关于自行车类专科开题报告范文 跟自行车前叉组件的疲劳试验装置的专利分布方面学士学位论文范文

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自行车前叉组件的疲劳试验装置的专利分布

摘 要:疲劳失效是影响机械设备寿命的主要因素之一,自行车前叉的疲劳试验结果是影响车体寿命的重要因素,自行车前叉的疲劳试验装置的相关专利多为针对不同施力方向的装置.此文对自行车前叉的疲劳试验装置的专利文献进行概括,总结了动态疲劳试验机、弯曲疲劳试验机、单向疲劳试验机的结构特征和工作原理,对前叉疲劳试验机的专利分布和发展历程进行概括,以便对前叉疲劳试验机的研究方向和专利布局作出指导.

关键词:自行车前叉;疲劳试验;专利

中图分类号:U484

文献标志码:A

1 前言

自行车又称脚踏车或单车,通常是二轮的小型陆上车辆.自行车包括前叉、车把、车架、鞍座、车轮等部件.其中,自行车前叉作为车体导向系统的—部分,同时还兼具减震功能,自行车前叉是自行车部件中的重要组成部分,自行车前叉的结构强度直接影响车体的质量和承载能力.为了保证自行车的安全性能和使用寿命,自行车前叉的安全检验是生产过程中必不可少的环节,疲劳失效是机械部件失效的主要原因之一,疲劳试验要求和试验方式直接影响车体的寿命和安全稳定性.根据QB18引0 2008《自行车前叉》对疲劳强度的要求,本文以“前叉”和“疲劳试验”为关键字检索到的部分专利为素材,对自行车前叉的疲劳试验设备的结构形式进行总结和概括.

2 试验设备的结构形式

自行车前叉的疲劳试验装置的相关专利包括发明、实用新型和外观专利,多为发明和实用新型专利.疲劳试验装置多为针对不同施力方向进行试验的设备,使前叉在多角度、多方向进行试验,保证前叉的结构强度.以下从专利申请日的先后和技术进步过程,对疲劳试验装置进行简介.

2.1 动态疲劳试验装置

自行车前叉在使用过程中受力状态复杂且多变易受损,为了保证自行车前叉的使用寿命,自行车前叉需经过疲劳检测,且疲劳检测过程需要实现机械化、自动化.

参考公开号为CN -101430254A、CN -101430255A的专利申请文件[2—3],公开了两种不同结构形式的动态疲劳试验机.两种疲劳试验机均采用气缸驱动的方式,气缸上连接位移传感器、力传感器,对施力的方向和位移进行监测,实现多方向的检测.两种疲劳试验机的具体区别在于:一种方案的方向角度调节采用气缸铰接的方式,气缸的方向调节灵活,但是角度、方向受控能力弱,不能保证调节精度;另一种方案的方向角度调节采用通过螺杆升降、水平调节气缸的位置,气缸的调节精度提高,实现不同的施力方向,但是气缸的调节仅在于水平和竖直方向,位置调节受限,不够灵活,调节过程需要人工操作.

以气缸施力的方式进行疲劳试验,相较于传统的人工检验方式有明显进步,并且实现了自动化控制.

2.2 减震前叉弯曲疲劳试验装置

基于GB35652005《自行车安全》l4)标准中对“前叉疲劳试验”的规定,前叉疲劳试验需施加交变载荷,还规定了最大试验频率.

参考授权公告号为GN 202869821U的专利文件I5),满足了交变载荷的要求,还满足了最大试验频率25 Hz的要求,公开了包括机架、控制器、直线电机、力传感器、施力夹具、前叉立管夹具的技术方案.具体讲,为了保证前叉部件的直线电机作为施力系统,使试验机的动态响应性能大大提高,也提高了施加载荷的频率,同时结构简单,系统可靠性高.

2.3 减震前叉单向试验装置

基于QB1881-2008《自行车前叉》标准中对“自行车减震前叉横向疲劳试验”、“自行车减震前叉垂直向疲劳试验”、“自行车减震前叉水平向疲劳试验”的规定,要施加载荷和最大试验频率,为此学者和监管部门研发设计了专用的疲劳试验机.

公开号为CN -1037-12803A、CN -1037 -12805A、CN -1037-12804A的专利申请文件[6-8],分别公开了自行车前叉的横向、垂直向和水平向试验装置的结枸特征,分别对自行车前叉的不同方向进行单向试验,并得出试验结果.

示例:参考公开号为CN -1037-12803A的专利申请文件,公开了包括机架、控制器、直线电机、力传感器、施力夹具和前叉立管夹具的试验机.试验前,将试件安装在前叉立管夹具上.测试时,控制器驱动直线电机对试件施力,同时传感器测量施力载荷的大小并反馈到控制器,直至控制器接收到的施力载荷达到设定值,施力载荷保持恒定并向试件往复施力,达到前叉横向疲劳试验的目的,得出疲劳试验结果.

自行车减震前叉垂直向疲劳试验机、自行车减震前叉水平向疲劳试验机的工作原理,与自行车减震前叉横向疲劳试验机的结构原理相同.区别在于,对减震前叉的施力方向不同,以试验得出试件的疲劳强度.采用各个方向的分别试验的方式,使单方向的试验结果更加精准,试验设备更加简单,可降低设备成本.

弯曲疲劳试验机的结构和工作原理与单向疲劳试验机的结构和工作原理类似,但是采用了交变载荷达到弯曲试验的目的,降低设计和加工成本.

3 总结与展望

自行车前叉领域的相关专利大概有6 000项,而自行车前叉的疲劳试验装置仅有20余项,占比较少,并且申请人较为单一.由此可以看出,自行车前叉的疲劳试验方面的研发投入较少,专利权分布单一,疲劳试验机领域的研发有待拓展.并且,疲劳试验机的功能单一,不具有集成功能,使试验结果与实际受力有所偏差,试验精度和集成功能有待提升.疲劳试验机领域的专利的申请日多在2008年和2012年,近几年鲜少有前叉疲劳试验机方面的专利公布,技术进步较缓慢,有待进一步发展.疲劳试验机领域还需要向自动化、智能化方向发展,并且还可以根据车型不同、承载能力不同设计专用的试验装置,提升设备的专业性以及自行车前叉的安全性.

参考文献

[1]中华人民共和国国家发展和改革委员会自行车前叉:QB1881 2008S]北京:中国轻工业出版社,2008[2]陶泽成自行车前叉疲劳试验机:CN -101430254A[P].200905-13.[3]陶泽成自行车前叉动态疲劳试验计:CN -101430255A[P].200905-13

[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会自行车安全:GB35652005 lS]北京:中国标 准出版社,2005

[5]程美元,刊前程,张云龙一种自行车减震前叉弯曲疲劳试验机:CN202869821U[P]. 201304- -10

[6]刊前程,张云龙,程美元一种自行车减震前叉横向疲劳试验机:CN10371 2803A[P] .20140409

[7]刊前程,张云龙,程美元一种自行车减震前叉水平向疲劳试验机:CN1 0371 2805A[P] 2014 04 09

[8]刊前程,张云龙,程美元一种自行车减震前叉垂直向疲劳试验机CN-1037-12804A[P]. 20140409

自行车论文范文结:

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