机械创新设计小论文

机械创新设计小论文（共9篇）

机械创新设计小论文 篇1

班级：08级机械设计制造及其自动化

姓名：黄

守

印

学号：080302041125

设计目的：

大家都知道，健康对于一个人来说是多么的重要。在我们每天享受阳光的时候，你可曾想到，世界的各个角落里，有多少的盲人正在黑暗里度日如年，他们是多么希望见到阳光，看看他们身边的世界。为了让盲人也能够享受到精彩的生活，我就有了一种想法，为何不发明一种眼镜，让这副眼镜作为他们的眼睛，让他们也来看看这缤纷的世界。

设计思路：

现在的社会，眼镜已经成为很多人的必需之物，有人甚至为了潮流而戴眼镜，然后我就想到，能不能在眼镜上做文章，让它变成让盲人看世界的装置。我的想法是在眼镜镜框的两侧各安装一个微型摄像头，将摄像头看到的图像通过镜框中的转换设备转换成电信号或者其他能够被人体神经识别的信号，然后通过头部神经传入大脑已达到看到外部事物的目的。

想法来源：

各个想法是我根据现在到处可见的监控摄像头想到的，监控摄像头可以在很远的地方，看到别处发生的事情，靠的是电脑接收，如果我把这个接收的电脑改成人脑，我们是不是就可以解决让盲人看见世界的难题。同时，物理学家霍金所用的轮椅也给了我很大的启发，既然连得了运动神经细胞病的霍金都能够通过设备和周围的人交流，那我们也可以让盲人通过设备看世界。

对于微型摄像头和信号转换装置，现在的科技已经没有任何问题，难的就是怎么让人脑识别转换后的信号。

图1 微型摄像头

图2 类似的转换电路

至于将信号传入神经，我们可以先在眼部信号神经植入一个类似于治疗足下垂及其它神经疾病的植入式神经信号传感刺激装置，然后通过镜框上面的信号发生器发出无线电信号，由植入式神经信号传感刺激装置接受这些信号后对眼部神经进行特定刺激从而让大脑接收到微型摄像头看到的事物。

图3 神经信号探测放大器芯片

植入式神经刺激系统，包括：一个或多个神经套箍，在其中具有接触一个或多个神经的电极；事件触发的闭环控制单元，其被连接以从神经套箍中的至少一个电极接收信号，并向至少一个电极递送刺激脉冲以产生预期的生理反应，该闭环控制单元包括：内部电源；

处理器；若干信号调节电路；至少一个刺激电路，其向一个或多个所述电极递送刺激脉冲；可编程开关，其由所述处理器控制，以将电极连接到信号调节电路；其中，所述处理器选择性地使所述若干信号调节电路、所述可编程开关和所述至少一个刺激电路能够延长所述电源的寿命。

设计总结：

此次设计来源于对生活的观察，通过对自己思路的整理，细化，最终得出此次设计的设备，一个器材的设计来源于自己的实际生活的积累，通过观察、实践，了解各种设备的构成以及用途，然后将各种设备的优点集成在一起，让他们发挥出新的功能，从而实现新的产品的开发，这才是设计的最终目的。就像我的这个设计，就是将现有的微型摄像头、信号转换电路、信号发生器、型号接收器和神经信号传感刺激装置集成在一起，从而有了这个设备。创新设计本就是为了实现机械设备的更多功能用途，对其结构的细化设计能够让我们对于其基本结构有充分的了解，有利于我们进一步的设计学习。当然，由于这是我的第一次创新设计，肯定存在不足的地方，恳请老师进行指正。

学习《机械创新设计技术》后的感受：

通过这门课程的学习，我了解到创新其实并不是一件遥不可及的事情，作为我们学生，只要平时细心观察生活，勤于思考，一样也可以做到。创新并不只是创造出本来没有的东西，对于已有的事物，发挥我们的想象和联想，对它的结构和功能加以改进或者完善，设计出比以前更加实用的东西，同样也可以叫做创新。在平时的学习或者是生活中，我们要做一个有心的人，善于发现问题，同时也要积极的去寻求解决问题的方案。我们要做一个有思想得人，要知道，思想就是一个人的灵魂，思想有多远，我们就能走多远。作为一个机械专业的本科生，在学好自身专业的同时，也要善于观察生活，而且能够运用自己所学的知识来解释，在此基础上加以改进，使其能更好地为我们服务，我觉得这是作为大学生的责任，也是作为现代快速发展的社会的一员的义务。平时，通过老师为我们放的一些视频，我知道了创新是随时随地都可能发生的，看到几岁的小孩都能够发明一些简单实用的东西，我懂得了创新是不需要学历的，仅仅只要有灵感和创新精神，你就很可能成功。对于这次老师布置的论文，我通过对平时在网上浏览的一些高科技和设备的整合，然后把自己的想法写了出来，这也是能算做一种简单的创新吧。自我感觉还是很有成就感的。创新是一项综合性的实践，他需要你把自己的知识进行归纳整合，然后再把它给展现出来。这就需要我们有广阔的知识面，这对于处于网络时代的我们来说并不是很难的事，在以后的生活中我一定会尽可能的扩大自己的知识面，做一个勇于创新的人才。因为一个国家需要创新，只要不断创新，才能不断进步，取得更大的辉煌。而作为这个国家的一分子，我们责无旁贷!

参考文献：

《生物体植入式微电子器件及其生物相容性研究》论文 《工程测试技术》

康宜华

北京：机械工业出版社 《模拟电子技术》

朱定华

北京：清华大学出版社

机械创新设计小论文 篇2

黑龙江省五常市作为中国绿色优质水稻之乡, 已不再局限于外销优质大米的市场经营模式, 早已开始挖掘大米深加工的市场潜力, 作为黏大米的食品配料, 优质小绿豆具有很大的市场需求。更重要的是, 五常一些制药企业也大量需要小绿豆, 由于小绿豆种植具有不稳定性, 造成制药配料小绿豆供应不稳定。原因是以往小绿豆都是田间地头小批量生产, 机械化程度低, 产量不足, 成本高价格贵, 满足不了食品及制药企业的需求。同时, 五常市作为国家优质水稻生产基地, 旱作耕地面积非常有限, 再加上其他作物的种植面积, 使小绿豆可耕种面积非常有限。小绿豆的市场需求是刚性的, 而可利用耕地资源是有限的, 如何解决这一矛盾, 原则就是确定一种优质高效的小绿豆机械化生产技术。

根据多年的学习借鉴和实践探讨, 认定大豆三垄栽培农机化技术可以借鉴, 以此为基础不断完善小绿豆生产机械化技术, 能够解决生产不足和规模需求这一矛盾。这项技术是笔者母校黑龙江八一农垦大学农业工程学院和植物科技学院等多学科研发的一项高产示范项目。国家“七·五”计划期间, 是重点推广农业生产项目, 可以提高单产54.6%。读者也许会问, 和小绿豆生产有啥关系?小绿豆和大豆属同科作物, 其株高要比大豆矮小, 更适合于合理密植, 应该说, 这项技术在小绿豆的农业生产中更加具有可行性和经济性。

二、三垄栽培技术的核心内容

大豆三垄栽培技术作为小绿豆的机械化栽培方式基础, 具有简便、科学, 适应性广、增产效果明显等特点。其主要栽培技术为:

(1) 技术要点:①垄体、垄沟间隔深松。②分层深施底肥、种肥、追肥。③垄上双条精密 (量) 点播。这三项新技术的垄作与垄平结合栽培法, 被群众简称为大豆"三垄"栽培法。“三垄”栽培法与常规小绿豆种植法相比, 有六大技术改进:①改平翻为翻、耙、松相结合。②改平作为垄作。③改表层浅施为分层深施底肥与种肥。④改单条平播为垄上双条精量点播。⑤改病、虫、草单一防治为病虫草综合防治。⑥改一机单用为一机多用。

(2) “三垄”栽培法优点:采用垄作深松与分层深施肥相结合的做法, 增强了小绿豆的抗旱、抗涝、抗病、抗倒、抗低温的能力, 并提高了土壤的供肥、供水、供氧、供热和提高贮肥、贮水、贮氧的能力。采用垄上双条精量点播与耕种结合, 耕管结合, 耕防结合等复式作业, 协调了土壤中水、肥、气、热的关系。因而提高了小绿豆光合作用生产效率, 提高了土壤水分利用率、肥料利用率和有效积温的利用率, 提高了机械除草与化学除草的综合性灭草效率。

(3) 小绿豆三垄栽培法的配套机械。根据牵引力不同, 设计配套有三种类型的耕种机:①大型车 (100马力以上) 牵引2BJGL-12型, 其它功能与中型机相同, 幅宽12行, 班次作业量可达1000亩左右。②中型车 (54或75马力) 牵引2BJGL-6型双条精量耕种机。可一次或二次完成深松、施肥、播种、喷药、复土镇压等联合作业, 70 cm垄距, 幅宽6行, 每班次工作量为250～300亩。③小型车 (12～20马力) 牵引2BJGL-2型, 功能与上两种相同、幅宽2行。班次工作量40～60亩。配套机械:喷雾机械 (含苗带喷雾) 旋转锄中耕 (含苗带旋转锄) 。

(4) 小绿豆三垄栽培法必须按不同生态区制定农业技术的实施方案与操作规程, 要参考不同的地块及土壤条件及作物轮作原则、农机化基础情况等。

三、推广这项技术的保障性措施

(1) 预测小绿豆市场需求, 签订供销合同, 预防高产之后滞销损害生产者的利益, 及调动生产积极性。

(2) 大力宣传, 争取政府及相关部门支持, 争取扶持资金, 制定生产规划。特别是预防豆科重迎茬病虫害所需储备用地, 搞好多种类作物轮作规划。

(3) 搞好示范实验, 建立中小地块的技术和装备推广档案, 有效培训这项技术的推广者和实践运用者。

红岩机械:小投入换来大收益 篇3

然而在这个过程中，随着企业飞速发展，红岩机械业务快速扩张的同时遭遇了管理瓶颈。依靠传统的人管人、人管物的方式已经无法满足企业快速发展的需求。特别对于红岩机械这样的企业而言，汽车及工程机械产品的成本及利润构成复杂，财务成本核算往往要精细到每台车辆（整机），单台成本、促销费用、厂商返利、经销商提成都要核算到惟一的车架号，怎样才能核算到如些精细？红岩机械销售的大多数产品都是通过银行消费信贷或企业分期收款，增加销量提升营业收入的同时，企业垫付的资金也逐级增加，此时该怎样全面掌握分期贷款客户的还款情况？

“对于红岩机械来说，要想走得更远、更稳，不能再像以前那样靠人来管理，必须建立起一套完善的管理制度以确保企业日后的发展。管理永远是企业的基础，基础不牢，是企业极大的隐患。”红岩机械总经理陈永光说。

红岩机械财务经理马飞向记者表示，作为一家以销售为主，同时又为客户做短期贷款的企业，红岩机械不仅要想尽办法留住客户，同时还要随时监控已有客户的资金清还情况，此外在企业内部，为了实现成本精细化管理，必须做到对每一台车进销存全程化的把控。

最终，综合品牌、服务、性能等诸多因素，红岩机械选择了用友旗下畅捷通信息技术股份有限公司的T6产品来帮助企业改善管理、提升效益。包头友富达协助红岩机械实施了整个项目。

据悉，整个系统上线后，在红岩机械内部规范了从销售到售后的全局流程。为了实现全流程的可追溯性，红岩机械按每辆车独有的车架号来管理车辆的入库与出库，实现样车的全程跟踪，通过多级仓库及货位的管理实现对总公司、分公司、二级经销商库存结存及销售业务的实时监控，规范各级部门及经销商间的接车、调车、发车流程。同时，为实现精细管理，红岩机械还建立了单台商品的成本核算机制，通过序列号及项目核算实现对车辆的采购成本、销售费用分摊、厂商返利等成本的精细核算，准确计算成本为业务部门提供制定价格政策的决策依据，实现对销售利润的多个维度的分析与管控。

“就客户管理层面，系统上线后，通过对客户应收款的账龄分析并结合信贷分期的还款计划单跟踪收款，使得红岩机械能够全面掌握每个客户的还款情况，实现对逾期次数、逾期金额、罚息、违约金、垫付贷款的自动预警和统计，并通过对销售订单的跟踪，实现信贷业务的办理进度跟踪及时预警，避免因疏漏造成企业的信贷风险。”马飞向说。

过去，由于此前信贷方式的多种多样让部门员工痛苦不已，每个月几百个新增客户的分期还款计算和录入，通过手工方式要10多天才能完成，而系统上线后只需要3天时间就能完成并且准确及时。清欠业务的管理提升更是效果显著，之前想掌控各种信贷方式和逾期情况、还款情况都要靠翻看厚厚的账页，现在无论是查询个人还款情况还是分析统计，只需要轻点鼠标就一目了然。

机械创新设计小论文 篇4

1）由机械管理员建立台帐并报经营室和财务部备案；

2）由材料部统一保管，根据工程需要由机械管理员签字后统一由材料部发放使用；

3）使用完毕后由机械管理员检查、维修、清查数量并签字后由材料部统一回收入库，

4）由工长编制零配件使用申请，经工程经理审批后，由机械管理员编制费用计划；

5）费用计划经项目经理审核后，由机械管理员和预算部选定供应商并签订供销合同；

6）合同签订后，机械管理员根据工程需要进行采购；

7）机械零配件进场后统一由材料部入库保管，根据工程需要由机械管理员签字后统一由材料部发放使用，材料部作好发放记录；

8）零配件经点验后由机械管理员办理结算手续，结算经成本经理审核和项目经理审批后到预算部、财务部备案；

机械创新设计小论文 篇5

设计思路：

一、选材：

《小机械立大功》这个绘本故事选自南京师范大学出版社出版的优秀幼儿读物系列，之所以选择这个绘本故事，有两个方面的原因：一是与主题活动有着密不可分的契合点，可以在幼儿现有经验之上拓展幼儿的经验，为主题活动的开展进入更深层次的延伸；二是给幼儿一个语言能力上的挑战，用连环画式的绘本，编成一个完整的故事，是一次尝试。

二、作品分析：

《小机械立大功》是一个以图画来说话的作品，作品中的图画非常生动活泼，初浅易懂，简单的问句和答句告诉我们一个个妙招，其中包含了许多的认知因素--机械原理。绘本中以小矮人为线索，将简单的而又被忽略的，我们平时认为很难给孩子讲清楚的知识串起来，给孩子一个联想世界，不断地引起幼儿的求知欲望和好奇心，引导他们去观察去发现去探索，从而形成新经验，积累下来留存在脑海中，这就是文学作品给予的力量。

仔细阅读分析作品，你就会发现这个作品中所包含的认知元素有很多，有对机械工具名称的认识，它们有什么用，还有对机械原理的简单剖析。例如杠杆，滑轮，斜面等等。这些知识听起来是很难的，孩子们会理解吗？我认为在这个活动中，并不是要教孩子学会这些知识，让他们了解到底什么是杠杆原理，最重要的认知点是要将这些原理转化为一个认知，就是让孩子知道有许多事情都可以用机械工具来做，这样就使得我们的工作更加省时省力方便，使我们的生活更加惬意更加美好。

作品以连环画式的多幅图画来表现故事，而文本却非常简单，是用几个问句和答句做了点睛之笔。这些问句和答句中没有人物角色，没有形象的动作描述，因此，根据大班下学期幼儿的语言能力，可以将此绘本故事编成一个完整的故事。这也是对幼儿语言能力的一个挑战。

三、目标定位：

在分析作品的内涵价值之后，我将目标制定为1、通过阅读了解一些简单机械工具的名称和用途，感受使用工具给人们带来的省时省力和方便。2、理解图意，尝试完整讲述故事，体验小矮人克服困难获得成功的快乐。从目标来看，本次活动是凸显认知的，第一条目标指向的是社会常识，将作品的中心思想概括出来，第二条目标指向的是语言能力，同时整合了情感，也是活动中要隐性渗透的目标。相对于情感目标来说，活动中要隐性渗透的除了体验成功的快乐之外，还有为人类的聪明才智感到自豪的情感。

四、过程设计：

本次活动的环节设计分为四个部分，首先以小机械工具为导入，说说名称和用途，激发幼儿回忆已有经验，带着问题去思考，引起幼儿的探索兴趣。第二部分是看看说说解读图意，意图是让幼儿通过观察了解故事中发生的事情，解决的方法，并且感受工具带来的省时省力和方便，其中包含了几个认知点，杠杆，斜面，轮轴，滑轮和螺旋。这里的操作要点是不仅要让幼儿看懂图意，而且能够用简单的语句表达出来，这也是本次活动的难点所在。第三部分是自主阅读完整讲述，是让幼儿边看小书边讲故事，将前面一个环节中组织的语言完整地讲述出来，这个环节作为整个活动的完整欣赏部分。最后以现代化的机械工具作为活动延伸，激发幼儿更多的探索欲望，对周围生活的更多的关注。

活动内容与要求：

1、通过阅读了解一些简单机械工具的名称和用途，感受使用工具给人们带来的省时省力和方便。

2、理解图意，尝试完整讲述故事，体验小矮人克服困难获得成功的快乐。

3、运用已有生活经验，根据画面大胆想象、推测并表达自己对故事情节的理解。

4、引导幼儿细致观察画面，激发幼儿的想象力。

活动准备：

PPT课件；幼儿用书人手一本

活动流程：

介绍小工具--看看说说解读图意--自主阅读完整讲述--活动延伸活动过程：

（一）介绍小工具：

教师出示各种小工具图片，说说名称，引起幼儿猜测：它们能做什么呢？

教师小结：刚才我们看到的都是一些简单的小机械，它们都很有用。

森林里的小矮人要做一件大事情，这些小机械能帮上忙吗？让我们一起去看一看吧。

（二）看看说说解读图意：

1、出示图一：小矮人想干什么？遇到了什么困难？怎么办呢？

2、出示图二：小矮人想到了什么办法？

锯子是怎么回事？(出示锯子的图片，模仿拉锯的动作)3、出示图三：木头又大又重，有什么办法让它移动呢？

4、出示图四：小矮人是怎么做的？

教师小结：原来一根棍子加上一块石头就可以让又大又重的木头移动哦，这就是杠杆。

5、出示图五：小矮人想把木头般到树桩上去，可是木头好重哦，搬不动怎么办？

6、出示图六：这个问题是怎么解决的？

教师小结：用两块木板搁在树桩上，斜斜的，就像小桥一样，再把木头推上去就省力多了。这就是斜面。

7、出示图七：需要的木头又多又重，抱着走好累哦，怎么办呢？用什么办法可以把木头运到很远的地方去呢？

8、出示图八：有轮子的小车真好用，可以很轻松地一下子运很多木头。小矮人很快就把木头运完了。

教学反思：

这次期中开课的题材是科学类绘本，当拿到主题《小机械立大功》这个活动时，其实觉得自己驾驭不好，不像语言类绘本通俗并咬文嚼字地能听得懂。科学类绘本有它的教学特性。再之相对机械一字总是和男教师的关联比较大，觉得这个绘本不好上，也上不好。每一次尝试都是一次挑战，那就试试，发现问题才能再下次中改进，不管怎么样，努力了就好。

要上好课首先要透彻了解绘本要对文本进行解析，首先对绘本的本身进行剖析，这本绘本的知识容量非常大，就像专家马老师说的那样能派生出很多的活动（包括小组、个体、集体等等）一个集体活动里我们到底需要让孩子知道什么？掌握什么？关键点在哪里？这都是课前的必要准备。所以前期对文本进行了详细的了解和分析，并查阅资料。接下来就是活动的设计，第一层次：引题激发幼儿兴趣，第二层次：认识了解各种器械的名称及用途，第三层次延伸生活中的运用。

在实际教学活动中还是出现了我自己意料中发生的事情，1.比如：整个活动点比较散，幼儿需要了解的容量太大了。其实切口不必太多，只要有一个重难点就行。本次活动的关键信息是1.了解认识各种小机械，并了解它们在生活中的用途。2.观察和理解左右两幅画面之间的关系。作为第一课时，孩子们掌握这一些，为第二课时做好经验储备。2.对于孩子已有经验的储备缺乏，所以在引题环节中孩子们还是未能明白什么是小机械。所以策略的应用犹如是为整个活动添砖加瓦，如果换一种方式：利用孩子的已有经验来呈现可能能够更好的为接下来的活动进行做上坚实的铺垫如：可以利用孩子区域活动时活动的照片，这样更能直观的切入主题。孩子们能够了解到原来他们在用的这些工具就是小机械，逐步把经验转移到需要解决的问题上。3.自主阅读的必要性。第二个环节我用PPT的形式与孩子一起再次阅读绘本。

机械创新设计. 篇6

机械创新设计参赛作品

之

自动滚动软质黑板

姓名：柏闯 刘驰 胡龙飞

韩佳 王梦梦

班级：机械112 建环112 导师：张杏娟老师

日期：2013年11月10日

目录

目录......................................................2 前言......................................................3 作品设计思想............................................4-5 作品零件图.............................................6-13 作品总装配图.............................................14 创新点...................................................15 作品前景.................................................16 前言

在当今这个物质极为丰富的社会，人们更加重视装置的自动化、自身的健康问题。教室是个教书育人的地方，而黑板是教师教书育人最重要的工具，然而由于教学任务重，使得教师在认真教学的同时不得不拿起黑板擦去檫黑板，这不仅打乱教师教学节奏，学生还会因此而走神，有时一节课老师要不辞辛苦擦上六七次之多，这不仅影响了教学质量、效率，由此而产生粉尘还严重危害着老师和学生的身体健康，据调查显示，长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺部产生危害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的伤害，甚至会引起急性肺炎、尘肺等疾病。

自动滚动软质黑板能够轻松的解决这两个问题，首先本作品是机械一体化产品，她擦拭黑板的动力来源于电源，无需手动，只需控制电源的开关便可以控制黑板的幕布的转动，把现在有字迹，急需擦掉的一面转到背面，而此时背面的干净、已擦拭完全的幕布则转至教师需要的正面，从而节约了课堂的时间，保障了教学质量；当需要擦拭字迹的一面转至黑板背面之时，背面的小黑板檫会不断的与幕布上的字迹擦拭，由此可以将背面的字迹擦拭，背面下部有个小盒子，用来收集字迹上的粉尘，这样被粉笔灰能够得到有效的回收，使得教师和学生不必吸入粉笔的粉尘，从而也给学生们从小就树立一种环保低碳的意识。

设计思想

本作品整体思想来源于公交站台的滚动广告，把传统的黑板改为可以滚动的软质黑板，做到上课时可以无限利用黑板，无需花费宝贵的课堂时间去擦黑板。a.主体部分：

前后两个相对的木质平板：木板的中间部分做成有长直的缺口，用于固定，用来支撑整个黑板，并前后与黑板的幕布相接触，以此来提高幕布的强度，使之在工作之时不能够变形。

两端的圆柱轮：在两个相对木质平板两端，安装两个可以滚动的圆柱轮并与前后两个木板相切，一个为主动轮与发动机相连接，另一个为从动轮，主动轴的部分有个键槽，用于轴与动力轴的连接。

b.动力部分：

为与电源相连接的发动机，发动机的齿轮与主动轮相连接，通过幕布的布传动，带动从动轮的转动，使整个装置工作起来，发动机上装有控制开关，控制电源的供给。

c.除尘部分：

为背面与后板相固定的小刷子，并与竖直线成大约45度的角度，防止由于幕布的纤维重合而导致黑板不干净，在实际的工作中可以安装两组，当发动机启动时，幕布滚动与固定的刷子之间形成相对运动，从而产生摩擦，进而可以把幕布上的字迹除去

d.固定连接部分：

轴固定：在黑板的上下安装两个狭长直板，左右分别有一个轴承 孔和一个小长方形的缺口，轴承孔用于固定两个轴承，与两主题木质平板，两个圆柱轴形成一个封闭的空间。

主体平板固定：在主体平板之间安装两个狭长木板，用于固定平板，其安装在木板的缺口处，并与上下两个固定轴的木板上的缺口相连接，使之固定。

整体固定：两个C行的结构，用于整体固定在墙上，上下部分分别有两个螺纹孔与轴固木板上的两个螺丝孔相固定。

e.收集粉尘装置：

在毛刷周围安装塑料小盒，防止粉尘的扩散，在主题木板的后部安装一个可动的塑料盒，用于收集被擦拭掉的粉笔灰。

f.皮带装置：

采用具有韧性，并且摩擦系数小的材料，易于擦拭，如玻珠布等。

零件图

a.前后两个主体木质平板：

注：中间凸起的凹槽，用于固定，其与板固定装置相连接，两端有圆角，可以与发动机平滑的相连接。b.主动轴与从动轴:

注：上面零件为主动轴，下部为从动轴，主动轴下部有个键槽，用于主动轴与动力轴连接，红色部分与轴承连接。c.背部除尘装置：

注：两端有孔的部分为与固定板的木板相连接，在孔中间有销，用于固定此零件。d.黑板主题固定在墙面装置：

注：每个端口都有两个孔，用之与轴固定木板相连接，中间孔用于固定整个装置在墙上。e.上下两个固定轴承的木板：

注：圆孔用于固定轴，长方形缺口用于固定与其相连接的木板。e.固定两个木质平板的连接件：

注：缺口与上个零件的缺口相连接，用于固定。g.发动机、齿轮与传动带部分：

注：由于齿轮室标准件，此图只是效果图，不代表实物,发动机部分选取YE系列低速电机为新一代齿轮减速电机，无需再增加减速装置，转速应为6—10圈每秒。

总装配图

创新点

a.将黑板实现滚动化，有别于传统意义上的黑板。

b.采用软质材料，可以滚动，做到上课可以无限利用黑板。c.能够收集粉笔灰，避免对老师和学生的身体产生损害。d.能够实现自动擦黑板的功能。

e.可以解决现在塑料黑板的反光问题，以及不识别彩色粉笔。

作品前景

伴随着国家对教育教学的不断重视，以及经济上对教育教学设施的投入，教学设备企业迎来了新的起点，在这样的大背景下，自动滚动软质黑板更是有了前所未有的发展和创新。

现有的黑板，不仅需要浪费课堂时间去擦拭，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重的会引起急性肺炎、尘肺等疾病。在这样的情形之下，我们设计的自动滚动软质黑板完全可以避免上述危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意识。此外我们的黑板安装简单，好用，完全可以实现自动化，即使在停电的情况下也可以利用遥感进行手动操作

机械创新设计小论文 篇7

关键词：离散小波变换,故障诊断,非平稳信号

0 引言

机器运行过程中,由于某些零部件的磨损、缺损、裂纹、松动以及配合面或接触面的间隙和位置发生变化,零件在运行过程中发生局部的冲击和摩擦现象,这些冲击往往包含在振动信号中,从机器的振动信号中提取这些冲击成分成为判别机器零件故障的一个有力手段,也是机械故障诊断学的一个重要内容。

滚动轴承和齿轮箱故障诊断在机械诊断中是比较有代表性的,首先它们在工程中的应用非常普遍,许多机电设备和传动设备都含有这些部件,而且这些部件发生故障的频率较高。其次,它们信号中所含的故障特征通常比较微弱,常常被其他的信号所淹没,这些微弱信号的提取往往比较困难[1]。本文将用小波分析的方法对故障设备的冲击信号进行提取。

离散小波属于二进小波,连续小波比二进小波在故障诊断方面更有优势,但二进小波也有其自身的优点。首先,二进小波的算法简单,便于工程实现。其次,二进小波变换把频带严格区分开,信息没有冗余,许多设备的故障(如旋转机械等)在频域内表现为故障的特征频率和特征频率的倍频,只要选择合适的采样频率和分解层数,就可以将特征频率及其倍频被分解成到各个频段,对这些频带的时域信号的时域信号做FFT变换,可以通过查找是否存在这些特征频率及其倍频来判断是否有故障[2]。

1 离散小波变换

对连续小波的尺度因子a和平移因子b进行如下离散采样[3]:

则小波φab(t)变为,这样连续小波变换就变成了小波级数:

为了使小波变换具有可变的时间和频率分辨率,适应待分析信号的非平稳性,就需要改变a和b的值使小波具有“变焦距”的功能。在实际过程中,常采用的是二进制的动态采样网络,即取a0=2,b0=2,则每个网络对应的尺度为2j,平移因子为2jk。由此得到小波:

称为二进小波。

如果由{φj,k}线性张成在L2(R)空间是稠密的,且存在正常数A和B(0≤Α≤Β<∝),使对所有平方可和双边序列{Cj,k}成立,即{φj,k}是L2(R)中的一个Riesz基,那么在L2(R)存在唯一的Riesz基{φj,k}与之对偶,也就是:

如果φj,k满足以上性质,信号f(t)就可由φj,k及其对偶小波φj,k来重构,重构公式为:

在工程运用过程中,信号通常是一系列的采样值(离散时间信号),用f(n)(n∈Ζ)表示,这种情况下的母小波和对应的小波都应该是离散时间的,分别用φ(n)和φj,k(n)表示,定义离散小波为:

与定义小波级数的方法类似,离散小波变换定义为:

这种小波变换很适合于数值计算和工程实现。

2 离散小波提取非平稳冲击信号

小波分解是时频二维分解,它把信号在时域和频率两个坐标上展开,即信号经小波分解后表现的是某个确定频带上的时域信息。在分解信号时,使用小波包分解的效果要比正交小波分解的效果要好,因为正交小波分解每次只对低频信号进行了再分解,而对高频信号没有进行细分,小波包正好弥补了这一缺陷,对高频信号也进行了分解,提高了高频信号的频率分辨率。在提取冲击时,由于冲击本身在频域内表现为高频,所以需要用小波包对高频信号进行再分解才能提取出冲击。对信号进行小波包分解时涉及到究竟要对信号分几层的问题,下面以具体的实例说明。

对图1中的故障信号进行分析。对信号采样用db11进行小波包分解,分解树如图2所示。图中S表示原始信号,A表示低频,D表示高频,末尾的序号表示小波分解层数。则有如下分解关系:

分解后信号的波形图如图3,可以看出信号DAA3和DAD3都有周期性的冲击。那么究竟那个信号是故障产生的微冲击呢?对信号DAA3和DAD3继续分解,见图4。从第四层分解图中可以看出,信号DAAA4和DAAD4依然含有周期性的冲击,而信号DADA4和DADD4很杂乱,没有周期性,从而可以判定DAA3是故障产生的微冲击。为了进一步的验证,用DAA3进行重构,如图5所示,冲击非常明显,且与连续小波提取的冲击基本一致。为了找出微冲击出现的频率,对DAA3进行FFT变换,需要指出的DAA3是本身是高频信号,这里仅为了找出故障的特征频率(微冲击出现的频率),所以不需要恢复它本身的频率。从图5可以清楚的看出,故障的特征频率是78Hz,它的倍频156Hz、234Hz等也依次出现。

3 结论

本文利用离散小波变换方法提取非平稳冲击信号。并对具体的信号进行了分析,结果表明用离散小波变换提取故障产生的微冲击是可行的。在实际的应用中取得了良好的效果。

参考文献

[1]钟秉林,黄仁.机械故障诊断学[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]王江萍.机械设备故障诊断技术及应用[M].西安:西北工业大学出版社,2001.

机械创新设计小论文 篇8

【关键词】机械设计 双语教学 渗透式教学

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0167-02

一、双语教学背景

我国加入WTO和新课程改革给我国教育带来前所未有的机遇和挑战，学校课堂教学如沐春风，注重学习的体验和知识的运用成为目前教学的最为核心的内容。英语作为一种语言交流工具，日益成为人们关注的焦点。现在，纯知识的外语教学已经落后，不再适应社会及经济的发展；英语教育中除了知识性，还有工具性、交际性和文化性。然而，我国现行的英语教学存在的弊端是：学生在课堂上学习英语知识，在日常生活中无处应用。学生们面临的最大问题就是缺乏彼此之间的交流，没有学好英语和运用英语的外部环境，结果就导致“哑巴英语”这一现象的产生，严重地影响了人才的培养。双语教学，在高校的应用进一步充实了英语教育的工具性和交际性。

所谓“双语教学”，即用两种不同语言作为教学语言的教学。一般是指在用母语进行部分学科教学的同时或在母语教学过关的情况下，用部分非母语或全部非母语进行学科教学的称为双语教学。

二、《机械设计》双语教学的可行性：

1.从大环境来说，我们要吸收国外的先进的教育理念和方法，所以要用英语作为沟通的桥梁，而在高校里加强这一沟通的桥梁的最好的办法就是双语教学。

2.从课程本身来说，《机械设计》是机械工程专业的最后一门技术基础课，要求学生能够综合应用所学知识联系生产实际去设计适用的零部件和简单的机械。理论推理不多，难度相对适中，非常适合开展双语教学.

3.从学生角度出发，这门课一般放在第五学期，这时学生英语的水平基本过英语四级，所以从知识的角度他们也已经具备开设双语课程的能力了。况且，先修课程也有开设双语的经历，他们更容易适应。

三、《机械设计》双语教学拟采取的办法以及效果，

通过六年的双语教学，我得出了以下经验：用英语作为课堂语言对《机械设计》进行教学，需注意的是英语只是教学的手段而不是主要目的。要想双语教学的效果好要从授课教师的选拔和培养，上课所用教材的选取，授课模式和对学生的评价等几个方面入手开展双语教学。

1.双语教师选择

首先对《机械设计》双语教学的教师应该有多年的《机械设计》教学经验，对该课程有深刻的理解和把握.同时，也应该有一定的科研基础，对该学科的前沿知识有深入的了解，从而在讲解基础内容的同时能够做到前沿的延伸.更重要的是教师还要有较好的英文基础，能够用英文流利地进行表达.建议学校选双语教师时能够选拔那些在教学一线长期从事机械专业课教学的归国留学人员担任.另外，学校可以资助教师出国进修和访学来培养双语教学教师，也可以通过与国外高等院校的交流与合作的形式来培养双语教学教师.

2.教材选用

建议选用 杨明忠 编著的《MACHINERY DESIGN》该书内容深浅适宜，与中文版，濮良贵编著的《机械设计》章节的布置基本一致，可作为中文辅导教材，例题和习题丰富，基本符合国内的教学大纲.还要引导学生多参阅国内外的知名教材，如：Robert L Mott 《Machine Elements in Mechanical Design》， Joseph E Shgley 《Mechanical Engineering Design》等。从而加深对教材内容的理解.

3. 教学模式的选用

双语教学时，教师可采用部分英文渗透式教学.教师上课时可以先给学生介绍些常用的专业英语词汇，如Machinery design（机械设计），Failure models（失效形式），Stress（应力），Strain（应变），Threaded fastener and joints（螺栓紧固件与连接件）， Strength calculation（强度计算）等.让学生先熟悉专业词汇，使之很自然地接受英文表达.教师上课时可采用全英文板书，并恰当地处理英文表达，大部分用英文表达，中文作为必要的补充.教师上课时还应该引导学生用英文方式思考，用英文提问题，逐步增强学生的英文水平，使英文与专业课学习共同进步.注意应用启发式和讨论式教学，在课堂教学时尽可能多地使用些贴近生活的的实例，如：两个螺钉连接两块板，螺栓型号已知，那么最大能承受多大的横向载荷等，鼓励学生去挖掘更深层次的思考.

4. 考核形式及效果

考试成绩应由平时成绩、实验成绩和期末成绩3部分组成，其中期末成绩占70%，平时成绩占 10%.实验占20%。平时成绩教师可通过让学生翻译英文定义和概念，用自己的话英文表述分析过程，如：用英文表达螺栓连接承受横向载荷强度校核的分析过程。从而了解学生对专业知识和英语的掌握程度.试卷采用一半英语一半汉语.经过一个学期的双语教学训练，学生能够读懂一些简单的机械相关英文文献。

如下是从2010-2015年同一专业的汉语班和双语班的各项指标的对比如图1，2。

由图可以看出，就《机械设计》双语班的教学效果呈现逐渐上升的趋势。双语教育的模式和效果逐渐成熟，无论是从该课程的及格率、四级通过率，考研上线情况看双语班都已经有明显优势。所以双语教育需要持续进行，使其优势能充分发挥。

四、双语教学中的问题

虽然教学效果明显，但也暴露了一些问题，从全国其它高校尤其是近几年安阳工学院各个院系的双语教学课程实践过程来看，双语教学存在着一些问题.

1.双语教育的师资力量不足

双语教学的基本要求要常年从事机械设计的教学，具有丰富的授课经验，且能顺利的实现全英文上课。发音准确很重要，其次是流利组织语言的能力。但我们都是非英语专业出身，阅读不是问题，但是口语水平参差不齐，能满足讲双语课要求的老师不多。

2.学生的英语水平

我们中国的孩子学习英语听力、口语都是弱项，而且学生的英语水平落差较大，有的大三已经通过六级考试，而有的同学四级还没过，所以讲双语课时学生的接受情况也不尽相同。所以成绩悬殊较大。

3.忽略了学生的主体地位

有些教师在对学生进行双语教学时，除了所用教材增加了英文版本，上课板书用英文外，与普通教学并无大的区别.教师只是一味地讲解，不顾及学生是否能听得懂，如果在授课过程中不能做到由浅入深，循循善诱，很可能导致部分学生因跟不上教师的进度而放弃学习.这就违背学生在教学中的主体地位。

总之，双语教学与研究改革是一项庞大的系统工程，需要更多的双语教师的不懈努力和投入。所以要推进双语教育、提高教学质量，关键在于培养一支合格的双语教师队伍，为此，学校要根据自身实际情况，制定双语培训方案。多与其他高校的教师沟通交流双语教学的经验，多组织海外进修和访问学者等来提高双语教学的资质。

机械创新设计论文 篇9

内容提要：本文通过介绍国外工程机械的先进结构,依据人机工程学的方法进行分析,着重以总体布置、驾驶室和司机座椅、操纵机构和信息显示装置几方面做了些探讨。

在工程机械产品设计中, 不论是技术设计还是艺术造型设计, 都是围绕着如何使产品发挥最大的功能效用。而产品功能是通过人与机器的相互作用来最终实现的。所谓宜人性设计是指应用人机工程学的原则和方法研究“人一机器一环境”这个统一的综合系统, 并设计这个综合系统合理的方案。建立人一机之间最适宜和最合理的相互作用方式。科学技术的飞速发展,计算机辅助设计的引入,使当今工程机械的设计达到了一个更高的水平,产品设计的主要困难,已不在于机器设备本身,而在于如何确定人与机器以及人与环境之间最佳的相互协调关系。实践证明,既使采用了新的高功效的机器和设备,由于其结构与人的相互作用方式不适应人的功能特点,则往往不能达到预期的效果。因此,在产品设计中充分考虑“人的因素” ,解决产品与人相关的一切方面,选择最佳的“人机” 系统是技术设计和造型设计中不可分割的重要组成部分。人机工程学可以帮助技术设计和造型设计者选择最理想的产品设计方案,在方案设计中,允许采用技术对人的“ 迁就”及人对技术的“选择”。宜人性设计的最终目的就是为操纵者创造高效、安全、舒适和方便的工作条件,保护其体力和激发其工作自信心,提高劳动生产率。

一、总体布里的宜人性设计

一台设计良好的机械,其安全、可靠、易于维护修理、检测和使用方便以及保证有良好的视野是最基本的人机工程学标准。

1.保养检测省时省力

日常保养及登机前检测要省时省力, 以便使机械有更多的时间进行工作。造型设计必须和总体布置设计密切配合,充分考虑经常换用的一些零件、组件及总成件的配置,不仅更换检测容易,而且保证在更换时不需反复拆卸机器。保养点集中并易于接触,润滑点尽可能少且加长润滑周期。需常调整的部件,应设检修门和孔口，孔口的形状和大小应满足在挡板外便于工作和观察。C A T D gL推土机对发动机、变速器、转向离合器,制动器及支重轮架的各轴承所设的润滑点具有快速保养和保养周期长的特点。其基础本身上仅有4个注油点,附属装置上有14个注油点,(推铲上2个,裂土器上有12个),使润滑简化,绕机检查快速方便。

在CAT生产的许多机种中,都设有保养指示器,显示红色信号时,意味着过滤器内的过滤心脏需保养;采用透明塑料积尘杯,便于目测聚尘状况:采用直观的目测油量计,检查方便而且也避免开启油箱对系统造成污染;采用旋紧式润滑油和燃油过滤芯,不仅容易接触,更换时也干净利索。在D8K 和D9H 型机上还采用了快速更换润滑油系统,比普通换油方法一宵省80 % 以上的时间。2.维修方便

为便于检修,各国的工程机械在总体设计上都将驾驶室做成一“ 整体”,并可倾斜不同的角度。如C A T 953 装载机可用千斤顶使驾驶室整体倾斜24 度，利于更换变速器油滤芯和快速连接液压检测接头,对发动机和传动装置进行故障检查和排除,驾驶室还可借外力倾斜朋，以便拆下发动机或传动装置。

实践证明,技术性能的改进和新结构的运用,是提高宜人性设计的重要基础。C A T D1 0 , D 9 L 和D 8L 均采用了组件装配式结构,使所有主要动力传动系部件在不必拆除推土铲、松土器、驾驶室等情况下就能快速拆卸和更换,尤其是拆除最终传动,显示了组装式结构的优越性,它只需断开履带即可拆出终传动部件。这样不仅使拆除部件所需时间减少,而且为现场维修带来极大方便、缩短了停机时间，降低了保养费用。

3.视野良好

视野广阔清晰是提高和确保效率的主要保证。看得清才能干得好。驾驶室的造型应与总体设计相结合,其位置及门窗结构应当容易看清工作装置和通行道路。D 10 推土机的造型设计充分体现了视野良好的要求。在总体造型上呈“A”字形, 处于前方视野要求,采用斜置的发动机罩和垂直安装的提升油缸，在后方视野上由于采用了新颖的三角形履带布局，不仅使总机长度缩短, 而且为司机回顾松土器工作状况提供了方便;左右及后方采用富有力感的“ 梯方形” 的斜壁式油箱造型, 其上表面均有一定的下倾角度,减小了死角,使司机在工作时前后及两侧都有良好的视野。

在技术设计上也应考虑到所采用的结构对视野的影响。C A T 9 5s 装载机采用了Z 形连杆,不但提高挖掘力及铲斗的卸载速度,更重要的是由子采用单油缸进一步拓宽了司机的视野。在其G 系列平地机的主机架上,从铰接式连接件直到前面采用整体结构,取消了阻碍前方视线的平土铲联杆装置和齿轮箱,使视野更为广阔。

二、驾驶室和司机座椅的设计

工程机械驾驶室应具有安全保护、防风防火和防雨防晒,不受灰尘、废气侵扰以及减轻振动和降低噪声的功能。这些功能的好坏直接影响司机的安全舒适,对提高生产效率起着显著的作用。其中减振的程度也影响司机乘坐的动态稳定性。

座椅的舒适性有两方面内容: 坐姿舒适性和振动舒适性(静态特性和动态特性)。这两方面因素及其座椅相对于驾驶室内和操纵机柯布局中的位置,直接影响着司机的舒适和方便,操作的灵活与效率。振动舒适性的研究是把路况一悬挂行走系统与座椅一人当做一个整体,探索在各种工况下受随机振动对人在心理和生理方面的感觉反映。国际标准15 0 26 3 1 一1 9 7 8(E)《人体承受全身振动能力的评价指南》对人体承受全身振动能力的标准作了最完善的评价。这里不作探讨。座椅的坐姿舒适性的研究则主要偏重于人体生理结构(人脊柱的腰曲弧线及坐姿状态下人接触座垫和靠背的体压分布)与座椅结构、座椅廓面形状和几何参数的关系上, 使座椅兼有良好的静态和动态特性。1.乘坐姿势

最舒适的乘坐姿势,一般认为是符合人体生理要求, 即能保持正常的腰曲弧形而不受拉伸变形, 腰背部肌肉处于松驰和休息状态以及腹部通向大腿的血管不受压迫的乘坐姿势。其特征是: 臀部离开靠背稍向前移,使肩部后倾并与大腿下平而夹角(体腿夹角)为1 15 度, 小腿自然前伸并保持与大腿和脚之间有110度到115度的夹角。见图l。

2.两点支承原则

对人体腰部与背部的合理支承能够防止腰曲变形,是保证坐姿舒适性的重要结构措施。见图2(a 为一点支承, b为两点支承)。两点支承

中, 上面一点称为靠肩, 能减轻颈曲变形, 设置在第5 一6 胸椎之间;下面一点称为腰垫,它对保持和恢复正常腰曲弧形和保护易损腰椎它对保持和恢复正常腰曲弧形和保护易损腰椎有决定作用,其位置在第4 一5 腰椎之间的高度上。几何参数见表1。

靠背倾斜角度和两点支承是相互依存的,因使用要求不同而有所偏重。以休息为主的座椅, 多采用两点支承且以肩靠为主;以土作为主的座椅, 则应保证工作要求, 采取直坐式。以往工程机械座椅多属此类, 工作过程中背部几乎接触不到靠肩, 两点支承中只有腰垫在起作用, 但一点支承也能起到保护腰椎和缓和腰 曲拉伸变形的作用。所以, 我们常看到的工程机械座椅与汽车驾驶员及乘客座椅有所区别。前者主要以工作和操作方便为主: 后者则兼有工作和休息的双重性。但近年来, 国外工程机械出于操作系统布置合理而且多采用先导液压助力操纵机构和可倾斜不同位置的转向柱, 座椅也采用张紧度可变的悬挂装置, 可作上下及前后调整、座垫及靠背也可按司机个人喜好作向前或向后倾斜, 操作时不必将身体探出, 当机械处在斜坡或向旁倾斜时, 侧面的扶手和安全带使司机仍能稳坐椅中。扶手也可折起, 以免妨碍动作。所以当今工程机械司机座椅也采 用了适宜于整日工作且最符合人体曲线的高靠背座椅, 比以往具有更好的操纵和.乘坐舒适性。

3.体压分布

人体重量作用在座垫和靠背上的压力分布称为体压分布, 是影响坐姿舒适性的一个生理因索。人体臀部和肩部上的不同部位, 在产生不舒适感以前所能承受的压力是不同的。因此,座倚的压力分布应是合理分布而不是平均分布。见图3 , 一般说来, 坐骨周围的肌肉可承受较大压力, 而大腿下面的肌肉, 因里面分布有大血管和神经系统, 很小的压力一也会影响血液循环和神经传导, 从而引起不舒适。同样,靠背上的压力也应是合理分布, 集中在肩脚骨和腰椎两个部位。坐姿舒适的体压分布应是:人体的大部分重量应以较大的支承面积、较小的单位压力合理地分布到座垫和靠背上;压力分布从小到大应平滑过渡, 避免突然变化。.其它因素

座椅的几何尺寸及形状、所用材料也影响坐姿舒适性和操作的灵活性。首先, 座椅应该是能够上下、前后进行调整, 以适应不同国度、地区和不同种族的司机舒适乘坐。座椅深度要恰当, 以便很好地利用靠背,通常为3 7 5-4 0 m m 为适宜,宽度应允许坐者姿势有所变化,最小的宽度是450mm(衣服口袋和口袋装物距离),有扶手座椅, 两扶手最小距离是4 75mm;靠背的宽度以不大于325 一375 m m为宜,以免工作时,人的肘部经常碰到靠背;座垫应有一定的柔软性,既可增加接触面积;又可减少压力分布的不均匀性。但太软太高的坐垫又容易造成身体不平衡和不稳定,表面材料最好不使用塑料面,应采用纤维材料,既可透气,又减少身体滑动。

若几何参数及座椅廓面形状选择不当, 会产生如图4 所示的情况, 箭头所指为受压迫即不舒适部位。

5.评价原则

评价一个座椅舒适性的主要项目的重要程度如下:1.腰垫20％: 2、靠背倾斜角15 ％: 3.座椅深度和高度10 ％+ 5 ％: 4.座椅上下、前后移动10 ％;5.椅架下面的空间5 ％(对于工程机械也可不予考虑), 6.座垫与水平倾斜角3％;7.座垫前缘的圆角和柔软度2 ％;8.其余项目一包括肘部臀部和肘部活动空间,座垫和靠背的空载轮廓,蒙皮的透气性, 防滑性等30 ％

三、操纵机构和信息显示装置

操作的效率和是否容易、省力与提高机械生产率有密切关系。操纵机构的布局、仪表显示装置的布置和驾驶座椅的位置, 三者之间的物理尺度应综合考虑、统筹兼顾。工作位置的尺度由操作者在工作时视界的大小(包括室外视野良好和室内观察仪表和操纵杆件方便)及手、脚的活动范围和手、脚动作的有效性、协调性来决定。全盘布局要力求使操作工序耗时最少、体力消耗小和识别仪表指示方便、清晰和准确。l、布置合理(1)操纵机构

操纵机构的布置, 应根据其使用方便程度、操作顺序和频繁性, 将最常用的部分置于有利观察和手脚最有利的动作范围之内。

图5所示为手和脚的作业范围。图6 是C A T D g H推土机的驾驶室布置、参照两图可以看出, 操纵机构的布置非常合理。根据人的生理特点,不经训练的人, 一般情况下右手反应时间比左手反应时间短而且准确。象油门控制杆、· 推铲控制杆和裂土器控制杆这类常需调整的操纵杆件均布置在右手最方便的活动范围内的减速踏板也方便地放在司机反应较敏捷的右边。次要的操纵杆, 如定期性或不经常调整的杆件布畏在工作区边界处或边界外。象为保护机器司机和在场人员专设的安全手柄(图6 3)就设在控制台的左边,而且颜色与其它杆件不同, 手柄上饰有警告功能的红色,当司机离开驾驶室时,随手将其结合,方便自如。但是应急机构杆件的形状和颜色,不仅应与一般机构相汉别, 而且应设置在任何情况下都能接近且与一般机构隔开的独立空间处。(2)仪表显示装置

司机在作业过程中, 监视控制台的仪表指不和操作机械的工作常常是同时进行的。因此, 仪表的合理布置, 将意味着司机通过快速判读仪表, 及时掌握机械的运转状况, 保障机械的安全。根据人的视觉运动规律, 视线习惯习脚、左到右和从上往下运动;看圆形物体, 总是沿顺时针方向比较迅速。从图6 可看出, 反应机器状况的重要仪表, 从左至右排列在仪表板上。而且仪表指针的摆动方向多为顺时针或具有一定的规律性, 以便司机迅速判断作出反应。

仪表板的位置, 应处于司机最有利观察区域。根据人的视觉特点, 横向视野大于纵向视野;眼睛的水平运动比垂直运动快。图7 为人水平和垂直方向视域的划分(a 未画出最大视域)。横向视野中最大视域为2 0度(头部和眼球均转动)只有眼球转动时为1 20。视线突然转移过程中, 大约3 拍的时间能看清目标,其余盯帕的时间视觉是不真实的。根据这些特点, 仪丧板应布置在司机前下方最有效的水平视域是以下三个区域:

A: 中心视力范围(1.5 到3 度)对物体视觉最清晰:

B: 片刻视力范围(1 8 度)有限时间内即可辩清物体;

C: 有效视力范围(3 度)需集中注意力才能辩清物体。

最有利的纵向视野为视平线上30 度，下40 度，坐姿工作时向下的最佳视线为15度, 见图7 a , 监控机器各主要功能的仪表和警示灯, 应沿垂直方向在水平线下30 度范围布置在斜置防眩的仪表板上。水平方向上, 在作业时不需用的次要仪表摆在视域之外;主要的置于B、C 区域;最重要的布置到最佳视区内(A 区)。当然,仪表位置主要是有利于工作。C A T 42 6 型挖掘装载机的仪表板则设在操作者的右边,无论操作装载机还是反铲装置都便于观察。仪表板处于司机前下方, 因此,必须重视仪表板的反射光,以免干扰司机带来危险。仪表板的色彩应与室内色彩有适当对比,常见的多为深色(如黑色),所有材料应为无光泽和表面粗糙以便形成漫反射,清除眩光。切忌在仪表板上使用过多的色彩和为装饰所采用光亮度大的电镀框仪表。这些都会造成视觉疲劳。目前, 国外工程机械普遍采用电子监控系统(E MS)替代传统的仪表显示装置。C A T公司60 肠的产品已装备了这种信息显示系统。代表了今后工程机械发展的趋势。电子监控系统相对仪表有极大的优越性, 其判断准确性高出仪表3 一4 倍: 其可靠性在每1 0 个作业小时中,失效率约为0.0 0 1 7。而仪表的准确性和可靠性会因各种因素,使用时间、振动和人为的原因而受到影响。仪表需司机来判读并记住其读数所包含的意思, 对于经验较少的司机则必须把更多的注意力集中在工作上而不是集中在机器的工作状况上;既使有经验的司机也会由于指望仪表显示正常而较少去注意。使得危险状况得不到及时注意, 从而引出问题。而电子监控系统则利用预调定的传感器(开关), 开关不是关就是闭。司机不需要依靠偶然的监视去发现仪表显示的危险读数, 省去了对仪表所作的猜测。只要看到某个信号灯亮了, 就知道问题出在什么地方和采取相应的措施。该系统应用发光二级管、故障指示灯和警告喇叭。内在可靠性极好,不仅监控系统还能监控自身,使司机能放心地全神贯注于工作。具有提醒司机、要求司机作出反应和立即停机的三级警告, 使司机快速可靠地识别信息, 从而使机械损坏的可能性大大减少,因而有更高的作业率。

2．操纵可靠轻便

操纵力的大小、操纵的方式对操作效率影响很大。人机学有严格要求和标准。国际标准化组织(15 度)和一些国家都已把有关试验研究成果总结到技术文件中。如苏联对起重机操纵杆布置规定在距离座椅上表面2 0 一3 0 m m 的高度,作用于操纵杆上的推力不大于30 N、踏板的施力容许值不超过6 oN ,若踏板的施是 经常性的,则必须减至20 N。踏板总行程不超过125 m m 以及用能承受一定荷重的弹簧复位。国外工程机械广泛采用先导阀液压助力控制,不仅减少板动手柄的作用和缩短手柄行程,而且准确灵活地对工作装置精确控制。转向盘只转三圈就可使机械从一侧转向另一侧极为灵便。

操纵杆的动作方向应与机械工作机构的运动方向一致, 便于记忆和符合人的习惯想法艺操纵使用时应不阻碍司机视线,位置也应与司机视野相适应。如C A T D 9 L 推土机的裂土器操纵杆设在司机右后方,为减少司机裂土作业时扭转身体所产生的疲劳,其驾驶座椅向右后方斜置15 度 ,以便于司机舒适地向后回顾进行操作。目前,国外工程机械广泛采用可调整的驾驶台。见图8，为可五个位置调整的转向柱,向前移可使司机出入驾驶室方便;向后移可使司机将转向盘和变速手柄置于舒适的位置。b 为可作180 度翻转的压路机驾驶装置,以顺应司机的观察,提高碾压质量。

宜人性设计的最高体现,是对“人的因素”的考虑是事无巨细的。如操纵手柄的形状必须适宜人手的比例和指球肌、大鱼际肌和小鱼际肌的天然减震能力, 避免对掌心和指骨的压力以及由于垂直和水平振动而引起的疲劳从而影响操纵的确性。图9 为手柄的不同造型,其中a、b、c 为好;d、e、f较差。并列手柄的形状、大小、高度和颜色的不同,有益司机记比和区别,减少误动作带来的事故, 提高人机系统的总功能。如C A T G 系列平地机采用有双重保护作用的停放制动手柄布置在油门手柳和变速杆中间,但其颜色(红色)和高度与两者有明显区别。它除了控制停放制动器使机械下会移动;还可使变速杆锁定在空档位置。提高了操作的可靠性。

简化操纵机构也是提高宜人性设计的有效措施。图10 为速度和前后变换方向共用一个手操纵,手柄扭转可以作速度换档;手柄前推或后拉郎作前后方向的改变。越来越多的工程机械,不断简化操作,许多功能的控制都已用按钮开关来实现。如小松的装载机采用的指尖控制变速器;C A T 生产的电子控制的铲斗比置 控制器可预定铲斗的卸载高度和挖掘角度, 大大减轻了司机的劳动强度、改善了人机关系,可以预见不久的未来, 电子计算机将为各种施工作业机械提供不同的工作循环程序, 司机所做的工作只是对电视屏和计算机打印输出等的监视。

三、结束语

工程机械中的宜人性设计还包括造型设计中造型的比例和谐;色彩的科学应用和颜色对人心理、生理产生的作用和联想等等。篇幅所限, 不作论述。宜人性设计在工程机械中的运用, 集中体现在驾驶室, 操纵机构和信息显示装置上,必须给予极大的重视,因为它们在“人一机”系统中是联系人与机器的重要环节,宜人性设计的最高目的,是追求人和机器之间的新型关系。

参考文献

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