人机工程学在自行车设计中的应用
人机工程学 自行车
高度便可大致确定。行驶较快的车，鞍座位置要向前移
动，行驶较慢的车，鞍座位置向后移动，否则都不利于 骑行
正确鞍座位置
合 适 座 垫 高 度 的 调 节
3.5 车闸
设计时，闸把开挡、力率和闸把力 要与人手的大小和握力相适应。灵 敏度高的车闸，随着闸把上力的增 大，
刹车力也按比例地增加。如果
力到达某一程度不发生刹车作 而又骤然生效，说明这种车闸设计不良。
这样势必加长车架，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 人省力和舒适。通常曲柄长度的基准，取人体身长的 1／ 10 ，也相当于大腿骨长的 1／2 。
3.3 三接点位置
正确的骑车姿势，是由骑车人和自行车三个接点位置决 定的，如图中所示的鞍座位置 A 、车把位置B 、脚蹬位 置C 。按三点调整法，AB 和AC 约等，一般 AB = ( AC
自行车的系统结构
自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中， 其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所 承受的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点，大 致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统： 1.导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。 乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。 2.驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、牙盘、 曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬 力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传 动的，从而使自行车不断前进。 3.制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操 纵车闸，使行驶的自行车减速、停驶、确保行车安全。 此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了 车灯，支架，车铃等部件。
本节大纲
1.1 人与支撑部件关系
自行车与人机工程学
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。
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。
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。
3 ．人与传动部件关系传动部件主要是滚珠、链条和链轮。
人的作用力是通过链条和链轮传动而带动后轮转动，从而使自行车前移。
传动部分的设计关键是要有较高的传动效率和可靠性，且有易操纵的变速机构。
保证较高的传动效率，才能使人用一定的肌力而获得较大的输出功率。
4 ．人与工作部件关系工作部件就是车轮，即车圈、轮胎等。
绝大部分轮胎是充气的，少数是实心的。
车轮一方面把骑车人的肌肉力量，有效地转换为同地面接触而向前运动的力；另一方面将骑车人的握力转换为与接地部分所产生的刹车阻力。
在设计自行车的各部分尺寸、车闸及变速器等时，应该着眼于骑车人一动力一传动一工作的连贯性，才可能设计出同骑车人手的大小或握力相适应的闸把、刹车力适当的车闸，才不会发生刹车阻力不够而造成失误现象。
二、影响自行车性能的人体因素影响自行车性能的人体因素很多，如图1-2 所示。
现主要分析下述几点：1．人的体格因素以身高H 为基本因素，其他身体的能力与H 成比例，并有与H2、H3成比例的特性。
人机工程学课程设计自行车的人机系统评析
人机工程学课程设计自行车的人机系统评析摘要不同款式的自行车适用于不同的人群和社会需求，如小孩的自行车后轮处有两个小轮来支持其平衡，都市女性的自行车设置矮小美观，年轻人喜欢省力且易于在山地行走的多功能自行车。
作为大学生，我们需要评析山地自行车并选择更好的、更合人的自行车，以此提高安全，降低疲劳，增加舒适度。
一、引言1.1研究背景随着人们对健康和环保意识的提高，自行车作为一种环保、健康的交通工具越来越受到人们的青睐。
1.2研究意义在自行车的设计过程中，运用人机工程学原理和方法可以使自行车与人更好地配合，相互兼容，降低环境的影响，提高安全性和舒适度。
1.3评析内容本文主要评析山地自行车的设计结构要素，以及人体因素对自行车性能的影响。
1.4研究目的通过评析山地自行车的设计结构要素和人体因素对自行车性能的影响，提高自行车的安全性和舒适度。
1.5研究方法采用人机工程学原理和方法，结合计算机辅助设计进行评析。
二、相关尺寸（以山地自行车为例）在山地自行车的设计中，需要考虑车架的高度、长度、角度等尺寸，以及车轮和刹车等相关尺寸。
三、自行车人-机评析3.1人一自行车系统自行车是人与机器的一个系统，需要考虑人体因素和机器因素的相互作用。
3.2影响自行车性能的人体因素人体因素包括身高、体重、力量、灵活性等，需要考虑这些因素对自行车的影响，如车架高度和长度需要适合骑车者的身高和体重，刹车的力度需要适合骑车者的力量等。
3.3自行车设计结构要素分析自行车设计结构要素包括车架、车轮、刹车、变速器等，需要考虑这些要素的相互作用，以及如何使它们更好地适应环境和人体因素，提高自行车的安全性和舒适度。
人体疲劳和疼痛是影响骑车出力性能的不利因素，其产生原因既有人体因素，也有自行车结构因素。
肌肉负担过大、不合适的骑车姿势以及体重对鞍座的体压分配不合适等都可能导致疲劳和疼痛。
此外，人的最大摄氧量也会影响出力因素。
山地自行车是喜爱运动的人们主要的运动工具，尤其是长途游玩的驴友。
人机工程学在自行车设计中的应用
人机工程学在自行车设计中的应用摘要：人机工程学是人体科学、工程技术、环境科学、安全科学和社会科学交叉形成的一门重要学科。
它以人的生理、心理特征为依据,以提高人的工作、生活质量为目的,运用系统工程、信息理论和工程技术的观点和方法,研究人与机器,人与环境和机器与环境之间的相互关系,把人的因素作为系统设计的重要条件和原则,为机器设计成操作简便、省力、安全。
本文注重在人机工程的基础上研究自行车的构造，分析自行车的结构，选择最适合人骑行的自行车构造体体系。
关键字：人机工程学自行车系统设计人的因素人体工程学心理特征骑行姿势人—机—环境系统正文：人机工程学作为一门新兴的学科，在认真研究人，机，环境三要素自身特性的基础上，科学地利用三要素之间的相互作用，相互依存的有机联系来寻求系统的优化。
最重要的关键在于车体尺寸的大小，能否有效均匀地分散骑乘者的重量，同时又可保持良好的平衡。
座垫要调整到正确的高度，曲柄要与地面平行，如此膝盖下方突出的骨块就会直接位于脚踏轴心的上方。
背部应该向前倾斜到至少45角，背部臀部及下背部强壮的臀肌才能在踩踏时有效施力。
这种姿势会使身体重量移至双臂，此时手肘微微弯曲，手腕要打直，才能减缓行车时的震动。
在自行车的设计过程中，也或多或少产生了一些不符合人机工程学的问题，比如有一种比赛用的山地自行车没有装刹车，结果在某场比赛中发生碰撞，导致多人受伤；还有一些自行车设计得人车骑行设计不佳，造型结构不够美观，出现诸多问题。
因此我们有必要对自行车的具体结构和人车系统进行全面的分析，从而使自行车的设计更人性化，合理化，也更加美观，符合人的理想人车环境。
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下图来进行分析。
1.人与支撑部件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。
自行车设计中人机工程学案例分析
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。
人机工程学课程设计自行车的人机系统评析
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错误!未指定书签。
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。
人机工程学之自行车
轻量化设计
通过减轻自行车重量，降 低骑行阻力，减少骑行所 需的能量。
节能照明技术
应用LED等节能照明技术， 提高自行车夜间行驶安全 性，同时降低能耗。
绿色出行理念对自行车产业的影响
倡导低碳出行
鼓励人们选择自行车作为出行工具，减少机动车排放对环境的污 染。
提高健康意识
骑自行车有益于身体健康，推动人们关注自身健康，选择绿色出行 方式。
根据人体尺寸和形态差异，设 计可调节高度和长度的车架结 构，满足不同人群的骑行需求 。同时，通过优化车架材料和 结构，提高自行车的承载能力 和减震性能。
03 自行车骑行舒适性与安全 性研究
骑行舒适性影响因素分析
01
自行车尺寸与人体尺寸匹配程度
自行车车架、车把、车座等部件的尺寸应与骑行者的身高、腿长、臂长
能，降低交通事故风险。
智能化自行车技术发展趋势及挑战
个性化定制
根据用户需求提供个性化定制服务，如调整自行车参数、定 制外观等。
多功能集成
将更多功能集成到自行车上，如音响、照明、防盗等，提升 用户体验。
智能化自行车技术发展趋势及挑战
• 智能化升级：通过软件更新和硬件升级，不断优化自行车 性能，满足用户日益增长的需求。
智能化自行车技术应用现状
导航与定位
通过GPS或北斗导航系统，实现 自行车的定位和导航功能，为用 户提供准确的路线规划和导航服
务。
运动与健康监测
通过传感器实时监测用户的骑行 数据，如速度、距离、卡路里消 耗等，帮助用户合理规划运动量
和了解健康状况。
安全防护
采用智能刹车系统、自动感应大 灯等技术，提高自行车的安全性
市场需求分析
通勤需求
休闲娱乐需求
人机工程学之自行车
湖北省荆州市荆州区长江大学机械11506班
1：最常用的交通工具
自行车的结构
1：导向系统
人机工程学在自行车中的应用
1：坐垫部分
坐垫是接触人最重要的的部分，不同的骑行姿势需要的身体重心变化也和坐垫密 切相关。如上坡，过弯，过障碍，臀部会随着身体重心变化，在坐垫上前后左右的移 动，不断的转髋。其次，坐垫固有的角度和高度都对人体臀部受力强度和受力分布有 很大的影响。以山地车为例，它的坐垫是WTB坐垫，从图中我们可以看出，该坐垫大 致呈三角形，表面为弧状，中央部分有一凹槽。三角形便于大腿伸向车蹬施力；弧状 减股骨周围血管压迫，长时间行驶时臀部不易疲劳，在转弯时容易挪动臀部来达到调
节重心的目的；凹槽则考虑到的生理问题，减小对下身的压迫。同时，坐垫的可调节
高度的也是必不可少的，由于车辆在行驶时，人的大腿处于座垫和脚蹬之间提供新进 动力，合适的高度能使人感觉更舒适，用力更小，所以这便于不同腿长的人在使用时 都能找到自己的最合适的位置。
2：车把部分
速度
人的身体在自行车上的位置直接影响到骑行，它影响到蹬踏力量的传导效率，也 影响骑行中重心的移动及腰背和臀部承受力的大小，从而决定了骑行中的舒适度 和疲劳的产生。而人在自行车位置由坐垫和车把共同决定，而且车把和坐垫一样 是可调节的把立。车把提供使用时的转向和保持平衡功能，在一般的使用情况下 人两手平握，所以这辆车在把手的设计上将前端部分设计很圆滑，便于人的指关 节环绕车把朝车前方向把握。同时，传统自行车的把水是水平的，这不符合人机 工程学原理，因为这样将会使手腕处于背屈状态，腕部酸痛，握力减小，长时间 操作还会引起腕道综合症等。测试表明，把水与水平位置成10°左右效果最好， 可以降低疲劳，并且容易操作，还使腕关节处于放松状态，从图中我们也可以看 出，把手与水平位置就是约呈10°左右的。再者，由于使用的人身高等的不同， 对车把整体的高度
人机工程学在自行车设计中的应用
•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。
•
•
曲柄过长，会导致转弯时膝关节碰到车 把，骑行发生困难，影响骑行者的输出 性能。 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 的零部件不触及地面。2、脚蹬中心与 泥板转到任意角度时的间隔距离必须大 于或等于89mm。选取曲柄为 165mm~170mm时为最适合，使骑行 者即省力又舒适。
3、材料选取
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。
一、前叉部分 一、前叉部分
• 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%。
二、车把部分
• 这是关系到操纵和制动性能的主要部件。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。
•
• •
自行车
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。
•
自行车的功能是供人骑乘，人与自行车相互运动，驱动车辆前进，构成了‘人-车’系统。
人机工程学在自行车主要部件中的应用： 人机工程学在自行车主要部件中的应用：
二、车把部分 一、前叉部分结构设计
基于人机工程学的自行车骑姿改进设计
基于人机工程学的自行车骑姿改进设计基于人机工程学的自行车骑姿改进设计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。
一．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。
与自行车骑姿相关的因素主要有：（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。
提高车把高度可使背部弯曲度变浅，可以避免对腹部的压迫，但力不易传递到前轮。
所以良好的骑姿可使骑乘者脊柱接近正常形态。
在腰部增加适当的靠背可以改善臀部受力，维持脊柱的正常形态，并有利于腿部蹬力的发挥。
（2）鞍座与脚踏之间的相对位置鞍座与脚踏之间的相对位置直接影响蹬踏方式，由鞍座相对中轴轴心的位置和曲柄长度决定。
鞍座相对中轴轴心的位置是决定下肢肌肉群的肌力能否有效利用的一个关键，即是影响踏力和踏速能否获得最佳配合的关键。
鞍座的位置由鞍座的高度和坐管倾角共同决定。
鞍座的高度与胯高关系紧密。
大的坐管倾角使骑乘者重心靠前，有利于高速骑行，但不能长时间骑行。
曲柄长度决定了大腿骨的运动角度和有关肌肉群的收缩程度。
过长的曲柄将引起肌肉的过度伸长和过度缩短。
曲柄过短将使宝贵的肌肉收缩力不能被充分利用。
（3）鞍座当人坐在坐垫上时，与坐垫接触最紧密的是坐骨结节。
坐骨结节处是人体最能承受压力的部位，在这两个点周围约250mm2范围承受人体约70%的重量，其受力情况如图1。
车座后端宽度过小就会使坐骨结节处于鞍座边缘或紧贴边缘的位置，导致身体重量落到会阴上。
人机工程学在自行车设计中的应用研究
坐垫的高度和角度需根据骑行者的身高、体型、骑行姿势等 因素进行调整，以提供最佳的骑行舒适度。
自行车把手人机工程设计
把手形状与材质
把手应采用人体工学设计，适应手部握持姿势，同时选用坚固、耐磨、防滑 的材质。
把手高度与角度
把手的高度和角度需根据骑行者的身高、骑行姿势、视线角度等因素进行调 整，以提高操控性和安全性。
消费者对人机工程的需求
消费者对人机工程的需求是影响其选择购买的因素之一。
人机工程学可以通过研究消费者的行为和需求来提高产品的易用性和舒适性，从 而增加消费者的购买欲望。
技术发展对人机工程的影响
技术的发展对于人机工程的应用也有着重要的影响。
新材料、新工艺的应用可以改善自行车的性能，提高其舒适 性和易用性，而新技术的出现也为人机工程的应用提供了更 多的可能性。
05
02
研究人机工程学在自行车设计中的应用现状 和存在的问题。
04
研究不同人群对自行车设计的认知和需求， 并探讨如何满足这些需求。
06
分析研究结果，并总结研究结论。
研究目的与意义
强调本研究的研究目的和意义，包括
通过本研究，为自行车设计提供更加科学合理的方法 ，并推动人机工程学的发展和应用。
研究人机工程学在自行车设计中的应用，提高自行车 的舒适度和安全性。
针对不同使用场景，人机工程学可以为自行车设 计提供更加合理的方案，例如城市休闲自行车、 运动自行车、山地自行车等。
THANKS
谢谢您的观看
刹车手柄形状与材质
刹车手柄应采用人体工学设计，适应手部握持姿势，同时选 用防滑、耐磨、耐腐蚀的材料。
05
影响自行车设计中人机工程应用的因素
设计师对人机工程的理解
人机工程学在自行车设计中的应用研究
人机工程学在自行车设计中的应用研究作者：李一达来源：《现代装饰·理论》2013年第04期本文基于美国KB公司提出的五通中心点自行车尺寸关系，通过对人体尺寸的分析，完整描述自行车骑行姿势和整车尺寸的关系，并通过分析出人与自行车的相互关系来归纳出符合人机工程学的自行车设计方法步骤。
自行车部分是专为激烈的骑车运动而设计。
最重要的关键在于车体尺寸的大小，能否有效均匀地分散骑乘者的重量，同时又可保持良好的平衡。
座垫要调整到正确的高度，曲柄要与地面平行，如此膝盖下方突出的骨块就会直接位于脚踏轴心的上方。
背部应该向前倾斜到至少45度角，背部臀部及下背部强壮的臀肌才能在踩踏时有效施力。
这种姿势会使身体重量移至双臂，此时手肘微微弯曲，手腕要打直，才能减缓行车时的震动。
当跨立在自行车上方推动自行车时，车子的高度不会撞伤大腿，而且也确保摔车时不会受到严重伤害。
座管：座管应伸长 15-20 公分（6-8英寸）。
若要使踩踏发挥最高效率，座垫高度在公路及越野时的高度应该保持一致。
陡降坡时，要降低座垫，才能放开车尾。
车把：车把应比座垫低约2.5-5公分（1-2 英寸），宽度为53.3-70公分（21-24 英寸）。
宽车把在低速时控车效果较好；窄车把在高速时较易操控。
胯下空间：越野骑车时，胯下与上管应管应保持 8-10 公分（3-4英寸）的距离。
较高的上管适用于下坡及平顺的路面，但胯下仍应保持 2.5公（1英寸）的距离。
较低的上管有利于表演骑车特技，但是除非骑行者身材很矮，否则手伸出去的距离会太短，骑乘的感觉会不舒服。
在车把手与骑乘的操控设计方面，美国 Klein bicycle公司，创新的提出了五通中心点（BB Center）到骑乘时手握持点的关系，称之为Direct fit length及 Direct fit angle，来完整描述骑姿和车架尺寸的关系。
从座垫到手把位置是有身体的尺寸，如躯干长，上臂长，小臂长及手腕尺寸所决定，因为有四个角度变化，纵使有人体的尺寸，设计者也很难依照四个长度及四个角度去决定座垫和手把的相对位置。
自行车设计中人机工程学案例分析
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。
人机工程学在自行车设计中的应用
人机工程学在自行车设计中的应用
人机工程学在自行车设计中起着重要的作用，确保自行车可以舒适、安全，充分满足骑行者的需求。
以下是一些人机工程学的应用：
1.尺寸适配：自行车尺寸必须适合骑行者的身高和体型。
例如，座位高度、把手位置和脚踏板位置必须调整到最佳位置，以确保舒适的骑行体验和最高效的骑行力度。
2.控制器布局：自行车的控制器应该布置在骑行者可以方便地操作的区域。
例如，刹车杆、换挡器和其它控制器应该根据骑行者所需的位置来安排。
3.材质选择：自行车部件的材料必须耐用、安全，也要考虑舒适度。
例如，车手把必须具有良好的防滑设计，座位也必须舒适耐用。
此外，自行车材料应尽可能减少负担和功率损耗。
4.动力传输：自行车动力传输必须有效地传递力量。
驱动系统和齿轮必须与骑行者的力量和速度相匹配，以确保易于控制和舒适的骑行体验。
总之，人机工程学在自行车设计中可以帮助设计师充分考虑骑行者的需求和舒适度，同时保证自行车的性能和安全。
基于人机工程学自行车的设计(修复的)
摘要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是自行车设计的一个重要研究热点。
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经之路。
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。
关键词:人机工程学；自行车系统；自行车性能；自行车设计结构;自行车的机械因素；自行车动态特性AbstractAlong with the people environmental protection consciousness and consciousness of fitness enhancement， as well as the bike itself has many advantages， the bike more and more people of all ages。
However when people ride is not suitable for their own physical structure of bicycle, as time continued will produce fatigue and discomfort，serious will influence people’s health.Based on the ergonomics design of bicycle bike design is one of the most important and hot research topics。
自行车设计中人机工程学的应用
自行车设计中人机工程学的应用作者：陈健来源：《文艺生活·文艺理论》2015年第04期摘 ; 要：在现代提倡绿色，低碳生活的潮流下，人们越来越注重自己生活的品质和对环境的影响。
在这个大环境中，人们开始反思机动车辆对生活带来的影响，出行的选择也将由家用车辆转向其他交通工具，自行车以其无任何污染，而且在出行时还可以达到端丽身体的效果，越来越多的被人使用。
人机工程学的应用，将大大提高人们驾乘自行车的安全性和舒适度。
关键词：人机工程学;系统;舒适;体格因素;输出功率;刹车阻力;动力传动中图分类号：U484 ; ; ; ;文献标识码：A ; ; ; ;文章编号：1005-5312（2015）11-0280-01一、人——车系统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——车系统，该人——车系统中的人—车界面关系可由下图进行分析。
支撑部件主要有车架、前叉、鞍座和车把等，是自行车的构架。
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。
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。
传动部件主要是滚珠、链条和链轮。
人的作用力是通过链条和链轮传动而带动后轮转动，从而使自行车前移。
传动部分的设计关键是要有较高的传动效率和可靠性，且有易操纵的变速机构。
保证较高的传动效率，才能使人用一定的肌力而获得较大的输出功率。
工作部件就是车轮，即车圈、轮胎等。
在设计自行车的各部分尺寸、车闸及变速器等时，应该着眼于骑车人——动力——传动——工作的连贯性，才可能设计出同骑车人手的大小或握力相适应的闸把、刹车力适当的车闸，才不会发生刹车阻力不够而造成失误现象。
二、影响人——车系统正常运作的人体因素1.人的体格因素。
电动自行车车架设计中的人机工程学原理研究
电动自行车车架设计中的人机工程学原理研究人机工程学是一门研究人类与技术系统相互作用的学科，旨在改善人类在使用技术系统时的舒适性、安全性和效率。
在电动自行车的设计中，人机工程学原理发挥着重要作用，能够提高用户的体验，使得骑行更加轻松、舒适和安全。
1. 人机工程学原理在电动自行车车身设计中的应用1.1 人体工学人体工学是人机工程学的重要分支，研究人体结构、功能和行为特征，并应用于产品设计中。
电动自行车的车架设计应考虑人体工学原理，保证骑行时身体的姿势自然、舒适。
例如，车架宜根据人体工程学设计合适的坐姿角度和脚踏位置，以减轻骑行者的疲劳和不适感。
1.2 负重分布负重分布是车身设计中需要考虑的重要因素。
合理的负重分布不仅能提高骑行的稳定性，还能减小对车架的负荷，延长使用寿命。
人机工程学原理指导下的车架设计应根据电动自行车的使用场景和用户需求，合理规划车身结构和负载分布。
例如，将电池安置在车架最低点，以降低重心，提高车辆的稳定性。
1.3 操作易用性电动自行车的车架设计应注重操作的便捷性和易用性。
人机工程学原理强调人们的便利和舒适感，在车架设计中应确保用户可以轻松操作控制面板、变速器和刹车。
例如，控制按钮的位置宜符合人体工学原理，使得用户在骑行过程中能够方便地调整电动助力模式。
2. 人机工程学原理与车架材料选择2.1 轻量化设计提高电动自行车的续航里程是用户追求的重要目标之一。
人机工程学原理指导下的车架设计应采用轻量化的材料，以减轻整车重量，减少功耗，提高续航能力。
例如，使用高强度但轻量的铝合金材料或碳纤维复合材料来制造车架，以满足高刚度和低重量的要求。
2.2 强度与可靠性除了轻量化，车架的强度与可靠性也是至关重要的。
人机工程学原理指导下的车架设计应确保足够的强度和刚性，以承受骑行过程中的各种力道和震动。
例如，通过采用合适的结构设计、增加螺栓连接点的数量和优化焊接工艺等方式，提高车架的强度和可靠性。
3. 人机工程学原理与车架减振设计减振设计是电动自行车车架设计中重要的考虑因素之一，能够提高骑行的舒适性和安全性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
缺点： 缺点：
Ⅰ结构强度不高。 Ⅱ易被盗。
大行自行车折叠示意图
- THE END
正确的刹车把手角度
刹车把手过于上翻，使得手腕上翻
刹车把手过于下扳，使得手腕下扳
三、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。
坐姿时坐骨结节承受大部分的身体重量，当座面 接近水平状态时，位于坐骨结节外侧的股骨处于 正常的位置（如图3a）而不会受到过分压迫使人 觉得舒适；而当座面呈斗型（凹式三角形）时， 会时股骨因受到压迫而向上转动（如3b）并承受 载荷，且还会使髋部肌肉受压从而引起不舒适感。
•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。
•
•
曲柄过长，会导致转弯时膝关节碰到车 把，骑行发生困难，影响骑行者的输出 性能。 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 的零部件不触及地面。2、脚蹬中心与 泥板转到任意角度时的间隔距离必须大 于或等于89mm。选取曲柄为 165mm~170mm时为最适合，使骑行 者即省力又舒适。
A型折叠自行车
高品质A-bike折叠自行车 Nhomakorabea优点： 优点：
Ⅰ好骑 好骑：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。 好折：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、 Ⅱ好折 展开仅需10s。 好收：折叠后方方正正，体积小，收藏方便。外观漂亮，可作为摆设。 Ⅲ好收 好用：休闲、运动皆适宜，也可作礼品赠送，放置汽车后行李箱，郊游时即可享受汽车的便 Ⅳ好用 利，又可拥有大自然中骑行的乐趣。 好提：比一般自行车轻。提上楼，上电梯，上公车，坐地铁，不费劲，是公共交通的最佳伴 Ⅴ好提 侣。
五、车轮部分
• • 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。
案例： 案例：大行折叠自行车
一、前叉部分 一、前叉部分
• 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%。
二、车把部分
• 这是关系到操纵和制动性能的主要部件。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。
1、鞍座结构设计
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。
2、鞍座尺寸设计
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200~220mm，在设计时还需加上适当的设计 余量（40~60mm），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240~280mm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 100~120mm 160~190mm （100~120mm）确定，鞍座总长度则由坐姿时会阴处离臀部后缘的距离（160~190mm）再加上适当余量确定。
•
• •
自行车
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。
•
自行车的功能是供人骑乘，人与自行车相互运动，驱动车辆前进，构成了‘人-车’系统。
人机工程学在自行车主要部件中的应用： 人机工程学在自行车主要部件中的应用：
二、车把部分 一、前叉部分 四、车架部分 五、车轮部分
三、鞍座部分
四、车架
• 车架是自行车的主要部件，它与车把、前叉和前后车轮连接，承载着骑车人的全部重量，分前三角 和后三角两部分。车架的前后部分都应具有一定的刚性和弹性。从而确保不同的道路，安全稳定的 行驶。
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。
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。
3、材料选取
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。