專利驅動下機械類創新型人才培養模式探討

丁仕燕 黃志榮 劉祖朋

摘要：在深入分析高質量機械類創新型人才的社會需求基礎上，探討了專利文獻在創新型人才培養中的作用，應用專利案例闡述了如何把在專利文獻融入機械專業學生主干專業課的教學。

關鍵詞：專利;創新型;人才培養

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）05-0117-02

一、引言

中國計劃于2020年建成創新型國家。所謂創新型國家是指以技術創新為經濟社會發展核心驅動力的國家，主要表現為：整個社會對創新活動的投入較高，重要產業的國際技術競爭力較強，投入產出的績效較高，科技進步和技術創新在產業發展和國家的財富增長中起重要作用。

創新型國家的建設需要創新型人才，創新型人才的培養是實現創新型國家建設的前提。我國目前實行的是應試教育，本質上是“記憶教育”，以書本內容掌握程度、考試分數的高低來評價學生的優劣，與實際應用脫節，導致培養出來的學生多為高分低能、解決實際問題的能力差、缺乏創新精神。這種應試教育模式顯然不能滿足創新型國家建設對創新型人才的需求。對創新型人才的要求是：活學活用、具有創新意識及創新能力、具有獨立思考和獨立解決問題的綜合能力、能獨立應付和解決許多新問題。

目前，中國每年都有一定數量高校畢業生無法就業，其主要原因是這部分學生適應社會和就業創業能力不強，用人單位更需要創新型、實用型、復合型人才。因此，迫切需要改變應試教學模式、更新教學內容。為此，中共中央國務院印發的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》中明確提出，要深化教學改革、創新教學方法、探索多種培養方式，形成各類人才輩出、拔尖創新人才不斷涌現的局面。

專利是一種特殊的科技文獻，記載了創新型的成果。大部分專利來源于企業，與企業生產過程中遇到的實際問題緊密聯系，是對現有書本知識的繼承、發展和靈活應用。因此，在課堂教學上引入專利內容，解釋教材中的內容在生產中的實際應用，不僅能使學生更好地掌握教材內容，而且可有效提高大學生群體的科學素養、培養創新意識。

制造業尤其是機械裝備制造業的水平直接體現了一個國家的生產力水平，制造業在世界發達國家的國民經濟中占有重要份額。發達國家如美國、德國、英國、日本的機械制造業都是世界一流水平。機械制造業的高水平依賴于高素質機械類人才，筆者以自己申請的發明專利——數控滾齒機快換式滾刀主軸（專利號ZL201310040805.4）為例（以下簡稱該專利），介紹該專利發明思路，激發機械類學生對教材內容的興趣，讓學生明白掌握扎實的基礎知識的重要性，增強機械類學生的創新意識和創新能力。

二、該專利申請產生背景

普通滾齒機的滾刀安裝在扭矩輸入軸上，如果使用內徑不同的滾刀，必須更換扭矩輸入軸。因扭矩輸入軸上需要安裝傳動、支撐、密封等零件，所以扭矩輸入軸結構復雜、更換扭矩輸入軸工作量大，且扭矩輸入軸加工成本高。因此，這種滾刀安裝方式不適合多品種、單件齒輪加工。

三、該專利內容介紹

數控滾齒機快換式滾刀主軸結構如圖1所示，包括扭矩輸入軸部件、滾刀安裝軸部件、輔助支撐部件。扭矩輸入軸部件的結構是：齒輪1一側設有鎖緊螺帽2，另一側設置隔套4，扭矩輸入軸11上設置一對角接觸球軸承7和12，角接觸球軸承之間裝有軸承大調整套9和軸承小調整套10，密封圈6設置于角接觸球軸承7的左方、與隔套4之間留有一定間隙。密封圈14設于角接觸球軸承12的右方，軸承蓋5和軸承蓋13分別設于密封圈6和密封圈14的外側，角接觸球軸承7、12安裝在輸入軸軸承座8內。

滾刀安裝軸部件的結構是：滾動安裝軸17通過彈性夾頭15及壓帽16與扭矩輸入軸11連接在一起，螺帽19把滾刀18壓緊在滾刀安裝軸17中部軸肩上。

輔助支撐部件的結構是：輔助支撐軸29通過彈性夾頭21及壓帽20與滾刀安裝軸17連接在一起，軸用彈性擋圈30把深溝球軸承25和28的內圈沿軸向固定在輔助支撐軸29上，深溝球軸承之間設置軸承調整套27，深溝球軸承25和28安裝在輔助支撐軸軸承座26，孔用彈性擋圈24把密封圈23固定在軸承蓋22的孔內，孔用彈性擋圈31把密封圈33固定在軸承蓋32的孔內，輔助支撐軸29上設置旋轉編碼器安裝支架34，編碼器36通過自帶的彈簧板35固定在安裝支架34上，輔助支撐軸29通過鍵37帶動旋轉編碼器36旋轉。

四、該專利與機械課程關系

由上述專利內容介紹可知，該軸設計是《機械設計》、《數控技術》等課程內容的體現，用到典型的機械傳動如齒輪傳動、鍵傳遞扭矩、軸承安裝定位等。滾刀安裝軸17僅需考慮滾刀18安裝，滾刀安裝軸17上無軸承、無扭矩傳遞零件，因此結構簡單、加工方便。

滾刀安裝軸17的兩端是光軸，被分別夾持在兩個彈性夾頭15、21內。因此滾刀18及滾刀安裝軸17更換方便。輔助支撐軸29在轉矩方面僅承受軸承及密封圈產生的摩擦轉矩且很小，因此輔助支撐軸29扭轉變形很小。旋轉編碼器36安裝在輔助支撐軸上，輔助支撐軸與滾刀安裝軸17同軸旋轉，因此可準確檢測滾刀安裝軸（滾刀）旋轉角度。

由上述分析可知，該專利設計本質上是使用了《機械設計》、《數控技術》等課程中的基礎知識，體現了該專利設計來自基礎知識，但不拘泥于現有基礎知識，是對現有基礎知識的靈活應用。

五、結束語

機械類創新型人才培養是一個復雜的系統工程，必須從機械類各門課程基礎知識抓起。掌握扎實的基礎知識，是創新的基礎。專利文獻，是對現有知識的繼承和創新，通過把專利內容引入課堂教學，可了解機械類課程基礎知識如何在企業應用，消除學生對基礎知識的枯燥感，激發對學習書本內容的興趣。通過課堂闡述專利與書本內容的關系，可培養學生發散思維、創新性思維，學生成長為創新型人才打下基礎。

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