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研究生:陳柏翰
研究生(外文):Bo-Han Chen
論文名稱:自行車氣壓式避震座桿設計與測試之研究
論文名稱(外文):Design and Test of an Air Suspension Seat Post of a Bicycle
指導教授:施明璋
指導教授(外文):Ming-Chang Shih
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:機械工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:氣體阻尼氣體彈簧氣壓式避震座桿自行車實車測試
外文關鍵詞:real bicycle testair damperair suspension seat postair spring
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本文研究目的在於應用氣壓隔震原理,設計一自行車氣壓式避震座桿。不同於一般避震座桿處在於其內部封存高壓氮氣,以氣體彈簧取代彈性係數固定之鋼線彈簧;此外座桿內設有節流孔道,當避震座桿運動時,氣體於節流孔道內流動產生氣阻,以達吸震緩衝之效果。再透過數學模型之建立及電腦模擬得到避震器性能曲線,以降低自然頻率下路面傳至座墊運動量為目標,進而決定各設計參數規格。
本文最後,藉由避震器測試實驗台以及自行車避震測試台的建構,分別將油氣混合式避震座桿以及本文設計之氣壓式避震座桿置入傳統自行車架,將實際量測結果與模擬結果互做印證及比較,以完成本文所設計氣壓式避震座桿之測試與研究。
The purpose of this research is applying the principle of pneumatic vibration isolator to design an air suspension seat post. Different from the ordinary, the air suspension seat post is sealed in high pressure nitrogen in order to replace the copper wire spring whose coefficient of elasticity is constant with the air spring. When the air suspension seat post works, gas flows in the inside narrow orifice and causes resistance to obtain the effect of absorbing the shock. Furthermore, through the setting-up of the mathematics model and the computer simulation to get the shock absorber characteristic curve, for the purpose of reducing the amount of exercise of the seat at natural frequency which is transmitted from the road surface, and then determine every design parameter specification.
At last, rely on the shock absorber tester and the bicycle suspension tester are constructed, examining the experiment and simulation result of the air suspension seat post into a bicycle frame and comparing with the hydro-pneumatic suspension seat post to complete the research.
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
符號說明 XII

第一章 緒論 1
1-1 前言與研究動機 1
1-2 文獻回顧 4
1-3 研究目的與本文架構 8

第二章 自行車避震座桿結構與作動原理 9
2-1 鋼線彈簧式避震座桿 10
2-2 油氣混合式避震座桿 10
2-3 氣壓式避震座桿 12

第三章 自行車氣壓式避震座桿數學模式與模擬分析 16
3-1 氣體彈簧數學模式 16
3-2 氣壓式避震座桿數學模式 18
3-3 氣壓式避震座桿設計變數與電腦模擬 24

第四章 自行車氣壓式避震座桿性能量測實驗 31
4-1 避震器測試台架構 31
4-1-1 工作原理 31
4-1-2 伺服流量閥 37
4-1-3 感測元件 38
4-1-4 微電腦與介面卡 40
4-2 實驗結果 41
4-2-1 改變孔徑之實驗結果 41
4-2-2 改變孔道深度之實驗結果 46
4-2-3 改變上下氣室體積比之實驗結果 51

第五章 避震座桿於自行車避震量測實驗 56
5-1 自行車測試平台架構 56
5-2 避震座桿測試結果 59
第六章 結論與未來展望 65
6-1 結論 65
6-2 未來展望 66
參考文獻 67
自述  70
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