要想参加机械设计竞赛，是不是要精通掌握“机械原理”，“机械设计”等理论 ...

相依不离

本人大二，机械设计制造及其自动化专业，面对即将到来的2016全国大学生机械设计竞赛，突然感到专业知识的严重不足（虽然才刚刚开始学习专业课）。竞赛需要先提出方案，请问有没有 有经验的前辈能给我一些指点，包括组队，前期准备等方面需要注意的问题！我现在仿佛一只无头苍蝇，不知该从哪里起步…

小纨绔

第一次在知乎上答题   
       本人在第六届全国机械创新设计大赛中获得国一，比赛中负责机构设计和组装调试。目前机构学研究生在读，导师是机创国赛的评委。关于机械创新设计大赛的“创新”事实上有不同的等级。我的导师认为：功能上的创新大于物理手段上的创新大于机构上的创新。机构的精巧与漂亮，只能算是获奖的必要条件，重点应该在在功能上（但是功能上的创新实在困难，最后拼的还是机构）。而且机械原理这个课程本身重点在机构的尺寸设计，机构的动力学以及运动学分析。对于机构的创新，只有很少的部分。而对于机械设计和制造技术等课程，在机构上的帮助可能会更少。（但是这些都是非常重要的基础知识，评委们非常愿意看到这些基础知识的运用。）
     对于这个比赛，我个人的感觉，整体的难点在坚持上。不同的阶段有不同的难点，首先是最前期阶段的难点组队，如果题主想把这个比赛做到最后。那么，队伍中的每一个人都要尽心尽力的做好这个比赛。有一两个打酱油的还能得国一的太少见了，我当时组的队伍是学校中期答辩的两个落选队合并的。基本上剔除了队伍中不想努力做下去的人。关于队伍的共同目标，我不太赞同目前第一的答案，我们组队初期的目标只有一个，那就是国一。我们既然学校中期答辩落选了，还坚持做下去靠得就是这个渴望。队伍的分工非常明确，我负责机构和装配，其他的人有负责机械设计，零件制造，动画制作，说明书撰写，专利申请，图纸等等。虽然分工明确，但是每一个工作大家都互相监督，这样在接近deadline的时候才能保证有条不紊。队伍组好之后，要开始确定方案了，这个时候要选择一个导师。选择的导师最好是以前带过国一队伍的，他的经验有可能会让你们少走一些弯路。但是导师基本上是不会帮你们想方案的，一般情况下都是对你们的方案做评价。不过导师说的话听多少，也是你们队伍要自己思考的。
    选好导师之后，就要开始进行这个比赛中最重要的环节了。也就是确定方案，方案中最重要的是确定要实现什么功能。这个需要根据题目的要求，并结合现在市面上的类似 产品来定。如果做不了新东西，对已有产品的改进也算是创新。方案要实现的功能决定了接下来的工作量。功能不是实现的越多越好，能很好的实现一个功能也是不错的。这个环节占用了我们整个比赛过程最多的时间，而且几乎每天都在想。想的过程中会参考以往的国一方案和非国一方案。并根据幸存者偏差来考虑重点要放在什么上，相比于机构的设计这个过程是漫长又枯燥的。很多失败的队伍的做法是：先去找或者去想一个机构，然后去考虑这个机构能否套用到主题上。这是效率低下的做法，并且做成之后的竞争力也不一定很强。
    把方案确定好了之后，就要开始想机构了。机构当然是越巧妙越好，什么样的机构是巧妙的？从我个人的理解来说，在实现功能的前提下：构件的数量越少越好，需要控制的自由度越少越好，机构的适应性越高越好，能用低副实现的尽量不用高副，机构对零件的精度要求越低越好。对于队伍自身而言，机构的构件易于制造和装配，也是重要的一点，不然做不出来是很麻烦的。我举几个例子来说明一巧妙具体是如何体现的。构件的数量要少，比如 波舍利准确直线运动机构（8杆）和瓦特直近似线运动机构（4杆）。虽然波舍利准确直线运动机构理论上可以走一个无误差的直线，但是由于其杆数更多，考虑到装配制造误差，做出的实物可能比瓦特直近似线运动机构的近似直线运动误差还大。需要控制的自由度少，意味着你的机器可以通过少量的运动输入实现不同动作的联动或者顺序联动，例如一个剥线钳，在工作的过程中可以实现按照顺序完成夹线、切线、分线三个动作。但是输入的运动只有一个，就是剥线钳两个手柄的相对转动。适应性强，例如一个欠驱动的机械手，只要在一定大小范围内，任何形状的物体都可以可靠的抓取。能用低副实现尽量不用高副，一个简单平面曲线，如果使用凸轮来实现是很容易，但是通过连杆机构是不太容易实现的。如果能用简单的连杆机构来近似实现一个规定平面曲线，只要能满足应用需求，都是要比用凸轮实现要好的。如果实现同样的功能，你们对零件的精度要求低， 不仅可以节省成本，也会降低装配难度。例如现在有很多工程上应用的平面连杆机构的铰链用的都是球铰或万向节。关于机构的设计，建议多去找一找广泛应用的实例和机构学最新的论文，能得到很多的启发。
    机构确定好了之后，下面就要进行绘图与制造了。首先用电脑建立样机，这一过程同时完成机械设计与标准件和需要购买的组件的选择。建模过程一定要准确的反应零件的形状，这个过程也是枯燥的，因为必须确保机器在运动过程中完全没有干涉，才能绘制制造用的图纸！有的队伍把东西做出来之后才发现什么地方的两个螺栓卡住了。最好保证样机的仿真效果和真机近似，如果不能做到完全的模拟，那设计者必须提出确凿的依据保证机器可以按照预想的动作运动。对于图纸的绘制，有经验的老师傅会对本科生图样图森破的图纸提出很多的问题，一定要虚心接受，因为一些问题可能你的指导老师都没有发现。图纸这部分是“1”，其余的全是“0”。有好的图纸不能保证赢得比赛，但是图纸不规范一定不能得国一。必须让组员中最认真负责的两个人负责图纸。再有，整体设计完成之后，最好能找工业设计的同学提出一些对外形的改造建议。我记得校赛过后找老师提意见，几乎所有老师都说“我觉得你这个机器本身问题不大，就是太丑了。”还有两周就省赛了，重新做了一版。我记得那两周是我整个大学期间效率最高的两周，一直在做事情。
    省赛过后，我们小组以全省第二的成绩进入了国赛（我们省一共进了五个，吓尿了）。基本上如果能进入国赛现场，距离国一就不远了。认真答辩，好好的把你们做的东西的各项优点展示给评委。其余的事情就不要多想了。等你们拿了国一，就发现之前的辛苦是值得的。我们小组5个人最后全部保研，其中一个去了top2。
   祝题主能拿国一。

喔喔1

我是2012年第五届机械设计大赛国一获得者，项目组长，总师。我当时自己找了四个人，有三个人一开始就搞，还有一个是最后国赛时加入的。我们当时只有名义上的导师。从学校筛选到省赛到最后全国决赛。导师自始至终基本没见过。后来弄出东西来了，快比赛了，导师开始打电话了，我们把东西拿到操场，他才知道我们已经搞完了。其实负责技术工作的就两个人，我和另外一个技术牛。不过他负责电子和控制系统（要不要都不影响机械比赛，但他对机械也很懂）。一个打杂什么都会点，一个负责视频制作，一个负责对外公关（也是和事老，猪八戒的角色）。我负责总体方案和总设计，材料选择和采购，加工厂监工看进度，和要素协调，三维动画，调试，给成员打气。三个不搞技术的虽然不搞，但也懂一些，但他们不会插手我们两个技术的事。我们会不停地从他们那里咨询新方法，他们也会提供一些发散的想法。其实活干的很纠结，是他们很纠结，因为小组核心还是我，经常他们等我出图纸做好实物和动画了才能开工做外围一些事情。我又是比较懒的人，经常快到评审期了才开始急。不过每次都能完成。其实评审了好几次，都是全校倒数，因为进度慢（主要我的原因），再一个是结构复杂，机械教研室主任给我说了很多次“你这个方案根本实现不了”。但是我也是个倔人，我深信它最终能实现。要坚持，这不是一句简单的话。打击和压力会很多。可是过来了那都不算什么。皇天不负有心人，最后结果肯定是好的。前前后后将近一年时间。但最后所有机械教研室的老师都说我们组是历届最高效的一组。本想好好的一个组，将来成立公司的，主要研发无人地面车辆和无人机系统，可惜是部队院校，后来各自都散了。也不能保研（13年的部队院校不可以保送研究生）。现在我已经不干这一行了，但我还是非常喜欢机械和车还有机器人，业余在搞。那些美好的回忆……将让我永远难忘。总之，作为一个小组的核心，你一定要知道自己想要做成一个什么东西，一定要对主题有深刻的把握，可以走大多数人可能想到的路，也可以完全自主创新，功能实现好就好。问题很多，技术只是其中一环，就像这个社会一样。一定要坚持下去，相信自己，依靠自己，不要指望任何人，包括你的导师。记住，学习还是最主要的，比赛只是一。种提前工作体验，要在比赛中发现自己的短板，然后在今后的学习中刻意补足。记住，假如为了名利去比赛，也可能成功，但最好是带着极大的兴趣去参赛，这是一种享受。最后告诫一句：不要沉湎于技术，要学习各方面的能力，协调，组织，沟通这些都非常重要。要当一个挑大梁，干大事的人物

闻钟先生

不用怕，就当是DIY，题目很重要。
创新重点是作品功能上的创新，而不是机构上的创新，机构越朴实越可靠。机械原理和机械设计它们只是两个工具书，在低层次的机械上，理论和实践相关信很小，但应尽力学好理论知识
操作方法:
1.先把SolidWorks学熟练，用一个月的时间。(在此期间最好做些小东西，最好装上电机，能动)
2组队，其实三个人够了，一个机械设计，一个电控，一个写说明书，PPT，讲解。或者两机械，两电控。(有妹子最好，可以激发汉子的潜力，郁闷的时候还可以求安慰……
3画图，加工(强度要求不高的适当考虑3D打印，强度要求高的话就6061吧，不要在材料上纠结太多，6061最好表面喷砂氧化，零件会很漂亮，很有质感。要是资金充足找一些手板厂加工，也就是样机加工厂，他们的加工和表面处理可以接近产品，参考北京大千)，装配，发现问题，解决问题
4画图，加工，装配，发现问题，解决问题
5画图，加工，装配，发现问题，解决问题
6参赛，演示
7领奖

相依不离

这个比赛很不错，建议好好参与。奉上我个人一点想法、一点经历。
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我们的队伍也是大二组建，打磨了两年，拿了省赛的第一名，可惜当年没有国赛。而因为毕业，我们也没法再等一年，很遗憾。但那段日子真的很让人难忘。虽然已经有了不错的回答，但是还想来说上两句。

还是要说，有国一得主的答案，并且是近年的，是很有参考价值的。我已毕业多年，可能已经跟不上形势了，仅供一笑。

首先是组队，这个事情每个学校的组法是不同的，像我们就没有选择导师的权利，而是导师选择队伍。队伍的组建非常关键，并且必须不断调整。而个人认为导师的重要性非常高。导师有丰富的经验和开阔的视野，往往也决定了作品的level。导师不会给你做什么，但是他就像你习武的师父，会给你提出很多严格的要求，这就能体现出思路，这个指导的意义是很重大的。个人觉得带国赛的导师，绝大多数应该都有这个能力。

然后就是队伍，这个也是对最终作品影响极大的因素。纵观比赛，参赛者必须具备的素质有：
强大的毅力和恒心
较好的学习能力
好的沟通能力
勤奋
这些都是基本的要求，打酱油拿不了好名次。

对于队长，这几个属性需要再翻一倍。 基本属性具备了还不够，队员还要各司其职，尤其是专业方面更是需要能够独当一面。 人才的事情，很多时候是可遇不可求的，所以我首先强调的是基础素质。

然后要针对命题出点子，出想法，磨合成项目。低端的创新是见山是山，见水是水，瞎开脑洞，得来的要不就不切实际，要不就早有先例。中等的创新见山不是山，见水不是水，在已有的知识框架内寻找思路，可能会让人眼前一亮，但是核心受束缚，很多时候就变成了炫技。好的创新见山又是山，见水又是水，想常人之不敢想，却能实际解决问题，于无声处听惊雷（看了国一答主的回答，功能创新大于手段创新大于结构创新，感觉是不谋而合）。能颠覆就颠覆，实在不行再炫技，但是不要加复杂缺无用的东西，越简单越好。不过这样的要求也是太高了，太理想化了。但是从另外一个方面说明，创意很重要。大学生现在视野比较狭窄，硬件条件也相当匮乏，所以这是一个硬伤。学习、见识的机会同样可遇不可求，这也是我为什么强调导师重要的原因。

以上这些，有一定偶然因素，甚至可能靠机缘巧合。讲讲我们当时的队伍，最初（也是后来的核心）成员三个人，就是我宿舍的三个人…（另一床位空）因为一次活动被导师相中。我们关系很好，而且恰好很互补。互补程度很高，举个不太恰当的例子，高考分数，用队长的数学，加我对床的英语，加我语文和理综，总分720多…队长做事非常执着，也是后来成功的关键。他们二位非常勤奋，也极大的拉动了我。至于我嘛…答辩基本都是我出马…另外我还算混得开，在后期请来了班里一个与世隔绝的高手，在后期起到了关键的作用…

在项目开始后，要绝对地勤奋，时间永远不够用，事情永远做不完。手机不能加粗，不能下划线，我也懒得说三遍。

快速行动，绝不要拖延。很多方案在做的时候就要调整、推翻，而且经常不止一次。很多问题你拍脑袋是想不出来的，只有做完才会发现，一次成功这种事情不可能，十次八次的那都是小菜。电脑模拟是必须的，但绝不是保准的，最好要腾出时间做一个实验件验证好。 很多方案理论可行，但是对于制造要求太严的，同样要注意。同样的功能，越简单，越容易制造，容错性越好，得分越高。这应该是一个共识。

队伍人员也会面临调整，会出现各种不可预测的情况。有时还需要电气电子、工业设计甚至建艺专业参与，看具体项目方案。我们后来就拉了一个电气工程的。而外观，我们就靠了班里的一个高手，他的高是他真的有天赋，有兴趣，有水平，缺点是沟通能力极差。好在最后还是融入了。 外观同样很重要，绝对要重视，千万千万不要牺牲外观。

还有就是协调，比如协调设备、协调团队关系等等，都是琐事。这个涉及到人事，复杂一些，怎么和人沟通，怎么协调团队，但是也是必修课，以后混社会，天天都要面对，反正我在这个过程中，被人上了无数课。

这个过程说起来容易，坚持的过程很痛苦，因为你在摸黑，完全看不到曙光，也没有任何的承诺和保底。你随时面临彻底的失败和一无所获，但是还不得不耐着性子坚持。

比赛就要冲着冠军去，可能还有保研的机会（我们保了三个），但这些事情经历过来，你可能会收获更多的东西。

比如对人生的态度，对前路的信心。

小纨绔

首先，非常建议题主参加这个比赛。
本人14年参加过第六届比赛，本班有四个队参加，最后结果是两个囯二，两个省二。
当时我参加比赛的时候也是大二，先参加学校预选赛，然后进行评比再代表学校参赛。所以我当时的专业水平和题主应该也差不多。分享一下自己当时的经历，供题主做参考。
第一，关于专业性不足的问题。这要看怎么比了，以你大二的水平要是和本科毕业生比肯定有差距，但你要注意到的是，和你竞争的比赛者基本都是大二水平。这个时候的专业课几乎都是刚完成《机械原理》的学习，类似机械设计，制造工艺等课程一般都还没有开始。所以这一阶段，你能比较好的完成的比赛部分是机构方案的选择，（尽管可能等到几年之后再看看你当时的设计方案会觉得不值一提，但这是你当前条件下能最大限度完成的部分。）
第二，这个比赛要求是能制造出实物。因此，在后期（大概2016年上半年）时间，你将要花费大量的时间和精力来完成机械加工以及零件的选购。我觉得这一部分的工作是与日后工作日常最接近的了，你要通过自己的知识选择合适的加工方法或者用有限的比赛资金选购合理的零件，这些都是很锻炼人的工作。
第三，我觉得题主可能有一个误区，认为自己专业水平不够，所以对参加比赛没有信心。我认为对于这类比赛的定位是“在比赛中了解设计制造过程以及发现自己的技能短板，并想办法弥补”，机械类有很多事不自己亲自去实践一下，很难了解其中的技巧或者难处，尤其是在制造过程中，课本上通过理论证明出来的东西，在现实中能不能完成是另一回事。而且这项比赛貌似是两年一届，要是这次错过了，下一次题主貌似没机会参加了。
第四，关于组队，选人一定要慎重啊，千万别TM半路不想做了啊。我们要求的是5人组，但最后只有四个人在做啊，其中有一个还不是机械专业的，主要负责写代码什么的（我们的作品中有一部分属于控制的），所以最后的加工制造只有三个人在完成啊。整个设备一直到参赛前一天晚上12点多才调试完成，第二天上午去比赛，下午回来，晚上还要参加考试。感觉没有最后没有哪个队的时间像我们一样匆忙。所以请题主在正式报名表上交之前，务必对参赛成员把好关，宁缺毋滥。
第五，方案选择。这一问题是重中之重啊，当时参赛的时候很多队都有这个问题，而且都把注意力放在了“创新”两个字上，总想搞个大项目，震惊世人的那种。我的建议是，切记手高眼低，好高骛远。没有必要从一开始就直接瞄着“国一”去，从一些小地方入手，最重要的是要有可操作性，因为这个比赛要求有实物或者模型，而不是让你弄些三维图或者动画演示一下。
以你们这一届的主题为例，其中关于“钱币的清点，整理，分类”的那个题目。题主有没有见过那种可以使用“10元纸币，5元纸币和1元硬币”的那种饮料自动售货机呢，去做一下调研，看看这种设备的分类清点原理是怎样的，研究完了看看对你们有没有借鉴作用。另外，我个人的建议，这个题目中的硬币分类显然可以只用机械装置就能解决了，而纸币的分类可能需要一些关于控制的要求了，因此建议题主要考虑好找懂这一块知识的人。
祝题主好运了。
以上。

小纨绔

大三的时候开始跟着老师做项目，最终成果：省奖一项，国家专利一项。当时也觉得找工作也够竞争力了，也有一些同学觉得能拿国家专利有点牛逼，也成为一些师弟眼中的厉害师兄。然而当工作后回过头来看，就会想，当年这样的项目居然花了我们那么长时间，当时的水平真是菜的不行。所以说，大学做的项目，并没有你想的那么难，当你经历后，再回过头来看，不过尔尔。然而，你确实能成长很多。

liuhongjun

过来人分享一下参加上一届比赛的经历。先说明一下，我也是大二参加的第六届机创大赛，获得陕西赛区一等奖。

同队的没有什么大神，大家都是一个班的同学，从机械小白开始做起。

首先，我也强烈建议题主参加并且坚持做完这个比赛。机创大赛是四大竞赛之一，等级比较高，对以后保研或者工作都很有帮助；更重要的是，这是对你设计,分析,制造,团队合作等能力的全面锻炼。

其次，方案构思前期一定要上网搜一搜现在的研究现状。这一步做得踏实有效，不能走过场。了解了市场需求，才能对症下药。特别是今年的题目又很具实用性，就更需要好好调研了。

再说一说我当时也遇到的专业知识不足的问题。我们当时做的是一个旋转桌椅的变换。其实在参加这个比赛时，我们专业知识基本为零。除了理论力学在学，其他的诸如材力,机械设计,装备制造,精度设计等课程都没学╮(╯▽╰)╭。但是很巧的是，有一次理力老师讲到了一道槽轮机构(当时还不认识，后面自己查的名字)的绝对速度计算时，顺带提了一下机构运动的原理。我当时就在想：“WTF，这不就是我们需要的转换机构吗”于是，自己回去翻各种机械手册，花了两天把所需尺寸的槽轮机构给设计了出来。而最后比赛那天，全场300多个队伍，只有我们用到槽轮机构来实现桌椅的变换。或许，我们的运气也不错吧。另外，要找一个有经验的指导老师，多和他沟通项目方案和问题。如果学校有工程坊之类的加工中心，可以多和那些加工师傅了解基本的制造工艺和设计方法。

最后，也是最重要的一点：一定要坚持做下去。机创比赛的周期将近一年，相信你之前也没经历过这么长时间的项目训练。这个过程中会遇到很多意想不到的困难，对精力是很大的考验。我们当时那段时间除了上课(有时还不得不翘课)外，都把时间投入到这里面去了，真的累成了狗。但最后实物作品做出来的那一刻，满满的成就感也是觉得很值得的。

我就说这么多了，祝好运。

摇兰

第六届，国二，成果1个发明专利，2个实用新型专利，先占坑，空了来答。

闻钟先生

题主把这个比赛太当回事儿了
不要激动、不要紧张，慢慢来就好
不需要精通，可能连掌握都不需要（更可能的是需要）

激情很重要，但如果你做了几个月后，依然可以持续为此小鹿乱撞
那是否精通已经不重要了
但如果你中期答辩的PPT都是前一晚才改好
那是否精通就更不重要了

所以不必要精通，但需要掌握（因为你要考试）

（真诚）预祝题主在比赛中取得好成绩。