自行车设计中人机工程学案例分析
人机工程学之自行车分析
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。
脚踏部分：
脚踏分为水平脚踏、自锁脚踏和脚带脚踏。水平脚踏即我们平日所见 的脚踏，脚和脚踏是分开的。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 可以往上提，一般来说可以省力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。
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。
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%。
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。
车架部分：
• 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：
一、自行车简介
1）发展：
1869年，英国的雷诺采用钢丝辐条来拉紧车圈作为车轮；同时，利用细钢棒来 制成车架，车子的前轮较大，后轮较小。从而使自行车自身的重量减小一些。
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
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
自行车人机匹配分析PPT
七、结束语
• 本次课使我对人机匹配的知识有了进一 步深入学习，锻炼了动手和独立分析能 力。
• 以上资料来源于《人机工程学》； • 图片来源于网络截图；
谢谢
1、脚踏与曲柄的人机关系
六、反射器
1、反射器 反射器是能够反射光 线的装载在自行车前 后及脚蹬的装置，主 要作用是在夜晚反射 路灯和车辆的强光， 以提示前后车辆注意 自行车的位置。 2.反射器的改进建议 按要求反射器应该 这样安置：前方为白 色，后方为红色，前 轮侧向为白色或琥珀 色，后轮侧向为白色 或红色，脚蹬为白色 或琥珀色。总共有前 方、侧向和后方三种。
2.0 压力分布对人的影响
压迫：坐在坐垫上 的时候，身体重量 压在坐垫的细小面 积上，就会产生非 常大的压强，压迫 到毛细血管，影响 了血液循环。
剪切力和摩擦：蹬 踏的时候导致人体 在坐垫上发生轻微 的左右摇摆，摩擦 坐垫的边缘，产生 摩擦生热，不久就 导致疼痛或皮肤损 伤，及摩擦产生的 剪切力结合压迫的 作用进一步加重了 血液循环障碍。
2.2 骑车安全
安全人机工程学是从安全的角度和着眼点， 运用人机匹配学原理和方法解决系统中人 机结合面的安全问题的学科。在自行车设 计过程中，我们可以通过安全人机工程的 知识使得自行车与人能够更好的匹配，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。
比 比 谁 快
2.0 骑车安全
然而，在机动车辆和自行车共存的年代里， 自行车的安全相比之前显得更加重要，人 们当然的希望在使用自行车出行、锻炼身 体的同时，安全同样有保障。虽然现代大 多数的交通安全事故和隐患都是与人的违 规操作和失误有关，但也不排除交通工具 本身所存在的设计缺陷。
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--自行车
人与动力接受部件关系分析
动力接受部件：脚蹬，曲柄
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
人与传动部件关系分析
人机工程学
---自行车设计研究
设计主题： 踏雪无痕
工业设计091 陈骏勇 26号
主题：踏雪无痕
仿如《卧虎藏龙》中众多高手那绝世的轻功，身轻如燕，踏过雪地却丝毫不留下任何的痕迹。 以此主题进行自行车设计，主要把设计重点放在自行车轻巧，便利，快捷的特点。
人机工程分析 ------自行车设计必要条件
人与支撑部件关系分析
车架高度与脚蹬用力关系 车架高度：14英寸逐渐大至22英寸共5个尺寸 约为14英寸为155公分以下、 16英寸者为155-170公分、 18英寸为170以上， 至于180公分以上20英寸以上
人与支撑部件关系分析
确保人上身有正确姿势 正确的骑行姿势是: 上体较低，头部稍倾斜前伸；双臂自然弯屈，以作上体的良好支点，便于腰部弓屈，降低身体重心，同时 止由于车子颠簸而产生的冲击力传到全身；双手轻轻而有力地握把，臀 部坐稳车座位，使人和车子成“流
速比应合适，不宜过小，也不宜过大：
过小：不能充分提速，得不到最大输出功率
在限定的曲柄转速下得不到必要的骑行速度（后轮速度）
过大：踏力大，容易疲劳
以肌肉负担约为最大肌力的10%来选择速比和曲柄转速
变速器的设计
曲柄长度
按人的身长或下肢长来考虑曲柄长度 通常曲柄长度的基准为：取人体身长的1/10，相当于大腿骨长的1/2.
自行车问题的人机学评析和改进设计
6.人的手和握力
影响刹车性能的人的因素主要是人的手和握力，男性和女 性，成年人和儿童，手的大小和握力都不相同。据试验， 为了长时间施闸而不致使手有疼痛的感觉，希望只用最大 握力的10％左右便能得到必要的减速度。
一、车座的分析与改进
• .1现有车座缺点
• 现有座位的高度甚至超过把手，即使调节，起码也跟 把手一样高。鞍座后倾的角度也太大，使身体前屈作业， 致使脊椎拉直，破坏正常腰椎曲线，形成一种费力姿势。 根据人体坐姿的生物力学分析得知，人体上身越前倾，脊 柱的弯曲程度越大，背部肌肉受力越大。当人骑这种车时， 几乎完全伏在车把上，背部与水平面几乎平行，腰部椎间 盘压力分布不当，腰椎变形。另外，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。骑车时骑者的背部负荷很大，车座较窄， 同样造成对大腿内侧和臀部的摩擦。根据《人体测量学》 中成年男子坐姿臀宽355mm（90%），成年女子382mm （90%），应以女子的臀宽为设计标准，以满足座位的舒 适度。还有，传统的老式28 自行车座位的材料多是采用 硬塑料制成，坚硬，边缘处较突出，让人感觉不舒服。
主要解决普通自行车的坐式不舒适速度慢重心高不利于平衡等缺点双人自行车可以两人一起发力多为情侣好友出行最佳选择可以增进彼此之间的感情我国二十世纪九十年代以前车架基本上是菱形u字形双s形四边形九十年代中期开始有变化栅栏形可折叠丫形十字形不规则形踏板车型以及超大型等结构独特的车架大量涌现
人机工程学
设计题目：自行车问题的人机学评析和改进设计 学生姓名：王石磊 20120130727 卢官青 20120130723 学校：郑州大学 学院: 机械工程学院 专业：机械工程及自动化
人—自行车人机工程设计案例分析
人—自行车人机工程设计案例分析人机工程设计是一门研究人类与机械设备之间相互作用的学科，旨在改善设备的设计以提高人类的效率和安全性。
自行车是一种广泛使用的交通工具，因此其人机工程设计显得尤为重要。
本文将从人机交互、人体工学和可操作性三个方面来分析人-自行车的人机工程设计，以进一步探讨如何改进自行车的设计以提高其实用性和舒适性。
人机交互是指人与机械设备之间的信息交流和相互作用。
自行车作为一种工具，必须满足用户的需求和期望。
首先，自行车应该易于操作和控制，所有操作元件应该容易触及和操作。
例如，刹车手柄应该设计为符合人手的形状，力学按键设计，以便骑行者可以轻松刹车。
此外，自行车也应该提供足够的信息反馈，骑行者可以在骑行过程中了解车辆的状态和行驶速度。
一个简单的计速器和里程表可以添加到自行车上，以实现这个目标。
人体工学是研究人类体形、体力和运动特性的学科，可以在设计过程中提供指导。
自行车的座椅是与骑行者直接接触的部分之一，因此应该根据人体工学原理进行设计。
座椅应该提供足够的支持和舒适感，以减轻骑行者的疲劳感。
此外，座椅的高度和角度应该是可调节的，以适应不同骑行者的身高和体态。
同样地，自行车的把手和踏板也应根据人体工学原理进行设计，以保证骑行者的手部和脚部的舒适性和掌握力。
可操作性是指设备设计是否能够满足用户的需要和期望。
自行车的设计应该便于用户进行操作和维护。
例如，自行车的前轮和后轮应该容易拆卸和更换，以方便用户进行维护和修理。
此外，自行车的车架也应该具有足够的刚性和稳定性，以确保骑行者的安全。
若自行车设计不可操作，用户将很难享受到它所带来的乐趣和便利。
综上所述，人-自行车的人机工程设计是一个复杂且涉及多个方面的任务。
只有通过合理的人机交互、人体工学和可操作性设计，我们才能改善自行车的设计，提高其实用性和舒适性。
未来的研究可以进一步深入探讨如何在自行车的设计中结合新技术和材料，以提供更好的人机体验。
自行车鞍座的人机工程学分析
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自行车鞍座的人机工程学分析
6. 其他形式鞍座人机分析
（1）镂空型自行车座 这种车座的主要特点是在车座的中间镂空了一个近菱形的形状，尽量避
免对一些神经和血管的不必要的压迫。车座的中间被镂空以后，会阴区的泌 尿组织和生殖系统的组织和血管就被架空，这样就直接减少了对神经和血管 的压迫，减少了对生殖系统的负面影响。
（2）中角度30°～60°
对于骑乘角度在30°～60°度之间的骑乘者来说，其骑乘的舒 适程度要比0°～30°之间的运动员要好许多。在设计上，这一 角度鞍座比公路赛车的鞍座宽大、柔软，鞍座与坐骨生殖区 的接触面积明显减少，而且对坐骨生殖区的压迫明显减轻， 在垫料选择上，一般选择较硬的海绵作为垫料，外面覆以皮 革，使之成为一个整体。
（2）适合女性的鞍座应比适合男性的鞍座大很多 从数据的角度来说，女性的坐骨结节比男性的坐骨结节宽一些，但并没 有人们想象中的那么宽，也就是说，现在市场上一些品牌的女性自行车座为 了宣扬其针对女性的特点，刻意将车座的后部设计的比较宽大，其实并不是 十分的合理。由于女性生理结构的原因，臀部的脂肪比较多，如果将鞍座设 计的比较宽大的话会与腿部特别是大腿后侧靠近臀部的肌肉摩擦，从而产生 不舒适感。
自行车鞍座的人机工程学分析
5.自行车骑行受力分析
（1）小角度0°～30° 这一角度的骑乘者主要是一些运动员。骑乘者躯干与地面的倾斜角小于
30°，这样做可以有效减小身体对空气的阻力，加快骑行的速度。但是速度 是以牺牲运动员的骑乘舒适度为代价的。Βιβλιοθήκη 自行车鞍座的人机工程 学分析
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5.自行车骑行受力分析
自行车鞍座的人机工程学分析
鞍座是自行车重要的组成部分，在骑行时与人的关系密切，在设计前需要进行深入的人机分析。
人—自行车人机工程设计案例分析
人—自行车系统设计案例分析工业设计F1002 赵土豆201048262500一、人—自行车系统组成自行车的功能是供人骑行，人在骑行过程中人和自行车可以看成一个人机系统，且人是最主要的因素，该人机系统中人—自行车的界面关系分析如下。
人—车界面关系鞍座轮胎人车把脚蹬——曲柄1.人与支撑部件的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,以及他们间的相互关系,与骑车人的位置和肌肉的动作有着密切的联系.人坐的位置怎样更合适,车架多高使人脚蹬起来用力才方便,如何保证人的上身有正确的姿势,手握车把的距离多长才合适等,都决定于人体特性的设计参数.2.人与动力接收部件的关系动力接收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,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关系.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.人与工作部件的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,有效地转化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-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的现象.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：人的体格因素、下肢肌力、输出功率、脚踏速度、平衡机能、人的手和握力、人的疲劳等。
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。
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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。
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。
Million. Water quality standards the dredging of river boundary section obtained provincial environmental protection Office special bonuses for wetland construction ... ... Million. But sober see, these achievements were made in the case of decreased rainfall for two consecutive years, we realize that environmental protection work still faced many problems in our County. Mainly in the PM2.5 and PM10 air quality monitoring indicators often exceeding, dredging of riversection's water quality is not stable, and rural non-point source pollution has not been radical, Wade through the corporate environmental risk, livestock pollution rebound from severe, a wealth of protection and use of water resources is not well. If this year's rainfall, these problems will be exposed, and raw materials caused a great deal of pressure to go green. To solve these problems, we focused on three aspects of the work of environmental protection: (a) in accordance withthe ... ... Real good green. According to the "Garden City, roads, tree-lined, mountain forests of" principle, to develop "governance focused piece, scale" afforestation programmes, and actively implement the barren hills green, River afforestation increased, City Green, farmland and other greening works to ensure complete afforestation thisyear ... ... Acres and acres and afforestation in the plain ... ... Acres, new nursery wood ... ... MU.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。
如手臂、腿、气管等的长度与身高成比例，从而以骨关节为中心所产生的力矩、步幅等，都取决于H的大小。
肌肉、大动脉、骨骼的截面积以及肺泡的表面积等都可看成与 H2成比例。
肺活量、血液量、心脏容量等都可看成与 H3成比例。
体格对出力性能的影响，从理论上讲，弹跳能力与H成比例，速度能力与 H2成比例，作功能力和 H3成比例。
但实际上因每个人身体素质不同，常有20,以上的偏差。
2(人的下肢肌力自行车骑行的原动力，主要是骑车人的下肢肌力。
人骑车时，骨骼肌肉内部的化学能转换为肌肉收缩的机械能。
自行车脚蹬的转动就是通过腿肌收缩出力而完成的，一般说腿肌长的人比腿肌短的人有利。
肌肉收缩时产生的力，一般与肌肉的截面积成比例，约为每平方厘米40--50N ，通过一定训练的人可提高到65N 。
图1-2 影响自行车性能的人体因素3(人的输出功率人输出的功率随着骑车人的体格、体力、骑车姿势、持续时间和速比等的变化而变化。
一般成年男人的最大输出功率约为 0.7 马力( 0.51kw ) ，能持续 10s左右。
如果持续时间长，其值要小得多，持续 lh，大约只有1.0-0.7马力(0.07-0.15kw)。
4(人的脚踏速度自行车运动是很有节奏的，其节奏常常与人的心脏节律保持一定关系。
健康人的心脏跳动为70 次,min ，一般脚踏以 60r/min 节奏转动较为合适。
设计时以这一常用速度来确定相关设计参数。
5(人的平衡机能骑车人本身的平衡机能是影响自行车性能的重要因素，如果缺少平衡机能，哪怕是运动性能很好的自行车也不能平稳行驶;若人有很好的平衡机能，却可掩盖自行车设计上的某些缺陷。
6.人的手和握力影响刹车性能的人的因素主要是人的手和握力，男性和女性，成年人和儿童，手的大小和握力都不相同。
据试验，为了长时间施闸而不致使手有疼痛的感觉，希望只用最大握力的10,左右便能得到必要的减速度。
7.人的疲劳人体疲劳和疼痛是对骑车出力性能的不利因素，其产生原因有人体因素，也有自行车结构因素。
疲劳和疼痛一般是由于部分肌肉负担过大，骑车姿势不合适，以及体重对鞍座的体压分体不合适等引起的。
此外，影响出力因素还有人的最大摄氧量。
Million. Water quality standards the dredging of river boundary section obtained provincial environmental protection Office special bonuses for wetland construction ... ... Million. But sober see, these achievements were made in the case of decreased rainfall for two consecutive years, we realize that environmental protection work still faced many problems in our County. Mainly in the PM2.5 and PM10 air quality monitoring indicators often exceeding, dredging of riversection's water quality is not stable, and rural non-point source pollution has not been radical, Wade through the corporate environmental risk, livestock pollution rebound from severe, a wealth of protection and use of water resources is not well. If this year's rainfall, these problems will be exposed, and raw materials caused a great deal of pressure to go green. To solve these problems, we focused on three aspects of the work of environmental protection: (a) in accordance with the ... ... Real good green. According to the "Garden City, roads, tree-lined, mountain forests of" principle, to develop "governance focused piece, scale" afforestation programmes, and actively implement the barren hills green, River afforestation increased, City Green, farmland and other greening works to ensure complete afforestation thisyear ... ... Acres and acres and afforestation in the plain ... ... Acres, new nursery wood ... ... MU.三、自行车设计结构要素分析影响自行车性能的因素除了上述人的因素外，还有许多机械因素，如图1-3所示。