第一讲 1、机械创新设计与现代设计、常规设计有什么差异和关联？创新设计方法:充分发挥设计者的创造力,利用人类现有相关科学技术知识,实现创新构思,获得新颖性、创造性、实用性成果.特点：强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖。独特的设计方法，获得具有创新性、新颖性、实用性的成果。现代设计:以计算机为工具，运用各类工程应用软件及现代设计理念进行的机械设计。 常规设计：常规设计是以应用公式、图标为先导，已成熟的技术为基础，借助设计经验等常规方法进行设计 关联： 机械常规设计始终是最基本的机械设计方法，在强调现代设计、创新设计时不可忽视其重要性。 创新设计的基础——常规、现代设计方法的综合、灵活运用。现代设计方法仅仅借助了先进、高效的计算机应用手段，提高了设计过程的效率，但没有脱离常规设计的思维。 2.现代创新人才应具备那些基本素质？ (1) 具备必须的基础知识和专业知识 (2) 不断进取与追求的精神 (3) 合理的创新思维方式（突破传统定式） (4) 善于捕捉瞬间的灵感（创新的必备条件） (5) 掌握一定的创新技法 3.学习机械创新设计的内容有那些？ 1.机构的创新设计 2.机构应用创新设计 3.机构组合设计产生新机构系统 4.机械结构的创新设计 5.利用反求原理进行创新设计 6.利用仿生原理进行创新设计 第二讲 1简述创造性思维四大特性
(方法的开放性；过程的自觉性；解决问题的顿悟性；结果的独特性)。 影响创造性思维形成与发展的主要因素包括哪些？ (1)天赋能力：与生俱来的所有神经元 (2)生活实践：后天实践活动具有的重大意义 (3)科学地学习与训练科学、简单易行的专业学习与训练 2．了解和阐述创造性思维、创造活动、创造能力三者的关系。3.理解综合、分离创造原理的特性和基本实施途径。 概念：有目的的将复杂对象分解，提取核心技 术，并利用于其他新事物。 特征：1）与综合创造原理对立，但不矛盾； 2）冲破事物原有形态的限制，在分离中产生新的技术价值； 3）实质上综合法与分离法两者无明显界限，实践中常常相互贯穿，共同促成新事物。 实施途径：1）基于结构的分解；2）基于特性、原理的列举分离 第三讲 1．学习创造原理的基础知识有什么实际意义？ 2．物场三要素是指什么？（两个物与一个场）比较完全物场（三个要素齐全的场）、不完全物场（三要素中有两个要素存在的场）、非物场（三要素中仅有一个要素的场）的异同。 3．列举三种所熟悉的创造理论，简述其实施的基本途径。 （1）物场要素变换：电磁场取代机械场 （2）物场要素补建：超声波加工（特种加工工艺） 第四讲 1、实施群体集智法应遵循哪些原则？提出自己运用此法的技巧。（要求从不同角度提两点） 1.自由思考原则：解放思想、消除顾虑 2.延迟评判原则：过早的结论会压制不同的 想法，可能扼杀有创造性的萌芽 3.以量求质原则：相关统计表明，一批设想 的价值含量与总数量成非线性正比。 4.综合改善原则：充分利用信息的增值。 ２．为什么设问探求法特别强调“善于提问”？简述所学的九种基本提问。 ●学习者的基本技能 ●创造者分析、解决问题的基础 ①有无其他用途;②能否借用（直接）;③能否改变使用（间接）;④能否扩大（改良）; ⑤能否缩小（改良）;⑥能否代用;⑦能否重新调整;⑧能否颠倒;⑨能否组合
科技创新大赛创意作品 Prepared on 22 November 2020
未来黑板 单位名称： _山西省太谷县第二中学校___ 设计人： _____杨宇静 __ 辅导教师： _____游艳忠_____ 联系电话：_________ 未来，是非常美好的。 爱迪生曾经说过：“科学需要幻想，发明贵在创新。”没错，当了这么多年的学生，吸了这么多年的粉笔灰，多年后，我一定会发明一个全新的智能的黑板。而且，如果你看黑板的角度过小，会因为反光而看不清。 新发明的这种全自动的黑板表面和普通的黑板一样，都是黑绿色的。黑板下面有一条不很宽的缝。它的测面有三个按钮：第一个是红色的，只有轻轻一按，就会从黑板下面出来两盒粉笔。一盒是白色的，另一盒是彩色的;第二个按钮是黄色的，他的功能是自动擦黑板。而且会擦的和新的一样;第三个按钮是蓝色的，他的神器之处就是使粉笔灰变为完好的一支粉笔而且白色的和彩色的自动分开。如果老师想让学生看的更清楚，把一张平放在讲桌的显示器上，图片就会被放大而且清晰地显示在黑板上。 新发明的黑板也充分考虑到了老师的感受。冬天可以散出热气，夏天可以散发出凉爽的空气，这样老师就能更
舒服的讲课。除此之外，老师吧胳膊举得很高会非常累，黑板会根据教师的身高自动调节高度。 现在的黑板对人体损害太多了；咱擦黑板时还会有大量的粉笔灰进入老师和同学的鼻子里，呼吸道里，容易引起气管炎，而且黑板上也不容易擦干净，很难看，而这种黑板正是克服了这个致命的缺点。上面提到了，有一个黄色的按钮就是这个功能。只要按一下黄色的按钮，黑板上的字就会消失的无影无踪。对了，我发明的黑板还能纠正错别字呢，如果你或者老师写错字了，它会发出滴滴的响声，并且能自动改正。 怎么样，我发明的黑板还不错吧！
青少年科技创新大赛选题思考与建议 官光进 全国青少年科技创新大赛是由中国科协教育部、科技部、国家环保部、国家体育总局、共青团中央、全国妇联、国家自然科学基金委和承办地人民政府共同主办英特尔（中国）有限公司领衔赞助的一项全国性的青少年科技竞赛活动。 全国青少年科技创新大赛主要活动内容包括青少年板块和科技辅导员板块 （一）青少年板块包括青少年科技创新成果竞赛和展示活动 1.青少年科技创新成果竞赛包括小学生科技创新成果竞赛和中学生科技创新成果竞赛 （1）小学生科技创新成果竞赛包括物质科学、生命科学、地球与空间科学、技术与设计、行为与社会科学； （2）中学生科技创新成果竞赛包括数学、计算机科学、物理学、地球与空间科学、工程学、动物学、植物学、微生物学、医学与健康、化学、生物化学、环境科学、行为与社会科学。 2. 展示活动包括少年儿童科学幻想绘画比赛和青少年科技实践活动 比赛。 （二）科技辅导员板块包括科技辅导员科技创新成果竞赛和科技教育论坛。 科技辅导员科技创新成果竞赛包括科技发明类、科教制作类、科教方案类。 全国青少年科技创新大赛活动目标是培养青少年的创新精神和实践能力。因此，一个优秀的参赛项目不但应该遵循青少年科技爱好者的认知规律，还应该能够鼓励青少年首创和奇思妙想的。从一定意义上来说，选题是科学研究中最重要的一环，是科学研究成功的起点，选题决定着后续研究工作的方向，也是研究者思考课题工作的意义和价值的过程。 一、选题的意义 爱因斯坦曾经说过，“提出问题往往比解决问题更重要”。正确而又合适的选题，对参赛项目来说具有重要意义。 1．选题决定项目的价值和效用。
选题不仅仅是给项目确定一个题目和简单地规定一个范围，选题的过程，是初步进行科学研究的过程。一个好的选题，需要经过多方思索、互相比较、反复推敲、精心策划。题目一经选定，也就表明作者头脑里已经大致形成了项目的轮廓。这是因为，在确定题目之前，作者总是先大量地接触、收集、整理和研究资料，从对资-料的分析、选择中确定自己的研究方向，直到定下题目。 2．选题可以规划项目的研究方向，弥补知识储备不足。 选题阶段一定会进行大量资料的阅读和理解，在研究客观资料的过程中，随着资料的积累，思维的渐进深入，会有各种各样的想法纷至沓来，这期间所产生的思想火花和各种看法，对青少年规划项目的研究方向是十分宝贵的。对于青少年来说，在知识不够齐备的情况下，对准研究目标，直接进入研究过程，就可以根据研究的需要来补充、收集有关的资料，有针对性地弥补知识储备的不足。这样一来，选题的过程，也成了学习新知识，拓宽知识面，加深对问题理解的好时机。 3．选题有利于提高青少年的研究能力。 通过选题，青少年能对所研究的问题由感性认识上升到理性认识，加以条理使其初步系统化；对这一问题的历史和现状研究，找出症结与关键，不仅可以对问题的认识比较清楚，而且对研究工作也更有信心。科学研究要以专业知识为基础，但专业知识的丰富并不一定表明该人研究能力很强。有的人书读得不少，可是忽视研究能力的培养，结果，仍然写不出一篇像样的文章来。可见，知识并不等于能力，研究能力不会自发产生，必须在使用知识的实践中，即科学研究的实践中，自觉地加以培养和锻炼才能获得和提高。 二、选题的原则 全国青少年科技创新大赛提出“三自”和“三性”的规则作为评审标准，其中“三自”是指：自己选题，自己设计和研究，自己制作和撰写。“三性”是指：科学性，创新性和实用性。就项目选题而言，首先要符合创新大赛的规则，即必须是由作者自己发现、提出、选择的，我们称之为“自发性”，并且是以遵循科学性、创新性和实用性的原则为前提，同时还应适应青少年知识和技能，即选题还要遵循可行性。下面，我们就从选题的“自发性、科学性、创新性、实用性、可行性”五个原则方面具体说
2 机械创新设计简介及基础知识 在新的世纪里竞争日益激烈，科学技术依然是推动人类社会进步的第一生产力。创新是人类文明进步的原动力，是技术和经济发展的源泉，也是培养和造就人才的重要途径，在世界进入知识经济的时代，创新更是一个国家国民经济可持续发展的基石。人类的科技已经到达很高的水平，特别是机械行业，传统的设计水平进步很慢。而现在人们的需求也越来越高，所以人们迫切需要创新设计。 2.1创新设计概论 创新设计是一种现代设计方法，它是研究设计程序、设计规律和设计思维及方法的一门新型综合性科学。在机械设计过程中，创新设计对更大程度的满足人类生产和生活的需要，促进经济的发展和社会的进步有非常重要的作用。 说起创新设计大家总觉得很神秘、陌生。其实回想历史上的许多发明家，我们不难看出，创新发明其实有时候只是我们身边存在的小问题，经过我们思考之后加上灵感找到解决问题的方法或是发现新的事物。比如传说鲁班爬山时手被草割破，经过他的仔细思考发明了至今仍在使用的锯子；还有瓦特观察大水烧开后能将壶盖顶起，依据这个原理他发明了蒸汽机，导致了第一次工业革命。 另外创新设计需要勇气和毅力。大家一定知道袁隆平先生历尽磨难研究成功杂交水稻的事迹。这正是告诉了我们在进行创新设计过程中要破除思想封锁，树立信心，持之以恒，最终一定能解决问题。但是我们也需要逐步培养起分析创新设计可行性的能力，不能盲目到想要发明一种以水为燃料的内燃机。 2.2 机械创新设计（MCD）的概念及创新人才培养 机械创新设计（MCD）是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果（含理论、方法、技术、原理等），进行
创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品（装置）的一种实践活动。其目的是由所要求的机械功能出发，改进、完善现有机械或创造发明新机械实现预期的功能，并使其具有良好的工作品质及经济性。所以培养创新人才要做到如下几点：第一；要勇于创新和善于探索，有信心，勇气和创意。 第二：要掌握创新原理和创新技法。我们应通过学习和训练培养良好的创造心理，并要多思考多练习，将思维运用到实际中去，以提高创新的技法。 第三：要有创新的物质条件和精神条件。 第四：要有创新的意识，有较强的逻辑思维能力。创新不是空想，更不是不切合实际的想象，应该拥有创新的意识和较强的逻辑思维能力，能够把感性认识上升到理性认识，能够透过现象看其内在的本质，而且不能将思维停留在过去或现有的模式中，这样才可能创造出新颖先进的产品。 第五：加强创新实践。在实践中锻炼创新能力更胜于学习理论知识。创新设计实践包括了解问题、设计方案和执行方案三个阶段。 2.3 创新设计的分类 机械创新设计通常分为以下几种类型。 1.开发性设计即在工作原理、结构等完全未知的情况下，针对新任务提出新方案，开发设计出以前没有的新产品。例如有人利用磁铁的同极相斥异极相吸的原理设计了一种磁力驱动装置，该装置使用固定磁铁及旋转磁铁同极相对，使两磁铁间出现相斥的力，先由外力启动，然后由永久磁铁的磁力驱动转子继续旋转，并向外输出能量，从而产生一种洁净、高效廉价的新能源。 2.变型设计应包括转用创新即将某一已有的成熟的技术和结构进行适当变异，设计出使用领域更广的产品。 3.适应性设计亦称反求设计。针对已有的产品设计，在消化吸
对所提出问题的描述：电动汽车将取代传统的汽油汽车做为交通的主要工具，目前还有很多问题，最大的障碍在于充电难，很多地方没有充电桩，有充电桩也要花很长时间在那里充电。因为锂电池的能量密度很高，若电动汽车在发生车祸时，电池受到挤压就会发生燃烧并爆炸，导致车毁人亡。所以电动汽车的电池不能太大，所以行走距离就受到限制。要解决这个问题我提出电动汽车高速公路上不停车充电装置。这样就解决了电动汽车的电池容量和行走距离之间的矛盾 与所提出的问题相关的背景综述和分析：选题的意义在于解决了电动汽车的电池容量和行走距离之间的矛盾，目前已有无线传电技术的应用，主要用在给手机充电。这种技术理论上是可以给电动汽车充电，只是电动充电的时候在运动，设计更加复杂，施工难度较大。参考文献1、据《读卖新闻》报道，日本一家企业12日宣布一项无线电力传输技术试验取得成功，即在不通过电缆的情况下，以微波的形式将电力输送到500米以外的地方。实验将10千瓦的电力转换成微波，通过天线传输给500米外的面板状接收装置，然后再将接收到的微波还原成电力，最终用电力成功点亮发光二极管。文献2、2009年10月，日本奈良市针对充电式混合动力巴士进行了无线充电实验。供电线圈埋入充电台的混凝土中，汽车驶上充电台，将车载线圈对准供电线圈就能开始充电。文献3、中程无线电力传输方式是以电磁波“射频”或者非辐射性谐振“磁耦合”等形式将电能进行传输。它基于电磁共振耦合原理，利用非辐射磁场实现电力高效传输。在电子学的理论中，当交变电流通过导体，导体的周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波的频率低于100khz时，电磁波就会被地表吸收，不能形成有效的传输，当电磁波频率高于100khz时，电磁波便可以在空气中传播，并且经大气层外缘的电离层反射，形成较远距离传输能力，人们把具有较远距离传输能力的高频电磁波称为射频（即：RF）。将电信息源（模拟或者数字）用高频电流进行调制（调幅或者调频），形成射频信号后，经过天线发射到空中；较远的距离将射频信号接收后需要进行反调制，再还原成电信息源，这一过程称为无线传输。中程传输是利用电磁波损失小的天线技术，并借助二极管、非接触IC卡、无线电子标签，等等，实现效率较高的无线电力传输。 设计模型/解决方案、思路：该装置利用目前已有的导轨技术和无线传电技术，将导轨和发射线圈安装在路基下，将接收线圈安装在汽车底盘上，以实现电动汽车高速公路上不停车充电。所以该装置应包含：一个地下能移动的发射线圈、发射线圈通过电刷与导线相连接，导线连接电源。发射线圈上装备一个能探测汽车运动速度的感应器，控制器控制电动机带着发射线圈与电动汽车保持相同的运动速度。发射线圈、感应器、电刷、导线等安装在高速公路的路基下。接受线圈安装在汽车的地盘上，接受线圈与稳压管、整流器、变压器、电动汽车的电动机、锂电池等相连接。当电动汽车运动到这条道路时，电动汽车驾驶人只要按一个按钮，电动汽车自动断开锂电池，同时接受感应线圈上的电能驱动电动汽车运动，同时给锂电池充电。地下移动的发射线圈随车移动一定的距离后，自动跳到对向车道，给对向车道上的电动汽车充电。由于惯性的作用，电动汽车还会保持运动，几米距离之后又接上另一条发射线圈继续充电。发射与接受线圈，每一个线圈都是一个自振系统。其中一个是发射装置，与能量相连，它并不向外发射电磁波，而是利用振荡器产生高频振荡电流，通过发射线圈向外发射电磁波，在周围形成一个非辐射磁场，即将电能转化为磁场。当接收装置的固有频率与收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，完成磁场到电能的转换，从而实现电能的无线传输。与能量相连接的线圈下面有导轨、电刷、感应器、电动机等。在给汽车充电时发射线圈能与汽车地盘下的感应线圈保持相同的运动速度，汽车上的接受线圈与稳压管、整流器、变压器、电动机、电池等相连接。
全国青少年科技创新大赛获奖作品-科技小论文-1 案例一: 光谱脉冲周期扫描环境对植物生长的影响的研究 第17届全国青少年科技创新大赛一等奖 提高植物能量利用率？ 加快蔬菜瓜果中农药残留的降解？ 如何通过调控光环境提高蔬菜瓜果规模生产的效率和品质？ 如何通过先进的工业技术促进我国农业产业化的发展？ 质疑，思考，分析，研究，我们提出一种新的植物优化工业平台。 科学性 1．太阳光谱是吸收光谱，它受到大气层中不断运动的水蒸汽、冰晶、烟雾等物质的影响，客观上形成一种脉冲式周期扫描组合光谱cpsps。 2．自行设计并制作出光强度小于5%太阳光的cpsps平台。 3．通过调控脉冲周期、扫描周期、光质；测定在cpsps中植物的各项生长指标、营养状况；研究cpsps对植物生长的影响。 原创性 经科技查新检索，证实本课题研究属国内首创。 实用性 1．在光强度小于5%太阳光的人造cpsps中，植物呈现优化生长趋势。出芽速度加快，叶片面积更大，更厚，花期更长，植株更高，更壮。 2．在cpsps中，植物在单位时间内合成更多的可溶性糖和蛋白质。而在单位质量内的糖与蛋白质减少。形成一种健康食品。 3．Cpsps有利于植株创伤的修复与再生。 4．Cpsps可加速农药的降解。 在我们的这个课题中，我们设计，制造出了一种新的光环境CPSPS。CPSPS具有低能耗、脉冲式周期扫描、色光组合三大特性，我们通过试验发现在CPSPS中，植物培植能够得到高效优化，农药的降解速度加快。
我是在高一的时候开始研究的，我们学校一向鼓励学生积极参与研究性学习，选择自己的课题研究，我呢，当时就选择了这一个在物理、化学、生物和农业产业交叉点上的课题。 目前，“民以食为天”嘛，农业生产、产品在老百姓的生活中涉及面非常广，农业是中国最大的基础产业，而中学生在农业上的科技技术研究又是非常之少。 因此在高一选题的时候，我本身是学奥林匹克竞赛物理的，我就想运用我的新想法，以及本身物理化学知识，在农产业，植物学方面进行究。 过去人们多是通过化学、生物方面的技术来实现对植物的影响，我现在要运用一种物理的手段，选择通过调控植物生长的光环境，从而提出一种新的植物培植模式。 新的光环境CPSPS是相对于一般的太阳光环境来说的，“植物生长靠太阳”嘛。我们都知道，太阳光是七色光，它是一种色光组合，而太阳在照射到地面上来的过程中，由于各层大气的影响，在某一程度上，它是以一种脉冲式周期扫描组合光谱的形式作用于地球上的植物上的，于是我参考太阳光的这一些性质作为我的新的光环境的特性来研究其对植物生长的影响。在另一个方面呢，CPSPS的光强度非常小，仅为太阳光的5％以下，通过用光度计测量，在CPSPS中的光强度是几百勒克斯，而在中午，太阳光光照度可达十几万勒克斯。CPSPS的耗能非常低，这是我们课题的原创性。 经过有关部门的联机检索查新，已经证实了本课题属于国内首创。 在这个新型的课题研究中。在刚刚起步的时候。我们主要是联系了有关的机构，找来了大批的植物广泛地开展试验，品种有生菜，仙人掌，银龙球等等，每一种植物我们设置了对照组和试验组，对照组的植物种植在温室里自然光条件下；试验组的植物种植于CPSPS中，在一段时间之后我们就观察到了令人非常令人惊喜的现象。 我们注意到小昆虫，好像小青虫，蚂蚁什么的，特别爱吃我们的试验材料，然后我们就想，在植物的内部的生长结构是怎么样的呢？有没有变异？还有它们的营养成分又是什么样？ 我们联系了华南师范大学生命科学院的实验室和导师，我检定了植物中可溶性总糖和总蛋白质的含量，比较分析之后发现，在CPSPS中，植物在单位时间内合成更
科技创新大赛作品参考 项目标题 学科 分类 校外辅导机构 不明飞行物现象的分类及其与地外文明关系的研究 地球 与空间科 学 北京市青少年科技馆 门头沟清水河流域的泥石流研究 地球 与空间科 学 北京市青少年科技馆 数值模拟分析城市绿化对北京夏季“热岛效应”的影响 地球 与空间科 学 国家气候中心 北京城市热岛强度的现状和时空变化规律及影响因子分析 地球与空间科学 可变倍巴罗镜的设计与制作的研究 地球与空间科学 基于节约照明用电的我国时区制研究 地球与空间科学 八种珍稀雉类雏鸟的性别鉴定与性比的初步研究 动物 学 西城区青少年科技馆 植物－害虫－天敌间“通讯”联系探究 动物 学 中国农科院植物保护研 蚱蝉前翅的疏水性及其适应性研究 动物 学 北京市青少年科技馆 蚯蚓部分趋性行为的初步研究 动物学 北京地区喜鹊的巢址选择与种群数量调查 动物 学 东城区青少年科技馆 金鱼的数量性状及在品种改良上的应用研究初探 动物 学 北京市水产科学研究所 无人机航测相机自动控制器 工程学 ID卡身份识别系统 工程 学 东城区青少年科技馆 通过脑电波变焦及视线跟踪的立体图像采集系统 工程 学 首都师范大学 山体滑坡远程监测装置 工程 学 北京航空航天大学 智能遥控多自由度滴定分析机器人实验装置研究 工程 学 核工业北京地质研究院
全彩色激光的改进及动画的设计与制作 工程 学 北京工业大学激光工程 《网络技术的一项实际应用--通过互联网遥控机器人》 工程学 夜间主动追踪照明系统的研究与应用 工程学 基于物联网的协调交通控制系统 工程 学 西城区青少年科技馆 纵向摩擦独弦琴 工程学 热水器循环式节水装置 工程学 条码计划 工程学 新型鞋底清洁器 工程学 电子安全锁 工程学 轮辐两栖机器人 工程 学 北京航空航天大学机器 环保减排的抽油烟机 工程 学 西城区宣武青少年科技 MEMS多功能眼镜 工程学 基于面部行为实时视频监测的驾驶员疲劳报警系统 工程 学 北京航空航天大学软 国家重点实验室 危重病人转移快装担架 工程 学 北京市朝阳区青少年活 仿生学—机械手 工程学 公交调度与站台信息显示系统 工程学 懒人套装 工程 学 北京市丰台区少年宫 具有感光调节功能的节电LED显示屏 工程学 立体平面镜反射定律演示仪 工程学 采用新型人机交互技术的心理状态评估及舒缓系统 工程学 交互电子沙盘的设计与实现 工程 学 北京理工大学光电学院 等摆幅运动傅科摆技术研究——能“永动”的傅科摆 工程 学 北京师范大学数学与 育部重点实验室
全国大学生第一届机械创新设计大赛获奖作品展示 全国一等奖 北京化工齿动多功能平行口 钳 北京化工齿动多功能平行 口钳 北京化工齿动多功能平行 口钳 大连理工机械式自动节水 水龙头 第二炮兵工程学院军地两用 全自动担架车 第二炮兵工程学院军地两 用全自动担架车 东南大学自适应可翻转探 测车 东南大学自适应可翻转探 测车 东南大学自适应可翻转探测 车 东南大学自适应可翻转探 测车 福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车 哈工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机器 人
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长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人大连理工蚯蚓爬行器大连理工蚯蚓爬行器 东北大学圆柱凸轮数控铣 削加工装置 哈工程螺旋传动管道机器 人 海军工程大学舰船探测者海军工程大学舰船探测者 华东理工易拉罐有偿回收 装置 /华南理工健身洗衣机 华南农大气动式龙眼去核 机 华南农大气动式龙眼去核机 南昌大学脉动式无极变速 器 上海交大可折叠崎岖表面 自适应障碍小车 上海交大可折叠崎岖表面 自适应障碍小车 西安电子科大新型球形机器 人 西安思源学院纱线卷绕防 叠机 西北工业大学方形区域喷 灌龙头 西南交大液压式无极变速 器 西南科大环卫保洁清扫自行 车 西南科大环卫保洁清扫自 行车 浙大虫虫小强浙大虫虫小强 全国三等奖
对于大学生创新课题的选题研究 大学生创新课题的选题研究，主要要考虑选题的需要性、创新性、科学性、可行性和效益性，并通过这几个方面的综合考虑得出适合大学生的创新型研究课题。 创新课题选题研究综合 根据复旦大学经济学院中国国际竞争力研究基地发布《世界竞争力报告2009～2010》，中国的国际竞争力指数排名世界第二，可是其中“环境指数”却只排名世界第50位。所以加强和改善国内的教育是提高我国竞争力的一大重要举措。 加强大学生素质教育是我国面向21世纪教学改革的重要思考和探索。素质教育作为一种指导思想已成为我国教育的必要选择。对于大学来说，提高素质教育不仅是提高学生的文化素质和思想素质，更重要的是培养出学生的创新意识和创新能力，这样才能达到我国教育改革的重要目标。 同时，为了鼓励大学生进行创新活动，国家举办了“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛，此竞赛引导和激励高校学生实事求是、刻苦钻研、勇于创新、多出成果、提高素质，并在此基础上促进高校学生课外学术科技活动的蓬勃开展，发现和培养一批在学术科技上有作为、有潜力的优秀人才。各大高校也为促进大学生创新意识和创新能力的提高，积极鼓励大学生参加“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛。 比赛其中很重要的一个部分就是创新课题的选题部分。提出问题有时比解决问题更重要，科研选题若不合适，则或者出不了成果，或者成果只是低水平的重复，意义不大。一个优秀的、有发展前景的课题是一个创新项目成功的前提，对于这重要的成功部分，我们也对其进行了深入的研究。优秀的科研题目具有非常重要的几个要素：需要性、创新性、科学性、可行性和效益性。 一、选题的需要性 作为科技性的科研学术作品，它的选题需要具有可发展性，需要考虑这个选题是否对于解决社会问题、国民经济问题、环境问题等是否有一定的科学意义，将创新性、实用性与大学生的社会责任感紧密结合。比如说第十届“挑战杯”竞赛中，上海交通大学的参赛作品“便携式宽带综合业务数字卫星通信地球站”，在抗震救灾和森林防火等领域有很强的实用性和先进性。“挑战杯”竞赛作品的选题也更加关注民生热点问题，在第十届“挑战杯”竞赛中，大学生的科技创新作品广泛涉及矿工安全、外来务工人员、社区医疗、老人社会等社会高度关注的民生热点问题。 二、选题的创新性
全国青少年科技创新大赛中学生创新发明作品 “不倒翁式”电脑打字架 司门前中学初一192班 欧阳海珠 辅导教师欧阳明 主题词创新发明不倒翁式打字架 概述在进行电脑文字输入时常会用到稿子打字架。而现在人们使用的打字架主要为“后背支撑式”和“底座螺丝固定式”两种类型。前者占用桌面面积大后者则必须固定在电脑桌上即用一“依托物”作打字架底座螺丝的固定物一旦固定则移动极为不便。电脑桌面本来就很有限再放置此种“后背支撑式”打字架桌面更显狭小。“不倒翁式”电脑打字架正以此为切入点进行逆向思维很好地解决了这两种打字架存在的问题占用面积小稳定性能也不差实为较理想的电脑稿子打字架。 制作方法在计算机日益发展的今天“无纸办公”已不再是人们的梦想人们常常需要将文字输入电脑、查找数据、查找资料等等这就要用到打字架帮助完成这些工作。可市场上销售的电脑打字架多为“后背支撑式”和底座螺丝固定式”两种缺点显而易见而且价格都不算太低。于是我们从日常所见的台历得到启发若在有一定倾斜角度的盒状物底部设置一重物使其重心降低、增强稳定性上置一或二个铁夹了不是可以成为一种新型的“电脑打字架”吗就这样制作“不倒翁式电脑打字架”成了我们的设想。经过几次试验最终找到了用A4纸的包装盒作为打字架的主体构件较为理想从而2 制作出了“不倒翁式电脑打字架”。取A4打印纸包装盒作为“不倒翁式”打字架的主体结构因其高、宽、厚为27.5 X 20 X 6高与宽比例恰当一般打字稿纸多与此接近纸盒侧面对角剪开然后重叠去除重叠后斜边多余的部分其侧面呈直角三角形三角盒子底置一块废弃的日光灯整流器的芯重量为200-300克并用胶带纸固定于底盒底外观略加装饰顶端置一或二夹子。原理和特色1顾名思义“不倒翁式”打字架应用了物理学上的“不倒翁原理”即物体重心降低稳定性加强2应用了数学上三角形的稳定性原理。我们就现有电脑打字架进行逆向思考要缩小打字架的占用面积去除“后背支撑式打字架”后面起着稳定性作用的长长的变角度的支撑部件就必须找到能起稳定性作用的“固定物”。而在底部设置一重物就能达到重心降低、稳定性增强的特性侧面为直角三角形使打字架自身结构稳定性得到加强。“不倒翁式”电脑打字架○1、一改“后背支撑式”打字架占桌面积大的缺点“不倒翁式”打字架占桌面积只为“后背支撑式”打字架的20—25○2、移动十分方便且稳定性好。由于置一重物斜面倾角约为80度所以即便数百页大开本书籍夹在打字架上其重心也会在打字架厚度3 的6CM因而稳定性高。○3、用A4纸包装盒作主体结构及废旧日光灯整流器芯作配重物废物利用环保意识强。问题讨论向商家走访调查以及上网查询得知目前市场上只有“后背支撑式”和“底座螺丝固定式”两类打字架。后者有淘汰出市场之势。目前人们对电脑打字架的研究基本处于停滞状况。以此为切入点进行逆向思维的“不倒翁式”电脑打字架的制作成功无疑是对原有电脑打字架类型的一种重要的、大胆的改进若主体结构的材质改为塑胶等则结构的坚固性定会有极大提升进入批量生产也就成为可能有很大的发展空间若在材质方面改进的同时设计鲜艳、美观的图案作装饰并在打字架正面左或右上端设计一个小电子钟背面设计一个“万年历”则具有一物多用之效备受人们亲睐销路前景定会看好。作为中学生的我们将物理学和数学上所学的知识运用于小发明、小制作中反过来这一发明和创新进一步验证了所学知识的科学性和正确性培养了我们学科学、爱科学的良好素养激发了我们学好基础知识打好基础这美好的明天而努力的热情。 创新小发明制作方法 一、自制羽毛球 准备材料空饮料瓶一只泡沫水果网套两只橡皮筋一根玻璃弹子一只。制作过程4 1.取250毫升空饮料瓶
科技创新大赛创意作品 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
未来黑板 单位名称： _山西省太谷县第二中学校___ 设计人： _____杨宇静 __ 辅导教师： _____游艳忠_____ 联系电话：_________
未来，是非常美好的。 爱迪生曾经说过：“科学需要幻想，发明贵在创新。”没错，当了这么多年的学生，吸了这么多年的粉笔灰，多年后，我一定会发明一个全新的智能的黑板。而且，如果你看黑板的角度过小，会因为反光而看不清。 新发明的这种全自动的黑板表面和普通的黑板一样，都是黑绿色的。黑板下面有一条不很宽的缝。它的测面有三个按钮：第一个是红色的，只有轻轻一按，就会从黑板下面出来两盒粉笔。一盒是白色的，另一盒是彩色的;第二个按钮是黄色的，他的功能是自动擦黑板。而且会擦的和新的一样;第三个按钮是蓝色的，他的神器之处就是使粉笔灰变为完好的一支粉笔而且白色的和彩色的自动分开。如果老师想让学生看的更清楚，把一张平放在讲桌的显示器上，图片就会被放大而且清晰地显示在黑板上。 新发明的黑板也充分考虑到了老师的感受。冬天可以散出热气，夏天可以散发出凉爽的空气，这样老师就能更舒服的讲课。除此之外，老师吧胳膊举得很高会非常累，黑板会根据教师的身高自动调节高度。 现在的黑板对人体损害太多了；咱擦黑板时还会有大量的粉笔灰进入老师和同学的鼻子里，呼吸道里，容易引起气管炎，而且黑板上也不容易擦干净，很难看，而这种黑板正是克服了这个致命的缺点。上面提到了，有一个黄
色的按钮就是这个功能。只要按一下黄色的按钮，黑板上的字就会消失的无影无踪。对了，我发明的黑板还能纠正错别字呢，如果你或者老师写错字了，它会发出滴滴的响声，并且能自动改正。 怎么样，我发明的黑板还不错吧！
1.设计目的 1.随着城镇化的发展，越来越多的人口聚集在城镇，地价的升高对城镇的教育也造成了很大影响。一个班很多同学在一个教室里上课，不得不忍受着拥挤。这种情况在大城市和一些重点学校尤其多见。同学在课间时经常进出座位会对周边同学造成影响，有时候甚至会引起同学之间的矛盾。 拥有一个可以任意翻转桌斗的桌子，同学之间因桌子挤到的矛盾也会大大减少。 2.传统桌子的形式较为呆板，使用者不能根据自己的需要和喜爱来调整桌子。一个可以将桌面角度调整的桌子，满足了使用者除了正常使用之外如画图、画画等其他用途。 3.传统桌子在教室中占用面积大，且移动不方便。桌子的桌腿可以拆卸放入桌斗中，在不使用桌子时，可以将桌子拆装后放在一起，节省空间。同时如果需要搬桌子时，桌子方便移动的优点就体现出来了。 2.主要创新点 1.桌斗的旋转，方便同学课间时的出入； 2.桌面的调整的无极升降，桌面可以根据自己的需要倾斜一定角度，满足画图和画画一些需要； 3.桌腿可以拆卸和折叠，当不使用桌子时可以将桌腿拆卸，折叠后放入桌斗，桌子放在一起节省空间； 4.桌斗的拉杆和导轮组合，在需要搬桌子时，搬运的方便解决了搬桌子的苦恼。 3.工作原理 1.桌斗旋转功能的实现： 桌斗和桌腿之间通过轴承联接既可以实现自由旋转，在联接处安装的一个插销可以实现旋转或固定的两个功能。轴承的联接采用了台阶轴和轴承座，很好的将桌腿和桌斗联接在一起。
台阶轴 轴承座 2.桌面调整功能的实现： 通过梯形螺纹丝杆的旋进旋出推动桌面板后端升降，梯形螺纹具有调节速度快的优点。丝杆与桌斗之间通过多自由度活动铰接联接，当丝杆升高下降时能适应配合丝杆与桌面之间的滑动和转动变化。
机械创新设计的几点思考创新是现代知识经济社会的进步基础，也是促进国民经济持续稳定发展的民族根基。本文结合笔者工作实践经验，就机械创新设计作出如下分析讨论。 机械的创新设计 以机械基础功能的改造、完善为出发点，实现生产机械的能够要求满足工作性能的进步要求，并为企业或单位创造更多的经济利益是是机械创新设计的基本目标。我国在机械制造方面有着十分丰富的经验，专业技术人员将机械的创新设计总结为以下四个步骤：1.结合生产任务和要求来确定机械运作的基本原理；2.对机械的结构类型进行综合比较后再进行选择；3.机械运作尺寸和相关参数的优质选择；4.机械运动学参数进而相关动力参数的优质选择。上述四个阶段完成后，机械设计的方案优选便告一段落，后期工作就是对机械的结构进行创新设计。相较于传统的机械设计而言，机械创新设计的整个过程其实并没有做出多大的改变，该设计工作的重点全部放在了机械创造性和主导性凸显的环节上。
机械创新设计的基本特征 这项设计工作有具备以下四大基本特征：1.设计过程中涉及的科学 技术范围广，多门学科技术在设计的过程中彼此渗透、交叉、融汇； 2.设计工作涉及到非计算性或非数据性的工作内容时，必须要依靠 设计人员累积的工作经验来进行分析、思考、判断，发散性的创造 思维的运用频率较高；3.方案设计人员要结合自己的知识内涵、工 作经验、设计灵感和想象能力来对方案进行优化；4.阶段性机械设 计的过程反复性较强，每一次的筛选对比都遵循了一定的方法和原则。这四大基本特这与机械创新的设计环节是紧密相连的，两者之 间的结合促进了设计系统的构建完善。 机械创造设计思维的基本概念 设计人员在对个人知识内容、设计经验、市场信息及素材的搜集整 理后，打破传统的设计思维模式，经过一系列的分析思考构建后， 说出个人或团队的设计方案或设计程序，对传统的思维模式进行突 破创新。机械设计的创造性思维与逻辑思维不同，逻辑性思维必备 一定的单解性和单向性，是一种趋于“平面”状态的设计思维，而 创造性思维则是在创造想象的基础上构建而成的一种设计思维，灵
科技创新“金点子”创意大赛方案 一、活动目的 为培养我校学生的发散思维和参与创新创作设计的意愿和能力，普及科技创新思维模式，提升学生的科普创作热情，丰富学生的校园生活，为学生提供一个展现自我思想的奇思妙想的广阔舞台，同时为选拔科技创新人才和作品方案做准备。 二、活动主题 “飞扬青春思绪，点燃思维火花” 三．活动领导小组 组长：少华 成员：丁四清泽清学军明星 四、活动要求 青少年科技创新大赛高中学生参加项目有科技创新成果竞赛、青少年创意项目、青少年科技实践活动。参加比赛关键在于选题，我校本次科技创新金点子创意大赛以点子为主，不需要给出实物作品、具体方案（主要阐述做什么，怎么做）。 选题应贴近生活，发现问题，解决问题。创新性强，具备人无我有，人有我优的独到之处。要考虑科学性，可行性。 杜绝上网抄袭。 五、活动时间 2017年11月1日——2017年11月13日 六、参赛对象
高一、中一、高二、中二、高三、中三年级各班学生 七、工作措施 （一）赛前准备：下发金点子创意大赛的申报表格。 （二）报名申请 各班有意向参加金点子创新大赛的学生填写申报表，然后以班级为单位将《申报表》在11月12日前交到物理组学军老师处。（三）组织评审： 学校组织教师担任评委，对学生提交的作品进行评选。本次大赛设一等奖作品3个，二等奖作品5个，三等奖10个。 （四）表彰奖励 学校对获奖学生予以表彰奖励，获得一等奖的学生作品，学校会跟进创新制作培训，安排参加明年的青少年科技创新大赛。 八、实例 发明创造十二法——自行车创新检核表 检核容设想容简要说明 ?加一加自行车反光镜看到后面，提高安全 ?减一减无链条自行车利用杠杆原理作上下运动 ?扩一扩水陆两用自行车车两侧装四个气囊，车后装小型螺旋桨?缩一缩折叠式自行车缩小体积，便于上楼 ?变一变助动式自行车用电动上紧大发条助力 ?改一改车头可转自行车停车场车多时可方便拿出 ?拼一拼多功能自行车用自行车抽水、脱粒挂拖斗运输 ?学一学电动式自行车装蓄电池和小电机 ?代一代塑料自行车用碳纤维塑料替代金属车架 ?搬一搬家用健身自行车在家锻炼身体 ?反一反发电自行车停电时用 ?定一定自动限速自行车不超速、安全
机械创新设计课程考试题目 （要求：用A4纸手写，提交截止日期5月25日晚点 名，过时不候！） 【注意：以下答案均出自百度，建议自己翻书写， 答案仅供参考】 一、名词解释 1、发明 发明是应用自然规律解决技术领域中特有问题而提出创新性方案、措施的过程和成果。 2、发现 发现，是人类对于自我的内在、具体性的自然及其整体的认识或再创造。 3、创新 创新是指：以现有的思维模式提出有别于常规或常人思路的见解为导向，利用现有的知识和物质，在特定的环境中，本着理想化需要或为满足社会需求，而改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境，并能获得一定有益效果的行为。[ 4、机械创新设计 《机械创新设计》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材【呵呵】 二、简答题 1、思维的定义？特性？类型？ 思维是指高等动物及人类对事物反映和认识的能力。 特性（1）概括性，即思维反映的是一类事物的共同的本质特征和事物之间的内在联系及规律。（2）间接性，思维总是通过某种媒介来反映客观事物。[ 类型：逻辑思维、形象思维和直觉思维。 2、常用的创造原理、创新技法有哪些？ 观察法类比法移植法 三、思维应用题 1、报纸除了阅读以外，还有什么用？（至少说出5种）
【参考】可以用于打草稿。 用于练书法。 糊墙壁。 卖给废品站换钱。 生煤炉。 剪鞋底。 折飞机。包书皮等。 擦灰尘。 御寒(如乞丐将其作为被子)。 糊在窗上挡住光线。 夏天当扇子扇。 擦鼻涕。 当吸水纸吸水。 作成衣服给洋娃娃穿。 折成帽子。粉刷墙壁时可用。 野餐时的桌布。 作塾纸。 发泄时撕扯的对象。 包书的书皮纸。 引起火灾的因素。 卷起来成为吹火筒。 卷起来成为扩音喇叭。 捏成纸团作为投掷训练的工具。 作为路标。 用于创作抽象画的材料。 2、在老人用的拐杖上增加一些功能，使拐杖能够多用（至少5种功能）。 【参考】可以设计成折叠的方便携带，可伸展开来当凳子随地休息，可以装上移动电话意外呼叫求救，可装上照明设施方便晚上出行，还可以做上一些按摩珠 四、技法应用题 使用设问探求法寻找旅行包的新创意，用表格的形式表达。 五、综合设计题 1、列举现有菠萝去皮方式及其工具，指出其缺点，提出改进意见，设计一新机器，介绍其工作原理。 【略】 2、我们现在经常享受上网的快乐。可以通过网络传递信息、查找下载资料、玩游戏等等。可是盲人要和我们一样上网就会遇到很大困难。针对“盲人上网”这个课题，请你分析主要困难，并提出解决方案。 【参考】
第二章 机械创新设计基础知识 第一节 机械的基础知识 1. 复习机械的概念，明确设计范围 机器的三特征： 1）由一系列的运动单元体所组成。 2）各运动单元体之间都具有确定的相对运动。 3）能转换机械能或完成有用的机械功以代替或减轻人们的劳动。 具有以上1、2两个特征的实体称为机构。 机器与机构总称为机械。 2. 机械的组成 机器的组成： 原动部分－是工作机动力的来源，最常见的是电动机和内燃机。 工作部分－完成预定的动作，位于传动路线的终点。 传动部分－联接原动机和工作部分的中间部分。 控制部分－保证机器的启动、停止和正常协调动作。 3. 传动与执行机构 — 机械运动系统 机械运动系统可以是机构的基本型，也可以是机构基本型的机构组合或组合机构。 3.1 机构的基本型 机构的基本型是指最基本的、最常用的机构型式，是机构设计的基本依据。 （1） 全转动副四杆机构的基本型 （2） 含有一个移动副四杆机构的基本型 （3） 含有两个移动副四杆机构的基本型 （4） 圆柱齿轮传动机构的基本型 （5） 圆锥齿轮传动机构的基本型 （6） 蜗杆传动机构的基本型 （7） 行星齿轮传动机构的基本型 （8） 直动从动件平面凸轮机构的基本型 （9） 摆动从动件平面凸轮机构的基本型 （10） 直动从动件圆柱凸轮机构的基本型 （11） 摆动从动件圆柱凸轮机构的基本型 机械 机器 机构 动力机 — 把其它形式的能量转化为机械能。 工作机 — 完成有用的机械功。 通用机构 专用机构 信息机 — 通过复杂的信息来控制机械运动。
（12）带传动机构的基本型 （13）链传动机构的基本型 （14）液压、气动传动机构的基本型 （15）螺旋传动机构的基本型 （16）电磁传动机构的基本型 （17）间歇运动机构的基本型 3.2 机构的组合 把一些基本机构通过适当的方式连接起来，从而组成一个机构系统，称为机构的组合。其中各基本机构都保持原来的结构和运动特性，都有自己的独立性。 3.3 组合机构 组合机构是指若干基本机构通过特殊的组合而形成的一种具有新属性的机构。其中各基本机构已不能保持各自的独立性，必须采用新的分析与设计方法。 4. 动力系统（原动机） 按能量转换的方式可分为三大类： 4.1 电能→机械能 包括：三相交流异步电动机、单相交流异步电动机、直流电动机、步进电动机等。 （1）三相交流异步电动机 特点：体积小、力矩大，常作为动力设备的原动机。 （2）单相交流异步电动机 特点：使用方便，在家用电器中得到广泛应用。 （3）直流电动机 特点：可以进行调速，易于实现自动控制，在机电一体化设备中得到广泛应用。 （4）步进电动机 特点：要求分度或步进运动的场合可采用步进电动机。采用脉冲信号控制，将脉冲信号转化为电动机的角位移 （5）直线电动机 特点：直接提供直线运动，减少了中间转换运动链，结构简单，反应速度快，灵敏度高，适合于高速和高精度的应用场合。 4.2 热能→机械能 包括：柴油机、汽油机、燃汽轮机、原子能发动机等。在要求输出功率大，大范围移动的场合得到广泛应用。 4.3 自然力→机械能 包括：水轮机、风力机、潮汐发动机、地热发动机、太阳能发动机等。 5. 控制系统 机械控制 电气控制—应用最广泛 液压控制 气动控制 综合控制