随着社会的高速发展，人们对出行交通工具的使用提出了更高的要求。为了推进全民健身、绿色出行的宗旨，自行车在人们的出行和锻炼中重新扮演起重要角色，且目前具有蓬勃发展的态势。

但自行车对行驶路况、驾驶者水平等条件有一定要求。本设计研发一款全地形车，其不但拥有自行车的灵活性、快速性,而且更能解决减震以及平稳性问题。全地形车的操作简单，即使不会骑行的爱好者也很容易学会，符合现在人们对于出行及锻炼的要求。

1 方案设计

以往的自行车适用于公路等平稳路段，对环境有局限性，针对山路以及路况不好的情况下，自行车不但会出现颠簸，而且平稳性相对较差，容易造成摔倒对人体造成伤害。基于以上的情况，设计一款能够在不平稳路段行驶的全地形车是有必要的。

第二阶段，将岗位说明书的覆盖范围扩大至全院，2013年10月至2014年4月，项目组通过问卷调查法、访谈分析法等方式完成了全部临床科室核心岗位以及职能科室全部岗位的“岗位说明书”编写工作，至2014年9月前又进行了修改与优化工作。

2 结构设计

该全地形车包括自适应悬挂系统、转向机构、传动机构、电源装置、整体框架等部分〔1〕。自适应悬挂系统能够随着道路的起伏而通过球头连杆传递力，从而达到平衡车身目的。转向机构通过一系列连杆传动，将车把的转动转化为车轮偏转。传动机构依靠同步带组件实现电机对车轮的驱动。该车安装有2组24v并联铅酸电池为小车提供能源。

2.1 自适应悬挂系统设计

自适应悬挂系统(如图1)由平行双臂、球头连杆、气压挺杆、三角连接件及其他附属机构共同组成。气压挺杆位于车体正前方，通过连接件连接左右两侧的球头连杆机构，起到受力导向作用，在越障时使车体保持水平状态。

车的前悬挂利用双横臂结构，双臂围绕车体连接点可活动角度为30度，使车轮能够围绕该连接点做圆周运动。两侧横臂通过垂直球头连杆、三角连接件、气压挺杆等部件进行牵连运动。整体结构属于半独立悬挂范畴，使得整车既有较强通过性，又具备较强的刚度，能够满足预期设计要求。

  

图1 悬挂系统

为了保证问卷的有效信和可靠性，运用SPSS19.0对原始数据进行克朗巴哈α信度分析，重要性因子和绩效表现因子的α系数分别为0.918和0.957，表明相关感知特征项的内在一致性较好，问卷具有良好的测量信度，符合社会科学研究中的α系数的标准，适用于IPA分析.

2.2 转向机构设计

为了完成该车的原理设计及通过性检验，我们按照实际大小的1∶4制作该车的实物模型(如图3)，进一进行步验证。利用我校机械工程学院机电创新实验室设备资源，结合SolidWorks、Autocad等工程设计软件进行模型设计、虚拟装配及动态校核等设计工作〔3〕；利用3D打印机、激光切割机等先进制造设备以及车、铣、钻、磨等基础加工设备完成模型的制造工作。其中，通过激光切割机对亚克力板进行特定形状的切割，作为越障车的车身以及悬挂等零件；采用3D打印机加工连接件、固定件，打印所用材料为ABS。

动力采用双后轮独立驱动设计，左右两侧各装有两个24V直流减速电机，提供较强的驱动动力。动力传输并非常规的齿轮、链条的设计方式，而采用了同步轮、同步带的传动方式，具有准确的传动比，而且传动效率高、运动平稳无噪音，解决了齿轮传动的噪声问题。

2.3 动力传动设计

Bin 128：是来自凉爽气候Coonawarra产区的西拉，始于1962年。1980年起，酒庄以法国橡木桶取代了美国橡木桶，风格走向更优雅。

  

图2 转向机构

3 实物制作与调试

3.1 实物制作

全地形车的转向机构(如图2)与传统自行车单轮转向机构不同，本设计需将车把转动传递到双前导向轮，故采用球头连杆组设计〔2〕。车把下方通过短的球头连杆与连接件连接，连接件又通过两个连接点与两个球头连杆连接,再与车轮部分的连接件相连，构成一个平行四杆机构，将来自前面球头连杆的动力传递到最后一个球头连杆，控制车轮的运动角度，实现转向的目的。车轮的转向角为40度，能在平稳的情况下完成车体的转向。

智能测试控制中心（Intelligent Test Control Center，ITCC）：整个系统运行的协助中心。它协调条码扫描仪，整机测试仪，管理装置，气阀，精度校准模块按照设定目标进行有序工作。

越障车各部分之间采用防松螺栓连接，机械结构组装完成后，进行电源的安装，完成最终设计。

  

图3 样机图

3.2 调试

针对该越障车进行简单的运动，检查运动过程中是否存在干涉等现象。再进行路面不平的实验与调试，通过对该车设置不同形状、不同高度的障碍物，对越障车运动情况进行校验及改进。为了进一步证实全地形车能够适应更加复杂的地形，搭建了沙滩、河床等模拟地形，经过实际调试，全地形车运转情况良好，符合预期设计要求。

4 结论

本项目研制的全地形车具有结构精巧、安全性高、通过性强等特点，并且具有良好的舒适性与稳定性。样机测试结构满足预期的设计功能，充分体现了先进制造技术的优势。

全地形车的设计与制作全过程，很好地将机械原理、机械制图、SolidWorks、机电传动控制等课程知识良好的结合到一起并综合应用，体现了应用型本科培养的教学宗旨。

参考文献

〔1〕王文博.电动自行车结构全套技术〔M〕. 北京：化学工业出版社，2008 .

〔2〕孙开元.常见机构设计及应用图例〔M〕. 北京：化学工业出版社，2013.6.

〔3〕吕英波.SolidWorks?2016完全实战技术手册〔M〕. 北京：清华大学出版社，2016.2.