈光也就慢慢地照射出來了，從一開始的傾斜向下到中間的水平照射，再到最后的傾斜向上照射，燈光的照射方向就這樣被巧妙地控制住了，又具有形式感和藝術(shù)感。當(dāng)然單單就一個方盒，那燈光的照射范圍也是有限的，所以要將方盒提升一定的高度，就像臺燈那樣，既有能發(fā)光的頭部，又有連接部分和底座。

關(guān)鍵技術(shù)：LED節(jié)能技術(shù) LED防眩光技術(shù) 百葉窗調(diào)節(jié)控制

材料：LED燈部分：玻璃 金屬有機化合物 氮化物 塑料 導(dǎo)電材料

百葉窗部分：線 薄竹片 不銹鋼 臺燈外殼：木材

應(yīng)用前景：百葉窗式LED燈用百葉窗的形式來控制燈光的方向，相比之前的調(diào)節(jié)燈罩方向的更具有創(chuàng)新性，更具有藝術(shù)感。可以用作床頭燈，學(xué)生護(hù)眼燈等等。假設(shè)這樣一個場景，學(xué)生小A回到家先要完成作業(yè)，將臺燈的百葉窗調(diào)成45度左右，讓光線照到書上，在完成作業(yè)后，小A要用臺燈照到書架上找書，可以將百葉窗調(diào)成接近于水平方向，讓燈光能垂直照到墻上。模型效果圖

雖然工業(yè)設(shè)計沒有涉及很深很難的機械結(jié)構(gòu)，但是對于工業(yè)設(shè)計來說，機械結(jié)構(gòu)也是非常重要的，掌握了解機械結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場景和方法，對于設(shè)計來說，就能擴(kuò)大設(shè)計的可能性，加深設(shè)計的深度和細(xì)節(jié)，也能讓我們對所設(shè)計的東西的可行性能做出一定的判斷。

創(chuàng)新的作用體現(xiàn)在我們生活中的方方面面，大到人類文明進(jìn)步、人類科學(xué)的發(fā)展、現(xiàn)代科學(xué)體系、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展、綜合國力，小到我們的日常生活，一個創(chuàng)新的點子往往能給我們帶來太多的便利。世界各國之間在政治、經(jīng)濟(jì)、軍事和科學(xué)技術(shù)方面的劇烈競爭。實質(zhì)上是人才的競爭，而人才競爭的關(guān)鍵是人才創(chuàng)造力的競爭。然而，滲透人們生活點點滴滴的東西，總是與機械有千絲萬縷的聯(lián)系，因此，如何培養(yǎng)和提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，特別是對機械類學(xué)生來說，更應(yīng)該把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力擺在重要位置。

所謂的“創(chuàng)新”簡單地理解不就是“創(chuàng)造新的東西嘛”，我將其分為兩類：革新和改進(jìn)。革新和改進(jìn)都可以創(chuàng)造新型東西，都能給人們帶來人們想要的某些效果。我想首先從“創(chuàng)新的起始點”談起，創(chuàng)新其實并不神圣，它來源于生活，多數(shù)的創(chuàng)新是建立在解決目前處理問題存在的缺陷上面的。以前處于溫飽的中國人民，在解決了溫飽問題之后開始考慮怎樣更好地解決衣食住行問題、更舒服地生活了，這就是創(chuàng)新的源泉。為了更方便地洗衣服，洗衣機隨之誕生，將以前的人工搓洗，直接裝換為旋轉(zhuǎn)式柔和的衣物間自身相互摩擦，接著又有不斷的改進(jìn)，于是市場上出現(xiàn)了各式各樣的洗衣機；為了方便人們縫補衣服，縫紉機也就被發(fā)明出來了，并且不再墨守成規(guī)地用單線縫補，進(jìn)而更高效更牢固的縫補衣物。還有不勝枚舉的例子供我們參考，一個新的具有時代意義的機械產(chǎn)品被生產(chǎn)出來，首先肯定是突破常規(guī)的，而所謂的突破，其實質(zhì)上探究新的工作原理，這樣的突破才是飛躍性的突破為便于區(qū)別，我將其定義為“革新”。在我看來，很多時候人們創(chuàng)新的想法往往被扼殺在搖籃里，由于專業(yè)知識和閱歷的局限性，我們太容易否定自己的各種想法了，其實可能只要我們?nèi)ド罹浚词宫F(xiàn)在不能實現(xiàn)東西，誰能保證以后也沒法實現(xiàn)呢，就如同50年代的人能預(yù)想到現(xiàn)在人手一臺電腦的現(xiàn)象嘛。然而，我又不得不承認(rèn)，那種具有時代意義的機械產(chǎn)品的誕生，并不常見，我們司空見慣的還是在原有理論基礎(chǔ)上面的改進(jìn)，但是，真正的創(chuàng)新其實應(yīng)該具有革新一樣意義，其真正鼓勵人們?nèi)プ龅钠鋵嵤怯貌煌姆椒ㄈジ玫亟鉀Q相同的問題，簡單的換位思考有時候會得到意想不到的效果，所以，創(chuàng)新從思維做起、從點子做起，無論從你所掌握的知識能否實現(xiàn)，先要敢想。

我們的生活離不開機械，各種機械產(chǎn)品讓我們的生活變得越來越便利，然而，實際生活中其實還存在著很多讓人們不滿的地方，需要我們?nèi)ネ晟疲ビ梅浅Ｒ?guī)的方法解決，進(jìn)而完成真正意義上的革新。

第五篇：機械電子工程專業(yè)設(shè)計課程教學(xué)大綱

《機械電子工程專業(yè)課程設(shè)計》指導(dǎo)書

學(xué)時/學(xué)分： 3周 /

3適用對象：機械工程及自動化專業(yè)

課程類型：學(xué)科專業(yè)必修課

先修課程：電工電子技術(shù)、微機原理與接口技術(shù)、測試技術(shù)、液壓傳動、機電傳動控制、PLC控制

技術(shù)、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計

機電控制方向課程設(shè)計/ Mechatronic Speciality Project

先修課程:1.機械設(shè)計；2.控制技術(shù)（1）（2）（3）3.檢測技術(shù)；4.控制理論基礎(chǔ)；

5.伺服動力元件及系統(tǒng)推薦修讀學(xué)期:6課程簡介：本課程是機械與動力工程學(xué)院機電控制專業(yè)方向本科學(xué)生的一門必修專業(yè)課，其主要任務(wù)是使學(xué)生通過一級倒立擺機電控制系統(tǒng)的設(shè)計，綜合運用機械設(shè)計、伺服動力驅(qū)動、檢測技術(shù)、控制理論、計算機軟硬件等方面的知識，培養(yǎng)機電系統(tǒng)的分析與設(shè)計能力，初步掌握機電系統(tǒng)的設(shè)計過程和方法。本課程著重培養(yǎng)學(xué)生靈活運用各種理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識的能力，為培養(yǎng)機電控制系統(tǒng)的綜合設(shè)計能力打下良好基礎(chǔ)。It’s a compulsory course for the mechanical electronic undergraduates of in the School of Mechanical and Power Engineering.It focuses on the designing of mechanism, servo power driving, sensing and control system of inverse pendulum with the fires order, the familiarizing of the design procedure and design methods for the mechatronic system.The course emphasizes the training of the abilities of synthetic designing mechatronic control system.一、教學(xué)目的通過課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和技能、提高分析和解決實際問題能力的一個重要環(huán)節(jié)，專業(yè)課程設(shè)計是建立在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課的基礎(chǔ)上的，是學(xué)生根據(jù)所學(xué)課程進(jìn)行的工程基本訓(xùn)練，課程設(shè)計的目的在于：

1、培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，獨立進(jìn)行機電控制系統(tǒng)(產(chǎn)品)的初步設(shè)計工作，并結(jié)合設(shè)計或試驗研究課題進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大知識領(lǐng)域。

2、培養(yǎng)學(xué)生搜集、閱讀和綜合分析參考資料，運用各種標(biāo)準(zhǔn)和工具書籍以及編寫技術(shù)文件的能力，提高計算、繪圖等基本技能。

3、培養(yǎng)學(xué)生掌握機電產(chǎn)品設(shè)計的一般程序和方法，進(jìn)行工程師基本素質(zhì)的訓(xùn)練。

4、樹立正確的設(shè)計思想及嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。

二、教學(xué)內(nèi)容及基本要求：

設(shè)計內(nèi)容為機電控制系統(tǒng)（典型機電產(chǎn)品）設(shè)計，其主要內(nèi)容包括：1）機械傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計；2）電氣測控系統(tǒng)；

課程設(shè)計題目如下：

1． 機電傳動單向數(shù)控平臺設(shè)計；

2． 液壓油缸的壓力和速度控制；

課程設(shè)計的基本要求：

1）方案設(shè)計：根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)的要求，在搜集、歸納、分析資料的基礎(chǔ)上，明確系統(tǒng)的主要功能，確定實現(xiàn)系統(tǒng)主要功能的原理方案，并對各種方案進(jìn)行分析和評價，進(jìn)行方案選優(yōu)。

2）總體設(shè)計：針對具體的原理方案，通過對動力和總體參數(shù)的選擇和計算，進(jìn)行總體設(shè)計，最后給出機械系統(tǒng)的控制原理圖或主要部件圖（A2一張）。

3）根據(jù)控制功能要求，完成電氣控制設(shè)計，給處電氣控制電路原理圖（A3圖一張）。

4）課程設(shè)計的成果最后集中表現(xiàn)在課程設(shè)計說明書和所繪制的設(shè)計圖紙上，每個學(xué)生應(yīng)獨立完成課程設(shè)計說明書一份，字?jǐn)?shù)為5000字以上，設(shè)計圖紙不少于兩張。

5）用計算機繪圖或手工繪圖，打印說明書。

6）設(shè)計選題分組進(jìn)行，每位同學(xué)采用不同方案（或參數(shù)）獨立完成；

三、課程設(shè)計時間安排及設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)

課程設(shè)計共3周，各階段的任務(wù)和時間安排建議如下：

1．查閱資料及系統(tǒng)方案選擇設(shè)計(5天)

根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)的要求在搜集、歸納、分析資料的基礎(chǔ)上，將設(shè)計要求具體實施，確定系統(tǒng)設(shè)計方案，并完成初步計算，具體步驟如下：

1)根據(jù)設(shè)計要求，盡可能的多構(gòu)想一些原理方案，并通過技術(shù)、性能與經(jīng)濟(jì)合理型比較，尋求可行的設(shè)計方案；

2)對可行的設(shè)計方案進(jìn)行分析計算或?qū)嶒烌炞C，考查所提原理方案能否滿足設(shè)計要求，并確定最終設(shè)計方案；

2．機械系統(tǒng)圖和電氣控制原理的設(shè)計階段（5天）

1）根據(jù)所選設(shè)計方案，通過較詳細(xì)的分析計算，完成機械傳動系統(tǒng)及主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計畫出的圖紙；

2）根據(jù)系統(tǒng)檢測控制要求，完成電氣控制部件的選型與控制電路圖的設(shè)計；

3．課程設(shè)計說明書的編寫（3天）

根據(jù)系統(tǒng)方案設(shè)計的分析、計算內(nèi)容，寫出設(shè)計說明，要求其內(nèi)容密切結(jié)合設(shè)計課題，重點突出，用自己的語言認(rèn)真書寫，文字通順流暢，要防止不加分析地長篇引用教科書，抄襲其它著作中的闡述。

說明書的具體內(nèi)容由學(xué)生根據(jù)課題內(nèi)容進(jìn)行編寫，—般應(yīng)包括下列內(nèi)容：

封面：（見附錄）

目錄：（章節(jié)）

內(nèi)容（參考）：

1設(shè)計任務(wù)

1.1設(shè)計任務(wù)介紹及意義

1.2設(shè)計任務(wù)明細(xì)

2總體方案設(shè)計

2.1 設(shè)計的基本依據(jù)

2.2 可行性方案的比較

2.3 總體方案的確定

3機械傳動系統(tǒng)設(shè)計

3.1機械傳動裝置的組成及原理

3.2主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算

4電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

4.1 控制系統(tǒng)的基本組成4.2 電器元件的選型計算

4.3 電氣控制電路的設(shè)計

4.4 控制程序的設(shè)計及說明結(jié)論

參考書目

4．設(shè)計總結(jié)與答辯（2天）

學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成設(shè)計任務(wù)后，對設(shè)計方案的選擇依據(jù)、設(shè)計內(nèi)容的分析計算、主要設(shè)

計成果以及設(shè)計中存在的問題進(jìn)行總結(jié)，然后申請答辯。

四、課程設(shè)計成績的評定及考核方式

課程設(shè)計的最終成績，是根據(jù)平時設(shè)計情況及答辯進(jìn)行綜合評價，評價內(nèi)容為:

1、學(xué)生的出勤情況

2、學(xué)生的設(shè)計態(tài)度

3、設(shè)計方案的情況

4、圖面質(zhì)量

5、設(shè)計說明書論述質(zhì)量

成績的評定：平時占20％、設(shè)計完成質(zhì)量及答辯占80%；最終成績按優(yōu)、良、中、及格和不及格五級評定。

五、設(shè)計題目說明

1機電傳動單向數(shù)控平臺設(shè)計；

1.1 電機驅(qū)動方式：步進(jìn)電機、直流伺服電機、交流伺服電機、同步電機；

1.2 機械傳動方式：螺旋絲桿、滾珠絲桿、同步皮帶、鏈傳動等；

1.3 電氣控制方式：單片微機控制、PLC控制；

1.4 功能控制要求：速度控制、位置控制；

1.5 主要設(shè)計參數(shù)：

單向工作行程——800、500、300 mm；

移動負(fù)載質(zhì)量——100、50 kg；

負(fù)載移動阻力——50、100 N；

移動速度控制——0.2、0.5 m/s；

控制精度要求：速度/位置均為1/1000

機械圖包括：電機—（減速器）--傳動部件—負(fù)載---（包括它們的安裝底座+聯(lián)軸器+支承部件+導(dǎo)向裝置）；

包括以上部件的選型設(shè)計；

電氣部件選型設(shè)計；流程圖+程序

2氣壓傳動兩維運動機械手；

2.1 執(zhí)行元件：氣動氣缸；

2.2 運動方式：直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)；

2.3 控制方式：單片微機控制、PLC控制；

2.4 控制要求：速度控制、位置控制；

2.5 主要設(shè)計參數(shù)：

氣缸工作行程——400、300 mm；

移動負(fù)載質(zhì)量——100、50 kg；

移動速度控制——0.2、0.5 m/s；

3液壓油缸的壓力和速度控制；

3.1 執(zhí)行元件：液壓油缸；

3.2 傳動方式：電液比例控制；

3.3 控制方式：單片微機控制、PLC控制；

3.4 控制要求：速度控制、推力控制；

3.5 主要設(shè)計參數(shù)：

油缸工作行程——600、800 mm；

額定工作油壓——6.5MPa；

移動負(fù)載質(zhì)量——1000、2000 kg；

負(fù)載移動阻力——5000、10000 N；

移動速度控制——0.2、0.5 m/s；

控制精度要求：力/速度/位置均為1/100

機械圖包括：電機—（減速器）--泵—閥塊---（包括它們的油箱+聯(lián)軸器+電液控制元件）； 包括以上部件的選型設(shè)計；

電氣部件選型設(shè)計；流程圖+程序

主要參考書：

1． 機械原理與機械設(shè)計； 6． PLC控制技術(shù)；

2． 微機原理與接口技術(shù)； 7． 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計；

3． 測試技術(shù)； 8． 機電控制及自動化；

4． 機電傳動控制； 9． 機械設(shè)計手冊；

5． 液壓與氣壓傳動； 10． 機電一體化技術(shù)手冊；

機械工程及自動化系

2010年12月24日