求一篇关于学习机械创新设计的心得
《科学》课对于学生来说是一件极为兴奋、有趣的事情，学生对科学教材产生非常浓厚的兴趣，有强烈的学习欲望，愿意主动参与到科学探究活动中来。
因此，教师首先要培养学生积极动脑，认真思考，勇跃发言及合作交流的习惯，让学生真正参与课堂教学，主动探究新知识形成的过程。
针对很多科学探究都是通过实验得来的，再通过联系课内所获知识,认真仔细地观察事物、分析现象、思考问题,让学生动手做，动口说，动口问，动脑想，动眼看。
所以在这一环节中培养学生动手操作能力显得更为重要。
因此实验的操作更是频频出现在课堂上。
让孩子在动手中学会合作，在合作中学会交流，在交流中学会学习，在学习中学会探究，并且从中享受到学习科学的乐趣。
下面，我从几个方面说一说实验操作的重要性。
一、实验操作，可促进学生科学概念的形成心理学研究表明，儿童认识规律是“感知——表象——概念”，而操作学具符合这一规律，能变学生被动地听为主动地学，充分调动学生的各种感官参与教学活动，去感知大量直观形象的事物，获得感性知识，形成知识的表象，并诱发学生积极探索，从事物的表象中概括出事物的本质特征，从而形成科学的概念。
如在教学“机械”这个概念时，很多学生会错误的认为，机械就是机器。
因此我让学生使用杠杆机械这一学具盒，学生从未接触过杠杆、滑轮一类的机械，就算日常生活中见过类似的工具，但也不明白它的原理，学生通过挂钩码、多次实验，对比，讨论，知道使用一定的机械可以省力，从而引出了“机械”的概念。
这样通过学生的实验活动，把抽象的科学概念和形象的生活实物有机地结合起来，使概念具体化，使学生悟出“机械”这一概念的本质特征——能够省力的工具，并形成科学概念。
二、实验有助于学生理解科学意义科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系，是社会意识形态之一。
科学就是把任何被研究的对象.进行无限放大跟无限缩小.在无限放大跟缩小的过程中.找到接近100%的完美理论.得出价值.做出贡献.看看你现在的生活.看看航母.看看互联网等等........这些...........科学的意义平凡于人类的生活当中。
在《辞海》中，对“科学”的认识是：用实践的观点、立场、方法、方式，去认识世界和宇宙，使人类的思想结晶和技术手段逐渐的走向科学，并且，建立起科学的发展史。
也就是说，科学一定要依靠实践去认识，去发展。
现代的小学科学其实是自然，物理，化学的前身。
他们的实践活动最终还是得靠众多实验来进行，探究。
没有实验的科学是空洞的，没有意义的。
从实践活动中，学生可以看到科学来自生活，用于生活，也发展于生活，从而且是加深对科学的理解，明确科学对人类的意义。
三、进行实验操作，有助于促进学生主体意识的发展1．学具的使用，特别是生活中随处可见的学具，更能促使学生自己发现、理解抽象的科学知识，培养学生的探索能力。
探索是人类认识客观世界的精神条件。
实践表明：当代的小学生由于处在信息时代，他们知识视野较宽，具有一定的生活经验，在教师的指导下，通过尝试、探索去发现、理解和掌握一些自然知识，科学，由此培养勤于思考和勇于探索的精神。
如：土壤的种类一课中，沙土、土壤、泥土的关系比较抽象，让学生从对比入手，边操作边思考，并借助记录整理的科学手段，从中悟出这种特殊关系的必然性，探索出三种土质的不同。
这样的教学，成为学生的科学实验，其知识是学生通过操作实验“重新发现”的，容易理解，同时也培养了学生的探究能力。
2．动手操作，可培养学生发现知识的内在联系，形成良好的认知结构等获取知识的能力。
操作能使物质的外部操作（物化）过渡到智力的内部认识活动，从形象到表象再到抽象，促使认识内化，便于学生形成良好的认知结构。
比如，在教师的指导下，小学生通过动手接驳电路，运用几个电池，几个灯泡就可以很清楚的明白“并联”、“串联”的定义，进而理解生活中使用意义。
又如：在教学《折形状》一课中，我利用几张纸，让学生折出不同的形状（要求纸的高度，大小，厚度一样），从对比中，发现原来不同的形状，它们的受力能力也不同。
并一开始我不限制他们折什么形状，从学生折不同的形状中，又发现原来所折的边越多，它的受力就越大，与此类推，从学生的猜想---实践中得出圆形的受力最大。
通过操作学具，学生找到新旧知识的连接点，把新知转化为旧知，运用旧知解决新知，把新知同化到学生原有的认知结构中，从而促使学生建立良好的认知结构。
皮亚杰的活动内化原理指出，通过感知操作——表象操作——理性操作，可使外部活动逐步内化为智慧活动。
3．实验的应用，因师生互动，改变了以教师为中心、单向灌输的局面。
教学是一种特殊的认识过程，师生双边活动是这种认识活动特殊性的表现之一。
现在的素质教育已经明确指出，要通过教学改革，努力实现师生关系的民主与平等，改革单纯教师讲、学生听的“注入式”教学模式，提供给儿童观察、操作、实验及独立思考的机会。
通过学习者群体的讨论与交流，进一步归纳、验证，形成学习结论，让儿童获取更多的活动经验。
通过实验的操作，加强课堂上师生之间、生生之间的讨论，让学生大胆发问、质疑，共同制定实验计划，选择适宜的思维方向和策略。
通过这些思维方式的运用，不断解决新知识矛盾，教师讲解与自觉理解的矛盾和同学之间新知识理解水平差异而产生的矛盾，体现了学生在教学过程中的主体地位。
比如，通过师生之间、生生之间的讨论，从而解决实验中的矛盾，从而获取新知识等等。
四、通过实验有助于学习思想方法的渗透加强学生学习思想方法的渗透，是突出学习的本质，提高学生自学能力的重要组成部分。
如要求学生有条理的思考方法，严谨，认真，细致的思想，猜测意识以及分析、综合、转化、归纳、类比等基本思考方法，这些都是发展学生思维能力，提高学生学习素质不可缺少的金钥匙。
在小学科学教学中，充分利用学具进行实验操作，可有助于加强科学思想方法的渗透。
五、实验有利于培养学生的合作意识随着科学技术的迅猛发展，未来社会已越来越注重能否与他人协作共事，能否有效地表达自己的看法和见解，能否认真倾听他人的意见，能否概括和吸收他人意见等。
因此，在小学阶段培养学生之间团结、协调、合作共事的群体协作精神，日益显示出其重要的地位。
在教学过程中，采取分组合作操作学具，可以培养学生的合作意识。
我曾做过一个有趣的对比试验：先随机抽取了10个学生先后在我的引导下单独研究“摩擦力”问题，结果孤军奋战中，有的同学对我演示的实验现象根本提不出一个问题，有的在我的启发下能提一些问题，但却无法做出合理的猜想；有的学生能提出一两个猜想，但却想不出用什么办法来验证；也有的学生想出了方法却不会操作。
试了10个人，没有一个能比较完整的完成研究活动。
后来，我又以4—6人的小组为单位来研究同一问题，结果没有需要我如何细致的引导和启发，各组学生都能“你一言，我一语”地相互“合计”着，完成了探究实验。
合作状态下的学生思维显得特别活跃，他们仿佛能从同伴的交流中能得到更多的启发，虽然他们的交流言语和方式在我们大人眼里有的还是那样的“简陋”、不准确，但事实他们合作得很好，有几组完成得非常出色。
因此，在科学教学中，假如我们不组织学生进行集体协作，那么“科学探究”对于大多数学生来说都意味着“无为”和“失败”。
但“小组互相协作”的方式，却能使孩子们得到了“资源互补”，得到了相互启发。
正是这种方式，使他们拥有了“你一言，我一语”的相互“合计”的机会，从而使各自“零散”的想法能相互“凑合”、相互“碰撞”，使之趋于完整、合理、可行……同时，这种“面对面”、“手牵手”的合作方式还让他们学会了互相交流、相互评价与自我调整，学会了同伴间的真诚相处，他们体会到的将不再是应试状态下的那种孤独无援与你上我下的激烈竞争，而是同一目标下的齐心协力与相互支持（团队精神）……而这些是我们用十倍的灌输也无法做到的。
此外，这种方式，还浑然营造了“人人参与，个个主动”的探究氛围，使学生喜欢“科学探究”，从而真正成为学习的主人。
六、实验可培养学生的动手操作能力这是现代教学论十分强调的一个方面。
国外一些专家在进行小学教学新体系的研究时，都把发展实际操作能力作为重点培养的三种能力之一（另外两种是观察能力和思维能力）。
我国的教育方针也强调使学生在德智体美劳五个方面都得到发展。
在小学教学中加强实验的操作，让学生动手有助于学生操作能力的培养，从而促进其五育的全面发展。
如教学《声音的产生》一课，教师创设问题情境，学生提出“声音是怎么产生的”等问题后，紧接着教师要求学生用桌上的实验器材，自己设计实验进行探索。
于是学生有的用鼓槌敲鼓面，使小泡沫球跳起来；有的把尺子固定在桌边，用手指压住尺子的另一端并即滑开；有的用手拔动绷紧在文具盒上橡皮筋……完全沉醉在敲、拔、弹等自由探索的情境之中。
他们在自由探索中享受着“发现”的快乐，从而获得丰富的感性认识，为下一环节的研讨作了充分的准备。
对于实验失败的小组，要引导学生查找实验失败的原因，指出操作的不正确之处，继续进行实验，直到成功为止。
这样的教学，不但使学生在操作中获取了知识，同时也培养了学生的动手操作能力。
七、实验的应用有助于学生解决实际问题知识经济的主要特征是知识的创新和应用，所以要适应时代的要求，就要培养学生对所学知识的应用能力。
小学科学教学应充分利用实验培养学生运用科学知识解决实际问题的意识和能力。
如学习了《树叶落了》一课，学生可以随着天气的变化，知道生活中植物有什么变化，并启发学生进行长期观察，养成随时关注科学现象的习惯。
八、多进行实验操作可以开发学生智力脑科学告诉我们：人的大脑分左右两半球，左半脑分管支配右半身的活动；右半脑支配左半身的活动。
反之人的左、右半身的活动可促进人的右、左半脑的协调开发。
左右半脑各司其职而又协同发挥作用。
据研究，人的大脑功能存在着很大的潜力，一般人只用了脑功能的10％左右，让学生动手操作，一是可以开发学生大脑的功能；二是通过左右手同时活动，促进左右脑的协调发展。
九、进行实验，能够提高学生的学习兴趣教育家赞可夫说过：“学生积极的情感、欢快的情绪能使学生精神振奋，思维活跃，容易形成新的联系。
而消极的情绪，则会抑制学生的智力活动。
”科学是一门以实验为基础的学科,兴趣是学生学习的主要动力之一。
在小学科学教学过程中,小学生思维处于具体形象为主的发展阶段，小学生具有爱玩、爱动的思维特点，创设合理的适时的动手操作活动，有选择性地借助一些富有情趣的科学实验,不仅能激发学生学习兴趣,而且还可以推动学生愉快、主动地学习。
实验还可以帮助学生形成概念，获得知识和实验技能，培养观察能力和实验能力，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。
在寓教于乐中让学生克服畏难情绪,会使学习变得自然、轻松、高效。
如课堂教学中，学生通过自己活动，各种物质的物体放到水中，并认真观察，可以得知金属材料，石子等较重的东西是会沉到水底去，而木材，塑料，泡沫等较轻的材料是浮在水面的。
从而区别物体的本质不同。
这样，使教学活动在动态中进行，使儿童把外显的动作与内隐思维活动和谐地结合在一起，顺应儿童好奇、好动的特点，集中了儿童的注意力，激发了儿童学习的兴趣。
十、进行实验有助于培养学生的创新能力江泽民总书记指出：“创新能力是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。
”培养创新精神是素质教育的根本任务，所以，我们必须在课堂教学中注重培养学生的创新意识和创新能力。
创新能力是一种智力活动，需要一定的知识；同时它更是一种发现问题、积极探求的心理趋向，是一种善于把握机会的敏锐性，是一种积极改变自己，改变环境，创设条件以解决问题的应变能力。
创新能力不仅仅是一种智力特征，更是一种精神状态，一种综合素质。
皮亚杰告诉我们：“智慧自动作发端，活动是连接主客体的桥梁”。
小学生的思维正处在具体形象思维向抽象逻辑维发展的过渡阶段。
特别是低年级儿童，他们的思维仍以具体形象思维为主要形式，他们的抽象思维需要在感性材料的支持下才能进行。
学生智力技能的形成，常常在外部动作技能的基础上发生、发展，是一个由外部的物质活动向内部的认知心理活动转化的过程。
重视儿童解决问题的创造性，教师就要通过学具，给学生提供更多实践的机会、更大的思维空间，引导学生把操作与思维联系起来，就可让操作成为培养学生创新意识的源泉，就可通过操作使学生对新知识“再发现”，就可通过操作来培养学生的创新意识和能力。
如：盐在水里溶解一课，我先让学生到盐放到水里，发现盐在水中“不见”了，那盐去哪里了
是不是没有了
提出问题让学生思考，然后再让学生用酒精灯等学具把盐找出来……这样学生通过操作，发现了盐并不是没有了，只是溶解在水中，既发现了新知，又培养了学生的创新意识和创新能力。
机械产品创新设计
1、机械产品的基本要求：使用要求、经济性要求、社会要求。
一般程序：明确设计要求、提出设计方案、总体设计、结构设计、试制并鉴定、产品定型。
2、对于你的设计，三个基本要求必须要考虑的，另外，如果没有要求做出原型机或样品的话，在设计步骤中，只需做到前面四个步骤就可以了。
3、虽然我参与的设计不多，但总结有这么一条经验：设计过程，是一个反复的、不断辩证的过程，为了尽量减少在具体的设计过程中反复操作的次数，必须把握产品的设计要求的各个细节，在提出设计方案时，多考虑相关的影响因素，在确保做好总体方案论证后，再进行下一步的工作，千万不可粗心大意，走马观花。
4、在产品设计阶段，目标当然是产生装配草图和部件装配草图（要正确，不能有冲突）。
对于你的设计，做到这一步，就可以了。
当然，能弄出模型并通过试验检测论证，那更好。
希望上述内容对你有用
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机械制造工艺课程设计心得体会
作品内容简介 本作品是一张方便老年人或者腿脚不便的人站立的椅子。
主要是通过使用者上肢的运动来带动一面的动作，从而可以调整人的坐姿与重心，来减少下肢的运动来实现站立姿势。
本机构主要用到了平面连杆以及其它一些机械结构来实现椅面的调整，来带动使用者的行动。
并且如果使用者需要的话，在坐下来的时候也可以起到减少其下肢运动的作用。
主要创新点 我们主要是考虑到老年人或者其他腿脚不方便的人群，在站起来的时候总是很费力；而且往往在坐下来的过程中也是一屁股就坐了下去。
为了改变这样的状况，我们将人站立过程中的手脚并用，该为手起到主要作用，方便特殊人群。
推广应用价值 我们的社会对老年人的关爱渐见凸现，在这样的背景下，对老年人日常行动的关爱也就更为重要了。
而且对于特殊群体，比如下肢受伤，残疾等等的人群，我们的设计也可以助他们一臂之力。
方便了使用者日常行动，而且也减轻了子女或者看管人的看护负担。
这样的话，他们坐下就不愁再站起来了。
2 自动搀扶助步车参赛学校：青岛大学参 赛 者：王新刚、曹志强、郑虎阶、徐晟、孙海峰，指导教师：师忠秀、庞严英作品内容简介 本产品主要应用于腿部残疾、腿部骨折处于恢复期的病人。
主要运用了自动检测和电器控制的原理；巧妙地将助步车和动力装置结合起来，实现了动力助步；并添加了单片机系统、光电检测装置以及继电器，可以自动检测病人的行动意图，并且实现了车随人动。
该车充分考虑了不同使用者的需要，设置了多种不同的工作模式；另外，本车增添了多处人性化设计及安全保护措施，结构简单、操作方便、产品的可靠性高；创新地利用支撑板代替双拐，这样可以减轻病人长时间拄拐带来的劳累；由于该车操作的方便性以及车身对人体的搀扶作用，病人可以独立使用，从而大大减轻家人及护士的负担。
基本技术指标：1、整车指标：速度0~0.5m\\\/s连续可调；电机：DC12V、46rpm、P=15W。
电源：12V、14Ah； 光电开关：检测距离：0.1m\\\/0.3m、DC 6～36V。
主要创新点 （1）系统能够自动检测人体的行动意图并自动启动相关系统进行动力助步；（2）本车实现了车随人动，提高了使用者的方便性和舒适性；（3）本车实现了在一定范围内的无级变速；（4）本车采用了多种工作模式以适应不同的使用人群；（5）独特的控制电路大大简化了控制系统；（6）多处人性化设计和安全措施，使本车更安全实用；（7）病人可以独立使用，从而减轻了家人及护士的护理负担。
推广应用价值 该车的应用前景非常广阔，可应用于医院的康复中心、也可提供给残疾人使用、还可以应用于行动不便的老年人，用于搀扶助步。
3 语音识别控制的多自由度欠驱动助残机械手参赛学校：上海交通大学参 赛 者：李顺冲、扬飞鸿、陈侃、黄俊杰，指导教师：高雪官作品内容简介 为了尽量能使机械手与人手大小相仿，同时也为了体现欠驱动手的优势，机械手将通过一个电机驱动，通过差分机构自适应地分配动力，差分机构与电动机可藏入手掌和手腕内。
手指的结构：我们的机械手共使用4个手指，分别为拇指、食指、中指和小指。
除拇指外，其他每个手指尺寸均相同，这样就可以模块化设计、加工，可以互换，也可以根据实际需要增减机械手的手指数。
食指、中指和小指这三个手指每个手指都由三个指节组成。
拇指结构与其他三指基本相同，但只有两个指节。
弹性推杆差分机构：由于只使用一个电机驱动各个手指，为了使驱动力可以自适应地分配到各手指，需要一套驱动力差分机构。
我们的方案是这样的。
滑块安装于手掌内的导轨中，通过一个丝杠-螺母机构驱动，可以沿导轨做往复运动。
滑块与手指间通过弹性推杆来连接。
在滑块向前运动过程中，当各个手指没有接触物体时，弹性推杆不收缩，可以看作是一刚性杆，驱动各手指运动。
主要创新点 所谓的欠驱动就是指机构的驱动数目少于自由度数目。
我们的机械手就运用了欠驱动抓握原理，由一个电机驱动全部的四个手指（共11个关节）实现对物体的抓握，这种机械手在抓握时能够很好地适应物体的形状。
机械手的大小与人手相仿，同一般的灵巧机械手相比虽然功能有所减少，但在同样完成抓握动作的情况下，它的结构更简单，重量更轻，体积更小。
推广应用价值 能够采用语音进行控制的欠驱动机械手，操作简单，使用方便，价格低廉，必然能为手部残疾的人士带来福音。
4 多功能助食装置参赛学校：广东工业大学参 赛 者：陈其庆、陈志忠、刘智勇、赖锦涛、何影冰，指导教师：傅惠南、吕志强作品内容简介 为了填补市场上并没有靠用脚控制来实现进餐的器械的空缺，我们设计出本装置，同一种动力输入，输出多种功能。
由脚控制，能够帮助进餐，翻书等功能。
它由底座、支撑柱、桌面、转台、递送装置、自动复原机构、翻书装置和脚踏组成。
助食的操作步骤有：1、对转台控制脚踏施力，通过软刹线传动，驱动分度机构旋转带动餐桌转动，实现食物选取；2、对递送装置的控制脚踏持续输入动力，通过软刹线传动，令递送装置上的机械臂先往下摆动一定角度再下降到菜的位置；3、对夹子控制脚踏施力，控制夹子的张开与夹紧，使其夹住食物；4、缓慢撤消对递送装置的动力，机械臂回复到原来位置，实现送菜；5：对夹子控制脚踏施力，使夹子松开食物。
翻书的操作步骤是：首先利用手臂中滑块的直线向下运动使吸盘吸紧书，然后利用吸盘的吸力和滑块向上运动使书提到一定高度，接着利用装在转台下的翻书杆和转台的转动使书翻过。
主要创新点 （1）理念新：是独特的靠脚控制进餐的新装置。
且同一动作输入，输出多种功能。
（2）实现方式新：采用简单的机构实现复杂的功能，结构巧妙，操作简便，表现在：设计出仅由一控件分时序控制两个自由度动作的新机构，取代传统的一个控制对应一个自由度的做法；采用转台旋转来食物代替传统的用机械手选取食物；使用集夹菜夹饭两个功能于一体的夹子，取代传统的筷子和勺子；使用软刹线传动代替复杂的传动机构；采用弹簧复原，实现一控件控制两个相反方向的运动。
推广应用价值 目前，市场上并没有靠用脚控制来实现吃食物的器械，为了填补市场空缺，同时克服现有助残装置功能单一、结构复杂的缺点，我们设计出本装置，用脚控制，不仅能够帮助进餐、翻书、和练习玩打击乐器等多种功能，而且结构简单，操作简便。
它能帮助双手残疾人解决“吃饭难”和翻书难的问题，避免直接用脚吃饭和翻书的尴尬与不便，美化了他们的生活，以及丰富了他们的精神生活。
总之，它的出现，将会为双手不便利的人带来了另一种新生活。
5 基于角度主动控制的机械助残腿参赛学校：上海交通大学参 赛 者：徐立文、卢天明、卢炜、袁兴亮、毛文超，指导教师：殷跃红作品内容简介 现在市面上销售的智能假肢大多非常昂贵，而且适应性和稳定性都不理想。
对于原本就肢体残疾且生活困难的残疾人，他们更需要一种简单易用价格便宜的假肢。
我们的作品就是定位于给这个特殊人群提供的廉价，且相对功能强大的假肢。
我们制作的是膝关节离断的下肢，主要包括大腿，膝盖，小腿。
市面上被动的多轴假肢已经非常成熟，且有相对标准化的零配件。
所以我们的作品即是在现有的成熟产品基础上，添加电自锁及自动释放的功能。
主要创新点 膝关节我们采用四连杆机构，可以非常逼真的模仿出人体膝关节软组织的运动轨迹，并且在运动角度最大的轴上安装电磁多片离合器，通过安装在小腿上的压力传感器，控制其开启或闭合。
当压力传感器感觉到人体重量时，离合器闭合，关节锁死，无法继续弯曲，但通过轴上的单向轴承可以继续伸直。
当压力传感器没有压力时，离合器打开，关节放松，同时由一根弹簧使小腿抬起一个小角度，假肢可以完成步行中的甩腿动作。
这样可以最大程度的改善假肢行走时的不自然动作，使行走姿态尽可能接近正常人。
推广应用价值 假肢的行走姿态最大限度地接近正常人运动，对于残疾人辅助行走可谓意义重大，市场前景看好。
6 全自动翻书机参赛学校：海军工程大学参 赛 者：苏杰、阎洪波、龙坤雄、侯文姝，指导教师：严承华、金传喜作品内容简介 本产品主要为不方便用手翻书的残疾朋友设计。
该翻书机由载书台、控制箱组成。
载书台由电磁式书夹和载书板构成。
控制箱由吸纸装置、翻页装置（同步带、同步带轮、翻书棒）、电动机和控制电路构成。
控制电路以AT89s52单片机为核心。
工作原理：以顺序翻书为例，控制脚动开关或声控装置，则右边的书夹松开，吸纸装置吸起书的一角，然后由同步带的传动带动翻书棒翻起一页纸，右边的书夹合上。
翻书棒将该页纸翻到左边时，左边的书夹打开再合上，完成一次翻页，装置回到初始位置准备下次翻页。
反向翻书时，原理相同。
本产品使用220伏交流电源即可。
主要创新点 （1）吸页装置是根据流体力学的“负压原理”，使用电脑散热风扇制作出来的，效果非常好；（2）翻书棒的动作设计：使用同步带传动带动固定在同步带上的翻书棒平动，翻页平稳，正反向传动比较可靠；（3）在书夹的设计上妙地将夹子的机械部分和电磁铁结合在一起，只需通断电就可以控制书夹的开合，简单好用；（4）相对于纯机械的翻书机，该设计采用单片机控制，实现了自动化、机电一体化。
残疾朋友只需用脚或者其他部位触动开关，即可完成翻书动作。
推广应用价值 第一、该作品可以实现自动翻不同大小，不同厚度的书籍。
能够很好地满足双手残疾的人看书学习的需求。
第二、该作品全部由简单的零部件组成，加工工艺要求不高，且部分使用标准件，互换性好。
第三，该设计成本低廉，厂家有一定的利润空间。
另外，该作品不仅可以供手臂残疾者使用，也可以供那些因某种原因不方便用手的人使用，如因病暂时不方便用手的人。
而且其原理可以推广到翻谱、复印等产品里。
因此该作品具有非常广阔的应用前景。
机械创新设计的方法都有哪些
创新设计的正常开展和完成，必须正确运用创新设计方法。
常用的创新设计方法主要有下面几种：一、智力激励法智力激励法又叫集思广益法，它是由美国创造学家A．F．奥斯本提出的。
人的创造性思维特别是直觉思维在受激发情况下能得到较好的发挥。
一批人集合在一起，针对某个问题进行讨论时，由于每个人的知识和经验不同，观察问题的角度和分析问题的方法各异，提出的各种意见能互相启发，从而诱导出更多创意。
通过激智、集智、交流，可实现创新的目的。
智力激励法可以通过召开会议，也可以通过信函、书面等形式，达到互相启发、补充和完善见解，或发展为新的见解。
二、提问追溯法提问追溯法是有针对性地、系统地提出问题，在回答问题过程中，便可能产生各种解决问题的设想，使设计所需要的信息更充分，解法更完善。
提问追溯法提出的问题如下：1)有没有其他用途
有没有新的用途
稍加改进有没有其他用途
2)能否借用其他经验或发明
是否有相似的东西
是否有可模仿或可借用的东西
3)能否在结构、造型或其他方面变化一下
能否增加或减少什么
能否加高或降低一点
能否加长或缩短一点
能否加厚或减薄一点
能否减轻或加重一点
能否扩大或缩小一点
能否重新组合或再分解
4)能否用其他东西代替
能否用代用的原材料、半成品或其他的代用制造方法
5)能否增加或减少功能
6)能否在成本不变的前提下提高产品的性能
7)能否采用廉价代用材料、简化结构、使用简单而高效的制造工艺、提高零部件的标准化程度来降低成本
通过一连串从不同角度的发问，可启发思维，提出新的设计方案。
三、缺点列举法运用缺点列举法始于发现事物的缺点，挑出事物的毛病。
在明确需要克服的缺点后，有的放矢地进行创造性思考，并通过改进设计去获得新的设计方案。
例如，一家生产汽车喇叭继电器的小厂，为了改变产品销路不畅的被动局面，厂长和技术人员、销售人员一起对有关产品进行分析，在广泛收集用户意见的基础上，分析产品的缺点，然后针对缺点采取各种不同的措施，改进了原有的产品，很快打开了销路，销售量一年内便增长了一倍。
四、希望点列举法希望点列举法从设计者(发明者)或用户的意愿出发提出新设想、新要求，从而激发人们去开发新产品或改进原有的产品。
例如有了黑白电视机，还希望有彩色的、遥控的。
又如人们希望在给别人打电话时不仅能闻其声，而且能见其人，为适应这种要求，开发了可视电话。
希望点列举法与缺点列举法都是将思维收敛于某“点”，然后发散思维，最后又集中于某种创意。
但希望点列举法比缺点列举法涉及的目标更广，而且更侧重自由联想。
五、联想类比法联想是由一个事物想到另一个事物的心理过程。
对应联想由一件事物联想到与其对立的另一事物。
例如由小想到大，由集中想到分散等。
要增强联想能力，必须注意增加知识和经验，不但注意吸纳本专业及其他专业的学科知识，更要重视参加各种实践活动。
利用联想进行发明创造是一种常用而且十分有效的方法，很多发明家都善于联想，也得益于联想的妙用。
例如，贝尔发明电话，开始没有成功，以后从吉他的声音中想到了共鸣原理，改进了装置，才使电话发明成功。
又如布拉特从看到蜘蛛织网联想到可以从上到下造桥，从而发明了吊桥，突破了传统的造桥模式。
联想类比由一事物或现象联想到与其有类似特点(如性质、外形、结构、功能等)的其他事物或现象。
例如，由水波想到声波、光波；由水波可出现干涉现象，想到光也有干涉现象等。
六、反向探求法反向探求将人们通常思考问题的思路反转过来，从背逆常规的途径探寻新的解法，因此反向探求法亦称为逆向思维法。
例如在钨丝灯泡发明初期，为了避免钨丝在高温下的氧化，需要将灯泡内抽真空，但是使用后发现抽真空后的灯丝通电后仍会变脆。
为了解决这个问题，当时多数人的意见是继续提高灯泡内的真空度。
而美国科学家兰米尔却应用反向探求法提出向灯泡内充气的方法，他分别试验了将氢气、氧气、氮气、二氧化碳气、水蒸气等充入灯泡，试验结果表明氮气有明显的减少钨蒸发的作用，可使钨丝在其中长期工作，因而发明了充气灯泡。
又例如：化学能为什么不能变成电能
声音既是振动，那么振动为什么不能复现原声
根据这些反问，相继发明了电池、留声机。
七、组合创新法组合创新法是将现有技术或产品通过功能、原理、结构等方面的组合变化形成新的技术思想或新产品。
组合法的优点是组合形式多样，应用广泛，便于操作，经济有效。
组合创新法应用的技术单元一般是已经成熟或比较成熟的技术，不需要从头开始，因而可以最大限度地节约人力、物力和财力。
在当代社会生产和生活中，存在着大量已经开发出来的技术，只要合理组合，就能创造出适合需要的技术系统。
例如，美国的“阿波罗”宇宙飞船由700万个零件组成，但没有一个零件是新研制的，用这些已有的零件组合出把人送上月球又重返地球的神奇系统。
同样“阿波罗”宇宙飞船技术中的全部技术都是现有技术的组合。
组合创新法的类型很多。
常用的有性能组合、原理组合、功能组合、结构重组、模块组合等。
虽然组合创新法所使用的技术是已有的技术，但适当组合后，同样可以做出重大的发明。
大学生如何进行机械创新设计
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机械创新设计是一个极其而又困难的实较强的研究课目前创新设计方法研究虽取得一些成果，但创新学还处于发展初期，各种不同理论及工具不断涌现，远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。
本文认为，要进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。
设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。
另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此设计系统必需符合创新设计思维规律。
创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。
基于上述考虑，本文从创新设计思维的研究出发，融合知识获取方法，研究创新设计理论，进而开发机械产品创新设计系统。
1 机械创新设计思维规律我们常把思维的过程称为“思路”，是因为可用路径问题来说明人类思维过程。
本文提出两个机械创新设计思维原则：一是最短路径原则。
设计者得到产品的功能要求后，往往首先检索出最佳设计实例，这样可以最迅速接近目标，然后运用价值工程方法，找出价值较低的极少数组件作为研究对象，再分析所得对象存在的矛盾，尝试作最小变动以解决矛盾，如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围，最后得出最优结果。
通过这样途径所消耗的能量最少，体现了最短路径原则。
二是相似性联想。
汤川秀树的定同理论认为，联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力，相似性是指事物间的内在联系。
要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的，因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性，以促进机械创新设计。
机械设计过程是从功能要求到作用原理，再到物理结构的映射过程[1]。
在CBR系统中，功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引，因此可统称它们为索引项目。
同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想，而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。
判断联想是否合理的依据是相似性，相似性由已有产品实例确定。
比如，“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系；又如，多种产品实例可满足同一功能要求，那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。
功能要求是联想的起点，经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例，因而掌握纵向及横向相似性，所以能迅速地进行横向及纵向的联想，能触类旁通，得出具有相似作用原理及物理结构的实例（简称相似实例）并进行组合优化，最后得到最优解。
这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了，基于实例推理不但能迅速接近最优解，体现最短路径原则；物场分析法（简称TRIZ）分析了上百万设计实例，确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系，以及不同作用原理或物理载体的可替代关系，使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体，体现相似性联想原则。
2 计算机辅助创新设计系统两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中，系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。
计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示，它包含如下关键技术：2.1 实例检索利用基于实例推理（CBR）技术时首先要深入研究它的优缺点。
CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。
当前它仍有如下不足：首先，系统为了达到实用通常建立庞大的实例库，这导致管理困难，系统运行效率低；其次，通过检索得到的只是一个或很少实例，而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用，支持创新的力度不够；最后，实例调整严重依赖领域知识，难度大，所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。
导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的，不同实例所蕴含的知识难以组合利用。
为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例，并利用遗传算法进行组合优化，实现实例知识的重用。
本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现，实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。
2.2可视化的实例模型表达及矛盾分析概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。
文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充，使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次，并存储功能单元与结构单元的对应关系，使计算机理解产品的结构及其功能。
这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观，因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图，以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系，使结构与功能处于同一张图中，设计者可直观地理解产品原理，根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。
实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。
产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求，它有两种表现形式，一是未能实现某些产品功能质量目标；二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。
矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想，进而找出相似实例。
2.3基于WEB的创新设计知识库本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。
当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后，相应的实例自动调出。
作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果，再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理（其中包括五十余种基本措施）。
在每种作用原理下分别存储多种物理结构，形成物理结构库。
实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。
创新设计知识库是创新设计系统的核心部件，它是一种WEB文本知识库，文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理，使知识库建立在国际标准XML文本之上，因此可实现知识资源的异地共享，并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统，满足异地协同设计的需要。
2.4相似性的量化方法及改进的遗传算法每种产品的结构不同，需要不定相同的遗传算法编码。
本系统为了提高运行效率，采用浮点数编码方式。
在传统的遗传算法中，初始群体是通过用随机的方法来产生的[6]，这具有一定的盲目性。
因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。
实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。
相似度实质是实例的关联知识，必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。
纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度，横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。
相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。
根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历，使初始群体的产生有合理的基础，因此能加快遗传算法的收敛。
本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。
设产品实例集合为C，功能元素集合为F，作用原理或物理结构元素集合为G。
分别记为：C={Ci|i=1,2,…,n}; F={Fj|j=1,2,…,m}; G={Gk|k=1,2,…,q}。
实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。
设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj，则：rkj =又设G空间中有元素Gk和Gm。
实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk和Gm，设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm，则：rkm =隶属度作为实例对象的一项属性来存储。
系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识，辅助设计师从相似度较高的方向进行联想，并用于指导遗传算法初始群体的产生，从而促进设计创新。
3 结论本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发，系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。
系统可通过矛盾分析与联想，搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾，完成概念设计阶段的功能优化与原理优化，是实现机械广义优化设计方法的新成果。
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百度找下，很多啊。
与以往的师兄师姐们相比，我的这次暑期社会实践可以说幸运得多。
在风机厂里我受到了不少照顾而不是像许多师兄师姐所说的那样到工厂里只是搬了一个月的砖头或者其他各样的体力活却没有学到什么更实际的东西。
说起来，我想我的实践与其说起来是“实习”，更不如说是“学习”，因为我在学校所学到的知识无论是纯理论还是 金工实习的操作在这里都几乎没有用处。
前五天我的实践内容大多都是坐在工厂里的办公室里进行的，我相信，不会有哪个同学通过实践学到的东西会比我的更理论。
当然，这样的实践也并不轻松，经过了一个月不洗澡不理发每天在自习室里学习14个小时以上的期末复习的煎熬之后在暑假实践，我也同样相信，所有人都宁愿去底下搬砖头。
而之后的内容则是到车间里练习装配和平衡调试等工作，虽然都只是拧螺丝之类的打下手的工作（技术工作我也根本作不了），但凡是其中所遇到的相关问题几位师傅都会详细地给我讲解，理论在实际中的应用得到了更透彻的理解，之前在办公室里学到的东西也都起到了很大作用。
而且和工人师傅们在一起很开心。
通过这次实践，我所认识到的最重要的是：我在学校里学到的东西在工厂里究竟有什么样的用处。
在实践刚刚开始的时候，机械原理和材料力学考试才刚刚结束。
本来以为这些东西都会给我的实习带来很多帮助，但实际上，它们几乎一点用处都没有（只有机械原理关于动静平衡的知识点在给叶轮做平衡时有助于我的理解和操作）。
在工厂里，我们不需要通过复杂的计算去选择用料，起码在我参加实践的工厂里，常用的材料只有q235，16mn，ht250，zg45等几种，钢材常用的也只有槽钢角钢和带钢，带钢在学校的相关课程里还没有学习过。
工字钢和t型钢在建筑中可能用的会多一些但是风机这里基本不用，而且槽钢的用处大多是用作支架，不用像材料力学中计算扭转时那样麻烦。
而对于钢的热处理，也不会要求到组织转换那么细致，只需要知道通过怎样的工艺多长的时间能得到要求的强度刚度就可以了。
对每个部件都进行强度和刚度的校核然后对应地选取最好的用料，这是没有效率的也是没有必要的。
很多部件的铸造已经有了对应的标准或者手册里有对应的经验公式，而设计中对相应的工件也都保守地达到了安全。
以前不理解为什么工程力学毕业的学生不好找工作，现在明白了，没人会花钱去雇用一个掌握着自己跟本用不到的本领的大学生。
虽然这样说，我并不是说在学校里学习没有必要，相反，在我发现学校里学到的东西没有太多用处的同时我竟矛盾地感觉学习这样的东西都有着十分重要的意义，学校里的学习提高的不是我们的技术，而是我们的能力，而如果没有这样的能力，到了工厂里我们将一无是处。
开始的几天通过看y4-73-11no 20f的图纸（锅炉用离心引风机，压力系数乘以5后取整为4比转速73设计序号11机号20即叶轮直径xxmm联轴器传动叶轮安装在两轴承之间，好不容易学的东西实践报告里拿出来得瑟得瑟），对风机的一般工作原理有了一个大概的了解。
当然，更细节的东西不是通过几天就可以学会的，我也就放弃了更细致的研究，而之后在车间实习的时候这些细节竟也都弄懂了。
在工厂里学习的好处得到了体现：在看图无法理解的时候可以到楼下车间里找到对应的零件观察，比如说叶轮和调节门等相对比较复杂的零件，依然有疑问的话可以询问身边的设计者，比如说止推轴承和支撑轴承的区别。
这个型号的风机进风口用的是马蹄性状的特殊式样，设计和制作都十分困难，很少应用，在车间里我没有找到对应的部件，只能想象它的样子。
工程力学系的工程图学和机械原理学的都是b（似乎08级的课程是a），所以对这样的方面我感觉自己没能更深入的了解更多的只是停留在表层上。
当然，拿过一套风机图纸，我已经能完全看懂了。
至于实际加工，没学过也没有充足的时间去学，毕竟我读的是吉大而不是“技大”，想学到工人的手艺，师傅们告诉我：“没两年时间下不来。
”
机械设计基础学习感想
本学期在李春广老师的授课下，我们学习了《机械设计基础》这门课程，课程是机械类专业和近机械类专业的一门主干技术基础课。
本课程的任务是：培养学生掌握常用机构和通用机械零件的基本知识，基本理论和基本技能，具有一定的力公差相关知识，能分析设计机械和部件，为今后解决实际生产问题及进行技术改造打好基础，为学习专业知识和新的科学技术做好铺垫。
《机械设计基础》是一门培养学生机械设计能力的技术基础课。
本课程在教学内容方面着重掌握机械通用零（部）件的基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面着重设计构思和设计技能的基本训练，使学生对工程实际具有分析、解决问题的能力，在设计中具有创新思维。
本课程是从理论性课程过渡到结合工程实际的设计性课程，具有从基础课程过渡到专业课程承上启下的作用。
除努力学好教材外，还要认真做好作业、实验和课程设计等实践性教学环节，并注意把主要精力用于钻研零件的结构、选材、制法、标准、规范、适用场合、工作情况、受力及应力状态、失效形式、设计准则、设计方法与步骤，而对公式的推导、经验数据的取得、某些曲线的来历等，只作一般性的了解，不必反复深究，以免偏离重点。
该课程是设计性的课程，设计决非只是计算，计算虽也重要，但它只是为结构设计提供一个基础，而非唯一正确的答案或设计的最终结果，零件、部件和机器的最后尺寸和形状，通常都是由结构设计取定的，计算所取的数字，最后往往会被结构设计所修改
机械设计心得如何写
学科：工学 门类：机械类 专业名称：机械设计制造及其自动化 业务培养目标：本专业培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。
业务培养要求：本专业学生主要学习机械设计与制造的基础理论，学习微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识，受到现代机械工程师的基本训练，具有进行机械产品设计、制造及设备控制、生产组织管理的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1．具有较扎实的自然科学基础、较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力； 2．较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括力学、机械学、电工与电子技术、机械工程材料、机械设计工程学、机械制造基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识； 3．具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能； 4．具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识，了解其科学前沿及发展趋势； 5．具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力； 6．具有较强的自学能力和创新意识。
主干学科：力学、机械工程。
主要课程：工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、机械工程材料、制造技术基础。
主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。
修业年限：四年
