運(yùn)動型自行車車架設(shè)計方法研究.pdf

1、本文密切結(jié)合我國運(yùn)動型自行車產(chǎn)品自主創(chuàng)新需求,從騎行舒適性、安全性及評價指標(biāo)等方面展開了一系列的研究工作,旨在為我國運(yùn)動型自行車的自主創(chuàng)新設(shè)計提供一定的理論參考。論文研究內(nèi)容及取得的成果如下:
　　1.以某類型公路競技自行車為例,基于人體生物力學(xué)理論,運(yùn)用Anybody人體生物力學(xué)軟件及Anyscript語言,建立了與后續(xù)騎行實(shí)驗(yàn)參數(shù)相同的人、自行車及人-車耦合動力學(xué)仿真模型,并進(jìn)行了騎行過程的仿真實(shí)驗(yàn),得到了騎行者下肢肌肉的肌肉

2、力與肌肉活性等數(shù)據(jù)參數(shù),為后續(xù)車架參數(shù)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。
　　2.提出了一種采用肌電信號測試技術(shù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證的方法,通過真實(shí)的騎行實(shí)驗(yàn),得到了騎行者下肢肌肉的肌電信號數(shù)據(jù)。仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與騎行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較分析表明,二者具有良好的一致性,驗(yàn)證了人-車建模理論的正確性。對兩名不同的騎行者在兩種不同騎行姿態(tài)下進(jìn)行下肢肌肉的肌電信號測試,通過分析每位受試者在不同騎行姿態(tài)下肌肉的肌電信號,探索騎行者與自行車車架尺寸參數(shù)之間的聯(lián)系,以期通

3、過設(shè)計合理的車架尺寸參數(shù),提高騎行舒適性。
　　3.以騎行者下肢肌肉力平方和最小作為評價騎行舒適性的指標(biāo),對自行車車架尺寸參數(shù)進(jìn)行設(shè)計。針對特定的騎行者,以該指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù),以鞍座橫坐標(biāo)x、縱坐標(biāo)y和曲柄長度l為設(shè)計變量,采用均勻?qū)嶒?yàn)法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),借助回歸分析方法優(yōu)化鞍座位置與曲柄長度。與此同時,結(jié)合人體疲勞產(chǎn)生機(jī)理,提出了一種采用騎行者下肢肌肉的最大肌肉活性評價騎行者疲勞程度的新指標(biāo),采用相同的方法優(yōu)化車架參數(shù),兩種評價指標(biāo)下