朱宇慧

自從參加學(xué)校的創(chuàng)新興趣小組以來(lái)，我時(shí)時(shí)感受著科技創(chuàng)新給生活帶來(lái)的便利，同時(shí)也在自主創(chuàng)新的過(guò)程中學(xué)習(xí)到很多新鮮的東西。

在制作創(chuàng)新作品“簡(jiǎn)單擠壓清潔工具——?dú)鈩?dòng)拖把擠壓器”的過(guò)程中，我通過(guò)運(yùn)用UG和Fusion 360三維軟件，完成了一種上下成對(duì)的波浪形條狀彈簧的設(shè)計(jì)，使其能模擬手指擠水的動(dòng)作，踐行了自己的設(shè)計(jì)師夢(mèng)想。

UG是Siemens PLM Software公司出品的一個(gè)產(chǎn)品工程解決方案，為用戶(hù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和加工過(guò)程提供數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段，是一個(gè)交互式CAD/CAM系統(tǒng)，可以輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。而Unigraphics NX是美國(guó)EDS公司開(kāi)發(fā)的面向制造業(yè)的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。

我的發(fā)明就是根據(jù)產(chǎn)品使用要求，利用UG軟件的造型與仿真功能實(shí)現(xiàn)個(gè)性定制。首先我利用UGNX6.0進(jìn)行了拖把擠壓器擠水彈簧、擠壓板的初次造型設(shè)計(jì)和干涉驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)擠水彈簧、擠壓板進(jìn)行深度優(yōu)化、驗(yàn)證等工作，設(shè)計(jì)出一根具有擠水作用的彈簧條“月亮支架”。

為達(dá)到擠水效果，我采用單面擠壓板造型，并在上面成排均勻布置“月亮支架”。通過(guò)軟件仿真，我發(fā)現(xiàn)具有相同轉(zhuǎn)軸、最初成一定角度布置的上下雙面擠壓板在執(zhí)行擠水工作時(shí)，擠水執(zhí)行機(jī)構(gòu)“月亮支架”出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，于是我在兩個(gè)擠壓板中間留出間距以消除干涉，設(shè)計(jì)踏板（也可作手柄）以傳遞擠壓力。接著我又把“月亮支架”結(jié)構(gòu)改為模仿手指形狀的網(wǎng)條結(jié)構(gòu)，并成排布置。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)直接建模、處理幾何體、在屏幕上交互地直觀創(chuàng)建和修改特征，我對(duì)Unigraphics NX實(shí)體造型、裝配和渲染的功能有了深入了解，對(duì)曲面造型中的有關(guān)屬性命令如拉伸、掃描等進(jìn)行了驗(yàn)證與使用。我也深刻了解到Unigraphics NX功能的強(qiáng)大、技術(shù)的先進(jìn)，它為造型設(shè)計(jì)提供了完整的解決方案，加快了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的進(jìn)度。

接著我又在網(wǎng)上下載并學(xué)習(xí)使用Autodesk Inventor Fusion制作三維圖，進(jìn)一步完成設(shè)計(jì)。

Fusion 360是美國(guó)Autodesk公司推出的一款三維可視化建模軟件。該軟件是Autodesk在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域很多相關(guān)技術(shù)的試驗(yàn)田，很多成熟的技術(shù)都被運(yùn)用到其他Autodesk的商業(yè)軟件中。該軟件中比較實(shí)用的包括直接建模技術(shù)、基于聯(lián)結(jié)的裝配技術(shù)、自頂向下的參數(shù)化建模技術(shù)等。

考慮到安裝與定位時(shí)的具體情況，我使用Fusion 360設(shè)計(jì)彈簧造型，并選取合適的直徑，采用優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼材料回火定制彈簧。

由于優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼具有較高的彈性極限、疲勞極限，并具有一定的沖擊韌性、塑性和良好的熱處理型性，需讓這些上下相對(duì)布置的波浪形網(wǎng)條狀彈簧運(yùn)動(dòng)起來(lái)，才能模擬雙手，較好地包裹拖把頭。

為達(dá)到這一目的，我仍利用Fusion 360軟件，設(shè)計(jì)對(duì)開(kāi)的擠壓板結(jié)構(gòu)，同時(shí)考慮到拖把頭本身直徑的大小，將對(duì)開(kāi)的兩個(gè)平面間隔布置。把模仿手指的波浪形網(wǎng)條狀彈簧按一定規(guī)律上下相對(duì)分別布置在運(yùn)動(dòng)的擠壓板之間，模擬上下伸展的具有彈性的“手指擠壓面”，達(dá)到對(duì)拖把頭上的布條形成彈性擠壓的“十指相扣”的仿生學(xué)擠壓效果。

通過(guò)學(xué)習(xí)Fusion 360軟件，我對(duì)波浪形網(wǎng)條狀彈簧進(jìn)行了設(shè)計(jì)、定制、調(diào)試、組裝和功能性驗(yàn)證，最終完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。

回想起來(lái)，感受頗多。正是有了艱辛的付出與不懈的努力，我才能一如既往地奔走在追逐設(shè)計(jì)師夢(mèng)想的路上。