创新设计模板

1、创新设计说明书吸尘器改装冲浪装置机械工程学院电子11一班设计者：陈麟201110330113辛文强201110330101指导者：范跃农时间：2014年5月2014年5月从20世纪90年代中后期开始，我吸尘器的销量每年以38%的速度上升。如今吸尘器不但功能越来越多，外观日趋美化，其价格也越来越便宜，受到了不少市民的喜爱。中国吸尘器市场主流品牌主要有SKG、飞利浦、松下、海尔、丹麦力奇、三洋、莱克、伊莱克斯、龙的、LG、科沃斯、爱普等。如果你认为吸尘器只是个简单清洁工具，并没有其他用处，那你就错了，吸尘器只要你会使用，有很多另类的用处。例如吸尘器可以吸真空袋，可以寻找针头，纽扣等细微的东西，还可

2、以用在宠物身上。如果经过细微的改装，吸尘器的用处就更多了。美国有一个学生就将吸尘器改装成军用爬墙机器人，这款改装后的吸尘器可以让人在垂直的玻璃面和砖面上爬行。今天，我们将尝试把吸尘器改装成冲浪装置。全自动无尘黑板设计方案、设计目的二、工作原理本装置是用两个电动机作动力，分别控制左右黑板的上下运动，如附图一，控制面板中有四个按钮，控制着电机的正反转，从而控制擦除时和不擦除时黑板的上下移动。黑板擦除装置采用电磁吸合装置，使横梁上的毛刷既可贴紧黑板，亦可不贴紧黑板。即当在“擦除”状态按下“上升”、“下降”按钮时，通过电路（见图3）接通，衔铁与线圈吸合，使有擦除作用的横梁上的毛刷与黑板紧密接触，从而当

3、黑板上下移动时，横梁上的毛刷擦除笔迹。而在“不擦除”状态按下“上升”、“下降”按钮时，吸合电路并不接通，毛刷与黑板不接触，从而不具有擦除作用。横梁上安装一塑料长盒槽，从而罩住、收集擦除字迹时产生的粉尘，使本装置具有“无尘”功能。所以，当我们需要擦黑板时，就无需直接动手去操作，而是通过控制开关，来实现黑板的上下移动与擦除，这样就给使用者带来不少便捷之处二、设计万案1 .黑板上下移动设计方案电动机通过减速器与链轮连接，通过链传动控制黑板的移动，而电动机的正反转则可实现黑板的上下移动，实现电动机正反转的电路图如图1,SBF相当于“上升”按钮，即按下SBF时电动机正转，带动外侧的黑板向上移动，内侧的黑

4、板向下移动；SBR相当于“下降”按钮，即按下SBR时电动机反转，带动外侧的黑板向下移动，内侧的黑板向上移动。同时，在上边框的内框和外框顶端KMriKMF1U图1电动机正反转控制电路各安装一个行程开关（电路图中ST1、ST2）,当黑板运动到上边框或下边框时,触及行程开关，使电路断开，电动机停止转动，实现黑板运动的自动停止。电动机带动链传动的简图如图2,减速器输出轴与下链轮联接，内侧黑板与内侧链条相连，外侧黑板与外侧链条相连，从而实现两块黑板的同步、反向的运动。2 .擦除装置设计方案在两块黑板之间（边框中间位置）设置一与黑板基本等宽的横梁，上面装有毛刷,在横梁的两端分别设置一衔铁。在贴近横梁的边框

5、两边分别固定一个线圈（已筑有相应匝数的导线），两线圈通过开关分别与相应的电源连接，见图3。开关闭合时，线圈通电产生电磁力，在电磁力的作用下，横梁两端的衔铁克服弹簧的作用力与线圈吸合，从而实现了毛刷与黑板面的紧密接触，通过黑板的上下上链轮图2链传动的简图移动，来实现内侧的擦除功能。开关断开时，电磁力消失，横梁两端的衔铁在弹簧的作用下与线圈分离，从而毛刷与黑板面分离，黑板上下移动时，不会擦除黑板上的字迹。同理，在外侧黑板的上面（边框的中间位置）也设置同样的一横梁，在横梁上面加一等长的塑料罩盒收集散落的粉笔灰尘，从而实现外侧黑板上字迹的擦除功能和无尘功能。带毛刷横梁图3电磁力吸合擦除装置简图四、功能

6、、特点及应用前景1、功能传统的黑板需要手动实现其运动，并且需要人力擦除黑板笔迹，针对这些费时、费力和粉末污染等弊端，我们设计了以上方案，该方案是建立在自动控制与机械运动原理的基础之上，综合了机械运动与电器的自动化控制，实现了黑板的多功能、模块化和自动化设计。全自动无尘黑板擦主要具有以下几部分功能：(1)利用电动机可实现正反转的原理，通过减速器、齿轮和链条来实现黑板的自动上下运动，并通过行程开关实现黑板的自动停止。(2)利用电磁吸合原理，使擦除装置与黑板可以自动接触与脱离，从而实现随时、随意擦除黑板的功能。(3)利用静电原理，避免了粉尘随意漂浮的缺点，实现了粉尘的集中清理功能。(4)通过电路、开

7、关和操作面板，实现所有运动的自动化控制。2、特点在设计过程中，采用了机械运动和自动控制相结合的创新设计方法，使全自动无尘黑板擦与传统的黑板擦除方法相比，具有如下优点：(1)黑板的上下运动通过按钮自动控制，方便可靠、省时省力，节省了上课时间，提高了上课效率。(2)由于采取了粉尘集中清除措施，在黑板横梁上面加一塑料罩盒收集散落的粉笔灰，从而避免了擦黑板过程中产生的灰尘给老师、同学带来的身体危害，具有环保型的特点。(3)本方案采用了主电路与控制电路相分离的方法，从而操作安全。(4)本方案所实现的功能，是根据现已有黑板的尺寸及特点设计的，所以安装时只需对原黑板经过改造，既能达到全自动无尘的效果，而无需

8、将原黑板全部换掉。(5)结构简单，成本低，便于安装。(6)系统原理简单，操作方便。3、应用前景随着多媒体技术的发展，课堂教学对黑板已不是像以前那样依赖，但黑板的方便书写的特点仍是不可替代的，所以黑板仍是课堂教学所不可缺少的。但是，由于传统的黑板擦除方法存在着很多弊端，在当今以人文本、全面建设和谐社会的趋势下，这种弊端越来越显现出来，所以，全自动无尘的黑板擦除装置，势必在今后教学设备中占有一席之地。经过我们的调查，市场中也已存在不少类似产品，但这些产品中绝大多数并没有完全实现“全自动”与“无尘”的结合，甚至有些产品反而使操作更复杂，针对这些问题，我们所设计的本套全自动无尘黑板擦不仅实现了“全自动

9、”与“无尘”的完美结合，真正做到了操作简便、安全，而且整套装置是根据现已有的黑板设计的，在原有黑板上只需经过改造，即可成为本产品，所以，该产品较同类产品更具有竞争力，更具有广阔的市场前景。五、使用方法在黑板两侧各有一控制面板，具上各有四个操作按钮(各按钮的功能在控制面板上已标出)，分别控制黑板的上下运动、擦除装置与黑板的接触和分离。使用时，只需轻轻按下按钮即可，并且黑板具有自动停止的功能，想要达到某一功能，一次性即可。六、主要创新点1、功能创新全自动无尘黑板实现了黑板的自动上下运动、擦除装置的自动接触和分离与粉尘的集中清除等功能。2、模块化设计根据以上功能的分解和组合，将自动无尘黑板按模块分别

10、设计，最后按功能需要组合而成。3、概念设计传统黑板需要老师或学生亲自动手擦除粉笔字迹，费时费力，影响上课效率，危害老师学生的身体健康。而全自动无尘黑板则解决了此种问题，实现了其运动与擦除功能的自动化，并通过利用粉尘收集装置解决了环保问题。在概念设计上做到了创新。4、最简化原则虽然该设计功能较多看似复杂，并在控制上实现了一定程度的智能自动化控制，但是其在结构上却相当简单明了，做到了以简单的结构实现复杂功能的目的。为产品的生产和应用提供了方便。设计小结几周的创新设计已经结束了，虽然很忙碌、很辛苦，但感觉收获还是蛮大的。我们几乎每周的专注和辛劳，唤起了我们对创新设计意义的重视，对“创新”这一概念的深

11、刻理解，还有一种对设计工作的热情和认真态度，我们那严谨求实的作风再次发挥了优势，不敢说我们的这套设计方案一定会得优秀，但看着说明书上的每一个细节，我们觉得没有枉费这几周来的心血。我们相信，我们是最棒的！短短的几周时间，我们学到了很多的东西，从总体的布局到局部的设计，绝不仅仅是考虑尺寸的问题，要考虑的东西很多很多。我们认识到，一个好的设计师在需要具有优秀的专业基础能力的同时，还需要具有知识的综合能力和创新能力等。而我们在这方面显然还差得很远，但有幸的是通过这次创新设计，我们更加清楚地认识到了这一点，也为我们指明了以后的努力方向。此次创新设计，更加增强了我们对创新的兴趣，对设计的热爱，看着自己画出的每一条线、写出的每一行字，心里总有些激动，我们知道那是收获时幸福的喜悦！在对自己的努力进行肯定的同时，我们也认识到了自己的诸多缺点与不足:一是绘图能力还不够强，作为一个机械专业的学生，必须具备足够强的