大学生创新创业训练计划项目
中 期 报 告 书
项 目 级 别 省级√ 校级□ 项 目 类别 甲类 项 目 编 号
项 目 名 称 梦幻粉笔盒 项目负责人 周忠明 学 院 年 级 工程学院 11级机制 指 导 教 师 崔红光
沈阳农业大学教务处制
填表说明
1.本表前六项项由项目小组集体填写，除需亲笔签名外，其余部分均需采用打印稿，不够可加页；
2.本表第七项由指导教师核查填写，第八项由院系填写； 3.填写本表内容统一使用宋体，小四号字，单倍行距。
一、项目研究进展情况 2014.5 根据梦幻课堂的主题，本项目组在保证外观洁净美观且易操作的前提下，使粉笔对教师手指的伤害以及对环保的破坏降到最低；同时作为工科类学生教具，通过粉笔盒功能正常运行，让同学们对机械部件、结构、现象有更清晰深刻的认识。 2014.6-7 初步构想机器工作原理，画出核心机构的工作原理草图。初步设计应用有机玻璃、小型电机、传动轮、继电器、开关等部件，运用杠杆、继电器、传动件等简单原理，实现可任意调色，且每次只出一支粉笔的功能，并在取出粉笔后用粉笔夹延长粉笔使用寿命。 2014.9-10 将阶段成果反馈给指导老师，根据结果做出相应更正。在讨论中我们确定了很多细节。诸如传动机构的设计，取粉笔槽轮的设计，断电器的应用等。 2014.11-12 具体设计机器每项工作部分的运行方式及工作原理，画出对应零件图，机构图，装配图。 2015.2-3 到南塔电子城采购电子元件，在和卖家的讨论中对于时间继电器等的功能有了进一步了解，随后我们确定了相关元器件的型号。开始实物的制作。 二、已取得阶段性成果 1、项目创新点 （1）应用简单机电一体化技术，运用齿轮传送带，实现粉笔分颜色自动弹出； （2）使用有机玻璃作为主要原材料，节能环保，外观美观，节约资源； （3）使用了一半的粉笔可以按颜色继续放回粉笔盒中，增加粉笔使用寿命，环保节约；并且能够避免教师常年接触粉笔对手造成的伤害； （4）在有实际功用的同时，也可作为课堂课程教具，展示基本机构运动形式，一物两用。 2、项目主要成果 项目完成其它成果（成果形式为：图纸的设计，建模图的绘制和动画仿真，实物制作等。） （1）确定了整体的功能及布局；确定了机器的工作原理和各部分工作结构。应用solidworks软件进行了模拟设计，进行了机械的建模和装配；采购材料,如有机玻璃、时间继电器、电机、蓄电池等。 Solidworks部分设计截图如下： 图1 整体布置图
图2 推动杆推动粉笔盒体不同运动位置示意图 （2）机器制作成品。初步进行了机构的制作。 （1）盒体材料主要选用有机玻璃。 （2）取用粉笔由电动机驱动链轮从而驱动有机玻璃圆柱逆时针旋转360度，当有机玻璃滚筒上的U型口与隔板内的粉笔对齐时，会有一支粉笔在重力的作用下落入U型巢内，继续旋转粉笔会沿着前方的S型滑道滚出，从而取出一支粉笔。 （3）调整粉笔颜色装置是一个曲柄连杆滑块机构，曲柄的尾端铣出一个宽4mm的槽用于卡位，通过调整曲柄的摆动，使粉笔盒前后移动，当不同颜色的粉笔隔与中间隔板的粉笔漏口对齐使，都会有定位销卡在曲柄上，从而达到调整粉笔颜色的目的。 图3 成品实物图 （3）工作过程为： ①调节粉笔颜色工作：该机构是一个至于粉笔盒体上半层的曲柄连杆滑块机构，滑块是盛放的粉笔盒体，盒体为一上下敞口的立方盒，中间加入隔板，粉笔横向竖排放入两个隔板之间，五种不同颜色的粉笔分别放在不同的槽中，考虑到白色粉笔使用频率较为频繁，所以将白色粉笔腔加大。通过曲柄的推动运动，使不同颜色的粉笔与中间隔板的粉笔漏口对齐，以达到区分不同颜色粉笔的目的。 ②粉笔取出工作：取粉笔装置为一有机玻璃圆柱并且圆柱侧面铣出一个U型槽，水平放置在盒体的下方，按动微动开关，电动机通过链传动，带动有机玻璃圆柱逆时针旋转360度，通过时间继电器时电路工作一段时间断开，当有机玻璃圆柱上的U型巢与粉笔隔层对齐时，在粉笔漏口处掉落一支粉笔，继续转动90度，粉笔滚入前方的S型滑道，在S型滑道缺口处拾取粉笔。
三、前阶段工作体会（包括项目的组织管理，成员的合作和科研日志的填写等） 在和团队成合作的过程中，团队合作包含两部分很重要的概念，一个是“团队”，即队员之间要自发自愿性员地展开工作；另一个是“合作”，即队员之间要协同工作，互补互助。通过团队和做我们实现了1+1>2 的效果。 我们项目自从2013年5月开始后，我们利用课余时间进行设计和论证，通过绘图软件将设计想法画出来，并通过软件进行分析。在这个过程中，我们一起学习一起努力，使我们的项目可以顺利地进行下去。 在面对项目任务的时候，每个人都在任务的完成中起到了重要的作用。 在项目开始的时候，我们想出了很多方案，最后通过进一步的论证逐渐排除，目前我们的项目准备进入到制作阶段。 四、经费使用情况（说明购置实验材料、试剂、测试、资料等已开支经费数额） 已使用经费： 600 （元） 具体使用情况： AH3-3多功能时间继电器12V 50元 12V蓄电池 1.3mAH 50元 有机玻璃200元 其他材料费用 100元 有机玻璃加工等费用200元。
五、下一阶段研究计划及拟取得的主要成果 计划：1.下一阶段将确定各部件之间的连接方式。 2.继续完善制作样品，对取粉笔时间进行计算与分析。 3.对产品进行改进，使装置更便捷，取粉笔效果更好。 六、存在问题及解决方案 预计存在问题： 1. 除尘各个工序的起止控制需要电路辅助，由于专业限制，电路连接存在问题。 2. 取粉笔槽口不能对准落粉笔出口，使得粉笔卡住。 3. 电动机机轴尺寸与齿轮尺寸不符，且存在因负载过大导致电动机损毁的风险。 对应解决方案： 1. 为自学电路相关知识，指导老师给予电路方面的指导和帮助。 2. 准备计算电机转速与继电器时间的配合。 3. 利用橡胶材料自制联轴器，增加可靠性。 项目负责人（签名）：
年 月 日
八、指导教师指导意见及建议（项目是否如期开展，应继续、限期整改或终止） 该项目具备较强的实用性和创新性，具有较广泛的实际应用前景。负责该项目的学生具有较为扎实的理论基础、动手能力强，已经按照计划完成本项目工作原理和相关的设计内容，并进行了材料、零件等的选购工作，并进行了初步制作。本项目研究内容安排合理，项目经费计划得当，推荐继续完善本项目的制作。 指教教师（签字）_______________ 年 月 日 九、学院审查意见 学院负责人（签章）_______________ 年 月 日 十、学校审核意见 负责人（签字）_______________ 年 月 日
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