第二屆機(jī)械設(shè)計(jì)方案大賽作品

第二屆機(jī)械設(shè)計(jì)大賽作品103f1助立椅參賽學(xué)校：華南理工大學(xué)參賽者：畢經(jīng)元、龍志健、萬明遠(yuǎn)，指導(dǎo)教師：張鐵、李杞儀作品內(nèi)容簡(jiǎn)介本作品是一張方便老年人或者腿腳不便的人站立的椅子。主要是通過使用者上肢的運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)一面的動(dòng)作，從而可以調(diào)整人的坐姿與重心，來減少下肢的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)站立姿勢(shì)。本機(jī)構(gòu)主要用到了平面連桿以及其它一些機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)椅面的調(diào)整，來帶動(dòng)使用者的行動(dòng)。并且如果使用者需要的話，在坐下來的時(shí)候也可以起到減少其下肢運(yùn)動(dòng)的作用。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)我們主要是考慮到老年人或者其他腿腳不方便的人群，在站起來的時(shí)候總是很費(fèi)力；而且往往在坐下來的過程中也是一屁股就坐了下去。為了改變這樣的狀況，我們將人站立過程中的手腳并用，該為手起到主要作用，方便特殊人群。推廣應(yīng)用價(jià)值我們的社會(huì)對(duì)老年人的關(guān)愛漸見凸現(xiàn)，在這樣的背景下，對(duì)老年人日常行動(dòng)的關(guān)愛也就更為重要了。而且對(duì)于特殊群體，比如下肢受傷，殘疾等等的人群，我們的設(shè)計(jì)也可以助他們一臂之力。方便了使用者日常行動(dòng)，而且也減輕了子女或者看管人的看護(hù)負(fù)擔(dān)。這樣的話，他們坐下就不愁再站起來了。自動(dòng)攙扶助步車參賽學(xué)校：青島大學(xué)參賽者：王新剛、曹志強(qiáng)、鄭虎階、徐晟、孫海峰，指導(dǎo)教師：師忠秀、龐嚴(yán)英作品內(nèi)容簡(jiǎn)介本產(chǎn)品主要應(yīng)用于腿部殘疾、腿部骨折處于恢復(fù)期的病人。主要運(yùn)用了自動(dòng)檢測(cè)和電器控制的原理；巧妙地將助步車和動(dòng)力裝置結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力助步；并添加了單片機(jī)系統(tǒng)、光電檢測(cè)裝置以及繼電器，可以自動(dòng)檢測(cè)病人的行動(dòng)意圖，并且實(shí)現(xiàn)了車隨人動(dòng)。該車充分考慮了不同使用者的需要，設(shè)置了多種不同的工作模式；另外，本車增添了多處人性化設(shè)計(jì)及安全保護(hù)措施，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、產(chǎn)品的可靠性高；創(chuàng)新地利用支撐板代替雙拐，這樣可以減輕病人長(zhǎng)時(shí)間拄拐帶來的勞累；由于該車操作的方便性以及車身對(duì)人體的攙扶作用，病人可以獨(dú)立使用，從而大大減輕家人及護(hù)士的負(fù)擔(dān)?；炯夹g(shù)指標(biāo)：1、整車指標(biāo)：速度0~0.5m/s連續(xù)可調(diào)；電機(jī)：DC12V46rpm、P=15W電源：12V14Ah;光電開關(guān)：檢測(cè)距離：0.1m/0.3m、DC6?36V。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)人體的行動(dòng)意圖并自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力助步；（2）本車實(shí)現(xiàn)了車隨人動(dòng)，提高了使用者的方便性和舒適性；（3）本車實(shí)現(xiàn)了在一定范圍內(nèi)的無級(jí)變速；（4）本車采用了多種工作模式以適應(yīng)不同的使用人群；（ 5）獨(dú)特的控制電路大大簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)；（6）多處人性化設(shè)計(jì)和安全措施，使本車更安全實(shí)用；（7）病人可以獨(dú)立使用，從而減輕了家人及護(hù)士的護(hù)理負(fù)擔(dān)。推廣應(yīng)用價(jià)值該車的應(yīng)用前景非常廣闊，可應(yīng)用于醫(yī)院的康復(fù)中心、也可提供給殘疾人使用、還可以應(yīng)用于行動(dòng)不便的老年人，用于攙扶助步。語音識(shí)別控制的多自由度欠驅(qū)動(dòng)助殘機(jī)械手參賽學(xué)校：上海交通大學(xué)參賽者：李順沖、揚(yáng)飛鴻、陳侃、黃俊杰，指導(dǎo)教師：高雪官作品內(nèi)容簡(jiǎn)介為了盡量能使機(jī)械手與人手大小相仿，同時(shí)也為了體現(xiàn)欠驅(qū)動(dòng)手的優(yōu)勢(shì)，機(jī)械手將通過一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過差分機(jī)構(gòu)自適應(yīng)地分配動(dòng)力，差分機(jī)構(gòu)與電動(dòng)機(jī)可藏入手掌和手腕內(nèi)。手指的結(jié)構(gòu)：我們的機(jī)械手共使用4個(gè)手指，分別為拇指、食指、中指和小指。除拇指外，其他每個(gè)手指尺寸均相同，這樣就可以模塊化設(shè)計(jì)、加工，可以互換，也可以根據(jù)實(shí)際需要增減機(jī)械手的手指數(shù)。食指、中指和小指這三個(gè)手指每個(gè)手指都由三個(gè)指節(jié)組成。拇指結(jié)構(gòu)與其他三指基本相同，但只有兩個(gè)指節(jié)。彈性推桿差分機(jī)構(gòu)：由于只使用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)各個(gè)手指，為了使驅(qū)動(dòng)力可以自適應(yīng)地分配到各手指，需要一套驅(qū)動(dòng)力差分機(jī)構(gòu)。我們的方案是這樣的?；瑝K安裝于手掌內(nèi)的導(dǎo)軌中，通過一個(gè)絲杠-螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，可以沿導(dǎo)軌做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。滑塊與手指間通過彈性推桿來連接。在滑塊向前運(yùn)動(dòng)過程中，當(dāng)各個(gè)手指沒有接觸物體時(shí)，彈性推桿不收縮，可以看作是一剛性桿，驅(qū)動(dòng)各手指運(yùn)動(dòng)。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)所謂的欠驅(qū)動(dòng)就是指機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)數(shù)目少于自由度數(shù)目。我們的機(jī)械手就運(yùn)用了欠驅(qū)動(dòng)抓握原理，由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)全部的四個(gè)手指（共11個(gè)關(guān)節(jié)）實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的抓握，這種機(jī)械手在抓握時(shí)能夠很好地適應(yīng)物體的形狀。機(jī)械手的大小與人手相仿，同一般的靈巧機(jī)械手相比雖然功能有所減少，但在同樣完成抓握動(dòng)作的情況下，它的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，重量更輕，體積更小。推廣應(yīng)用價(jià)值能夠采用語音進(jìn)行控制的欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，操作簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格低廉，必然能為手部殘疾的人士帶來福音。多功能助食裝置參賽學(xué)校：廣東工業(yè)大學(xué)參賽者：陳其慶、陳志忠、劉智勇、賴錦濤、何影冰，指導(dǎo)教師：傅惠南、呂志強(qiáng)作品內(nèi)容簡(jiǎn)介為了填補(bǔ)市場(chǎng)上并沒有靠用腳控制來實(shí)現(xiàn)進(jìn)餐的器械的空缺，我們?cè)O(shè)計(jì)出本裝置，同一種動(dòng)力輸入，輸出多種功能。由腳控制，能夠幫助進(jìn)餐，翻書等功能。它由底座、支撐柱、桌面、轉(zhuǎn)臺(tái)、遞送裝置、自動(dòng)復(fù)原機(jī)構(gòu)、翻書裝置和腳踏組成。助食的操作步驟有：1、對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)控制腳踏施力，通過軟剎線傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)分度機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)餐桌轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)食物選取；2、對(duì)遞送裝置的控制腳踏持續(xù)輸入動(dòng)力，通過軟剎線傳動(dòng)，令遞送裝置上的機(jī)械臂先往下擺動(dòng)一定角度再下降到菜的位置；3、對(duì)夾子控制腳？103f肚卜r刂萍兇擁惱趴爰薪簦蠱浼兇€澄錚？、緩慢撤消對(duì)遞送裝置的動(dòng)力，機(jī)械臂回復(fù)到原來位置，實(shí)現(xiàn)送菜； 5:對(duì)夾子控制腳踏施力，使夾子松開食物。翻書的操作步驟是：首先利用手臂中滑塊的直線向下運(yùn)動(dòng)使吸盤吸緊書，然后利用吸盤的吸力和滑塊向上運(yùn)動(dòng)使書提到一定高度，接著利用裝在轉(zhuǎn)臺(tái)下的翻書桿和轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)使書翻過。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）理念新：是獨(dú)特的靠腳控制進(jìn)餐的新裝置。且同一動(dòng)作輸入，輸出多種功能。（2）實(shí)現(xiàn)方式新：采用簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，結(jié)構(gòu)巧妙，操作簡(jiǎn)便，表現(xiàn)在：設(shè)計(jì)出僅由一控件分時(shí)序控制兩個(gè)自由度動(dòng)作的新機(jī)構(gòu)，取代傳統(tǒng)的一個(gè)控制對(duì)應(yīng)一個(gè)自由度的做法；采用轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)來食物代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用機(jī)械手選取食物；使用集夾菜夾飯兩個(gè)功能于一體的夾子，取代傳統(tǒng)的筷子和勺子；使用軟剎線傳動(dòng)代替復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；采用彈簧復(fù)原，實(shí)現(xiàn)一控件控制兩個(gè)相反方向的運(yùn)動(dòng)。推廣應(yīng)用價(jià)值目前，市場(chǎng)上并沒有靠用腳控制來實(shí)現(xiàn)吃食物的器械，為了填補(bǔ)市場(chǎng)空缺，同時(shí)克服現(xiàn)有助殘裝置功能單一、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)出本裝置，用腳控制，不僅能夠幫助進(jìn)餐、翻書、和練習(xí)玩打擊樂器等多種功能，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。它能幫助雙手殘疾人解決“吃飯難”和翻書難的問題，避免直接用腳吃飯和翻書的尷尬與不便，美化了他們的生活，以及豐富了他們的精神生活?？傊?，它的出現(xiàn)，將會(huì)為雙手不便利的人帶來了另一種新生活。基于角度主動(dòng)控制的機(jī)械助殘腿參賽學(xué)校：上海交通大學(xué)參賽者：徐立文、盧天明、盧煒、袁興亮、毛文超，指導(dǎo)教師：殷躍紅作品內(nèi)容簡(jiǎn)介現(xiàn)在市面上銷售的智能假肢大多非常昂貴，而且適應(yīng)性和穩(wěn)定性都不理想。對(duì)于原本就肢體殘疾且生活困難的殘疾人，他們更需要一種簡(jiǎn)單易用價(jià)格便宜的假肢。我們的作品就是定位于給這個(gè)特殊人群提供的廉價(jià)，且相對(duì)功能強(qiáng)大的假肢。我們制作的是膝關(guān)節(jié)離斷的下肢，主要包括大腿，膝蓋，小腿。市面上被動(dòng)的多軸假肢已經(jīng)非常成熟，且有相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的零配件。所以我們的作品即是在現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品基礎(chǔ)上，添加電自鎖及自動(dòng)釋放的功能。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)膝關(guān)節(jié)我們采用四連桿機(jī)構(gòu)，可以非常逼真的模仿出人體膝關(guān)節(jié)軟組織的運(yùn)動(dòng)軌跡，并且在運(yùn)動(dòng)角度最大的軸上安裝電磁多片離合器，通過安裝在小腿上的壓力傳感器，控制其開啟或閉合。當(dāng)壓力傳感器感覺到人體重量時(shí)，離合器閉合，關(guān)節(jié)鎖死，無法繼續(xù)彎曲，但通過軸上的單向軸承可以繼續(xù)伸直。當(dāng)壓力傳感器沒有壓力時(shí)，離合器打開，關(guān)節(jié)放松，同時(shí)由一根彈簧使小腿抬起一個(gè)小角度，假肢可以完成步行中的甩腿動(dòng)作。這樣可以最大程度的改善假肢行走時(shí)的不自然動(dòng)作，使行走姿態(tài)盡可能接近正常人。疾人輔助行走可謂意義重大，市場(chǎng)前景看好。全自動(dòng)翻書機(jī)參賽學(xué)校：海軍工程大學(xué)參賽者：蘇杰、閻洪波、龍坤雄、侯文姝，指導(dǎo)教師：嚴(yán)承華、金傳喜作品內(nèi)容簡(jiǎn)介本產(chǎn)品主要為不方便用手翻書的殘疾朋友設(shè)計(jì)。該翻書機(jī)由載書臺(tái)、控制箱組成。載書臺(tái)由電磁式書夾和載書板構(gòu)成。控制箱由吸紙裝置、翻頁裝置（同步帶、同步帶輪、翻書棒）、電動(dòng)機(jī)和控制電路構(gòu)成?？刂齐娐芬訟T89S52單片機(jī)為核心。工作原理：以順序翻書為例，控制腳動(dòng)開關(guān)或聲控裝置，則右邊的書夾松開，吸紙裝置吸起書的一角，然后由同步帶的傳動(dòng)帶動(dòng)翻書棒翻起一頁紙，右邊的書夾合上。翻書棒將該頁紙翻到左邊時(shí)，左邊的書夾打開再合上，完成一次翻頁，裝置回到初始位置準(zhǔn)備下次翻頁。反向翻書時(shí)，原理相同。本產(chǎn)品使用220伏交流電源即可。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）吸頁裝置是根據(jù)流體力學(xué)的“負(fù)壓原理”，使用電腦散熱風(fēng)扇制作出來的，效果非常好；（2）翻書棒的動(dòng)作設(shè)計(jì)：使用同步帶傳動(dòng)帶動(dòng)固定在同步帶上的翻書棒平動(dòng)，翻頁平穩(wěn)，正反向傳動(dòng)比較可靠；（3）在書夾的設(shè)計(jì)上妙地將夾子的機(jī)械部分和電磁鐵結(jié)合在一起，只需通斷電就可以控制書夾的開合，簡(jiǎn)單好用；（4）相對(duì)于純機(jī)械的翻書機(jī)，該設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、機(jī)電一體化。殘疾朋友只需用腳或者其他部位觸動(dòng)開關(guān)，即可完成翻書動(dòng)作。推廣應(yīng)用價(jià)值第一、該作品可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)翻不同大小，不同厚度的書籍。能夠很好地滿足雙手殘疾的人看書學(xué)習(xí)的需求。第二、該作品全部由簡(jiǎn)單的零部件組成，加工工藝要求不高，且部分使用標(biāo)準(zhǔn)件，互換性好。第三，該設(shè)計(jì)成本低廉，廠家有一定的利潤(rùn)空間。另外，該作品不僅可以供手臂殘疾者使用，也可以供那些因某種原因不方便用手的人使用，如因病暫時(shí)不方便用手的人。而且其原理可以推廣到翻譜、復(fù)印等產(chǎn)品里。因此該作品具有非常廣闊的應(yīng)用前景。7助殘多功能手參賽學(xué)校：華中科技大學(xué)參賽者：馬天陽、徐興浪、蔡海洋、徐杰、肖峻峰，指導(dǎo)教師：吳昌林、趙軼作品內(nèi)容簡(jiǎn)介作品是為下肢殘疾坐輪椅者或是行動(dòng)不便的老人設(shè)計(jì)的一種延長(zhǎng)上肢從而方便抓取的助殘器具。能夠?qū)崿F(xiàn)：拿取放置在不遠(yuǎn)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(dòng)手柄，通過高副操縱類似鉗子的夾持機(jī)構(gòu)，抓取物體。作品中部的六桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的伸縮， ？103f萌〉奈鍥芬平褂謎摺v諧植糠稚杓瞥商厥廡巫矗 允視腥〔煌笮//鍰宓囊蟆T謔直糠稚柚M運(yùn)爸茫員V"詡薪粑鍰逯螅鍰宀恢亂蛭僮魘蠖糲隆@嗨屏酪虜嫻墓剮斡爰諧旨慕岷希梢圓揮跋煺鱟爸玫慕峁瓜率迪忠桓齪蓯滌玫墓5堋2⑶椅迪執(zhí)〒T嘍 派杓屏肆礁鎏乇鸕墓辜？主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)突破常規(guī)思路，用簡(jiǎn)單的六桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)大幅度的伸縮功能，使得這種延長(zhǎng)手臂的助殘機(jī)械手更具實(shí)用性，更方便殘疾人的使用。安全周到的設(shè)計(jì)，多種功能的整合，使本作品獨(dú)具特色，處處體現(xiàn)著創(chuàng)新。實(shí)際應(yīng)用中的很多問題，從而使產(chǎn)品更加成熟，相比國(guó)外產(chǎn)品功能更加強(qiáng)大，真正填補(bǔ)了此類助殘用品的國(guó)內(nèi)空白。多功能自助護(hù)理機(jī)參賽學(xué)校：西北工業(yè)大學(xué)參賽者：孫萬、趙加清、張橋、應(yīng)高明、劉旭海，指導(dǎo)教師：葛文杰作品內(nèi)容簡(jiǎn)介本護(hù)理機(jī)主要針對(duì)上肢殘疾者生活自理困難的問題而開發(fā)，可供殘疾者自助解決進(jìn)餐，洗漱，閱讀翻頁等基本生活問題。本護(hù)理機(jī)由底盤，立柱與臂和手部三部分組成。底盤為控制部分，可由雙腳實(shí)現(xiàn)，動(dòng)作簡(jiǎn)單，容易操作；立柱與臂部分具有旋轉(zhuǎn)，抬頭低頭，伸縮三個(gè)基本動(dòng)作，依靠這三個(gè)動(dòng)作可以實(shí)現(xiàn)基本的三維定位功能，從而可以很好地模擬手臂的動(dòng)作；手部采用分模塊結(jié)構(gòu)原理，在整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的情況下實(shí)現(xiàn)多功能。目前已經(jīng)分別設(shè)計(jì)了進(jìn)餐模塊，洗漱模塊，閱讀翻頁模塊，如有需求可再添加新的模塊。護(hù)理機(jī)主要采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作過程簡(jiǎn)便，快捷，平穩(wěn)，準(zhǔn)確。另外，本護(hù)理機(jī)折疊方便，節(jié)省了空間，便于攜帶。本護(hù)理機(jī)產(chǎn)品綠色節(jié)能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高?？赏耆蓺埣踩俗陨聿僮鳎瑢?shí)現(xiàn)生活自理，減少了對(duì)他人的依賴，使其更加獨(dú)立自主，樹立了生活信心，從而幫助他們更好的走向社會(huì)，融入社會(huì)。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）采用分模塊原理實(shí)現(xiàn)進(jìn)餐，洗漱，閱讀翻頁等功能；（2）采用螺旋傳動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)單；（3）進(jìn)餐模塊中，餐具設(shè)計(jì)巧妙，集多種餐具的功能于一體；（4）可完全折疊，攜帶方便。的前提下，僅靠雙腳自主完成進(jìn)餐，洗漱，閱讀翻頁等過程，從而增強(qiáng)殘疾者的自尊心，同時(shí)節(jié)省了其家人與朋友的時(shí)間。本產(chǎn)品成本較低，操作方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，可應(yīng)用于醫(yī)院，福利院，家庭等場(chǎng)所，也可以擴(kuò)展到其他有類似需求的人群，有較高的市場(chǎng)推廣價(jià)值。助殘機(jī)械手參賽學(xué)校：鹽城工學(xué)院參賽者：曹勇，劉東，楊益，鈕賽賽，顧亮亮，指導(dǎo)教師：朱龍英，朱效波作品內(nèi)容簡(jiǎn)介本作品是為無臂殘疾人而設(shè)計(jì)的助殘機(jī)械手，主要為無臂殘疾人獨(dú)處時(shí)能獲取小件物品，不需雙臂運(yùn)作，只需通過雙腳操作，就能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)夾、運(yùn)等動(dòng)作，其操作簡(jiǎn)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(dá)到省時(shí)省力的效果。該裝置由底座、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(shí)現(xiàn)機(jī)械手在一定空間范圍內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，前后移動(dòng)及夾取松開等動(dòng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，定位準(zhǔn)確，而且是純機(jī)械產(chǎn)品，不需要電源，安全可靠。助殘機(jī)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?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）用腳可以完成簡(jiǎn)單的手的動(dòng)作；（2）腳作為動(dòng)力源，適用于不能用電的場(chǎng)合；（3）本作品采用純機(jī)械完成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠；（4）節(jié)省資源，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。推廣應(yīng)用價(jià)值該作品可以幫助殘疾人用腳完成簡(jiǎn)單的手的動(dòng)作，具有廣泛推廣應(yīng)用價(jià)值，其制作簡(jiǎn)單，適合批量生產(chǎn)，價(jià)格低廉，適合任何階層。臥式期刊閱讀器參賽學(xué)校：清華大學(xué)參賽者：郝瀚、翟津健、李云軒、白亮亮、王逸君，指導(dǎo)教師：武靜、劉向鋒作品內(nèi)容簡(jiǎn)介臥式期刊閱讀器是臥姿狀態(tài)下使用的一種期刊閱讀工具。作品針對(duì)“臥床病人”的閱讀需求而設(shè)計(jì)制作。根據(jù)咨詢相關(guān)專家以及市場(chǎng)調(diào)研，“臥式閱讀”的功能在國(guó)內(nèi)屬首創(chuàng)，臥床病人對(duì)這種產(chǎn)品有較大需求，市場(chǎng)前景廣闊。主要功能包括“臥式閱讀”、“自動(dòng)翻閱”、“頭手足三類控制方式”、“營(yíng)造閱讀環(huán)境”等；機(jī)械結(jié)構(gòu)包括“翻頁機(jī)構(gòu)”、“夾緊機(jī)構(gòu)”、“驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)”、“支撐機(jī)構(gòu)”等，并加入適當(dāng)?shù)碾娍夭糠?；為?shí)現(xiàn)臥式翻頁的功能，作品采用了全新的翻頁原理——采用機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)翻頁動(dòng)作，用夾緊機(jī)構(gòu)的一張一合實(shí)現(xiàn)翻后夾緊，兩者通過協(xié)調(diào)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)相位配合；使用者可以選擇采用手、足、頭之中任意一個(gè)部位來控制閱讀器，操作中只需選擇前翻或后翻，簡(jiǎn)單易行；為了給臥床病人營(yíng)造良好的閱讀環(huán)境，本作品添加了燈光和音響設(shè)備，為臥床病人帶來視覺和聽覺的雙重享受。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）實(shí)現(xiàn)臥式閱讀，傳統(tǒng)閱讀器只能實(shí)現(xiàn)平面閱讀，本作品則是針對(duì)臥床病人的需要實(shí)現(xiàn)了“臥式”閱讀；（2）全新翻書原理，本作品采用了全新的翻頁原理并且在翻頁機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及支撐機(jī)構(gòu)方面采用了傳統(tǒng)閱讀器未曾采用的全新機(jī)構(gòu)；（3）多種控制方式，考慮到臥床病人的復(fù)雜情況，本作品實(shí)現(xiàn)了“頭部控制”、“103f掌握；（4）優(yōu)雅閱讀環(huán)境，本作品首次提出了“閱讀環(huán)境”的概念，在美化外觀的同時(shí)增加了“背景音樂”以及“照明燈光”，讓閱讀真正成為一種享受。推廣應(yīng)用價(jià)值目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)閱讀器只能實(shí)現(xiàn)平面閱讀，本作品的臥式閱讀屬首創(chuàng)；國(guó)外市場(chǎng)已有同類產(chǎn)品，但價(jià)格遠(yuǎn)高于本作品的成本。本作品的推廣對(duì)象是“臥床病人”，中國(guó)有上千萬的臥床病人，能夠解決他們“讀書難”的問題，其社會(huì)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值都非常巨大。本作品首創(chuàng)“臥式閱讀”功能，在功能性、可靠性、控制性、舒適性等方面都優(yōu)于已有的閱讀器，在應(yīng)用價(jià)值方面具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。本作品在設(shè)計(jì)和加工時(shí)都盡量壓低成本，采用了大量的標(biāo)準(zhǔn)件，估計(jì)批量生產(chǎn)后價(jià)格將很容易被使用者接受。雙桿大腿假肢參賽學(xué)校：陜西科技大學(xué)參賽者：楊帆、戴正利、郭雷雷、車凱、安靜潔，指導(dǎo)教師：李思益、王寧俠作品內(nèi)容簡(jiǎn)介針對(duì)市場(chǎng)上的大腿假肢結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且一般不能實(shí)現(xiàn)雙腿交替上下樓的情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了雙桿大腿假肢。雙桿大腿假肢以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為主，附帶了彈簧。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)完成了大腿的彎曲動(dòng)作；彈簧則代替了人體小腿肌肉的部分功能，實(shí)現(xiàn)了蓄能的要求，同時(shí)它對(duì)人體又有緩沖的作用；兩者的組合加之上樓時(shí)人體重心簡(jiǎn)單的調(diào)整可以完成雙腿交替上下樓的運(yùn)動(dòng)。另一方面，通過雙桿連接腳，并且雙桿間可以有相對(duì)的位移，從而實(shí)現(xiàn)了人體下蹲時(shí)，腳面與小腿間的自然的夾角?？傊?，我們用較為簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了大腿假肢的所要求的基本運(yùn)動(dòng)。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)主要的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，機(jī)械效率高；（2）雙桿支撐，較之單桿假肢更加穩(wěn)定。（3）彈簧蓄能，與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)相組合，可以實(shí)現(xiàn)上下樓運(yùn)動(dòng)。（4）膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)了使用者下蹲時(shí)腳踝角度變化。推廣應(yīng)用價(jià)值結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除機(jī)械裝置，不需要附加電源或其它設(shè)備，安全系數(shù)高。成本低廉，可以讓更多中低收入患者接受?？煽厥接貌蜋C(jī)參賽學(xué)校：海軍工程大學(xué)參賽者：朱俊杰、田野、羅江洪、陳聰聰、嚴(yán)佳，指導(dǎo)教師：原大衛(wèi)、郝朝斌作品內(nèi)容簡(jiǎn)介本作品是專門為失去雙臂的人所設(shè)計(jì)，給他們用餐帶來了極大的便利。主要結(jié)構(gòu)和工作原理說明：機(jī)電一體化的整體結(jié)構(gòu)；機(jī)械臂采用杠桿原理與力學(xué)傳動(dòng)相結(jié)合的設(shè)計(jì)理念；餐桌利用電機(jī)、開關(guān)與軸承實(shí)現(xiàn)其可控式旋轉(zhuǎn)；采用伸縮式落地支架；腳用控制器采用方便簡(jiǎn)易的接觸式開關(guān)。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）本產(chǎn)品采用全新的理念，設(shè)計(jì)新穎，填補(bǔ)了一項(xiàng)空白。（2）機(jī)械手結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路來源于挖掘機(jī)“手臂”，卻又不同于其。本產(chǎn)品突破了難度較大的液壓控制方式，采用簡(jiǎn)易的連動(dòng)桿結(jié)構(gòu)。（3）突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，簡(jiǎn)化機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，采用圓桌與機(jī)械臂結(jié)合控制的方式。推廣應(yīng)用價(jià)值解決雙臂傷殘人士用餐難的問題。產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)輕巧，成本較低，易于批量生產(chǎn)，時(shí)常前景廣闊。同時(shí)本產(chǎn)品具備很強(qiáng)的發(fā)展前景，可給其加配PLC等控制元件，實(shí)現(xiàn)其全自動(dòng)化，亦可把其改裝為翻書機(jī)等。13神行杖凳參賽學(xué)校：華南理工大學(xué)參賽者：張淦、何中堅(jiān)、易杰軍，指導(dǎo)教師：李琳、翟敬梅作品內(nèi)容簡(jiǎn)介本產(chǎn)品是一個(gè)多功能拐杖，是由一個(gè)主拐和一個(gè)與主拐活動(dòng)連接的副拐兩部分組成。主拐由腳體、桿身和桿身上端連桿機(jī)構(gòu)組成。腳體與桿身采用齒紋連接，桿身與其上端機(jī)構(gòu)采用活動(dòng)連接。產(chǎn)品的主要功能是輔助上樓梯、適應(yīng)各種復(fù)雜地形、可轉(zhuǎn)變成凳子。為達(dá)到輔助上樓梯的功能，我們利用主杖與副杖的活動(dòng)連接，使使用者在上樓梯的過程中拐杖總能提供支持力。腳體與桿身的齒紋連接當(dāng)拐杖提起時(shí)齒紋松開，可以改變腳體與桿身間的角度，使桿身始終保持垂直狀態(tài)，使使用者得到更好的支持，適應(yīng)地形。通過桿件的拆裝，可使拐杖變凳子。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)我們主要是考慮到老年人或者其他腿腳不方便的人群，在上樓梯、和走路的時(shí)候總是很費(fèi)力；創(chuàng)新的使用了連桿機(jī)構(gòu)，達(dá)到上樓梯功能，和適應(yīng)地形的腳體的螺紋連接機(jī)構(gòu)，桿件間的組合。推廣應(yīng)用價(jià)值我們的社會(huì)對(duì)老年人的關(guān)愛漸見凸現(xiàn)，在這樣的背景下，對(duì)老年人日常行動(dòng)的關(guān)愛也就更為重要了。而且對(duì)于特殊群體，比如下肢受傷，殘疾等等的人群，我們的設(shè)計(jì)也可以助他們一臂之力。方便了使用者日常行動(dòng)，而且也減輕了子女或者看管人的看護(hù)負(fù)擔(dān)。14超欠驅(qū)動(dòng)彈性鉸15自由度自適應(yīng)仿生手參賽學(xué)校：東北大學(xué)參賽者：何秀蕓、郝廣波、袁瑱東，指導(dǎo)教師：李樹軍、鞏云鵬作品內(nèi)容簡(jiǎn)介由于戰(zhàn)爭(zhēng)、交通事故等原因，全世界的斷臂、斷手患者的數(shù)量日益增加，因此對(duì)假肢、假手的需求也不斷的擴(kuò)大。但目前市場(chǎng)上接近真手功能的假手通常是機(jī)電結(jié)合的高科技產(chǎn)品，價(jià)格昂貴且維護(hù)費(fèi)用高，不能滿足廣大患者的需要。因此研究開發(fā)具有一般人手功能、便于維護(hù)而又成本較低的假肢一直是研究者和工程師們的不懈追求。但由于人手的自由度多而導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)復(fù)雜的問題一直沒能得到很好解決?；谏鲜觯覀冄兄屏藦椥糟q自適應(yīng)仿生手，利用多自由度差動(dòng)驅(qū)動(dòng)原理與彈性鉸鏈的巧妙結(jié)合，使設(shè)計(jì)的仿生手僅由一個(gè)原動(dòng)件便可驅(qū)動(dòng)手的 15個(gè)關(guān)節(jié)，并具有對(duì)抓取物體的自？103f視n浴6以 捎苫頰叩納媳芻蟶霞绱 恍枰 M保t萌嘶乙萄r硨筒沸翁杓評(píng)礪勱辛瞬問馱煨蛻杓??？主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）利用多自由度差動(dòng)驅(qū)動(dòng)原理與彈性鉸的巧妙結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了由一個(gè)原動(dòng)件驅(qū)動(dòng)手的15個(gè)關(guān)節(jié)，并具有對(duì)抓取物體的自適應(yīng)功能。（2）原動(dòng)力由患者的上臂或上肩帶動(dòng)而不需要原動(dòng)機(jī)和控制系統(tǒng)。（3）無鉸鏈，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，成本低。推廣應(yīng)用價(jià)值具有15自由度、自適應(yīng)性等一般人手功能。不需要復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、控制簡(jiǎn)單。利用彈性鉸，沒有鉸鏈運(yùn)動(dòng)副，并且無復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。這些都為便于維護(hù)創(chuàng)造了條件。成本較低。15多功能折疊拐參賽學(xué)校：鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院參賽者：肖克先、湯積仁、張揚(yáng)、宋剛、董昊，指導(dǎo)教師：王利紅、馮憲章作品內(nèi)容簡(jiǎn)介多功能折疊拐是參照人體工程學(xué)原理設(shè)計(jì)定型，通過對(duì)普通單功能拐杖進(jìn)行反求設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，關(guān)鍵部位采用優(yōu)化設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)成型的一款創(chuàng)新產(chǎn)品。該拐杖集行、坐、鍵身于一體,適用于腿腳病及老年腿腳不便者。該拐杖具有助走、休息、健身三大功能。強(qiáng)大的功能打破了傳統(tǒng)拐杖的單一功能和只適合病殘者使用的傳統(tǒng)，可以解決了廣大腿腳傷殘患者和老年人“長(zhǎng)時(shí)間行走——累，隨時(shí)隨地鍛煉——難”的等難題，達(dá)到了助走、休息、健身三者與一體的完美結(jié)合。本拐杖有一支可折疊成坐椅的單拐和一支帶有手動(dòng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)腳踏的單拐經(jīng)巧妙組合而成，其三大功能可保證為使用者提供“行走好、休息好、鍛煉好”的“三好”優(yōu)質(zhì)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)多功能折疊拐主要針對(duì)當(dāng)前拐杖市場(chǎng)上功能單一、結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的現(xiàn)狀,采用機(jī)械設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)原理,在關(guān)鍵部位采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.同時(shí),本著以人為本的設(shè)計(jì)理念,整個(gè)設(shè)計(jì)過程融入了人性化的設(shè)計(jì)思想,達(dá)到了結(jié)構(gòu)新、功能強(qiáng)、使用性強(qiáng)的目的.推廣應(yīng)用價(jià)值本多功能折疊拐集行、坐、健身三大功能與一體,達(dá)到了助走、休息、健身三者與一體的完美結(jié)合。該拐杖的強(qiáng)大功能使得它的應(yīng)用群體更加廣泛。本拐杖所使用的零部件大多為簡(jiǎn)單構(gòu)件和標(biāo)準(zhǔn)件,經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)和人性化處理,使得功能更加適宜質(zhì)量更加輕盈結(jié)構(gòu)更加輕巧,因此,具有很大的使用價(jià)值及市場(chǎng)推廣價(jià)值。16腳踏鍵盤參賽學(xué)校：中南大學(xué)參賽者：葉紹勇，田科，彭志勇，孫長(zhǎng)江，張振偉，指導(dǎo)教師：喻勝、云忠作品內(nèi)容簡(jiǎn)介本產(chǎn)品以現(xiàn)有通用鍵盤為基礎(chǔ)，外加相關(guān)的控制顯示部件，組成此腳踏鍵盤。腳在本裝置上移動(dòng)，當(dāng)腳部移動(dòng)到鍵盤上的相應(yīng)按鍵，輔助顯示裝置會(huì)在顯示屏上指示相應(yīng)的按鍵；當(dāng)用戶確認(rèn)其為所需正確按鍵后，踩下腳部踏板完成輸入過程。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）采用腳踏式機(jī)械觸點(diǎn)控制，結(jié)構(gòu)緊湊、實(shí)用；（2）采用二極管作為指示裝置，便捷可靠，節(jié)約成本；（3）采用現(xiàn)有鍵盤，功能完善；改為手用時(shí)裝卸方便，而且降低了制造成本；（4）整體結(jié)構(gòu)緊湊，易于操作掌握，輸入正確率高，成本較低，易于在收入較低的殘疾人群中推廣。推廣應(yīng)用價(jià)值本裝置主要運(yùn)用于上肢殘疾或手部不靈活等人群。在語音輸入等技術(shù)還沒發(fā)展成熟的現(xiàn)階段，本產(chǎn)品是一種很好的助殘產(chǎn)品。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，現(xiàn)階段市場(chǎng)上的普通usB/pai接口通用鍵盤售價(jià)為30至80元不等；而一套簡(jiǎn)單的語音識(shí)辨機(jī)器售價(jià)即在千元以上；所以通過在通用鍵盤的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新具有很高的可行性。而且通過估算，本裝置如果投入實(shí)際生產(chǎn)，尤其是進(jìn)行大批量生產(chǎn)，單部售價(jià)可以控制在100至150元，完全能夠?yàn)橄M(fèi)者所接受。17轉(zhuǎn)動(dòng)式腕離斷假肢參賽學(xué)校：華中科技大學(xué)參賽者：詹少坤、童文鄒、江登都、陳仁越、侯文杰，指導(dǎo)教師：楊家軍、王中錫作品內(nèi)容簡(jiǎn)介本作品的適用對(duì)象為從腕部截肢的殘疾人群體,他們由于缺少人體活動(dòng)最為靈活,實(shí)現(xiàn)功能最為豐富的器官手,在日常生活中有很多事情無法獨(dú)立完成，如吃飯,刷牙,寫字等,基本喪失了自理能力，我們?cè)O(shè)計(jì)出的這種假肢，它能通過十分簡(jiǎn)單的殘疾人自身還可行的運(yùn)動(dòng)來幫助這類殘疾人，使他們可以借助我們的產(chǎn)品在不需要外人幫助下完成一些日常生活中十分必要的動(dòng)作。在設(shè)計(jì)中，我們?cè)谠O(shè)計(jì)了大體框架后，還設(shè)計(jì)了相應(yīng)的功能模塊，通過標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)了多功能的用途，值得一提的是我們還設(shè)計(jì)了個(gè)裝飾用假手，兼顧了美觀的效果。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）作品中采用殘疾人自身前臂（內(nèi)套固定在前臂上）的轉(zhuǎn)動(dòng)形成內(nèi)、外套的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為動(dòng)力源，用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為傳動(dòng)裝置把手臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成工具端的閉合運(yùn)動(dòng)。其巧妙之處在于動(dòng)力由使用者自行輸出和調(diào)節(jié)，具有調(diào)節(jié)精度高，全憑手感來滿足實(shí)際需要。（2）采用了撞針和切口相配合的裝卸裝置，能由使用者外旋前臂來自行完成裝卸動(dòng)作。（3）利用標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)了多功能的用途。（4）兼顧了美觀的效果，設(shè)計(jì)了一個(gè)裝飾用假手功能塊。推廣應(yīng)用價(jià)值可以為從腕部斷肢的殘疾人提供很多便利，而且設(shè)計(jì)造價(jià)也不會(huì)很貴，十分適合經(jīng)濟(jì)條件不是很好的此類殘疾人，讓他們能真正感受到實(shí)惠、美觀、和多功能的效果。18多功能助行器參賽學(xué)校：大連大學(xué)參賽者：劉國(guó)華、朱中科、王琳琳、楊博龍、懷其昆，指導(dǎo)教師：崔亞菲、關(guān)浩作品內(nèi)容簡(jiǎn)介多功能助行器是為上肢功能健全而下？9755懿蝗牟U爍日兇擼蹈炊土丁11.蛐卸槐愕睦夏耆爍日兇咲蚨土抖杓頻摹K笨梢醞瓿殺3制膠猓C