指導老師：劉小平
學院：機械工程學院
班級：09創新一班
姓名： 圖迪麥提
學號：0910100b01
目錄一、創意構思與前景分析2
二、設計步驟3
三、零件設計與圖形展示
四、設計小結
五、參考資料
一、 創意構思與前景分析
休閒與時尚的結合正是現代人追求的一種生活狀態。鞋，作為一種生活必需品，有著巨大的市場。然而我們還常常抱怨、不滿，因為現在的鞋還有很多不盡人意的地方，當你還在為冬天腳冷而恐懼時；
當你還在為孩子的炫燈鞋的巨大電池消耗而煩惱時；當你還在夜間行走沒有光源而抱怨時——一種帶發電裝置的多功能鞋被期待發明著……
當你因得了膝蓋等部位得了關節炎，需要那膝蓋部位保持一定的溫度而穿衣服夠多又不方便行走的時候你會為此期待著一種新的產品
當你年齡較大了而得了骨質增生病而很痛苦，需要不斷地進行按摩，卻要很多事還等著你來做的時候你就期待著要是有一種產品我走路的時候也能給我進行按摩的話
我的設計是一款多功能鞋的發電裝置和膝蓋部位供溫及按摩裝置。通過在鞋內設定簡單的機構系統和能量轉換系統，就可以讓我們的腳不再寒冷，讓我們炫燈有用不完的電，夜間出行將不再可怕，轉換過來的能量也可以提供到上面膝蓋部位的保溫按摩帶，能讓你的膝蓋等需要溫度的部位提供能量……如果我們的裝置被應用到實際中，那麼鞋將不再是功能單一生活必需品，而真正成為休閒與時尚相結合的一種產物。
我的設計構思是：將腳走路時下蹬的運動轉化為旋轉運動，再利用旋轉磁鐵切割線圈生電的原理，提供電能給耗能裝置和儲電裝置用。
設計中要解決的難題：
1.由於整個裝置需安裝在鞋內，所以要求其尺寸必須緊湊。
2.由於下蹬的行程有限，所以我們需要增速機構讓旋轉磁極盡可能多轉，來產生較多的電量。
3.要保證旋轉磁極單向旋轉。
二、設計步驟
1、功能分析
（1）.要實現的功能
鞋子的保暖、跑馬燈及照明和給持溫按摩帶提供能量
（2）.功能實現的原理
發明簡單的發電裝置供電給發熱裝置、照明裝置以及儲電裝置使用，也可以把電能提供給按摩帶內含有的發熱絲，讓它發熱而給膝蓋部位供熱量，按摩帶內部含有橡膠管子，而裡面含有空氣，當行走時因膝蓋內部會一時松一時緊而造成管內的壓力差，達到按摩的目的。
發電裝置原理：線圈切割磁力線從而發電
分析：現有運動為腳部蹬地進行的直線或弧線往復運動，所需要的運動為線圈切割磁力線時的旋轉運動。
2、功能求解
（1）運動形式的轉換：直線（弧線）運動旋轉運動
齒輪齒條、繞線輪機構、外棘輪機構。（其簡圖如下）
（2）增速機構；由於整個機構空間有限，為滿足機構的的正常工作，需要足夠的電量，此時需要增速機構。
齒輪增速、行星輪系增速、帶輪增速、鏈輪增速
（3）、單向旋轉功能：棘輪機構
3. 實現功能的方案
(1)由踏板齒條作為主動件的方案：
1、踏板齒條 2、小齒輪（1） 3、大齒輪 4、小齒輪（2） 5、棘爪
6、內棘輪 7扭簧
小齒輪(1)和大齒輪是同軸運動，小齒輪（2）和棘爪是同軸運動
運動路線：
踏板齒條向下運動，與之嚙合的小齒輪（1）逆時針轉動，同時大齒輪逆時針轉動，大齒輪帶動小齒輪（2）順時針轉動，同時棘爪隨之順時針轉動，棘爪帶動棘輪順時針轉動。
（2）由繞線輪系統作為主動件的方案：
1、踏板 2、定滑輪 3、繞線輪及繞線 4、大齒輪 5、小齒輪 6、棘爪 7、內棘輪
繞線輪和大齒輪是同軸運動 、小齒輪（2）和棘爪是同軸運動
運動路線：
踏板向下運動，帶動繞線輪逆時針轉動，同時大齒輪逆時針轉動，大齒輪帶動小齒輪（2）順時針轉動，同時棘爪隨之順時針轉動，棘爪帶動棘輪順時針轉動。
（3）外棘輪為主動件的方案
1：踏板搖桿 2：外棘輪 3：大齒輪3 4：小齒輪4 5:大齒輪5 6:小齒輪6
7:旋轉磁極 8:棘爪 9:止動棘爪 10: 彈簧 11:板簧 12:止動棘爪基座
工作原理如下：當人踩踏板搖桿時，由棘爪帶動棘輪旋轉一定角度（此時止動棘爪保證不迴轉），與棘輪2固結在一起的大齒輪3也旋轉一定角度，大齒輪3與小齒輪4嚙合帶動小齒輪4轉動，與小齒輪4固結在一起大齒輪5也旋轉起來，帶動與之嚙合的小齒輪6旋轉，從而帶動與小齒輪6固結在一起旋轉磁極7旋轉進行發電供其他裝置使用；當人腳鬆開時扭簧帶動踏板搖桿返回，此時由於止動棘爪的作用，後面的傳動鏈均不運動。
4、方案的優化定型：
（1）我們可利用的空間很小，因此要求我們的機構緊湊;
（2）我們進給方向的的位移量很受限制，而棘爪只能讓棘輪轉動一定角度，因此我們需要更高的傳動比，實現增速運動，從而實現旋轉電極的多圈數旋轉，盡可能多的發電；
（3）我們需要有單向的運動;
（4）另外由於安裝再鞋裡面，所以機構越簡單越好。
綜合以上3點考慮，對於方案1，因為弧形齒條的設計製造都比較複雜，軌跡運動不好把握；對於方案2，因為繞線輪系統在鞋裡面的製造安裝實現比較複雜；因此，我們最終選用方案3，因為它能更好滿足我們的要求。首先，我們採用的外棘輪機構，很好的實現了單向運動；其次我們採用了兩極齒輪增速機構，為我們提供大的傳動比（i=5*5=25）；最後，因為是兩極增速，所以齒輪的直徑可以縮小，這樣很好的減小的體積。
所以我們最終選用方案3：以外棘輪為主動件方案
1：踏板搖桿 2：外棘輪 3：大齒輪3 4：小齒輪4 5:大齒輪5 6:小齒輪6
7:旋轉磁極 8:棘爪 9:止動棘爪 10: 彈簧 11:板簧 12:止動棘爪基座
三、零件設計如下
五、裝配圖
整個裝置連線起來的結果
按摩裝置的原理是：外部是用布料製作，內含有橡皮筋而，可有彈性，內部表面附有氣體管，裡面充了空氣的，氣管在膝蓋內側和外側位置的大小不一樣，內側的氣管體積大一些，當人把膝蓋摺疊過來，內側氣管會受壓力而氣體往外側流，因而使膝蓋外側部位對膝蓋的施壓會變大，從而得到良好的按摩效果（人走路時膝蓋會摺疊一點，又回到原位，在走路時這一過程會一直重複的）。
開關跳到不同的位置，可以得到我們所想要的結果。
四、設計小結
這次機械創新課程設計為兩周進行，原來是14,15兩周完成，但是老師給我們多出了乙個星期的時間來更完善，更好好的完成課程設計的機會。這樣我們也有足夠的時間去**研究。
這次是機械創新課程設計，所謂創新之處就是可以做老師制定的題目，也可以自己選題，靈活性非常大。我們組首先**和研究了老師給定的題目，再根據我們組成員的想法，從創新點出發，再加上我們組成員有強烈的團隊精神、良好的紀律性、較強的工作能努力、隨機處理問題的自主能力、強烈的責任感和互助互愛的人性美。我們最終確定了乙個題目，這個題目是經過我們組的一致同意後確定下來的。
題目確定下來之後，我們就開始了整體的構思和任務的分析，之後就是分工合作，其中有很大的靈活性，可以做自己熟悉的和自己擅長的。我們組約定秉著求是務實的態度做任務的每乙個部分，不為結果追逐，只為過程而努力，帶著
●創新能力的提高
本次課程設計中，最大的收穫之一便是通過機構的設計和實現提高了創新能力。我們認為創新是需要理論支援的，通過機械原理這門課的學習，我們系統的了解了各種機構的組成和特點功能及其有關工程背景，因此我們首先從工程背景出發，設計了原始機構，在後來的替代機構的設計過程中，我們通過分析原始機構和工程背景，想出了幾大類替代機構。我們認為其實現方式從本質上基本分為兩大類，直接和間接。
有了理論支援，我們便從這兩個方面和幾種機構中挑選替代機構，最終我們挑選的是外棘輪機構，齒輪增速機構。
在整個過程中，從理論分析，篩選機構，引數設計到模型簡歷和實體的設計，無一不體現我們的創新能力。與此同時我們也對課本知識進行了複習，可謂一舉兩得。
在報告的最後，感謝我們的學校組建了我們這樣的班級，為我們提供了乙個很好的學習與實踐結合的平台，再就是要感謝我們的指導老師劉老師。
五、參考資料
教材：機械設計方法學（修訂版）：重慶大學出版社廖林清王化培石曉輝楊翔宇等編著，2023年
[2] 機械原理：華中科技大學出版社，魏兵雄禾根主編
[3] 機械設計：高等教育出版社濮良貴紀名剛主編
[4] 機構構型與應用：孟憲源姜琪主編
機械創新設計說明書
設計名稱家用式 醫療運動椅 設計班級 12機電1班 組員姓名張鑫學號12023034 林展學號 12023028 陳亦新學號 12023021 一設計及背景 1 創新設計 創新指人類為了滿足自身的需要，不斷拓展對客觀世界及其自身的認知與行為的過程和結果的活動。具體的講，創新是指人為了一定的目的，遵循...
機械設計課程設計說明書
課程設計 一 設計任務書4 二 設計原始資料6 三 確定齒輪傳動方案7 四 選擇電動機7 1 選擇電動機7 1 電動機的型別7 2 選擇功率7 3 選擇電動機的轉速7 2 計算傳動裝置的總傳動比8 3 計算傳動裝置的運動引數和動力引數8 1各軸轉速8 2各軸功率8 3各軸轉矩8 五 傳動零件的設計和...
機械設計課程設計說明書
單級圓柱斜齒輪 設計計算說明書 學院 班級 年級姓名 學號機械設計課程設計計算說明書 1 設計的題目 資料及要求3 2 電動機的選擇4 3 普通v帶的設計5 4 齒輪傳動的設計6 5 齒輪軸的設計8 6 輸出軸的設計11 7 設計小結15 一 設計題目 設計帶式運輸機的一級圓柱齒輪減速器1 傳動方案...