设计说明1.docx

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设计说明1

防倒舒适自行车

设计说明书

参赛者：

陈先昌

刘晓

胡荣

指导老师：

何毅斌

所在学校：

武汉工程大学

目录

第一章引言

第一章引言

1.1研究背景

自行车因其无噪音、无污染、重量轻、结构简单、造价低廉以及使用和维修方便，是环保交通工具最好的选择之一，被人们广泛使用。

同时自行车由人力脚踏驱动，结合针对性设计，即能代步、运载货物，又能用于体育锻炼。

1.2国内外研究成果

现代自行车产品越来越注重创新，通过新材料、新工艺、新结构以及多功能设计，针对不同使用群体，研发了在普通自行车的基础上具有特定功能的自行车。

阿根廷设计师设计的Xiclet自行车结构简单具运输、娱乐健身多重功能。

日本设计师研发的幼童安全学步车ToddlerTricycle，是陪伴幼童的好伴侣。

韩国设计师制作的Shopper则给人耳目一新的感觉，集代步、购物和运输与一体。

这些功能自行车在相应的领域中充分发挥作用服务不同人群。

第二章防倒舒适自行车的结构设计

2.1设计的功能要求及分析

针对老年人这一群体行动徐缓、反应速度慢等身体限制因素和时间强度疲劳结果的研究，设计的防倒舒适自行车可有效缓解这方面的担忧。

其特殊性在于车身防倒和坐垫靠背舒适可调的设计，同时兼具普通自行车变速、照明、载物的功能。

2.2总体设计

2.2.1结构设计

防倒自行车主要由车架和两车轮部件构成，其中脚踏、刹车、链条等基本部件也是缺一不可。

车架是自行车的骨架，承受人和货物的重量最大。

其中坐垫和后靠背具上下可调的活动空间，为骑车人提供舒适性的可能。

同时，曲柄连接的后轮双重加宽的设计，提高车身的稳定性，“防倒”由此产生，为老年人的安全顾虑提供保障。

2.2.2防倒舒适自行车尺寸

后轮宽55mm，内径184mm，外径300mm。

前后轮轴心距离760mm。

方形坐凳宽100mm，长300mm。

靠背成30°与人体躯干自然后趟弧度数近似。

2.3详细设计

2.3.1结构

防倒舒适自行车按照其各部分组件工作特点，大致分为导向系统，驱动系统和

制动系统。

导向系统：

由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。

乘骑者可以通过操纵车

把来改变行驶方向并保持车身平衡。

驱动（传动或行走）系统：

由脚蹬、中轴、牙盘、

曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。

人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、

链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。

制动系统：

它由车闸部件组

成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停驶、确保行车安全。

同时，车

座靠背联为一体的设计，根据使用者意向山下调节，使舒适骑行成为可能。

2.3.2驱动

由脚蹬、中轴、牙盘、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。

自行车骑行时，脚蹬力传给交蹬部件，然后由脚蹬轴转动曲柄，中轴，链条飞轮，使

后轮转动，达到行驶目的。

脚踏：

曲柄、链轮、链条

前叉部件：

前叉部件在自行车结构中处于前方部位，它的上端与车把部件相连，车架部件与前管配

合，下端与前轴部件配合，组成自行车的导向系统。

转动车把和前叉，可以使前轮改

变方向，起到了自行车的导向作用。

此外，还可以起到控制自行车行驶的作用。

防倒装置：

普通自行车静止时依靠一侧的支撑架落地支持车身重量，行驶中“人—车”系统具有一定的速度，由于外界因素或者骑车人自身物理限制因素，很容易导致车在运动中“歪倒”。

设计加宽后轮，增大接地面积，提高车身整体稳定性。

2.3.3车身整体轮廓

脚踏安排在前叉与住车架的交汇处，坐凳水平连接在后叉上与后靠背成一定弧度并可以前后调节与脚踏成一适当距离。

车把和前架改变自行车的方向，后轮花鼓上装有单向飞轮，与链轮保持同一平面，正转自行车前进，静止时充当支撑架。

2.3.4控制方案的结构图与功能树

结构图：

功能树

第三章防倒舒适自行车发展趋势

3.1发展趋势

随着经济的发展，中国乃至世界都在倡导低碳出行绿色交通，在这一口号的引领

下，自行车无疑迎来使用普及的又一巅峰。

旧的设计观念在时代潮流以及市场竞争的冲击

很可能被淘汰，而满足大众人群特定需求的产品必定受到热烈欢迎，防倒舒适自行车应运

而生。

其发展法向向与人为本靠拢，使人们在行驶过程中更舒适省力，即使骑车人为年过

半白的花甲老人或者技术不纯熟的出炉生手都不会发生翻车，把伤害降到最低。

3.2产品分析

要设计一款有市场推广性的防倒舒适自行车，就必须对现有产品有充分的了解，对

其进行细致的分析研究。

下面对该自行车进行全面介绍。

A1：

前轮部件A2：

脚踏部件A3：

车把部件A4:

链轮部件A5：

主架部件

A6：

滑道部件A7：

坐垫靠背部件A8:

后轮部件A10：

后轴部件

A11:

前叉部件

第四章防盗舒适自行车性能分析

4.1机构原理

防盗舒适自行车是在普通自行车的基础上做了创新性改动而发挥出巨大优势的针对性设计产物。

4.2材料分析

用在自行车上的材料有低合金钢、铝合金、钛合金、碳纤及镁合金。

车架承受着载荷（包括人和货物）重量的绝大部分，是整个车子的灵魂，其刚性、强度要求决定选材。

让

车架更轻、更强、更舒适、流线更美观是我们的追求。

选用密度、拉伸强度、弹性系数、舒

适感及经济性都可满足要求的铝合金。

4.2创新性

防倒舒适从自行车在骑行者立场出发，结合实际充分发挥联想在不改变驱动方式的

基础上合理调整脚踏板位置，设计了可在空间滑动的坐垫和靠背，给骑行者创造一个舒适的

美观的符合身体物理机能的体态。

同时，抛开传统脚架支撑这一观念，针对中老年人思维反应速度能力下降的安全问题，

设计的加宽后轮不仅在骑行过程中达到减震的作用，更极大的避免传统自行车车身歪倒带来

的伤害，走人性化管理路线。

对初学者、老年人等这一大众群体提供起步、转弯、停车等方

面的安全保障。