“設(shè)計(jì)與制造II”課程

（D&MII，ME3220）第三/七章機(jī)構(gòu)的表達(dá)與組成原理、常用機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介設(shè)計(jì)與制造II目錄第三章機(jī)構(gòu)自由度與常用機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的組成與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖kinematicdiagram機(jī)構(gòu)自由度dof計(jì)算（KGC公式）常用機(jī)構(gòu)習(xí)題Kutzbach-Grubler-Chebyshevformula構(gòu)件

_組成機(jī)構(gòu)的每一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元體稱為構(gòu)件。link構(gòu)件：?jiǎn)我涣慵蛴啥鄠€(gè)零件剛性聯(lián)接而成。【構(gòu)件的結(jié)構(gòu)：往往由多個(gè)零件固結(jié)而成】構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)單元，而零件是制造單元。機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖構(gòu)件link構(gòu)件運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)Links:individualpartsofmechanism.Theyareconsideredrigidbodiesandareconnectedwithotherlinkstotransmitmotionandforces.機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖構(gòu)件link抽象抽象具體機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖構(gòu)件的表示方法構(gòu)件linkkinematicdiagramstructuraldiagrammonarylink:linkwith1jointbinarylink:linkwith2joints(simplelink)ternarylink:linkwith3joints(complexlink)quaternarylink:linkwith4jointspolinarylink:linkwithmorethan2joints機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖發(fā)展動(dòng)向構(gòu)件link構(gòu)件：運(yùn)動(dòng)基本單元—機(jī)架、原動(dòng)件、從動(dòng)件、執(zhí)行構(gòu)件（剛性、撓性/柔性、彈性、軟體、流體…）構(gòu)件運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)秦軍弓弩復(fù)制品秦陵博物院Fast射電望遠(yuǎn)鏡，500m口徑，貴州黔南機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副/關(guān)節(jié)/鉸鏈－兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定型式的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接，可動(dòng)連接。Theconnectionsbetweenlinksthatpermitconstrainedrelativemotion運(yùn)動(dòng)副元素－兩構(gòu)件構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的接觸表面：低副lowerpair、高副higherpair構(gòu)件運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)作用類型Akinematicpair/jointisamovableconnectionbetweentwoormorelinks(attheirnodes),whichallowssomemotions,orpotentialmotionsbetweentheconnectedlinks.平面低副－轉(zhuǎn)動(dòng)副revolute/pin/hinge

joints自由度jointconnectivity自由度數(shù)約束條件I級(jí)運(yùn)動(dòng)副(I級(jí)副,提供一個(gè)約束條件)、II、III、IV、V級(jí)副Rxyθ運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面運(yùn)動(dòng)副Kinematicdiagram平面低副－移動(dòng)副prismatic/piston/slidingjointsP運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副螺旋副helix/helicaljoint球面副spherepairballjoint球銷副圓柱副cylindricalpair空間低副spatiallowerpairsHCSS’機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副空間低副spatiallowerpairs萬(wàn)象支架：西漢末（公元1世紀(jì)）巧工丁緩制作的“被中香爐”是世界上已知最早的常平支架。構(gòu)造精巧，無(wú)論球體香爐如何滾動(dòng)，其中心位置的半球形爐體都始終保持水平狀態(tài)。鏤空球內(nèi)有兩個(gè)環(huán)互相垂直可靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，爐體可繞三個(gè)互相垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。原理與現(xiàn)代陀螺儀中的萬(wàn)向支架相同。高副higher-order/halfjointscamjoint/pair機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副高副gearpair機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副kinematicpair/joint構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的表示方法binarylinkternarylink機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的表示方法機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副常用運(yùn)動(dòng)副的分類及其代表符號(hào)U42IV萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)universal/Hookejoint機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副常用運(yùn)動(dòng)副的分類及其代表符號(hào)SymbolsusedinkinematicdiagramKinematicpairs運(yùn)動(dòng)副PrismaticRevoluteCylindric

SphericalHelicalPlanar(E)DOF112313LowerPairs鉸鏈副移動(dòng)副螺旋副柱銷副球鉸副平面副HigherPairs-1HigherPairs-2Thekinematicdiagram

Symbolsusedinkinematicdiagram機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副構(gòu)件運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)仿生設(shè)計(jì)：自然界的運(yùn)動(dòng)副、靈感運(yùn)動(dòng)副：構(gòu)件連接關(guān)系（定心/向->變心/向、簡(jiǎn)單/復(fù)合、間隙、退化）發(fā)展動(dòng)向構(gòu)件運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈：兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副的連接而構(gòu)成的相對(duì)可動(dòng)的系統(tǒng)。開(kāi)鏈：運(yùn)動(dòng)鏈各構(gòu)件構(gòu)成首尾不封閉的系統(tǒng)。open-loopkinematicchain閉鏈：運(yùn)動(dòng)鏈各構(gòu)件構(gòu)成首尾封閉的系統(tǒng)。closed-loopkinematicchain機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)鏈kinematicchain/linkageKinematicChain（運(yùn)動(dòng)鏈）:

anassemblyoflinksandjoints.(Interconnectedinawaytoprovideacontrolledoutputmotioninresponsetoasuppliedinputmotion.)?構(gòu)件運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)：運(yùn)動(dòng)鏈中如果將一個(gè)構(gòu)件固定為支架，給定一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其余各構(gòu)件均能按預(yù)期的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈就形成機(jī)構(gòu)。固定構(gòu)件支架frame,fixedlink輸入構(gòu)件原動(dòng)件(主動(dòng)件)active/inputlink,drivercrank其余構(gòu)件從動(dòng)件follower其中：輸出構(gòu)件-執(zhí)行構(gòu)件outputlink機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)mechanismMechanism（機(jī)構(gòu)）:akinematicchaininwhichatleaseonelinkhasbeen“grounded”,orattached,totheframeofreference(whichitselfmaybeinmotion);thelinksinthekinematicchainmoveuponeachotherwithdefiniterelativemotion.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖－撇開(kāi)構(gòu)件的復(fù)雜外形和運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造，用簡(jiǎn)單的線條和規(guī)定的符號(hào)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按比例定出各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置。這種能準(zhǔn)確表達(dá)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況的簡(jiǎn)化圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。機(jī)構(gòu)示意圖－若圖形不按精確的比例繪制，僅僅為了表達(dá)機(jī)械的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征，這種簡(jiǎn)圖稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖（機(jī)構(gòu)示意圖）。機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖kinematicdiagram機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖動(dòng)畫(huà)繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟：1)找構(gòu)件；2)找運(yùn)動(dòng)副；

5)按適當(dāng)比例畫(huà)，成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖Back機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖kinematicdiagram3)畫(huà)運(yùn)動(dòng)副；4)畫(huà)構(gòu)件；目錄第三章機(jī)構(gòu)自由度與常用機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的組成與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖kinematicdiagram機(jī)構(gòu)自由度dof計(jì)算（KGC公式）常用機(jī)構(gòu)習(xí)題Kutzbach-Grubler-Chebyshevformula機(jī)構(gòu)的自由度dof/mobility特例：平面機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)double/triplepin,passivedof,overconstraint

機(jī)構(gòu)：把一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，變換成其他構(gòu)件確定/期望運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)自由度：機(jī)構(gòu)構(gòu)成法則（運(yùn)動(dòng)-約束、輸入-輸出）構(gòu)件運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)第三章機(jī)構(gòu)自由度與常用機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的自由度degreeoffreedom發(fā)展情況Dai(2014)Dai(2014)機(jī)構(gòu)自由度_是指機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架

具有確定的位置所需指定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目。Thenumberofdegreesoffreedomofalinkage(the(mobilityofthelinkage)

isthenumberofparameters

independentwemustspecifytodeterminethepositionofeverylinkrelativetotheframeorfixedlink.設(shè)某一機(jī)構(gòu)，共有N個(gè)構(gòu)件，用Pi個(gè)i自由度的運(yùn)動(dòng)副連接起來(lái)。機(jī)構(gòu)的自由度：(Kutzbach-Grubler-Chebyshevformula,KGC公式)

F＝q(N-1)-∑

(q-i)Pi

+ν-ξ

=q(N-∑Pi-1)+∑iPi

=q(N-∑Pi-1)+∑fi

N：構(gòu)件總數(shù)（其中1個(gè)固定構(gòu)件—機(jī)架）

q：機(jī)構(gòu)的階數(shù)(q維空間：平面機(jī)構(gòu)3，空間機(jī)構(gòu)6)q=6-λ(公共約束數(shù))

i：運(yùn)動(dòng)副的自由度數(shù)

Pi：自由度為i的運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件機(jī)構(gòu)的自由度degreeoffreedom機(jī)構(gòu)自由度=總自由度

--獨(dú)立約束總數(shù)=∑fi-q(∑Pi-N+1)

+ν-ξ自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件機(jī)構(gòu)的自由度Stewart平臺(tái)SSP自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件機(jī)構(gòu)的自由度SRP平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算問(wèn)題：設(shè)某平面機(jī)構(gòu)，共有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，含PL個(gè)低副、PH個(gè)高副。自由構(gòu)件：3個(gè)自由度低副：2個(gè)約束條件高副：1個(gè)約束條件機(jī)構(gòu)的自由度為

F＝3n

-2PL-PH機(jī)構(gòu)的自由度與組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的類型及數(shù)目有關(guān)。自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件平面機(jī)構(gòu)的自由度F＝q(N-1)-∑

(q-i)Pi

自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件平面機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-2PL-PH高副數(shù)目低副數(shù)目活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目自由度數(shù)目Kutzbach-Grubler-Chebyshev公式自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件平面機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-2PL-PH機(jī)構(gòu)自由度=總自由度

--獨(dú)立約束總數(shù)F＝q(N-1)一∑

(q-i)Pi

自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)Coincidentjoint(Overlapping/multiplejoints,compoundhinges)計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

F=3n-2PL-Ph=33-23-1=2

F=3n-2PL-Ph=3

2-22-1=1滾子：回轉(zhuǎn)體Idledof(PassiveDOF)自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)Stewart平臺(tái)S-CS-SPassiveDOFInternalDOFTorsionalrotation自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)兩點(diǎn)：軌跡重合(R)/距離恒定(R-R)3.虛約束RedundantConstraints3計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件兩構(gòu)件：轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合RedundantConstraints3計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件兩構(gòu)件：移動(dòng)副導(dǎo)路平行RedundantConstraints3計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件盤形槽凸輪機(jī)構(gòu)兩構(gòu)件：平面高副多點(diǎn)接觸公法線重合等寬凸輪機(jī)構(gòu)RedundantConstraints3自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)存在：重復(fù)約束作用的對(duì)稱部分計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件復(fù)合鉸鏈局部自由度虛約束兩構(gòu)件上兩點(diǎn)距離不變/軌跡重合兩構(gòu)件最多只能形成1個(gè)平面低副兩構(gòu)件最多只能形成1個(gè)異側(cè)平面高副、2個(gè)同側(cè)平面高副起重復(fù)約束作用的對(duì)稱部分F=3n-2PL-PH機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的特殊情況F＜=0時(shí)，機(jī)構(gòu)蛻變?yōu)閯傂澡旒埽瑯?gòu)件之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（F=0：structure；F<0：preloadedstructure）自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件F＞0時(shí)，原動(dòng)件數(shù)<機(jī)構(gòu)的自由度，各構(gòu)件沒(méi)有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)自由度：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)。自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件F＞0時(shí)，原動(dòng)件數(shù)大于機(jī)構(gòu)的自由度，則在機(jī)構(gòu)的薄弱處遭到破壞。

機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件的數(shù)目=機(jī)構(gòu)的自由度的數(shù)目機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件所有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的值都被給定。機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和組成原理平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理物理層面：機(jī)構(gòu)=構(gòu)件+運(yùn)動(dòng)副屬性層面：機(jī)構(gòu)自由度=f

(桿件數(shù)，副類型，副數(shù)目，環(huán)路)功能層面：機(jī)器的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)=(功能模塊i)

Assur桿組法：機(jī)構(gòu)=機(jī)架+原動(dòng)件+其余構(gòu)件(從動(dòng)件)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析（機(jī)構(gòu)組成）機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和組成原理機(jī)構(gòu)=機(jī)架+原動(dòng)件+其余構(gòu)件(從動(dòng)件)平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和組成原理機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)=機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)

其余構(gòu)件（從動(dòng)件）：自由度為零的構(gòu)件組基本桿組：不能再拆、最簡(jiǎn)單、自由度為零的構(gòu)件組Assurgroup阿蘇爾桿組Assur桿組法

平面機(jī)構(gòu)組成原理：任何機(jī)構(gòu)都可以看作是由若干個(gè)基本桿組依次連接到原動(dòng)件和機(jī)架上所組成平面機(jī)構(gòu)的組成原理機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和組成原理

II級(jí)組：最簡(jiǎn)單的組合（n＝2，PL＝3）

II級(jí)組有5種不同的類型（轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和組成原理討論：全部由低副構(gòu)成的基本桿組

n個(gè)構(gòu)件和PL個(gè)低副，自由度公式F=3n-2PL＝0PL=3n/2n＝2，PL＝3；n＝4，PL＝6；…Assurgroup阿蘇爾桿組機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和組成原理

III級(jí)組：n＝4，PL＝6

IV級(jí)組：n＝4，PL＝6Assurgroup阿蘇爾桿組討論：討論：含高副的基本桿組有哪些情況？II級(jí)機(jī)構(gòu)：由最高級(jí)別為II級(jí)組構(gòu)成

III級(jí)機(jī)構(gòu)：由最高級(jí)別為III級(jí)組構(gòu)成

I級(jí)機(jī)構(gòu)：只由機(jī)架和原動(dòng)件而構(gòu)成的機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)的級(jí)別取決于所包含的基本桿組的最高級(jí)別機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析步驟：1）計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度，確定原動(dòng)件（將產(chǎn)生虛約束和局部自由度的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副去掉）

2）高副：高副低代

3）拆掉原動(dòng)件，從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的地方開(kāi)始拆桿組：先試拆II級(jí)組，當(dāng)不可能時(shí)再試拆III級(jí)組（注意：每拆出一個(gè)桿組后，剩下的部分仍組成自由度為零的桿組，直至全部桿組拆出）

4）確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和組成原理平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的級(jí)別平面低副機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析）所有平面機(jī)構(gòu)

高副低代：低副代替高副-條件和方法機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)保持不變，高副低代條件：1)自由度必須完全相同2)瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度必須完全相同機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和組成原理平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析高副低代機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和組成原理機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析步驟：1）計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度，確定原動(dòng)件（將產(chǎn)生虛約束和局部自由度的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副去掉）

2）高副：高副低代

3）拆掉原動(dòng)件，從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的地方開(kāi)始拆桿組：先試拆II級(jí)組，當(dāng)不可能時(shí)再試拆III級(jí)組（注意：每拆出一個(gè)扦組后，剩下的部分仍組成桿組）

4）確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的級(jí)別-例子1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和組成原理機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析步驟：1）計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度，確定原動(dòng)件（將產(chǎn)生虛約束和局部自由度的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副去掉）

2）高副：高副低代

3）拆掉桿組，從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的地方開(kāi)始拆桿組：先試拆II級(jí)組，當(dāng)不可能時(shí)再試拆III級(jí)組（注意：每拆出一個(gè)扦組后，剩下的部分仍組成桿組）

4）確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的級(jí)別-例子2機(jī)構(gòu)類型綜合運(yùn)動(dòng)鏈的基本型式單閉環(huán)機(jī)構(gòu)的類型綜合型綜合：研究一定數(shù)量的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副可以組成多少種機(jī)構(gòu)型式的綜合過(guò)程運(yùn)動(dòng)鏈的基本型式機(jī)構(gòu)類型綜合討論：N個(gè)構(gòu)件、PL個(gè)低副

N＝2，PL＝1，

L=0； N＝4，PL＝4，

L=1； N＝6，PL＝7，

L=2； N＝8，PL＝10，L=3；…F=3(N-1)-2PL＝1PL=3N/2-2附加的一個(gè)閉鏈：Pi-Ni=1

多閉環(huán)運(yùn)動(dòng)鏈：環(huán)數(shù)L=

P-N+1單閉環(huán)運(yùn)動(dòng)鏈：P0=N0

P0-N0=0Watt型Stephenson型Euler環(huán)路公式F’=3N-2PL＝4單閉環(huán)機(jī)構(gòu)的類型綜合機(jī)構(gòu)類型綜合F=3(N-1)-2PL-PH單閉環(huán)：N=P=PL+PH【

≥

3（N：構(gòu)件數(shù)，包括固定、活動(dòng)）】PL+2PH=4N＝3，P

＝3PL=2；PH=1若F=1PL+2PH=F+3目錄第三章機(jī)構(gòu)自由度與常用機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的組成與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖kinematicdiagram機(jī)構(gòu)自由度dof計(jì)算（KGC公式）常用機(jī)構(gòu)習(xí)題Kutzbach-Grubler-ChebyshevformulaDesignCatalogueofMECHANISMS常用機(jī)構(gòu)第三章常用機(jī)構(gòu)及其工作原理連桿機(jī)構(gòu)（含工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)、并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)）凸輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（棘輪、槽輪、凸輪式、不完全齒輪、）螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（傳力、傳導(dǎo)、調(diào)整）摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)撓性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（帶、鏈、繩、軟軸、絲、）…（廣義機(jī)構(gòu)）常用機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)：機(jī)器的“骨骼”系統(tǒng)，起到支承、運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生與變換、載荷傳遞與轉(zhuǎn)換的功用。DesignCatalogueofMECHANISMS連桿機(jī)構(gòu)第三章常用機(jī)構(gòu)及其工作原理連桿機(jī)構(gòu)：低副機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)、空間連桿機(jī)構(gòu)

四桿機(jī)構(gòu)、五桿機(jī)構(gòu)抽油機(jī)雷達(dá)跟蹤八缸發(fā)動(dòng)機(jī)第三章常用機(jī)構(gòu)及其工作原理DesignCatalogueofMECHANISMS凸輪機(jī)構(gòu)移動(dòng)凸輪盤形凸輪圓柱凸輪尖底滾子平底電阻壓帽機(jī)卷棉機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)：高副機(jī)構(gòu)平面凸輪機(jī)構(gòu)、空間凸輪機(jī)構(gòu)第三章常用機(jī)構(gòu)及其工作原理DesignCatalogueofMECHANISMS齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用廣泛1）適用速度、功率范圍廣2）效率較高3）傳動(dòng)比穩(wěn)定4）壽命較長(zhǎng)、工作可靠5）任意相近的軸之間傳動(dòng)外嚙合直齒圓柱齒輪內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪齒輪齒條機(jī)構(gòu)斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)人字齒輪機(jī)構(gòu)錐齒輪機(jī)構(gòu)交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)第三章常用機(jī)構(gòu)及其工作原理DesignCatalogueofMECHANISMS間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)凸輪式間歇機(jī)構(gòu)第三章常用機(jī)構(gòu)及其工作原理DesignCatalogueofMECHANISMS螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)第三章常用機(jī)構(gòu)及其工作原理DesignCatalogueofMECHANISMS摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)第三章常用機(jī)構(gòu)及其工作原理DesignCatalogueofMECHANISMS撓性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)撓性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)繩傳動(dòng)（繩、絲、線、腱、）軟軸傳動(dòng)DesignCatalogueofMECHANISMS常用機(jī)構(gòu)功能第三章常用機(jī)構(gòu)及其工作原理實(shí)現(xiàn)基本運(yùn)動(dòng)功能的機(jī)構(gòu)目錄常用機(jī)構(gòu)功能：機(jī)構(gòu)選型手冊(cè)孟憲源主編，現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊(cè)·選例·構(gòu)型·設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，1994.6目錄第三章機(jī)構(gòu)自由度與常用機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的組成與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖kinematicdiagram機(jī)構(gòu)自由度dof計(jì)算（KGC公式）常用機(jī)構(gòu)習(xí)題Kutzbach-Grubler-Chebyshevformula第三章機(jī)構(gòu)自由度與常用機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介2-1什么是機(jī)構(gòu)？2-2構(gòu)件與零件的區(qū)別是什么？2-3什么是運(yùn)動(dòng)副？2-4什么是運(yùn)動(dòng)鏈？2-5什么是機(jī)構(gòu)自由度？2-6機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么？產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)是否一定需要確定的運(yùn)動(dòng)？2-7計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度應(yīng)注意哪些注意事項(xiàng)？2-8什么是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖？與機(jī)構(gòu)示意圖有什么區(qū)別？思考題習(xí)題n=4PL=5PH=1F=3n-2PL-PH

=1n=6PL=7PH=3F=3n-2PL-PH

=1m=3m=3n=3PL=3PH=2F=3n-2PL-PH

=1n=5PL=7PH=0F=3n-2PL-PH

=1n=5PL=7PH=0F=3n-2PL-PH

=1n=5PL=7PH=0F=3n-2PL-PH

=1n=7PL=10PH=0F=3n-2PL-PH

=1n=7PL=9PH=1F=3n-2PL-PH

=22P2R2P1Rn=2PL=2PH=1F=3n-2PL-PH

=1n=3PL=3PH=2F=3n-2PL-PH

=1Backn=8PL=11PH=1F=3n-2PL-PH

=1n=6PL=8PH=1F=3n-2PL-PH

=1n=5PL=7PH=0F=3n-2PL-PH

=14-UPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)(3-SPS)-S混聯(lián)機(jī)構(gòu)Back“設(shè)計(jì)與制造II”課程

（D&MII，ME3220）謝 謝！第三章常用機(jī)構(gòu)及工作原理“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

（D&MⅡ，ME3220）設(shè)計(jì)與制造ⅡDesignandManufacturingⅡ(ME3220/原ME209)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要步驟機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)成與開(kāi)發(fā)流程（項(xiàng)目開(kāi)展流程）項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)調(diào)研與立題（產(chǎn)品與技術(shù)：市場(chǎng)、科研）方案產(chǎn)生（頭腦風(fēng)暴：概念設(shè)計(jì)）虛擬樣機(jī)（數(shù)字仿真優(yōu)化與實(shí)驗(yàn)）詳細(xì)設(shè)計(jì)（機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）虛擬樣機(jī)（數(shù)字仿真優(yōu)化與實(shí)驗(yàn)）實(shí)物樣機(jī)（制作、裝配、控制與實(shí)驗(yàn)）項(xiàng)目展示1-34-99-1213-1718項(xiàng)目進(jìn)程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

（D&MⅡ，ME3220）現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程（Project實(shí)施流程）調(diào)研與立題機(jī)電產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電機(jī)+控制原型制作與展示需求分析/產(chǎn)品規(guī)劃選題調(diào)研和預(yù)測(cè)可行性論證確定設(shè)計(jì)任務(wù)市場(chǎng)需求功能要求概念方案詳細(xì)方案市場(chǎng)銷售機(jī)器組裝組部件裝配零件/器件采購(gòu)/制造設(shè)計(jì)過(guò)程制造過(guò)程廣義機(jī)構(gòu)+控制邏輯/要求機(jī)械結(jié)構(gòu)+控制系統(tǒng)機(jī)器調(diào)試機(jī)械結(jié)構(gòu)+控制硬件現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程機(jī)器結(jié)構(gòu)+控制軟件？市場(chǎng)調(diào)研產(chǎn)品規(guī)劃項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T1：分組、調(diào)研、立題項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

（D&MⅡ，ME3220）項(xiàng)目設(shè)計(jì)評(píng)分采用等級(jí)制，加權(quán)轉(zhuǎn)成分值，包括每周進(jìn)展、節(jié)點(diǎn)答辯、綜合答辯、演示情況、項(xiàng)目報(bào)告、組內(nèi)組間互評(píng)等（占課程成績(jī)50%）根據(jù)整體完成質(zhì)量及成員個(gè)人貢獻(xiàn)、工作量大小、平時(shí)投入程度、提交文檔質(zhì)量，并考慮各小組間作品的相對(duì)完成質(zhì)量評(píng)定成績(jī)。采用小組總體評(píng)分、小組成員浮動(dòng)調(diào)整的方式，以鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)合作以及個(gè)人貢獻(xiàn)，調(diào)動(dòng)每個(gè)人的積極性。最終的項(xiàng)目評(píng)審答辯+項(xiàng)目展示，需要小組成員合作完成一份word報(bào)告、匯報(bào)ppt、原型展示，答辯時(shí)所有成員均需介紹自己的工作。每組提交原型制作作品1套、紙質(zhì)報(bào)告1份、電子文檔1份。電子文檔包括下面5部分內(nèi)容及其他相關(guān)材料：計(jì)算程序（分析設(shè)計(jì)程序源代碼、可執(zhí)行程序）圖紙文件（3D、裝配圖、零件圖）視頻文件（包含：仿真動(dòng)畫(huà)[淡色背景]、原型制作過(guò)程、樣機(jī)演示）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（pdf+doc，每組1份，不少于A4紙30頁(yè)，小四宋體，含個(gè)人photo、分工情況）答辯講稿ppt（每組1份，合作完成，含個(gè)人photo、分工情況）成績(jī)?cè)u(píng)定規(guī)則項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（含調(diào)研+立題論證）…………page二、方案構(gòu)思與概念設(shè)計(jì)…………page三、結(jié)構(gòu)布局與詳細(xì)設(shè)計(jì)…………page四、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型…………page五、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型（含傳感方案設(shè)計(jì)與傳感器選型）…page六、原型制作、裝配與調(diào)試………page七、個(gè)人體會(huì)………page八、參考文獻(xiàn)………page附錄、計(jì)算程序源代碼、程序使用說(shuō)明、圖紙、選購(gòu)件一覽表等設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)參考格式－說(shuō)明書(shū)參考目錄（或參考設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)格式）項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)設(shè)計(jì)工具編程計(jì)算：VC,VC++【目前，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言達(dá)9000種，其中只有50種編程語(yǔ)言較流行】

C#，VB，Java，Python，。。。MatLab，Mathematics，Maple等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)+運(yùn)動(dòng)仿真： SolidWorks

UG

Pro/E

AutoCAD+3DMax Adams，Ansys，Nastran Matlab/Simulink，等文檔：

Word ->.Doc，.docxLaTeX->.latexAcrobatDistiller->.pdfPowerPoint

->.ppt，.pptx，等項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)隨時(shí)記錄、隨時(shí)整理、做好筆記計(jì)算機(jī)目前九種編程語(yǔ)言大對(duì)比,2019.9.23/p/83811737設(shè)計(jì)工具項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)項(xiàng)目要求：立題方式：自主立題

+

挑戰(zhàn)賽命題

+

企業(yè)難題榜課程網(wǎng)址：/bkjx/me3220/需求調(diào)研：相關(guān)市場(chǎng)、產(chǎn)品實(shí)地：市場(chǎng)、用戶、展覽會(huì)、媒體：報(bào)紙、電視、廣告、網(wǎng)絡(luò)：Baidu、Sogou、Google、（電腦+手機(jī)）調(diào)研途徑：技術(shù)調(diào)研：科研現(xiàn)狀實(shí)地：大學(xué)、研究所、公司數(shù)據(jù)庫(kù)：中國(guó)知網(wǎng)(中國(guó)期刊網(wǎng),CNKI)EiVillage2(EiCompendexWeb)SCI:WOS-WebofScience(SCIE,SSCI,A&HCI,ISIProceedings)。。。T1：分組、調(diào)研、立題調(diào)研與立題立題需求調(diào)研：相關(guān)市場(chǎng)、產(chǎn)品實(shí)地：市場(chǎng)、用戶、展覽會(huì)、媒體：報(bào)紙、電視、廣告、網(wǎng)絡(luò)：Baidu、Sogou、Yahoo、Google（電腦+手機(jī)）調(diào)研途徑：技術(shù)調(diào)研：科研現(xiàn)狀實(shí)地：大學(xué)、研究所、公司數(shù)據(jù)庫(kù)：中國(guó)知網(wǎng)(中國(guó)期刊網(wǎng),CNKI)EiVillage2(EiCompendexWeb)SCI:WOS-WebofScience(SCIE,SSCI,A&HCI,ISIProceedings)。。。T1：分組、調(diào)研、立題調(diào)研與立題立題要求：具有機(jī)電一體化特征：機(jī)械運(yùn)動(dòng)：含2個(gè)或以上機(jī)構(gòu)含驅(qū)動(dòng)器、控制器、傳感器設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)：立題依據(jù)（調(diào)研分析、需求目標(biāo)）技術(shù)要求（功能、性能等要求）【測(cè)試原理與技術(shù)：杜正春

老師（攜手指導(dǎo)項(xiàng)目）】T1：分組、調(diào)研、立題調(diào)研與立題具有機(jī)電一體化特征：機(jī)械運(yùn)動(dòng)：含2個(gè)或以上機(jī)構(gòu)含驅(qū)動(dòng)器、傳感器、控制器設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)：立題依據(jù)（調(diào)研分析、需求目標(biāo)）技術(shù)要求（功能、性能等要求）【測(cè)試原理與技術(shù)：杜正春

老師（攜手指導(dǎo)項(xiàng)目）】評(píng)分依據(jù)：以機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、分析計(jì)算科學(xué)性、方案表達(dá)規(guī)范性—設(shè)計(jì)圖紙+制作+答辯+樣機(jī)demo為主；工作量：以機(jī)械為主/不低于80%，以控制和算法為輔/不高于20%。立題要求：設(shè)計(jì)題目各類大賽：全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽挑戰(zhàn)杯（大挑、小挑）上海市機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽ASME賽（M&R、Design）、IEEE賽、Robocup、生活需求：衣食住行醫(yī)療康復(fù)（養(yǎng)生保健、助老助殘）生活便利精神娛樂(lè)生產(chǎn)需求：生產(chǎn)工具能源動(dòng)力（節(jié)能減排）探索世界：天上、星際、外星地面、野外地下、水下宏觀、微觀課程挑戰(zhàn)賽企業(yè)難題榜設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目：全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽現(xiàn)狀調(diào)查產(chǎn)品和研究，了解具體技術(shù)現(xiàn)狀分析與總結(jié)

對(duì)作品的功能、結(jié)構(gòu)、工藝制作、性能價(jià)格比、先進(jìn)性、創(chuàng)新性等多方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。在實(shí)現(xiàn)功能相同的條件下，機(jī)械結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越好第十屆

自然

?

和諧

仿生機(jī)械、生態(tài)修復(fù)機(jī)械《設(shè)計(jì)與制造Ⅱ》項(xiàng)目立題：選題建議設(shè)計(jì)題目：全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽第十一屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽

2024.07主題：機(jī)械創(chuàng)新推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、自然和諧邁向仿生新高度內(nèi)容：設(shè)計(jì)與制作1）用于生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)雜糧和10種蔬菜的播種、管理和收獲的小型專用機(jī)械（簡(jiǎn)稱：興農(nóng)機(jī)械）2）以提高仿生機(jī)械運(yùn)動(dòng)性能為目標(biāo)的‘仿生青蛙’和‘仿生蝴蝶’（簡(jiǎn)稱：高性能仿生機(jī)械）地點(diǎn)：華中科技大學(xué)設(shè)計(jì)題目挑戰(zhàn)杯是“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生系列科技學(xué)術(shù)競(jìng)賽的簡(jiǎn)稱，是由共青團(tuán)中央、中國(guó)科協(xié)、教育部和全國(guó)學(xué)聯(lián)共同主辦的全國(guó)性的大學(xué)生課外學(xué)術(shù)實(shí)踐競(jìng)賽。“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽在中國(guó)共有兩個(gè)并列項(xiàng)目，全國(guó)競(jìng)賽交叉輪流開(kāi)展，每個(gè)項(xiàng)目每?jī)赡昱e辦一屆。“挑戰(zhàn)杯”中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽（小挑）“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽（大挑）競(jìng)賽方式高等學(xué)校在校學(xué)生申報(bào)自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文、哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文、科技發(fā)明制作三類作品參賽；聘請(qǐng)專家評(píng)定出具有較高學(xué)術(shù)理論水平、實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和創(chuàng)新意義的優(yōu)秀作品，給予獎(jiǎng)勵(lì)；組織學(xué)術(shù)交流和科技成果的展覽、轉(zhuǎn)讓活動(dòng)。參賽資格凡在舉辦競(jìng)賽終審決賽的當(dāng)年7月1日以前正式注冊(cè)的全日制非成人教育的各類高等院校的在校專科生、本科生、碩士研究生和博士研究生（均不含在職研究生）都可申報(bào)作品參賽。作品申報(bào)申報(bào)參賽的作品必須是距競(jìng)賽終審決賽當(dāng)年7月1日前兩年內(nèi)完成的學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技或社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)成果，可分為個(gè)人作品和集體作品。各組設(shè)計(jì)題目：“挑戰(zhàn)杯”江澤民題寫(xiě)杯名設(shè)計(jì)題目第一屆，1989，清華大學(xué)第二屆，1991，浙江大學(xué)第三屆，1993，上海交通大學(xué)第四屆，1995，武漢大學(xué)第五屆，1997，南京理工大學(xué)第六屆，1999，重慶大學(xué)第七屆，2001，西安交通大學(xué)第八屆，2003，華南理工大學(xué)第九屆，2005，復(fù)旦大學(xué)第十屆，2007，南開(kāi)大學(xué)第十一屆，2009，北京航空航天大學(xué)第十二屆，2011，大連理工大學(xué)第十三屆，2013，蘇州大學(xué)第十四屆，2015，廣東工業(yè)大學(xué)、香港科技大學(xué)共同承辦第十五屆，2017，上海大學(xué)第十六屆，2019，北京航空航天大學(xué)第十七屆，2021，四川大學(xué)第十八屆，2023，貴州大學(xué)各組設(shè)計(jì)題目：“挑戰(zhàn)杯”江澤民題寫(xiě)杯名“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽（大挑）/設(shè)計(jì)題目第一屆，1999，清華大學(xué)第二屆，2000，上海交通大學(xué)第三屆，2002，浙江大學(xué)第四屆，2004，廈門大學(xué)第五屆，2006，山東大學(xué)第六屆，2008，四川大學(xué)第七屆，2010，吉林大學(xué)第八屆，2012，同濟(jì)大學(xué)第九屆，2014，華中科技大學(xué)第十屆，2016，四川大學(xué)第十一屆，2018，浙江大學(xué)第十二屆，2020，東北林業(yè)大學(xué)第十三屆，2022，北京理工大學(xué)第十四屆，2024，西安交通大學(xué)“挑戰(zhàn)杯”中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽（小挑）競(jìng)賽采取學(xué)校、省（自治區(qū)、直轄市）和全國(guó)三級(jí)賽制，分預(yù)賽、復(fù)賽、決賽三個(gè)賽段進(jìn)行創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽是20世紀(jì)80年代在美國(guó)高校興起的以推動(dòng)成果轉(zhuǎn)化為目標(biāo)的活動(dòng)。它借助風(fēng)險(xiǎn)投資運(yùn)作模式，要求參賽者組成學(xué)科交叉、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)，就一項(xiàng)具有市場(chǎng)前景的技術(shù)產(chǎn)品或服務(wù)，以獲得風(fēng)險(xiǎn)資本的投資為目的，完成一份完整的創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書(shū)。各組設(shè)計(jì)題目：“挑戰(zhàn)杯”2014年改稱“創(chuàng)青春”全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽設(shè)計(jì)題目現(xiàn)狀調(diào)查-產(chǎn)品和研究，了解具體技術(shù)數(shù)據(jù)

-現(xiàn)狀分析與總結(jié)、尋找問(wèn)題觀察自然，體驗(yàn)生活勤于思考，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題T1：分組、調(diào)研、立題調(diào)研與立題藍(lán)海戰(zhàn)略（新需求）產(chǎn)品策略用戶功能性能營(yíng)銷策略紅海調(diào)研與立題挑戰(zhàn)賽1——仿生青蛙調(diào)研與立題挑戰(zhàn)賽2——仿生蝴蝶調(diào)研與立題挑戰(zhàn)賽——仿生青蛙、仿生蝴蝶贊助企業(yè)：臨汾市鑫銳機(jī)械設(shè)備有限公司贊助項(xiàng)目：①仿生青蛙；②仿生蝴蝶（2024年機(jī)創(chuàng)國(guó)賽題目）項(xiàng)目要求及規(guī)則：參考“參賽須知”及“詳細(xì)介紹”贊助費(fèi)用及要求：贊助優(yōu)秀項(xiàng)目獎(jiǎng)金：兩組挑戰(zhàn)賽各設(shè)置一等獎(jiǎng)1-2組，二等獎(jiǎng)2-4組，三等獎(jiǎng)3-10組（具體組數(shù)根據(jù)報(bào)名總組數(shù)確定），一等獎(jiǎng)1600元，二等獎(jiǎng)1200元，三等獎(jiǎng)800元（獎(jiǎng)金金額略高于非挑戰(zhàn)賽項(xiàng)目組別）贊助后續(xù)參加市賽及國(guó)賽的項(xiàng)目持續(xù)改進(jìn)所需相關(guān)費(fèi)用贊助項(xiàng)目相關(guān)專利申請(qǐng)費(fèi)用受贊助項(xiàng)目提供全套課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)文檔調(diào)研與立題企業(yè)難題榜1——興農(nóng)機(jī)械~國(guó)產(chǎn)雜糧蕎麥?zhǔn)w麥?zhǔn)斋@機(jī)調(diào)研與立題企業(yè)難題榜2——興農(nóng)機(jī)械~10種蔬菜調(diào)研與立題課程項(xiàng)目展歷屆情況報(bào)道（1）交大機(jī)械動(dòng)力學(xué)院本科生160項(xiàng)好設(shè)計(jì)亮相成果展——項(xiàng)目式教學(xué)打造高素質(zhì)工程實(shí)踐人才，為中國(guó)“智”造積蓄力量，2016-01-18，/bkjx/tg_news/510.html【多課合展】（2）機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院“設(shè)計(jì)制造”系列課程項(xiàng)目總結(jié)匯報(bào)與課程建設(shè)研討會(huì)順利舉行，2016-12-02，/bkjx/tg_news/490.html【經(jīng)驗(yàn)總結(jié)會(huì)】（3）機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院“由工導(dǎo)思

以智造物”2016年秋季學(xué)期課程項(xiàng)目成果展舉行，2017-01-16，/bkjx/tg_news/466.html【多課合展】（4）機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院舉行2017年秋季學(xué)期課程項(xiàng)目成果展，2018-01-17，/bkjx/tg_news/435.html【多課合展】（5）機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院舉行2018年秋季學(xué)期設(shè)計(jì)與制造Ⅱ課程項(xiàng)目成果展，2019-01-15，/bkjx/tg_news/392.html【單獨(dú)設(shè)展】（6）機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院舉行2019年度設(shè)計(jì)與制造Ⅱ課程項(xiàng)目展，2020-01-15，/bkjx/tg_news/312.html【單獨(dú)設(shè)展】（7）機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院舉辦2020年《設(shè)計(jì)與制造Ⅱ》課程項(xiàng)目展，2021-01-13，/bkjx/tg_news/1957.html【單獨(dú)設(shè)展】第1屆第2屆第3屆第4屆第5屆第6屆（8）機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院舉辦2021秋季學(xué)期《設(shè)計(jì)與制造Ⅱ》課程項(xiàng)目展，2022-01-19，/news/71901.html【單獨(dú)設(shè)展】第7屆（9）機(jī)械工程專業(yè)設(shè)計(jì)類課程建設(shè)在線研討會(huì)暨“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程項(xiàng)目展成功舉辦，2023-01-08，/news/73906.html【單獨(dú)設(shè)展】第8屆調(diào)研與立題自搬運(yùn)AGV（項(xiàng)目展一等獎(jiǎng)，專利2）基于越障的可變形車輪（專利1）全方位水下拍攝機(jī)器人仿行星系統(tǒng)的變形燈（項(xiàng)目展三等獎(jiǎng)，專利1）2015-2016年度秋季學(xué)期（學(xué)生作品部分題目）：多功能面食機(jī)（專利1）爬梯子機(jī)器人多功能水母機(jī)器人輔助行走及鍛煉一體機(jī)第1屆項(xiàng)目展2016.01多足智能玩具肩關(guān)節(jié)輔助康復(fù)訓(xùn)練臂無(wú)人機(jī)自適應(yīng)平穩(wěn)下落支腳旋轉(zhuǎn)木馬音樂(lè)盒自升降電動(dòng)窗簾輪履復(fù)合式越障避障機(jī)器人高空電纜除冰機(jī)器人爬樓機(jī)器人設(shè)計(jì)AssistiveWheelchairMechanicalFootforBootTesting2016-2017年度秋季學(xué)期（學(xué)生作品部分題目）：便攜式皮影機(jī)器箱自動(dòng)化水面污染物收集裝置疊衣、卷衣一體化的衣服整理系統(tǒng)AutomaticPancakeFlipperAninterestingsweepingrobot優(yōu)秀項(xiàng)目一等獎(jiǎng)優(yōu)秀項(xiàng)目二等獎(jiǎng)優(yōu)秀項(xiàng)目三等獎(jiǎng)電動(dòng)助步器吸塵鞋可拆卸自行車電動(dòng)裝置個(gè)人智能小助手手指康復(fù)訓(xùn)練器雨傘自動(dòng)裝袋器寫(xiě)字機(jī)械臂自動(dòng)剝蛋器智能清潔機(jī)器人基于RFID的智能圖書(shū)分揀裝置設(shè)計(jì)Bionics-flappingSeagullAircraft機(jī)械手掌設(shè)計(jì)及其握力研究多模式肘關(guān)節(jié)康復(fù)儀老年人電動(dòng)代步工具最具創(chuàng)意獎(jiǎng)智能中藥取藥裝置自動(dòng)擺放書(shū)籍機(jī)器人高空摘果器可爬樓梯的掃地機(jī)器人自動(dòng)網(wǎng)球撿球機(jī)自動(dòng)水果削皮機(jī)自動(dòng)疊衣機(jī)最具創(chuàng)意獎(jiǎng)可拆自行車電動(dòng)裝置巧克力先生肩關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練臂自動(dòng)疊衣板最受學(xué)生歡迎獎(jiǎng)400名學(xué)生約100個(gè)題目調(diào)研與立題第2屆項(xiàng)目展2017.012017-2018年度秋季學(xué)期（學(xué)生作品部分題目）：調(diào)研與立題第3屆項(xiàng)目展2018.012018-2019年度秋季學(xué)期（學(xué)生作品部分題目）：調(diào)研與立題第4屆項(xiàng)目展2019.012019-2020年度秋季學(xué)期（學(xué)生作品部分題目）：調(diào)研與立題第5屆項(xiàng)目展2020.012020年1月11日，機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院舉行設(shè)計(jì)與制造Ⅱ課程項(xiàng)目展，13個(gè)教學(xué)班的88個(gè)項(xiàng)目參與展示，其中34個(gè)小組參與了陳述報(bào)告環(huán)節(jié)，首次實(shí)現(xiàn)了全部課程項(xiàng)目參加現(xiàn)場(chǎng)展示。本次項(xiàng)目展最終評(píng)選出一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、三等獎(jiǎng)14項(xiàng)、最佳人氣獎(jiǎng)10項(xiàng)、優(yōu)勝獎(jiǎng)10項(xiàng)。2020-2021年度秋季學(xué)期（學(xué)生作品部分題目）：調(diào)研與立題第6屆項(xiàng)目展2021.012021年1月9日，機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院舉辦2020年《設(shè)計(jì)與制造Ⅱ》課程項(xiàng)目展，12個(gè)教學(xué)班88個(gè)項(xiàng)目全部參展，28個(gè)推優(yōu)項(xiàng)目進(jìn)行了項(xiàng)目匯報(bào)。本次項(xiàng)目展采用線上直播與線下同步的方式。本次項(xiàng)目展最終評(píng)選出一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)、三等獎(jiǎng)8項(xiàng)、最佳人氣獎(jiǎng)10項(xiàng)、優(yōu)勝獎(jiǎng)13項(xiàng)。2021-2022年度秋季學(xué)期（學(xué)生作品部分題目）：調(diào)研與立題第7屆項(xiàng)目展2022.012021年1月15日，機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院舉辦2021年度秋季學(xué)期《設(shè)計(jì)與制造II》課程項(xiàng)目展，13個(gè)教學(xué)班87個(gè)項(xiàng)目全部參展，29個(gè)班級(jí)推優(yōu)項(xiàng)目和19個(gè)進(jìn)入復(fù)賽的挑戰(zhàn)組項(xiàng)目進(jìn)行了項(xiàng)目匯報(bào)，活動(dòng)采用會(huì)場(chǎng)直播與線下同步的方式。本次項(xiàng)目展增設(shè)了爬樓梯和越障挑戰(zhàn)賽環(huán)節(jié)。活動(dòng)最終評(píng)選出一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)8項(xiàng)、三等獎(jiǎng)13項(xiàng)、最佳人氣獎(jiǎng)10項(xiàng)、優(yōu)勝獎(jiǎng)24項(xiàng)，以及挑戰(zhàn)組單項(xiàng)獎(jiǎng)5項(xiàng)。單項(xiàng)獎(jiǎng)?wù){(diào)研與立題第7屆項(xiàng)目展2022.01工程學(xué)導(dǎo)論(設(shè)計(jì)與制造0)設(shè)計(jì)與制造I設(shè)計(jì)與制造Ⅱ畢業(yè)設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì)與制造Ⅲ)設(shè)計(jì)與制造課程群：促進(jìn)多學(xué)科知識(shí)綜合運(yùn)用，逐級(jí)進(jìn)階培養(yǎng)系統(tǒng)思維上海市重點(diǎn)課程國(guó)家一流課程上海市+國(guó)家一流課程起落架實(shí)驗(yàn)作動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)滑行實(shí)驗(yàn)概念設(shè)計(jì)制作演示調(diào)研立題項(xiàng)目式教學(xué)：創(chuàng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)——復(fù)雜工程問(wèn)題解決過(guò)程目標(biāo)：服務(wù)國(guó)防反潛載具需求！G5-海熊貓無(wú)人空潛飛翼2021-2022秋季學(xué)期《設(shè)計(jì)制造II》課程項(xiàng)目展一等獎(jiǎng)，最佳人氣獎(jiǎng)詳細(xì)設(shè)計(jì)流體力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)……固體力學(xué)、工程材料、FEM……制造工藝、測(cè)控……現(xiàn)代機(jī)器與裝備：創(chuàng)新開(kāi)發(fā)過(guò)程【工程問(wèn)題解決過(guò)程】學(xué)院頂層設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)與制造系列課程2022-2023年度秋季學(xué)期（學(xué)生全部作品~線上線下混合項(xiàng)目展~全網(wǎng)直播）：調(diào)研與立題第8屆項(xiàng)目展2023.01/bkjx/me3220/Projects2023.html課程網(wǎng)址：/bkjx/me3220/Back“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

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（D&MⅡ，ME3220）設(shè)計(jì)與制造ⅡDesignandManufacturingII(ME3220)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

（D&MⅡ，ME3220）現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程（Project實(shí)施流程）產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)目標(biāo)分析創(chuàng)新構(gòu)思方案擬定方案評(píng)價(jià)與決策概念設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)與控制傳感與檢測(cè)方案篩選機(jī)電產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)方案開(kāi)發(fā)過(guò)程(產(chǎn)品方案設(shè)計(jì))項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)現(xiàn)代機(jī)器的骨架/運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（三子系統(tǒng)論，核心組成）通訊信息處理與控制廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感檢測(cè)子系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)械結(jié)構(gòu))現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的物理構(gòu)造（Project實(shí)施對(duì)象）機(jī)電產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)方案開(kāi)發(fā)過(guò)程(產(chǎn)品方案設(shè)計(jì))機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)過(guò)程（Project實(shí)施子流程）機(jī)械設(shè)計(jì)師/主導(dǎo)+電控設(shè)計(jì)師/配合項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)信息處理與控制傳感檢測(cè)廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)1信息處理與控制廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)m廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)n傳感檢測(cè)子系統(tǒng)…通訊信息處理與控制……執(zhí)行單元1執(zhí)行單元m執(zhí)行單元n機(jī)械運(yùn)動(dòng)電子控制現(xiàn)代機(jī)器的邏輯結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)層次）現(xiàn)代機(jī)器的骨架/運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（三子系統(tǒng)論，核心組成）？市場(chǎng)調(diào)研產(chǎn)品規(guī)劃市場(chǎng)需求功能要求概念方案詳細(xì)方案市場(chǎng)銷售機(jī)器組裝組部件裝配零件制造設(shè)計(jì)過(guò)程制造過(guò)程廣義機(jī)構(gòu)+控制邏輯機(jī)械結(jié)構(gòu)+控制系統(tǒng)機(jī)器調(diào)試機(jī)械結(jié)構(gòu)+控制硬件現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程機(jī)器結(jié)構(gòu)+控制軟件？概念設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)工作機(jī)理->動(dòng)作過(guò)程->運(yùn)動(dòng)方案Step1Step2概念設(shè)計(jì)：機(jī)理+運(yùn)動(dòng)方案(功能載體：機(jī)構(gòu)+控制)任務(wù)T2：方案設(shè)計(jì)-概念方案項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程2023.10.09（Mon）“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

（D&MⅡ，ME3220）機(jī)電產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)方案開(kāi)發(fā)過(guò)程(產(chǎn)品方案設(shè)計(jì))時(shí)序邏輯控制動(dòng)態(tài)過(guò)程控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)過(guò)程（Project實(shí)施子流程）機(jī)械設(shè)計(jì)師/主導(dǎo)+電控設(shè)計(jì)師/配合項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)工作機(jī)理輸入端/驅(qū)動(dòng)端動(dòng)力輸出端/執(zhí)行端動(dòng)作機(jī)構(gòu)/傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的物理構(gòu)造（Project實(shí)施對(duì)象）廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)械結(jié)構(gòu))傳動(dòng)系統(tǒng)（帶/鏈/螺旋、減速器、聯(lián)軸器、離合器、制動(dòng)器）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（原動(dòng)機(jī)：電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵、畜力、人力、）執(zhí)行系統(tǒng)（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、）現(xiàn)代機(jī)器的骨架/運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（三子系統(tǒng)論，核心組成）項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)機(jī)電產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)方案開(kāi)發(fā)過(guò)程(產(chǎn)品方案設(shè)計(jì))功能視角看機(jī)械系統(tǒng)組成項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程概念設(shè)計(jì)-casestudy項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)曹睿賈睿胡楊機(jī)器螃蟹(2007)1.確定設(shè)計(jì)任務(wù)1）調(diào)研分析調(diào)研：螃蟹活體結(jié)構(gòu)、實(shí)際爬行運(yùn)動(dòng)、圖片、錄像、已有機(jī)器螃蟹等，理解了螃蟹的生物種類、生活習(xí)性、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、已有機(jī)器螃蟹結(jié)構(gòu)等。分析：螃蟹共有五對(duì)足，其中一對(duì)螯主要用于捕食和防御（翕張運(yùn)動(dòng))，最后一對(duì)步足演化為水中劃行的劃行足，中間三對(duì)步足起主要爬行作用。2）確定設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)小組展開(kāi)“頭腦風(fēng)暴”，集體研討，確定設(shè)計(jì)一只六足的機(jī)器螃蟹。設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一只六足的機(jī)器螃蟹，能模擬螃蟹橫行和轉(zhuǎn)彎。要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)靈活，與螃蟹外形及主運(yùn)動(dòng)相似度高。由一只電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)橫向爬行、行進(jìn)中左右轉(zhuǎn)向及原地轉(zhuǎn)向功能。蟹項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程概念設(shè)計(jì)-casestudy項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)2.方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)過(guò)程1）爬行過(guò)程分析與構(gòu)思（工藝動(dòng)作過(guò)程）爬行動(dòng)作：爬行步態(tài)（3-3步態(tài)：中間三對(duì)步足的運(yùn)動(dòng)之間存在相位差，交替觸地與離地，保證身體在前進(jìn)方向的平衡）爬行過(guò)程：機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)示意圖（單只步足）功能分解：橫向爬行、轉(zhuǎn)向曹睿賈睿胡楊機(jī)器螃蟹(2007)蟹螃蟹爬行步態(tài)爬行運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖步足編號(hào)優(yōu)點(diǎn)：利用“死點(diǎn)”特性

符合實(shí)際蟹腿的運(yùn)動(dòng)

更加可靠、合理

改進(jìn)后的蟹腿項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程概念設(shè)計(jì)-casestudy項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)2.方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)過(guò)程2）運(yùn)動(dòng)功能求解（機(jī)構(gòu)綜合、運(yùn)動(dòng)時(shí)序設(shè)計(jì)）爬行功能：蟹腿機(jī)構(gòu)的構(gòu)思與設(shè)計(jì)（足端軌跡：構(gòu)型+尺度）曹睿賈睿胡楊機(jī)器螃蟹(2007)蟹初始機(jī)構(gòu)方案?jìng)鲃?dòng)部分過(guò)于復(fù)雜

足端軌跡軌跡生成問(wèn)題四桿機(jī)構(gòu)-1dof五桿機(jī)構(gòu)-2dof項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程概念設(shè)計(jì)-casestudy項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)2.方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)過(guò)程2）運(yùn)動(dòng)功能求解（機(jī)構(gòu)綜合、運(yùn)動(dòng)時(shí)序設(shè)計(jì)）爬行功能：蟹腿機(jī)構(gòu)的構(gòu)思與設(shè)計(jì)（足端軌跡）轉(zhuǎn)向功能：轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的構(gòu)思與設(shè)計(jì)（構(gòu)型+尺度）曹睿賈睿胡楊機(jī)器螃蟹(2007)蟹螃蟹的轉(zhuǎn)向是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，如果用腿部動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)，時(shí)序十分復(fù)雜，而且轉(zhuǎn)向過(guò)程中機(jī)械螃蟹身體很不穩(wěn)定。聯(lián)想到現(xiàn)實(shí)中某種重型起重機(jī)的前向爬行機(jī)構(gòu)我們把螃蟹身體分為上下兩層機(jī)架，兩層可作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)六條腿分成兩組，分別固定在兩層機(jī)架上轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)仿真機(jī)器螃蟹轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)仿真轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上下兩層相對(duì)轉(zhuǎn)角：10

O項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程概念設(shè)計(jì)-casestudy項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)2.方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)過(guò)程2）運(yùn)動(dòng)功能求解（機(jī)構(gòu)綜合、運(yùn)動(dòng)時(shí)序設(shè)計(jì)）爬行功能：蟹腿機(jī)構(gòu)的構(gòu)思與設(shè)計(jì)（足端軌跡）轉(zhuǎn)向功能：轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的構(gòu)思與設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)功能：運(yùn)動(dòng)時(shí)序的設(shè)計(jì)與優(yōu)化機(jī)器螃蟹(2007)蟹單腿爬行運(yùn)動(dòng)循環(huán)示意圖單腿爬行運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖六足爬行時(shí)序項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程概念設(shè)計(jì)-casestudy項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)2.方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)過(guò)程3）驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)設(shè)計(jì)（原動(dòng)機(jī)+傳動(dòng)系統(tǒng)）驅(qū)動(dòng)方案：原動(dòng)機(jī)選型（如：電機(jī)~轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率、工作狀態(tài)）傳動(dòng)方案：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（構(gòu)型+尺度：齒輪、帶、鏈、索、連桿...）曹睿賈睿胡楊機(jī)器螃蟹(2007)蟹WZY—131型玩具電機(jī)電壓空載負(fù)載制動(dòng)力矩(克·厘米)電壓范圍(伏)測(cè)試電壓(伏)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)電流（安)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)電流(安)力矩(克·厘米)功率(瓦)1.5-3.01.576000.2752000.716.50.320.61.5-3.03100000.3475001100.9632.5品牌XXX產(chǎn)品類型有刷直流電動(dòng)機(jī)型號(hào)WZY-131額定功率0.02（kW）額定電壓1.2（V）額定轉(zhuǎn)速10000（rpm）外形尺寸19.5*12*9.5（mm）廠家產(chǎn)品手冊(cè)槽輪+齒輪電機(jī)-中心主軸傳動(dòng)比：

轉(zhuǎn)/秒主軸轉(zhuǎn)速：

轉(zhuǎn)/秒下機(jī)架蟹腿傳動(dòng)鏈上機(jī)架蟹腿傳動(dòng)鏈蟹腿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)鏈項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程概念設(shè)計(jì)-casestudy項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)3.最終設(shè)計(jì)方案：機(jī)構(gòu)+時(shí)序形態(tài)比較逼真：機(jī)構(gòu)布局步態(tài)比較相似：3-3步態(tài)、足端軌跡協(xié)調(diào)功能：運(yùn)動(dòng)時(shí)序的設(shè)計(jì)與優(yōu)化曹睿賈睿胡楊機(jī)器螃蟹(2007)蟹項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：1stME3220case1名稱：自搬運(yùn)AGV機(jī)械臂能力空間項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：方案設(shè)計(jì)-case2項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)馬駿張嘉梁余春華沈文亮機(jī)器螃蟹(2007)方案Ⅰ—連桿行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖凸輪輪廓設(shè)計(jì)x=(rb+s)*sin(Ф)+cos(Ф)*(ds/dФ)y=(rb+s)*cos(Ф)-sin(Ф)*(ds/dФ)取s=3*sin(n/2)*cos(n/4)方案Ⅲ—凸輪-連桿機(jī)構(gòu)方案Ⅱ—凸輪行走機(jī)構(gòu)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：1stME3220case3名稱：爬梯子機(jī)器人項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：方案設(shè)計(jì)-case4基于變形輪的自穩(wěn)式爬樓機(jī)器人爬樓機(jī)構(gòu)三角輪式純足式懸掛輪式組合式變形三角輪式自穩(wěn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)變形輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(2014)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：1stME3220case5名稱：基于越障的可變形車輪項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：方案設(shè)計(jì)-case6搖擺波浪床.發(fā)明人：姚文卿;倪維增;孟再?gòu)?qiáng);郭為忠.發(fā)明專利授權(quán)號(hào)：ZL200910308293.9申請(qǐng)日：2009.10.15；授權(quán)日：2012.1.4(2008-2009秋季)

孟再?gòu)?qiáng)5060209270機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)構(gòu)選型及組合

機(jī)構(gòu)力學(xué)特性分析文字材料倪維增5060209271機(jī)械工程及自動(dòng)化方案原理設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖繪制零件尺寸計(jì)算姚文卿5060209275機(jī)械工程及自動(dòng)化完整三維建模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)制作機(jī)構(gòu)傳動(dòng)分析搖擺波浪床Group9孟再?gòu)?qiáng)5060209270倪維增5060209271姚文卿5060209275(2008)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：方案設(shè)計(jì)-case7機(jī)械防盜鎖設(shè)計(jì)楊漪李夏雨武悅(2008)普通彈子鎖結(jié)構(gòu)分析彈子鎖開(kāi)鎖過(guò)程撞匙開(kāi)鎖法通過(guò)鎖定槽與鎖定珠來(lái)實(shí)現(xiàn)防盜的功能鑰匙插到底時(shí)正好將細(xì)桿頂?shù)秸_位置項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：方案設(shè)計(jì)-case8魔方式展示柜陳奧林陳渠羅盛林賴夢(mèng)琪(2014)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：1stME3220case9名稱：仿行星系統(tǒng)的變形燈項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：方案設(shè)計(jì)-case10支撐桿式越障車輪發(fā)明人：袁斯辰，陳宇，汪曉蔓，郭為忠發(fā)明專利授權(quán)號(hào)：ZL201110110300.1申請(qǐng)日：2011.04.29；授權(quán)日：2012.09.19(2010-2011秋季)全自動(dòng)奶茶一體機(jī)發(fā)明人：余德汝，石柱，何騰，韓小鵬,茅翌君發(fā)明專利授權(quán)號(hào)：ZL201110217600.X申請(qǐng)日：2011.7.29；授權(quán)日：2013.06.12(2010-2011秋季)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：方案設(shè)計(jì)-case11作業(yè)本自動(dòng)拾取機(jī)構(gòu)發(fā)明人：楊曉東,顧鵬,陳山林,傅雙枝,張座通,郭為忠發(fā)明專利授權(quán)號(hào)：ZL201310642335.9申請(qǐng)日：2013-12-03；授權(quán)日：2015-05-11(2012-2013春季)康復(fù)用助步器發(fā)明人：毛佳煒,王鐸源,趙午陽(yáng),郭為忠發(fā)明專利授權(quán)號(hào)：ZL201310533562.8申請(qǐng)日：2013-10-31；授權(quán)日：2015-08-21(2012-2013春季)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程T2：方案設(shè)計(jì)-case12三模式變形輪，趙齊屾，潘登，莫喜先，劉光遠(yuǎn)，李正安，郭為忠，申請(qǐng)?zhí)枺?01510271693.2,申請(qǐng)日：2015.05.25

(2013-2014春季)同軸旋轉(zhuǎn)滑移運(yùn)動(dòng)變耦合輸出裝置，張樹(shù)桉,郭為忠，申請(qǐng)?zhí)枺?01310431845.1,申請(qǐng)日：2013-09-22

(2012-2013春季)雙層螺旋槳式多自由度四軸飛行器，胡懿倫,金光現(xiàn),郭為忠，申請(qǐng)?zhí)枺?01410187335.9,申請(qǐng)日：2014.5.6(2013-2014春季)繩牽引遠(yuǎn)距離操作平臺(tái)，張樹(shù)桉,吳林立梓,李沁馳,潘登,郭為忠，申請(qǐng)?zhí)枺?01410778110.0,申請(qǐng)日：2014-12-15(2013-2014春季)自動(dòng)燒烤架，萬(wàn)良晨，馮太銳，劉柯，張書(shū)圣,郭為忠，申請(qǐng)?zhí)枺?01410714074.1,申請(qǐng)日：2014-11-28(2013-2014春季)魔方式展示柜，陳奧林,賴夢(mèng)琪,羅盛林,陳渠,郭為忠，申請(qǐng)?zhí)枺?01510261163.X,申請(qǐng)日：20150521(2013-2014春季)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程2019-2020-1錢班題目G6-模塊化會(huì)議室市賽一等獎(jiǎng)G4-外管道檢測(cè)機(jī)器人G5-繪畫(huà)助教市賽一等/國(guó)賽二等G3-人臉識(shí)別外賣自提機(jī)項(xiàng)目展最佳人氣獎(jiǎng)G1-多孔板自動(dòng)加樣機(jī)項(xiàng)目展優(yōu)勝獎(jiǎng)G2-欠驅(qū)動(dòng)自適應(yīng)機(jī)械手項(xiàng)目展二等獎(jiǎng)G7-模式切換的欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手項(xiàng)目展一等獎(jiǎng)，發(fā)明專利1TA：趙辰堯項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程2020-2021-1錢班題目G4-智能貼膜機(jī)項(xiàng)目展人氣獎(jiǎng)、優(yōu)勝獎(jiǎng)G2-早餐分揀系統(tǒng)G5-自動(dòng)調(diào)節(jié)支架G6-3Q球形機(jī)器人項(xiàng)目展三等獎(jiǎng)G3-智能跟隨式制冷裝置項(xiàng)目展最佳人氣獎(jiǎng)G1-管道清理機(jī)器人項(xiàng)目展三等獎(jiǎng)TA：徐浩項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程2021-2022-1錢班題目G6-淺灘作業(yè)的水陸兩用海蟹仿生機(jī)器人項(xiàng)目展二等獎(jiǎng)，最佳人氣獎(jiǎng)，礪志杯，市賽一等獎(jiǎng)、國(guó)賽一等獎(jiǎng)G4-一種基于水翼法推進(jìn)的仿生海龜項(xiàng)目展二等獎(jiǎng)，發(fā)明專利1、市賽一等獎(jiǎng)G5-“海熊貓“潛航飛翼項(xiàng)目展一等獎(jiǎng)，最佳人氣獎(jiǎng)G3-雨傘干燥收疊一體機(jī)發(fā)明專利1G1-輪足跳躍機(jī)器人G2-模塊化全地形移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目展三等獎(jiǎng)，最佳人氣獎(jiǎng)，爬樓梯速度最快獎(jiǎng)-亞軍TA：朱高晗y“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

（D&MⅡ，ME3220）謝 謝！項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)Back“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

（D&MⅡ，ME3220）設(shè)計(jì)與制造ⅡDesignandManufacturingII(ME3220)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)郭為忠博士教授機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院上海交通大學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作流程“設(shè)計(jì)與制造Ⅱ”課程

（D&MⅡ，ME3220）現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程（Project實(shí)施流程）產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案擬定造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選材與性能設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)圖繪制控制軟硬件選型機(jī)電產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電控設(shè)計(jì)選型設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì)性能設(shè)計(jì)與優(yōu)化機(jī)電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案開(kāi)發(fā)過(guò)程(產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì))項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作指導(dǎo)現(xiàn)代機(jī)器的骨架/運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（三子系統(tǒng)論，核心組成）通訊信息處理與控制廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感檢測(cè)子系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)械結(jié)構(gòu))現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的物理構(gòu)造（Project實(shí)施對(duì)象）市場(chǎng)需求功能要求概念方案詳細(xì)方案市場(chǎng)銷售機(jī)器組裝組部件裝配零件制造設(shè)計(jì)過(guò)程制造過(guò)程廣義機(jī)構(gòu)+控制邏輯-過(guò)程/控制要求-品質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)+控制系統(tǒng)-軟硬件/算法-程序or代碼(過(guò)程-動(dòng)作+運(yùn)動(dòng))機(jī)器調(diào)試機(jī)械結(jié)構(gòu)+控制硬件現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程機(jī)器結(jié)構(gòu)+控制軟件？機(jī)械設(shè)計(jì)電控設(shè)計(jì)萬(wàn)向聯(lián)軸器（universal/hookejoint）結(jié)構(gòu)硬件機(jī)構(gòu)控制動(dòng)作運(yùn)動(dòng)市場(chǎng)需求功能要求概念方案詳細(xì)方案市場(chǎng)銷售機(jī)器組裝組部件裝配零件制造設(shè)計(jì)過(guò)程制造過(guò)程廣義機(jī)構(gòu)+控制邏輯機(jī)械結(jié)構(gòu)+控制系統(tǒng)工藝動(dòng)作時(shí)序＋工藝動(dòng)作工藝動(dòng)作序列工藝動(dòng)作過(guò)程構(gòu)思機(jī)理創(chuàng)新頭腦風(fēng)暴機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)示意圖＋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案廣義機(jī)構(gòu)構(gòu)型機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案示意圖尺度綜合時(shí)序優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)方案驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)選型設(shè)計(jì)末端特征時(shí)序＋末端特征末端特征序列