机械创新设计课程设计说明书.docx

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机械创新设计课程设计

指导老师：

学院：机械工程学院班级：09创新一班姓名： 图迪麦提学号：b01

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目录

一、创意构思与前景分析 ……

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二、设计步骤 …… 3

三 、 零 件 设 计 与 图 形 展示 ……

四、设计小结 ……

五、参考资料 ……

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一、创意构思与前景分析

休闲与时尚的结合正是现代人追求的一种生活状态。鞋，作为一种生活必需品，有着巨大的市场。然而我们还常常抱怨、不满，因为现在的鞋还有很多不尽人意的地方，当你还在为冬天脚冷而恐惧时；

当你还在为孩子的炫灯鞋的巨大电池消耗而烦恼时；当你还在夜间行走没有光源而抱怨时——一种带发电装置的多功能鞋被期待发明着……

当你因得了膝盖等部位得了关节炎，需要那膝盖部位保持一定的温度而穿衣服够多又不方便行走的时候你会为此期待着一种新的产品

当你年龄较大了而得了骨质增生病而很痛苦，需要不断地进行按摩，却要很多事还等着你来做的时候你就期待着要是有一种产品我走路的时候也能给我进行按摩的话 。

我的设计是一款多功能鞋的发电装置和膝盖部位供温及按摩装置。通过在鞋内设置简单的机构系统和能量转换系统，就可以让我们的脚不再寒冷，让我们炫灯有用不完的电，夜间出行将不再可怕，转换过来的能量也可以提供到上面膝盖部位的保温按摩带，能让你的膝盖等需要温度的部位提供能量……如果我们的装置被应用到实际中，那么鞋将不再是功能单一生活必需品，而真正成为休闲与时尚相结合的一种产物。

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我的设计构思是：将脚走路时下蹬的运动转化为旋转运动，再利用旋转磁铁切割线圈生电的原理，提供电能给耗能装置和储电装置用。

设计中要解决的难题：

由于整个装置需安装在鞋内，所以要求其尺寸必须紧凑。

由于下蹬的行程有限，所以我们需要增速机构让旋转磁极尽可能多转，来产生较多的电量。

要保证旋转磁极单向旋转。二、设计步骤

1、功能分析

（1）.要实现的功能

鞋子的保暖、跑马灯及照明和给持温按摩带提供能量

（2）.功能实现的原理

发明简单的发电装置供电给发热装置、照明装置以及储电装置使用，也可以把电能提供给按摩带内含有的发热丝，让它发热而给膝盖部位供热量，按摩带内部含有橡胶管子，而里面含有空气，当行走时因膝盖内部会一时松一时紧而造成管内的压力差，达到按摩的目的。

发电装置原理：线圈切割磁力线从而发电

分析：现有运动为脚部蹬地进行的直线或弧线往复运动，所需要的运动为线圈切割磁力线时的旋转运动。

2、功能求解

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运动形式的转换：直线（弧线）运动 旋转运动

一一—_＿_＿＿＿-－-

一一—

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齿轮齿条

外棘轮机构

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绕线轮机构

摇杆的摆动转化为绕线轮的旋转

增速机构；由于整个机构空间有限，为满足机构的的正常工作，需要足够的电量，此时需要增速机构。

齿轮增速、行星轮系增速、带轮增速、链轮增速

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、单向旋转功能：棘轮机构

实现功能的方案

由踏板齿条作为主动件的方案：

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1、踏板齿条 2、小齿轮（1） 3、大齿轮 4、小齿轮

（2） 5、棘爪

6、内棘轮 7扭簧

小齿轮(1)和大齿轮是同轴运动，小齿轮（2）和棘爪是同轴运

动

运动路线：

踏板齿条向下运动，与之啮合的小齿轮（1）逆时针转动，同时大齿轮逆时针转动，大齿轮带动小齿轮（2）顺时针转动，同时棘爪随之顺时针转动，棘爪带动棘轮顺时针转动。

由绕线轮系统作为主动件的方案：

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1、踏板 2、定滑轮 3、绕线轮及绕线 4、大齿轮 5、小齿轮 6、棘爪 7、内棘轮

绕线轮和大齿轮是同轴运动 、小齿轮（2）和棘爪是同轴运

动

运动路线：

踏板向下运动，带动绕线轮逆时针转动，同时大齿轮逆时针转动，大齿轮带动小齿轮（2）顺时针转动，同时棘爪随之顺时针转动，棘爪带动棘轮顺时针转动。

外棘轮为主动件的方案

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1：踏板摇杆 2：外棘轮 3：大齿轮3 4：小齿轮4 5:大齿轮5 6:小齿轮6

7:旋转磁极 8:棘爪 9:止动棘爪 10:弹簧 11:板簧 12:止动棘爪基座

工作原理如下：当人踩踏板摇杆时，由棘爪带动棘轮旋转一定角度（此时止动棘爪保证不回转），与棘轮2固结在一起的大齿轮3也旋转一定角度，大齿轮3与小齿轮4啮合带动小齿轮4转动，与小齿轮4固结在一起大齿轮5也旋转起来，带动与之啮合的小齿轮6旋转，从而带动与小齿轮6固结在一起旋转磁极7旋转进行发电供其他装置使用；当人脚松开时扭簧带动踏板摇杆返回，

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此时由于止动棘爪的作用，后面的传动链均不运动。

4、方案的优化定型：

我们可利用的空间很小，因此要求我们的机构紧凑;

我们进给方向的的位移量很受限