电动车设计说明

第一章概述1.1设计的主要目的和意义此次设计的目的是掌握产品造型的设计，包括材料、尺寸的合理选择，灵活运用制作技术、形态表达语言，根据人机工程学和美学来设计电动自行车的尺寸和颜色。

根据同类型产品的类比和设计，力学分析，考虑人机工程学中的人体尺寸和人的舒适程度来综合设计电动自行车的尺寸。

设计的目的其实包括好几个层面，第一，加工工艺的了解；第二，进一步提出不同材质的优化组合课题；第三，探究材料与产品结构、功能的有机联系；第四，熟悉产品结构连接件的运用；第五，产品形态讨论；第六，寻求产品设计制作的个性化等等。

通过这半年的设计，我们很好的复习了已经学过的课程，并对部分材料的应用有了一定了解，在颜色搭配上也有了一定的学习，而且能熟练操作制图软件和办公软件。

对我们以后在工作上有很大的帮助。

1.2国外电动自行车的发展情况1.2.1国外及我国地区电动自行车的发展情况为创造市场需要，适合老弱妇孺各种年龄层骑乘自行车，国外厂商多年前即开始研制辅助驱动自行车并且在新电池和驱动机械马达技术成熟发展之下，电动自行车应运而生。

海外发展较早的要数日本、奥利地、德国、等国家和地区，近几年美国发展也比较快。

国外的电动自行车主要是作为一种轻松代步及休闲健身工具。

例如，在大型的停车场、超市和旅游区里使用。

从1994到1999年6年时间中，全球电动自行车数量，从3.6万辆剧增1600万辆，如按2%算，电动车需要量会在30万辆以上。

同时，东南亚、中东、印度增到50万辆，而在2000年，仅日本就需要50万辆。

总体来说，电动自行车在全球的潜在市场很大，并呈上升趋势。

日本电动车的生产及技术都占世界领先地位，商品化的电动自行车由日本雅马哈公司率先于1994年推出，并随着本田、三洋、松下等知名公司的参与，生产规模日益放大。

但日本对电动自行车的使用管理上采取了严格限制，日本只许智能型电动自行车上路，并对智能型电动自行车的要求制定了很严格规定。

具体有:在任何路况情况下，速度小于15km/h时，人力:电助力大于等于1，即电助力不允许大于人力，但电助力接近于人力;在任何路况情况下，速度大于15km/h时，速度每增加1km/h，电助力下降1/9;速度小于等于24km/h时，整车电助动系统关闭;人力蹬踏开始后1秒钟之，电助动系统按上述开始要求工作:人力蹬踏停止后l秒钟之，整车电助动系统关闭;为了节约电能，智能型电助自行车停止运行一定时间(一般为3一5分钟)后，整车处于休眠状态。

因前些年对摩托车未加任何限制，以至达到500辆/千人的饱和程度，随之带来严重的交通混乱及污染，因此台中成立的“电动自行车用铿电池技术发展策略联盟”制定了统一的电池标准。

1.2.2我国电动自行车发展情况我国电动车发展在九十年代前基本都依靠进口，如高尔夫球车、游览观光车等。

自九二年以来，我国有了自行研制和生产的电动车产品，通过近10年的发展，现已初步形成以益高电动车、美猴王电动车、朗晴电动车、飞豹电动车、赛尔电动车、火云电动车、澳柯马电动车、中国二汽电动车等一大批具有实力和规模的电动车生产厂家，现已在国市场推出的有:电动摩托车、电动游览车、电动高尔夫球车、电动观光车、电动汽车、电动载货车、电动救援车、电动助行(代步)车、电动滑板车、电动自行车、家庭生活车等。

从电动车产业的产品分类，可分为二类，即:四轮电动车和二轮电动车。

从电动车的目标市场来分析，四轮电动车的目标市场为:火车站、仓库、房地产会所、旅游景区、医院、邮局、公园、运动场所、大型工厂、大型商场、机场、码头及大卖场等。

我国的电动自行车发展始于上个世纪90年代末，1997年开始出现商业化，年销量不足1万辆，1998年为5.4万辆，从2000年开始得到快速发展，据中国自行车协会统计，2004年全国销量已突破750万辆，历年累计的销量达到1500万辆，自行车走向电动化已经成为一个现实。

虽然，有许多城市至今仍不肯承认电动自行车的交通地位，至今仍将其列为“禁止销售”和“禁止上牌上路”的产品。

但是，在我国的绝大多数城市和农村，电动自行车已经人们习惯的个人交通工具，己经深深地溶入了社会生活之中。

由于政策管理法规的滞后，一种被称为“电动摩托车(电摩)”的电动车从2003年开始浮出水面，取消了已经成为摆设的人力骑行功能，电池容量扩大1.5~2倍，同时，全面采用摩托车的轮系、制动系统和减震系统，电机功率也提高1.5~2倍，最高时速接近40km/h。

这种“电摩”一登场，就像是一个“坏小子”，每到一处立即引起一阵动荡，强烈地冲击着电动自行车的市场，特别是在中小城市和广大农村，它很快成为基层消费者喜欢的电动交通工具。

受汽油涨价的推动，人们也切实体会出电动交通工具的节约，“电摩”大有取代“正宗摩托”的势头。

据不完全统计，仅 2004年一年，这种“电摩”的总销量达到了几百万辆。

当然，它也不能再称为电动自行车了，因其己不具备人力骑行功能，车轮系统、制动系统、避震系统、灯光系统己全面采用摩托车配置，外型也不像自行车。

1.3本设计的主要任务本设计的主要任务：整车造型设计，零部件的选择和计算依据，整车要符合人-机工程学，包括操作方便宜人，调节省力有效，照明适度，显示清晰，造型美观，色彩和谐，维护保养容易。

第二章人机工程学2.1人机工程学的研究容2.1.1人机工程学的定义人机工程学是从20世纪50年代开始发展起来的一门新兴的边缘学科。

在我国本学科处于初级阶段，人机工程学研究的是人和机器的相互关系的合理方案，即人的直觉显示、操作控制、人机系统设计和布置、作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得高的效率及人在作业时感到安全和舒适。

人机工程学是从人的生理和心里出发，研究人、机、环境的相互关系和相互作用的规律，以优化人-机-环境系统的一门学科。

2.1.2人机工程学的基本概念人机工程学作为一门新兴学科，在他的自身发展过程中，有机的吸收和融合了各种相关学科的理论，不断的完善了本学科的基本概念、理论体系、研究方法、技术标准和规。

为了准确的理解人机工程学的基本理论，掌握其在车辆工程领域的应用下面对人机工程学的概念给出准确说明。

1.人机系统机器是为人服务的，任何机器，设备和器具。

都需要人来操纵、监控和使用，即使是高度自动化的机器，在正常运行中不需要人来进行一般的操纵，机器的开动、监视以及出现异常或特殊情况下，还是需要人来处理。

人和机器相互作用、相互配合和相互制约，才能共同完成规定的任务，实现预期的功能。

将人与机器联系起来，视为一个整体和系统，就称为人机系统。

人机系统处于一定的环境中，并与周围环境发生相互作用。

广义而言，人机系统就是指“人”与其他所对应的“物”共处于一个时间及空间时所构成的系统。

人机系统中“人”指的是在所研究的系统中参与系统过程的人；”机”则泛指一切与人同处于同一环境中，并与人交换信息，物质和能量，供人使用的物，“机”可以是机器，也可以是物品；“环境”指的是“人”、“机”、共处的、对人和机有直接或间接影响的周围外部条件。

在“人”“机”间的信息、物质及能量的交换中，一般以人为主动，首先是人感受到机器及环境的作用于人的感觉器官的信息，由体传入神经到达大脑皮层，在大脑分析器中经过综合、分析、判断、最后做出决策，在由传出神经将决策信息传入人的执行器官，执行器官的动作向机器发出人的指挥命令或伴随着操作向机器传递能量，机器接受操作信息或操作能量后，将按照自己的规律做出相应的调整或输出，并将其工作和运行的情况用一定的状况表示出来，在反作用于人，整个系统将这样的循环过程中实现人所希望的功能。

2.人机界面人机系统中，“人”“机”之间能够相互施加影响，实现相互作用的区域，称为人机界面。

人通过感觉器官接受外部的信息、物质和能量，又通过人的执行器官向外界传递人发出的信息，物理和能量。

因此，机器及环境中参加者两个过程的一切领域属于人机界面。

接于人机界面的性质，可将人机界面分为以下三种：第一类——控制系统人机界面如汽车驾驶系统，飞机驾驶系统等。

这类人机界面的特点是通过显示器（主要是视觉和听觉显示器）将机器的运转信息传递给人，人通过机器上的操作装置对机器传达控制指令，使机器按人所规定的状态运行。

第二类——直接作用型人机界面如座椅、家具、服饰、手动工具等。

这类人机界面的特点是“人”“机”直接相互作用，要求“机”适合人体的形态、尺寸及操作能力，使人在使用时用力适当，感觉舒坦、操作方便和安全可靠。

第三类——间接作用型人机界面如照明、震动、噪声、小环境气等。

这类人机界面的特点是“机”的输出通过对环境的影响，间接作用于人的心理，心理过程，从而影响人的舒适、健康和生命安全。

上述分类只是为了说明人机界面的特点，各类之间并不是毫不相关的，在实际人机系统中，往往兼有各种人机界面，且相互之间相互影响。

例如在汽车的驾驶室的人机系统中。

显示控制系统属于第一类人机界面，座椅扶手等属于第二类人机界面，而室的温度、噪声、震动等属于第三类人机界面。

座椅、震动、噪声会影响人对控制系统的操纵能力，而错误的控制装置设计又会使人的作业条件恶化，甚至影响行车安全。

可见，人机界面之间有着非常复杂的关系。

3人机关系人机关系的基本原则可以归纳为以下两个方面：（1）机宜人使机器的系统尽量满足使用者的体质、心理、生理、智力、审美以及社会价值观念等素质因素的条件的要求，包括：信息显示即便于接受又易于做出判断：控制系统的尺寸、力度、位置、结构、形式、均适合操作者的需要；工具、用品、器具得心应手，能充分发挥使用效率；人所处的工作环境舒适安全，有利于身心健康，能充分发挥人的功能。

（2）人适机机器的结构有其自身的规律，操作环境或生活环境也因各种因素而受到某种限制，如经济上的可行性，技术上的可能性，机器本身性能要求的条件等。

为了适应环境，往往要求对人因素予以限制和训练，尽量发挥人的可塑性特点，让人去适应机器的要求，以保证人机系统有最优效能。

机宜人是有条件的，人适机也是有限制的，在人机系统中，人机之间有着相互依存、相互影响、相互制约的关系。

因此，尽管系统是以人为主，但机宜人和人适机之间却有着辨证关系。

依据机的客观要求，人适机是学习和训练的问题，这里说的是学习和训练，即包括专门的训练，也包括平时培养的习惯。

反之，人们在长期的生活和劳动中形成的操作习惯。

反之，人们在长期的生活和劳动中形成的操作习惯又会成为机宜人的条件，制约机器控制系统的设计。

人机系统中的机宜人和人适机是相对的，首先是机宜人的程度问题，即机能满足人的程度，人的因素中某些方面可以量化，可以提供基本的圉值的均值，但也有很多因素难以准确量化，如情绪、审美心理、社会价值观等，而且这些因素又是随着时代的进步而变化的，何况人的许多因素也会因为因时、因人、因年龄不同而变化，即使是同样的机器，系统的可靠性也因人的因素而变化。