机械创新设计—案例-自行车.

合集下载

新型水陆两用自行车设计(含全套CAD三维图纸)

新型水陆两用自行车设计(含全套CAD三维图纸)

毕业设计说明书下载本文的朋友请注意:本文附有其他文件(CAD图纸或者三维图等)如需请联系:QQ3107327773题目:水陆两用自行车设计姓名:学号:学院:专业:指导教师:年月日摘要本文主要对一种新型的娱乐器械进行了设计——水陆两用自行车。

通过调查,目前,明轮、喷水、螺旋桨等驱动被广泛使用,其中经过比较计算确定了螺旋桨的驱动是最佳的模式。

根据流动力学中的阻力速度关系分析出了最小阻力是在正常行驶时才发挥到最小。

选择最方便的传动机构来设计一种被世界多人关注且利用率高驾驶更加容易的水上休闲车。

水陆两用自行车在动力方面与古板自行车相似,都是靠人力驱动,通过链传动将动力传送给后轴。

后轴相连的两个可独力控纵,互不影响的明轮,实现两陆自行车在水上的航行和转向。

将浮板设计成三角形在与两陆自行车固定,可以给顾客在水上驾驶中对自己的安全感有些保障,使驾驶安全,轻便并且放心。

关键词:水陆两用自行车、明轮、喷水、驱动、螺旋桨。

AbstractThis paper mainly designs a new type of entertainment equipment - amphibious bicycle. At present, open-wheel, water jet, propeller and other driving are widely used, among which the propeller driving mode is determined to be the best by comparing and calculating. According to the relationship between drag and velocity in hydrodynamics, it is concluded that the minimum drag can be achieved only when driving normally. Choose the most convenient transmission mechanism to design a water recreation vehicle which is concerned by many people in the world and easy to drive with high utilization rate.The amphibious bicycle is similar to the old-fashioned bicycle in terms of power, which is driven by manpower and transmitted power to the rear axle through chain drive. The two open wheels connected by the rear axle can control the longitudinal force independently and have no influence on each other, thus achieving the movement and steering of the amphibious bicycle on water.Realize the navigation and steering of bicycles on the water. The floating board is designed to be triangular and fixed with bicycles on both sides of the land. It can give customers some protection of their sense of safety when driving on water, making driving safe, portable and reassuring.Key words: amphibious bicycle, open wheel, water spray, drive, propeller.目录摘要 (I)Abstract (IV)目录 (V)第1章绪论 (1)1.1水上踏板自行车的来源 (1)1.2研究内容及背景 (2)1.3水陆两用自行车的研究目的与意义 (2)第2章水陆两用自行车的介绍 (4)2.1水陆两用自行车的构成 (4)2.2水陆两用自行车方案设计: (5)第3章传动系统 (7)3.1自行车传动效率计算 (7)3.2 传动比 (7)3.3链传动设计 (8)第4章明轮的设计 (10)4.1明轮简介 (10)4.2明轮的设计 (10)第5章轴的设计 (12)5.1链轮上的力计算 (12)5.2选取材料 (12)5.3轴的计算 (12)5.4轴的结构设计 (12)5.5 设计总结 (13)5.6专利介绍 (14)第6章浮力的计算 (17)第7章功率的计算 (19)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)三维作品展示 (23)附录本次设计采购清单 (33)第1章绪论1.1水上踏板自行车的来源水上踏板自行车开始于加拿大。

最新自行车设计中人机工程学案例分析

最新自行车设计中人机工程学案例分析

变速自行车设计中人机工程学案例分析一、人一自行车系统组成自行车的功能是供人骑行,就发挥自行车的功能作用而言,把人看作自行车的组成部分是完全合理的。

因此,人在骑车时组成了人一车系统,该人一车系统中的人一车界面关系可由图1-1来进行分析。

1.人与支撑部件关系图1-1 人-车界面关系支撑部件主要有车架、前叉、鞍座和车把等,是自行车的构架。

自行车设计国家标准规定:车吧前叉轴线与通过轮心得地面垂直线的交叉点到地面的距离不小于轮半径的15%,不大于轮半径的60%。

车把部分:这是关系到操纵和制动性能的主要部件。

列入山地车,车吧的宽度以中青年男子的肩宽480mm,手掌宽度100mm为参照,设计时考虑手掌中央与车吧把套的中央为接触点,这样可以使整车受力平衡,具备安全可靠的操纵车把和刹车制动的有利条件。

2.人与动力接受部件关系动力接受部件主要是脚蹬和曲柄。

动力是靠骑车人的双脚踩在脚蹬上,下肢运动的力使曲柄转动而产生的。

为了使人省力和有舒适感,必须在骑自行车人的体格和体力与自行车元件的尺寸关系上下功夫,即研究人体下肢肌肉的收缩运动与曲柄转动之间的能量转换问题。

脚踏部分:脚踏分为水平脚踏和自锁脚踏以及脚带脚踏。

水平脚踏即我们平日所见的脚踏,脚踏和脚是分开的。

自锁脚踏需使用专用配套自锁鞋,如果是长时间骑行会感觉轻松很多,因为一只脚踩下去的同时另一只脚还可以网上提,一般来说可以胜利25%。

根据自行车国家标准:1脚蹬面朝上放置时,自行车向一倾斜25°,脚蹬上的零件不触及对面。

2脚蹬中心与泥板转到任意角度的间隔距离必须大于或等于89mm。

支撑部分将其他零部件固定在相互间正确的位置上,保证自行车的整体性,实现自行车的功能。

从人机关系来看,鞍座、车把和车架等的位置和大小,以及它们间的相互关系,与骑车人的位置和肌肉的动作有着性的设计参数。

鞍座部分:人处于坐姿状态时,由人体组织的解剖学特性可知,与鞍座紧密接触的是最能承受压力的臀部的两块坐骨结节,时间久了便会感到疲劳,造成臀部疼痛。

分享 自行车的创新设计

分享 自行车的创新设计

自行车的创新设计作品名称:自行车的创新设计院校名称:哈尔滨理工大学作者姓名:张简一、李鹏飞、高荣娜、鲍常亮、周原冰作品简介:一、研究目的应用TRIZ理论进行自行车创新设计,解决自行车与公交系统的互补与延续。

同时增加自行车新的使用乐趣。

二、基本思路及创新点交通覆盖的空白使得人们在出行时产生不便这是一个典型的管理矛盾,那么现在要将这个管理矛盾转化成技术矛盾,即在减小自行车体积的同时不改变它使用时的基本形态,保证它的强度、稳定性和使用时的可靠性。

查阅TRIZ矛盾矩阵表得到表一:表一:自行车创新设计解决方案矩阵表恶化的参数改善的参数12形状13结构的稳定性14强度27可靠性8静态物体的体积7,2,3534,28,35,409,14,17,152,35,16从这个图表中,可以看到解决这个问题可以从2、7、14、15、16、17、28、35、40号解决方案中找到方案。

查阅TRIZ理论解决矛盾的40个标准方法,得到:2.抽出:①从物体中抽出产生紊乱的部分或属性;②从物体中抽出必要的部分或属性。

7.套叠法:把一物体嵌入另一物体,然后再嵌入另一物体中。

14.曲线、曲面化法:①将直线、平面变成弯曲的形状,将立方体变成椭圆体;②使用滚筒、球状、螺旋状;③改直线运动为回转运动,使用离心力。

15.动态法:①自动调节物体,使其在各动作阶段的性能最佳;②将物体分割成既可变位又可相互配合的数个构成要素;③使不动的物体可动或相互交换。

16.部分超越法:所期望的效果难以100%实现时,在可以实现的程度上加大动作幅度,使问题简化。

17.多维法:①将做一维直线运动的物体变成二维平面运动;②单层构造的物体变为多层构造;③将物体倾斜或侧向放置。

28.机械系统的替代法:①用光学系统、听觉系统、嗅觉系统取代机械系统;②使用与物体相互作用的电场、磁场、电磁场;③场的取代:a)可变场与恒定场相取代;b)固定场与随时间变化的可动场相取代;c)随机场与恒定场相取代;④把场与强磁粒子组合使用。

全国大学生机械工程创新设计大赛案例《直立式自行车停车装置》

全国大学生机械工程创新设计大赛案例《直立式自行车停车装置》

直立式自行车停车装置本案例荣获全国大学生机械工程创新设计大赛一等奖1.设计目的自行车自从被发明以来,一直是人们重要的交通工具之一。

近年来有鉴于机动车尾气对环境所造成的影响,在各级政府、民间机构以及热心厂商的鼎力支持和积极协助下,人们开始以更宽广的视角正视自行车在休闲、健康、环境保护及观光旅游等方面的功能,构建骑车环境、提升骑乘风气,实践自行车新生活,让自行车发挥更大效益。

在高度发展的城市中,土地资源极其有限。

自行车乱停乱放、失窃等问题,一直困扰着城市发展。

自行车成为休闲运动后,多功能与高单价的产品不断推出,自行车停放的问题更加突显。

本装置就是一种可以将自行车直立停放以节省空间、实现自行车有序停放的自行车停车装置。

2.工作原理1)整体展示直立式自行车停车装置提供了一种简单机械用于自行车竖直停放。

如图1所示,本装置主要由前轮固定装置、U型锁解锁装置、升降机构及用于导引前轮固定装置升降的导轨组成。

2)细节说明为了更好地介绍本项目,现结合图2所示的装置示意图来进一步说明。

前轮固定装置中,U型锁4用于卡自行车前轮,卡锁板9用于卡U型锁,限位挡板与卡锁板9通过长销连接,限制卡锁板向下转动。

将自行车前轮对准U型锁4后向里推,U型锁4顶起卡锁板9,然后卡锁板9卡住U型锁4,进而锁住前轮。

U型锁解锁装置中,弹簧13与踏板12连接,用脚踩下踏板后弹簧13的弹力能够使踏板12复位。

向下踩踏板,经连杆11传动,推销10向上运动,将卡锁板9顶起,U型锁4解锁,可以顺利取出自行车。

升降前轮固定装置的升降机构中,蜗轮蜗杆减速电动机7带动旋转轴6转动,钢丝绳拉动滑块3 沿导杆5上升,实现自行车直立放置。

用于导引前轮固定装置升降的导杆5由两个SBR箱式滑块导轨组成,导杆一端与下支承板垂直固定连接,另一端与上支承板垂直固定连接。

两导轨互相平行,距离固定。

两导轨与滑块3配合,实现前轮固定装置的升降运功。

3 .设计方案1)操作方法停车时:(1)将自行车前轮对准U型锁4,然后推动自行车向前。

机械创新设计案例

机械创新设计案例

机械创新设计案例概述机械创新设计是指基于机械原理和工程知识的创新设计过程。

机械创新设计案例是指以机械创新设计为基础,通过解决实际问题和满足需求的方式,创造出新的机械产品或改进现有机械产品的设计案例。

在这篇文章中,我们将介绍一些机械创新设计的案例,并探讨其在工程领域中的应用和意义。

案例一:自动化垃圾分类系统在现代社会中,垃圾分类成为了一个重要的环保问题。

传统的垃圾分类方式需要人工操作,效率低下且容易出错。

为了解决这个问题,某公司设计了一套自动化垃圾分类系统。

该系统通过使用机器视觉技术和机械臂控制系统,能够精准地识别和分拣垃圾。

用户只需将垃圾投放到系统中,系统便能够自动地将不同种类的垃圾分拣到不同的垃圾桶中。

这种自动化垃圾分类系统不仅大大提高了垃圾分类的效率,还减少了人力成本和环境污染。

案例二:智能电动自行车随着城市化进程的不断加快,电动自行车成为了一种常见的交通工具。

然而,传统的电动自行车存在电量不稳定、续航里程不够长等问题。

为了解决这些问题,一家公司开发了一款智能电动自行车。

这款智能电动自行车配备了一套先进的电池管理系统和能量回收系统。

电池管理系统能够根据用户的习惯和行驶条件,智能地控制电池的放电和充电,提高电池的使用寿命和续航里程。

能量回收系统能够将制动过程中产生的能量转化为电能,回馈给电池进行充电,进一步延长续航里程。

这款智能电动自行车不仅解决了传统电动自行车的短板,还提升了用户的乘坐体验。

案例三:无人驾驶汽车无人驾驶汽车是近年来快速发展的机械创新设计领域。

它基于人工智能、传感器和控制系统等技术,能够在无需人类干预的情况下自主行驶。

这种创新设计不仅在交通运输领域中具有重要意义,还对未来的城市规划和交通系统的发展产生了深远的影响。

无人驾驶汽车通过使用激光雷达、摄像头和超声波传感器等技术,能够实时感知周围环境的情况,并做出相应的决策。

它能够通过精确的导航算法和先进的控制系统,安全地驾驶在不同的路况下。

机械创新设计方法结课报告 老人自行车

机械创新设计方法结课报告  老人自行车

《机械创新设计方法》结课报告设计题目:前驱无链条老人自行车学生姓名: xxx学号: xxxxxxxxxx班级:机械本科0804任课教师:xxx2011 年 6 月 6 日一.设计任务书(设计原由,设计技术条件,设计内容,设计对象说明)现在市场上的自行车种类繁多,但是适合年纪大的人的缺很少。

于是,我就想设计一种自行车,能够适合年纪大的人代步用,有时候出去购买生活用品和买菜的时候骑,外出散步的时候骑,方便老人们的日常生活。

这款自行车名字为前轮驱动老人自行车。

这次设计是通过solidworks制图软件绘制出来。

该设计改变了以往自行车的后轮链条驱动和三角鞍坐垫,改为前轮无链条驱动和背靠座椅,增加了传动效率和行驶时的舒适性。

该自行车使用3个轮子,增加了行驶时的平稳性。

二.功能原理与工作原理分析功能原理:脚踩前轮驱动,驱动自行车行驶。

工作原理:靠背式座椅借助椅子的反作用力,可全身发力,脚踩前轮的踏板,驱动前轮运动,带动自行车向前行驶。

三.国内外同类产品现状近年来,自行车创新以人机工程学为出发点,主要集中在生物力学特性的研究方面对骑行中的自行车做了受力分析,指出骑行开始时蹬踏力可达到人体体重的三倍。

国外研究人员HILL等研究了骑行生物力学,用五杆平面机构模拟具有圆链轮驱动的脚蹬自行车系统,探讨了脚蹬力和脚蹬速率如何影响骑行过程以及铰链力矩节奏的关系。

国内研究人员邓国光从力学角度较为详细地研究了自行车运动员的蹬踏方式,并用微机控制闭环系统—自行车运动训练测试台得出的数据,研究出曲柄旋转角与蹬踏角的关系。

在能源驱动方面,出现太阳能驱动、蒸汽驱动、夜光型、以及很有发展前景的电力驱动自行车。

电动自行车作为一种有效替代燃油汽车的绿色环保交通工具,在减轻或消除城市环境污染方面发挥作用。

在传动方面,非圆链轮传动以其在大中心距传动和绕性传动上比变速齿轮传动更具独到特性而运用于自行车上。

国内外自行车大赛上常能欣赏到以带传动、圆锥齿轮传动、轴传动、棘轮棘爪传动、无链传动等多种传动形式设计的新型自行车。

自行车结构的创新设计

自行车结构的创新设计

自行车结构的创新设计车辆结构与原理课程设计题目自行车结构的创新设计(女)专业年级姓名学号同组成员指导老师目录任务书................................................................................ 错误!未定义书签。

第一章绪论 .. (2)1.1 研究背景及意义 (2)1.2 自行车的发展现状 (2)1.2.1 自行车的发明与演变 (2)1.2.2 自行车交通发展现状 ...................... 错误!未定义书签。

1.3 折叠自行车的优点和前景 (3)1.3.1折叠自行车的优点 (4)1.3.2折叠自行车的市场前景 (4)第二章设计方案的确定 (6)2.1 自行车结构创新来源 (6)2.2 主要技术要求................................................. 错误!未定义书签。

2.3 研究方法......................................................... 错误!未定义书签。

2.4 设计过程......................................................... 错误!未定义书签。

2.4.1确定设计纲要 (6)2.4.3确定传动机构 (8)第三章折叠自行车结构设计 (9)3.1 结构分析 (9)3.1.1设计中的不同点 (9)3.2 关节机构 (13)3.2.1车头把手机构 (12)3.2.2前身下部结构 (13)3.2.3车身与鞍座结构 (13)3.2.4传动机构 (14)3.3 基于人体工程学的自行车把手、车座的关系 (15)3.4 受力计算 (16)第四章设计的改进 (19)4.1 车头把手不能折叠 (19)4.2 齿轮箱太大 (19)4.3 脚踏板的位置安排得还不够合理 (19)第五章总结与展望 (20)5.1 总结 (20)5.2 展望 (20)参考文献 (21)任务书第一章绪论1.1 研究背景及意义“当今社会,由于污染、交通拥挤等问题的出现,在城市交通车的设计上便捷与环保成为一大趋势,城市出现大量折叠自行车的踪影。

简单机械创新设计案例

简单机械创新设计案例

简单机械创新设计案例在现代科技高速发展的时代背景下,机械设计领域也迎来了许多创新设计案例。

本文将介绍一些简单机械创新设计案例,希望能够给读者带来一些启发和灵感。

首先,我们来看一个简单的机械创新设计案例——智能门锁。

传统的门锁设计存在着一些安全隐患和使用不便的问题,而智能门锁的出现很好地解决了这些问题。

智能门锁采用了指纹识别、密码输入、手机App远程控制等多种开锁方式,大大提高了门锁的安全性和便利性。

这种创新设计不仅在家庭生活中得到了广泛应用,也在商业场所和公共场所得到了推广,成为了现代生活中不可或缺的一部分。

其次,我们来看另一个简单的机械创新设计案例——折叠自行车。

传统的自行车设计笨重不便携,而折叠自行车的出现很好地解决了这个问题。

折叠自行车采用了可折叠的车架设计,可以在不使用时方便地折叠起来,方便携带和存放。

这种创新设计使得自行车不再局限于特定的使用场景,而是可以随时随地使用,极大地提高了自行车的实用性和便利性。

最后,我们再来看一个简单的机械创新设计案例——智能家居系统。

传统的家居设计存在着能耗高、安全隐患等问题,而智能家居系统的出现很好地解决了这些问题。

智能家居系统采用了智能感应、远程控制、节能设计等多种技术,可以实现家电设备的智能控制、能源的智能管理等功能,大大提高了家居的舒适性和安全性。

这种创新设计不仅在家庭生活中得到了广泛应用,也在商业和公共场所得到了推广,成为了未来家居发展的重要方向。

综上所述,简单机械创新设计案例的出现,为我们的生活带来了诸多便利和改变。

随着科技的不断进步和创新设计的不断涌现,我们相信在未来会有更多更好的简单机械创新设计案例出现,为我们的生活带来更多惊喜和便利。

让我们共同期待和努力,为创新设计的发展贡献自己的力量!。

“青梅竹马”竹自行车——绿色可持续的“永久”设计

“青梅竹马”竹自行车——绿色可持续的“永久”设计

“青梅竹马”竹自行车——绿色可持续的“永久”设计一、背景材料相信经历过上世纪七八十年代的人们,一定对当时社会上流行的“老三样”记忆犹新:手表、自行车、缝纫机。

尤其是自行车,在那时是高档代步工具。

如果能拥有一辆“永久”牌自行车,那就更加“高端大气上档次”了:自行车要进行一番精心打扮,车座罩上带穗的套子,车梁用布或彩纸裹起来,车条要绕上几圈毛线转起来才好看。

车子被擦得锃亮,飞驰而去,留下一路“叮呤呤”的脆响,引来一片羡慕的目光。

后来,随着私家车、公交车、轨道交通等出行方式的多样化,自行车渐渐淡出了人们的视线。

然而,随着城市日渐喧嚣,自行车的复苏是城市化发展遇到交通瓶颈后的必然趋势,也是绿色环保出行方式的多样化选择之一。

由上海永久股份有限公司与龙域设计共同设计开发的“青梅竹马”竹自行车就在这样的大背景下孕育而生,令人瞩目。

该产品充分运用竹材具有的坚韧轻质、快速再生、无污染的特性,保留了竹材天然色彩和竹节形态,以竹材替代车架部分金属构件,较之金属车架更为轻便,骑行轻松。

在充分体现低碳环保理念的同时,又体现了中国的传统文化内涵。

“青梅竹马”竹自行车荣获2013中国设计红星奖。

二、案例故事这款“青梅竹马”自行车由龙域设计公司进行设计。

这次龙域设计与永久联手,也为其他民族老品牌的转型树立了一个参考的标杆,让更多的生产类企业看到设计助力重塑品牌、提升品牌竞争力的重要作用。

“笃行”系列的命名源于《礼记中庸》“博学之,审问之,慎思之,明辨之,笃行之”,是为学的最后阶段,即提倡“知行合一”。

“笃行”也是一种生活态度:朴真,力行。

提倡离尘脱俗的行事方式,回归真实、质朴、简约的生活本质,与环保理念的结合可以说是巧合也是必然。

“笃行”系列自行车选择竹子作为材料的原因有三个:一是竹材绿色自然,清新温润,作为“梅兰竹菊”四君子之一,竹也是中国人精神气质的典型代表;二是是竹子会记录使用者的情感,因为竹材表面质感会随着使用者的触摸和时间流逝,慢慢变得温润而富有光泽,使得产品因携带使用者的印记,变得更富价值;三是竹子作为一种快生植物,一般3至4年就可以成材,是天然的环保低碳材料。

应用中望3D设计方案超酷自行车

应用中望3D设计方案超酷自行车

应用中望3D设计超酷自行车-机械制造论文应用中望3D设计超酷自行车刘本辉我是一名来自华南地区一家大型自行车制造商的产品设计工程师,在平时主要用Proe、Solidworks 等三维CAD 设计软件进行自行车的造型设计,在一次偶然情况下知道全国3D工业设计大赛,可以选择一款国产软件参赛。

早就听说国产三维CAD 设计软件中望3D 参数化建模功能非常出色,不逊色其他国外软件,本着对国产三维CAD 设计软件的支持,于是选择中望3D 进行全程的自行车产品设计,在此期间,感谢中望3D 开办的“跟奉老师学3D”,让我在学习中不断进步,在奉老师的悉心指导下,我从对不熟悉中望3D,到娴熟掌握,并能脱颖而出获得全国季军,除了有赖奉老师外,中望3D 的易学易用实在让我大赞,我只需5 步即可完成我的超酷自行车设计!为分享我的设计创作过程给广大网友,下面我整理了参赛作品的设计步骤:首先说下创作思路,我的这个作品造型灵感来自于好莱坞大片《灵魂战车》的外形,我期望自行车也能有摩托车的酷,并且可以容易的实现DIY 的特点。

整个车体通过机械铰接的方式组成,方便使用者进行自我造型的调节,同时方便组装和维护:用中望3D 完成自行车的整体框架设计,然后造型设计,在装配动画,最后渲染。

在产品造型设计上,全过程使用中望3D 进行参数化的建模,以及自顶向下的装配建模方式,先从总体框架开始,设计整体架构,然后在通过参考几何元素进行各相关组件的设计。

各个子配件做完之后,在装配环境下添加约束。

最终的产品,可以通过直接修改顶部结构的草图来直接控制各个组件的位置。

完成后,利用了与中望3D 合作的渲染软件Key-shot,进行渲染并最终得到如上图示的逼真视觉效果。

接下来详细展示我是怎么用5 步来完成中望3D 的设计过程:第一步:在中望3D 简单易用的草图环境中,快速将设计idea 用线条进行布局,如下图第二步:在总体架构完成之后,利用自顶向下的装配功能,为各个子配件分配参考图素,并建立模型如下图:第三步:丰富且灵活的建模工具,帮助快速完成各种复杂设计:轮胎和轮毂,链条以及坐垫等。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。


为了加快速度,人们不断增大前轮直径(但为了减轻重量,同时将后轮缩小),有
的前轮大至56in(1.42m)、64in(1.63m),甚至80in(2.03m),如图例10—1d。如此 结构使骑行者上下车ห้องสมุดไป่ตู้不方便且不安全,影响了这种“高位自行车”的使用。
回转曲柄式

1879年英格兰人劳森又重新考虑采用后轮驱动,设计了链传动的自行
全塑自行车

图为车架、车轮皆为塑料整体结构,一次模压成型;车把
为整流罩式全握把,整车呈流线型。日本伊嘉制作公司开
发的全塑自行车整车重量仅7.5kg。

高速自行车 美国加利福尼亚大学学生弗朗斯等人设计的半躺式Dexter Hysol“猎豹”自 行车车速达68.73mi1e/h,创世界新纪录。(猎豹奔跑时速可达68mi1e/h。 图所示的这种高速自行车具有以下特点:

由于不断提出新的需求,经过种种改革,使自行车的功能和结构逐步
完善起来,而从开始研究到定型差不多经过了80年。
2.新型自行车的开发

随着科学技术发展,人们生活水平不断提高,发现原有自行车有不少 缺点,同时也根据需要提出一些希望点,在此基础上开发了多种新型
自行车。

1)助力车 为省力开发出多种助力车,为避免对环境的污染,电动车较受欢迎, 小巧的电机和减速装置放于后轮毂中,直接驱动车轮,电源则采用干 电池。 2)考虑宜人性的新型车 英国发明家伯罗斯发明躺式三轮车,车上座位根据人体工程学设计, 躺式蹬车省力,时速可达50km。



4)塑料自行车
工程塑料的引入对自行车性能有很大改进。碳纤维自行车采用碳纤维 模压做成整体无骨架式车身。其特点是强度高,避免有焊接薄弱点; 无横梁,重心低,行车便于控制;流线外形,风阻小;重量轻(约 11kg,比金属架车轻1.5kg);速度快(比金属架车每公里快3s)。在巴塞 罗那奥运会,一名美国车手骑着定做的一辆碳纤维自行车取得金牌并 破世界纪录。
变,也正是社会的需要产生了各种新型功能和结构的自行车。紧紧抓 住社会的需要,将使创新设计史具有生命力。 3)不断发展的科学理论和新技术的引入,使产品日趋先进和完善。如高 速自行车的开发中考虑到空气动力学和人体力学,采用了新型材料和 先进结构,还应用计算机辅助手段进行优化,故具有先进的性能。实 践证明,充分利用先进设计理论和科学技术是创新设计中必须重视的
机械械创新设计案例
案例10 自行车的演变和开发
1.自行车的演变史
17世纪初期人们开始研究用人力驱动车轮的交通工具。机械师加赛纳首先 提出一种手驱动的方式,驾驶者骑在车座上,用力拉一条绕在车上并能带动 轮子转动的环状绳子,使车前进。 1816年至1818年在法国出现了两轮间用木梁联接的双轮车,骑车者骑坐在 梁上,用两脚交替蹬地来推动车子前进。这种车称为“趣马”(Hobby Horse), 如图例10—la。当时它是贵族青年的玩物,不久就过时了。 一种真正的双轮自行车(Bicycle)是1830年由苏格兰铁匠麦克米伦发明的。他在 两轮小车的后轮上安装曲柄,曲柄与脚踏板用两根连杆相连,如图例10—1b, 只要反复蹬踏悬在前支架上的踏板,驾驶者不用蹬地就可驱动车子前进。

(1)采用“躺式”,骑车者能发挥最大动力,并减小风阻面积;
(2)双级链传动升速; (3)以高强度碳纤维复合材料注塑整体车座和大梁。采用碳纤维车把和立柱,铝制 链套和中轴套,连同碳纤维车外罩,全车总重量只有29.5lb(约13.4kg); (4)采用宇航粘合剂取代传统紧固件,既减轻重量,又使载荷和应力均布在更大面 积上,增加强度,减少振动; (5)运用空气动力学原理对车外罩形状进行 优化设计,形成笼罩骑车者的流线型封闭舱, 提高空气动力学效率30%以上。

图所示为巡警用自行车,车上装有内藏式无线电通话设备、手电筒支架,还 配备了便于上被追击用的电动助力装置。
双人自行车成家庭型自行车(双人前后蹬踏,中间有几个孩子的车座)由两个人驱 动,分别设有单向离合器,使驱动力同时推动车轮而不互相干涉。


7)小型自行车
为便于搬上高楼或放在汽车后厢外出旅游运动,开发了多种折叠式小型自行车。美国 开发的一种便于携带的折叠式自行车,折叠后最小体积仅27in× 8.5in×8.5in,可放于 汽车或火车座位底下,打开只需15s。


摇杆式自行车将回转蹬踏变为两脚往复蹬踏,这
样能充分使人蹬车时在90°-120°范围内做有用 功,而去除做无用功的动作。两摆杆通过链条分 别带动超越离合器使后轮转动。


3)传动系统的变异
链传动易磨损掉链。新开发的齿轮传动自行车脚蹬带动齿 轮通过传动轴将运动传至后轮,提高传动效率。传动体包 覆,无绞人裙摆、裤脚之忧。上海凯瑞驰自行车公司已生 产这种自行车系列。 根据需要将单速车改型为变速车,最多可达15种变速。 开发自适应调速装置,在上坡或蹬踏阻力大处自动调至低 速挡。
车,采用较大的传动比,从而排除了采用大轮子的必要性,使骑行者 安全地骑坐在合适高度的座位上,它称为安全自行车,如图例10—1e。 在这时期随着科学技术的发展,自行车结构还做了不少改进。如采用 受力合理的菱形钢管支架,这样既提高了强度,又能减轻重量;用滚 动轴承提高效率;1888年邓洛普引入充气轮胎,使自行车行走更加平 稳。由此,自行车逐渐定型,成为普遍使用的交通工具。
趣马
曲柄+连杆+脚踏板式

为了提高骑行的速度,法国人拉利门特在1865年进行了改进,将回转曲柄置于
前轮上,骑行者直接蹬踏曲柄驱车前进。此时前轮装在车架前端可转动的叉座 上,能较灵活地把握方向;后轮上有杠杆制动,骑行者对车的控制能力加强了, 如图例10—1c。这种自行车脚踏板转动一周,车子前进的距离与前轮周长相等。


其它类型的自行车
旅行箱式折叠自行车 旅行箱式折叠自行车1 旅行箱式折叠自行车2 具有革新精神的自行车 三合一自行车 世界上最小的折叠自行车

3.几点启示 1)小小普通的自行车可以有多种新型原理和结构,而且还会不断改进、 翻新。可见处处有创新之物,创新设计是大有可为的。
2)人类和社会的需要是创造发明的源泉。社会的需要促使了自行车的演
相关文档
最新文档