人机工程学之自行车
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课程论文人机工程学自行车骑姿分析与改进设计目录1概述 (3)2与自行车骑姿相关的因素分析 (3)2.1车把与鞍座之间的相对位置 (3)2.2鞍座与脚踏之间的相对位置 (4)2.3鞍座 (4)2.4中轴 (4)3 现行骑姿人机特性分析 (5)3.1蹬踏运动 (5)3.2休闲车骑姿 (5)4 自行车骑姿的改进设计 (6)4.1鞍座 (6)4.2中轴与鞍座之间的相对位置 (6)4.3把手与鞍座之间的相对位置 (7)4.4设计计算方法 (7)5设计实例 (10)6结束语 (10)1概述自行车骑姿是由骑乘者与自行车的把手、鞍座以及脚踏板的相对位置来决定的。
骑乘者的手、臀部、脚在车上的相对位置决定了骑行的舒适程度和骑行的效率。
从人机工程学观点出发,要提高自行车骑行时的舒适性,应该合理定位把手、鞍座以及脚踏板三者之间的位置,让骑行者在骑行过程中身体各部位尽可能处于自然状态。
车架是自行车的骨架,在很大程度上决定了自行车的结构和性能,进而决定了自行车的骑姿和骑行舒适性。
现在的车架设计多采用经验法,即以现有的车型为参考来确定车架的关键参数,在此基础上进行形态创新。
这样设计出来的车架延续了以往的骑姿,未能真正做到设计以人为本。
本文从人体尺寸、动作范围以及运动生理等方面出发,改进设计影响骑姿的三大部件之间的相对位置。
改进后的骑姿在身体各部分之间进行合理的功能分配,脚踩踏板驱动自行车前行,臀部和腰支撑上体的体重,手操纵把手控制前行方向。
在此基础上进行的车架设计能提高骑行的舒适度。
2与自行车骑姿相关的因素分析正确的骑姿可以提高骑行效率,使骑行不易产生不适和疲劳,同时还能降低危险发生的几率。
骑姿设计是自行车设计工作中的一项重要内容。
与自行车骑姿相关的因素主要有:2.1车把与鞍座之间的相对位置车把与鞍座之间的相对位置决定了骑乘者上半身的姿势。
车把过低会使骑行者的上肢承受很大的静压,时间稍长手臂和手掌易发生疲劳,同时过低的上身也会压迫腹部,但力容易传递到车。
目录摘要 (1)一、车座改进分析 (1)1.车座存在的问题 (1)2.改进的方面和措施 (2)1)车座宽度 (2)2)车座长度 (3)3) 座面倾角 (3)4)座垫 (3)5)车座高度 (4)二、靠背的改进分析 (4)1.靠背的高度 (4)2.靠背的宽度 (5)3.靠背的角度 (5)4.靠背的重量及材料 (5)三、车把改进分析 (5)1.车把的高度 (5)2.车把的宽度 (5)3.把手的形状 (5)4.车闸 (6)5.把手的弯度 (7)四、总结 (7)五、参考文献 (8)人因工程学―――自行车人性化设计摘要全面分析在社会生活中对家用自行车的特殊需求和人机设计规范。
根据需求对现在的自行车进行改进设计,充分考虑人的因素,对其做一些“人性化”的改善,以求在人们享受经济效率的同时,也能够维护和促进身体健康。
关键词:人因工程自行车人性化中国是世界闻名的“自行车王国”。
自行车是广大工薪阶层最常使用的交通工具。
骑车外出,不但可以锻炼身体,而且经济方便。
但是在方便的同时,有些自行车“骑士”常常感到会阴部胀痛,腹部坠胀,长时间骑车后还会感到腰酸背疼等,这与自行车的设计不过人性化有一定关系。
随着技术的进一步发展,日趋完善化的设计更强调人的效能、安全、舒适和身心健康,在设计高效机的同时,充分考虑人的因素,反映人的需要,把人与机密切结合起来。
但是,现行自行车,尤其是休闲、代步用普通自行车在这方面发展得不尽如“人意”,存在的问题主要是自行车的一些零部件尺寸不适于人。
所以在保证高效的同时,有必要从人机工程学的角度对其做一些“人性化”的改善。
一、车座改进分析1.车座存在的问题大多数人长时间骑自行车,都会感到臀部疼痛。
之所以如此,一部分原因是前倾式的骑车姿势使骑车者会阴与车座前端产生磨擦,时间一久就会感到不舒服;一部分原因则是车座的尺寸与人体尺寸不符所致。
根据人体组织的解剖特性可知,坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位,身体的主要重量均由骨盆下的两块面积约为25cm2的坐骨结节承受。
课程论文人机工程学自行车骑姿分析与改进设计指导教师学院名称专业及班级提交日期答辩日期年月目录1概述 (3)2与自行车骑姿相关的因素分析 (3)2.1车把与鞍座之间的相对位置 (3)2.2鞍座与脚踏之间的相对位置 (4)2.3鞍座 (4)2.4中轴 (4)3 现行骑姿人机特性分析 (5)3.1蹬踏运动 (5)3.2休闲车骑姿 (5)4 自行车骑姿的改进设计 (6)4.1鞍座 (6)4.2中轴与鞍座之间的相对位置 (6)4.3把手与鞍座之间的相对位置 (7)4.4设计计算方法 (7)5设计实例 (10)6结束语 (10)1概述自行车骑姿是由骑乘者与自行车的把手、鞍座以及脚踏板的相对位置来决定的。
骑乘者的手、臀部、脚在车上的相对位置决定了骑行的舒适程度和骑行的效率。
从人机工程学观点出发,要提高自行车骑行时的舒适性,应该合理定位把手、鞍座以及脚踏板三者之间的位置,让骑行者在骑行过程中身体各部位尽可能处于自然状态。
车架是自行车的骨架,在很大程度上决定了自行车的结构和性能,进而决定了自行车的骑姿和骑行舒适性。
现在的车架设计多采用经验法,即以现有的车型为参考来确定车架的关键参数,在此基础上进行形态创新。
这样设计出来的车架延续了以往的骑姿,未能真正做到设计以人为本。
本文从人体尺寸、动作范围以及运动生理等方面出发,改进设计影响骑姿的三大部件之间的相对位置。
改进后的骑姿在身体各部分之间进行合理的功能分配,脚踩踏板驱动自行车前行,臀部和腰支撑上体的体重,手操纵把手控制前行方向。
在此基础上进行的车架设计能提高骑行的舒适度。
2与自行车骑姿相关的因素分析正确的骑姿可以提高骑行效率,使骑行不易产生不适和疲劳,同时还能降低危险发生的几率。
骑姿设计是自行车设计工作中的一项重要内容。
与自行车骑姿相关的因素主要有:2.1车把与鞍座之间的相对位置车把与鞍座之间的相对位置决定了骑乘者上半身的姿势。
车把过低会使骑行者的上肢承受很大的静压,时间稍长手臂和手掌易发生疲劳,同时过低的上身也会压迫腹部,但力容易传递到车。
变速自行车设计中人机工程学案例分析一、人一自行车系统组成自行车的功能是供人骑行,就发挥自行车的功能作用而言,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1-1来进行分析。
1.人与支撑部件关系图1-1 人-车界面关系支撑部件主要有车架、前叉、鞍座和车把等,是自行车的构架。
自行车设计国家标准规定:车吧前叉轴线与通过轮心得地面垂直线的交叉点到地面的距离不小于轮半径的15%,不大于轮半径的60%。
车把部分:这是关系到操纵和制动性能的主要部件。
列入山地车,车吧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吧把套的中央为接触点,这样可以使整车受力平衡,具备安全可靠的操纵车把和刹车制动的有利条件。
2.人与动力接受部件关系动力接受部件主要是脚蹬和曲柄。
动力是靠骑车人的双脚踩在脚蹬上,下肢运动的力使曲柄转动而产生的。
为了使人省力和有舒适感,必须在骑自行车人的体格和体力与自行车元件的尺寸关系上下功夫,即研究人体下肢肌肉的收缩运动与曲柄转动之间的能量转换问题。
脚踏部分:脚踏分为水平脚踏和自锁脚踏以及脚带脚踏。
水平脚踏即我们平日所见的脚踏,脚踏和脚是分开的。
自锁脚踏需使用专用配套自锁鞋,如果是长时间骑行会感觉轻松很多,因为一只脚踩下去的同时另一只脚还可以网上提,一般来说可以胜利25%。
根据自行车国家标准:1脚蹬面朝上放置时,自行车向一倾斜25°,脚蹬上的零件不触及对面。
2脚蹬中心与泥板转到任意角度的间隔距离必须大于或等于89mm。
支撑部分将其他零部件固定在相互间正确的位置上,保证自行车的整体性,实现自行车的功能。
从人机关系来看,鞍座、车把和车架等的位置和大小,以及它们间的相互关系,与骑车人的位置和肌肉的动作有着性的设计参数。
鞍座部分:人处于坐姿状态时,由人体组织的解剖学特性可知,与鞍座紧密接触的是最能承受压力的臀部的两块坐骨结节,时间久了便会感到疲劳,造成臀部疼痛。
变速自行车设计中人机工程学案例分析一、人一自行车系统组成自行车的功能是供人骑行,就发挥自行车的功能作用而言,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1-1来进行分析。
1.人与支撑部件关系图1-1 人-车界面关系支撑部件主要有车架、前叉、鞍座和车把等,是自行车的构架。
自行车设计国家标准规定:车吧前叉轴线与通过轮心得地面垂直线的交叉点到地面的距离不小于轮半径的15%,不大于轮半径的60%。
车把部分:这是关系到操纵和制动性能的主要部件。
列入山地车,车吧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吧把套的中央为接触点,这样可以使整车受力平衡,具备安全可靠的操纵车把和刹车制动的有利条件。
2.人与动力接受部件关系动力接受部件主要是脚蹬和曲柄。
动力是靠骑车人的双脚踩在脚蹬上,下肢运动的力使曲柄转动而产生的。
为了使人省力和有舒适感,必须在骑自行车人的体格和体力与自行车元件的尺寸关系上下功夫,即研究人体下肢肌肉的收缩运动与曲柄转动之间的能量转换问题。
脚踏部分:脚踏分为水平脚踏和自锁脚踏以及脚带脚踏。
水平脚踏即我们平日所见的脚踏,脚踏和脚是分开的。
自锁脚踏需使用专用配套自锁鞋,如果是长时间骑行会感觉轻松很多,因为一只脚踩下去的同时另一只脚还可以网上提,一般来说可以胜利25%。
根据自行车国家标准:1脚蹬面朝上放置时,自行车向一倾斜25°,脚蹬上的零件不触及对面。
2脚蹬中心与泥板转到任意角度的间隔距离必须大于或等于89mm。
支撑部分将其他零部件固定在相互间正确的位置上,保证自行车的整体性,实现自行车的功能。
从人机关系来看,鞍座、车把和车架等的位置和大小,以及它们间的相互关系,与骑车人的位置和肌肉的动作有着性的设计参数。
鞍座部分:人处于坐姿状态时,由人体组织的解剖学特性可知,与鞍座紧密接触的是最能承受压力的臀部的两块坐骨结节,时间久了便会感到疲劳,造成臀部疼痛。