通过衍生设计与PowerMill制造出下一代私人电动轮椅车
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一家由3名工程师创立的创业公司,针对有残疾并需要帮助的人而设计了一款便捷的个人电动轮椅。为了突破所有人的障碍,不论其年龄层都能使用,该公司开发了屡获殊荣的便携式C型电动轮椅设备。它具有更智能的设计,更轻型的移动设备,以便赋予用户更大的移动性和独特的风格。
首先,他们希望克服两个不同的障碍。第一道是身体上的障碍,第二道是精神上的障碍。物理障碍包括凹凸不平的表面和未铺砌的通道,这使得常规轮椅难以被驾驭。同时许多城镇尚未真正做到有残疾人通道,这使轮椅使用者很难出门。他们在2014推出了自己的首款电动轮椅车并收到好拼。然而该公司收到了客户的很多反馈,例如“我希望它更轻巧”,“我希望能够将其收藏在自己的车厢内”等。最终他们通过Inventor的CAD软件进行重新设计并把原车拆分成3个独立的模块以便组装。对于普通人而言,将某物举起并装载到汽车后备箱中,其重量不应超过15至20千克。他们面临的最大挑战是在保持驱动机构完好无损的情况下可以砍掉多少框架。携式C型电动轮椅的每个单独部件的重量分别减至14.5千克(座椅和带有前轮和底板的部件),以及20千克(包含重型驱动机构和马达的主体)。这样一来,人们就可以将零件装载到典型轿车的后备箱中,然后在目的地重新组装。
为了实现更轻巧的车身设计,他和他的团队尝试了用云化CAD软件生成设计图纸。他首先考虑使用拓扑优化(一种优化框架的数学方法),但是很明显,它存在一些技术限制。之后他们选择了衍生式设计技术,这项技术为设计师和工程师提供了基于设计目标和约束的设计选择,并可以探索解决方案的所有可能排列方式,并迅速生成数十种可供选项。最终选择了比原框架减轻30%的设计模型,但接踵而来的是制造技术的限制。最终他们使用了PoweMill进行了极其复杂车框架的3轴甚至5轴刀路模拟,并类比了不同金属材料的强度,加工时间,以及制造成本,最终完成了原型产品的制造开发,并在将来逐步推进到量产过程中去。