沙漠自行車的設(shè)計與研究wb

1、沙漠自行車的設(shè)計與研究學(xué) 院： 機械工程學(xué)院 專業(yè)年級： 機械設(shè)計制造及其自動化xx 姓 名： X X 班級學(xué)號： 機設(shè)xx-x-xx 指導(dǎo)教師： XXX 二一四 年 五 月 十六 日一、 研究背景隨著生活水平的日益提高，人們對幸福指數(shù)的要求也是越來越高，尤其對于健康以及娛的關(guān)注逐漸增加。由此帶來的新興的娛樂領(lǐng)域沙漠娛樂，得到了廣泛的關(guān)注，并逐漸形成一個新興娛樂市場。而沙漠自行車運動，作為一種可以鍛煉人們身體，又可以獲得娛樂的項目，備受關(guān)注。由于現(xiàn)在市場沒有一款真正用于沙漠娛樂行業(yè)的沙漠自行，本研究為滿足市場對沙漠自行車的需求，設(shè)計一款新興的趣味的沙漠自行車。二、 現(xiàn)有產(chǎn)品分析首先對現(xiàn)在現(xiàn)有自

2、行車進行分析，主要包括：獨輪車，普通自行車，前輪大后輪小的自行車，無鏈自行車，以及手搖自行車等等。對他們進行抽象總結(jié)，形成如圖1所示的自行車功能原理系統(tǒng)圖。從圖中不難發(fā)現(xiàn)，自行車主要由驅(qū)動單元、控制單元、支架單元、輔助單元等組成。從功能上進行分析包括變速、轉(zhuǎn)向、制動、以及一些輔助功能組成。圖1 自行車功能原理系統(tǒng)圖不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有自行車，雖然具有成熟的技術(shù)，功能齊全、結(jié)構(gòu)多樣，但是很難直接適用于沙漠娛樂的使用。具體原因主要有：Ø 輪子太細：現(xiàn)有自行車的輪子太細，在松軟的沙漠里很容易陷入沙土中，阻力巨大，前行困難。Ø 缺乏娛樂性：現(xiàn)有自行車雖然具有很好的實用性，但是用于娛樂卻很難

3、激發(fā)使用者的娛樂精神，難以達到很好的娛樂效果。Ø 輔助功能單一：現(xiàn)有自行車在正常的環(huán)境下使用，因為簡約，具有很好的優(yōu)勢，但是在沙漠這樣惡劣的環(huán)境中，因為缺少足夠的輔助設(shè)備會很容易造成使用者焦躁的情趣。基于此，需要對現(xiàn)有自行車進行顛覆性的設(shè)計，可以實現(xiàn)在沙漠中輕松前進，同時達到娛樂目的，當(dāng)然可以起到保護使用者的目的。三、 沙漠自行車的方案分析1. 方案設(shè)計要求功能上：Ø 方便的實現(xiàn)變速、轉(zhuǎn)向、制動。Ø 輔助功能齊全可達到保護使用者的目的。Ø 單人或雙人或多人可同時使用。Ø 由人工提供動力。結(jié)構(gòu)上：Ø 結(jié)構(gòu)簡單，但具有趣味性。Ø

4、 加工簡單，售后服務(wù)易于實現(xiàn)。Ø 維修、維護方便簡單。Ø 操作方便。成本上：Ø 價格便宜，易于市場的推廣。2. 功能分析首先采用黑箱法，對沙漠自行車進行分析。具體如圖2 沙漠自行車黑箱分析圖。圖2 沙漠自行行車黑箱分析圖3. 總功能分解1） 總功能分解的依據(jù)一般都是由5個部分組成：動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制和支承系統(tǒng)。為了表示這種技術(shù)過程和周圍環(huán)境的關(guān)系，用技術(shù)過程流程圖來表示，如圖3所示。圖3技術(shù)過程流程圖2） 總功能分解將總功能分解為兩個主要的第一層分功能；輸入能量可轉(zhuǎn)換成驅(qū)動和控制，能夠初步建立第一層分功能的功能結(jié)構(gòu)圖，見圖4所示。圖4總功能分解4.

5、 尋找原理解法和原理解組合根據(jù)圖4所列出的功能分解圖，我們對各個子功能進行求解，應(yīng)用形態(tài)學(xué)矩陣的方法對功能元的解進行組合,并得出功能元求解目錄表，如表1所示。表1 原理解組合表原理解功能局部解1234功 能 解行走A輪式獨輪履帶單邊足式雙足混合雙足單輪雙輪雙邊四足雙足雙輪三輪金屬銷式六足軌道車輪多輪金屬橡膠八足動力B手動轉(zhuǎn)舵式腳動旋轉(zhuǎn)型組合手搖起伏型轉(zhuǎn)向C腳動手動組合制動D帶式閘瓦片式圓錐型變速E齒輪鏈輪帶輪繩驅(qū)支架F傳統(tǒng)型球形矩形人數(shù)G單人（娛樂）雙人（BKB&）三人（家庭）多人（橫排縱隊）輔助（降溫）H自然風(fēng)小型風(fēng)扇霧水輔助（遮陽）I遮陽傘遮陽支架通過對功能元的求解，我們得到的組合

6、方案數(shù)為：組合方案數(shù)：個系統(tǒng)解。為了能找到合理的方案，現(xiàn)在對沙漠自行車的所有原理組合解進行選擇。在選擇時各方案應(yīng)該滿足一些選擇標(biāo)準，即：1）、與設(shè)計任務(wù)相符；2）、滿足娛樂要求；3）、在原理上可實現(xiàn)；4）、在成本上可行；5）、滿足安全要求。按照這些標(biāo)準對每個方案加以判定，并列出選擇表，如表2所示。表2 整體評價表組合方案及編號與設(shè)計任務(wù)相符滿足娛樂要求在原理上可實現(xiàn)在成本上可行滿足安全要求其他符號說明決策在選擇標(biāo)準欄中在決策欄中+滿足方案可取-不滿足排除？信息量不足增加信息后再定!檢查要求明細表檢查要求明細表abcdef舉例說明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+通過對原理方案組合解的篩選，得出符合標(biāo)準的方案原理組合解有11種，大大縮小了選擇范圍。經(jīng)過對原理組合解的篩選，得到11中符合標(biāo)準的方案原理組合解，現(xiàn)從11中原理組合解中進行功能元組合，其系統(tǒng)解如下圖所示。 方案方案方案方案圖5 沙漠自行車的系統(tǒng)解對沙漠自行車所有系統(tǒng)解進行評價，并列出評價表，以得出最佳方案。這里采用簡單評價法。用“+”表示非常好，“+”表示很好，“+”表示好，“-”表示不好，“-”表示非常不好。其評價結(jié)果，列于表3中。表3 整列裝置評價表方案評

8、價準則適應(yīng)性高娛樂性強成本低廉便于加工結(jié)構(gòu)簡單總 計+5“+”+-+7“+”+-+1“+”+-+1“+”結(jié)果表明，方案為較為理想的方案。四、 沙漠自行車具體方案本沙漠自行車，采用雙邊履帶式行走，增大了與沙子的接觸面積，可以大大防止自行車陷入沙泥中，有利于前行。利用腳提供前進的動力，充分發(fā)揮人的力量。在轉(zhuǎn)向和制動方面采用手動的方式，靈活方便。圓錐式的制動方式與履帶相結(jié)合使用，具有絕對的沙漠優(yōu)勢。在變速上采用鏈輪傳動的方式，既可以實現(xiàn)動力的遠距離傳輸，同時可以大大提高維護的便利性。此沙漠自行車可以單人使用也可以實現(xiàn)拼接，用于多人共同娛樂使用。而且在本沙漠自行車的輔助部分，設(shè)有降溫以及防曬的小工具即：風(fēng)扇、遮陽蓬。因此具有很強