人机工程学课程设计

工程技术学院

课程设计

题目：自行车的人-机系统评析专业：工业工程

年级： 2010级

成员：

指导教师：

日期：2013年1月9日

云南农业大学工程技术学院

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摘要

形形色色的自行车，它们的基本构架都一样，可是不同款式的自行车社会需求量就不一样，自行车的市场根据不同的人群也有多种多样，如对于小孩，自行车后轮处有两个小轮来支持其平衡，而对于都市女性，自行车却设置的矮小美观，而对于喜爱运动的年轻一辈来说，自行车却有省力而且易于在山地处行走的多功能。作为大学生这个大群所偏爱的山地自行车，有些自行车并不是最佳的，为此，我们用我们的基础专业知识对其评析，也便在以后的购买自行车时我们能够选择更好的、更合人的因素的自行车！

运用人机工程学原理和方法解决系统中人机结合面的安全问题的一门新兴学科。在自行车的设计过程中，我们可以通过安全人机工程学的知识使自行车与人能够更好的配合，相互兼容；将受环境的影响降到最低，或是更好的适应环境，从而使人有更安全更舒适的骑行，尽量消除机器本身的缺陷，降低人操作的失误率，最终达到提高安全，降低疲劳，增加舒适度的要求。

关键词：人机工程学自行车车架造型计算机辅助设计人机评析

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目录

摘要 (1)

一、引言 (3)

1.1研究背景 (3)

1.2研究意义 (3)

1.3评析内容 (4)

1.4 研究目的 (5)

1.5研究方法 (6)

二、相关尺寸（以山地自行车为例） (7)

三、自行车人-机评析 (7)

3.1人一自行车系统 (7)

3.2影响自行车性能的人体因素 (7)

3.3自行车设计结构要素分析 (9)

3.4具体部件的人-机评析 (11)

四、总结 (17)

五、参考文献 (18)

六、小组成员分工情况 (19)

一、引言

1.1研究背景

自行车的普及能够实质性地缓解石油类矿产资源存量、钢铁类材料消耗等等问题，符合绿色设计的长久可持续发展理念，自行车车架造型设计的研究就显得尤为重要。而在工业产品的开发与研制中，人机工程学的应用显得举足轻重且极富挑战性，能够提升产品的使用舒适度和市场竞争力。两者的结合更将推动任何一种工业产品的有机发展进程。

在欧洲，很多人为了减少因驾车带来的空气污染而愿意骑自行车上班，这样的人被视为环保卫士而受到尊敬。美国的报纸经常动员人们去超级市场购物时，尽量多买一些必需品，减少去超市的次数，以便节省汽油，同时减少空气污染。颇有影响的美国自行车协会一直呼吁政府在建公路时修自行车道。在德国，很多家庭喜欢和近邻用同一辆轿车甚至结伴骑行外出，以减少可能的汽车尾气排放。

而且，如今越来越多的人喜欢骑自行车环游城市和骑着去走南闯北的去旅游的驴友很多，自行车将迎来一个崭新的市场，而其设计的合理与否、适用与否将影响其吸引力等！

1.2研究意义

现有的中国自行车市场不说鱼龙混杂，也至少是参差不齐，缺少强劲有力的竞争品牌，自行车以及相关产品的高端市场一直在被诸如捷安特（Ｇｉａｎｔ），禧玛诺（Ｓｈｉｍａｎｏ），宝马（ＢＭＷ），美利达（Ｍｅｒｉｄａ），闪电（Ｌｉ曲ｔｎｉｎｇ）等国外品牌所把握，所以在这个时候国内的自行车产业做一个结合人机工程学对于车架造型的分析、解剖、再生的调整显得尤为重要。

现今，越来越多不同年龄、不同职业的人们正渐渐喜爱上自行车这项运动，人们也不再把它仅仅当作是昔日的一个代步工具而已，更多的是一个锻炼的方式甚至是一个能陪伴的朋友，自行车文化也在慢慢以它独具一格的风采吸引着更多人投入对于这种运动的参与。但是市场上现有的自行车品种和构造还有待进一步的开发和改进，相信一经与产品设计和人机工程学相结合，就会拥有一种不可思议的能量使得本己可能被冷落的产品获得新生，给予人类幸福感受的同时，同渐

改变人类的价值观念和生活方式。使越来越多的人在可以选择的情况下加入到使用自行车的行列，从而直接实现这一产业的复兴，间接地实现保护环境节约资源的目的。

1.3评析内容

结合企业实际开发项目中车架造型设计具体工作，从自行车车架材料，尺寸，成本等方面，以人机工程学理论指导评析自行车车架造型设计，内容涉及人机工程学、创新设计理论、自行车设计、计算机辅助设计等领域。

自行车的评析主要包括以下几个方面：结构功能、造型设计等。

自行车车架丰富多彩，样式多种多样。我们将根据所学的人机工程学，及有关的人体尺寸等综合考虑，对自行车的高低长，座椅的舒适与否进行评析。

1.3.1对于现有车架造型的改良设计体系的应用方法

随着人们环保意识和健身意识的增强，以及自行车本身的诸多优点，自行车越来越受到人们的青睐。然而当人们骑行不适合自己身体结构的自行车，随着时间的持续就会产生疲劳和不适，严重的还会影响到人们的身体健康。基于人机工程学的自行车设计研究是自行车设计研究领域的一个重要课题和研究热点。自行车与人体有多个部位紧密接触，在设计时应统筹考虑自行车的结构和骑自行车的人的生理和心理特点，才能做到人与自行车的协调统一。在自行车设计中考虑人的因素，对其进行人机工程学设计是自行车发展的必由之路。正是基于此，本文首先分析自行车的结构和人体特性，并找出他们之间的联系点，然后应用人机工程学的相关理论进行自行车设计。

1.3.2针对自行车人机工程学设计，本文将主要进行以下几方面的研究工作：

（１）探讨影响自行车骑行舒适性的因素分析

结合人机工程学的相关理论，将影响自行车骑乘舒适性的要素归纳为蹬踏力、骑姿以及与人体紧密接触的部件三个方面，并分析了这三个因素对骑行舒适性的影响。分析了与自行车密切接触的各人体部位的特性，阐述了鞍座、车把及把套影响骑行舒适性的参数，并提出了鞍座、车把及把套的设计参考。

（2）计算机辅助设计自行车车架及部件造型设

把我们所选的山地自行车借助计算机把其画出，对其中与人有关的‘机’，