宝马用3D技术为美国残奥运动员开发比赛轮椅

在2014年冬奥会的时候,德国汽车制造商宝马(BMW)公司为美国队打造了一款更轻更时尚的雪橇。如今2016年,宝马又把目光转向了残奥会运动员,据称目前该公司已经使用3D技术为参加残奥会的美国队科技开发了一款更快、更好的轮椅。

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“我们的想法是尽量让轮椅消失,更多地关注运动员。”宝马公司Designworks项目负责人Brad Cracchiola:“这些运动员非常让人敬佩,工作很辛苦,他们只是没有进行过多的宣传。”

以前运动员们使用的轮椅是铝材焊接的,远远称不上高科技。所以在今年夏季残奥会之前,宝马Designworks工作室开始对这款性能有限的铝制残奥会运动员比赛用轮椅进行升级。宝马公司有足够的空间发挥自己的能力:规则要求使用完全手摇链条(无齿轮意味着没有机械优势)和采用机械制动(不允许使用蓝牙设备)。除此之外,轮椅只需与赛道匹配即可。

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一开始,宝马首先对坐在当前轮椅上的运动员进行3D扫描,然后通过空气动力学模型模拟原来的轮椅的运行模式。研发团队很快就决定使用强度重量比更高的碳纤维材料来代替原来的铝材,除此之外,研发人员还不断尝试为其设计更多符合空气动力学要求的形状结构,以尽量保持空气在其周围顺畅的流动,避免产生导致阻力的湍流。

“从正面看,我们想要使它尽可能地紧凑和整齐流畅。”Cracchiola说。除了使其前方的结构最小化以及轮椅上尽可能的多的部件整齐协调之外,宝马团队还努力想办法使其表面更光滑。简单地说,就是子弹的形状和鲨鱼表面的平滑。

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除此之外,由于残奥会田径比赛的方式,需要运动员跪到龙骨上并使用特制手套推动轮圈。为此,研发团队对手套也进行了重新设计,并通过定制化3D打印的方式使其适合每一个运动员。由于他们的这种比赛方式,对轮椅损害很大,经常会导致其在竞赛当中弯曲。“任何时候结构的弯曲都代表着你正在失去能量。”Cracchiola说。那么轮椅设计师该怎么做呢?“理想情况下,所有能量都应该转换为车轮速度。”他说。“更硬的底盘能够保持车轮对齐。但是这与你使用的材料关系很大。所以我们需要在重量、气动性能、底盘刚度和耐久性之间找到正确的平衡。你可以买一辆极轻的碳纤维自行车,但是如果一块石头碰到框架上你就完了。”

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于是,设计师们使用铝材给运动员们一个基本的箱形结构,并在里面加上泡沫垫和皮带起到固定运动员的作用,并为其留下了很大的可活动空间。除此之外,研发团队还通过测量数据为每个运动员制作了定制的模具使其身体能够与轮椅及其上面的运动部件相匹配。“所有的运动都来自于他们用手臂对车轮的击打。”Cracchiola说。通过使座椅高度、膝角、宽度和转向装置可调,研发团队可以满足其运动员的所有个性化需求。

文章来源:互联网采集

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