【摘要】：在老齡化和資源匱乏問題日益嚴(yán)重的當(dāng)今社會(huì),電動(dòng)代步產(chǎn)品可以緩解老年人出行不便的問題,對(duì)提高老年人的生活質(zhì)量以及緩解社會(huì)壓力方面有極大作用,因此結(jié)合目前代步車存在的特點(diǎn),設(shè)計(jì)一款具有實(shí)際價(jià)值的代步產(chǎn)品具有重要意義。本課題提出了一種可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)折疊的便攜式代步車的設(shè)計(jì)方案,并利用多目標(biāo)優(yōu)化、有限元技術(shù)和廓線優(yōu)化等方法對(duì)折疊機(jī)構(gòu)、折疊車架和鎖緊裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),包括以下內(nèi)容:(1)對(duì)老年人人體尺寸和需求進(jìn)行分析,并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定了便攜式代步車的設(shè)計(jì)參數(shù)。利用機(jī)構(gòu)組合的方法完成了主要機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì),將各機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接得到整車的初步方案,并建立了整車的三維模型。(2)基于多目標(biāo)優(yōu)化算法對(duì)車架所采用六連桿折疊機(jī)構(gòu)進(jìn)行了桿長優(yōu)化。對(duì)折疊機(jī)構(gòu)展開和折疊狀態(tài)分別進(jìn)行尺寸綜合。建立折疊機(jī)構(gòu)的優(yōu)化模型,確定設(shè)計(jì)參數(shù),以折疊程度最高為目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù),根據(jù)功能要求和整車剛度等要求建立約束條件,采用MATLAB中多目標(biāo)優(yōu)化算法,計(jì)算得到最優(yōu)結(jié)果,優(yōu)化后的折疊高度降低了12%。(3)分析便攜式代步車的使用工況和折疊車架的結(jié)構(gòu)特征,對(duì)折疊車架進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì)。利用AnsysWorkbench對(duì)折疊車架進(jìn)行了靜力學(xué)分析,基于優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和靜力學(xué)分析結(jié)果,建立了折疊車架的優(yōu)化模型,采用分步優(yōu)化的方法對(duì)車架的各部分零件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化,優(yōu)化后折疊車架的質(zhì)量減輕了28.4%,輕量化效果明顯。(4)分析制動(dòng)機(jī)構(gòu)中鎖緊裝置存在的沖擊問題,利用解析法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。建立鎖緊裝置從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方程,針對(duì)裝置存在的沖擊問題,利用五次多項(xiàng)式曲線進(jìn)行鎖緊凸輪廓線優(yōu)化。在ADAMS中對(duì)鎖緊裝置進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真,驗(yàn)證優(yōu)化結(jié)果。優(yōu)化后從動(dòng)件的加速度大幅減小,機(jī)構(gòu)剛性沖擊消除,同時(shí)發(fā)現(xiàn)這類鎖緊裝置存在運(yùn)動(dòng)不確定的現(xiàn)象并指出了出現(xiàn)的具體位置。通過上述的研究分析,為便攜式代步車的折疊機(jī)構(gòu)和鎖緊裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定參考。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH112
【圖文】：

不夠便捷；美國 2018 年推出的四輪折疊式代步車通過連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整車的自動(dòng)折疊，折疊后的尺寸較小，如圖1.1 所示，采用電磁制動(dòng)，時(shí)速在 10km/h 以下，該車折疊簡(jiǎn)便，折疊時(shí)間短，其折疊機(jī)構(gòu)的構(gòu)件多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較為昂貴。圖 1.1 美國新型便攜式代步車以色列的一款可折疊代步車[8]，折疊后的形狀猶如行李箱，如圖 1.2 所示，拖行方便，可放置在汽車后備箱等運(yùn)輸空間內(nèi)，采用手動(dòng)折疊，制動(dòng)方式為電磁制動(dòng)，時(shí)速在 10km/h 以下。該車采用的折疊機(jī)構(gòu)在手動(dòng)折疊時(shí)較為費(fèi)力，并且該車的輪數(shù)為三輪，易出現(xiàn)側(cè)翻，穩(wěn)定性不夠。

圖 1.2 以色列便攜式代步車的老齡化較為嚴(yán)重，其代步車的研究起步較早并且代步車的應(yīng)現(xiàn)了很多其他種類的代步車，如太陽能電動(dòng)車、越障四驅(qū)萬向日本推出的一款可快速裝拆的四輪代步車[9]，可拆分成三部分進(jìn)，具有較強(qiáng)的越障性能，可以用手機(jī)進(jìn)行操控，時(shí)速在 6km/h 以。該車的越障功能與手機(jī)操控功能較為先進(jìn)，但其拆分式的折車的裝拆對(duì)人的體力和拼裝技術(shù)都有要求，價(jià)格也較為昂貴。

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本文編號(hào)：2729280