沙漠自行车的设计与研究wb

1、沙漠自行车的设计与研究学 院： 机械工程学院 专业年级： 机械设计制造及其自动化xx 姓 名： X X 班级学号： 机设xx-x-xx 指导教师： XXX 二一四 年 五 月 十六 日一、 研究背景随着生活水平的日益提高，人们对幸福指数的要求也是越来越高，尤其对于健康以及娱的关注逐渐增加。由此带来的新兴的娱乐领域沙漠娱乐，得到了广泛的关注，并逐渐形成一个新兴娱乐市场。而沙漠自行车运动，作为一种可以锻炼人们身体，又可以获得娱乐的项目，备受关注。由于现在市场没有一款真正用于沙漠娱乐行业的沙漠自行，本研究为满足市场对沙漠自行车的需求，设计一款新兴的趣味的沙漠自行车。二、 现有产品分析首先对现在现有自

2、行车进行分析，主要包括：独轮车，普通自行车，前轮大后轮小的自行车，无链自行车，以及手摇自行车等等。对他们进行抽象总结，形成如图1所示的自行车功能原理系统图。从图中不难发现，自行车主要由驱动单元、控制单元、支架单元、辅助单元等组成。从功能上进行分析包括变速、转向、制动、以及一些辅助功能组成。图1 自行车功能原理系统图不难发现现有自行车，虽然具有成熟的技术，功能齐全、结构多样，但是很难直接适用于沙漠娱乐的使用。具体原因主要有：Ø 轮子太细：现有自行车的轮子太细，在松软的沙漠里很容易陷入沙土中，阻力巨大，前行困难。Ø 缺乏娱乐性：现有自行车虽然具有很好的实用性，但是用于娱乐却很难

3、激发使用者的娱乐精神，难以达到很好的娱乐效果。Ø 辅助功能单一：现有自行车在正常的环境下使用，因为简约，具有很好的优势，但是在沙漠这样恶劣的环境中，因为缺少足够的辅助设备会很容易造成使用者焦躁的情趣。基于此，需要对现有自行车进行颠覆性的设计，可以实现在沙漠中轻松前进，同时达到娱乐目的，当然可以起到保护使用者的目的。三、 沙漠自行车的方案分析1. 方案设计要求功能上：Ø 方便的实现变速、转向、制动。Ø 辅助功能齐全可达到保护使用者的目的。Ø 单人或双人或多人可同时使用。Ø 由人工提供动力。结构上：Ø 结构简单，但具有趣味性。Ø

4、 加工简单，售后服务易于实现。Ø 维修、维护方便简单。Ø 操作方便。成本上：Ø 价格便宜，易于市场的推广。2. 功能分析首先采用黑箱法，对沙漠自行车进行分析。具体如图2 沙漠自行车黑箱分析图。图2 沙漠自行行车黑箱分析图3. 总功能分解1） 总功能分解的依据一般都是由5个部分组成：动力系统、传动系统、执行系统、控制和支承系统。为了表示这种技术过程和周围环境的关系，用技术过程流程图来表示，如图3所示。图3技术过程流程图2） 总功能分解将总功能分解为两个主要的第一层分功能；输入能量可转换成驱动和控制，能够初步建立第一层分功能的功能结构图，见图4所示。图4总功能分解4.

5、 寻找原理解法和原理解组合根据图4所列出的功能分解图，我们对各个子功能进行求解，应用形态学矩阵的方法对功能元的解进行组合,并得出功能元求解目录表，如表1所示。表1 原理解组合表原理解功能局部解1234功 能 解行走A轮式独轮履带单边足式双足混合双足单轮双轮双边四足双足双轮三轮金属销式六足轨道车轮多轮金属橡胶八足动力B手动转舵式脚动旋转型组合手摇起伏型转向C脚动手动组合制动D带式闸瓦片式圆锥型变速E齿轮链轮带轮绳驱支架F传统型球形矩形人数G单人（娱乐）双人（BKB&）三人（家庭）多人（横排纵队）辅助（降温）H自然风小型风扇雾水辅助（遮阳）I遮阳伞遮阳支架通过对功能元的求解，我们得到的组合

6、方案数为：组合方案数：个系统解。为了能找到合理的方案，现在对沙漠自行车的所有原理组合解进行选择。在选择时各方案应该满足一些选择标准，即：1）、与设计任务相符；2）、满足娱乐要求；3）、在原理上可实现；4）、在成本上可行；5）、满足安全要求。按照这些标准对每个方案加以判定，并列出选择表，如表2所示。表2 整体评价表组合方案及编号与设计任务相符满足娱乐要求在原理上可实现在成本上可行满足安全要求其他符号说明决策在选择标准栏中在决策栏中+满足方案可取-不满足排除？信息量不足增加信息后再定!检查要求明细表检查要求明细表abcdef举例说明A1+-2+3+-4+-B1+-2+3+-+-C1+-2+3+-+

7、-D1+-2+-3+-4+E1+-+-2+3+4+-F1+2+？-+-3+G1+2+-+-3+-+-4+-H1-2.5+3-I1+-2+通过对原理方案组合解的筛选，得出符合标准的方案原理组合解有11种，大大缩小了选择范围。经过对原理组合解的筛选，得到11中符合标准的方案原理组合解，现从11中原理组合解中进行功能元组合，其系统解如下图所示。 方案方案方案方案图5 沙漠自行车的系统解对沙漠自行车所有系统解进行评价，并列出评价表，以得出最佳方案。这里采用简单评价法。用“+”表示非常好，“+”表示很好，“+”表示好，“-”表示不好，“-”表示非常不好。其评价结果，列于表3中。表3 整列装置评价表方案评

8、价准则适应性高娱乐性强成本低廉便于加工结构简单总 计+5“+”+-+7“+”+-+1“+”+-+1“+”结果表明，方案为较为理想的方案。四、 沙漠自行车具体方案本沙漠自行车，采用双边履带式行走，增大了与沙子的接触面积，可以大大防止自行车陷入沙泥中，有利于前行。利用脚提供前进的动力，充分发挥人的力量。在转向和制动方面采用手动的方式，灵活方便。圆锥式的制动方式与履带相结合使用，具有绝对的沙漠优势。在变速上采用链轮传动的方式，既可以实现动力的远距离传输，同时可以大大提高维护的便利性。此沙漠自行车可以单人使用也可以实现拼接，用于多人共同娱乐使用。而且在本沙漠自行车的辅助部分，设有降温以及防晒的小工具即：风扇、遮阳蓬。因此具有很强