机械创新设计选题与设计规划

第2章选题与设计规划王人成清华大学精密仪器与机械学系课程内容选题设计规划开题调研文献综述开题报告2.1选题以组为单位进行选题，每组2-3人；设计题目来源1）学校承担科研项目中的机械设计方面的课题；2）设计或者生产单位根据实际需要提出的机械设计任务；3）国家或者学校组织的机械设计类比赛题目；4）学生承担的机械设计类SRT项目。2.2设计规划1．任务分析通过阅读设计任务书，分析设计内容的背景、用途，可能涉及的核心技术，明确设计要求，为小组内分工和开展资料调研做准备。在进行任务分析时，要注意与指导教师沟通，充分理解设计任务书的内容，尤其是要明确和界定任务书中出现专门领域术语的内涵和外延。在任务分析的基础上，提出初步实施方案，包括设计步骤与流程、各个阶段的节点及指标。2.任务分解根据任务分析和小组成员的人数，将设计任务划分成相应的子任务，子任务间的界限要明确，工作量要均衡且可考核。

2.3开题调研

开题调研是机械设计综合实践的重要环节之一。继承与借鉴基础上的创新，不能闭门造车。开题调研：分析与总结现有技术成果，为提出机械设计方案和技术路线奠定基础；实物参观、测绘与分析；同类产品技术资料查阅；相关专利和文献检索。开题调研举例设计题目：行走功能康复训练机器人仔细阅读理解任务书行走功能康复训练机器人一、设计背景很多交通意外和脑卒中后遗症患者因行走功能受损，导致长期卧床，依靠轮椅代步，有的生活不能自理，甚至会引发如褥疮、关节挛缩、肌肉萎缩等并发症。医学理论和临床实践证明，有些行走功能受损患者除了早期的手术治疗和必要的药物治疗外，正确的、科学的康复训练对于行走功能的恢复和提高有重要作用，并且越早进行行走功能训练，其功能恢复的越好。因此本项目拟采用外骨骼机器人技术，辅助平衡能力较差的行走功能受损患者能够尽早地进行行走功能康复训练，促进其功能康复。仔细阅读理解任务书（续1）设计题目：行走功能康复训练机器人

二、设计目标

设计一个至少髋膝关节可以模拟正常步态运动的外骨骼双足步行机器人。

如果设计在医院使用的减重步行训练机器人，要求能够适应身高150-190cm，体重40-90公斤的使用者。如果设计家庭使用的，则要求以身高170cm，体重60公斤为例进行设计，且体积小、重量轻，便于携带和穿戴。仔细阅读理解任务书（续2）设计题目：行走功能康复训练机器人三、设计内容调研外骨骼双足步行机器人，尤其是减重步行训练机器人的相关产品、结构设计等方面的资料，结合对人体下肢相关参数测量结果的统计分析，提出具体的设计指标、核心技术和解决方案，进行方案论证，制定技术路线和时间安排，完成开题报告；根据核心技术和设计方案将任务分割成2-3部分，每个组员完成其中一个部分的最终方案选择、计算并确定设计参数，设计运动循环图及机构运动简图，完成驱动器的选型，整理机构设计说明书。对所设计的机构进行结构化设计，包括结构方案的分析、比较及设计，并设计绘制零件图和装配图，进行关键零部件的校核，撰写结构设计说明书。在开题报告、机构设计和结构设计说明书的基础上，整理出机械设计综合实践报告一份，并撰写答辩PPT，进行答辩。需要提交存档的资料：1）全部调研资料；2）机械设计综合实践报告；3）答辩PPT；4）设计的零件图和装配图。调研什么？如何选择关键词

在百度搜索中输入设计题目——行走功能康复训练机器人，可以检索到922篇相关网页，通过浏览这些网页的内容，逐渐筛选出所需资料。如何析出恰当的关键词？1）浏览筛选、逐渐逼近

优点：可以全面了解相关领域的知识；缺点：费时，效率低。2）任务书的参考文献

主要参考资料：程方，王人成，贾晓红等.减重步行训练机器人研究进展.中国康复医学杂志.2008,23(4):366~3683）与辅导教师讨论4）缩小检索范围仔细分析“行走功能康复训练机器人”设计任务书中的设计背景及设计目标，可以归纳出本设计题目是利用“外骨骼机器人技术”来辅助患者进行“行走功能康复训练”。以“外骨骼机器人技术”和“行走功能康复训练”作为关键词，找到相关网页由922减少到498篇

缩小检索范围实物调研—行走功能康复训练机器人1）减重步行训练康复机器人

产品：瑞士HOCOMA医疗器械公司生产的LOKOMAT原理样机：清华大学、浙江大学2）外骨骼助力步行机器人

产品：日本HAL5原理样机：清华大学、中科院智能机械所实物调研—LOKOMAT实物参观实物调研—清华大学实验样机同类责产品岂技术吵资料送查阅专利门检索专利箱检索（续1）相关仁文献嚷检索EI工程京索引起和中飘国知菠网2.嘴4文献保综述—行走榨功能妻康复五训练租机器兆人1）按减助力准外骨期骼机速器人暖和减见重训心练机葡器人撤分两告大类忧；2）每拣一大记类按预照原水理或鸡技术朝进行阴详细请分类镜阐述壮，提径炼出丈共性光的内雅容，覆先叙直述；哭然后低再阐议述个挽性特援点。说明常写作唤的目狱的，汉介绍胖有关外的概饰念及充定义跳以及网综述此的范独围，涂扼要谊说明会有关悠本专输题的睁历史嘱背景痛、最什近的久发展宫以及值当前捆争议集的焦造点，卡使读验者对撒全文狂要叙伐述的肤问题踩有一蜓个初氧步的搂轮廓兆。将全议文主说题进罪行扼座要总傻结，荐指出掌现有罪技术拴存在洽的问游题，耗提出唐自己蒙的见钞解，饶以及静综合首设计模拟解护决的被问题丑、基竭本内印容和烘初步违方案引言主题总结1)表示怠对被馅引用怕文献庆作者转的尊拖重及舅引用帮文献伴的依榨据，古而且何要求耽在正喝文相嘱应位锹置有北标示州。2)为设开计报迷告审臣查提舱供查衫找线园索。参考替文献2.鞋5开题富报告1）开题顶报告袜内容（1）研究虚背景扩及意坚义：根悠据设慢计任菊务书勤要求日和对挤调研敬资料援的分岂析，甚细化寺设计暴任务纸的具计体内坛容及眼其技疯术和容性能嘴指标批，明绸确其过研究薄背景印及意难义；（2）国内宰外发惰展状猾况综次述：对抵收集泳到的圾资料父进行圣分类绩整理闻与分社析，炒撰写私综述水报告武，为园下一亿步研根究奠酸定基放础；（3）现有乱技术匹存在付的问猛题：在吵对国好内外瓜相关鞋技术乱进行费充分死分析嘴的基赚础上傅，总旨结现售有技烂术存览在的难不足侨及其汽未来陕发展幸趋势里；（4）设计盏规划：提如出设蛾计内钓容和著设计虹目标盏；针席对现鹅有技参术存疑在的当不足已，提馋出本爷设计烫拟解响决的小关键刻技术化问题沾和初中步方挽案，施制定质初步往的技切术路疗线和阅时间厉安排眯。2.嫩5开题重报告（续1）2）开题掏报告映要求以组腿为单氏位提糟交一齐份书提面开到题报饲告。估书面馒开题营报告衫的撰窑写格艰式也赵有严拣格要邀求，哭具体战请参棕见“机械垒设计虫综合任实践俗设计照报告印写作障指南洽和报肾告样晃例”着。进行怖课堂壳答辩棕。在莫课堂逗答辩携时，果每人颗都需慈要介弹绍各徒自负菜责的轮内容嘴。(1娱)机械悦设计晋综合堵实践聚任务键书(2酸)任务贵的目颤的与印意义(3枕)相关所技术砍的发胃展现递状（冠调研察报告国）(4劳)存在仙问题鸦的分辱析（揭调研笔报告脑）(5吃)初步带解决助方案院和技仅术路织线（炸调研行报告蜓）(6败)课题纪任务火分解具及技牺术路殿线（糟包括脚初步登的进弓度表汽）(7扭)参考购文献欲（调爬研报诞告）3）开题屯报告仪的结签构与显写法2.乓5开题朽报告（续2）4）开后题报偏告的诉标题蹲格式2.睛5开题棵报告（续3）4）开馅题报码告的打标题蚂格式4）开引题报宅告的案标题议格式5）虎注意末事项文献照综述答是开沫题报唤告的畜重要犁部分阶。1)搜集染文献柜应尽凶量全抹，掌锻握全罢面、解大量凯的文山献资伸料是嚷写好衰综述气的前洪提；2)注意唉引用腹文献但的代柴表性荒、可狼靠性去和科啄学性管；3)引用卸文献洪要忠凝实文涌献内浴容，跑并在未引用牲处标劈燕注；4)按照寨参考另文献礼的著侍录格薯式标朽注，蚂见wo揉rd文档棉“参使考文琴献的统著录给格式妹”。2.笑5开题另报告（续4）2.装5开题文报告（续5）6）开题握报告糟考核考核领时间奥：第属一周误周四塌上午8：30境-1啄2：00，占陕课程糕总成绿绩的10桶%。主要更考核番点：对研涝究与概应用溪背景丈分析穴，对箱设计床题目赠剖析霜正确享，及针由此连析出乔检索院词是肥否准貌确、尚规范锁；调研淘的方娘式方抵法，云检索栋到的竞资料卖是否榜齐全丛，对识资料庭理解悠及分范类是见否合袋理，此撰写凤的调幸研报泼告是哨否规乳范，愚是否辞由此恩归纳碌出与枪设计够任务瞒相关虫的技辰术存昂在的愁问题符；提出细设计哭涉及碧的核危心技本术问轧题，尘及其惩提出讨的解威决方臭案是氏否可愈行；淡提出肯的具酸体设落