1、毕业设计开题报告 机械设计制造及其自动化 基于 LEGO 的工程创新设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 LEGO 的发展史 1949年第一块积木问世， 用积木加以拼接，把不同颜色和大小的积木连在一起，人们眼里的乐高，仅仅是一项为低龄儿童开发智力的玩具。“玩得开心”，不仅是乐高公司的名称，也是乐高公司的特性。用乐高人自己的话说“我们相信玩是孩子成长发育过程中的基本天性，它伴随人的精神成长，并不断激发 的想象力、创造力和概念思维能力。 乐高机器人是一种特殊的教育产品，它是 由乐高集团、美 国国家仪器公司、美国著名大学 3家著名机构联合开发的， 它使模型搭建与计算机充分的结合起
2、来，使用 LEGO组件可以设计、搭建机械系统结构模型，在计算机上编写好相应的应用程序，然后通过与计算机接口相连接的红外发射装置将计算机上的运用程序下载到机器人的可编程控制器 RCX内。当开关开启时，机器人可以摆脱计算机的束缚，按照下载到 RCX里的运行程序单独行动。乐高主要是由 LEGO组件、 ROBOLAB软件和 RCX可编程控制器组成。 软件是利用 ROBOLAB 在 LABVIEW 图形化编程语言的基础进行研发出来的，该软件是可视化的基础 教育软件，并且有配套的乐高机器人搭建器材以及其他一些设备，使用和制作起来比较方便运行起来比较简单。通过构思、设计、搭建模型和编程，使机械专业、计算机专
3、业、电子专业学生透彻的学会观察、思考、表达、创造，使所学的机电知识更加巩固，培养学生的团结协作精神、创新意识和提出问题、分析问题和解决问题的能力，使学生学会不怕挫折、勇于挑战的精神。并且，通过乐高机器人小组的合作，增加了学生们的团队意识，为今后的工作奠定了结实的基础。 LEGO 创新工程的意义已经运用发展方向 创新设计属于技术创新范畴，是现代设计方法中最活跃、最 能调动人类智力和创造的设计方法。创新设计能够激发创造的冲动，扩展创新思维，是现代设计向集成化、智能化方向发展。参加技能实践，提高动手能力，是提高创新设计能力的有效方法。目前，用于提高设计技能的媒介方法很多。其中乐高教育组件在教育教学领
4、域，特别是在工程领域中的教育意义日显突出。乐高的这种教育理念应用到实际乐高机器人教学，必将导致传统教学内容、手段、方法、模式甚至教学思想、观念、理论的根本变革。 选题的依据与意义 社会的发展最重要的是智力和创新。创新是以一个人的创新能力为核心的。创新能力是指人在所处的环境中适应 环境、改造环境的独创和先进能力和行为的总和。 创新实践设计是新设计技术开发的一种体现。技术专家们采用的工具和建立的结构学、运动学与动力学模型是大不相同的 ，所以，逐 渐形成了各具特色的理论体系，尽管设计方案不同，但实质是统一的。综合起来，机械创新设计基本过程主要由选择、分析、综合三个过程组成起来的。这个过程还分为四个阶
5、段： 1、确定机械的基本原理； 2、机构运动尺寸综合及其运动参数优选； 3、机械结构类型综合及优选； 4、结构动力学的参数综合及其动力参数优选。机电综合设计与创新实践是机电一体化专业的一项大型综合性设计实 验，是培养我们学生动手操作能力的重要途径。 因此为了促进学生理论与实际动手能力的协调发展 ,培养符合社会需求的实践创新人才 ,必须为其创造更多的实践机会 , 让学生得到综合性、实践性、创新性能力的锻炼机会。通过实验实践解决问题是提高综合性、实践性、创新性能力的必要条件。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 研究基本内容： 利用 LEGO 创新实践功能 。 拟解决的主要问题： 1、 创新实
6、践训练 2、通过实验对实现创新实践 三、研究步骤、方法及措施： 1.查阅相关资料，做好笔记；仔细阅读研究文献资料； 2.理清整个课题的思路，撰写开题报告和文献综述；翻译英文资料； 3.根据需求分析，编写算法，实现算法功能； 4. 撰写论文；上交论文初稿； 5.反复修改论文；论文定稿。 方法、措施： 充分利用好学校和网络资源，搜集与遗传算法相关的资料，仔细阅读、分析、总结。 在老师指导下，与同组同学研究讨论，解决设计中所碰到的问题。 四、参考文献 1刘全良主编：基于 lego 的工程创新设计 .北京：机械工业出版社 2006 2黄纯颖主编：机械创新设计。北京 ：高等教育出版社， 2000 3刘莹
7、，艾红主编：创新设计思维与技巧。北京：机械工业出版社， 2004 4 赵松年、李恩光主编 .现代机械创新产品分析与设计 .北京 :机械工业出版社 .2000.8 5 赵子恺 . lego机器人的编程控制 J . 中国计量学院学报 , 2004( 1) : 44 48 6 罗绍新主编 .机械创新设计 .北京：机械工业出版社， 2003 7吕仲文主编。机械创新设计。北京 ;机械工业出版社， 2004 8马兰主编。机械制图；北京；机械工业出版社 9肖春杰，张汉波主编， 学生创新实验指导，昆明；云南大学出版社， 2004 11杨振编著。工业产品设计思维技巧 .北京：继续工业出版社， 2003 12清宏智昭 ,铃木生 .机器人制作宝典 . 科学出版社 OHM社 .2002.05 13赵子恺 LEGO 机器人的编程控制 ( 中国计量学院机电工程学院 , 浙江杭州 310018) 14 (美 )付京逊 ,R.C.冈萨雷斯 ,C.S.G.李著 .机器人学 :控制、传感技术、视觉、智能 .中国科学技术出版社 .1989 TP242/23 15赵松年，李恩光，黄耀志主编 .现代机械创新产品分析与设计 .北京：继续工业出版社 2003 16Http:/ 17Http:/ 18 Http:/
