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自行车运动是以自行车为工具比赛骑行速度的体育运动。任何体育运动都会涉及到竞争,自行车运动也一样,其比赛的重要目标之一是实现速度的最快。自行车运动的成绩是在人-车-环境的共同作用下取得的。要想取得理想的比赛成绩,就要使人在自行车上能够最大限度的发挥出自己的体能和骑行技巧。
在自行车运动的发展过程中,有很多研究都是单独围绕车的设计,或人的骑行技巧,耐力训练,潜能训练,力量训练,蹬踏训练,营养补给等方面,却忽略了“人车共同作用”这个重要的方面。正确的自行车的设计应该能够使人在骑行时拥有良好的骑姿,避免身体各部位的损伤,并且能够使力有效的传输到车上,转化为有效功。
同时,CAD技术也使得传统的设计方法发生了巨大的变化。将运动自行车车架的设计和CAD技术的结合,将极大地提高设计规范性和设计效率,缩短新产品开发周期。
本文的研究内容就是为了完善这项技术而进行的。文章通过人机工程原理和自行车运动的特点,总结出了自行车的主要尺寸和影响自行车尺寸设计的人体尺寸。在此基础上,收集了200名被测者的身体尺寸信息及其自行车的尺寸信息。通过对运用分组数据处理算法(GMDH)的自组织数据挖掘方法与运用人工神经网络的他组织数据挖掘方法进行分析之后,选定了自组织数据挖掘作为主要的数据学习方法。并利用自组织数据挖掘算法对数据样本进行学习,得出它们之间的定量关系。
以自行车车架为设计对象,应用VB.net开发技术、数据库技术等先进的设计方法,以AutoCAD为平台,开发出了一套基于GMDH方法的运动自行车车架量身定制CAD应用系统。在系统设计中:根据车架尺寸与人体尺寸之间的关系式建立车架标准模型,通过对基本结构模型的调整,生成不同类型的车架;将常用的复杂绘图命令进行封装,减少了程序代码的重复;结合参数化设计原理,归纳了车架设计所需参数,建立了CAD模型。自行车量身定制CAD系统具有自行车量身定制设计、参数化设计绘图以及快速自动造型功能,有效的提高自行车车架的设计水平和效率。
最后,本论文还通过对AutoCAD开发技术的研究,提出了一些合理的设计方法,在CAD应用软件开发中具有一定的借鉴价值。