近日,由教育部高等學校機械學科教學指導委員會主辦,機械基礎課程教學指導分委員會、全國機械原理教學研究會、全國機械設計教學研究會等承辦的“中鐵工業杯”第九屆全國大學生機械創新設計大賽決賽評審會在安徽合肥召開。全國30個賽區參加省級預賽作品5090項,經過選拔,最終435件作品入圍全國總決賽。中國石油大學機械與儲運工程學院本科生于海文、王檀棟、劉昱誠、方佳燁設計制作的作品“助起坐型助行器”獲大賽二等獎。指導教師為機械與儲運工程學院郭巖寶、王德國。
本屆大賽以“智慧家居、幸福家庭”為主題,以“幫助老年人獨自活動起居的機械裝置或者現代智能家居的機械裝置”為主要設計內容,包括機械設計、機械制圖、機械制造、編寫設計說明書、路演答辯等環節。
于海文、王檀棟、劉昱誠、方佳燁組成的“助老筑夢小隊”以強化創新思維、打磨創新作品為出發點,以對人的臀部施加托舉力,從而減輕人起立坐下時腰部腿部的受力為設計原理,自主研發設計了“助起坐型助行器”,力求解決老年人因身體行動困難引發的坐、立、行三種姿勢交替切換障礙。作品裝置主要包括重力式懸掛支撐板、輪槽分離結構、動力裝置及外部框架,最大承受載重為100kg。為解決裝置的核心難點“如何使機械裝置廣泛地適用于各種高度的座椅”,隊員創新設計了“輪槽分離結構”,適應高度為35cm至54cm的座椅,適合市面上絕大部分坐具,如板凳、公園長椅等。備賽期間,“助老筑夢小隊”從可行性、創新性、實用性等方面考慮,使用CAD等軟件設計機械結構,運用SolidWorks 進行三維建模,對其運動形式進行仿真模擬,運用ANSYS對結構力學性能進行有限元分析,并進行了實物加工、電路布置等工序,最終形成包括設計成品、CAD設計圖紙、設計說明書的設計作品。
全國大學生機械創新設計大賽自2004年開始舉辦,每兩年舉辦一次,是國內具有影響力的大學生學科競賽項目之一,旨在促進高校創新實驗室建設,拓展實踐教學內容的深度與廣度,提升教師教學和工程實踐能力,培養學生創新精神和實踐能力。
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