旋转式自行车停放装置的设计

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高考通用技术专题讲义7 设计分析及标准件

素养呈现·明要求核心素养表现要点水平等级考试题型分值

工程思维运用人、物、环境三要素进行分析，具有与他人交流设计想法、讨论问题的意识；能合理地选择并使用标准件

2 选择题或第13题中的1问 2

考点一设计分析【知识梳理】任何产品的设计分析都要综合考虑物、人、环境三个要素。物：由产品本身的特点决定的，主要考虑的因素包括：功能、结构(稳定及强度)、安全可靠、材料、成本、加工难易等；人：产品的设计要以人为本，为人服务；从人机关系角度分析。环境：环保及环境适应性；为哪些物品提供支持。【典例突破】【典例1】 (2019·4月选考真题)如图所示是一款具有杀菌功能的床铺除尘机器人。下列关于该机器人的设计分析和评价中不正确．．．的是( )

A.操作简单，使用方便，主要考虑了人的因素 B.有杀菌除尘功能，符合设计的实用原则 C.因在床铺上使用，设计时机器人的机身高度不受限制 D.能识别床铺的边沿，不会掉落，考虑到了环境的因素答案 C 解析选项A：人在操作使用，考虑了人的因素，选项正确；选项B：功能作用，体现了设计的实用原则，选项正确；选项C：机身高度会影响产品本身的结构稳定性，属于设计分析的“物”的因素，选项错误；选项D：在床铺上使用的，床铺是其工作场所，考虑了使用环境，选项正确。【变式1】如图所示是一款迷你手持无叶小风扇，质量轻，方便携带，三挡调风，持续使用8小时，没有扇叶，可以随意触碰，下列关于对该风扇分析评价中不正．．

确．的是( )

A.使用过程中，可以随意触碰，实现人机关系的安全目标 B.360度空气流入及排出，模拟自然风，考虑了人的生理需求与心理需求 C.风扇的充电状态会通过指示灯提示，考虑了“人”的因素 D.底部装有防滑底垫，考虑了“物”的因素答案 D 解析本题考查了人机关系、设计分析。选项A：使用过程中不对使用者造成危险，实现了安全目标，选项正确；选项B：模拟自然风，考虑了人的需要，选项正确；选项C：指示灯具有具体含义，使人清楚，选项正确；选项D：考虑了放置地方的要求，从“环境”角度考虑，选项错误。【变式2】美国First Wave提出了一个全新的杯子清洗方案：Glass Rinser。Glass Rinser洗杯子原理很简单，就是通过压力将水喷射出来，达到360°清洗杯子内部污渍的效果。下列说法中正确的是( ) A.适合清洗各种造型的玻璃杯、塑料杯、酒杯，主要从“物”的因素考虑 B.清洗时水流会直接流向水槽，方便快捷，体现了技术的高效性 C.使用非常简单，把杯子放在底座上面轻轻一按，Glass Rinser就会自动开启高压水柱冲洗内壁，主要从“人”的因素考虑 D.360°无死角清洗，杯子洗的超干净，实现了人机关系安全目标答案 C 解析选项A：适合清洗各种造型的玻璃杯、塑料杯、酒杯，物品与物品之间的关系，环境角度，选项错误；选项B：技术没有高效性这样的说法，选项错误；选项D：安全目标是指人不受生理上的伤害，选项错误。考点二标准件【知识梳理】 1.标准件的定义标准件是指按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的具有通用性的零部件，如螺纹连接件、键、销、滚动轴承等。主要类别包括紧固件、连接件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件。 2.常见的标准件 (1)螺纹连接件螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。具体如下图所示：螺纹连接件图示作用

自行车知识详解

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目录
1.发展历史 2.组成及原理 3.分类介绍
4.选购技巧及使用
5.赛事及前景
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发展历史
结构简单没有驱动装置没有转向装置
1790年法国西夫拉克向没有驱动装置，两腿蹬地前进 Hobby Horse 小马驹铁制取代木制的趋势
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目录
1.发展历史 2.组成及原理 3.分类介绍
4.选购技巧及使用
5.赛事及前景
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选购技巧及使用
用途：1、距离、停放；2、山地、公路、旅行、折叠、小轮？？？价位：几百元-至十几万元不等。（1）1000元以下：短途通勤或城市代步；（2） 1000至5000元：入门款山地车，日常休闲、运动；（3）5000-15000元：质量与配件，入门竞赛级；（4）20000以上：玩家级、收藏级或专业级 V刹还是碟刹：考虑使用特性、保养维护和价格，碟刹省力、不易抱死、不易衰竭，但不好维护，重量略大于V刹车，正规普通碟刹价格在三四百元上下，适于剧烈骑行，长距离下坡或者摆酷材质：（1）钢材：传统车架材质，通勤车及钢管公路车所使用，但重量大，1000以下基本是钢架；（2）铝合金：重量轻，强度刚性好，但弹性差，舒适感有所牺牲，价格在1000以上，选购时注意喷漆和焊接；（3）碳纤维：轻量、吸震、舒适，进阶款变速：一般通勤代步车多使用7-18段变速，特别是在城市中，自行车作为普通代步工具， 7速就够了。而骑行运动，游山玩水则建议要有21，24，27段变速，若是爬坡或是竞赛，当然就要选择27，30段变速尺寸：14--19寸之间
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选购技巧及使用
十大品牌（数据来源——十大品牌网）：
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目录

城市道路规划设计

三、城市道路规划设计(一) 熟悉道路平曲线设计避免设置或少设泵站；雨水管应移和倾覆。

平曲线最小半径是指保证机动车辆以设计车速安全行驶时圆曲线最小半径。

考虑车辆抗倾覆的平曲线最小半径为：式中：V——设计车速；①一一路面横向摩阻系数；i 一一道路横坡。

考虑车辆抗侧滑的平曲线最小半径为：式中：卩一一横向力系数；平曲线最小半径主要取决于道路的设计车速，与之成正比。

乎曲线最小半径的确定，必须综合考虑机动车辆在平曲线上行驶的稳定性、乘客的舒适程度、车辆燃料消耗和轮胎磨损等各方面的因素。

(2) 超高当条件不允许设置平曲线最小半径时，可以将道路外侧抬高，使道路横坡呈单向内侧倾斜，称为超高。

当一条道路的设计一车速V与横向力系数□选定后，超高横坡度的大小将取决于曲线；直径的大小。

按《城市道路设汁规范》规定，平曲线半径小于不设超高的最小半径时，在乎曲线范围内应设超高。

城市道路，尤其是市区内道路，大多数的车辆车速不高，为有利于建筑布置及其他市政设施修建的配合要求，—般均不设超高。

2．加宽与超高、加宽缓和段(1) 平曲线路面加宽在曲线段上行驶的汽车所占有的行驶宽度要比直线段宽，所以曲线段的车行道往往需要加宽，其加宽值与曲线半径、车型几何尺寸、车速要求等有关。

道路子曲线半径小于或等于250m 时，应在乎曲线内侧加宽。

(2) 超高、加宽缓和段超高缓和段是由直线段上的双坡横断面过渡到具有完全超高的单坡横断面的路段，超高缓和段的长度不宜过短，否则车辆行驶时会发生侧向摆动，行车不十分稳定。

一般情况下，超高缓和段长度最好不要小于15 —20m 。

加宽缓和段是在平曲线的两端，从直线上的正常宽度逐渐增加到曲线上的全加宽的路段。

当曲线加宽与超高同时设置时，加宽缓和段K 度应与超高缓和段长度相等，内侧增加宽度，外侧增加超高。

如曲线不没超高而只有加宽，则可采用不小于10m 的加宽缓和段长度。

不设超高的两相邻反向曲线，可直接相连；若有超高，两曲线之间的直线段长度应至少等于两个曲线超高缓和段长度之和。

变速自行车

组成
变速自行车构造在自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件之中，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量是最大的。按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统：
1、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。
链条又称车链、滚子链，安装在连轮和飞轮上。其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上，带动自行车前进。
链轮：用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。
分软边胎和硬边胎两种。软边胎断面较宽，能全部裹住内胎，着地面积比较大，能适宜多种道路行驶。硬边胎自重轻，着地面积小适宜在平坦的道路上行驶，具有阻力小，行驶轻快等优点。
变速器的使用方法是先使用低档，以24速变速器为例，如果前拨使用2档，后拨使用的是4档，在此缩写为24档。一般情况下，变速器是不使用后拨的7档和8档的，齿轮太小，影响链条寿命。并且变速器最好不要挂1-8档的，1-8档牙盘是最小齿轮，飞轮是最小齿轮，链条不是直的，是斜的，这样对链条不好，会加速影响你链条的寿命，对变速器也不好。同理，3-1档也不行，因为链条也是斜的。二长时间不骑行，停放车子的话，可以换成 1-8档，这样前后都是最小的齿轮，能使你的后拨弹簧放松，延长你的后拨寿命，但是1-8不是骑行用的档位，骑行之前，也就是人上车子之前，最好先换成2-4档。如果使用24速变速器，建议按速度快慢从低速往上顺序挂档组合是1-1档，1-2档，1-3档,1-4档,2-2档,2-3档,2-4档，2-5档，2-6档，3-5档，3-6档，3-7档，3-8档。正常情况下，2-4档，2-5档和2-6档能应付绝大多数路况，不发力的话速度范围在每小时15公里到每小时22公里之间。

台铃电动自行车使用说明书

E-BIKE电动自行车使用说明书INSTRUCTIONS特别提醒尊敬的台铃客户：1.请仔细阅读使用说明书，在了解电动自行车性能前，不要使用电动自行车，并妥善保存本使用说明书；2.禁止在楼道或室内充电、停放，禁止篡跑得更远的电动车ELECTRIC BIKES OF FURTHERMILEAGE 前言01特别声明01使用告知01禁止提示02免责说明02温馨提示03使用指南03维护保养05定期保养和自检06保养清洗说明06整车图示07整车参数08电气原理图09电池安装图10主要紧固件力矩12各部位调整方法13简易故障现象及排除16质保条款功能介绍17三包原则17质保期限及免费服务内容18非三包范围质保19郑重声明20跑得更远的电动车ELECTRIC BIKES OF FURTHER MILEAGE目录<跑的更远的电动车ELECTRIC BIKES OF FURTHER MILEAGE尊敬的台铃用户：感谢您选用台铃高性能电动车！为了您能更轻松自如操作和更安全骑行，我们特编制了本说明书，它将为您介绍电动车的使用常识和保养方法，请您购车后认真阅读说明书（含电子说明书），了解本车性能、特点、注意事项和保养常识，充分发挥“台铃”电动车的优势，确保在最佳行驶状态下安全行驶。

用户的需求，就是台铃的追求。

愿您能把骑乘后的感受和建议告诉我们，不断促进我们的工作，让我们的产品更趋完美。

本手册所载内容，是根据最新资料编印的，因公司产品在不断更新和改进，故本说明书与您实际购买的产品如有不一致的地方，恳请您予以谅解。

如有疑问可以与本公司联系，联系热线：400-889-9981o在阅读本说明书之后，请您妥善保存以供日后参考。

电子说明书是本说明书重要组成部分，两者缺一不可。

整车图示、参数、原理图、电池组安装说明、主要紧固件力矩指标、各部件调整方法、简易故障现象及排除、保修条款、三包原则等详见电子说明书。

电子说明书查阅和下载方法如下：微信扫右侧二维码一输型号（见合格证）一查阅或下载电子说明书不便使用互联网，无法查阅的用户，可要求经销商协助打印电子说明书。

便携式滑板车

毕业论文(设计)(自学考试专接本)题目便携式滑板车学生姓名叶彬准考证号084914204046专业工业设计指导教师赵仕奇二〇一六年 5 月7 日声明本人郑重声明：1．持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。

2．本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。

3．本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。

4．本论文中除引文和致谢的内容外，没有抄袭其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。

5．其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。

作者签名：日期：便携式滑板车摘要叶彬南京理工大学，南京 210044滑板项目可算得上是极限运动历史的鼻祖，很多很多的极限运动项目都是由滑板项目延伸而来的。

20世纪50年代末60年代初由冲浪运动演变而成的滑板运动，而今已成为在地球上最“酷”的运动。

本课题主要是研究双轮滑板车的发展历程与设计原理，并通过参考现有的双轮自平衡滑板车的功能结构，以轻量化和外形设计两个方面为主设计一款新型的便携式滑板，而轻量化的灵感来源则是无叶电扇，由于无叶电扇与双轮滑板车之间有着相似之处，因此根据无叶电扇的造型做参考设计双轮双轮滑板的外观造型。

在内部结构方面根据现有的资料进行设计，尽量在现有的技术方面能实现内部构造。

当然双轮滑板车还处于发展阶段，本次课题是对发展中双轮滑板车存在问题的一种解决方式的探讨。

关键词;滑板;轻量化;设计Portable scooterAbstractYebinNanjing university of science and technology,Nanjing 210044Skateboard project is the earliest history of extreme sports, extreme sports are a number of projects extending from skateboarding to. From the end of 1950s 60 years, the beginning of the evolution of surfing from the movement,has become the world's most "cool" movementAnd now the development of the balance of the car into a two wheeled self balance of the car and single wheel self balancing two vehicle types and different to the user for government departments and large enterprises, two wheeled self balancing vehicle, ordinary consumers tend to single wheeled self balancing electric vehicle. However, due to the existence of the independent wheel of the bicycle at this stage, there is a shortage of safety, and many cities in China have banned the self balancing act of Shangjie.This topic is mainly of the unicycle self balance car development and design principle, and through the reference of the existing single wheel self balancing electric vehicle, based on two aspects of light weight and shape design based design of a new type of single wheel self balancing electric vehicle and light quantify sources of inspiration is without foliaceous fan, because there is no leaf fan and single wheel self balance car between similar, so according to no leaf fan shape to do reference design single wheeled self balancing electric vehicle appearance. According to the existing data, the internal structure can be designed, and the internal structure can be realized in the existing technology..Of course, the single wheel self balancing vehicle is in the stage of development, this topic is a solution to the problem of the development of the one wheel self balancing vehicle.Key word:Skateboard , lightweight , design目录摘要 (3)Abstract (4)目录 (5)第一章绪论 (6)1.1 研究的目的与意义 (6)1.1.1 研究的意义 (6)1.1.2 研究的目的 (7)1.2 滑板车分类及衍化 (8)1.2.1 滑板车种类划分 (8)1.2.2 滑板车发展进程 (8)第二章滑板车系统构成分析 (10)2.1 功能结构分析 (10)2.2 运动原理分析 (12)2.3 外观风格研究 (12)2.3.1 造型风格 (12)2.3.2 数据参考 (14)2.3.3 色彩风格 (14)第三章设计总体思路及框架 (16)3.1设计方向 (16)3.1.1 轻量设计 (16)3.1.2 外形设计 (18)3.1.3 功能改良 (18)3.2设计计划 (18)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章绪论1.1 研究的目的与意义1.1.1 研究的意义滑板车（Scooter），是继传统滑板之后的又一滑板运动的新型的产品形式。

起落架图解

起落架
줈 起落架的载荷情况多 줈 需要作机构运动 줈 要从受力要求的观点和机构运动要求的观 1. 点来分析起落架的构造 Ⅰ.起落架的功用和对起落架的主要要求
1-1.1起落架的功用
承受当飞机与地面接触时产生的静、动载荷，防止飞机结构发生破坏消耗飞机着陆撞击和在不平跑道上滑行时所吸收的能量，防止飞机发生振动。当飞机着陆后，为了缩短滑行距离，吸收和消耗飞机前进运动的大部分动能。
起落架应该具有尽可能小的外形尺寸(迎风阻力就更(对一些起落架形式是起飞角)；通过改变支承系统的高度能方便运输机的装载和卸载；寿命要长，易维护修理；
减小起落架的重量
1-2.1起落架的配置形式
单主轮式后三点式
四点式自行车式前三点式多支点式
图1.2 起落架的配置型式 1-2.2后三点式起落架
二、地面滑行情况
按规范规定的跑道剖面进行动态分析，并按所得到的载荷进行设计。
三、地面操纵情况
(1) 静态操纵载荷和地面停放载荷
(2) 停放载荷
图1.8 静态操纵载荷
起落架的设计准则
主要载荷是动载荷伴随着机轮的旋转、刹车、减震器的弹性伸缩将出现各种振动多次起落重复载荷着重考虑起落架疲劳损伤、断裂破坏和安全使用寿命起落架的安全使用寿命应与飞机的安全使用寿命相匹配，通常取起落架试验寿命的1/4~1/6 起落架的设计准则：国内外都采用安全寿命（即疲劳寿命）设计，一般不按损伤容限设计主要原因：由于起落架构件因载荷大而多采用高强度或超高强度材料，其临界裂纹长度小，从裂纹可检出到断裂之间的裂纹扩展寿命短，而有些部位裂纹的检查比较困难
在大速度着陆时飞机容易发生翻倒现象当着陆速度偏大时,如果仅是主轮着陆，很难避免飞机拉飘，因此，着陆过程很复杂，若同时三点着陆，则需要飞行员训练有素。着陆时前视界较差也增加了着陆难度航向稳定性差如果采用喷气式发动机取代活塞式发动机，尾喷管的尾流易损伤跑道；

创意小发明,总有一款亮瞎你的眼

创意小发明合集，总有一款亮瞎你的眼1、无页风扇戴森风扇，利用空气倍增技术吸纳空气和扩大它。

由于没有转动叶片或网格外罩，安静，安全，易于清洁。

2、双头牙膏双头牙膏，如果她（他）抢先挤牙膏让你很生气，那这个产品很适合你。

3、折叠式集装箱玻璃纤维制成，折叠后体积减少到25％。

4、无限USB创新的USB插头设计，插进接口的同时还作为一个USB集线器，无限继承。

5、伸缩式的减速带如果车辆是按限速行驶，减速带保持收缩状态并允许车辆通过，无需停下。

6、拎瓶器它可以安全地携带多达6瓶的啤酒，软饮，或水瓶。

7、坐栏花盘将Greenbo花盘放到栏杆，甲板或栅栏上。

独特艺术般的设计，保证花盘的安全与稳定。

8、创新的缝纫针仅需一点压力，大眼针的环眼打开，开展到纽扣那么大，穿针引线，不在话下！9、黄油棒来自日本，棒状的黄油（如唇膏），哪个厨房都想要。

10、不倒翁牙刷牙刷刚放置时，会摇摇摆摆，直到达到一个平衡的状态——就像不倒翁（本来以为这个有卖，可惜没找到，不过找到另外一个东西，有点意思。

）11、布条型座椅他可以让你随时随地坐下休息12、带转向灯的骑车夹克衣服背部有LED方向指示灯，手腕处带有控制开关，骑单车时很实用，提高安全。

13.提包雨伞韩国设计师SeungHeeSon设计，将伞折叠成一个小的手提袋，不用担心雨伞上的积水乱滴，免去很多不必要的麻烦。

14、USB迷你冰箱USB迷你冰箱，靠USB口供电的冰箱，这个冰箱太小了，只能放进一罐饮料，它可以让你在使用电脑的时候顺手喝一杯冰镇的啤酒。

15、透明冰箱这款冰箱是不是很漂亮？由于是透明的，所以一定要保持内部的清洁和东西的摆放有条不紊，否则所有的一切都会一览无余的。

16、表情印章通过拨动按钮可以造出2000多个不同的表情，灵感来自密码锁17、肥皂粉碎机肥皂比洗手液去污能力强易清洗不直接接触而粉碎后很卫生的18、360°插头遇到上面情况必须要换个角度去思考19、藏起来吧一款十分有利用空间的沙发可以塞些东西遥控器茶杯书本假花20、椅子和桌子椅子翻下去成了桌子桌子抬上来是椅子21、绕耳机的槽因为线太长的不方便绕一绕就行22、亲子购物袋孩子也需要被关注领着袋子能让他们了解购物的感受23、有意境的灯开了和关了带来的不仅是光明喽24、简易书签很方便也易携带书虫必备25、刨苹果的戒指对于我这种不削皮也能咬的诱惑不大26、水果碗可拆分的碗目的是增大面积27、插座夹子克服地球引力的.. 慢着这不是普通夹子么28、挤牙膏的小工具这是一个很有趣的小工具，类似于牙膏和一些装在塑料包装里的膏体，在快用完的时候很难挤出来，往往造成浪费，而这个做成了嘴唇形状的挤压器却可以很好的解决这个问题。

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机械制造总第658期圆园19袁57渊6冤**浙江省大学生新苗人才计划项目渊编号院2018R405032冤收稿日期院圆园员9年1月

1设计背景随着绿色低碳出行的倡导袁越来越多的市民在出行时选择轻便灵活尧安全环保的自行车咱1-2暂遥然而袁由于

自行车使用量的不断增加袁尤其是近些年共享单车的大面积投放袁以及停车设施的不健全袁城市中很多地区都产生了严重的自行车停放问题袁大量自行车无序停放袁占据人行道袁浪费公共资源遥目前袁国内市场常见的传统自行车停放装置包括卡位式尧双层式尧错位悬挂式三种咱3-5暂遥卡位式停放装置使用时袁车位间距大袁空间利用率低袁停车稳定性差遥双层式停放装置操作复杂袁且在大规模停放时仍会发生拥堵袁造成不便袁并无法在墙角死区停车遥错位悬挂式停放装置成本高袁结构复杂袁不利于推广咱6暂遥可见袁设计一种满足占地少尧停取车方便要求的自行车停放装置是必要的遥笔者设计了一种旋转式自行车停放装置袁这一装置结构简单袁便于使用袁可设置在校园尧小区等公用区域遥2停放装置的设计2.1设计方案旋转式自行车停放装置的总体结构如图1所示遥装置由12套助力连杆机构和1个旋转承载底盘组成袁均匀分布在旋转承载底盘上的12套助力连杆机构是

旋转式自行车停放装置的设计□张博超□郭军涛□黄艳□高涵□杨承强□马剑强宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211

摘要院为解决自行车停放占地的问题袁设计了一种旋转式自行车停放装置遥这一装置由12套助力连杆机构和1个旋转承载盘组成袁助力连杆机构实现自行车的竖直停放袁旋转承载盘实现停车装置自身的自由旋转遥对所设计的自行车停放装置进行停取车过程力学分析与停放后旋转力学分析袁确认这一装置使用时省力袁且自行车停放后可处于自锁状态遥此外袁这一自行车停放装置还具有结构简单尧使用方便尧空间利用率高等特点遥关键词院自行车停放设计中图分类号院TH122曰U491文献标志码院A文章编号院员园园园原源怨怨愿渊圆园员9冤06原园园73原园4Abstract院Inordertosolveamatterofbicycleparkingarea袁arotarybicycleparkingdevicewas

designed.Thedeviceconsistsof12setsofpower-assistedlinkmechanismandarotatablecarryingplate.Thepower-assistedlinkmechanismrealizestheverticalparkingofthebicycle袁andtherotatablecarryingplaterealizesthefreerotationoftheparkingdeviceitself.Thedesignedbicycleparkingdevicewassubjectedtomechanicalanalysisoftheparking/pickingprocessandanalysisoftherotationalmechanicsafterparking.Itisconfirmedthatthedeviceislabor-savingandthebicycleisinaself-lockingstateafterbeingparked.Inaddition袁thebicycleparkingdevicehasthefeaturesofsimplestructure袁convenientuseandhighspaceutilization.KeyWords院BicycleParkingDesign

助力连杆机构旋转承载底盘

银图1旋转式自行车停放装置总体结构

研究·开发73圆园19袁57渊6冤机械制造总第658期保证竖直停放稳定性的前提遥自行车停放后袁旋转承载底盘使装置自由转动遥这一设计方案能满足竖直停放和装满自行车后的旋转要求袁有效提高空间利用率遥2.2助力连杆机构助力连杆机构如图2所示袁由长连杆尧短连杆尧气弹簧尧定向轮尧挂钩和挡板组成袁参数见表1遥短连杆与长连杆尧短连杆与旋转承载底盘尧气弹簧与短连杆尧气弹簧与旋转承载底盘之间都以铰链相连遥长连杆作为装置的停放架袁配合挂钩和挡板袁保证自行车的固定遥气弹簧起辅助停放作用袁节省人力遥停放时袁先拉下竖直放置的停放架至水平位置袁将自行车前后轮用挂钩及挡板固定在停放架上袁向上轻抬车把袁在助力连杆机构辅助下袁即可完成竖直停放遥取车时袁扶住车把袁并握住自行车座垫向后轻拉袁助力连杆机构在自行车自重及气弹簧弹力的作用下将停放架置于水平遥表1助力连杆机构参数2.3旋转承载底盘旋转承载底盘如图3所示袁由轴承和承载底盘组成遥承载底盘的负载来源于机械结构和自行车质量遥选取合理尺寸的轴承袁连接承载底盘遥如此设计使载满自行车后的停放装置可以受力旋转袁同时保证均匀分布在承载底盘上的助力连杆机构的质心和轴承的中心重合袁避免旋转后装置质心偏移而发生倾覆遥旋转承载底盘的设计能便于停取自行车袁并能使整个装置有效利用死角区域遥

3受力分析与计算3.1停取自行车过程受力分析助力连杆机构受力分析如图4所示遥假设兹1为45毅袁气弹簧的力矩与自行车力矩相等袁则此时为临界

状态袁机构处于平衡状态遥对该状态进行分析袁此时兹2

为42毅遥将短连杆与长连杆分离袁根据力矩的平衡袁对B

点取力矩袁得院F1d4cos兹2-Gd6

=0渊1冤

式中院F1为短连杆对长连杆的支持力曰G为自行车自身重力曰d6为自行车质心到B点的水平距离遥设计时参照常见的自行车袁取G为100N袁此时d6

为248mm袁计算得F1约为29N遥兹3为14.5毅时袁对O点取力矩袁得院F3d1sin兹3-F2d2cos兹1

=0渊2冤

式中院F3为气弹簧的作用力曰F2为短连杆对长连杆的反支持力袁F1与F2互为作用力与反作用力遥由式渊2冤计算得F3为143N袁结合市场上常见的气弹簧规格袁选取气弹簧力F3为150N遥

对O点取力矩袁以角度兹1为自变量袁对自行车停

旋转承载底盘气弹簧短连杆长连杆

挡板

挂钩

定向轮兹2兹

兹3

银图2助力连杆机构

项目数值O点至短连杆与气弹簧铰接处距离d1

/mm600

短连杆长度d2

/mm1050

长连杆长度d3

/mm1500

B点至长连杆与短连杆铰接处距离d4

/mm1115

O点与气弹簧支点距离d4

/mm175

短连杆与旋转承载底盘夹角兹1

/渊毅冤0~82

长连杆与旋转承载底盘夹角兹2

/渊毅冤0~69

短连杆与气弹簧夹角兹3

/渊毅冤0~16

承载底盘轴承银图3旋转承载底盘

兹1

兹3

兹2

银图4助力连杆机构受力分析

研究·开发74机械制造总第658期圆园19袁57渊6冤放装置工作过程中的自行车重力力矩和气弹簧产生的作用力矩进行分析袁如图5所示遥由图5可知袁随着兹1

的增大袁气弹簧作用力矩增大袁自行车重力力矩减小遥停放后袁气弹簧作用力矩大于自行车重力力矩袁停放装置满足自行车停放所需的自锁条件遥

3.2停车启动力计算停车时袁需要对车把施加力F4

袁停车启动力分析如

图6所示遥对B点取力矩袁得院F4d7-Gd6

=0渊3冤

其中袁d6为780mm袁车把到B点的直线距离d7为1500mm袁计算得停车所需作用力F4为52N遥

3.3取车启动力计算取车时袁需要在自行车车垫上施加作用力F6

袁此时

兹1为82毅袁兹2为69毅袁兹3为16毅袁d6为290mm遥取车状态

受力分析如图7所示袁根据力和力矩平衡袁有院F6-F5x

Gd6-F5yd3cos兹2

嗓渊4冤

短连杆受力袁对支点O点取力矩袁得院F3d1sin兹3+F7yd2cos兹1-F7xd2sin兹1

=0渊5冤

式中院F5与F7为长连杆与短连杆的相互作用力袁F5x尧F5y

分别为F5在水平方向和竖直方向的分力曰F7x尧F7y分别为F7在水平方向和竖直方向的分力遥由式渊4冤和式渊5冤计算得到取车时所需的作用力F6

为28N遥

3.4旋转启动力计算助力连杆机构均匀分布在承载底盘上袁机构质心与承载底盘中心重合遥旋转时袁通过握住自行车坐垫袁横向施力F8即可推动整个停放装置平稳转动遥F8距承载底盘中心的距离R1为1200mm袁轴承与承载底盘之间的摩擦因数滋为0.1袁停放满自行车后承载底盘以上部分的载荷G1约为2420N袁承载底盘轴承半径R3

为500mm袁根据力矩平衡袁得院滋G1R3-F8R1

=0渊6冤

由式渊6冤计算得到承载底盘旋转所需的最大作用力F8为101N遥4实物制作

旋转式自行车停放装置实物如图8所示遥停取车过程如图9所示遥这一停车装置具有结构简单尧使用方便的特点遥

806040200020406080兹1

/渊毅冤

气弹簧作用力矩自行车重力力矩银图5自行车重力力矩和气弹簧作用力矩分析F4

银图6停车启动力分析

兹1

兹3

F7y

F3F

兹2

F7x

F5y

F5x

渊a冤停放前渊b冤停放后渊a冤停车渊b冤取车银图9停取车过程

银图8旋转式自行车停放装置实物

银图7取车状态受力分析研究·开发75