五人自行车方案设计
机械设计课程作业五人自行车
成员：__蔡万强_ ___张芷僮__
__胡书佳_ ___黄钰鸿__
__杨皓森____ ________
专业：机械设计制造及其自动化
班级：2012级03班
二〇一五年四月
五人自行车方案设计
摘要
现在市面上的自行车大都是以单人或者双人的自行车为主，但是这并不能满足较大团体的聚会或者游玩。早在20世纪90年代，美国艺术家Eric Staller 就提出了“圆桌巴士”多人乘坐观光脚踏车的概念。近年来，五人自行车以其特有的合作性和趣味性成为休闲观光的理想交通工具，适宜人群广，适合于较为平坦的地形。
据此，我们小组提出了一种可供五人骑行的自行车方案，该方案包含传动系统、转向、车身布置等内容。
传动系统的设计中，考虑到自行车座位的布置方式，采用齿轮传动作为1, 2号座位的变向装置，并通过轴联接将齿轮和链轮的位置相对固定；后续的传动形式均为开式链传动，并将所有动力传递到驱动轴上；最后通过对称布置于驱动轴上的链轮将驱动轴与后轮轴联接起来，实现后轮的驱动。前轮通过梯形臂与自行车底盘联接，梯形臂通过转向横拉杆与齿轮齿条转向器固联，同时保证梯形臂和拉杆端点处的转动自由度。自行车转向过程中，通过方向盘与万向节联接，将方向盘的转动转化成齿轮齿条的啮合运动，进而带动梯形臂（车轮）的左右转动。基于我们设计的传动系统方案，理论上来说只需2至4人同时踩踏板即可保证自行车稳定前行。
总的来说，该五人自行车需具备良好的转向能力和运动平稳性，稍加改进修缮，有望成为多人休闲娱乐的理想代步工具。
一．整体结构布置
在五人自行车的设计过程中，首先要考虑的问题便是五名乘客的座位布置。毫无疑问，五人自行车的定义关键词是休闲娱乐、代步工具，那么如何体现休闲娱乐就成为如何布置座位的关键。考虑到骑行过程中乘客之间交流的便利和安全等因素，我们初步提出了如下图所示的车身整体结构布置图。
图 1 五人自行车的车身整体结构布置
上图1中，座位1-4号座位的乘客均可紧握红色部分的手扶装置以保证骑行的舒适度和安全性，座位5的乘客负责整车的转向控制，同时方向盘也起到了手扶装置的作用。除此之外，座位1, 3分别和座位2, 4相对，使得乘坐人员之间交流方便。支撑手扶装置的框架上可配置置物盘，可以起到放置随身物品或食物的作用。
二．传动系统布置
结合所学知识，我们将齿轮传动与滚子链传动组合起来，构成如图所示的传统系统。
图 2 齿轮传动，滚子链传动系统布置
自行车前行的动力源来自于乘客的人力驱动，上图2中，当1至5号座位（红色轴部分）的乘客脚踩踏板，传动系统就能将他们提供的动力集中到驱动轴（绿色轴部分）上，并通过该轴将驱动力合理配置到后轮轴上，从而实现对整车的驱动。考虑到前轮实际上只起转向和稳定的作用，这里就没有画出。进一步地，我们给出了传动系统的空间分布简图，如下图3所示。
图 3 五人自行车传动系统空间分布简图
三．转向机构设计
为实现五人自行车的平稳转向，我们将方向盘、万向节、齿轮齿条结合机械原理连杆的运动规律，得到如下图所示的转向机构。
图 4 转向机构设计
上图中，操作人员（乘客）通过转动方向盘带动万向节转动，进而带动与轴固联的齿轮转动，从而实现齿轮齿条的啮合进给运动来拉动转向拉杆，实现转向。
简易智能小车设计方案
简易智能小车设计方案 一、设计总览 本设计以单片机小车的控制核心，设计分为 5 个模块：前轮PWM 驱动电路、显示及声光指示模块、轨迹探测模块、障碍物探测模块、光源探测模块。前轮PWM 驱动电路用于转向控制；后轮PWM 驱动电路用于方向和速度控制；探测模块利用三个光感元件，对黑色轨道进行寻迹；障碍物探测模块用于对两个障碍物进行探测；光源探测模块利用三个光敏电阻制成，用于寻光并确定光源角度，以期获得较为精确的转向值。绕障方案利用障碍物较低这个重要条件，在C 点出发后，利用光敏电阻获得光源的方向 1．轨迹探测模块设计 ●用三只光电开关。 一只置于轨道中间，两只置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时，等待外面任一只检测到黑线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶。现场实测表明，虽然小车在寻迹过程中有一定的左右摇摆（因为所购小车的内部结构决定了光电开光之间的距离到达不了精确计算值 1 厘米），但只要控制行驶速度就可保证车身基本上接近于沿靠轨道行驶。 2．数据存储 ●直接用单片机内部的 RAM 进行存储。 虽然不能在断电后保存数据，但可以在实验结束后根据按键显示相应值。而且本实验的数据存储不大，采用 RAM 可以减少 IO 接口的使用，便利 IO 接口分配，故此方案具有成本低、易实现的优点，更符合实际需求。 3．障碍探测模块方案 考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制，小车应在距障碍物40CM 的范围内做出反应，这样在顺利绕过障碍物的同时还为下一步驶入车库寻找到最佳的位置和方向。否则，如果范围太大，则可能产生障碍物的判断失误；范围过小又很容易造成车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向方案。 ●采用一只红外传感器置于小车右侧并与小车前进方向呈一固定角度。 基于对C 点后行车地图中光源及障碍物尺寸、位置的分析，我们采用了从 C 点出发即获得光源对行车方向的控制，在向光源行驶的过程之中检查障碍物并做
【毕业设计】基于单片机自行车测速系统设计-精品
基于单片机自行车测速系统设计 摘要 随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。自行车的速度里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车的速度里程表的设计。以 AT89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，采用 24C02 实现在系统掉电的时候保存里程信息，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。文章详细介绍了自行车的速度里程表的硬件电路和软件设计。硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。 关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示
Bike speed system design based on single chip ABSTRACT With the developing of people’s life, the bi cycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainment and exercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of people’s life, so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. In this paper, the bicycle mileage/speed design based on the Hall element is elaborated. By AT89C52 as kernel, using A44E Hall element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The range information is saved by 24C02 when the power is off, the bicycle speed can be displayed on LED. In this article, the hardware circuit and software design of bicycle mileage/speed instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in assemble language; the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program, and meets the demand of design. . Keyword：Mileage / speed; Hall element; Single chip microcomputer; LED
大学生创新创意作品
创新创意作品 便携式自行车市场调研报告 河南工业大学
目录 自行车市场现状 (3) 便携式自行车市场分析图 (3) 便携式自行车市场供给与需求分析 (5) 全球便携式自行车设计说明 (6) 便携式自行车设计欣赏 (7) 未来世界的便携式自行车说明和欣赏 (9) 1. 膝上型电脑充电自行车 (10) 2. 可折叠背包式自行车 (11) 3. 太阳能自行车 (11) 4. 便携式折叠自行车 (11) 5. 宝马概念自行车 (12) 6. 水陆两用自行车 (13) 7. 全天候自行车 (14) 8蚱蜢可折叠电动自行车 (14) 9. 风能赛(自行)车 (15) 10. 计算机辅助与指纹识别防盗自行车 (15) 11. 可调节生态友好型自行车 (16) 12. 本田独轮车 (16) 设计定位 (17) 效果图 (17) 设计说明 (18)
便携式自行车市场调研报告 自行车市场现状 近几年我国的自行车市场面临着越来越严峻的考验，内有人民币升值，原料上涨，劳动力成本上涨导致成本大幅增加，外有金融危机所引起的市场萎缩所残留下来的影响，在未来的发展趋势是逐渐增长还是日渐衰退，做了简单的调查，得到的调查结论如下： 1、生产企业和销售商都对自行设市场未来发展前景表示乐观。 生产商和销售商的经营状况稳定，灵位有唱过70%的企业和经营商认为目前的行业持续稳定，大有持续发展的潜力。 2、品牌受到企业、消费者、零售商的共同关注。 有超过20%的企业把培育自有品牌的作为未来培养的发展计划，而经营上把品牌列为价格之后第二大竞争要素，品牌则是消费者除了价格之外第二大关注的因素。 3、自行车和便携式自行车的主要市场仍然集中在城市和城镇，但是农村发展的潜力很大。虽然目前自行车市场主要是在城镇和城市，但是很多销售商认为目前的城市和城镇的市场已经饱和，而随着农村经济的不断发展，农村作为一个新的发展市场，具有很大的潜力。 4、便携式自行车，方便、休闲、时尚，成为年轻人追求的新方向。 目前，随着便携式自行车的越来越普遍化，在造型功能、色彩方案上，都实行了流行的样式和方案，收到了年青一代的追逐，发展了新的市场潜力。 在未来的发展战略上，29.6%企业和销售商都认为在提高产品的质量档次上，26。4%认为在开发新的产品上，另外还有22/4%认为应该开发新的国外市场和新的自主品牌和营销网络等其他原因。 便携式自行车市场分析图示 2003-2009年行业固定资产发展状况
自行车租赁系统设计方案
自行车租赁系统设计方案 1.1.1系统概述 “公共自行车”就是在某个区域内（城市、大型景区、大学城、大型企业内等），隔一定距离规划出一些停放公共自行车的点（比如社区门口、校园门口、车站、码头、商圈、景点、公交对接处、地铁出口，公交换乘点等），每个租赁点放置一些自行车，供游客在一定时间内免费使用，利于低碳出行，全民健身，和城市畅通。 每辆自行车都是特制的，有自己的身份标签。通过公共自行车管理系统来管理自行车的租借。由于系统联网，所以在任何租赁点刷卡借车，可在其它任何不同的点刷卡还车。所有这些都通过“公共自行车租赁系统”来实时管理控制这些设备，实现管理这些租赁点每辆自行车的租借。系统完全实现无人化、智能化、全天候24小时服务游客。 1.1.2公共自行车系统原理 1.1. 2.1系统结构图
本系统采用集中控制、分布式管理的模式，由一个后台管理系统和若干自行车服务点组成。自行车服务点通过网络与后台管理系统相连接，自行车服务点将车辆信息、租还信息发送到后台管理系统，后台管理系统根据数据库信息向自行车服务点回复数据。本系统设计的一大特点是采用网络无关性设计，也就是本系统服务点与后台管理中心之间的网络由运营商根据当地实际网络环境来定，无论有线网络还是无线网络，无论是哪家电信运营商都可以使用。 1.1. 2.2自行车服务点结构图 自行车服务点结构分为两种方式。如下图所示 自行车服务点结构“方式一”图
自行车服务点结构“方式二”图 其中，方式一能够做到分级处理，先由工控机进行处理，然后再与后台联络，减轻服务器压力；方式二的优点是成本低，由局域网路由器实时向后台传输数据。 自行车服务系统由3部分组成，1个控制单元、若干锁止器和1个密钥系统。通过CAN总线与锁止器系统相连接，工控机负责交易逻辑的处理，脱机数据存储，卡片信息查询等功能，锁止器上送的卡片信息通过CAN总线传输到工控机，工控机根据卡片密钥体系的要求传送到密钥系统完成计算密钥。 技术亮点：自行车服务点系统具有两大技术亮点：CAN总线技术的使用，密钥系统的使用。 1.1. 2.2.1CAN总线 为了使本系统的工作效率达到最大，尽可能的提高用户卡的刷卡速度，系统采用的通讯模式为多对多，传统通讯模式不是点对点通讯就是广播式通讯，很难满足本系统的设计要求，针对本系统针对速度以及造价的要求，我们使用CAN总线解决，CAN总线的实现成本不高，而且能够实现多对多的通讯模式。 我们设计的CAN总线模块分两种，一种是安装在锁止器内部的CAN总线模块，还有一种是安装在工控机内部的CAN总线模块，在这两块CAN模块的配合之下系统能够使用CAN总线稳定的工作。 1.1. 2.2.2密钥系统 作为一个优秀的IC/ID卡系统，IC/ID卡的安全是必须要考虑的重要环节，作为IC/ID卡安全体系的重要环节就是IC/ID卡密钥系统。而且为了保证
自行车结构的创新设计说明
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 (5) 2.1 自行车结构创新来源 (5) 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) 2.4.2确定折叠方式 (7) 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)
自行车创新设计
机械械创新设计案例 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(图例10—2)，车上座位根据人体工程学设计，躺式蹬车省力，时速可达50km。 摇杆式自行车(图例10—3)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(图例10—4)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。
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(图例10—5)。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。 全塑自行车 图例10—6所示为，其车架、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。 图例10—7所示的这种高速自行车具有以下特点： (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Hysol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，
智能停车系统设计方案.
智能停车系统设计方案
目录 1. 引言 (1) 1.1 背景 (1) 1.2 智能停车系统定义 (1) 2. 系统开发设计概述 (2) 3. 智能停车系统分析 (2) 3.1系统设计的基本思路 (2) 3.2 可行性分析 (3) 3.3 需求分析 (3) 3.4 发展趋势分析 (4) 4. 智能停车系统设计 (5) 4.1 单片机软件设计 (5) 4.1.1 红外传感器检测 (5) 4.1.2 无线模块软件设计 (7) 4.2 上位机显示程序软件设计 (8) 4.2.1 串行通信函数模块 (8) 4.2.2 图像显示模块 (9) 4.2.3 附加功能模块 (10) 5. 结论 (11) 6. 参考文献 (11)
1.引言 1.1 背景 随着经济的发展，人民生活水平的提升，汽车市场的繁荣引发了停车难题。据统计，“全国机动车与停车位之比例约为3：1”。经济发达的大中城市这一比例则更高，停车场建设已成为城市发展所面临的大问题。根据我国机动车数量与停车位之比，以及国外发达国家停车产业的发展来看，停车难问题催生出了一个巨大的智能停车场管理设备市场。 新型的车位引导系统作为停车场管理系统的有力补充，从而形成了智能化更高的停车场管理系统。车位引导系统能够对进出停车场的车辆进行有效引导和管理。本系统实现的主要功能是引导人们更加方便快捷地停车，使停车场车位管理更加规范、有序，并且进一步提高停车场车位利用率。 “智能停车引导系统”在国外已得到了广泛应用，但是在国内只有较少大型停车场有类似的车位引导系统，因此本设计也有一定的实际意义。 1.2 智能停车系统定义 智能停车引导系统是为了对停车场车位状态进行判断，然后对停车场达到智能管理作用而设计的系统。停车场车位引导系统主要用于大中型停车场，其工作原理是通过一定1的车位检测技术进行检测车位，从而判断出车位有无停放车辆，然后将各个车位停车情况通过一定的通信方式与控制计算机相连，控制计算机经过数据处理，将引导信号传给引导指示器，引导司机快速将汽车驶入空位。停车场车位引导系统不但能够提高了停车场的使用率，使停车场管理更加便捷，还降低了大中型停车场的经营成本，大大提高了停车场的社会效益和经济效益。 从上面的信息我们可以清晰的看出：“智能停车引导系统”是一个应用于停车场，通过车位检测模块检测数据，经过数据处理模块处理数据，并在引导指示模块显示信息的智能化系统。
以自行车为例看产品的创新设计(精)
以自行车为例看产品的创新设计 1 引言 创新设计即充分发挥人的创造才能，利用技术原理进行创新构思的设计实践活动，其目的是为人类社会提供富有新颖性和先进性的产品.因此，创新设计的基本特征是新颖性和先进性."新颖性"就是设计者不拘于前人或别人已有的成就，敢于根据从未尝试过的想法去进行新的探索，设计出别具一格的产品"先进性"就是设计的产品不仅应标新立异，而且在技术水平上比现有的类似产品要超前一步，即在功能、性能、结构等方面显示出新的特点和实质性的改进. 任何一种设计都离不开创新，工业设计领域中，无论是对传统产品的改进性设计，还是对新产品的开发性设计都需要创新.我们此次设计的主题，自行车的设计也包涵着诸多的创新成分. 2 自行车的认识 自行车拉丁文为Bicyoletta ，是"快"和"步行人"的意思，中文译名为"自行车"这种代步工具起源于欧洲.自1815 年法国人制造了第一台自行车起，自行车经过了多次的改良，才成为现在我们日常生活中的样式.图1 为最早的自行车. 就近代自行车而言，随着科学技术的发展进行了如下几次重大技术改革: 1)增添了变速装置，出现了多级变速，最多达到10 -21 个档位，可以随意调节，适应不同的地形和气候条件，给旅游和竞赛带来了极大的方便; 2) 材质的改进，向质轻、坚固的方向发展，提高了速度; 3) 结构形式的改进，区分了自行车的型号、类别，现在流行的有踏板式自行车、折叠式自行车、椭圆牙盘自行车和多人旅行自行车等; 4) 动力的改进，国际上已经出现全电控制自行车、液压传动自行车、太阳能自行车等，从而使现代交通工具丰富了许多.本次的设计课题就是在此基础上对自行车做出创新概念上的开发设计. 3.1 发现问题 在对自行车进行创新设计之前，必须对现有自行车的功能、结构、使用要求等因素作必要的了解和分析，预测未来的市场需求，利用头脑风暴法等创新思维和创新方法，对未来自行车进行畅想，找到进行创新设计的方向.进而利用创新的理论和方法进一步完成设计任务。其工作流程如图2所示.
最新自行车的创新
自行车的创新 一、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，驾驶者骑在车座土，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” 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1，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。 1865年，法国人拉利门特将回转曲柄置于前轮上，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。 1879年，链传动、后轮驱动的自行车产生。这时期，随着科技的发展，自行车的技术突飞猛进。如：菱形钢管支架，滚动轴承的应用，充气轮胎的使用。从此，自行车成为普遍的交通工具。 二、新型自行车 1、助力车：为节省人力而开发，最受欢迎的是电动车。现在普遍流行的电动车是采用后轮驱动，使用充电电池为能源。 2、考虑人性的车：根据人机工程学的设计，英国发明家发明了躺式三轮车，优点是蹬车省力，使用舒适。 3、变速车：根据路面状况和使用者的自身情况的不同，可以改变传动比，以达到适应使用者需求的目的。 4、减震车：适合山地运动。 6、塑料自行车：整体用工程塑料制造，特点是强度高，重心低，风阻小，重量轻，速度快。 6、多功能自行车：根据需求增加辅助功能，如在自行车上加车灯、饮水器、载人载物装置等。
7、小型自行车：方便搬上高楼或放在汽车后厢。现在流行的主要是可折叠式的小型自行车。 此外，自行车的辅助装置也越来越多。如用于运动的自行车脚蹬，自行车测速码表等等。 以下为几款新型自行车： 上图所示自行车具备变速和减震的功能，而且改进了刹车装置，去掉了一些不必要的装置如后车架，是一款新潮的运动型自行车，适用与野外游玩时使用。 上图所示自行车为一款迷你型的折叠自行车，多处折叠机构和多处可拉伸装
智能小车B设计分析方案
C 智能小车设计报告 摘要 本设计为实现两车交替超车领跑的功能，采用STC89C52单片机为控制核心，通过L298驱动电机转动完成小车，通过红外传感器ST188来检测路面黑线，完成小车在行车道上的各种正常行驶，通过光电开关避免两车相撞，从而实现两小车交替超车领跑的功能，并通过按键设置控制小车行驶状态，其中红外传感器和光电开关在小车上的放置情况，保证了小车的寻黑线和避障碍的完成。 关键词：STC89C52、L298、红外传感器ST188、光电开关 1 方案设计与论证 1.1设计要求 本系统要求两辆小车分别在行车道正常行驶一圈；甲乙两车按题目要求的所示位置同时起动，乙车通过超车标志线后在超车区实现超车功能，并先 于甲车到达终点，则两车前后位置交替，继续做下一圈的超车领跑。 1.2各部分方案论述 1.2.1 控制模块 采用STC89C52RC单片机，实现小车的智能控制，其中工作电压5V，8K 字节ROM,512字节RAM,通用I/O 口32个，3个定时器/计数器。 1.2.2电源模块 采用9V锂电池，经稳压电路到工作电压5V. 1.2.3 直流电机驱动模块 方案一：采用分立元件组成的平衡式驱动电路，这种电路可以由单片机直接对其进行操作，但由于分立元件占用的空间比较大，还要配上两个继电器，考虑到小车的空间问题，此方案不够理想。 方案二：采用L298N驱动直流电机，基于L298N芯片的PWM控制系统模块，让电机具有调速的功能，小车便可以完成调速速、转向功能。则需按此方案较好。 1.2.4 调速模块方案一：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压来调速。
但电阻 网络只能实现有级调速，而且数字电阻的元器件价格比较昂贵。尤其是所使 用的电动机电阻很小，但电流很大，分压不仅会降低效率，实现也很困难。 方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调节。此方案电路较简单，但继电器的响应时间有限，机械结构易损坏，寿命不长，可靠性也不太好。 方案三：采用脉冲宽度调制电路。用单片机控制信号的高低电平时间完成调速，用对两个信号的不同控制完成电机的转向和起停的控制。这种电路由于工作在管子的饱和截止状态下，效率非常高，经实验发现，此方法调速简单可行，方便可靠。 基于上述理论分析，拟选择方案三。 1.2.5避障模块 方案一：采用超声波测距。超声波传感器测距时有足够的精度，可以达到1cm的近距离，对远距离也有较快的响应信号。但是，本题目的要求是绕过障碍物，这就要求小车在较远距离时即做出绕障的反应，因此没有必要采用精确近距的超声波传感器。 方案二：采用光电开关e18d8Onk。本设计采用的光电开关有效距离为可达到45cm, 所有能反射光线的物体均可被检测，所以小车前方只要有障碍，马上就可以检测到，且没有电路简单，便于操作，所以拟采用此方案。 1.2.6 黑带检测模块 方案一：采用发光二级管，用光敏二极管接受。由于光敏二极管受可见光的影响较大，稳定性差。 方案二：采用反射式红外光电传感器（ST188>,利用红外线发射管发射红外线，红外线二极管进行接收，采用红外线发射，外面可见光对接收信号的影响较小，再用电压比较器对信号进行调整。本方案也易于实现，较可靠，因此采用。 2 理论分析与计算 2.1黑带检测原理 利用光的反射原理，当光线照射在白纸上，反射量比较大，反之照在黑线上对光吸收，反射回去的量比较少，这样就可以利用红外发光二极管与接收端来判断黑线的位置，当遇到黑线时候，经过LM339比较器输出高电平，反之遇到白线为低电平。 2.2 超车原理利用光电开关判断两车之间的相对位置，也可以认为是一辆车是另一辆车的 “障碍物”，即当一辆小车在在另一辆小车光电开光的检测范围内时候，让小车
关于多功能婴儿车的创新设计
关于多功能婴儿车的创新设计 一、项目名称 多功能婴儿车 二、项目创新背景及意义 随着经济的发展和技术的进步,人们对婴儿用品的需求也越来越多样化,婴儿车作为一种传统的婴儿用品,是一种为婴儿户外活动提供便利而设计的工具车,在现代社会中也有着广泛的市场需求。尽管现在的婴儿车的品牌和种类十分的丰富,但市场上的婴儿车依旧是以传统的婴儿车为主,其有着功能单一,使用不太方便的缺点。当然,现在市场上也出现了一些多功能婴儿车,不过大多数产品在功能方面还有着较大的局限性。 三、现有婴儿车功能及不足分析 1.从常规使用功能方面分析 婴儿车,作为一个消费产品首先要满足它最基本的使用要求,即手推行走功能。此外,婴儿车作为一种婴儿的户外活动用品,必须能够对婴儿起到保护作用,保护的首要原则是要保护婴幼儿身体不受到伤害，因此婴儿车必须要产品质量好,结构结实稳定，安全性能高。其应用场所主要是室外,在室内,婴儿车通常是不会被使用的,这就意味着婴儿车需要存放。存放婴儿车必然会占用一定空间,我们当然希望存放婴儿车的空间尽可能的小,毕竟室内空间都是比较有限的,这
就需要婴儿车能够折叠缩小体积,折叠功能现在的婴儿车大多已经具备,但是一些产品的折叠效果并不理想,在折叠方面仍具有可以发挥 的空间。婴儿车,必然要有婴儿,按照婴儿在婴儿车中的姿势,婴儿车可以分为分全躺式婴儿车和半躺式的婴儿车,这两种姿势的婴儿车有着各自的优缺点,因此我们希望婴儿车的姿势最好能够变换。 2.从多功能和易用的方面考虑. 常规的婴儿车在平地上行走还算灵活，一旦遇到要上台阶就必须得几个人抬着走才行了,并且现在城市里建筑都以楼房为主,仍有大 量的住宅楼是没有配备电梯的,带着婴儿车上楼梯就会变得十分困难,这是现有婴儿车都具有的不足。婴儿不能自己控制排尿,特别是外出的时候,婴儿尿湿了尿片，父母都不能方便的察觉。时间长了,不但婴儿会感到不适,而且对婴儿的皮肤也不好,因此婴儿车最好有一个检 测装置来判读婴儿是否尿尿,并发出信号提醒父母,这是现有婴儿车 都不具备的。随着汽车的普及,汽车已经进入普通家庭,在汽车上携带婴儿的方法通常就是抱着,其实这种方法既不方便又不安全,最好的 方法是使用婴儿汽车安全座椅,如果能够赋予婴儿车汽车安全座椅的功能,对婴儿车而说也是十分不错的创新。为了能够在户外为婴儿提供更舒适的环境,也为了更好的照顾婴儿,还可以为婴儿车增加摇篮 功能。 此外,婴儿车通常都还具有遮阳、防风防雨、车轮锁、音乐播放等其他功能,而这些功能都是大多数现有婴儿车具备的功能,这里就 不再详细分析。
智能小车系统项目设计方案
智能小车系统项目设 计方案 第一章引言 1.1 智能车研究背景 1.1.1发展历史 智能小车系统是迷你版的智能汽车，二者在信息提取，信息处理，控制策略及系统搭建上有很多相似之处，可以说智能小车系统将为智能汽车提供很好的试验和技术平台，从而推动智能汽车的发展。 智能汽车是未来汽车的发展方向，将在减少交通事故、发展自动化技术、提高舒适性等许多方面发挥很重要的作用；同时智能汽车是一个集通信技术，计算机技术，自动控制，信息融合技术，传感器技术等于一身的行业，它的发展势必促进其他行业的发展，在一定程度上代表一个国家在自动化智能方面的水平[1]。汽车在走过的100多年的历史中，从没停止过智能化的步伐，进入20世纪90年代以来，随着汽车市场竞争激烈程度的日益加剧和智能运输系统（ITS）的兴起，国际上对于智能汽车及其相关技术的研究成为热门，一大批有实力有远见的大公司、大学和研究机构开展了这方面的研究。很多美国、日本和欧洲等国家都十分重视并积极发展智能车系统，并进行了相关实验，取得了很多成就。我国的相关研究也已经开展，清华大学成立了国最早的研究智能汽车和智能交通的汽车研究所，在汽车导航、主动避撞、车载微机等方面进行了广泛而深入的研究，2000年智能交通系统进入实质性实施阶段，国防科大研制出第四代无人驾驶汽车，西北工业大学、交通大学、大学等也展开了相关研究。这一新兴学科正在吸引越来越多的研究机构和学者投入其中。
1.1.2 智能车的应用前景 智能车系统有着极为广泛的应用前景。结合传感器技术和自动驾驶技术可以实现汽车的自适应巡航并把车开得又快又稳、安全可靠；汽车夜间行驶时，如果装上红外摄像头，就能实现夜晚汽车的安全辅助驾驶；此外，智能车系统还可以工作在仓库、码头、工厂或危险、有毒、有害的工作环境里，并能担当起无人值守的巡逻监视、物料的运输、消防灭火等任务。在普通家庭轿车消费中，智能车的研发也是很有价值的，比如雾天能见度差，人工驾驶经常发生碰撞，如果用上这种设备，激光雷达会自动探测前方的障碍物，电脑会控制车辆自动停下来，撞车就不会发生了。 1.2智能汽车大赛介绍 公司开发嵌入式解决方案的历史可追溯到50多年前，现在，已发展成为在20多个国家设有业务机构，拥有 20,000多名员工的实力强大的独立企业。 公司专门为汽车、消费电子、工业品、网络和无线应用提供“大脑”。他们无比丰富的电源管理解决方案、微处理器、微控制器、传感器、射频半导体、模块与混合信号电路及软件技术已嵌入在全球使用的各种产品中。并拥有雄厚的知识产权，其中包括6,200 多项专利。 为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文，附件1)，由教育部高等自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。 该竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供/购置规定围的标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽
《前驱无链条老人自行车》设计报告
《前驱无链条老人自行车》设计报告 1
<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:xxx 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,可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。 这次设计是经过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, - 1 -
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。 在材料方面,碳纤维、复合材料、镁合金、铝合金等新型材料因其优良的材料特性而被有效地运用到自行车特别是赛车上。开发生产碳纤维自行车和镁铝合金自行车是当今自行车工业领域致力研究的课题。 国内外各种企业机构都在开发新型自行车,可是面向的都是中青少年,各种高效率、高舒适性、高稳定性的自行车,适合年轻人去使用的,对于老年人这方面还属于一个不大不小的空白,如果能够多研究适合年纪大的人使用的新型自行车,我觉得还是很有市场前景的。 四．机构方案评价 - 2 -
某智能小车详细设计方案
某智能小车详细设计方案 1前言 1.1智能小车的意义和作用 自第一台工业机器人诞生以来,机器人的发展已经遍及机械,电子,冶金,交通,宇航,国防等领域.近年来机器人的智能水平不断提高,并且迅速地改变着人们的生活方式.人们在不断探讨,改造,认识自然的过程中,由此发展起来的智能小车引起了众多学者的广泛关注和极大的兴趣。 智能小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可以应用于无人驾驶机动车，无人生产线，仓库，服务机器人，航空航天等领域。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。因此为了使智能小车工作在最佳状态，进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。 智能小车要实现自动寻迹功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物,感知导引线相当给机器人一个视觉功能.避障控制系统是基于自动导引小车(avg—auto-guide vehicle)系统,基于它的智能小车实现自动识别路线,判断并自动避开障碍,选择正确的行进路线.使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相应的执行动作. 该智能小车可以作为机器人的典型代表.它可以分为三大组成部分:传感器检测部分,执行部分,cpu.机器人要实现自动避障功能,还可以扩展循迹等功能,感知导引线和障碍物.可以实现小车自动识别路线,选择正确的行进路线,并检测到障碍物自动躲避.考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当.智能小车的执行部分,是由直流电机来充当的,主要控制小车的行进方向和速度.单片机驱动直流电机一般有两种方案:第一,勿需占用单片机资源,直接选择有pwm功能的单片机,这样可以实现精确调速;第二,可以由软件模拟pwm输出调制,需要占用单片机资源,难以精确调速,但单片机型号的选择余地较大.考虑到实际情况, cpu使用AT89c52单片机,配合软件编程实现. 1.2智能小车的现状 现智能小车发展很快,从智能玩具到其它各行业都有实质成果.其基本可实现循迹,避障,检测贴片,寻光入库,避崖等基本功能,现在大学电子设计大赛智能小车又在向声控系统发展.比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列，我此次的设计主要实现循迹避障通信及遥控功能。
自行车创新设计综述
机械创新设计 课程论文 题目：自行车的创新设计 专业班级：机械 姓名： 学号：20130212 课程老师：
自行车的创新设计和应用 浙江农林大学机械 摘要： 为促进自行车行业的发展，必须引入创新的设计方法进行创新设计。在阅读和检索国内外大量文献的基础上本文分析了创新设计的理念和方法，分析了现代自行车的主要创新形式为自行车的创新设计奠定了一定的基础。 论文从车把、车身、车座等几个方面介绍了自行车的创新思路与方法。文中介绍的创新点为：改经典的链传动改为齿轮传动。用新型非零变位弧齿锥齿轮取代传统的零变位弧齿锥齿轮，以获得更高的使用寿命和传动效率。采用双瓣式车座，改善骑车的舒适度。采用龙头式车把，有更好的骑车体验。采用碳纤维车架，减轻车身重量，增强自行车使用寿命。采用折叠式双杆三角支撑立车架，避免外部因素使闲置自行车歪倒，损坏车身。 关键词：自行车；创新设计；弧齿锥齿轮；车架造型 一、产品背景及发展现状 1.1论文的选题背景及意义 从早期的自行车雏型出现，到今天种类繁多、形式多样的自行车产品，已经历了近200年的历史。今天，尽管自行车整体行业处于一个供大于求的市场矛盾中，但就其存在的社会效益上看，它依然是一种清洁、廉价和具有健身功能的短途代步工具，依然有着广阔的发展前景，因此创新对今天的自行车的设计和生产有着积极的意义。 现代自行车产品开发越来越注重创新，例如色彩的设计，新材料、新工艺、新结构的应用以及多功能设计。本文以大家都比较熟悉的自行车为对象，在研究自行车发展史、结构功能、传动机构、派生形式等多方面资料的基础上，开发自行车计算机辅助设计的创新软件。充分利用面向对象技术、计算机动画技术及多媒体仿真技术，提供多种自行车设计方案，准确而生动地模拟出自行车创新设计过程，能够促使人们积极思考、分析、探索，提高创新能力。同时对提高设计质量，缩短设计周期，增强设计的直观性、形象性，以便集中精力用于创造性研究，具有重要意义和应用价值。 1.2国内外研究及发展现状 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。Soden0和Adeyefal'31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。Hull和他的合作者们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。RayP.S .Han和M. A. Thomlinsonll'-lel等人着眼于非圆链轮驱动系统运动学和动力学分析与研究，并对人体作用进行评估，包括关节力矩、腿的角加速度、输出力等。通过将两自由度的
智能小车的自动驾驶系统的方案设计书☆
智能小车的自动驾驶系统的设计☆ 智能小车的自动驾驶系统的设计(21000字) 摘要本文介绍的是一种基于微处理器智能汽车控制器的设计。主要介绍智能汽车的运动模型、硬件系统和直流电机控制方法。重点针对智能汽车的调速系统进行建模，利用protel软件对系统的启动、调速和抗扰的特性电路进行... 智能小车的自动驾驶系统的设计☆(字)
摘 要
本文介绍的是一种基于微处理器智能汽车控制器的设计。主要介绍智能汽车的运动模型、硬件系统和直流电机控制方法。重点针对智能汽车的调速系统进行建模，利用protel软件对系统的启动、调速和抗扰的特性电路进行设计，同时初步优化控制策略。
智能汽车的硬件系统主要由电源模块、主控制器模块、电机驱动模块、转向控制模块、速度检测模块、路径识别模块和实时显示模块组成。主控制器模块采用飞思卡尔公司的 MC9S12DG128B单片机作为处理核心，用以处理方位信号和速度信号，同时对转向和转速进行实时控制；路径识别模块采用红外传感器收集路径信息，并分析红外传感器分布对路径识别的影响；驱动模块采用MC驱动芯片，通过控制PWM占空比实现对直流电机的控制；速度检测模块使用霍尔传感器获得智能车信息，并以此形成速度的闭环控制；实时显示模块用于当前小车相关信息的显示。
智能汽车的软件系统包括以下几个模块：红外传感器信息采集及处理模块、速度检测模块、转向控制模块、转速控制模块和实时显示模块。根据仿真结果，分析转速控制方法对智能汽车调速性能的影响，转向控制中分析PD控制对智能汽车的转向控制的影响。
该智能汽车控制系统具有硬件电路结构简单，系统稳定性强、响应性快，控制效果好的特点。
关键词：智能汽车；红外传感器；PID控制；自动循迹；
ABSTRACT
我设计的自行车教案
《我设计的自行车》教学设计及课 《我设计的自行车》第一课时教学设计 一、教学目标： 1、知能目标：通过对自行车结构、功能的初步认识，指导学生设计自行车，用画笔描绘或运用各种综合材料创作自行车。 2、方法目标：引导学生富有创意的运用各种类型的材料，在创作中体验设计自行车的乐趣；在创作与探索中，捕捉创作灵感，逐步形成创造性的构思。 3、情感目标：通过讨论交流，相互启发，培养学生的动手能力和创新精神，激发学生对未来美好生活的向往。 二、教学重点：初步认识自行车的大体结构及功能，并在此基础上能够大胆创新。 三、教学难点：创造性的利用各种方法或材料，设计制作出有新意的自行车。 四、教学准备： 教师：课前指导学生预习：了解有关自行车的知识；收集自行车的图片、模型。 学生：彩笔、油画棒、水彩笔、画纸、各种可制作自行车的材料。（易拉罐、一次性餐盘、旧光盘、、吸管、橡皮泥、瓶盖等）。 五、教学过程
一、组织教学 二、导入阶段 同学们，今天老师带来一份礼物，请大家观看一段视频好吗？出示视频。 学生观看。 同学们我们刚才看到的是关于什么的表演？（是一段自行车特技表演）。 同学们真是太聪明了！今天老师就和大家一起了解一下自行车，板书：自行车。 三、探究阶段 1、了解自行车历史 你们知道最早的自行车发明距今有多少年的历史吗？大家可以猜猜看！ （自行车的发明距的确今有200多年的历史了）。 有哪位同学知道最原始的自行车是有什么材料做出来的？ 师出示最原始的用木头做的自行车。 师讲解：我们现在看到的就是最原始的自行车。它是由法国人西夫拉克制造的。 师讲自行车发明小故事：1790年，有个法国人名叫西夫拉克，他特别爱动脑筋。有一天，他行走在巴黎的一条街道上，因为前一天