面向高端自行車的個(gè)性化鞍座設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自行車鞍座的設(shè)計(jì)方法，特別是一種面向高端自行車鞍座的個(gè)性 化設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們生活水平的提高，自行車的定位正由代步工具向運(yùn)動(dòng)時(shí)尚轉(zhuǎn)換，逐步形 成了一種新的自行車產(chǎn)品-高端自行車。該類自行車具有健身、休閑和運(yùn)動(dòng)等功能。與普 通自行車相比較，高端自行車功能上有了很大的擴(kuò)展，而且對舒適度有更高的要求，其價(jià)格 也較高。以運(yùn)動(dòng)型自行車為例，一輛自行車價(jià)格多在萬元以上，國內(nèi)騎行隊(duì)用車的單價(jià)高達(dá) 20萬元，甚至上百萬元。我國雖然是世界上最大自行車生產(chǎn)國和出口國，遺憾的是，由于缺 乏自主設(shè)計(jì)能力，高端自行車完全依賴進(jìn)口。為了打破國外對高端自行車的壟斷，并獲得具 有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高端自行車，進(jìn)行該類自行車設(shè)計(jì)方面的研宄工作具有重要意義。 在自行車結(jié)構(gòu)中，鞍座是關(guān)鍵的部件之一，它的形狀、結(jié)構(gòu)以及材質(zhì)直接影響騎乘者的舒適 度。普通自行車鞍座會壓迫到位于坐骨結(jié)節(jié)和恥骨聯(lián)合部之間的坐骨生殖區(qū)，該處的組織 里含有豐富的血管、軟組織和大量的神經(jīng)及神經(jīng)末梢。長時(shí)間騎行，會造成會陰區(qū)的疼痛和 麻木，嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致生殖系統(tǒng)功能障礙。與普通自行車的鞍座相比，高端自行車的鞍座必 須具有良好的舒適度，方能更好地發(fā)揮其健身、休閑和運(yùn)動(dòng)等功效。因此，為了緩解鞍座對 生殖系統(tǒng)的壓迫以及提高鞍座的舒適度，充分考慮人體臀部結(jié)構(gòu)、路況、騎姿等因素的個(gè)性 化特點(diǎn)，進(jìn)行個(gè)性化鞍座設(shè)計(jì)方法的研宄尤為重要。目前尚未見有個(gè)性化鞍座設(shè)計(jì)方法的 文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種高端自行車的個(gè)性化鞍座設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用該 方法，能夠設(shè)計(jì)出減少鞍座對騎行者生殖區(qū)壓迫以及舒適度較好的鞍座。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種面向高端自行車的個(gè)性化鞍座設(shè)計(jì)方 法，包括以下步驟：
[0005] 步驟一、根據(jù)騎行者個(gè)性化因素初步確定鞍座的基本尺寸，所述騎行者個(gè)性化因 素包括騎行者的性別、體重、坐骨結(jié)節(jié)間距、生殖區(qū)到臀部后緣的距離、臀部寬度、騎姿以及 根據(jù)車輛適應(yīng)路況確定的車型；所述鞍座的基本尺寸包括鞍座后端寬度W，單位：mm ;鞍座 長度1，單位：mrn;鞍座前端寬度W1，單位：mrn;鞍座傾度單位：° ;鞍座的高度h，單位： 所述鞍座的基本尺寸按照公式（1)-(5)得出：
[0006] w = (I1+ μ ! (1)
[0007] I = gl+ μ 2 (2)
[0008] W1= w 2-2 X w3 (3)
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種面向高端自行車的個(gè)性化鞍座設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、根據(jù)騎行者個(gè)性化因素初步確定鞍座的基本尺寸，所述騎行者個(gè)性化因素包 括騎行者的性別、體重、坐骨結(jié)節(jié)間距、生殖區(qū)到臀部后緣的距離、臀部寬度、騎姿以及根據(jù) 車輛適應(yīng)路況確定的車型；所述鞍座的基本尺寸包括鞍座后端寬度W，單位：mm ;鞍座長度 1，單位:mm ;鞍座前端寬度W1，單位;鞍座傾度Θ，單位：° ;鞍座的高度h，單位:mm ;戶斤 述鞍座的基本尺寸按照公式（1)-(5)得出：
公式（1)-(5)中，Cl1表示坐骨結(jié)節(jié)間距，單位：mm; μ 1表示鞍座后端寬度余量，取值范 圍為40-60mm &表示生殖區(qū)到臀部后緣的距離，單位; μ 2表示鞍座長度上的余量，取 值范圍為40-50mm ;w2表示臀部寬度，單位：mm，通過騎行者臀部寬度的實(shí)際測量獲得；w 3表 示大腿寬度，單位;M表示騎行者的體重，單位：kg，； 根據(jù)上述鞍座的基本尺寸得到鞍座的基本結(jié)構(gòu)； 步驟二、分別選取不同u，V方向的曲面次數(shù)和控制點(diǎn)個(gè)數(shù)來構(gòu)造包括城市車，山地車， 跑車三種車型的曲面，通過分析鞍座的基本結(jié)構(gòu)與三次B樣條控制點(diǎn)之間的關(guān)系，得到鞍 座表面的形狀；具體步驟是： 通過兩個(gè)坐骨結(jié)節(jié)點(diǎn)以及生殖區(qū)點(diǎn)控制鞍座長度1和寬度鞍座后端寬度w，并且以它 們（指坐骨結(jié)節(jié)點(diǎn)和生殖區(qū)點(diǎn)）為基準(zhǔn)求出外部輪廓控制點(diǎn)的位置，得到鞍座外部輪廓的 總體形狀；三次B樣條曲面擬合函數(shù)中的控制點(diǎn)是一個(gè)矩形點(diǎn)陣，通過鞍座外部輪廓控制 點(diǎn)坐標(biāo)值反算出鞍座表面上所有控制點(diǎn)的位置；將所有控制點(diǎn)的坐標(biāo)值代入三次B樣條曲 面的數(shù)學(xué)表達(dá)式得到鞍座基本形狀，從而建立該鞍座參數(shù)化模型； 步驟三、鞍座參數(shù)化模型中特征點(diǎn)的調(diào)整，對上述鞍座參數(shù)化模型中的原始特征線進(jìn) 行等距離離散，得到若干個(gè)原始特征點(diǎn)，并且選擇其中一個(gè)原始特征點(diǎn)作為控制點(diǎn)，當(dāng)該控 制點(diǎn)變動(dòng)時(shí)，求出該控制點(diǎn)調(diào)整前后的距離，根據(jù)該原始特征點(diǎn)與該控制點(diǎn)之間的距離進(jìn) 行反比例運(yùn)算控制該特征線上原始特征點(diǎn)的位移； 步驟四、鞍座表面形狀的局部調(diào)整，步驟三獲得的特征線上原始特征點(diǎn)變后的位置為 目標(biāo)特征點(diǎn)，依據(jù)徑向基函數(shù)方法建立插值矩陣，通過原始特征點(diǎn)以及目標(biāo)特征點(diǎn)的坐標(biāo) 值映射，實(shí)現(xiàn)鞍座表面形狀的局部調(diào)整，獲得理想的鞍座表面形狀； 步驟五、根據(jù)步驟四獲得的鞍座表面形狀得出最終的鞍座實(shí)體模型。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向高端自行車的個(gè)性化鞍座設(shè)計(jì)方法，包括：(1)根據(jù)騎行者個(gè)性化因素初步確定鞍座的基本尺寸，包括鞍座后端寬度w、鞍座長度l、鞍座前端寬度w1、鞍座傾度θ、鞍座的高度h、過渡角度ζ以及弧度δ，根據(jù)上述鞍座的基本尺寸得到鞍座的基本結(jié)構(gòu)；(2)通過分析鞍座的基本結(jié)構(gòu)與三次B樣條控制點(diǎn)之間的關(guān)系，得到鞍座表面的形狀,進(jìn)而得到鞍座參數(shù)化模型，(3)模型中特征點(diǎn)的調(diào)整；(4)鞍座表面形狀的局部調(diào)整，獲得符合要求的鞍座表面形狀；(5)根據(jù)步驟四獲得的鞍座表面形狀做出鞍座實(shí)體模型。本發(fā)明可以設(shè)計(jì)出減少鞍座對騎行者生殖區(qū)壓迫以及舒適度較好的鞍座。
【IPC分類】G06T17-30, G06T17-00
【公開號】CN104680577
【申請?zhí)枴緾N201410757517
【發(fā)明人】鄭淑賢, 項(xiàng)忠霞, 楊淇竣, 李佳
【申請人】天津大學(xué), 天津金輪自行車集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月10日