人机工程学在自行车中的应用课件

1、人机工程学在自行车中的应用1人机工程学在自行车中人机工程学在自行车中的应用的应用 人机工程学在自行车中的应用2自行车自行车是人类发明的最成功的一种人力机械，是人类发明的最成功的一种人力机械，是由许多简单机械组成的复杂机械。是由许多简单机械组成的复杂机械。人机工程学在自行车中的应用3人人- -车车系统系统 自行车的功能是供人骑行，就发挥自行车功能作用而言，把人看作自行车的组成部分是完全合理的。因此，人在骑车时组成了人一车系统，该人一车系统中的人一车界面关系可由图来进行分析。 人机工程学在自行车中的应用4人机工程学在自行车主要部件的应用人机工程学在自行车主要部件的应用一、前叉部分 二、车把部分 三

2、、鞍座部分 五、车轮部分 四、车架部分 人机工程学在自行车中的应用5 前叉：有三个作用。第一个作用是支承前轮所受的重量， 第二个作用是将车把转向动作传送到前轮，使自行车能按骑者的意愿方向行驶；第三个作用是前义下端压有弯度，能促使自行车有自己向前直驶的性能，减轻骑车者操纵强度，并起一些缓冲作用。前叉装在车架前管内，能在管内灵活转动，前叉的上端与车把紧固地连结在一起，下端与前轴连接，与前轮以前轴为中心自由转动，组成转动机构。自行车设计国家标准规定：车把前叉轴线与通过轮心的地面垂直线的交点到地面的距离不小于轮半径的15%，不大于轮半径的60%。人机工程学在自行车中的应用6二二 这是关系到操纵和制动性

3、能的主要部件。例如山地车，车把的宽度以中青年男子的肩宽480mm，手掌宽度100mm为参照，设计时考虑手掌中央与车把把套的中央为接触点，这样可使整车受力平衡，具备安全可靠的操纵车把和刹车制动的有利条件。人机工程学在自行车中的应用7 是承受骑车者的体重作用，要有足够的强度和弹性，不同型号的自行车对鞍座的要求也不完全一致， 对鞍座的要求是坚固、舒适，既能使骑行者提高输出功率的作用，同时减少骑行者的疲劳，提高行驶性能。人机工程学在自行车中的应用8鞍座的设计应采用局部凹陷的结构以减少对骑乘者坐骨生殖区造成的压迫。座面宽度：根据人体测量学，50%的人群盆骨的坐骨结节间距约为200220mm，在设计时还需

4、加上适当的设计余量（4060mm），以提高鞍座的舒适性，因此可确定普通休闲自行车的鞍座后端宽度为240280mm为宜。由于女性的髋骨要宽于男性，在鞍座设计时，女士自行车的鞍座宽度要比男性的宽一些。鞍座长度：据人体解剖学中人体解构尺寸可知，鞍座后端的长度应由坐姿状态下坐骨结节离臀部后缘的距离（100120mm）确定，鞍座总长度则由坐姿时会阴处离臀部后缘的距离（160190mm）再加上适当余量确定。坐垫材料是影响鞍座舒适性的重要因素之一，同时也是骑行过程中减震元件之一。一般采用硬质座面包覆软硬适中的坐垫材料，同时还考虑到其透气性、防水性等特征。柔软度适中的坐垫材料，还可减少骑行路面不平整时所产生的

5、震动冲击，起到一定的减震避震作用，进一步增强骑行舒适性。鞍座的面料可采用透气性较好的皮革材料以利于散热。人机工程学在自行车中的应用9鞍座位置鞍座位置 鞍座装得过低，骑行时双脚始终呈弯曲状态，腿部肌肉得不到放松；鞍座装得过低，骑行时双脚始终呈弯曲状态，腿部肌肉得不到放松；鞍座装得过高，骑行时腿部的肌肉拉得过紧，脚趾部分用力过多，双鞍座装得过高，骑行时腿部的肌肉拉得过紧，脚趾部分用力过多，双脚容易疲劳。骑车时适当的用力部位是脚掌。设计或校正鞍座位置高脚容易疲劳。骑车时适当的用力部位是脚掌。设计或校正鞍座位置高低最常用的方法，是使手臂的腋窝部位中心紧靠鞍座低最常用的方法，是使手臂的腋窝部位中心紧靠鞍

6、座中部，使手的中指能触到装配链轮的中轴心为宜。中部，使手的中指能触到装配链轮的中轴心为宜。人体各部尺寸都有一定的联系，只要腋窝中心至人体各部尺寸都有一定的联系，只要腋窝中心至中指的长度确定下来，鞍座高度便可大致确定。中指的长度确定下来，鞍座高度便可大致确定。行驶较快的车，鞍座位置要向前移动，行驶较慢的行驶较快的车，鞍座位置要向前移动，行驶较慢的车，鞍座位置向后移动，否则都不利于骑行车，鞍座位置向后移动，否则都不利于骑行合适座垫高度的调节合适座垫高度的调节人机工程学在自行车中的应用10 是构成自行车的基体联接着自行车的其余各个部件并承受骑者的体重及自行车在行驶时经受各种震动和冲击力量，因此除了强

7、度以外还应有足够的刚度，这是为了在各种行驶条件下，使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变，充分发挥各部位的功能。车架结构可由设计人员创新，但与其他部件相关的安装尺寸，应严格控制。人机工程学在自行车中的应用11车架的前三角部分：上管、下管、立管组成了一个封闭的前三角，是决定骑行者操纵性能的主要部件。车架的后三角部分：立管的长度、角度决定鞍座的位置，其位置与曲柄的长度等因素决定了骑行动力的输出大小。决定输出效率的传动部分的输出大小。 决定输出效率的传 动部件由链轮和飞 轮的大小即速比而 定。人机工程学在自行车中的应用12自行车立管角度的大小，关系到骑行重心的位置和输出效力。角度越大，即立管越往

8、前倾，骑行速度越快。多次实验得知：立管角如果大于80，结合人体工程学的原理，骑行者的大腿骨、小腿骨的动作反而受到约束、动作不灵活、有效肌力难以发挥。因此，要以舒适出发、速度相结合的思路出发，依据实际情况选择角度问题。人机工程学在自行车中的应用13 传统的自行车设计，一般从杠杆原理考虑比较多，对人传统的自行车设计，一般从杠杆原理考虑比较多，对人研究少，认为曲柄越长越有力。曲柄过长后，为了不使脚研究少，认为曲柄越长越有力。曲柄过长后，为了不使脚蹬碰到前泥板，不得不加大中轴至前轴的距离（前心距）。蹬碰到前泥板，不得不加大中轴至前轴的距离（前心距）。这样势必加长车架，影响了正确的坐车姿势，使人感到臀这

9、样势必加长车架，影响了正确的坐车姿势，使人感到臀部痛。若能按人的身长或下肢长来考虑曲柄长度，则可使部痛。若能按人的身长或下肢长来考虑曲柄长度，则可使人省力和舒适。通常曲柄长度的基准，取人体身长的人省力和舒适。通常曲柄长度的基准，取人体身长的 1 110 10 ，也相当于大腿骨长的，也相当于大腿骨长的 1 12 2 。据有关资料分析：当人呈水平状态，小腿与水平的大腿基本垂直，而另一小腿能自然垂直于地面、此时的曲柄应转到呈60时用脚掌蹬力最舒适位置。人机工程学在自行车中的应用14 车轮部分分前轮和后轮，它是由前、后轴、辐条、内外胎组成，以承受自行车和骑行者的总重量，并通过脚蹬驱动，推动车辆前进。 据有关资料介绍，脚踏力和车轮启动力距是1：20。为了更好地发挥车轮的气动力，则要提高车轮部件的质量，就应选用高韧性、高弹性的轻质耐磨轮胎。人机工程学在自行车中的应用15自行车的进化史自行车的进化史公路自行车山地自行车人机工程学在自行车中的应用16旅行自行车 折叠车多人自行车多人自行车死飞自行车死飞自行车人机工程学在自行车中的应用17：把手、坐垫无须任何工具高低可自由调整，男女老幼，皆可乘骑。轮盘飞轮尺比加 大，同等频率下，速度可等同或超过大轮径普通车辆，由于车身轻于普通的自行车，骑行更加轻便。：大行折叠车是市场上唯一能做到不需要任何工具在短时间内完全折叠的自行车，折叠、