动态仿真技术在山地自行车设计中的应用

分析了采用双弹簧减振元件的某型山地自行车在骑行过程中后悬架机构出现异常的现象,并找出了原因.同时采用正交试验方法,应用动态分析与仿真软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechnical System)再现了机构运动状态,并给出了在一定负载条件下双弹簧连接件的结构尺寸与弹簧刚度间的匹配关系,以及不同匹配条件下山地车所能承受的最大载荷.同时,结合国标ISO2631-1中人体对振动反应的评价标准,得到了该车型在给定不同设计条件下的骑行舒适性相对指标,为该车型设计参数及零部件的合理选择提供了理论依据.     

自行车鞍座的人机工程分析

鞍座的舒适性问题一直是困扰骑乘者的一大难题：针对现有自行车鞍座的舒适性问题,结合人机工程学原理,分析了鞍座设计中影响骑行舒适性的主要因素;对国内外现有自行车鞍座的舒适性及人机工程学特点进行了分析,找出其存在的不足之处;最后在此基础上,提出了基于人机工程原理的较为科学的鞍座设计原则,并以此为依据进行了设计实践,给出了相应的自行车鞍座设计实例。     

基于人体运动仿真的自行车结构优化

为了使自行车具有良好的骑行性能、动力输出性能,自行车设计过程需要根据人体的身体特征对自行车结构进行优化.采用一种新颖的人机建模仿真软件——The Anybody Modeling System,建立了自行车-人体下肢耦合模型并进行动力学仿真,分析了自行车结构尺寸对人体骑行状态的影响,并对自行车结构的相关因素进行正交试验.针对特定人体尺寸,以人体骑行舒适性为客观评价指标.给出了自行车的结构优化参数.     

基于人体生物力学的自行车人机系统仿真研究

基于人体生物力学,运用ADAMS-LifeMOD仿真软件组合,建立了自行车人机系统动态仿真模型,采用肌肉疲劳评价标准和关节舒适度评价方法对人的骑行状况进行了评价,并结合长、短坐立管2种骑行状态进行了对比分析,研究结果为自行车的舒适性设计提供一种有效评价方法.     

概念自行车造型设计

正设计说明:该自行车采用黑白颜色搭配,简约时尚。采用可调节结构,适用于不同身高的人群使用。坐垫下可用来放随身物品。车上设计有储物篮,可用来放水和雨伞等。采用减振结构设计,减小了骑行中的振动,使自行车运动变得更加舒适。     

一种山地自行车后悬架机构优化分析

为了改进一种山地自行车后悬架设计以提高骑行舒适性,首先根据其后悬架类型建立四杆机构联接的后悬架机构简图,进而以后悬架的后轮瞬时位移量为核心进行机构结构性能分析,研究和比较不同部位对后悬架的特性的影响,经过分析了解到影响后悬架系统结构性能的设计参数:连架杆长度、连杆长度和减振器与车架连接的位置,从而以这些参数为设计变量,以实际后悬架空间结构和所受力添加限制约束条件,以座椅振动加速度为研究目标。在通过ADAMS进行三维模型的运动学分析,优化了后悬架系统结构参数,对山地自行车的设计具有可参考的理论意义和实用价值。     

基于STC15单片机的自行车码表设计

以STC15系列单片机为主控芯片,采用S49E线性霍尔传感器,设计了一种可以实时显示骑行速度和里程的自行车码表,使用灵活、安装方便、可靠性高,配用新颖的OLED显示,可以满足自行车运动的测速需求。     

自行车制动能量回收控制系统的设计

针对自行车频繁制动损耗能量的问题,对自行车制动过程中能量流动情况、电机再生制动、锂电池充电展开研究,对自行车制动过程中能量损耗、电机再生制动控制策略进行了归纳,提出了一种基于STC15F2K60S2内核单片机的自行车制动能量回收控制系统,通过改装公路自行车,搭建具有该系统的试验样车,在不同骑行道路上选择不同制动模式进行制动试验。研究结果表明,该系统能够根据车速以及骑行者的意愿选用合理的制动模式,在考虑骑行安全的前提下充分回收制动能量,明显提高了自行车的能源效率。     

铝合金轮辋的强度与耐应力腐蚀试验研究

随着自行车工业的迅速发展,多功能、轻量化的中高档自行车从应用研究到市场开发都已取得很大进展。采用轻合金材料制造自行车零件国外早已开始。近年来,国内的研制与生产也达到了较高的水平,并进入国际市场。试验证明,自行车自身重量的减轻能大大节省骑行者在起动、加速及骑行中所消耗的体力。尤其是轮辋重量的减轻更能使骑行者踏力明显减小。本文就新研制的高强耐蚀铝合金自行车轮辋,参照国家标准的有关规定,作出力学分析和试验研究,以此评定新型轮辋的实用性能。     

基于应力分析的新型运动自行车车架的人机设计

涉及一种结合户外运动自行车与户外野营用帐篷功能的功能集约式运动自行车车架尺寸的设计,利用人机工程学及材料力学相关原理对这种新型可用于野营的功能集约型运动自行车的车架尺寸进行分析与设计,其中主要对车架中材料、支架截断点、支架管壁厚、可分离的十字形四向支架的倾斜角度等方面进行分析设计,确定这种新型车体再生产过程中需要满足的基本车架尺寸,使这种新型运动自行车在实现功能转化的同时满足力学要求,并且更加符合人机工程学原理,使骑行更加舒适。     

基于Hausdorff距离的摩托车制动器操纵舒适性优化设计方法

根据企业产品开发实际以及用户在产品的实际使用过程中的需求,以手柄位移与手柄力之间关系曲线为制动器操纵舒适性评价指标,在对摩托车盘式制动器工作原理进行分析以及影响摩托车制动器操纵舒适性的设计因素确认的基础上,建立起摩托车盘式制动器操纵舒适性数学模型。根据摩托车制动器操纵舒适性设计在本质上是实际产品的舒适性曲线向根据设计实践获得的随车型,以及用户群而变化的目标舒适性曲线逼近的特点,提出采用Hausdorff距离度量舒适性曲线间的逼近度,并以此为优化设计目标建立制动操纵舒适性优化设计模型。最后通过该方法在实际设计中的应用,获得较优的、合理可行的制动器操纵舒适性优化设计结果,解决了实际设计中对操纵舒适性设计无从着手、设计效率低等问题。     

新型可升降坐垫自行车设计和研究

为了改善自行车骑行的舒适度,对传统自行车关键性结构坐垫进行了创新设计。针对目前市场上自行车坐垫无法调整或调整困难的尴尬局面,运用机械原理等,设计了一种可调节坐垫高低的新型自行车。设计结果表明该款自行车结构可行,应力分析安全可靠,符合消费者的需求。     

山地自行车后悬架机构优化设计方法

分析山地自行车后悬架主要类型,将其归纳为单铰结构、摇臂驱动四杆机构和连杆驱动四杆机构三类。在归纳现有山地自行车后悬架机构图谱的基础上,建立减振器所受轴向力与后轮轴所受垂直力之比与后轮轴角位移的映射关系,探讨这种关系对骑行振动舒适性及操控性的影响。以典型样车为例,比较不同形式后悬架机构力比映射特性的差异,得到四杆机构后悬架刚度小于单铰结构后悬架刚度的结论。在此基础上,通过分析找出影响后悬架系统性能的设计参数为：连架杆长度、连杆长度和减振器与车架连接的位置,并以这些参数为设计变量,以实际结构空间限制为约束条件,以设定的力比曲线为优化目标,通过典型实例优化后悬架系统的设计参数,给出一种后悬架机构尺度综合方法。     

基于CATIA的电动自行车人机工程设计

根据人机工程学的理论与方法,将人体特征数据应用于电动自行车的初始设计,分析了电动车各部件位置尺寸与人体尺寸之间的关系。利用CATIA软件建立符合中国人体特征数据的人体模型,通过对人体模型推行与骑行姿态的研究和优化,改善了电动自行车车把与鞍座之间的位置尺寸;通过对曲柄蹬踏机构的分析改进,提高了电动自行车的骑行效率;通过对骑行者视野的分析,确保所设计的电动自行车符合视野要求。总之,使改进后的电动自行车更加适合目标人群的尺寸特征和动作习惯。     

新型纸箱包装机的设计

针对现有的多数全自动纸箱包装机存在占地面积大、设备昂贵、使用具有局限性的问题,设计了一种结构简单、能够满足多种用途的纸箱包装机。该机械采用模块化设计思想,分别设计了运输组件、下折页折合组件、上折页折合组件、纸箱整体封装组件等,介绍了不同组件的结构组成以及工作原理;应用CATIA软件完成系统的三维结构设计;设计了机械的电子控制系统的人机交换界面,介绍了系统的硬件组成与控制原理。应用结果表明:该机械不仅具有安全可靠、用途灵活等特点,而且可以提高使用者的舒适性。该设计的纸箱包装机械能够实现高效、安全、快速的包装。     

钛材料的机床测试加工

<正>如果能够在购买大型的特殊材料加工设备时运用变速自行车的类比原则,就能取得更好的效果。人们购买变速自行车是为了娱乐或锻炼,但在骑行的时候,却总是使用感觉最舒适的两三个变速挡位。环法自行车赛运动员和其它经过良好训练的运动员既关注赛车的各个部件,同时又利用各个部件的优势(车架、脚蹬、传动装置、车轮等)以获得赛车无论是在爬坡时,还是在平地骑行时最大功率的输出。     

功率自行车原理与设计

传统摩擦阻尼健身车是通过调节摩擦带与摩擦轮之间的压力而调节摩擦力大小,锻炼者骑行过程中输出自身能量克服健身车摩擦力而做功,从而达到强身健体的目的。功率自行车利用现有健身车结构,量化了摩擦带与摩擦轮之间的加载负荷,并通过系统受力分析,确定了加载质量、骑行转速与被测试者输出功率之间的数学关系,从而实现了对被测试者功率消耗的测定,为传统的经验锻炼向科学量化锻炼提供了有效工具。本文通过系统分析,为摩擦阻尼式功率自行车设计提供了理论依据。     

基于Anybody的自行车骑行运动仿真与试验分析

以人体肌肉疲劳程度为评价标准,基于人体生理学、人机工程学和仿真试验技术,研究一种自行车结构参数设计的有效方法。以某自行车厂生产的一款公路自行车为例,在Anybody生物力学软件环境下建立人-车耦合系统模型;通过肌电信号试验及心肺功能测试,对人-车耦合系统模型进行了试验验证,确保仿真系统可靠;借助验证后的仿真系统进行了一系列仿真试验,以人体下肢肌肉受力为主要研究对象,分析了相同骑行速度、负载下鞍座位置与人体肌肉受力之间的映射关系。结果表明:对于同一骑行者,自行车鞍座位置对于其肌肉受力值的影响很大,即对其疲劳程度影响很大。分析方法与结果为自行车车架结构设计提供了依据,为自行车设计提供了新思路。     

基于人机工程学的双轮躺式自行车设计

以双轮躺式自行车的造型设计为研究内容,提出了人机工程学设计理念,采用了自顶向下的装配方法,实现了该车的人性化设计。为达到舒适性及人性化的目的,将该车车把设计为仿M型车把、车架可前后伸缩、座椅可前后移动并且角度可调节。通过以上设计,在对该自行车进行干涉检查时,未发现干涉现象。并且在运动仿真时,该车能够正常运动。     

电动自行车备用轮辅助装置设计

为了应对电动自行车骑行过程中后轮胎出现的瘪胎情况,设计了备用轮辅助装置。该装置具备备用轮、齿轮传动机构或带传动机构、转接板、支撑架,当其支起后,后轮胎脱离地面。当电动自行车后轮胎发生瘪胎时,利用后轮胎的驱动力以及传动机构的传动,实现继续骑行的目的。