人機工程學在自行車中的應用課件

1、人機工程學在自行車中的應用1人機工程學在自行車中人機工程學在自行車中的應用的應用 人機工程學在自行車中的應用2自行車自行車是人類發(fā)明的最成功的一種人力機械，是人類發(fā)明的最成功的一種人力機械，是由許多簡單機械組成的復雜機械。是由許多簡單機械組成的復雜機械。人機工程學在自行車中的應用3人人- -車車系統(tǒng)系統(tǒng) 自行車的功能是供人騎行，就發(fā)揮自行車功能作用而言，把人看作自行車的組成部分是完全合理的。因此，人在騎車時組成了人一車系統(tǒng)，該人一車系統(tǒng)中的人一車界面關系可由圖來進行分析。 人機工程學在自行車中的應用4人機工程學在自行車主要部件的應用人機工程學在自行車主要部件的應用一、前叉部分 二、車把部分 三

2、、鞍座部分 五、車輪部分 四、車架部分 人機工程學在自行車中的應用5 前叉：有三個作用。第一個作用是支承前輪所受的重量， 第二個作用是將車把轉(zhuǎn)向動作傳送到前輪，使自行車能按騎者的意愿方向行駛；第三個作用是前義下端壓有彎度，能促使自行車有自己向前直駛的性能，減輕騎車者操縱強度，并起一些緩沖作用。前叉裝在車架前管內(nèi)，能在管內(nèi)靈活轉(zhuǎn)動，前叉的上端與車把緊固地連結(jié)在一起，下端與前軸連接，與前輪以前軸為中心自由轉(zhuǎn)動，組成轉(zhuǎn)動機構。自行車設計國家標準規(guī)定：車把前叉軸線與通過輪心的地面垂直線的交點到地面的距離不小于輪半徑的15%，不大于輪半徑的60%。人機工程學在自行車中的應用6二二 這是關系到操縱和制動性

3、能的主要部件。例如山地車，車把的寬度以中青年男子的肩寬480mm，手掌寬度100mm為參照，設計時考慮手掌中央與車把把套的中央為接觸點，這樣可使整車受力平衡，具備安全可靠的操縱車把和剎車制動的有利條件。人機工程學在自行車中的應用7 是承受騎車者的體重作用，要有足夠的強度和彈性，不同型號的自行車對鞍座的要求也不完全一致， 對鞍座的要求是堅固、舒適，既能使騎行者提高輸出功率的作用，同時減少騎行者的疲勞，提高行駛性能。人機工程學在自行車中的應用8鞍座的設計應采用局部凹陷的結(jié)構以減少對騎乘者坐骨生殖區(qū)造成的壓迫。座面寬度：根據(jù)人體測量學，50%的人群盆骨的坐骨結(jié)節(jié)間距約為200220mm，在設計時還需

4、加上適當?shù)脑O計余量（4060mm），以提高鞍座的舒適性，因此可確定普通休閑自行車的鞍座后端寬度為240280mm為宜。由于女性的髖骨要寬于男性，在鞍座設計時，女士自行車的鞍座寬度要比男性的寬一些。鞍座長度：據(jù)人體解剖學中人體解構尺寸可知，鞍座后端的長度應由坐姿狀態(tài)下坐骨結(jié)節(jié)離臀部后緣的距離（100120mm）確定，鞍座總長度則由坐姿時會陰處離臀部后緣的距離（160190mm）再加上適當余量確定。坐墊材料是影響鞍座舒適性的重要因素之一，同時也是騎行過程中減震元件之一。一般采用硬質(zhì)座面包覆軟硬適中的坐墊材料，同時還考慮到其透氣性、防水性等特征。柔軟度適中的坐墊材料，還可減少騎行路面不平整時所產(chǎn)生的

5、震動沖擊，起到一定的減震避震作用，進一步增強騎行舒適性。鞍座的面料可采用透氣性較好的皮革材料以利于散熱。人機工程學在自行車中的應用9鞍座位置鞍座位置 鞍座裝得過低，騎行時雙腳始終呈彎曲狀態(tài)，腿部肌肉得不到放松；鞍座裝得過低，騎行時雙腳始終呈彎曲狀態(tài)，腿部肌肉得不到放松；鞍座裝得過高，騎行時腿部的肌肉拉得過緊，腳趾部分用力過多，雙鞍座裝得過高，騎行時腿部的肌肉拉得過緊，腳趾部分用力過多，雙腳容易疲勞。騎車時適當?shù)挠昧Σ课皇悄_掌。設計或校正鞍座位置高腳容易疲勞。騎車時適當?shù)挠昧Σ课皇悄_掌。設計或校正鞍座位置高低最常用的方法，是使手臂的腋窩部位中心緊靠鞍座低最常用的方法，是使手臂的腋窩部位中心緊靠鞍

6、座中部，使手的中指能觸到裝配鏈輪的中軸心為宜。中部，使手的中指能觸到裝配鏈輪的中軸心為宜。人體各部尺寸都有一定的聯(lián)系，只要腋窩中心至人體各部尺寸都有一定的聯(lián)系，只要腋窩中心至中指的長度確定下來，鞍座高度便可大致確定。中指的長度確定下來，鞍座高度便可大致確定。行駛較快的車，鞍座位置要向前移動，行駛較慢的行駛較快的車，鞍座位置要向前移動，行駛較慢的車，鞍座位置向后移動，否則都不利于騎行車，鞍座位置向后移動，否則都不利于騎行合適座墊高度的調(diào)節(jié)合適座墊高度的調(diào)節(jié)人機工程學在自行車中的應用10 是構成自行車的基體聯(lián)接著自行車的其余各個部件并承受騎者的體重及自行車在行駛時經(jīng)受各種震動和沖擊力量，因此除了強

7、度以外還應有足夠的剛度，這是為了在各種行駛條件下，使固定在車架上的各機構的相對位置應保持不變，充分發(fā)揮各部位的功能。車架結(jié)構可由設計人員創(chuàng)新，但與其他部件相關的安裝尺寸，應嚴格控制。人機工程學在自行車中的應用11車架的前三角部分：上管、下管、立管組成了一個封閉的前三角，是決定騎行者操縱性能的主要部件。車架的后三角部分：立管的長度、角度決定鞍座的位置，其位置與曲柄的長度等因素決定了騎行動力的輸出大小。決定輸出效率的傳動部分的輸出大小。 決定輸出效率的傳 動部件由鏈輪和飛 輪的大小即速比而 定。人機工程學在自行車中的應用12自行車立管角度的大小，關系到騎行重心的位置和輸出效力。角度越大，即立管越往

8、前傾，騎行速度越快。多次實驗得知：立管角如果大于80，結(jié)合人體工程學的原理，騎行者的大腿骨、小腿骨的動作反而受到約束、動作不靈活、有效肌力難以發(fā)揮。因此，要以舒適出發(fā)、速度相結(jié)合的思路出發(fā)，依據(jù)實際情況選擇角度問題。人機工程學在自行車中的應用13 傳統(tǒng)的自行車設計，一般從杠桿原理考慮比較多，對人傳統(tǒng)的自行車設計，一般從杠桿原理考慮比較多，對人研究少，認為曲柄越長越有力。曲柄過長后，為了不使腳研究少，認為曲柄越長越有力。曲柄過長后，為了不使腳蹬碰到前泥板，不得不加大中軸至前軸的距離（前心距）。蹬碰到前泥板，不得不加大中軸至前軸的距離（前心距）。這樣勢必加長車架，影響了正確的坐車姿勢，使人感到臀這

9、樣勢必加長車架，影響了正確的坐車姿勢，使人感到臀部痛。若能按人的身長或下肢長來考慮曲柄長度，則可使部痛。若能按人的身長或下肢長來考慮曲柄長度，則可使人省力和舒適。通常曲柄長度的基準，取人體身長的人省力和舒適。通常曲柄長度的基準，取人體身長的 1 110 10 ，也相當于大腿骨長的，也相當于大腿骨長的 1 12 2 。據(jù)有關資料分析：當人呈水平狀態(tài)，小腿與水平的大腿基本垂直，而另一小腿能自然垂直于地面、此時的曲柄應轉(zhuǎn)到呈60時用腳掌蹬力最舒適位置。人機工程學在自行車中的應用14 車輪部分分前輪和后輪，它是由前、后軸、輻條、內(nèi)外胎組成，以承受自行車和騎行者的總重量，并通過腳蹬驅(qū)動，推動車輛前進。 據(jù)有關資料介紹，腳踏力和車輪啟動力距是1：20。為了更好地發(fā)揮車輪的氣動力，則要提高車輪部件的質(zhì)量，就應選用高韌性、高彈性的輕質(zhì)耐磨輪胎。人機工程學在自行車中的應用15自行車的進化史自行車的進化史公路自行車山地自行車人機工程學在自行車中的應用16旅行自行車 折疊車多人自行車多人自行車死飛自行車死飛自行車人機工程學在自行車中的應用17：把手、坐墊無須任何工具高低可自由調(diào)整，男女老幼，皆可乘騎。輪盤飛輪尺比加 大，同等頻率下，速度可等同或超過大輪徑普通車輛，由于車身輕于普通的自行車，騎行更加輕便。：大行折疊車是市場上唯一能做到不需要任何工具在短時間內(nèi)完全折疊的自行車，折疊、