课件-机械创新第8届选题技巧 (1)讲解

第8届全国大学生机械创新设计大赛

主题剖析与选题技巧华中科技大学

杨家军2017.12于湖北工业大学机械创新设计大赛的作用与意义学生访谈引发的思考

调查：

工作中最有帮助的课程，大学学习时最有映象的课程与教师“我国工科人才培养的目标定位不清晰，工科教学理科化，对于通识教育与工程教育、实践教育与实验教学之间的关系和区别存在模糊认识，工程教育与行业企业实际脱节太大，工科学生存在综合素质与知识结构方面的缺陷”。新工科工程教育与产业发展联系紧密、相互影响。发展“新工科”，对接新兴产业，培养新型工程科技人才，既是当务之急，也是长远之策，人工智能、智能制造、精准医疗……可能有人会问，这些最新的科学技术到底属于工科还是理科？。“新工科”要着眼于互联网革命、新技术发展、制造业升级等时代特征培养学生最核心的能力——学习而且是快速学习新事物的能力。工程教育核心理念是以学生为中心教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果强调学生学习成果，聚焦于学生“应该得到什么”工程教育认证我们想让学生取得的学习成果是什么？为什么要让学生取得这样的学习成果？如何有效地帮助学生取得这些学习成果？如何知道学生已经取得了这些学习成果？创新创业是基于创新基础上的创业活动，既不同于单纯的创新，也不同于单纯的创业。创新强调的是开拓性与原创性，而创业强调的是通过实际行动获取利益的行为。因此，在创新创业这一概念中，创新是创业的基础和前提，创业是创新的体现和延伸。创新创业2024/7/76山东交通学院——2016年第7届全国大学生机械创新设计大赛

2024/7/77会旗交接仪式第7届全国大学生机械创新设计大赛2024/7/78学校设朝晖、屏峰、之江三个校区浙江工业大学——2018年2024/7/710主题内容第一届自选题目第二届健康与爱心助残、康复、健身、运动训练四类机械第三届绿色与环境环保、环卫、厨卫三类机械第四届珍爱生命、奉献社会在突发灾难中，用于救援、破障、逃生、避难的机械第五届幸福生活——今天和明天休闲娱乐机械和家庭用机械第六届幻·梦课堂教室用设备和教具第七届服务社会——高效、便利、个性化钱币的分类、清点、整理；商品的包装机械；商品载运及助力历届大赛的主题与内容2024/7/712第八届大赛主题2024/7/713主题

关注民生、美好家园

内容：1）解决城市小区中家庭用车停车难问题的小型停车机械装置的设计与制作

2024/7/714主题

关注民生、美好家园

内容：2）辅助人工采摘包括苹果、柑桔、草莓等10种水果的小型机械装置或工具的设计与制作。

2024/7/715作品选题的要求：所有参加决赛的作品必须与本届大赛的主题和内容相符，与主题和内容不符或限定范围不符的作品不能参赛。为了公平、公正地评审和便于演示，本届大赛设计内容中，家庭用车指小轿车、摩托车、电动车、自行车4种；辅助人工采摘的水果仅针对苹果、梨、桃、枣、柑子、桔子、荔枝、樱桃、菠萝、草莓这10种水果。2024/7/716慧鱼创新（创意）设计比赛专项竞赛组第八届大赛继续设立慧鱼创新（创意）设计比赛的专项竞赛组（以下称慧鱼组）。参加慧鱼组比赛的作品应符合本届大赛的主题和内容，参赛队组成应满足本通知的“参赛条件”。慧鱼组竞赛组委会负责组织慧鱼组的预赛工作，慧鱼组作品进入全国决赛的名额确定办法与各赛区机械创新设计作品进入全国决赛的办法基本相同。2024/7/717大赛相关进程的时间安排（1）2017年3月发布第八届全国大学生机械创新设计大赛的主题与内容的通知——含3个附件；（2）各赛区在2018年5月10日前完成预赛，5月20日前按有关通知要求报送预赛结果；（3）2018年6月上中旬完成作品初评，并在2018年6月15日公布参加全国决赛的作品名单；（4）全国决赛将于2018年7月20日前后在浙江杭州浙江工业大学举行。2024/7/7华中科技大学18选题技巧选题打破创新神秘感在头脑中确立这样的观念，即：“人人是创新之人”。2024/7/7华中科技大学19新产品的创新突破创新局部创新集成创新模仿创新新产品的创新2024/7/7华中科技大学机械学院机械设计的一般进程大体上可划分为产品规划、概念设计、详细设计、

试制生产四个阶段需要强调的是,在概念设计阶段（创新设计）是最具创造性的工作是决定新产品开发成败与否的最关键阶段。机械学院杨家军1、创新原则2、实用原则3、经济原则4、美观原则5、道德原则6、技术规范原则7、可持续发展原则8、安全原则突破思维定势生活中许多问题其实并不难解决，难的是如何走进思维的新区，有时候，仅仅是换了一下思路，眼前就豁然开朗。

方轮自行车能在地面上平稳的骑吗？方轮自行车突破思维定势人们通过视觉系统决定相对高度和深度时，影子是一条非常重要的线索如图所示花瓶，按照人们观察事物时的思维定势，花瓶是悬浮在空中的，但实际上花瓶并未悬空，它是由特殊控制的灯光产生的效果设计这幅图画的摄影师正是利用了思维定势来达到预期的效果。凡是能给用户带来某种新的满足、新的利益的产品，都可称为新产品。从新产品的创新程度分类有全新产品、换代产品、改进产品。思维定势容易养成一种呆板、机械、千篇一律的思维习惯。有这样一个著名的试验：把六只蜜蜂和同样多的苍蝇装进一个玻璃瓶中，然后将瓶子平放，让瓶底朝着窗户。结果发生了什么情况？蜜蜂不停地想在瓶底上找到出口，一直到它们力竭倒毙或饿死；而苍蝇则会在不到两分钟之内，穿过另一端的瓶颈逃逸一空。思维定势会使解题者墨守成规，难以涌出新思维，作出新决策华中科技大学杨家军如何选题？经常有人感叹说：这种现象我也看到过，当初我怎么没想到呢。出现这种情况的一个重要原因是观察与思考的能力不强，时刻保持一颗好奇心，就会有收获。调研---查资料了解国内外现状实地考察了解目前现状及存在的问题

考查小区自行车摩托车的停放方式考查小区汽车的停放现状

考查摘不同水果的动作特点摘不同水果的动作特点菠萝无法连续采摘靠“扯”摘果实无法伸缩收集袋式抓手式剪刀式摘水果工具摘水果机械华中科技大学杨家军选题方法一定要正确俗语说“事半功倍”指的是不论做什么事情，只要方法对了，必定可以用最少的力气完成最多的工作。事：我们的努力功：我们的成果华中科技大学杨家军如何选题？确定研究对象？所选的题目应该是：你做的工作一定要有意义，别人要认可华中科技大学杨家军选题：1.从来没人想过的。做这种研究的人，就象是拓荒先驱一样，大家都会跟着他们走；2.已经有人做出一些初步成果了，你把现有的成果发扬光大，集其大成；3.已经被别人彻底研究过了，只剩下很少一些边边角角的内容去完成。华中科技大学杨家军选题的四性

1）科学性；所选的课题必须有一定的理论依据和事实基础，要符合人类认识和事物发展的基本规律。如果所选的课题在方向上发生差错，那么，不论你有多大的聪明才智，仍会遭到失败。2）创新性；课题研究的目的是认识前人还没有认识或没有充分认识的规律，这就要求研究的课题要有一定程度的独创性和新颖性。根据新产品的创新程度分类有全新产品、换代产品、改进产品。

创新包括：理论、观点上的创新；方法上的创新；应用上的创新华中科技大学杨家军如何总结？3）可行性；这条原则要求在选题时一定要充分考虑课题研究的主观条件和客观条件，要从自己已有的所学知识水平、自身积累的经验、兴趣爱好、时间和精力及与其他人的配合等实际情况出发，选择自己通过努力可以获得成功的课题。

4）实用性：一个产品如果失去了基本功能或不实用，也就没有了价值。华中科技大学杨家军创新也并不是要求一切都是独创的，更不能要求去开辟一个全新的研究领域，提出一个别人还没有研究过的课题是创新；用与别人不同的研究方法去进行研究一个已经研究过的课题也是创新；将一种理论、一个观点首次应用到实际中去是创新；将已经在某一领域得到应用的理论、观点、方法和手段，应用到新的领域中去也是创新。创新思维用新方法解决老问题用老方法解决新问题用新方法解决新问题华中科技大学杨家军思考的重要性？寻找选题；发现问题，缩小范围不可以忽略每一个小小的改进，小创意大发明，华中科技大学杨家军从哪里开始思考？每一个具体的创新对象，其属性都是无穷多的，就像世界上没有两片完全相同的树叶一样，这使得每一个对象都有别于其他任何对象，选题也是这样。华中科技大学杨家军奇思妙想，思维发散异想天开是科学创造的驱动力世界上所有事物都有可能成为人们创新的对象华中科技大学杨家军变换角度、奇思妙想。华中科技大学杨家军华中科技大学杨家军如何做实验？

创意与选题的技巧为：善于观察突破定势巧妙构思方案新颖实用简单功能适当便于制作一种用于自动采摘菠萝的装置和方法该装置包括横向导向机构、推进矫正姿态机构、拧断收获机构以及将上述机构联接的采摘平台机构横向导向机构用于通过导向平板将菠萝果实导向至采摘平台机构上对称布置的推进矫正姿态机构和拧断收获机构的中间位置；推进矫正姿态机构用于对菠萝施加向后的作用力，将菠萝果实推进至拧断收获机构中两个对称布置且预紧的采摘皮带的中间，同时将菠萝果实的姿态矫正至竖直状态；拧断收获机构用于利用对称布置的采摘皮带的差速运动，将菠萝从果茎上拧断，然后将拧断的菠萝果实往后方传输。菠萝叶纤维提取机很多伟大的创造发明都是起始于奇思异想-

-------智能机械苹果采摘神器每人每小时可采摘苹果300公斤，还实现苹果自动收集和码放功能，采摘苹果损伤率低。设备配有伸缩平台，最大作业宽度4.3米，最大作业高度3.5米，最大化的满足采摘需求。采摘机还可以一机多用，完成采摘以外的如喷药、剪枝等辅助作业。第八届大赛参赛注意的问题华中科技大学杨家军选题与切题作品的多方案制作与展示的技巧设计说明书与图纸答辩与评审中应注意的问题。华中科技大学杨家军设计时应注重应用所学“机械原理”、“机械设计”、“机械制造工艺及设备”等课程的设计原理、方法，注重作品原理、功能、结构上的创新性。华中科技大学杨家军所有参加决赛的作品必须与本届大赛的主题和内容相符，与主题和内容不符的作品不能参赛。参赛作品必须以机械设计为主，提倡采用先进理论和先进技术，如机电一体化技术等。对作品的评价不以机械结构为单一标准而是对作品的功能、设计、结构、工艺制作、性能价格比、先进性、创新性等多方面进行综合评价。在实现功能相同的条件下，机械结构越简单越好。华中科技大学杨家军参赛队需提交“完整的设计说明书并附主要设计图纸（包括纸质、电子文档）”。其中主要设计图纸包括（A0或A1）总装配图、部件装配图和若干重要零件图。设计图纸务必达到的正确、规范的要求。所有相关于机械设计图纸的国家标准要求的条目均为图纸质量评价的要素。华中科技大学杨家军2024/7/766参赛队由所在学校统一向本赛区组委会报名。参赛作品名称必须用中文表述。第八届大赛继续对各校参加赛区预赛作品的数量上限做出规定：本科院校的参赛作品最多为15项（含15项），专科院校最多为7项（含7项），同时具有本科和专科的院校按本科计。

对每年举办竞赛的赛区，请在奇数年份赛区自行命题组织竞赛，第八届全国大赛仅统计2018年各赛区参加预赛的作品数。2024/7/767

本届大赛比赛期间不能提供各种水果的采摘现场条件，请这类参赛作品和其他需要特殊演示环境的参赛作品，自行制作作品功能演示的实况录像，以便评审。在预赛中按第八届全国大赛1号通知的要求审查各校提交资料的完整性、规范性，把好预赛获奖作品的质量关，把好推荐到全国决赛作品的质量关。不符合规范要求的作品材料、形式审查不合格的材料将不能进入全国决赛初评环节。2024/7/768

智慧城市、智慧社会是目前发展的主旋律，而服务则是其核心。根据参赛大学生的特点，结合机械科学与工程的发展，本届大赛针对城市小区停车难的问题，开展小型停车装置的机械创新，

重点考察学生方法与装置的创新性，包括以节约场地、节约能源、低成本、免维护等科学的停车方案与机械装置。

停放位置可以是车主自有场地，也可以是小区公共场所。设计中追求的目标是空间利用率高、安全、便捷。2024/7/769

本届大赛针对量产水果采摘中存在的劳动工作量大、作业范围广（果实分布高低不均）、触碰力度控制要求高（多汁水果易碰伤）以及需选择性采摘（单果成熟期不一致）等问题，展开小型辅助人工采摘机械装置或工具的创新设计与制作。主要目标是提高水果采摘效率、降低劳动强度和采摘成本，保障水果成品质量。2024/7/770水果种类的限制：指定10种苹果、梨、桃、枣、柑子、桔子、荔枝、樱桃、菠萝、草莓水果种类：兼顾北方、南方，大小、软硬、果实高低；

单果采摘和多果采摘；

成熟期不一致：分批采摘和集中采摘；

木本植物水果和草本植物水果等等。只要满足大类名称，即在限定水果之内——切题。2024/7/771采摘机械主要是辅助人工采摘的前提下

辅助现有情况下，节省采摘成本，方便，省力。并可以在近期、现有条件下实现。

小型采摘机械装置：

便携、买得起，用得起；以单人操作，不以大型拖拉机为行走基础，辅助果农个体人工采摘方式的为小型。

不能照抄国外机械。以“自动化采摘”的命题要慎重提出。猕猴桃——不属于桃凤梨——不属于梨，是菠萝。。。。。2024/7/772

对现有产品改进

注意事项：要明确参考的原有模型，要能提出确实的创新点。不能用市场已有产品或已有产品的简单改制品参赛。2024/7/773小型停车装置的说明

统一指能停10辆家用轿车以下的就算小型；

能停20-30辆以下自行车、电动车、摩托车的算小型。这次选题应主要关注：解决现有小区存在的停车难问题，并可以在近期、现有条件下实现。而不是规划新的小区，若干年以后才能实现。2024/7/774本届大赛主题中，停车装置设计限定家用车辆，当前使用较多的共享单车停车问题较严重，那共享单车的停车装置是否能够归到家用自行车行列，是否切题？共享单车属于新生概念，属于自行车又不属于家庭所有，不确定这个方向是否切题。家庭用车不包括共享单车的停车问题共享单车属于公司，经营在于公司——该共享单车问题较多，随意占用公共资源、场地、影响市容。不涉及为好。2024/7/775

小型停车装置重点考察学生方法与装置的创新性，包括以节约场地、节约能源、低成本、免维护等科学的停车方案与机械装置。停放位置可以是车主自有场地，也可以是小区公共场所。设计中追求的目标是空间利用率高、安全、便捷。评审作品专家关注的