2011-xx班--人机工程--自行车人机尺寸的确定.doc

xx大学xx系2008年6月5日 班级：xx 姓名： xx 人机工程实验报告实验：自行车的人机尺寸选择一、 实验目的1、 掌握人机工程在具体实践中的运用方法；2、 在实践中体会人机工程的知识运用；3、 学会用人机工程的视角来看待问题。二、实验器材二六自行车图片 1 二六自行车侧视图表格 1二六自行车侧视图表格 1 二六自行车基本尺寸自行车型号轮胎外径D车圈尺寸：外径宽两轮中心距L前叉坡度C车架高H曲柄长度h1曲柄离地面的最小距离h2=h-h1前管与立管的倾斜角，公称尺寸公差公称尺寸公差公称尺寸公差单位：毫米（mm）单位：I（普通型）710650*40650*3812001180116015908070258056016517017511065672660600*40600*3811301090807060560540（轻便型）710650*38650*321006971660604*326042810901060540530520三、 实验步骤1、 进行尺寸测量；2、 分析多测量数据；3、 提出改良方案。四、 实验结果分析及处理以上为二六自行车的具体尺寸数据，本次实验的改良方向是面对普通用户，是自行车能在保证工作效率的同时减少使用者的工作量和疲劳。以下为自行车几个重要尺寸的选择，使其能符合人际要求。1、对于曲柄长度的选择曲柄的长度决定使用者所踩的圆周直径。直径变大的话，大腿和膝盖的肌肉必须加大伸缩才能使曲柄转动。在曲柄转动过程中，大腿肌肉的受力也是不同的。那么，为了省力和舒适性，就应该选择合适的曲柄长度，使膝盖在整个圆周运动中都处于弯曲状态，同时膝盖的屈伸幅度一般保持在20左右，曲柄过长会导致大腿和膝盖肌肉的无用功。对于曲柄的最佳长度，目前没有非常权威的标准。不过一般选择股骨的顶端到脚底距离的18.5%作为所需长度。考虑到男女区别，这里进行分类（设股骨高为G）：h1男=G男*18.5%，中国男性平均股骨高为935mm,则h1男=935*18.5%=173（mm）h1女=G女*18.5%，中国女性平均股骨高为875mm,则h1女=875*18.5%=162（mm）在对比上面所列数据，可以看出二六自行车的曲柄可以满足大部分男性的需求，但没有考虑到女性而增加更短的曲柄。2、坐垫的高度选择曲柄长度确定后，接下来可以确定坐垫的高度。对于大多数人来说，坐上坐垫，一只脚自然下垂同时臀部坐正，如果另一只脚在伸直时刚好够着踏板（踏板距离大腿最远时），这个高度则是比较合适的高度。由于坐垫高度可以调节，所以此高度的选择需要用户自己注意，生产商可以在使用说明上给与正确选择坐垫高度的说明。3、坐垫的角度选择坐垫的角度对于使用者至关重要，很多自行车的坐垫都是前倾的，而且其中又有很多坐垫与人体尺寸不相符合，从而使长时间骑车导致腰部疼痛。（1）、坐垫宽度，坐垫前端宽度不应太宽，为减少与人体的摩擦，一般选择68cm，坐垫后端宽则应相对宽一些。考虑到男女坐骨节点距不同，男性应选择25cm左右、女性应选择28cm左右。（2）、坐垫长度。考虑到人处于坐姿时坐骨节点离臀部后缘约11cm，坐骨节点中心到会阴点距离约为7cm，加上余量6cm，则坐垫长度11+7+6=24cm。（3）、坐垫倾角。人身体适当前倾可以减小迎风角，利于发力和加速，前倾角一般选择15为佳。可以使身体舒适的前提下保持一定的专注。4、车吧的位置车把的位置往往取决于使用自行车的方式。车把位置考前，则可以在站立骑行和加速时获得更高的效率和稳定性；车把位置靠后，则可以更好的制动，同时也可以使使用者获得更好的视野。所以位置的确定要依使用者而定。对于普通用户，保证舒适是第一前提。一般而已当对肘部垂直时会感到舒适，所以可以调节车把位置到双手握上时对肘部处于垂直为佳。则（L1表示行驶时车把到肩部的距离）L1=（L上臂2+L前臂+手2）0.5有由上面公式，再根据人体尺寸（50%），最后算出 L1男=603.6mm L1女=549.0mm五、结论自行车的人机尺寸选择首先要考虑人的使用目的。往往最满足空气动力学的尺寸不会是最舒适的尺寸，所以在选择人机尺寸时应该先考虑使用目的。这里人机尺寸的选