By continuing to use the site you agree to our privacy and cookie policy.

OK

方程式赛车方向盘的设计与制造

挑战:从设计到制造,如何才能成功开发出一款新方向盘模型?

方向盘通常被视为赛车中最关键的组件之一,因为它可以控制电子换档和防侧翻,选择车辆牵引力和启动控制模式,并向赛车手显示关键信息。简而言之,如果没有合适的方向盘,车辆将无法行驶。负责设计新型理想方向盘的学生必须结合不同工程学科的知识,包括先进的嵌入式电子技术、碳纤维制造和 SLA 3D 打印等。

 

 

 

由于方向盘的设计涉及将多个系统集成在一起,那么学生应如何缩短设计周期并在项目规定时限内设计出一款可靠的方向盘?

方向盘的设计通常被 FSAE 团队视为最复杂的项目之一,因为这个过程需要在多个团队之间协调,设计周期可能会由于外界因素过多而被延长。在这个过程中,底盘团队通常负责方向盘的结构,复合材料团队负责制造,赛车手负责人机工程学问题,电气团队负责所有内部电子元件。因此,在讨论如何将所有这些系统集成在一起时,团队之间可能会出现冲突,甚至最终导致方向盘设计失败;然而,如果只有一个团队专门负责管理整个项目,向资深成员寻求意见,并承担完成方向盘的全部责任,这个过程就会容易得多。

由于方向盘将在接下来的几年内使用,他们如何才能开发出一种未来团队成员能够理解和改进的设计?

设计和制造方向盘所需的工具必须易于理解和使用,而无需事先进行大量培训。即插即用工具和用户友好的界面有助于未来的学生理解,并可帮助他们发现设计中的改进之处。

由于未来几年将有不同的学生驾驶 FSAE 赛车,那么方向盘如何才能根据每位赛车手的身形进行调整?

为了真正优化人机工程学设计,赛车手有机会用造型粘土来塑造自己的把手。然后,这些特制把手可被扫描、处理和使用柔韧而坚固的热塑性聚氨酯(TPU)打印出来。为此,设计和制造团队决定使用快速、操作简单和高分辨率的便携式 3D 扫描仪。

 

3D 扫描时在计算机上出现的实时网格
汽车转向 - 3D 扫描前后

 

解决方案:快速、易用、高分辨率和便携式 3D 扫描技术

  • 速度代表扫描仪生成已经过简化和处理的实时网格, 可无缝集成到学生所选 CAD 或 3D 打印软件中。
  • 借助动态参考特性,部件和扫描仪在测量过程中都可以自由移动,实现了便携性佳这一特性。因此,3D 扫描可以在设计和创新实验室、教室或汽车车间中进行,而不会影响性能。
  • 即插即用设备和用户友好界面使 FSAE 团队能够轻松学习 3D 扫描的使用方法并执行 3D 扫描,这也体现了操作简单这一特性。
  • 高分辨率扫描仪由几何精密摄像头和纹理彩色摄像头组成;它们为设计和制造团队提供了所需的扫描质量,可直观显示和表征特制把手的微小细节。

计量级 3D 扫描仪(如 HandySCAN 3DGo!SCAN 3D)以及教学套件 Creaform ACADEMIA 是这些快速、易用、高分辨率和便携式扫描解决方案的典型示例。

优点:得益于扫描仪的速度、操作简易性、高分辨率和便携性,FSAE 团队得以及时为比赛设计出一款新方向盘

它不仅为比赛及时准备好了方向盘,而且还在设计和制造阶段节省了不少时间。3D 扫描技术和增材制造带来了以下优势,有助于 FSAE 团队实现他们设定的目标。

  • 坚固耐用,可持续使用多年:初步模拟和扭力测试使学生得出结论:碳纤维和 3D 打印部件可以承受比赛时受到的最大负荷,并且可继续在随后几年的比赛中使用。
  • 易于装配:借助 3D 扫描,学生可以提取当前方向盘(和赛车环境)的尺寸信息,并以即时网格的形式表示这些信息。这使他们能够轻松地将新部件装配到系统中
  • 可根据每位赛车手进行调整:赛车手可以用粘土制作双手模型,然后,制作出的模型将由设计人员进行扫描、3D 打印和组装,使方向盘适合参赛选手的特定掌型。
  • 便于未来团队成员理解和改进:由于所选的 3D 扫描仪简单易用,因此无论学生的经验和技能如何,他们都可以轻松进行扫描,而无需做任何准备。

 

威斯康星州赛车队和创客空间

威斯康星赛车队是一个大学生工程组织,将与来自世界各地的 140 支 FSAE 车队正面对决。在过去的 30 年中,威斯康星赛车队在这项比赛中一直位居榜首,并培养出了一代杰出的工程师。

电动团队负责人兼方向盘设计师 John Ryan 描述了 Creaform 3D 扫描解决方案在其中的贡献,具体如下:“通过使用 HandySCAN 3D 等出色的扫描工具,使我们能够对赛车手的人体工程学设计偏好进行精确的自定义扫描。以我的经验,赛车手的舒适度是赛车设计中的一个关键要素。而且,快乐的赛车手可以驾驶出更快的圈速。”

创客空间是威斯康星大学麦迪逊分校工程学院的一个设计和创新实验室,支持诸如威斯康星车队等工程专业学生参加各种项目。

Rodgers 表示,创客空间现在配备的一台 HandySCAN 3D,因其“便携性、分辨率、速度、易用的软件和符合行业标准的硬件”而在竞争设备中脱颖而出。事实上,该团队发现只有 Creaform 产品才能提供他们所需的便携性和分辨率。

类似应用

汽车零件制造商如何提高生产率,更快地执行更多检测并获得更多信息

在汽车行业中,整个车身的零件通过钣金冲压工艺制成。这些零件都是分开制造,分几个阶段冲压,然后被焊接在一起,进行最后的总装。制造商如何才能确保单独生产的汽车零件之间相互匹配以装配成最终车身?

高性能街头和越野运动摩托车的设计和开发

设计高性能摩托车时,为了让摩托车手获得扣人心弦的体验,必须使用前沿技术来测量人体工学和空气动力学特征。

想要了解有关我们解决方案的更多信息?

您有一个具体问题。您需要专家的建议。我们在此为您服务。