下面是小编为大家整理的多功能折叠自行车的设计分析论文(共含16篇),供大家参考借鉴,希望可以帮助您。同时,但愿您也能像本文投稿人“狠角色”一样,积极向本站投稿分享好文章。
1概述
目前市场上的折叠自行车功能单一,很多折叠自行车更多的是在外观造型上进行样式的变化,或是采用多次折叠以减少占用空间,很少在其他使用功能上进行改革和创新。虽然有人提出将折叠自行车变身为提箱,或是变身为购物车,但其变形操作较复杂。笔者根据现今存在的问题,设计了一款集自行车、轮椅、推车3种功能于一体且操作较简单的多功能折叠自行车。该折叠自行车可作普通折叠自行车使用,通过3处折叠减小空间占用;也可变成一辆新式轮椅,解决了腿脚不便人员的困扰;还可通过折叠变身为购物推车推进超市,不必担心自行车的寄存。
多功能折叠自行车采用单轴扁流线工字型车架,可减轻重量及空气阻力,前后对称,方便折叠实现多功能变换。它由后车轮架1、后车座上的横螺栓2、后车座3、车篮与车座固定的螺栓、垫片和螺母组件4、车篮5、座包6、后车架上的快速夹持螺母和滚子组件7、折叠构件8、中间车架9、前车架上的快速夹持螺母和滚子组件10、车头11、前车座12、前车轮架13、前车座上的横螺栓14、车轮15、轮椅推圈16、脚踏17,链轮18,链条19等组成。
该中间车架为由中间轴1和分别位于中间轴两端的套管2连接而成的工字型结构,该折叠构件可前后对称折叠,减少了单车的存放空间。
上端为穿过中间车架一端的套管并与座包连接的座包轴4,该座包轴通过后车架上的快速夹持螺母和滚子组件可转动地与中间车架一端的套管连接,后车轮架的中部带有与后车座连接的支撑架3,下部前端设有与链轮连接的V形杆5,下部后端只设有一根与车轮连接的连接杆1,后车座上还安装有横螺栓2。当自行车变轮椅时拆下横螺栓,翻转后车座,再通过横螺栓把车篮与车座连起。同样前车座上的横螺栓也把车篮与前车座连起,这样车篮就变成了轮椅的坐垫。
前车轮架结构与后车轮架结构类似。上端为穿过中间车架一端并与车头连接的车把轴,车把轴通过快速夹持螺母和滚子组件可转动地与中间车架另一端的套管连接,前车轮架的中部带有与前车座连接的支撑架,下部前端只设有一根与车轮连接的连接杆。前车轮架与后车轮架都采用单边与车轮固定,以解决链条不能折叠的问题。
多功能折叠自行车的车篮为梯形结构,上口为400 X 400的正方形,下口为400 X 300的长方形,车篮的结构如图4所示。车篮包括呈梯形结构的车篮框架13,车篮框架上安装有可绕一边转动的上口盖10,上口盖的上边在变形为轮椅时安装有海绵坐垫9,并通过折叠构件连接有背靠架7,海绵坐垫9、背靠架和车篮框架的表而上都装有牛皮布6。上口盖的下边两端在变形为轮椅时分别通过横螺栓3与后车座4,前车座8连接;车篮底部的后端可转动地安装有一对连杆14,这对连杆的'底端安装有万向轮1;车篮底部的前端安装有可绕车篮底部翻转的脚踏15,该脚踏设有可扣在车篮上口边框的弹性挂扣。
前车座8、后车座4通过翻转构件及横螺栓与前车轮架12、后车轮架2连接;车轮一侧还安装有便于手推的轮椅推圈。
以上所述的折叠构件、快速夹持机构以及翻转构件为大家所熟知,文中不再对其结构进行赘述。
3自行车变轮椅变推车的原理
前车座8、后车座4,前车轮12、后车轮2以及车头5为自行车变为轮椅时的变换位置。将自行车前车轮架12、后车轮架2上的快速夹持机构松开,前车轮架、后车轮架相对回转900,松开前、后车座上的横螺栓,将车座向上翻转900,并通过横螺栓将前、后车座连接固定在车篮的上口盖10两侧,前、后车座变成轮椅扶手。在车篮上放上海绵坐垫9,拉开背靠架7,车篮即刻变成轮椅坐垫。放下车篮上的万向轮1和脚踏15,并将车头5取下移至中间车架折叠处,车头变成轮椅推手,自行车即刻变形成轮椅。
当自行车作小推车使用时,只需把变成轮椅坐垫的上口盖打开,车篮即刻变身为推车车篮。4结论
本文设计的多功能折叠自行车具有易于实现多功能变换的特点,可集自行车、轮椅、推车于一体,实现功能的多样化;结构比较简单,无需其他繁杂的操作即可简易地完成变形;可实现3次对称折叠,其体积较小,便于携带。同时尺寸设计合理,可满足1. 4 m-1. 9 m身高骑行者的使用要求。
智能自行车的兴起,使得人们越发关注自行车出行,然而,市面上的智能自行车大多为骑行爱好者设计,本文是对自行车创新设计研究的论文,一起来看看吧!
摘要:在当今迅速发展的时代,产品开发与创新需要更丰富的跨学科知识体系,更复杂的技术力量支撑,更完善的创新理论基础。创新技术能将多种领域的科学知识有机地结合起来,促使设计者拓宽思维,打破思维定势,获得突破性的创新知识,为产品创新提供创造性的设计方案。用计算机辅助技术进行创新设计,首先需要清楚人是如何进行思维的,这一点尤为重要。思维过程的模型包括:对象选例模型、约束联想模型、分解综合模型、抽象逆反模型。而创新与其中两种思维模型有着密切的关系,一是抽象和联想,一是分解(分析)和综合。这两种思维操作,有助于设计出相应的创新性计算机辅助设计系统帮助人进行创新设计。
创新性计算机辅助设计系统是将辅助设计与人工智能、计算机网络、数据库技术和工业设计结合起来,运用抽象、联想、分析、综合等模型,协助人研制开发出含有新概念、新形状、新功能、新技术的产品。重点研究方向是将信息技术与新技术运用到产品设计的过程中去。
理想的产品创新过程需要数据库做有利支撑,除此之外还要求具备不断搜索新数据库的能力,及时将合适的新技术综合到产品中去。这要求系统具有分解和综合产品的能力,通过分解功能,根据子功能进行联想,用相关技术进行替换;因此,创新过程实际上是一个不断地分解与综合的过程,在此过程中充分调用抽象与联想功能寻找各种替换物,实现产品的创新。潘云鹤院士就特别强调,计算机辅助设计的发展重点在于通过对产品概念和功能的分析与综合,形成一种发散性思维,通过联想和类比,将适合的新技术找出来替代原有技术的过程。
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。本论文的宗旨是为大学生提供一个以自行车为对象的辅助创新设计仿真教学软件,以便他们用此软件进行自行车的方案设计,培养创新精神和创新设计的能力。
1国内外研究现状及发展趋势
1.1创新技术
(1)计算机辅助创新技术
创新理论的研究经历了50年代的分解研究和创立阶段,70年代的系统开发阶段,80年代的综合化、专门化研究阶段。九十年代以来,以为理论基础的计算机辅助创新技术在欧美国家得到了广泛研究与应用,成为国外知名企业在尖端技术领域中解决技术难题、实现创新的有效工具。TRIZ称为发明创造方法学,是将人们思考问题、解决问题的过程科学化,为问题的创造性解决提供正确探索方法的科学方法。由Invention Machine公司开发的计算机辅助创新软件TechOptimizer通过建立问题分析定义、工程学原理知识库、创新原理、系统改善预测等四大模块,有效地辅助设计人员在产品的概念设计、方案设计阶段提出无妥协的创新设计方案,成为企业提高新产品开发能力和经济效益的重要手段。
(2)机械创断设计技术
随着人工智能、智能CAD、认识科学及思维科学等领域的迅速发展及自身需要,许多专家与学者对各自研究领域的创造性思维、设计开发等问题表现出浓厚的兴趣,机械创新设计和新型机构的创新构思已逐步提上议程并日益受到重视。
机械创新设计大多是结构方案的创新设计。结构方案设计极富创造性,是形象思维和抽象思维综合作用的结果。机械创新设计过程中,应探索机械产品创新发明的机理、模式及方法,描述创新过程,将之程序化、定量化、符号化、算法化。而机构系统方案设计过程不仅涉及大量的理论推导和数据计算,而且需要专家系统和智能工程的支持,完成知识库的设计,推理机及人机接口的开发。利用运动仿真,精确反映机构的运动状态,及时将参数改变对运动带来的影响显示在屏幕上,为设计者正确判断、选择方案提供有益的帮助。
美国、德国等国家首先提倡重视机械创新设计,并己取得显著的成果,形成了独特的设计体系和风格。美国Johnson PC.教授于八十年代初较早从设计方法学的观点总结出机械创新设计的过程和方法,认为必须在结构形式综合上投入创造性力量以及在材料和尺寸的优选上投入大量技术支持。他运用连杆机构分类法、逻辑模块法、蕴含综合法、线图法以及人脑智暴法、自行质疑法、形态矩形法、比拟法等创造性思维法进行了大量的工业事例创新设计并获得成功。
国内肖云龙教授结合大量机电新产品的设计,对创新设计的基本特征、设计原理与创新方法等做了方法学上的较系统而通俗的阐述。
目前,机械方案创新设计的计算机支持已取得实质性的进展。国际上,以发明创造方法学为理论基础的计算机辅助创新技术目前在欧美国家有着广泛的研究与应用;智能技术广泛应用于这一领域。国内专家已研制出智能化的计算机辅助机构创新设计软件系统,但它主要针对杆机构的结构类型综合、扩大设计空间、优化方案选择。华中理工大学机械CAD中心、清华大学等院校。在产品方案设计专家系统方面做了大量的工作,先后实现多个方案设计专家系统和开发工具,对总体方案设计思想、知识表达、求解策略和控制结构等方面进行了详细的描述。总的来说,目前,对于机械创新技术,虽然进行了许多相关的理论方面的研究或探索,但是在实用化方面尚有许多工作待做。
1.2自行车的创新设计研究
自行车的创新设计研究主要包括以下几个方面:生物力学、结构功能、造型设计、传动系统、新型材料、能源驱动等。
(1)自行车的生物力学研究
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。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。通过将两自由度的五杆模型简化为杆件长随曲柄变化的等效四杆机构,再求解两链轮臂连杆顶部的位置,得到非圆驱动链轮的形状。同时建议将椭圆链轮和圆链轮结合起来运用:在低速状态下,使用前者,在高速状态下,切换到后者。Redfield对脚踏数据进行测量,估计出曲柄转角和脚踏角的关系。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,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。
(Z)自行车的多种创新形式
在造型设计方面,现代自行车创新更注重色彩设计、新结构、新材料、新工艺的应用以及多功能的设计。设计上由原来的粘接成型车架到整体成型车架再到混合型车架;风格上表现出多样性和仿生性,出现“羚羊型”、“鹿角型”、“白天鹅型”等仿生自行车,“淑女型”等轻便自行车;而尽可能减少空气阻力与增强视觉效果的“流线型”结构和改变驾驶者姿态的“躺式”造型是自行车造型发展的新趋势。
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。
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。
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。
自行车的结构形式多种多样,封闭式、独轮式、三轮式、双轮式、多人式等等。而折叠式电动自行车以其结构简便、携带方便成为行业人士的关注焦点;全悬臂式前后叉避震赛车成为运动比赛的亮丽风景线。
多功能自行车是高科技发展的结果,将多种特性有效地集中于一辆自行车上,为人们的使用提供了极大的方便,如水陆两用、多档变速、登山越野、健身保健、智能电动等等。
专家预测,电动、环保、折叠、镁合金材质为特色的自行车将成为二十一世纪市场的先锋产品,有取代登山车及避震车的趋势。
1.3动画仿真技术
无论是从自行车设计本身,还是从创新软件开发的角度,动画仿真技术都是一个有利的工具。系统模拟以及动画技术常用于表现真实对象或模拟对象随时间变化的行为。利用计算机造型和仿真技术,构造出产品或装置的几何模型和功能模型,对它们进行运动学及其他性能的分析和模拟,可以使设计思想更加直观清晰,设计过程更加合理,从而降低制造成本和试验强度,避免危险性操作。
动画仿真有二维图形动画、三维线框图动画和三维实体图动画。二维实现不存在消隐和阴影处理;三维实体动画效果最形象、最生动,但要进行消隐和阴影等复杂处理,画面刷新的计算量很大。当仿真软件用于系统性能分析时,一般不考虑实体是否有碰撞干涉,采用二维图形动画即可,以大大缩短动画刷新时间,加快模型执行速度;当仿真用于处理设备的运转过程时,三维实体动画是最佳选择。从性质上看,动画仿真主要有如下两种方式叫:
(1)关键帧动画。在这种方式下,先运行仿真程序,实体运行轨迹连同仿真时钟全部保存,仿真运行结束后,作为动画的驱动数据实现模型画面的刷新。这种后处理动画输出方式需要大量的存储开销,并且由于动画画面不是基于图形模型描述,难免出现动画画面与模型的不一致性。另外,也不能在仿真运行过程中实时监控,不能及时根据动画显示的仿真结果修改仿真模型,不具备动画与仿真的交互能力。
(2)实时动画。在这种方式下,动画刷新与仿真模型在时间上、数据上同步执行,仿真运行结果及时通过动画显示出来;两者交互,用户可中断运行中的仿真程序,修改模型,运行仿真程序时,直接看到修改处引起的变化。因此,相对于较传统的动画技术,实时动画仿真保证了由实体的状态、事件、活动、进程组成的抽象空间和由文本、图形组成的形象空间完全一致。
目前,国外在动画仿真研究领域比较先进,但相关文献大都针对特定问题进行单项动画仿真研究,有关动画仿真软件的资料也只是介绍使用方法和操作过程。美国在动画仿真技术上卓越的体现是波音777飞机的设计。波音公司采用法国达索/IBM的CATITS三维设计与仿真系统,用并行方式处理,实现三维数字化定义,用三维实体模型数字化预装配检验干涉情况,其精度达到前所未有的程度。
我国在计算机动画和动画仿真方面的研究及应用起步较晚,主要处于引进、吸收和消化阶段。目前主要应用领域是二维动画片制作、电视广告、影视片头制作,少量用于视觉模拟和计算机辅助教学。与国外相比,无论在研究开发还是在应用的普及范围上都存在较大差距。我国引进的三维计算机动画有法国的Explofe、美国的Advanced Visualiger, Softmage 3D和加拿大的Alias Animator,微机上运行的3D MAX三维动画系统等。自行研制的动画仿真软件有IMSS 25和HMPS X28等。IMSS (Integrated ManufacturingSimulation Software)由清华大学自动化系和航天航空部204所共同研制,用于制造系统性能分析的一体化制造,具有二维动画功能;HMPS (HorizontalMachining Process Simulator)由清华大学自动化系、华中理工大学机械工程系以及精密仪器系合作开发,以机械加工中心加工过程为仿真对象,具有三维实体图的动画功能。
2创新设计理论及方法
设计在产品的整个生命周期中占有相当重要的位置,从根本上说,决定着产品的品质、质量及成本。只有基于认识理论上的设计过程模型才是充分可靠的。将智能过程模拟出来,必须从思维出发。而创造性思维反映着物质属性和内在、外在的有机联系,是一种可以物化的思想心理活动。在产品的创新设计中,最关键的便是创造性构思与最佳方案的选择。为了进行自行车创新设计,本章在检索、阅读、整理国内外相关文献的基础上,介绍有关创新设计的理论及方法。
2.1设计方法
2.1.1设计技术的发展
设计技术从发展历程上看可以分为三个发展阶段:传统设计、现代设计和先进设计。
传统设计首先主要以人工设计形式为代表,后以计算机辅助设计(CAD)为代表。传统CAD技术依靠算法的结构性能分析和计算机辅助绘图这两大特征,在产品设计中获得了广泛应用。它能完成如最优化设计、有限元分析、计算机绘图等各种计算型工作,但难以胜任推理型工作。
事实上,新产品的研究与开发是一种智能行为,是人的创造力与环境条件交互作用的过程,需要充分应用多学科知识、实践经验、分析推理、运筹决策、综合评价才能取得圆满结果。智能CAD系统则是在传统CAD基础上融入了知识处理系统,能够提供推理、知识库管理、查询结构等多方面的信息处理功能。将人工智能与数值处理有机结合起来,计算机就能更多地参与到方案决策、结构设计、性能分析、图形处理等设计的全过程当中。
计算机集成制造系统(CIMS)在八十年代迅速发展,先进制造技术应运而生。先进设计技术以人机智能设计系统为代表,更强调系统的集成性,对设计全过程提供一体化的计算机支持。人机智能设计系统相对于现代设计技术阶段的设计型专家系统,具有如下更充分的优越性:
(1)人机智能设计系统是一种面向整个设计过程的开放性知识体系结构。
(2)人机智能设计系统能够处理多领域、多种描述形式的知识,是集成化的大规模知识处理环境。
(3)考虑专家思维、推理和决策的模型以及设计产品的模型,让计算机在更大范围内、更高水平上对人类专家群体的推理过程进行模拟,做出准确而具体的设计决策。
2.1.2设计分类
设计的本质是革新和创造。根据设计活动中创造性的大小,可将设计分为三类:常规设计、革新设计和创新设计。
常规设计以成熟技术为基础,在工业生产中大量存在。为满足市场需求,提高产品竞争力,必须改进旧产品,改进生产加工工艺、研制新品种。创新设计和革新设计都具有创造性,但前者在设计探索中最富有挑战性,没有现成的设计规划,甚至没有类似的已有设计作为借鉴,很大程度上凭借设计者的灵感去创造。创新设计的成果一般具有较高的社会价值,形式新颖且独特,值得提倡。后者也称为改进设计,是为增加原有产品的功能或适用范围,提高性能或改进结构、尺寸而进行的部分创造性活动。
设计是一项思维活动,与人的思维密切相关。关于思维科学,著名学者钱学森先生有过深入而系统的研究。他将人的思维划为三种形式:逻辑思维、形象思维和灵感思维,并指出人的每种思维活动过程并非单纯的一种思维在起作用〔川。这三种思维形式在创造性方面有不同的表现:灵感思维最强,形象思维次之,逻辑思维最次。灵感思维的突发性、偶然性、独创性、模糊性往往是科学研究发生重大突破,对人类产生重大影响。通常,常规设计主要是通过逻辑思维实现的。创新设计通常是采用发散而不是聚合的思维过程的设计,这使得形象思维乃至灵感思维在创新设计中显得尤为重要和突出。
这样,我们可以知道了,(1)设计型专家系统基本属于常规设计和革新设计的范畴,主要模拟人类专家的逻辑思维,解决的主要问题是模式设计以及方案设计(precept design)。 (2)人机智能设计系统包括创新设计和革新设计,主要模拟人类专家的形象思维和灵感思维,解决创造性设计问题,以及并行设计(concuurrent design)。
2.2创造性思维和创新原理
创造性思维指能对客观事物之间的联系进行新的探索,并能创造出新的思维形态(如概念、假设、原理和理论等)来概括、反映这些联系的思维过程。其本质是在社会实践需要的制约下,在一定心理结构和操作中,对存储信息和外来信息,经过鉴别和筛选,重新联接和组合的过程。
创造性思维具有目的性、求异性、突变性等特征,表现为逻辑思维和非逻辑思维两种基本类型。逻辑思维主要运用概念、判断、推理的思维形式,包括归纳逻辑、演绎逻辑和数理逻辑,对产品创新进行程序化、量化或公式化分析。变换合成法是一典型的以逻辑思维为基础的创新技法。非逻辑思维包括联想、形象思维、灵感、创造性想象等多种方式,经过理性分析后的知觉材料,在头脑中重新加以组合和联想,从而形成新构思、新形象。许多重大理论的发现直接来源于这种直觉思维。但在整个产品创新过程中,两种思维是相互结合进行的。在感性认识与实践的基础上,利用有意识的逻辑思维获得和完善对产品创新问题的理性认识,进一步地,利用潜意识活动能力,开展非逻辑思维,将理性认识综合化、形象化、具体化,继而又用逻辑思维予以完善、修正和检验。我们能从具有创造力的人群中发现他们具有的共性:
(1)善于从全局出发,站在较高的水平来明确问题,制定系统性的发展策略。这种能力是他们冲破常规,从外面的特定领域进行思考与处理。而最好的新念头往往来自于能够把设计从一种产品转向另一种产品的过程中。
(2)极具个性,没有单一固定的方式。他们宁愿自己去提出问题而不是由别人来提问。
(3)完成创新性设计,并非机遇或偶然事件,而是始于对原有产品模型及系统的熟悉掌握与深入研究,其发展是必然的结果。
人工智能专家与心理学家对创造性思维的认知过程本质作了深入的研究,提出了基于事例的推理、类比移植推理以及分解综合推理等几种典型的人工智能创造性思维模式。
2.2.1创造性思维模式
(1)基于事例的推理
基于事例的推理是一种认知行为,通过借鉴先前的成功或不成功的范例来指导现在的问题求解。它是一种基于记忆的重要的设计思维模拟方法。事例库模拟了人脑的记忆,其中存储过去的经历,并按照一定的方式组织,以便需要时被迅速提取。提取过程就是检索相关事例的过程,检出的事例可能与新事例不一致,需加以修改、预测,若仍然不合适新情况,仍需进一步修改。最后将正确解答纳入事例库,新的索引被建立和存储,形成新知识。这种创造性思维模式是在原有基础上进行局部调整,属于革新设计。
(2)类比移桂推理
类比推理指依据两个事物之间的相关性,从己知一对象的某种性质推出另一对象具有某种相应性质的推理过程。即提取一个新事例情境的某些己知特征,与事先记忆的事例情境逐一比较,若相似则推出该情境具有与事例情境的其它特征相类似的特征。类比推理的核心是一个匹配过程(遵循语义相似性原则和结构一致性原则)和一个映射过程(映射内在特征而非外在表现)。类比移植包含继承、改进、变异及创新,可以在技术结构、技术原理、思想方法、不同技术领域间或同一技术领域内不同结构之间等方面进行移植。类比推理的主要特征是:
(1)属或然性推理,能得到继承性和创新性结论;
(2)核心强调情境间的相似联系,而不是命题的真假。结论需验证正确性;
(3)存在的联系是内在的相关性,而不是外在的表现;
(4)是一种极具创造力的思维方法,体现原理层创新,继承中创新的思想。在产品设计中的应用体现是创新设计。
(3)分解蛛合推理
分解综合推理是一种复合推理模式,包括逻辑思维(分解过程)和形象思维(求解过程、综合过程)。这种思维模式最具创新力,因为分解过程能够依据已有的知识经验将新问题分解为一系列老问题,具备强劲的解决新问题的能力;求解过程的基于事例的推理模式和类比推理模式都具有创新能力;综合过程采用不同的策略得到不同结果,更具有创新力。
在创造性思维过程中,必然继承原有的科学知识的概念、命题、原理和定律,并与之发生种种逻辑联系;必然有新的事实、新的联系等内容假如于其中。基于事例的推理与类比推理的本质区别在于,前者强调新问题与事例间的逻辑联系,按一定的索引方式检索己有的事例,其创造性是后来的`修改。而后者强调新问题与类比问题之间的形象联系,依据两者在某方面的类似性,推理出一者的解具有与另一者的解相类似的结构。分解综合推理体现创造性思维过程解决问题的完整过程,前两项推理过程侧重于创造性思维过程的求解过程。
2.2.2创新原理
创造性思维只有在一定原理的约束和导向下才能得到有效的创造性结果。G. S. Altshuller通过对上万件发明专利的研究与分析,抽出40个发明创造所遵循的原理,成为解决技术矛盾的关键。下列几项原则具有指导性意义:
(1)综合:组合相同性质的物体;将相近性质的作业在同一时间内组合;使物体具有复合功能。如电子计算机是大规模集成电路技术、计算数学、精密机械的综合;激光技术是光学、机械、电学的技术综合等。
(2)还原:围绕产品功能进行创新。如在应用系统化设计法进行原理方案设计,先从功能分析入手,利用创造性构思等方法求解多种方案,然后进行技术经济评价,通过选择和优化,求得最佳方案。
(3)类比:借鉴成熟的原理与技术加以比较,找到相似点。
(4)移植:多种技术的移植嫁接,形成新技术、新材料、新产品、新工艺。如系统间相互替换(机械系统、光学系统、听觉系统、嗅觉系统、场强等),机构间的相互利用(气压机构、水压机构、油压机构、机械机构等)。
(5)离散:将原有产品技术进行分离,形成新构思。如隐形眼镜是镜片与镜框分离的结果;音箱是扬声器与收录机分离的结果。
(6)强化:如采用金属粉末热喷涂强化工艺,提高机械零件表面强度、硬度和耐磨性;采用复合材料增强结构刚度、稳定性、减震性。
(7)换元:如采用材料替代、零件替代、方法替代、包装替代、品牌替代等。
(8)迂回:面临困难时扩大搜索范围,从其它领域寻找启发,激发创意,解决问题。
(9)逆反:突破传统的思维定势,进行逆向思维,引出新的创意。
(10)仿形:从产品造型上模仿。如鸟的翅膀与飞机机翼,海洋生物的流线型躯体与潜艇造型等。
(11)群体:依靠群体智慧,相互启发,集思广益。
2.3创新设计
现代设计的核心是创新设计,根据以往的设计经验、新兴技术所提供的新原理、新方法进行产品的分析、设计。开发创新思维,学习和掌握创新设计方法,是现代设计的需要。正向、逆向、侧向等多种思维有助于我们从不同深度、广度进行思考,提出创新构思和解决问题的方法。创新设计的方法有很多,如智力思维法、推理思维法、联想思维法、组合创新法等。文则将面向产品创新设计的CAD方法归纳为基于分解的功能方案设计方法、面向功能单元的结构设计方法、面向全过程的设计方法。前两类是创新设计过程的两个主要阶段,第三类主要从设计方法学角度论述计算机辅助设计方法的设计过程模型。
2.3.1基于分解的功能方案设计方法
技术创新时,首先要明确新产品应该具备的功能。产品的功能方案设计处于整个设计过程的最初阶段,但是地位最重要。对功能的各种可能方案进行优选,关键是进行广泛而深入的功能分析和功能分解,包括设计目标的辨认和确定,功能的描述和定界,并用多种实体结构(功能载体)去实现。将抽象的产品设计转化为具体的、现实的功能,充分体现着人的创造性活动。
功能逻辑分解法和功能行为状态分解法是目前研究的两种典型方法。功能逻辑分解法的关键在于如何建立一个丰富功能定义库以及定义一个功能块关系描述定义集。功能行为状态分解法是基于行为的分解,关键是如何将功能一行为一状态一基本物理模型有机地结合在一起,是功能分解具有认知理论的依据。
2.3.2面向功能单元的结构设计方法
这种方法强调如何将功能性的描述转化为能实现这些功能的具有形状、尺寸以及相互关系的零部件的描述,其核心是一个映射过程。采用功能一结构一装配三个层次的转换方法,即建立一个中间结构层,完成从功能视图向装配体视图的迁移。
2.3.3面向全过程的设计方法及模型
对于面向全过程的设计方法及模型,根据其发展过程有三种观点:
(1)面向对象设计模型
面向对象设计模型代表设计方法学的组装创新设计阶段。它认为设计过程应是从功能分解的高层向低层不断进行基于专家经验知识库的虚功能特化和再分解的过程。特化过程指当知识库存在能够满足虚功能对象的时候,产生该对象的实例。再分解过程指在不满足的情况下,按照知识库中的分解方法将虚功能再次分解为子虚功能,直到全由特化对象实例来完成,形成多叉树结构,分叉点是分解,叶结点是特化。
(2)一般性的设计理论模型GDT (General Design Theory)
GDT模型体现创新设计方法学的创新思维过程(分解、映射、综合),代表开环设计阶段。它认为设计核心是分解—映射—综合的过程。功能目录列出了所有基本功能单元和一对多对应的实现方案,该模型以功能目录为依据,基本组成都出自功能目录库。
(3)逐步求精模型
逐步求精模型认为设计应从需求描述(包括功能、行为、属性等方面)入手。这种描述在设计过程中不断被细化、修正和测试,直到产品成形,形成一个不断递归循环的子单元设计过程。该模型能充分体现人的创新思维模式:继承中创新、反复迭代、代表工程设计方法学的闭环控制创新设计阶段。第三章自行车创新发展
自行车是人们日常生活中不可缺少的代步工具,其造价低廉、维修简单、使用方便,无污染,深受人们喜爱。目前,国内自行车行业纷纷加快产品开发步伐,出现了花色繁多,系列品种趋于齐全、结构新颖的新局面。为了进行自行车创新设计,本章通过收集、整理有关文献,介绍自行车创新的发展现状及其创新内容。
2.4自行车的发展历史
自行车历史渊源久长。据史料文字记载,大约公元前23,中国、埃及、印度都出现过人类原始的自行车雏形。意大利庞贝城中的壁画是最早的图形记载。世界上第一辆真正的自行车是由法国人米狄·德,西福拉克于1790年发明的两轮脚蹬自行车。链条式驱动装置的发明者是英国人丁·斯塔利和劳森。1888年英国人邓洛普将实心轮胎改为充气轮胎,使行驶更为便轻。但纵观早期自行车发展,由于没有系统的理论作指导,制造技术相对落后,自行车发展很缓慢。
随着社会发展、科技进步和人类审美观念的不断变化,自行车产品在近代和现代得到了迅速发展,造型日趋完美,功能日趋完善。在造型设计、动力驱动、新型材料、传动方式、结构功能等多方面不断改造与创新。
3.良好的发展前景。
3.1传动系统
自行车传动系统的形式多样,曾出现过杠杆驱动、双重曲柄式、脚蹬上下式、无链传动、轴传动、棘轮棘爪传动、齿轮传动、链条铸轮传动等各种形式。许多方式都因传动效率不高或不适合而被淘汰,但自行车的齿轮传动方式、链条链轮传动方式等依然适用,并在此基础上持续发展。
变速传动是机械传动系统的一个分支,其理论发展已有60多年的历史。非圆链轮传动作为一种变速比传动,以其独特的优点,在近十年期间,得到国内外有心人士的关注,将它有效的运用到自行车上。国内王展国的角速度凸圆链轮传动装置,根据人脚踏作用力的变化情况,设定曲柄位置,设定在最佳受力夹角处,使人力脚踏容易发挥较大脚踏力且链轮传动比加大,从而提高传动效率。日本奥特克公司开发的新型自行车驱动装置,将传统的圆形链条轮改造成椭圆形,把传动方式由链条改为齿轮传动。这种骑行时脚的运动轨迹是椭圆形,便于腿发力且节约运行距离。IPD公司己生产出凸轮驱动系统;日本岛野公司有非圆链轮产品。这些非圆链轮传动系统的优点在于人骑车时省力、舒适、不易疲劳,是一种很有发展前景的自行车。
3.2新型材料
运用在自行车上的材料多种多样,目前比较流行的材质有钢材、铝合金、镁合金、钦合金、高分子碳纤维材料、复合材料等。
铝合金是目前最看好的材质,在80年代初期就己经开始被大量运用在自行车制造上,虽然铝合金车架重量轻、延伸性相当好,但应力较集中,所以性能较差。近年来铝合金材质在车架上运用了新技术,其中渐进式抽管法最被看好,即分数次将铝材逐渐抽薄,减少重量而又不损失强度,消除了车架接缝处的潜在断裂处。
英国设计者Kirk Precision大胆地利用新型材料—高纯度镁,通过镁合金浇注成模方法,再结合高科技制造设备和计算机辅助设计手段,成功地将大规模制造的优势运用到传统手工制造的自行车行业中来,生产出比相同大小和重量的钢管车架质量更轻、刚度更高,性能更佳、动感更强的合金管车架。
钦合金在航空工业上普遍被运用,同时也渐渐被自行车行业所注意。钦合金稳定性高、不易氧化.强度高、抗腐蚀性好.吸震性也十分好,如此多的优点和制造难度使得钦合金车架的价格一直十分昂贵.
复合材料在运动器材方面蓬勃发展,加上制造技术渐趋成熟,引起有心人士投入复合材料代替金属的开发。
碳纤维是一种纤维补强的热固树脂,属于非金属材料,它重量轻、可塑性大、耐牢性卓越,防震性能好,与同质量的金属相比有更优良的强度与刚硬度;将碳纤维管状物与铝合金接头这两种截然不同性能的物体以高分子接着剂胶合组成一体化成型车架,最适用于竞赛型的自行车。碳纤维自行车的国内外发展状况如下所述。
80年代中期,意大利、法国、英国和美国利用复合材料和工程塑料方面的技术优势.相继开发成功了用碳纤维管和铝合金接头粘接成车架的碳纤维自行车。随后,欧美等国对自行车进行计算机辅助受力分析和强度计算,使计算机外形更符合人机工程学的要求,研制出碳纤维整体车架成型工艺。90年代初,国外厂商将粘接型和整体性进行混合技术,即用碳纤维管和多通接头作“底”.外敷缠绕碳纤维层,使多通接管掩埋在里面,外部看起来似整体成型。以确保自行车的强度。
台湾最大的自行车厂商—捷安特Giantl公司与台湾材料研究室共同开发碳纤维自行车,成功开发一种新颖的铝合金金属压注接头胶接碳纤维自行车构架。随后.公司于1993年联合开发整体碳纤维自行车构架,便台湾自行车工业发展上一新台阶。近年来台湾自行车业者将诸多新开发的高科技材料大量运用于传统的自行车产品.提高功能性和实用性,大幅度减轻自行车重量,使产品的附加价值大为增加。
1993年,我国天津飞鸽自行车(集团)公司和北京环航复合材料公司联合投资开发粘接型碳纤维自行车。深圳中华自行车公司自行研制可焊接碳纤维自行车。但整体成型碳纤维车架国内目前还是空白。
3.3动力班动
(1)电动自行本
电动自行车被誉为“绿色交通工具”,它充分运用了当今的新技术、新材料,尤其是采用集成电路,电子元器件,提高了自行车控制器的质量,具有很好的可靠性、安全性和灵活性。
电动自行车以蓄电池能源进行电力驱动,通过控制系统驱动电动轮转动,从而达到骑行目的。采用的电池主要有三类:铅酸电池、镍锅电池、镍氢电池。电动自行车是高新技术产品,只有当电池、电机、控制器、充电器等技术达到较高的水平时方可大量生产。目前,电力自行车是自行车行业开发新产品中最大的热点。
a.国外电动自行车发展状况
美国ZAP、尤尼克、克莱斯勒等多家著名汽车公司都己开发和生产出了相当数量电力助动车,美国通用汽车公司为电动自行车提供新型电池。德国的奔驰公司、法国的标志公司也把眼光投入到这一产品上来了。日本除积极开发电动汽车外,积极开发出各类电动自行车,产值己超过了越野车、迷你车,仅次于居第一位的轻便车。日本三菱重工业公司最近推出了电动自行车新产品,加入经济竞争的行列。,日本最大的自行车厂家“石桥”、“宫田”、“丸石”等也相继加入电动自行车的竞争行列。日本把电动自行车作为最有发展前景的绿色交通工具来发展。
b.台湾电动自行车发展状况
台湾自行车产业颇具实力。美利达公司开发出铅酸电池自行车,市场销路很好;奇能、巨马和瑞祥等多家电动机车制造厂商,均致力于开发一种超轻型专供短程使用的电动自行车。瑞祥公司推出第二代电动自行车的重量只在52公斤以下,奇能公司的全新设计EPED电动自行车重量只有30多公斤。
最近,为推动高科技电动自行车产业发展,自行车工业研发中心已着手部署第三代电动自行车开发设计,将在马达、控制器、电池等方面大幅强化效能的提升。个性化电动辅助自行车与折叠式电动辅助自行车等两型车款将进一步减轻重量。
c.国内电动自行车发展状况
我国电动自行车开发尚处起步阶段,但还是比较重视电动车的开发和生产。广州和汕头南澳县是国家重点开发电动车的基地;政府和常州建立了中外合资常州山康电动车有限公司和常州电动车充换电有限公司。早在政府就支持和鼓励电动车发展。目前,已有20多家企业参与电动车的开发和生产,各种电动自行车、电力助动车、高性能电池、电机和控制器等相继面世。上海于近日取得电力助动车在电池研制关键技术上的重要突破,一些专业企业也已经能够批量生产,其使用寿命可达到充电400-500次,一次充电可行使40-50公里。
(2)太阳能自行车
太阳能自行车是将太阳能直接变成电能,驱动电机行驶的自行车。主要由太阳电池、直流电机、蓄电池和自行车组成。太阳能电池是自行车的发电机,蓄电池把太阳能变成的电能储存起来,供自行车启动时较大的启动电流,或阴雨天和晚上使用。
太阳能电池是固态器件,吸收阳光并将光能直接转变成电能,完全依靠内部的固体结构完成这一功能,没有任何活动部件。要求太阳能电池能提供120瓦功率的电源。南京航空航天大学范炳鹤教授研制出大面积硅太阳电池应用集成电路技术,把N型硅和P型硅与连接导线一起集成在光学玻璃基板上,组成305毫米X 305毫米方形太阳能电池,工作电压12伏,输出功率5千瓦。他本人自装了一辆太阳能自行车,太阳能电源由NPS硅太阳电池和复旦大学BEST全密封维护蓄电池组合成。
太阳能自行车是新生事物,集中“能源、环保、交通和新材料”四大领域的优势,不断完善后将成为特色小康型交通工具。
(3)落汽自行车
德国机械工程师赫尔贝特.勒特里希研制成一种以蒸汽为动力的新型自行车。该车前轮左侧部位装有一只立式蒸汽锅,右侧部位装有一台活塞蒸汽机。蒸汽机所产生的传动力则是依靠一只摩擦轮传递到前轮上的。此自行车还配有气压表、蒸汽锅加热点火器、安全阀门、强制式给水泵、手动式供水泵、储水箱及煤气罐等装置。为确保蒸汽锅安全,骑车者还可以通过车上的一只目镜,检查蒸汽锅内的水位情况。
(4)夜光自行车
加拿大的科研人员为使夜间骑自行车的人能在微弱光线的大街小巷中安全行驶,专门设计并制造了一种夜光自行车。这种自行车并无任何结构上的改变,只是在自行车两只轮的轮圈上,粘贴一层涂有发光的弹性锡箔之类的膜。实验证明,这种车在夜间行驶时,可以在150米之内被人们发现,即使是以每小时80公里的速度急驰的汽车,也来得及紧急处理情况,从而排除夜间的交通事故。
3.4造型
现代自行车造型设计的一大特点就是应用新材料、新工艺、新结构。有种无辐条、前后轮均为碳素钢轮的自行车,其前轮略小,后轮略大,造型整体呈前倾状态,高速行驶时,能减少空气阻力具有较强的速度感和力感。台北自行车展示会上,Elebike公司展出了由工程学院的学生设计的两人同时驾驶的新型三轮电动自行车。车的前轮有一个转矩,电池安装在座垫下面,车驾与挡泥板创造出一种优美的流线形。“羚羊型”、“白天鹅型”等使自行车造型趋于多样化。“流线型”结构造型以及改变驾驶者的姿态的“身尚式”造型是自行车造型发展的新趋势。
3.5结构
自行车的结构多样,金属板、塑料的组合式、管式、组成式、轴传动机构、橡胶车架、碳精纤维车架、无幅条车轮、单轮车式、曲柄式往复运动机构、钢丝幅条车轮、无滚珠轴承、蛇腹车架、双管车架、双圆棒车架、蜂窝结构、玻璃纤维车架、流线型结构、整体车轮、驱动部与后轴的整体连结、无螺丝安装、带式驱动机构、流式驱动机构等m。而折叠式自行车是近几年发展起来的一种新型结构的自行车.结构更简便,性能更高.
(1)独转健身自行丰
一种独轮健身自行车,由摇动手柄、脚踏,轮子和保护架构成,摇动手柄和脚踏分别与棘爪传动机构的棘爪固定,棘轮与车轮同轴转动。使用者通过两手的前后摇动和脚踩脚踏两种方式连续驱动车轮行走。
(2)折圣式自行丰
德国斯图嘉特市车辆设计锻造公司最近开发成功一种随意放入任何一种行李箱内的微型折叠式自行车。它装有可调式支承座的鞍管和车架上的避震器可迅速从车架上卸下,车架通过一种新式中轴活络关节一步折叠到位。车架制造采用“中空事骨架件”方法,既有效提高车架抗扭强度.又可显著减轻车架重量。
日本成功制造出总重量仅为6. 5千克的一种新型的安全可靠的折盛式轻便自行车,堪称世界上最轻量的自行车。车体材料采用坚固而较轻的钦合金,所有框架采用中空工艺加工,框架管子的壁厚仅有1毫米,此外,轮胎采用了聚氨酷橡胶等轻量材料,所有部位尽可能设法变轻.折叠设计方面,对折叠后的高度、厚度都进行了严格调查比较,产品最终实现了能满足多种情况下的携带与放置。
台湾展开发公司推出的折叠式电动自行车获日本外观及结构专利权。全车仅32公斤,携带方便、机动性高。该车采用微电脑控制器,刹车自动断电,电源归零起动,具有电量指示灯,启动扭力大,速度可达25公里/hr,充电时间4-6小时,平地续航力可达40公里。前轮配置的12. 5英寸避震器已获台湾专利权,是目前台湾行程尺寸最短的避震器。
我国柯思达发明的折叠自行车系列产品,性能上具有折叠迅速、结构简便的特点,与同类产品相比,体积小1/2,重量轻1/3,折叠时间为2-4秒,可随意挂靠,携带便利。
3.6功能
自行车除了作为一种交通工具,还具有健身、娱乐、竞赛等多方面功能。随着高新技术的不断提高,一运用越来越广泛,功能越来越完备,出现了水陆两用自行车、多档变速自行车、登山越野自行车等多功能型自行车。
(1)多档变速自行车
变速装置的形式很多,内装、外装、手动无级变速、电气式自动无级变速、流体变速、细绳式、带式、随动式、离合器式、磁力式、连杆式、摩擦离合器式、摩擦板式、离心力式、异型电机式、柱塞式、和谐传动、行星齿轮式、照相机光圈式、改变链轮径、凸轮偏心式(带行星齿轮和链轮)、橡胶变速式、滚珠螺丝变速等等。
外装变速器直接接触外部空间,变速的范围较大,多用于山地车。内装变速器暗藏于后花鼓中,由于设计的空间有限,变速的范围较有限,一般用于城市内骑行的轻便车。森威系列中的摩擦式换档变速器,采用低接触式走线方式和摆动机构,实现前、后自动定位定档工NDEX调速。它选用高强度的压铸铝、塑脂件,采用旋转手柄、GD型飞轮,具有预拨功能,使得工NDEX系统达到平顺、准确的变速性能。最新产品中还有通过电脑感应和微型马达来自动进行变速的全自动内变速系统。通过变速把上的电脑液晶FLGHT DECK电子显示系统实现显示时间、平均速度、骑行总距离等17种的功能。
(2)山地自行牟
山地自行车适于行驶在不平整的路面上。由Bertone公司和通用(GM)的子公司欧宝联合开发的山地自行车,用一根管材构成的龙骨代替了传统的四边形车架。此车将后轮,车链连接脚蹬子的中轴作成一体,减震器安装在镁管中,从而使得24速换档机构中的链条张紧力不受到车轮跳动的影响,解决了后悬挂系统的自行车经常遇到的问题。
(3)遭震赛车
在登山自行车、下坡赛车上,为了降低自行车车辆重量,发挥乘骑者的最大极限,提高耐冲击性,普遍采用高性能的前后叉避震设计,悬吊式后避震系统和弹簧压迫式的传动系统。在把手、避震座管、立管等各部分均采用创新的材料,使自行车的“减震”功能几乎可以与机车相媲美。同时,为了减少抗风阻系数,以往管状的车身已逐渐为扁平的设计所代替。第四章车架造型设计
自行车创新设计包括所示的各个方面,本论文重点讨论车架造型、传动系统方案设计。本章首先研究车架造型设计。
4自行车造型个性化设计程序与方法
4.1自行车造型个性化设计的基本方法
4.1.1目标消费群体分析
根据上一章分析的内容,自行车的消费行为取决十目标消费群体的两方面个性:其中动机、态度、消费观决定了其购买自行车的类型、使用情境和档次;而个性气质以及感知尺度决定了自行车的风格特征。因此,设计自行车或零件造型,需要先分析目标消费群体这两方面的信息。
具体的过程是,首先了解影响消费群体购买自行车行为的客观因素,如当地的社会文化、目标消费群体所处的社会阶层、当地的地理环境等等;其次,分析目标消费群体的购买动机、态度及其消费观,判断适合目标消费群体使用的自行车的功能和档次;最后分析目标消费群体的个性与气质,以及市场上竞争对手产品的风格特征,判断出合适的自行车造型风格特征。
4.1.2自行车消费动机需求的分类
建立基十使用情境的自行车个性尺度模型,需要首先了解消费者的购买动机,不同动机的消费者,对自行车的各种属性的态度会有很大不同。根据上文提及的“影响自行车消费的客观因素”,以及第二章提及的现代自行车的功能特性差异,笔者对消费者购买自行车的使用的动机需求概括为“代步”、“休闲”、“旅游”、“表演”、“竞速”、“极限运动”、“运输”七类,而其中“运输”需求,因为自行车的速度、运输能力、机动性能等限制,已逐渐被电动车、汽车等其他交通工具代替。因此建立模型时,动机需求中放弃了“运输”这一项。
4.1.2.1代步
从自行车发明以来,代步就是自行车最基本的功能。通过蹬踏自行车,可以加快到达目的地的速度,节省时间和体能。时至今口,人们使用自行车的动机还有不少是用十代步。属十代步范围的动机有:上下班、上学放学、购物、买菜、走访亲友,参加其他活动等等口常生活以及公务活动,自行车仅仅作为交通工具来使用。
4.1.2.2休闲
休闲是现代社会发展的特征之一。随着科技进步,文明程度提高,我国用工时间不断规范和缩短,普通人有越来越多的休息时间。五天工作制和各种传统节口的制定,都为大众提供了更多进行休闲活动的机会。过去休闲方式以看电视,浏览报纸,等被动休息为主,而现在人们的观念逐渐发生改变,意识到需要积极主动地寻找适合自己的活动方式,因此利用自行车进行休闲活动成为现在的热门休闲活动之一。“休闲”和“代步”两种动机的差别是:“休闲”中自行车已不仅是交通工具,在人们参与的活动中扮演重要的角色。属十休闲范围的动机有:外出兜风、公园内骑行、短距离的户外活动(如露营、野炊、登山、越野)等等。自行车为人们的休闲活动增添了乐趣,贴近了自然,越来越受到人们的欢迎。
4.1.2.3旅游
旅游也属十广义休闲的一种,产生“旅游”动机的原因与“休闲”类似,而在自行车“旅游”动机中,更关心的是通过自行车游历其他地区,携带大量行李,在远离自己住所的其他环境中体验不一样的生活。很多时候,使用自行车旅游的人会被称为“驴友”。属十旅游范围的动机有:骑行至外地,或者在外地骑行;到旅游景点地区游览等等。
4.1.2.4表演
表演指使用者利用自行车进行某些需要经过训练、常人难以做到的动作,并配合音乐、道具、场景以取悦观众。这些活动需要使用者有很好的灵活性,掌握大量的操控技巧,以保持自己在自行车上的平衡,因此用十表演的自行车零件非常专业。属十“表演”动机的范围有:平地花式BMX,攀爬、街式等,或者一些DH自行车活动。
4.1.2.5竞速
竞速属十专业运动范畴,指在特定的场地中,在尽可能短的时间内完成指定路线的骑行,并与其他竞速选手竞争完成时间,速度最快者获胜。竞速动机基本表现在参加自行车比赛的行为上。随着我国自行车水平的不断发展,国内各种专业和业余的自行车比赛数量口益增加,如“禧码诺车迷节”、“黄山赛”等,因为竞速动机而购买自行车的消费者也越来越多。属十“竞速”动机的范围有:山地自行车比赛、公路自行车比赛、个人计时赛、铁人二项比赛等等。
4.1.2.6极限运动
极限运动是特别的自行车运动,使用者通过自行车挑战极高难度的路况和动作,以超越人类极限为目标,追求过程中的刺激感。极限活动具有很大的危险性,因此要求自行车及护具的强度要足够胜任。属十“极限运动”动机的范围有:自由骑、坠山、街式等高强度的山地骑行活动,以及平地花式等以技巧性为主的骑行活动。
4.1.3自行车造型特征的设计
自行车的造型设计需要服从十功能,具有很大的局限性。但是局限并不代表无法设计。自行车框架是最重要的设计部件,在满足功能需求及成本的前提下,其选用的材料、管材线条的造型、车架和前叉外管的涂装都属十可塑造的部分。同日寸,坐垫、座杆、把组的形状、涂装也影响整车的风格。然后是自行车的其他系统部分,属十造型的细节设计。如曲柄的表面、快拆、后拨、刹把、火器等,出色的设计可以起点缀的作用,让整车风格更加协调。对整车造型影响不大的零件有:花鼓、脚踏、飞轮、前拨、碗组等体积较小,功能性远大十造型表征性的零部件。
4. 2设计原则
自行车设计要从材料强度、骑行运动学、加工工艺,可靠性等各个方面进行考虑,这些因素都直接影响着车架的外观美感、强度大小和弹性优劣。而车架造型很大程度上决定着自行车骑行好坏、易转性能、骑行舒畅感等。车架管材的长短、构成的角度等影响整体自行车的特性。除考虑车架的造型结构尺寸外,尤其应该考虑自行车与人的协调关系,以及身体尺寸与自行车各部件之间的关系。主要的基本技术参数有:前管轴线与地面夹角。、立管轴线与地面夹角p、传动中心距C、前后轮中心距D、中接头中心离地距离E等。只有这些参数均趋于合理,才能保证自行车的稳定性和操纵性。下面以赛车为例,讨论如何确定车架设计方案。
4.2.1基本原则
(1)赛车的性能是通过人来体现的,它的结构设计应以人为主,充分考虑到人体工程学、自行车运动学、形态美学等方面的知识。
(2)赛车车架的形状和尺度与其功能有关。要求外形尺寸合适,以提高骑行舒适性;要求所受阻力最小,骑行的输出性能最佳。
(3)要求有足够的刚性和强度,并且尽量减少重量。具有良好的抗冲击、耐疲劳性,以保证寿命使用。
4.2.2形态设计
碳纤维赛车车架造型采用流线型整体结构,其性能分析有以下优点:互磨擦、流线型结构:可最大限度地减少空气阻力,提高骑行速度。整体式结构:人体做功力传递效率高。避免了普通车架因部件多,相接触变形造成的人体动力传递损耗。
4.2.3结构尺寸确定
(1)车架规格
运动员下肢(大腿、小腿、脚)的长短,决定车架的高度。上肢(上臂、下臂和手腕)的长短与胸之和,决定车架的长度。
(2)前角和后角
前角指前管对于车架的倾斜度。前角为710时,操纵性和稳定性都比较好,确定其范围为650 -750。赛车车架的前角更陡,采用730-750,这样在骑行时反应快,速度灵活。坐管角取与前角相同,陡的角度可使骑车者前扑在中轴的上方,从而获得较大的蹬力。后角指立管轴线与地面夹角。后角决定了骑行者在自行车上的重心位置,一般认为在680 -73。范围内。当传动中心距设定的值较小时,角度偏小,反之偏大。
(3)前又翘度
前叉翘度指前管中心线和前轮轴之间的垂直距离。为提高自行车的的导向灵活性,一般取较小的值。
(4)上管长度
从鞍立管接头到前叉接头的长度,角度较陡的赛车车架相应地使上管缩短了。这样可使骑车者能下扑着双手握住车把骑行,以减小风的阻力并增强脚踏的力量。
(5)转距
为了减少自行车的重量,提高运动性能,必须考虑尽量缩短轮距。前、后轮中心距的尺寸大小与传动中心距有关,当传动中心距较小时前、后轮中心距可取小一些,反之取大一点。
(6)后心距
从保证车架的刚性和良好的加速性能出发,尽量缩短后心距。
5传动系统方案设计
根据创新性基本原理和思维活动方式中的发散思维,自行车传动形式不局限于机械传动,还有液动、气动、磁动、电动等多种新型式。机械动力传动的具体形式又有链传动、带传动、轴传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、棘轮棘爪传动,等等,可供设计者参考选择。
链传动是一种具有中间绕性件的非共辘啮合传动,一般分为动力驱动和运输传动两种方式。有滚子链、齿形链、双节距长环滚子链。自行车链条与相同节距规格的传动用滚子链相比,宽度窄、重量轻、精度低、机械性能低,但价格便宜。
链条链轮传动因为有其它传动形式所无法比拟的优点而成为现代自行车传动系统的主要表现形式。
链传动和齿轮传动都无弹性滑动,传动比准确,传动效率高。对要求转速恒定的两轴传动和多轴传动,采用链和齿轮都很适宜。链条对轴作用力较小,链预紧力比带传动小得多,减轻轴和轴承上的压力,减小磨损。同时结构尺寸较紧凑,装拆方便。
当然,链传动也存在其无法克服的缺点。当空间限制要求有中心距小;瞬时传动比要求恒定;传动比大;转速极高;噪声要求小的时候,链传动的使用性能不如齿轮传动。当空间限制要求有中心距很长;转速极高;无润滑油,噪声要求小的时候,链传动的使用性能不如带传动。当要求运动连续光滑时,链传动的使用性能不如轴传动。
链的使用寿命受到铰链磨损的限制。磨损使链节距增大,摆动速度不断变化,工作中的销轴和套筒之间的接触中心几乎不能形成流体动力润滑油膜,且摩擦系数高,会出现局部粘着现象。为提高使用寿命和效率,需设置张紧装置(张紧轮、张紧轨道)来补偿由磨损引起的滚子链伸长。由于链传动具有由多边形效应引起的运转不均匀性并产生冲击力,传动平稳性欠佳,因此,必须使链和链轮质量减小,链节距和链环长在充分利用链的强度条件下限制到最小值。
链轮齿形设计对提高传动链条承载能力,实现共辆啮合链传动具有重要的作用。美国摩斯公司推出的链轮采用30度压力角的渐开线齿形,形成HV链传动专利产品,具有良好的高速性能,链轮最高转速可达1r/min,传递的最大功率可达4000kw。因此,针对配用链条的结构特点,按照链传动的啮合机理,研究链轮的齿形是链轮发展的一个重要领域。
非圆链轮技术近年来得到发展与运用。变速自行车采用非圆驱动链轮有助于减少自行车链轮大拐处在垂直位置时对传动效率的不利影响,便于腿发力且节约运动距离。
结语
自行车产品有其特殊性,它的结构既承担物理功能,又直接体现外观。它的个性化和其他产品相比较有一定的难度,但随着技术的发展,这种产品的形式和内涵存在着变化的可能性,也具有一定的典型性和代表性。从18第一台自行车诞生开始,它就没停止过发展的脚步,至今已经有十几类不同功能、造型的自行车。自行车用途的多样化,和自行车部件接口的标准化,让现代自行车的造型充满了无数的可能性,每一种,甚至每一辆自行车都拥有自己独特的个性。因此要研究自行车个性,需要从它的构件、使用情境,消费者的需求等方面入手,通过分析目标消费群体的消费心理,消费过程,找对自行车的受众及个性化需求,才能提高竞争力。
影响消费者购买自行车的因素有很多,内部因素有消费者自身的个性,气质,消费观,外部因素有社会文化,生活环境,人口因素等等。消费者的动机、态度消费观决定了自行车的种类;消费者的个性、气质决定了自行车的风格;消费者的感观尺度决定了自行车的效果尺度。分析自行车造型的个性化,要从两方面入手。一是按消费者的动机需求划分,这是根据自行车的使用情境进行分析;二是按自行车的造型和涂装等风格划分,这是根据目标消费人群的需求和个性进行分析。通过两种分析结合,就可以对某一自行车的个性找到其目标消费群体,或者通过分析目标消费群体,确定他们乐意接受的自行车的个性风格。
中国属十自行车消费大国,自行车曾经是国人眼里的“大件”商品。但在汽车文化盛行的今天,自行车逐渐失去了国人的关注。而八十年代后国外自行车产业的飞速发展,以及国内同行停滞不前,使得国产自行车水平渐渐与国际水平脱节,国内许多厂商面临巨大的生存压力。如何提高自行车的技术和质量,发展自行车产品的个性化,是国内自行车产业的当务之急。
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多功能液晶电视主板设计工学论文
摘要:文章介绍了一种数模一体多功能液晶电视主板的产品特点、设计目标、设计过程及目前所达到的技术水平。
关键词:多功能;液晶电视;设计
随着数字电视技术的发展,普通的模拟电视逐渐满足不了高端用户的使用要求,尤其是当地面数字信号(DVB-T系统)开播后,更加凸显了单一电视功能的局限性。数模一体液晶电视很好的解决了这个矛盾,实现了既能接收地面数字信号(DVB-T系统)又能接收传统模拟电视信号(PAL制系统)的功能。使用户能够收看到1080P格式的高清数字信号。
该产品输入端子齐全,满足了一般信源输入要求,具有功能齐全、兼容性强的特点。
1产品特点及主要设计目标
1.1该主板电路模式具有以下特点
①模拟信号接收部分采用NXP公司的方案,接口齐全;
②数字信号接收部分同样采用NXP公司方案,将数字信号当作一路模拟信源进行处理,支持1080P格式的高清信号。
③数字信号接收部分增加CA功能,可以接收加密信号。
1.2主要设计目标
①一般要求:接收电视制式:PAL制、DVB-T;支持多路信源:HDMI、PC、YPbPr、AV等输入。
②主要技术指标如下。
输入灵敏度:模拟信号接收灵敏度≤51dBuV;数字信号接收灵敏度≤28dBuV。
载噪比门限值:C/N≤18dB。
各端子输入功能:要求各输入端子连接信源时图像、伴音均正常。
2设计过程
2.1电路方框图
2.2工作原理
①模拟部分。模拟电视信号解调后的CVBS信号进入图像解码芯片TDA15481,将图像信号解码为RGB信号,该信号作为一路信源,输出至LVDS转换电路。解码过程中需要对画面进行存储,根据存储速度选用64MHz的DDR存储器,满足了存储需要的空间和存储速率的要求。
②数字部分。DVB-T信号的接收有独立的处理系统。解调后的TS码流信号进入专用解码芯片进行后续处理。解码过程中有大量实时数据需要存储,电路中需要增加一个SDRAM存储器进行实时数据存储和交换。处理后信号为RGB信号,该信号当作一路模拟信源输出至LVDS转换电路。该部分还增加了CA功能,有效实现了机卡分离。
为了满足绿色待机的要求,增加了一个副MCU,用来实现功耗管理,达到最小限度耗能的目的。
2.3关键元器件的选用
电路中选用大量的半导体器件,如集成电路、三极管、LDO等。为了满足设计要求,器件选用需要注意,如:音频逻辑切换电路选择,要选用隔离特性较好的切换电路,这样有效能避免各通道之间的串扰;而视频切换电路要注意频率的选择;LDO要选用自身能耗较小的器件等。
3测试结果及讨论
3.1主要的测试仪表及项目
测试用仪表主要是HP公司的频谱分析仪4404B、FLUKE公司的模拟信号源54200、深圳精测公司的数字信号源JC6000系列,主要对数模一体主板的灵敏度、载噪比门限值等指标进行测量。
3.2测试结果
①输入灵敏度:模拟信号接收灵敏度≤51dBuV;数字信号接收灵敏度≤28dBuV。
②载噪比门限值:C/N≤18dB。
③各端子输入功能:各输入端子连接信源时图像、伴音均正常。
3.3设计过程中解决的主要问题
①印制板及结构件的`设计。印制板设计采用两层印制板设计,顶层主要为信号线的排布,底层主要为电源和地线的排布。保证各单元电路走线合理,使各部分之间的干扰最小。高速通信线路的排布,要严格按布线规则设计。
②各端子功能实现。在主板的设计中,各端子功能正常实现是最基本也时最关键的要求。由于通道较多,输入信源丰富,所以必须统筹资源,合理增加外围电路,正确选择器件,保证正常实现功能,又要避免互相干扰。
4结语
通过对该产品的主要技术指标测试,数字信号接收灵敏度、最大输入电平等、载噪比门限值、模拟信号接收灵敏度和选择性等指标都能够很好的满足用户的要求。
参考文献:
[1]张振文.液晶显示器与液晶电视机原理及维修[M].国防工业出版社,.
浅谈多功能测试台的阀块设计论文
在测试装置的设计过程中,最重要的一个环节就是液压阀块的设计,但大阀块油孔较多且为避免油路之间的干涉又增加了较多的工艺油孔,导致液压阀块结构复杂。
1、阀块的设计原则
首先,设计阀块前,先要确定油路是否可集成。每个块体上包括的元件数量应适中,元件太多阀块体积大,设计、加工困难;元件太少,集成意义不大,造成材料浪费。
其次,在阀块的设计中,油路应尽量简捷,尽量减少深孔、斜孔和工艺孔。阀块中孔径要和流量相符合,特别应注意相贯通的孔径必须保证有足够的通流面积,注意进油口的方向和位置,应与系统的总体布置及管道连接形式相匹配,并考虑安装操作的工艺性,有垂直或水平安装要求的元件,必须保证安装后符合要求。
最后,油路及各孔道的布置。首先根据系统的总体布置确定各油口的方位,互相沟通的元件应尽量置于互相垂直的相邻面上以简化孔道布置,然后先走通主油路,再完成小通径的油路和控制油路。
2、大阀块的设计
首先考虑油路集成,以换向阀、溢流阀、减压阀共用进油口、回油口,换向阀和节流阀共用回油口。考虑到各阀的进油口和回油口之间的尺寸不相等,其中减压阀的进、回油孔之间的距离最小,为了达到油路集成的目的,根据最简单的数学思路――勾股定理,以减压阀的进油孔A、回油孔B之间的距离为基准,换向阀的P、T,溢流阀的A、B在大阀块上不与减压阀平行而是倾斜放置,即减压阀的A、B间的距离作为直角三角形的一个直角边,换向阀和溢流阀的进、回油口做斜边。设计的开始也考虑过将节流阀也做倾斜放置,但这样做集成的意义不大,并且相比于将节流阀与阀边平行放置,倾斜放置的尺寸标注较麻烦,相应的给大阀块的孔径加工带来不便。其次,采用这种倾斜放置的方式不仅实现了油路的集成,又给小阀块的结构设计及加工带来了方便。
根据阀块的设计原则中的孔道布置原则。考虑到油孔之间、工艺孔之间及两者之间不能相互干涉,要从几个方面总体考虑。由于阀块内部管道较多所以液压阀块内的孔设计是要分层,进油管与回油管尽量不放在同一层,以免两者相通。因此,分了三个层面设计孔的布置。如果把各个阀的控油孔放在第一层,把进、回油孔,泄漏孔分别放在第二、第三层,在孔加工时就会出现多孔道相贯通。要想不出现干涉必须把泄漏孔放在第一层,进、回油孔放在第二层,控油孔放在第三层。另外就是孔径大小的设计,孔径的大小与液压元件的通径有关。需要测试的阀类的最大通经只有直径是30mm,在检测小通径的阀时,需要把其它几种具有大通径的阀块叠加起来,阀块之间通过螺栓连接。由于大通径的阀块和小通径的阀块进出口的尺寸和位置都是不一样的,所以直接把它们累加起来,阀口之间不能很好的对接,甚至是大阀块把其上阀块的进出口完全堵死而不通。曾考虑使小阀块的底面的进出口和大阀块上面的进出口的尺寸和位置完全一样,而小阀块上面的进出口和要检测的阀的进出口尺寸和位置一致,从侧面打孔实现上下孔径对接,原理上可行,但实际上在加工阀块的时候是相当麻烦的,比如溢流阀,它的进出口和外控口都在一条直线上,如果只打一个侧面孔的话,那么进出口和外控口就会被连通;如果打多个侧面孔使上下两个面上的各口相连通,又很难保证上下两个面上的各孔都在一条直线上。故通过从侧面上打孔的方法不好实施。现采用加大每一个大阀块上面的各孔孔径的方法,小阀块仍按要检测阀孔的具体尺寸和位置来设计,这样一来,上下两阀块的孔口就很容易对接了。
在设计液压阀块时,对一些主要压力点要留有测压孔,在阀类性能测试中压力测量中使用,并且以便以后使用过程中出现问题时进行检查。
3、小阀块的设计
液压阀块上孔的位置要与液压元件的孔完全对应,当不对应时,还需要设计过渡阀块。在检测小通径的阀时,需要把其它几种具有大通径的阀块叠加起来,阀块之间通过螺栓连接。如常用减压阀有10mm、25mm、30mm三种通径。由于大阀块上的孔径设计为32mm,如果对25mm通径的减压阀进行测试,由于液压元件的孔与液压阀块上孔的位置不对应,就需要设计过渡阀块,使阀块上面的尺寸与液压元件对应,下面的尺寸与其下面的阀块对应。
对于小阀块的设计以25通径的.减压阀为例。25通径减压阀进、出油孔之间的距离要比32通径减压阀进、出油孔之间的距离小,并且控油口的位置也不同,所以不可能直接对接。为使小阀块的底面的进出口和大阀块上面的进出口的尺寸和位置完全一样,而小阀块上面的进出口和要检测的阀的进出口尺寸和位置一致,通过在小阀块的侧面打孔,使小阀块上下两面上的进出口通过从侧面上打的孔相连通。
在大阀块的设计中,换向阀、溢流阀采用相对于减压阀倾斜放置,这样就简化了小阀块的设计和加工。并且由于大阀块上换向阀、溢流阀、减压阀的孔径尺寸是按照液压元件尺寸设计,所以在对32通径的阀类测试时无需加小阀块,可直接放在d大阀台进行。既而省去了32通径换向阀、30通径减压阀、30通径溢流阀的阀块设计。
为了保证测试过程的密封性,同时也防止漏油,在设计小阀块的过程中在阀块底面的进、回油孔处要开密封槽,放入相应的O型密封圈。
4、结束语
液压阀块的投入使用对液压系统的集成有了质的飞跃,同时简化了系统的安装,增加系统运行的可靠性。液压阀块得到了液压领域的广泛推广与应用。目前国内液压生产厂家已经设计、制造出用于各种液压系统的液压阀块,并且渐趋形成定型化,标准化产品。
摘要:研究了大学课堂教学形式,吸取教师和学生的意见,提出多功能课桌椅设计目标和任务。为实现设计目标,进行各种方案的分析和比较,最终根据功能最优和经济性综合评价结果,选择了一种新型多功能方案进行产品设计。根据选择的方案运用SolidWorks三维造型软件进行零部件的设计与装配。在学校的实习工厂进行零件制作和样品的装配,并在试制的过程中进一步对零部件的设计图纸进行修正和完善。新型多功能课桌椅设计达到了预期的设计目标,具有创新性和实用性,得到了师生们的认可。
关键词:多功能;课桌椅;创新设计
“机构分析与零件设计课程案例教学法教学研究与实践”教学改革项目的最终目标是为了培养高职学生的创新设计能力、综合设计能力与协作精神,加强动手能力的培养和工程实践的训练,提高高职学生针对实际需求进行机械创新、设计、制作的实践工作能力。根据教改目标设计了学生非常熟悉的课题“教室用设备和教具的设计与制作”作为学生的课后任务。教学改革课题组选定“新型多功能课桌椅的创新设计”作为课堂案例教学法创新实践的课题,以引导学生通过本案例的学习能举一反三完成自己的课题任务,从而实现机构分析与零件设计课程的教学目标和案例教学法教学改革的目标。课桌椅是学校的主要设施,是学生上课和学习的主要用具。目前大学教室最普通的一种课桌椅是双人或多人桌椅连体式的,无法根据学生身高来调节,其舒适性不够,而且这种桌椅还特别不适用于一些边讲边练的设计课程以及自由分组需求。此外,利用计算机和手持终端进行学习并通过互联网完成作业成为未来大学生的学习生活趋势。基于这种情况,现有的课桌椅已经不能满足个性化的生活和学习的需求,迫切需要设计舒适、简洁、个性、有型且能满足现在和未来大学教学所需的课桌椅[1]。
2多功能课桌椅设计目标和实现方案
2.1设计目标
教室课桌椅的基本功能包括坐、书写、阅读、收纳、绘图、手工、实验等。考虑到便携式计算机会被引入课堂,因此课桌椅要兼具电脑桌功能。另外,大学宿舍离教学楼较远,因此课桌椅既要能满足上课学习的需要,又要能满足空闲时休息和做课后作业的需要。课桌椅还要能充分运用人体工程学,舒适、简洁、个性、有型,适合不同身高的人使用。有些课堂还需要课桌椅能进行自由组合。课桌椅的设计目标就是尽量满足这些功能要求。
2.2实现方案
基于以上目标,将课桌椅的主要功能概括为以下几点:①桌子作为普通课桌使用,桌面水平;②作为电脑桌和制图桌使用,桌面可调节成水平或倾斜,提高计算机操作和绘图时的舒适性;③桌子可轻松地自由移动,方便教学需要时自由组合,不移动时桌腿放置稳固;④课桌椅要能作为具有书写功能的沙发休闲椅,满足空闲时休息和做课后作业的需要。与方案二、三比较,方案一在桌腿与高度调节装置使用齿轮齿条高度调节机构,其零件制作与装配要求较高,工艺性与经济性较差。方案二由于桌面分成两块且支架安装在桌体侧面,相比整体美观性比其他两种方案差,加之没有增加高度调节机构,创新性也较差。3种方案的评分见表2,选取得分最高的方案三为本次设计的实施方案。
3多功能课桌椅的各项设计及材料选择
3.1总体尺寸设计
根据《学校课桌椅功能尺寸》标准(GB/T3976—)中高校非固定式课桌和课椅的主要尺寸,结合设计目标确定课桌椅的关键尺寸,详见表3。桌面宽度与桌面深度比国家标准尺寸大是考虑到这张课桌要作为制图桌和电脑桌使用,靠背上缘距座面的高度和座面的有效深度也在标准尺寸的基础上适当加大,可提高使用者休息时的舒适性。
3.2结构设计
结构设计总原则是结构简单,工艺性好。尽量采用学校现有的废料,尽量运用型材以减少机加工,从而降低设计和制造成本。1)桌椅框架设计。桌体考虑装箱体积最小和运输方便的`需要,采用分块设计制作组装成体的方法。试制时为了减少加工量可做成一体。先根据总体尺寸确定桌面板的尺寸为800mm×600mm×20mm,考虑到美观性和安全性在其四角上要倒圆角。后板宽度和厚度要与桌面相同,组装后才能贴合,外观也更合理;因为桌体在转换后作为座椅使用,所以后板的高度尺寸要与靠背上缘距座面高度一致,尺寸确定为800mm×400mm×20mm,考虑美观性和安全性,后板上面两角要设计R100的圆角。底板的尺寸由后板和桌面确定为750mm×495mm×20mm,但考虑人体工程学,底板前侧切去一R500弧形,使人腿放置得更舒适。侧板的三侧面分别与后板、底板和桌面连接,考虑人体工程学的需要,桌面组装后要与水平面倾斜8°,侧板的上侧面应为8°斜面,其余尺寸由与之连接的板料尺寸决定。所有板料的厚度可根据所选材料强度的不同进行调整。为连接可靠和装拆方便,各块板的连接构件可采用长螺栓与特制异型螺母连接。2)三角架与桌面角度调节装置设计。三角架上面与桌底板连接,下面与竖杆连接,在装配体中起支撑桌体的作用。因为三角形的稳固性故采用这种形式,又因为桌面的角度需要调节,因此支架的前支撑需要能调节长度。因为桌子高度较高,只有左右两个三角架与桌体连接,其上下和前后的强度足够,但左右方向会发生弯曲,特别是作为椅子使用时,要承受人体的重量,需在两侧三角架中间增加一个横档连接,增加左右方向的稳固性和承重能力。三角架与横档采用螺钉连接。桌面角度的调节装置机构原理如图2所示[2],机构运动处于粗实线位置时,桌面与水平面成8°倾角,当机构运动到虚线位置时,桌面成水平。3)脚架与高度调节装置设计。脚架下面要安装小脚和轮子。由于桌子高度需要调节,所以脚架上还要安装高度调节装置,为了保证其强度,将脚架设计成工字型结构,工字的四角上安装小脚,中间横档上安装高度调节装置。在横档的两端安装两根竖杆,使三角架能在竖杆上自由上下滑动。桌子高度调节装置用丝杆螺母传动机构来完成,丝杆的长度由桌子高度调节行程决定,采用上下两头加上行程限位销。为减少加工面,将螺母设计成分体式,螺母装在套筒内,套筒既起到保护丝杆的作用,又起固定螺母的作用,套筒的长度由丝杆的调节长度确定,为防止螺母在套筒内转动,径向加一沉头螺钉。套筒与脚架用螺栓连接。丝杆的顶头设计一个手柄安装孔,丝杆穿过上横杆中间孔,在横杆上下都用销来限位,以保证丝杆带动横杆一起上下移动。在丝杆螺母机构中,螺母不动,丝杆旋转带动上横杆、三角架和桌椅框架上下移动,从而调节桌子的高度。脚架与丝杆螺母调节机构图见图3。4)桌脚设计。桌脚是桌子的重要部件,它直接与地面接触且承受桌子自重及桌上物体与人体的重量。本桌子要轻松地自由移动,方便教学需要时自由组合,每个桌脚要装一个万向轮。万向轮的尺寸根据桌腿的宽度确定,直接从配件市场找到合适的规格买回。每个万向轮与桌腿用4个M4的螺钉连接。桌子不移动时,桌脚要能固定且保护万向轮,因此其尺寸要比万向轮的外轮廓大。因此采用U型的结构,桌脚与腿的连接采用铰接,这样将桌脚转动后抬起,使轮子着地,桌子就可轻松移动。此结构简单合理,操作方便。桌脚的两种工作状态如图4所示。5)桌面支撑装置设计。桌面有两个位置,一个是与桌体连接,还有一个是在桌体作为椅子座位使用时,桌面放置在人的前面。因此,要设计一个装置,使桌面与桌体分离后能支撑桌面,且该装置不影响桌子的外观。经用三维软件多次仿真模拟,决定采用图5所示的转动导杆机构作为桌面支撑装置。该装置具有结构简单且不影响外观的特点。收起时放置在桌肚内,放开后,导杆处于前面位置,使桌面放置其上,实物效果如图6所示。
3.3材料选择
课桌椅按使用材料分为4类:木制课桌椅、钢木课桌椅、塑钢课桌椅、混合材料课桌椅。考虑到桌子的多功能性,桌体和桌面采用实木制作,考虑到试制时间和成本,用木工板代替。支架和桌腿材料要具有一定强度和良好的焊接性能,因此选用碳素结构钢Q235-A。采用管材,从而在保证同样强度和刚度条件下能减轻桌子的重量。桌面倾斜角度调节装置及桌子高度调节装置采用铝合金,重量轻,易加工,便于操作。
3.4外观设计
运用三维设计软件对课桌装配体和零件进行外观色彩设计和渲染。考虑到学习环境需要宁静和自然,桌体选择灰白色作为底色,蓝色为点缀。桌腿用黑色体现其支撑稳固有力。桌脚的色彩为蓝色,好比桌子穿上了水晶鞋,从而使整个桌子灵动起来,有较强的艺术性,如图7所示。多张桌子布置的教室一改沉闷的气氛,能激发学生的想象力,调动学习积极性。
4新型多功能课桌椅的创新特色与预期应用前景
该新型多功能课桌椅是在分析研究现阶段和未来大学教学过程与学生需求的基础上设计的。设计时充分考虑人体工程学,其创新点在于能经简单调节实现多功能课桌和舒适型单人学习桌椅两种不同使用模式。作为多功能课桌使用时桌面可调节成倾斜,能提高使用便携式计算机和看书时的舒适性;桌子脚可调节成固定式和自由移动式两种形式,自由移动式的设计是为了方便分组学习时课桌的自由组合;桌子带有挂钩,以满足学生的多种需求。电源插座可根据需要添加在后板上。作品色彩经过精心设计,搭配和谐美观。该多功能课桌椅适用于制图教室、计算机教室、普通教室以及实验实训室等场合,特别适用于工程类专业课程设计等实训课程教学,具有学习和休息双重功能,有利于制造师生互动的友好氛围,可以充分调动学生们的学习热情,激发其学习兴趣。该桌椅也可作为车间技术人员的工作桌,以便车间技术人员的现场工作和休息之用。它还适用于现代家庭作为孩子的学习桌,孩子上大学后还可作为电脑桌或书房沙发椅使用,也是一件理想的现代多功能家具。
参考文献:
[1]吕文生,吴珊,韩巧云.大学生身高调查及合理课桌椅设计[J].装配前沿,,273(15):3-6.
[2]陈立德.机械设计基础[M].3版.北京:高等教育出版社,:42-47.
[3]时永利.不锈钢薄壁管件的加工工艺改进[J].重工与起重技术,,21(1):16-18.
地铁招贴设计分析论文
摘要:21世纪的今天,招贴设计的表现手法多种多样,南昌市地铁的建设作为目前南昌市城市发展的一大里程碑,具有重要的推动城市发展的意义。而地铁的招贴广告设计更是日益受到社会各界人们的关注,建设良好的地铁文化少不了招贴设计的装饰衬托。本文就招贴设计如何在南昌市地铁的表现进行探讨和研究,进一步促进南昌市地铁文化的建设。
关键词:南昌市地铁;招贴设计;运用
一、招贴设计概述
良好的广告设计应具有能够传播信息和视觉刺激的特征效果。招贴设计能够刺激人们的视觉,从而达到吸引人们兴趣的目的,并在脑海里产生一定的印象,达到企业想要的一种宣传效果。而地铁作为一种最为方便的交通方式也是人流量最为密集的地方,不管是公益性招贴还是指示性标志设计以及商家的宣传广告,都会是形成南昌市地铁文化建设的重要影响因素。
二、南昌市地铁招贴设计
南昌市地铁招贴设计是影响南昌城市建设的重要因素,同时也是作为地铁功能性的一个延伸。地铁多建设在城市的地下,那么多多少少的会给人形成一种压力,而招贴设计则能够在一定程度上解决地铁空间所给人的压力感,给乘客一种全新的视觉感受和精神感受。南昌市地铁招贴设计多以指示性和公益性为主,进一步宣传最新的时事政治以及一种民族的文化理念,进一步增加整个南昌地铁设计的艺术感。
1、指示性招贴设计
人们在出行时候由于外部环境的不熟悉性会时长使得自己失去一定的方向性,尤其是当人们去外地的时候那么指示性的招贴设计就显得尤为必要。根据招贴设计的表现手法,通过指示性招贴设计将地面的方向移植到地铁内部的通道上,不仅可以使得人们在地下内部环境中明确方向,还能使得扩展地铁内部文化氛围以及空间的效果。是地铁一号线的停靠信息招贴设计,是张贴在地铁内部空间里的具有一个指示性作用的招贴设计,一般乘客两个方向都是有地铁的,但是方向却是完全相反的,那么这个招贴设计的目的`就是为乘客指明了方向的一款实用性招贴设计,图中明确了往瑶湖西方向的列车乘坐右边的地铁,而往双港方向的列车则乘坐左边的地铁,这样完全具有指示性的地铁招贴设计是完全具有一定的现实价值意义的。指示性招贴设计对我们的每一个人都起着绝对的重要性,为我们在日常乘地铁指明正确的方向,能够使我们了解整个一号线人们所需的信息,能够使得在不熟悉城市的我们也可以一样的便捷,提高效率。
2、公益性招贴设计
公益性招贴设计是通过采用一定的手段针对一定的题材,运用设计的手法向公众社会传播的一种有益的广告招贴活动。公益性的招贴设计多采用从全方位的视觉角度和语言阐释社会中人与人、人与自然的社会话题,倡导一种应当正确持有的观念和态度。是南昌市地铁一号线通道内的广告招贴设计,一个雷锋的人物形象和弘扬雷锋精神构建和谐社会的几个瞩目的大字的设计,充分弘扬了学习雷锋精神的重要性。是很明确的一幅公益性招贴,这种公益性招贴设计在南昌市地铁一号线内多处可见,更多的向社会和南昌市民宣扬了一种积极的作为和正确的价值观、人生观。地铁通道是地铁文化宣传的重要区域,作为人流量最大的区域,一旦广告在这里张贴,那么必然就会引起人们的关注。同时,公益性的招贴设计有力于促进南昌市的地铁文化建设,进一步加强南昌市的城市文化,增添受众对招贴广告图形的期待性,进而实现了引起大众长期关注的目的。
3、商业性招贴设计
随着时代的快速发展,经济的日益增长,如今的宣传海报设计也愈来愈多样化,商业招贴的模式已然成为常见。商业招贴的设计是通过海报的设计来传达一定的企业文化以及目前存在的以及畅销的经济模式等,达到促进企业经济的目的。这种招贴设计在人流量密集的南昌地铁通道内张贴必定是一个良好的选择。是作者自己拍摄的一张南昌市地铁通道内的商业性招贴,从图上我们可以一目了然的看出这是江西日报传媒集团广告制作中心为自己的企业做宣传的一种手段,突出了几款产品真正还原真实色彩以及无异味的特点,那么在人流量巨大的地铁空间内,人们总是会多看几眼,这就达到了企业宣传的一个目的,进一步增加产品的一个销售量。商业性的招贴设计选择在地铁通道内进行张贴无疑是一个正确的选择,色彩鲜明,特点明确的商业性招贴设计必然会引起人们的视觉刺激,从而吸引人们的注意力,达到企业对自己产品的一个宣传作用,从而达到一定的商业价值。
三、结语
地铁文化是南昌市城市文化的重要组成部分,作为推动城市文化的一个重要发展那么招贴设计是必不可少的选择,进一步提升整个南昌市的精神面貌和南昌市的经济发展。通过对南昌市地铁招贴世纪的分析,达到理论与实践相结合的目的,进一步对南昌市的地铁文化贡献微博的力量。
参考文献
[1]申丽.基于视觉互动手法的南昌市地铁招贴设计研究.南昌大学.12月.
摘要:分析了我国城市道路规划建设中常见的问题,从结构设计与设计思路两方面,阐述了市政道路规划设计的技术要点,以不断改进和完善道路规划设计,实现城市交通的供需平衡。
关键词:市政道路,规划设计,结构形式,道路交通
城市道路是当前城市现代化发展中的重要组成部分之一,对城市居民的生活产生重要的影响。科学、合理的市政道路规划,不仅可以为人们提供便利的起居条件,而且还能使城市空间得到美化。但是在实际的市政道路规划中,由于市政道路本身的体系比较复杂,因此在对其进行设计与规划时,还存在一定的困难。为了能够对市政道路进行科学的规划建设,就要求能够结合影响市政道路规划的各方面因素,对其设计进行不断改进以及完善。
1我国城市道路规划建设中常见的问题
首先,在一些城市道路中,由于对道路网的等级设计不够合理,因此导致一些城市道路功能出现紊乱,进而在城市道路运营的过程中出现道路交通混乱的现象,对城市秩序也会产生一定的影响。有部分城市的交通主要集中在部分道路中,且城市道路中间的连贯性不足,从而导致城市的分流系统很难形成,不能将不同类别的道路交通系统功能发挥出来[1]。其次,城市道路网点建设不够完善与顺畅,在部分路段与交叉路口的通行能力存在与实际的交通情况不匹配的现象。因为,我国的传统市政道路规划建设中,缺乏系统、科学的交通工程理论的指导,对市政道路中的交叉口红线、车道数以及对路段的设置都基本保持一致,这就使得城市道路中的交叉口的服务水平不足,且城市交通的运行效率受到严重的影响。而且在一些城市中,受到经济条件、人文因素的影响,进行再次的道路扩宽与改造不够现实。为了能够满足城市现代化建设的需求,这就要求在进行市政道路规划设计的过程中能够认识到交叉口渠化改造的重要性。再次,就我国目前的市政道路设计中的.道路的结构与宽度来看,还不能够从整体结合城市的具体情况对道路网进行设计。在设计的过程中缺乏对该城市的道路交通流、城市路段、交叉口通行能力以及城市车辆运行速度等相关因素的思考。不能对车道的数量、宽度以及道路的承载力等进行分析,也缺乏对道路规划建设对城市景观影响的相关分析。在市政道路设计施工建设中,只是单纯的对道路进行施工建设,仅仅考虑到了道路的宽度、机动车道数量。虽然从理论与道路布局来看,其条理比较清晰,但是在每年的城市交通中有很多交通事故,这就说明可能在市政道路规划设计中还存在一定的危险因素。最后,对市政道路使用寿命的设计参数不够合理。根据我国目前的相关规定,要求城市的主干道使用年限为,次干道的使用年限为。但是在实际的市政道路建设与运营中,由于施工质量不合格,从而导致很多城市道路尚未达到使用年限标准,甚至在一些城市出现市政道路结构性损害。这在很大程度上是因为,在对市政道路设计施工时,为了实现其经济化目标,往往就容易忽略其施工质量,不能达到使用年限标准。
在对市政道路进行规划与设计的过程中,就要对城市的当前道路状况、城市的地形、地貌以及已有建筑的拆除与再建等问题进行考虑与分析。还要对当前的道路交通中存在的问题进行分析,并能针对该问题制定一定的应对措施。还要对该方案的可行性与可操作性进行检测,结合城市的规划建设方案,对交通组织方案进行探索。还需要考虑到城市居民的交通习惯与一些识别性的要求,合理的应用城市中的原有道路,根据城市车流与交通的需要,设计合理的道路间距,从而满足交通需要。例如在道路设计中,可以将自行车路网间距控制在100m~150m之间,如果机动车交通为250m就要尽可能的避免错口交叉的出现,这时就可以采取开辟小路来对整个市政道路交通起到缓解的作用。同时也可以对城市的旧城区的建筑进行控制,从而可以引导旧城区的人流与车流向外疏散[3]。例如在玉林市的市政道路设计中,综合该城市中的非机动车的总数量等数据信息后,参考一般的非机动车设计的基本宽度,设计其非机动车的车道在1m~2.5m之间,三轮车在2m~2.5m之间,自行车为1m。同时,为了能够在进行市政道路设计的同时,还能使得市政道路满足城市景观整体规划的需求,还要对道路进行路线性设计。一般道路可以选择曲线设计,这样人们在行走的过程中,其视线内的城市景观一直在变化,也能有效的缓解视觉疲劳,从而有效的提高道路的安全性,减少交通事故发生的频率。
3结语
在市政道路规划建设的过程中,相关的技术工作人员,通过结合当前城市道路建设规划与投入使用中存在的问题,对其规划设计方案进行改进与完善,从而能够设计出符合城市规划发展以及城市空间规划需求的市政道路规划建设方案。通过设计科学、合理的市政道路规划,也能使城市的交通供求保持平衡,更好的满足现代城市建设需求。
参考文献:
[1]张林志.市政道路存在的问题与规划改进设计分析[J].民营科技,(9):277.
[2]应周杰,林春娥.市政道路规划设计与建设改进分析探讨[J].价值工程,(19):95.
[3]桑文大.市政道路景观规划及设计研究[J].现代装饰(理论),(3):68.
2.1对市政道路结构形式进行设计
为了能够更好的适应城市的发展,就要对市政道路系统的结构形式,即道路系统的平面布局进行合理的设计,这样就可以更好的满足城市用地规划以及城市交通的需求。在对市政道路进行设计的过程中需要结合当地的城市用地需求,城市的自然条件与建设条件,从而能够设计合理的城市道路系统。在市政道路设计中,有几种比较常见的道路结构形式,包括方格网式、环形放射式以及自由式和混合式。在我国的很多城市中都采取这几种市政道路结构设计,在郑州、太原等市政道路设计中就采用了方格网式的结构形式。就我国目前的一些大城市与特大城市的市政道路结构形式设计来看,大多会采取将市中心作为道路网中心的环形放射式道路网,将市中心作为道路网的中心,并设计能够通往中心的放射性道路干道[2]。
藤编家具设计分析论文
摘要:社会的快速发展,使人们的生活水平和质量也得到了不断的提高,人们对于当前的家居设计水平也提出了更高的要求,并逐渐追求更为多元化的家具类型。藤编家具作为我国最为古老的家具种类之一,其主要是通过对藤料的利用,从而编造出适合人们使用的家具,相比于其他家具种类,藤编家具具有更高的耐脏性、耐磨性,加之其便于清理的特点,目前被社会大众所广泛喜爱。基于此,本研究将对藤编家具的设计进行研究,并从藤编家具的概念以及特性入手,针对家具的设计原则以及设计创新途径进行分析,因此来为我国藤编家具的设计研究提供理论性的支持与帮助,为其在我国家具设计产业中的合理应用产生了积极的影响。
关键词:藤编家具;家具设计;设计创新
我国拥有数千年的发展历史,家具作为人们日常生活中的重要组成部分,早在我国古代,人们就注重对家具造型、色彩以及结构的设计,以此来满足人们的审美需求,同时也将体现出其独有的民族风格。目前,随着人们对环保产业的不断重视,日常家具的绿色化、环保化设计也成为了社会各界高度关注的内容。藤编家具是我国传统的家具类型,藤料作为一种绿色、环保的家具材料,其不仅可以设计成各种造型,同时通过设计者的创新,将会使藤编家具具有独一无二的特点,既满足了人们的审美需求,也体现出了其独有的环保价值。
一、藤编家具概述
(一)藤编家具的概念
顾名思义,藤编家具就是指以藤为主要的编造材料,通过加工以及编制等手段而制成的家具。藤编家具使我国较为古老的家具类型之一,其最初所使用的藤料来自于印度尼西亚所使用的天然藤料,而我国目前所主要使用的藤料为棕榈藤。目前,藤编家具被广泛应用于我国的南方城市当中,人们将其制成了橱柜、桌子、椅子以及床等,其不仅具有较高的审美价值,同时也具有耐脏、耐磨等特点,加之其热传导性较差,同时也具有冬暖夏凉的主要特点,逐渐成为了人们生活中所使用的主要家具类型1。
(二)藤编家具的主要藤类
人们环保意识的提升,使我国的藤编家具产业也得到了迅速的发展,通过对藤编家具所使用藤料的不同,主要可以将其分为棕榈藤、青藤以及其他三种不同的类型。棕榈藤作为目前所主要使用的藤编家具材料,我国常用的棕榈藤共有3属20种,其中以云南和海南等地区为藤种多产区2。相比而言,棕榈藤的材质相对较好,属木本藤材,部分藤材表面还附有花纹,在使用其进行编制家具时,可以将此类家具成为花藤家具,具有较高的装饰性。青藤作为我国独有的野生植物之一,遍布于我国的山西、湖北以及湖南等省份,其藤茎为实心,具有较高的韧性,晾干后的表皮呈米黄色,具有耐磨、耐腐蚀等特点,加之其人工栽培比较容易,目前也被常用与藤编家具的制作中3。除此之外,我国常用的藤类还包括葛藤、紫藤、鸡血藤等,其均为我国藤编家具产业的发展提供了基础的资源保障。
二、藤编家具的设计原则
(一)人性化原则
人性化原则作为藤编家具的主要设计原则,其主要是指在对藤编家具进行设计的过程中,不仅应当考虑到家具的舒适度和美观符合社会大众的基本需求,同时也应当符合消费者的生活习惯以及操作习惯,满足其基本的功能诉求和心理诉求。在对人性化原则的实质进行分析时,发现其主要是为了在设计的过程中凸显出更多的人与人、人与自然之间的关系,因此在设计的过程中,也应当根据人们的真实诉求,关注其在现代化社会以及环境中的生存价值,从而将更多的人性化因素注入到编藤家具当中,使其发挥出更高的人性价值。
(二)可持续原则
可持续发展是目前我国提出的主要发展战略之一,伴随我国的经济的不断发展,人们更加注重经济与环境和谐发展的基本方向,同时也试图通过对资源环境以及经济环境的统一整合,从而促进我国的健康发展4。因此,藤编家具的设计也应当充分遵循可持续原则,尤其在家具用材的选择和使用上,应当尽可能确保材料的可持续使用,尤其是藤编家具作为一种绿色产品,针对其的设计也应当更为环保化,更具藤材的使用情况进行合理的采伐,以此来实现对资源的可持续利用,并发挥出绿色环保的主要特点。相较于其他家具材料,藤材自身就具有较高的环保特点,因此在编制家具的过程中,可以尽量确保边裁工艺水平的提升,在发挥出资源效益最大化的同时,尽可能的遵循可持续原则。
(三)时代性原则
城市的现代化发展,使人们的思维模式也发生了巨大的转变,同时也创造并设计出了更多的多元化家具类型。在针对藤编家具进行设计时,应当充分发挥出其时代性的特点,针对家具设计中的色彩、结构以及形态等进行充分的考量,也可以根据用户的需求不同,尽量的满足用户的审美需求5。针对藤编家具中所带有的凹凸花纹等,不仅可以体现出编织工艺的主要特点,同时也将为材料的艺术表现能力提升产生积极的影响,给予设计者更多的想象空间,使其可以充分发挥出自身的创作思想。除此之外,可以发现目前我国的大部分编藤家具均具有古板性的特点,这主要是由于受到了大批量生产因素的影响,加之每个时代都有不同的`产品设计模式,因此通过对时代性原则的遵循,将为编藤家具的设计带来更多的灵感和想象空间,充分体现出编藤家具的时代设计感。
三、藤编家具设计的创新途径
由于藤材材料具有高韧性的特点,因此在编制家具的过程中,可以通过对其造型、色彩以及编制方法的创新和变化,以此来凸显出藤编家具更具特色的设计感。
(一)造型创新
针对藤编家具的造型创新,应当主要从其设计的思想以及设计的角度进行分析。设计师在设计的过程中,不仅应该考虑家具的实用性,同时对于家具的审美特点也应当进行不断的创新和完善,甚至体现出其特异性的特点。在此过程中,可以通过对藤编家具的编织面设计,以此来展现出其独有的艺术魅力,比如通过对编织面新装的改变,将传统中较为规矩的正方形、长方形和圆形,设计为心形、三角形、菱形以及椭圆形等,以此来凸显出其造型的创新特点6。除此之外,也可以利用不同的藤材整合编织,以此来实现对造型的合理创新,并体现出其更高的观赏价值。
(二)线条创新
线条创新是藤编家具设计创新中的核心环节,线是由点组成,通过对点和线的有效利用,不仅可以确保家具的舒适性和实用性,同时也将表达出的设计者的设计情感。设计者通过对藤材的合理利用和组合,以此来创新出更多的不同结构以及排列顺序,避免以往单一、重复排列模式的出现,减少视觉上相同节奏性对使用者产生的影响,发挥出线条变化所带来的别样律动。在结构上,线条以及形状的不同将会使藤材的编织方法也存在一定的差异性,给予人们不同的视觉感受,尤其是是藤材作为一种绿色家具材料,部分光滑的藤材将会给人一种流线型的视觉体验,从而凸显出藤编家具的不同设计风格7。同时,根据线条的造型设计,可以分为水平线、垂直线、斜线以及曲线等,通过设计师对于静止线条的动态化创作,将体现出藤编家具的不同表现力。
(三)色彩和图案创新
人们生活水平和质量的提高,使其针对家具的创新性特点提出了更高的要求,藤编家具作为一种传统的古老家具种类,通过其与现代化设计思想的有效结合,也将发挥出更具时代性的特征。设计师在对藤编家具进行设计时,可以充分利用色彩和图案的合理使用,以此来实现对设计的进一步创新。一方面,针对色彩的变化和创新可以选择使用不同种类的藤材,并充分把握好当前家具的色彩流行趋势,体现出藤编家具的个性化特点,同时也体现出其与其他板材家具不同的表现力,利用不同色彩的排列和应用,使其与时尚潮流紧密结合。另一方面,针对图案的利用则可以学习国外的相关设计风格,并根据消费者的需求不同,设计出高端、华丽、古典、时尚以及典雅等多种风格的藤编家具8。由于藤编家具的发展时间相对较长,因此其在发展的过程中形成了独具特色的中式风格,而通过其对现代化图案的利用,实现其与传统文化的有效结合,将进一步发挥出藤编家具的跨时代特点,表达出家具的基础设计理念。
(四)编织方法创新
由于藤编家具是一种编织类的家具,因此在对其设计进行创新的过程中,可以充分从编织方法的创新上,以此来凸显出其与众不同的设计特点。目前,市场中常见的藤编家具编织方法主要包括平编编织法、菱形编织法以及乱花编织法,设计师在对藤编家具设计时,可以通过与其他编制方法的结合,包括牛眼编织法、菊花编织法米字花编织法以及密梗编织法等,通过对编织方法的创新和有效结合,将为藤编家具的设计创新产生十分积极的影响。除此之外,不同的编织方法也将赋予编藤家具不同的风格特点,使其具备更多的功能,充分的发挥出其独有的家具色彩。综上所述,随着近年来人们对低碳生活的不断追求,如何从日常生活中入手,充分体验回归自然的感受逐渐成为了目前的一股新兴潮流。藤编家具作为一种绿色家具,其通过对藤料的设计和利用,从而凸显出更为现代化的藤艺风格,不仅具有结构稳定、便于清理的特点,同时通过在制作中辅以柳条以及等灯心草等,也将更具色彩性和创新性。从本研究的分析中可以发现,藤编家具在设计的过程中应当遵循人性化、可持续化以及时代性的基本原则,并在此基础上实现对其造型、线条以及色彩和图案的创新,才能满足当代居民的基本要求,并为我国家具产业的可持续发展带来积极的影响。
注释:
1.单海斌,武恒,刘杏娥,等.论藤木办公家具的创新性设计[J].西北林学院学报,,01(01):178-184.
2.尹永恒.从自然的材料到自然的设计——西南地区竹材、木材、藤材家具家居产品设计探析[J].生态经济(学术版),2014,02(02):246-250.
3.曹悦.让生活回归自然——藤编家具的设计与推广[J].现代装饰(理论),2014,05(05):115-116.
4.凌士义,李晓翔.民间工艺在现代设计中的应用——以藤编艺术为例[J].大众文艺,,01(01):73-74.
5.何源源.探讨“线”构成元素在现代藤编家具设计中的应用[J].现代装饰(理论),2015,04(04):27.
6.何源源.藤编家具商业化设计问题与应对策略[J].现代装饰(理论),2015,05(05):255.
7.邱雨靖,梁昭华.论陕西藤编艺术的表现与发展[J].艺术科技,2015,04(04):171+232+264.
8.邱雨靖,梁昭华.浅谈当代藤编家具的艺术特征[J].艺术教育,2015,09(09):97.
作者:赵争强 单位:淮阴工学院
建设项目设计管理分析论文
摘要:随着国内大型建设项目的不断增加,对于建设项目的设计方面要求也不断增加,设计管理的发展却稍显落后。本文从建设项目设计管理的特点入手,针对设计管理的现状中存在的问题,从设计信息、设计评价、设计界面三个方面提出了建设项目设计管理的优化手段。
关键词:设计管理;设计信息;专家评审团队;设计界面
0、引言
随着国内关于各行业大型建设工程不断增多,且逐渐发展为紧密合并联系的建设工程,项目系统本身也就变得更加复杂,对于建设工程的项目设计的要求也就相对提高,而应对这种情况,越来越多针对项目设计的企业应运而生,对项目设计的管理的重要性也就越发的体现出来。项目设计管理,在建设工程中起到辅助作用,帮助项目设计过程中,进行有效的沟通、监督项目设计企业运营,检查项目设计制度和质量,都是项目设计管理需要做到的。
1、建设项目设计管理的现状
建设项目工程的设计成果直接影响了投资项目企业经济效益,一个优秀的设计方案,可以为建设工程吸引企业前来投资。因此设计方案是建设项目工程的重要内容,而建设项目设计管理就是保证设计方案最优的前提,更能够从根本上保证投资企业的'经济效益。受国家重技术的传统思想影响,投资企业和工程公司对于建设项目的设计尤为看重,但是对于设计管理方面却不够重视。目前国家现阶段项目设计管理的领域,仅仅停留在管理部门和设计部门的一般沟通、报告设计进度这些初级方面,对设计方面的管理工作缺少较为细致系统的规划和研究,建设项目设计管理方面的工作经验不注意总结归纳和推广,在大型建设项目方面的设计管理更是少之又少,研究的问题大多针对设计管理的组织、流程、内容等方面。
2、建设项目设计管理的优化手段
建设项目设计管理的优化可以从构建网络信息协同平台、组织专家管理评审团队和加强设计界面组织管理三方面进行考虑。(1)构建网络信息协同平台在建设项目的设计过程中,某些项目会同时分为多个设计团队,设计团队中彼此缺乏沟通,一旦某个团队在设计过程中出现错误,整个建设项目都会出现问题,而且各个设计团队之间的信息交换过程中会出现信息不完整等问题,信息的准确性得不到保证,建设项目的质量就失去了保障。如果构建了网络信息协同平台,将建设项目的各种信息通过网络获取,不仅减轻了设计管理部门的工作量,还能够保证各个设计团队同时拥有正确的建设项目信息。尤其是大型建设项目,涉及到的相关信息极多,无论是从那个管理角度还是设计角度,都存在困难。只要建立了信息协同平台,设计部门实时上传建设项目的信息,设计团队之间利用平台进行沟通,管理部门利用平台对设计进度进行监督管理,第一时间发现建设项目可能出现的错误和问题,从根本上保证项目前期工作的质量。以云南省为例,某建设工程企业在进行建筑设计之前,通过信息技术,建立了关于建设工程项目信息的数据库,在此基础上,要求每个设计团队的信息记录人员,将每日的信息及时上传到数据库中,企业内部成立的管理部门通过信息平台,实时监测建设设计的数据,并且综合考虑施工方案、安全可靠、环境保护、节能减排和项目业主利益等多方面因素,及时地对设计数据进行修改和完善。目前国内已经拥有几款较为完善的协同管理平台,比如“金蝶管理系统”、“用友企业管理系统”、“金慧项目管理系统”、“宜众项目管理系统”等,但是仍然需要进一步的发展开发出更多的功能,不断增加统一的项目设计管理模块和各行业的专业管理模块,以便广泛应用于不同企业、不同设计阶段中去。(2)组织专家管理评审团队设计管理最重要的过程是对设计作品进行分析评价,一个优秀的管理评审团队,可以看出设计作品中的细小问题。从目前国家现有的失败案例中可以得出,建设项目工程的失败,大部分都是由于前期设计工作不够深入、考虑不到位、缺少正确的设计评价等因数造成的,评价人员对设计意图的不理解或不重视,以及评价人员缺乏相关方面的专业知识都有可能造成建设项目设计作品的错误鉴定。国家现阶段的建设项目大多数为大型综合性工程,设计过程中涉及的专业较多,设计要求较为复杂,很多企业的内部设计管理部门缺少能够对设计作品进行全方面、多行业评审的专家人员,因此工程企业在配备相关管理设计团队、严把作校审核内部质量关口的同时,也要利用各种手段,配备多行业的设计评审人员,组成专家团队,建立多专业、多领域的专家管理评审团队对设计项目进行认真细致地评审。专家对于项目设计作品进行评审的之前,首先要求专家对该建设项目有基本的了解,保证对设计作品的评价没有局限性或者错误。(3)加强设计界面组织管理建设项目的设计内容设计的专业范围广、各个专业的不同因素相互制约、相互联系,国家对涉及界面管理这方面还存在很多不足,不同设计专业存在沟通不善,设计的成果无法衔接共享,互相包含的设计部分,两个设计单位都没有设计,出现空白或无法衔接的区域,导致建设项目后期工程建设效率降低,投资企业损失效益,乃至撤出投资资金。想要从根本上解决这一问题,就要加强设计界面组织管理,减少不同专业之间的矛盾冲突。要减少组织界面数量,根据建设项目的实际情况,制定科学合理组织界面,尽可能地减少组织界面数量,不仅方便了不同组织之间的交流,使界面组织之间的目标最大程度上达到平衡,而且从根本上减轻了设计管理的困难,将互相包含的设计边界得到衔接统一,对于不同的界面进行整合。
3、结语
国家现阶段的建设项目,大多数为大型工程,规模大、投资高、涉及面广、涵盖专业众多、建设条件复杂,对建设项目设计的要求较高,建设项目的设计管理除了针对设计团队和管理单位采取优化手段,还要不断地深入研究建设项目设计管理,设计管理的不断进一步发展,能够对国家大型建设项目的开展起到推动作用。
参考文献:
[1]孙巍,马广生.浅谈建设工程施工现场质量标准化管理示范工程监管[J].安徽建筑,2015,01:53-64.
[2]闫君.浅谈建设项目的竣工决算编制与竣工决算审计[J].中国集体经济,2015,10:98-99.
[3]苏永强.建筑工程设计文件质量评价理论与方法研究[D].北京:中国矿业大学,.
一、机械零部件传统的设计局限
传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题:零部件容易腐蚀损坏;零部件容易疲劳损坏,断裂、表面剥落等;零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现,都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础,通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据,运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高,目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法,但是它有很多局限:在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验,通过计算、类比分析等,以收敛思维方式,过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统,不强调创新,因此很难得到最优方案;在机械零部件设计中,仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算,其他零部件只作类比设计,与实际工况有时相差较远,难免造成失误;传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现,忽略人―机―环境之间关系的重要性;传统设计采用手工计算、绘图,设计的准确性差、工作周期长、效率低。
二、创新思维机械零部件的设计思想
机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计,要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力,利用最新科技成果,在现代设计理论和方法的指导下,设计出更具有生命力的产品。
(一)运用创造思维
设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现,它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心,它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换,创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事,而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动,掌握必要创新方法,加强学习和锻炼,自觉开发创造力,成为一个符合现代设计需要的创新人才。
(二)运用发散思维
发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心,思维者打破常规,从不同方向,多角度、多层次地考虑问题,求出多种答案的思维方式。例如,若提出“将两零部件联结在一起”的问题,常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等,但运用发散思维思考,可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一,在技术创新和方案设计中具有重要的意义。
(三)运用创新思维
创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动,它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下,将各种信息重新综成,产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例,追求新的`功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等,在求异和突破中体现创新。
三、科学的进行机械零部件设计
(一)把握机械零部件设计的主要内容
机械零部件设计是机械设计的重要组成部分,机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图,同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括:根据运动方案设计和总体设计的要求,明确零部件的工作要求、性能、参数等,选择零部件的结构构形、材料、精度等,进行失效分析和工作能力计算,画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的,机械零部件设计应满足的要求为:在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等;在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便;在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外,还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制,需全面综合考虑。
(二)严格计算机械零部件的失效形式
机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效,其失效形式很多,主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作,在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析,预估失效的可能性,采取相应措施,其中包括理论计算,计算所依据的条件称为计算准则,常用的计算准则有:一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷(下转第57页)(上接第58页)的作用下,抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械,在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下,由于过度受热,会引起润滑油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题,使零部件失效或机械精度降低。因此,为了保证零部件在高温下正常工作,应合理设计其结构及合理选择材料,必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后,将改变其结构形状和尺寸,削弱其强度,降低机械精度和效率,以致零部件失效报废。因此,机械设计时应采取措施,力求提高零部件的耐磨性。
(三)正确选择机械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标,是检验零部件表面质量的主要依据;它选择的合理与否,直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种,即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中,应用最普通的是类比法,此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料,现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下,机械零部件尺寸公差要求越小,机械零部件的表面粗糙度值也越小,但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中,对于不同类型的机器,其零部件在相同尺寸公差的条件下,对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零部件的设计和制造过程中,对于不同类型的机器,其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中,表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发,全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性,才能作出合理的选择。
(四)全面优化机械零部件设计方法
要充分运用机械学理论和方法,包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展,对设计的关键技术问题能作出很好的处理,一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计(CAD)是把计算机技术引入设计过程,利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化,并成为现代机械设计的重要组成部分。目前,CAD技术向更深更广的方向发展,主要表现为以下基于专家系统的智能CAD;CAD系统集成化,CAD与CAM(计算机辅助制造)的集成系统(CAD/CAM);动态三维造型技术;基于并行工程,面向制造的设计技术(DFM);分布式网络CAD系统。
【参考文献】
[1]王启,等.常用机械零部件可靠性设计[M].北京:机械工业出版社,.
[2]隋明阳.机械设计基础[M].北京:机械工业出版社,.
[3]赵冬梅.机械设计基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,.
[4]郭仁生.机械设计基础[M].北京:清华大学出版社,.
[5]许尚贤.机械零部件现代设计方法[M].北京:高等教育出版社,1996.
【摘要】文章针对传统机械零部件的设计局限性,提出了现代设计思想和方法。
【关键词】机械制造;零部件设计;现代思想;科学发展
嵌入式计算机工程化设计分析论文
1引言
某控制管理系统主要用于收集外部传感器数据及控制数据,对数据进行分析处理及逻辑判断,最后向外部设备输出处理后的数据及控制指令。系统中嵌入式计算机模块的主要任务是处理外部通信接口的大量数据收发,数据及控制逻辑处理任务相对简单。嵌入式计算机要求具备异步串口、网络接口、离散量接口等资源,满足控制任务的实时性要求,便于应用软件的研制、维护及升级并且能够适用于恶劣的使用环境。传统嵌入式计算机中的应用软件与系统软件联合编译、统一加载,不便于工程应用。为满足某控制管理系统的功能及工程化需求,对传统嵌入式计算机系统软件进行了改进,给出了采用MPC8265处理器[1]实现该嵌入式计算机的设计方案,指出了工程应用中的设计要点。
2硬件设计
整个嵌入式计算机系统的硬件功能模块主要由电源、时钟、复位电路、中央处理器、FPGA、接口电路和存储系统等部分组成。FPGA主要实现模块的控制逻辑、LBE总线逻辑及部分外围资源,比如串口、双口等;接口电路主要实现模块内外接口信号的隔离及信号电平的变换以及串口和网口等。各硬件功能模块的组成及设计要点与其他嵌入式计算机类似,下面对主要功能模块的设计进行说明。
(1)中央处理器
中央处理器选用MPC8265芯片,工作频率为150~300MHz,内核电压为1.7~2.2V。中央处理器的电路设计主要包括对一些关键信号的端接处理、处理器工作电源的分配及滤波、工作频率设置电路及调试接口设计等。在工程应用设计过程中,由于该控制管理系统的工作环境温度范围要求较宽,为保证中央处理器在高温环境中运行的可靠性,处理器设定的工作频率应低于最高值,比如200MHz;为提高中央处理器在低温环境中运行的稳定性,处理器的内核电压应设置为可选范围的上限电压值,比如200MHz的主频,内核电压值应设定为1.9V。
(2)时钟设计
计算机中存在3种时钟频率,分别为计算机系统外部总线使用的100MHz时钟、网络接口电路使用的25MHz时钟以及异步串行接口使用的14.7456MHz时钟。其中100MHz是主时钟信号,采用全局时钟的设计原则,经CY2305芯片驱动后,输出给MPC8265器件和SDRAM器件。由于MPC8265器件和SDRAM器件MT48LC8M32的建立、保持时间存在差异,因此,两者的输入时钟信号时序需进行控制,最为简便的方法是控制时钟信号的传输距离。工程应用中,根据MPC8265器件和MT48LC8M32器件的建立、保持时间要求,同时结合印制板的布线面积以及所使用的FR4材料,最终要求输入MPC8265的时钟信号线需要比输入MT48LC8M32的长约15cm。
(3)复位设计
复位设计包括加电复位、手动复位、COP接口复位和看门狗复位等设计,复位控制逻辑统一处理所有输入的复位电路信号,并且实现对硬件配置字的访问。在实际工程应用中,MPC8265硬件配置字一般不会改变,因此,为了简化设计,提高生产效率,直接把硬件配置字配置在FPGA逻辑中,从而略去生产过程中的硬件配置字烧写步骤。
(4)存储器系统
存储器系统包括SDRAM存储器、程序存储器、数据存储器和双口存储器。SDRAM存储器分配在存储空间的低端。在系统运行中被划分成3个功能区,即操作系统驻留区、应用程序驻留区、保留区。程序存储器分配在存储空间的高端,程序存储器分为系统程序区和用户程序区。系统程序区用于保存系统程序,包括操作系统、底层测试与监控软件等程序。用户程序区用于保存用户应用程序。数据存储器和双口存储器分别分布在存储空间的高端和中端。在工程应用中,为了实现系统软件和用户软件完全独立的设计和开发,存储器系统必须为系统软件和用户软件提供完全独立的存储区域和运行区域。
(5)总线接口设计
计算机系统采用32位机载航空计算机系统(LBE)总线作为对外总线接口。LBE总线与处理器总线间的桥接逻辑采用FPGA实现,主要包括地址和数据信号的处理单元、信号的时序同步单元和控制信号逻辑实现单元。数据和地址信号处理单元用于实现处理器及LBE总线间数据和地址信号的转换、缓冲、输入输出控制等。数据总线处理单元包括数据缓冲、字节交换、字节选择输出等模块,支持对外部存储器的对齐与不对齐的字、半字等动态数据宽度的读写操作以及突发传输等。时序同步单元用于对控制信号逻辑单元产生的控制信号、数据信号处理单元产生的数据信号和地址信号处理单元产生的地址信号进行时序控制。时序同步单元功能分为两部分,可以分别按照处理器总线和LBE总线的时序要求完成同步控制。控制信号逻辑单元用于实现对处理器及LBE总线间的所有控制信号的转换和访问模式的转换,以及地址译码控制信号的产生等。
3软件设计
嵌入式计算机系统上的驻留软件是非常重要的一部分。目前,较为常用的方式是系统软件及用户应用软件分别独立设计,最后把两者代码联合编译、调试并生成最终的嵌入式计算机系统驻留软件,通过仿真器加载、固化驻留软件。这种联合编译及软件加载的方式实现简单,但是任务界面不清晰,维护不便,不利于工程化。为此,对嵌入式计算机的软件结构进行了改进,在传统的嵌入式计算机系统软件结构上增加了状态监控软件及维护系统软件,实现了各系统软件及用户应用程序的单独编译、调试以及维护系统软件、操作系统及用户应用程序的单独加载。改进的嵌入式计算机系统软件模块结构层次如图4所示,图中无底色部分的软件模块包括板级支持包、设备驱动、操作系统及系统应用软件,这些软件模块的功能及组成与其他嵌入式计算机系统基本相同;加底色部分为在传统嵌入式计算机系统基础上增加的系统软件,其主要功能及组成如下所述。
(1)状态监控软件
状态监控软件位于BSP软件和设备驱动软件之上,在BSP和设备驱动完成对计算机主要硬件资源和设备的初始化后运行[2],负责收集设备的状态信息,引导设备进入不同的工作模式。设备的'状态信息由计算机外部离散量或IO设备提供,不同的状态信息对应不同的工作模式。计算机系统的工作模式分为运行态及维护态两种模式,其中运行态模式是计算机的默认模式,该模式下计算机将调用并运行操作系统和用户软件。维护态运行模式下,系统将调用并运行维护系统软件。软件的主要功能模块有两个,一是模式检测模块,实现对计算机系统不同模式的检测及引导;二是程序搬移模块,实现程序从固存向内存的搬移。
(2)维护系统
该软件主要用于计算机系统的维护,包括调试模式、加载模式及测试模式等3种模式,计算机的实际运行模式由用户通过计算机外部离散量或IO设备选择。调试模式下,计算机建立了一个多任务运行环境,可以实现用户软件的在线调试,常用于软件故障定位及软件调试;加载模式下,可以完成对Vx-Works操作系统和用户软件的升级,常用于产品的维护及更新;测试模式下,计算机系统运行测试软件对主要的硬件资源进行测试并输出结果。维护系统的主要功能模块有3个,一是软件调试模块,实现用户软件的动态加载、调试;二是软件加载模块,实现操作系统或用户软件的接收、缓存、烧入及更新;三是测试模块,实现对硬件资源的测试。
4应用情况
本方案实现的基于MPC8265处理器的嵌入式计算机,通过了某控制管理系统的环境适应性试验及现场高强度的使用验证,满足该系统小型化、实时性以及恶劣的使用环境要求。经过软件设计人员和产品用户现场使用,该嵌入式计算机可以有效提高应用软件的开发效率,增加软件维护的便利性,有利于产品的设计、研制、维护和升级。目前,该嵌入式计算机已在多个类似的控制管理系统中推广应用。
5设计建议
根据实际的工程应用经验,在基于MPC8265的嵌入式计算机系统设计过程中,下面两点需要特别注意。(1)内核供电MPC8265器件的内核供电电压与工作频率密切相关,工作频率越高,内核电压值越高,最高不能超过2.5V,工作频率与内核电压推荐值关系。实际应用中,应根据选用的MPC8265工作频率和表2的推荐来选择内核电压。如果内核电压设置为下限值,可在一定程度上降低硬件功耗,但是在特殊的低温应用环境中,电路的工作稳定较差;如果内核电压设置为上限值,硬件功耗较高,而且在特殊的高温应用环境中,电路的工作稳定较差。对于大多数普通应用环境的设计而言,内核电压值可以选择推荐范围的中间值。因此,建议内核电压供电电路的输出电压设计成可调的。实际设计中,综合考虑应用环境和硬件设计的具体情况,最好通过应用环境摸底测试最终确定内核电压值,根据该电压值调整内核电压的供电。(2)时钟信号设计由于MPC8265器件输出信号保持时间小于大多数SDRAM器件输入信号的最小保持时间,因此,在MPC8265和SDRAM器件的时钟信号电路设计中,为保证两者信号的建立,保持时间满足要求并具有一定的余量,需要对两者的输入时钟信号时序进行控制。建议采用延长(相对输入SDRAM的时钟信号而言)输入MPC8265的时钟信号传输距离,使得输入MPC8265的时钟信号比输入SDRAM的晚,从而保证MPC8265和SDRAM间信号满足特定时序要求。工程设计中,选用的MPC8265器件输出信号的最小保持时间为0.5ns,SDRAM器件MT48LC8M32输入信号要求的最小保持时间为1ns;MPC8265器件输入信号的保持时间要求必须大于0.5ns,MT48LC8M32数据信号输出保持时间最小为2.5ns,因此,为满足时序设计要求,输入MPC8265的时钟信号必须比输入SDRAM的晚t时间(0.5ns 6结束语 本文针对某控制管理系统的实际工程需求,给出了基于MPC8265处理器的嵌入式计算机设计方案,结合实际工程经验,指出了工程设计中的关键点,给出了设计建议和软件改进方法,对工程应用中的嵌入式计算机设计具有一定的参考价值。 ★ 自行车角度设计