人—自行车人机工程设计案例分析报告
人因工程学―――自行车人性化设计
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。
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。
人机工程学课程论文—自行车骑姿分析与改进设计
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。
自行车设计中的人机因素分析与研究
自行车设计中的人机因素分析与研究人机因素分析与研究是指将人的特点与需求与机器的特点与限制相结合，以确保机器系统的设计符合人的使用要求并提升人机交互的效率与安全性。
在自行车设计中，人机因素的分析与研究对于提高自行车的使用体验、安全性和舒适性具有重要意义。
本文将围绕着自行车设计中的人机因素进行详细的分析与研究。
首先，我们可以从人的特点与需求方面对自行车的设计进行分析。
使用自行车的人群广泛，涵盖了不同年龄、性别和体型的人们。
因此，在自行车的设计中，应该考虑到不同人的特点和需求，以满足他们的使用需求。
例如，对于孩子来说，自行车应该有合适的车架高度和宽度，以便他们容易上下车辆和掌握自行车的平衡感。
对于长时间骑行的成年人来说，自行车的座椅应该有舒适的设计，以减轻骑行的疲劳感。
此外，在设计自行车的时候还需要考虑到用户的身体健康状况，比如，提供调节座椅高度和操控杆角度的功能，以适应不同人的身体条件。
其次，我们可以从人的动作和操作习惯的角度对自行车的设计进行分析。
自行车的设计应该符合人的动作和操作习惯，使人可以轻松掌握和操控自行车。
例如，在自行车的刹车装置设计中，应该考虑到人的手部力量和操作方式，以确保刹车可以准确地起到制动效果，并且操作起来方便灵活。
此外，自行车的操控杆、刹车杆、变速杆等部件的位置和形状也需要根据人的手部形态和操作习惯进行合理设计，使其操作起来更加舒适和自然。
再次，我们可以从人的感觉和感知方面对自行车的设计进行分析。
自行车的设计应该考虑到人的感觉和感知，使人可以准确地感知自行车的状态和环境，并做出相应的反应。
例如，在自行车的照明系统设计中，应该考虑到人的视觉感知特点，提供足够明亮的照明效果，以确保骑行者可以清楚地看到前方的道路和障碍物。
另外，在自行车的悬挂系统设计中，应该考虑到人的身体感受特点，提供充足的减震效果，以减轻骑行者在不平路面上的不适感。
最后，我们可以从人的认知和注意力方面对自行车的设计进行分析。
折叠自行车中的人机分析
折叠自行车中的人机分析折叠自行车是自行车一种新的设计样式，顾名思义，它的最大特点是可以折叠，使自行车具备一定的便携性。
根据系统论原则，设计则解决了一方面的问题后，一般又会产生其他方面的新的问题，设计是对问题最优化求解。
前几周买了一辆折叠自行车，下面将对此自行车进行人机工程方面的优缺点进行分析。
折叠自行车仍然是由四个主要部分构成：车体部分（包括车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等）、传动部分（包括脚蹬、曲柄、链轮、链条、中轴和飞轮等）、行动部分（即前后车轮、包括前后轴部件、辐条、轮辋（车圈）、轮胎等）、安全部分（包括制动器（车闸）、车灯、车铃、反射装置等）。
自行车在行进过程中与车体部分、传动部分、安全部分有直接的身体接触。
在自行车行驶时可以把人与折叠自行车看成一个系统，即人-折叠自行车系统，再加上周围的环境，构成了人-折叠自行车-环境这个大系统。
折叠自行车功能的实现在这个大系统中实现，因此在分析自行车的人机时要将其放在这个系统中考察。
1.车体部分中的人机分析车体部分中在人骑乘时影响最大的是车把和车座，车把在行进过程中人手持续握持，车座则提供了除了传动部分以外全部的体重，这两部分设计的好坏直接影响人使用自行车时的舒适程度及易疲劳程度。
车把提供使用时的转向功能和保持平衡功能，在一般的使用情况下人两手平握，所以此车中的把手在设计中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。
而在把手的后半面采用了突起的一个脊，增加把握时的牢固度，另外车把水平面上面积增大，使手掌有更多托付面积，减小手掌单位面积的受力，在长距离行驶时不容易感到疲劳。
由于使用的人的身高等的不同，对车把整体的高度要求不同，因而车把也设计成可以调节高度的方式，另外，可调节高度的车把也是折叠自行车在折叠时体积更加小一个实现方式。
实际上，两个车把的间距对人也有影响，但不是很大，此车没有做到两车把手间距可以调节。
车把上的橡皮套及其上的竖条纹增大摩擦力，可减小人提供的压力，不易感觉疲劳。
人机工程学之自行车
一、自行车简介
2）种类：
一、自行车简介
2）种类：
一、自行车简介
2）种类：
一、自行车简介
2）种类：ห้องสมุดไป่ตู้
二、结构
二、结构
导向系统：
由车把、前叉、前轴、前轮等部分组成。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。
驱动系统：
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、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而 使自行车不断前进。
车
说明 控制下坡速度 全刹车 紧急全刹车
0.1g 0.6g 0.8g
100
注：g=9.8m/s2
• 坐垫部分
为了把减轻降低行驶时对下体的压 力，我们可以在设计坐垫的时候将两 侧垫高，这样就将更多的压力分散到 两翼坐骨上，从而使得下体得到解放 。 其次，由于人在骑自行车时，长时 间处于一种前屈运动的状态，坐姿属 于非自然、良好的坐姿，这样椎间盘 内压力分布不均衡，就会产生腰部酸 痛、疲劳等不适感。要减轻腰部的不 适感，在保证人体操作灵活性的同时 ，应使人骑车时的坐姿接近自然坐姿 。通常情况下，设置适当的靠背可使 疲劳降低。大于90°的靠背还可防止 骨盆的旋转，增加坐姿的稳定性，基 于上述原因与原理，可考虑在自行车 的坐垫后面设置一个适当的靠背。靠 背的具体尺寸如图所示。
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。
自行车设计中的人机因素分析与研究
自行车设计中的人机因素分析与研究行车在我们生活中占据着重要的地位，它不仅仅是一种出行工具，更是一种健身方式。
人们可以利用自行车减轻燃油引擎车辆的污染，节约能源，提升生活质量。
然而，设计出一款安全、结实的车辆，并且能够满足人们的需求，需要考虑到许多因素。
近年来，在自行车设计领域，人机因素分析（HFE）已经成为设计者最关注的话题，考虑到安全性和可操作性。
设计者可以利用这种分析方法来识别和分析许多人造系统，从而改善其安全性、可操作性和有效性。
首先，HFE包括了许多方面，例如设备、环境条件和操作人员特征。
特别是操作人员特征。
操作人员的能力、能力确定了他们的设计与操作的安全性和有效性，因此应考虑他们的认知能力、注意力水平、反应时间、年龄、性别以及教育背景等。
其次，考虑设备的各种功能特性，比如安全性、灵敏度、可靠性和维护性。
最后，应考虑环境条件，包括外部环境和内部环境，确保设备不受外界环境因素的影响，如温度和湿度，以及场地状况。
我们可以利用HFE来研究自行车设计。
为了使设计者设计出合适的自行车并且能够满足消费者的需求，我们需要考虑人机因素分析。
具体来说，首先要考虑消费者的能力和需求，例如年龄、性别、体型、职业等，进而确定设计者的设计目标和要求；其次，需要考虑自行车的安全性和可操作性，例如车轮、车架，制动系统等；最后，考虑外部环境条件，例如季节、天气、地形等影响安全性和可操作性的因素。
从这些方面出发，我们可以利用HFE来研究自行车设计。
通过分析不同的消费者群体的能力和需求，设计者可以采取有针对性的设计措施，从而提高自行车的安全性和可操作性。
另外，设计者还可以考虑环境因素的影响，采取不同的设计措施，提高自行车的安全系数。
最后，值得提醒的是，HFE分析不仅适用于自行车设计，还可用于很多其他领域，例如医疗设备、空中交通安全以及运输系统等等，只要有人机干预的领域，HFE都可以发挥作用。
因此，HFE分析在解决人机因素的安全性和可操作性方面起着至关重要的作用，是我们自行车设计中不可缺少的一环。
自行车的人机课程设计
自行车的人机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解自行车的结构原理，掌握自行车各部件的功能及相互关系。
2. 学生能了解人机工程学在自行车设计中的应用，掌握基本的自行车设计原则。
3. 学生能掌握自行车相关的物理知识，如力学、动力学等，并运用这些知识分析自行车运动中的现象。
技能目标：1. 学生能运用所学的知识，分析现有自行车的优缺点，提出改进方案。
2. 学生能通过小组合作，设计一款符合人机工程学的自行车，并进行展示和讲解。
3. 学生能运用科学方法，进行简单的自行车的力学实验，分析实验结果。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自行车及人机工程学的兴趣，激发学生的创新意识和探索精神。
2. 培养学生关注生活、环保出行的好习惯，提高学生的社会责任感。
3. 培养学生团队合作精神，提高沟通与协作能力。
课程性质：本课程为综合实践活动课程，结合了物理、人机工程学等多学科知识，注重实践与创新。
学生特点：六年级学生具备一定的观察、分析和动手能力，对新事物充满好奇心，善于合作与交流。
教学要求：教师需关注学生的个体差异，提供丰富的教学资源，引导学生主动探究，鼓励学生创新思维和实践操作。
通过课程教学，使学生在知识、技能和情感态度价值观等方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 自行车结构原理：讲解自行车的基本结构，包括车架、轮组、传动系统、制动系统等部件的结构与功能，关联教材中力学和工艺学相关章节。
2. 人机工程学在自行车设计中的应用：介绍人机工程学的基本原理，分析自行车设计中如何考虑人的生理和心理特点，结合教材中有关人机工程学的内容。
3. 自行车设计原则：讲解自行车设计的基本原则，如舒适性、安全性、稳定性等，参照教材中产品设计的相关章节。
4. 自行车力学知识：分析自行车运动中的力学现象，如力的作用、能量转换等，结合教材中物理知识，如力学、动力学等内容。
5. 自行车设计实践：引导学生运用所学知识，进行小组合作设计自行车，包括草图绘制、模型制作等，参照教材中创新设计的相关内容。
自行车人机关系分析报告及改进方案
自行车人机关系分析报告及改进放方案导论人机关系是研究人的特性及工作条件与机器相匹配的科学。
它把人和机器视为一个有机结合的系统，指出机器应该具有什么样的条件才能使人付出适宜的代价后可获得整个系统的最佳效益。
人机工程学不仅涉及到工程技术理论，还涉及到人体解剖学、生理学、心理学以及劳动卫生学等。
认真研究这门科学，可以创造出最佳设计和最适宜的条件，使人机实现高度协调统一，形成高效、经济、安全的有机系统。
1人机匹配与人机系统总体设计人机匹配是指人的特性与机器特性的适当配合。
在人机系统中，人是系统的主体，机器是人创造出来的，机器当然应该适应人的特点。
如操作空间应与人体外形测量尺寸相适应；操作机构应与人的形体和最佳用力范围相适应，指示仪表及信号应适合人的视觉、听觉和触觉的常规要求等。
操纵机构是人将信息传给机器的工具。
因为人输出信息的部位（口、手、足等）不同和操作要求不同，所以操作机构的种类也很多。
在设计时要考虑机器的动作方向、阻力、速度和安全等因素。
如果操纵机构的运动方向与被控制对象的运动方向及仪表显示方向保持一致，操作就会准确及时；也可简化培训过程，改善调节的速度和精度，并减少事故。
操纵机构存在摩擦、弹性、粘性和惯性等阻力是必要的，这可以产生“操纵直接感觉”，使操作连贯，减少振动和过载造成的干扰，保证操作控制的准确性。
控制动作分为行程调节和微量调节。
行程调节可使控制器迅速接近所需位置。
微量调节则使控制器准确地置于所需位置。
设计时应使操纵机构与仪表显示的位移有合适的比率。
在仪表指示设计中，视觉显示装置最多。
人的正常视距为46cm～71cm，视角为39°～41°。
仪表应设置在操作者正面视野内，最佳视距为50cm～55cm;重要仪表不得超出40°视角的范围，常用仪表必须在3 0°视角内。
仪表高度最好与眼睛相平，上下视线在10°～45°范围内。
指针刻度间距摆角不得小于10°，指针的宽度为1.0mm～2.5mm，并应贴近刻度盘表面，以减少误差。
人—自行车人机工程设计案例分析报告
人—自行车人机工程设计案例分析报告人一自行车系统设计案例分析工业设计F1002 赵土豆201048262500一、人一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，该人机系统中人一自行车的界面关系分析如下。
人一车界面关系鞍座车把脚蹬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。
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。
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安全人机工程课程设计-自行车的设计摘要:自行车是目前最流行、最便捷的交通工具之一,本着低碳环保的特点,越来越成为人们青睐的对象。
本设计就是要运用安全人机工程学的相关知识对自行车的设计进行安全分析评价,为自行车设计提供参考,使自行车更加安全舒适,造福人群。
关键词:自行车、低碳环保、安全人机工程学、安全分析评价、设计Abstract Bicycle is the most popular, the most convenient means of transport, in the low carbon environmental protection characteristics, is being more and more popular object. This design is to use safety ergonomics knowledge of the bicycle design safety analysis and evaluation for the bicycle, to provide a reference for design, make the bike more safe and fortable, to benefit the people.Key wards Bicycle、Low-carbonlife、Safety Ergonomics、Safety analysis and evaluation、Design目录0 前言11 课题简介 11.1课题现状与问题 11.2研究目的与意义 12 自行车的结构尺寸 13 坐垫23.1坐垫的人机关系 23.2坐垫的人机评价 33.3坐垫的优化设计 44 车把54.1车把的人机关系 54.2车把的人机评价 54.3车把的优化设计 55 车架65.1车架的人机关系 65.2车架的人机评价 65.3车架的优化设计76 脚蹬与曲柄76.1脚蹬与曲柄的人机关系76.2脚蹬与曲柄的人机评价77 结束语9参考文献90 前言在现代提倡“低碳、绿色、环保”的口号下,自行车在冷淡了一段时期后重新成为了时代的潮流。
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。
人机工程学(自行车设计)
2012年 12 月 13 日目录1.摘要2.设计课题2.1设计课题的提出2.1.1 儿童自行车的需求2.1.2儿童自行车的销售情况2.1. 3市场上销售的儿童自行车的类型2.1.4市场上销售的儿童自行车的性能2.1.5儿童自行车的市场价格2.1.6消费者所能接受的儿童自行车的价格2.1.7 相关儿童自行车的人机尺寸及自行车侧面图3设计课题的确定3.1调查3.2自行车的提出3.3建议3.4儿童自行车草图及分析3.4.1简单型儿童自行车3.4.2仿生牌儿童自行车4.儿童自行的分析4.1尺寸的要求4.2尺寸分析4.3自行车的形态学分析4.4部分材料4.5特性分析5.思维导读参考6.设计总结摘要1.儿童自行车概述儿童自行车是儿童车之中的一大门类，儿童车包括儿童自行车、儿童推车、婴儿学步车、儿童三轮车四大类。
儿童自行车适用儿童的年龄范围是4～8岁，选购时结合儿童的年龄和身材高矮，选择合适的尺寸，即鞍座高度在435～635mm范围内的自行车，选购车辆时要注意手闸的闸把尺寸。
尺寸过大，刹车时孩子就握不紧手闸，也就刹不住车。
所以选购时最好带孩子一起去试一试。
另外制动力不得小于50N。
否则车辆就会刹不住，给小孩带来危害。
儿童自行车还配有保护轮（平衡轮），它能使骑车者保持平衡，因此选购时要注意是否配齐（左右各一只），使用时不要随意拆除，家长在选购和使用时务必要考虑这一点。
儿童自行车特点儿童自行车的链罩是必不可少的，鞍座最高高度等于或大于560mm的儿童自行车应装一只盘链罩或其它防护装置以遮住链条和链轮上啮合部的外表面，当链条全部啮合在链轮上时，盘链罩应在直径方向上超出链条的外侧面，不用盘链罩而用其它防护装置的，则遮住范围应延至链轮齿初始进入链条两侧片的那一点起沿链条量到至少25mm处。
鞍座最高高度低于560mm的儿童自行车应装有一只链罩，它要完成遮住链条、链轮和飞轮的外表面和边沿，还要遮住链轮以及链条和链轮啮合处的内表面，以防小孩手指伸入其中受到伤害。
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。
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。
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。
人因工程设计
人因工程设计 ——自行车设计张鹤工硕71班07096007自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。
人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。
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。
一、 人—车系统人骑自行车时，人是自行车的组成部分，组成了人—车系统，即人—车界面1、人与支撑部件支撑部件有车架、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正确的位置上，以保证自行车的整体性和功能的实现。
从人机关系看，鞍座、车把和车架等的位置、形状与大小及其相互关系，与骑车人的位置和肌肉的动作有着密切的关系。
人坐的位置、人的上身姿势、车架的高度、手握车把的距离等，都是由人体特性决定的设计参数。
2、人与动力接收部位动力接收部件主要是脚蹬和曲柄。
动力是靠人的双脚踩在脚蹬上，下肢运动的力使曲柄转动而产生的。
为了使人省力和舒适，必须研究人体下肢肌肉和收缩运动与曲柄运动之间的能量转换。
3、传动部件主要是滚珠、链条和链轮。
人的作用力通过链条和链轮带动后轮转动，使自行车前移。
传动部分设计的关键是要有较高的传动效率和可靠性，以及易操纵的变速机构。
保证较高的传动效率，人才能以一定的肌力获得较大的输出功率。
4、人与工作部件工作部件是指车轮，包括钢圈、轮胎等。
车轮一方面将人的肌肉力量转换为车轮，包括钢圈、轮胎等。
车轮一方面将人的肌肉力量转换为与地面接触而向前运动的力，另一方面将人的握力转换为车轮与地面摩擦所产生的刹车阻力。
设计自行车的几何尺寸、车闸及变速器等，应着眼于人—动力—传动—工作的连贯性，才可能设计出与人手及握力相适应的闸把、刹车力适当的车闸，才不会发生因刹车阻力小而造成的事故。
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（见图2—1），主要有以下方面图2—1影响自行车性能的人体因素1视觉（平衡感觉）；2空气阻力；3臂长；4合成重心；5手的大小（握力）；6腿长；7速度；8腿力；9踏力；10身长；11姿势（挡风面积）；12体重；13荷重（疲劳痛感）1、人体尺寸以身高H为基本因素，身体的能力与H成比例，也有与H的平方,H的三次方成比例的特性。
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人一自行车系统设计案例分析
工业设计F1002 赵土豆201048262500
一、人一自行车系统组成
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，该人机系统中人一自行车的界面关系分析如下。
人一车界面关系
鞍座
车把
脚蹬
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。
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 H*H H*H*H成比例
的特征.如手臂,腿,气管等的长度与身高成比例，从而以关节为中心
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
身长
体重
姿势
臂长
荷重
脚长
积以及肺泡的表面积等都可看成与H*H成比例.肺活量,血液量,心脏容量等都可看成与H*H*H*成比例.体格对处出力性能的影响，从理论上讲，
弹跳能力与H成比例，速度能力与H*H成比例，作功能力和H*H*H 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化为肌肉收缩的机械能.自行车脚蹬的转动就是通过肌肉收缩出力而完成的，一般说肌肉长的人比肌肉短的人有利.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.
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，能持续10秒左右.如果持续时间长，其值要小得多，持续1小时,大约只有0.1-0.2马力.
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, —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衡行驶；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主要是人的手和握力，男性和女性，成年人和儿童的手的大小和握力都不相同.据试验，为了长时间捏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分压不合适等引起的•此外,影响出力因素还有人的最大摄氧量.
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。
为了获得自行车较佳的性能，必须把人的因素和机械因素有机地结合起
来，以使人一车协调。
为此，以下分析与人体相关的结构要素。
1. 速比
大小链轮的齿数比，与链轮直径比相一致，一般控制在 2.3-4.0 的范围内。
利用速比关系可取得骑行时所必要的功率和必要的速度。
速比要合适，如果太小，无论人的肌力有多大，由于不能充分提 高转速，所以就得不到大的输出功率。
也由于比速小，在限定的曲柄 转速下，得不到必要的骑行速度，（后轮转速）。
速比过大时，要求的 踏力也大，容易使人疲劳。
为了保持不疲倦的持续骑行，希望肌肉的 负担约为最大肌力的10%按此选择速比和曲柄转速，可得到比较好 的效果。
2. 曲柄长度
传统的自行车设计，一般从杠杆原理考虑得较多，对人研究少， 认为曲柄越长越有力。
但曲柄过长后，为了不使脚踏碰到前泥板，不 得不加大中轴至前轴的距离（前心距）。
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，取人身长的 1/10，相
荷重 车架结构
当于大腿骨长的1/2。
3.三接点位置
正确的骑车姿势，是由汽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G按三点调整法，AB和AC 约等，一般AB=( AC—3)cm A点略低于B点，约5cm
1.鞍座位置
鞍座装得过低，骑行时双脚始终呈弯曲状态，腿部肌肉得不到放松，时间长了就会感到疲软无力；鞍座装得过高，骑行时腿部的肌肉拉得过紧，脚趾部分用力过多，双脚也容易疲劳。
骑车时适当的用力部位是脚掌。
设计或矫正按座位置高低最常用的方法，是使手臂的腋窝部位中心紧靠鞍座中部，使手的中指能触到装配链轮的中轴心为宜。
人体各部尺寸都有一定的联系，只要腋窝中心至中指的长度确定下来，鞍座高
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，鞍座位置要向后移动，否则都不利于骑行，如下图所示。
2.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，杀U车力也按比例的增加。
女口果闸把力到达某一程度不发生刹车作用，继而又骤然生效，说明这种车闸设计不良。
在紧急情况下操纵时，理想的施闸力和减速度见下表
表1理想的施闸力和减速度
四、人一车动态特性分析
1.动态稳定性
自行车的稳定性是行驶过程中的稳定，是一种动态平衡的稳定性。
动态稳定性影响到自行车骑行中的动作，包括直进稳定性和前后左右方向的稳定性。
显然，稳定性对安全行驶是必不可少的特性。
1.力学特性
自行车行驶在平地上转弯的条件是侧向力（于离心力平衡）与自行车总重量（人和车的重量）的合力作用线要通过轮胎与地面的接触点。
这当然与骑车人有关，但最重要的是自行车的造型要有适合这种力学特征的结构形式。
2.转向特性
自行车转弯时可能有三种情况：
人体和车身向内倾的角度相等。
即骑车人身体的中心线贺车子的中心线一致时，自行车就可以转弯，即所谓中倾旋转；骑车人的倾斜角比车子的倾斜角大时，此时的转弯即所谓内倾旋转；骑车人的倾斜角比车子的倾斜角小时，此时的转弯即所谓外倾旋转。