人自行车人机工程设计案例分析样本
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
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。
自行车鞍座的人机工程设计
自行车鞍座的人机工程设计前言 (3)第一章绪论 (4)1.1课题研究背景 (4)1.2国内外研究现状 (4)1.3课题研究的内容 (6)1.4课题的意义 (6)1.5论文结构 (6)1.6本章小结 (7)第二章自行车鞍座的人机工程设计 (8)2.1人机工程学 (8)2.2人机工程学的定义 (8)2.3人机工程学的内容 (9)2.4人机工程在自行车鞍座设计中的应用 (10)2.4.1自行车鞍座对舒适性的影响 (10)2.4.2鞍座的人机工程分析 (11)2.4.3现有鞍座的人机特点分析 (12)2.4.4人机工程学指导下的鞍座设计 (14)2.5本章小结 (16)第三章自行车鞍座逆向设计 (17)3.1逆向工程学 (17)3.2逆向工程学的定义 (17)3.3逆向工程学的进展 (17)3.4逆向工程学的作用 (17)3.5自行车鞍座设计中逆向工程的运用 (17)3.5.1三坐标测量仪 (18)3.5.2点云图的生成 (18)3.6 imageware软件的逆向建模 (21)3.6.1 imageare软件的简介 (21)3.6.2鞍座点云图的导入imageware软件 (21)3.6.3点云的多边形化 (22)3.6.4云多边形化参数的设定 (23)3.6.5点云噪点的分析 (23)3.6.6点云噪点的删除 (24)3.6.7曲面构造分析 (24)3.6.8曲面SurfA、SurfB、SurfC、SurfD与SurfE的构造 (25)3.7本章小结 (32)第四章 UG软件对鞍座表面局部造型 (33)4.1导入UG6.0中进行鞍座表面的设计 (33)4.1.1将鞍座模型导入到UG NX6.0软件中 (33)4.1.2基准平面的建立 (33)4.1.3鞍座上表面草图的构造 (34)4.1.4改进后的鞍座模型 (34)4.2本章小结 (35)第五章总结与展望 (36)5.1工作总结 (36)5.2展望 (36)参考文献： (38)致谢 (38)前言随着人类社会的向前进展，绿色无碳生活慢慢的影响着全世界人们的衣、食、住、行。
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。
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
推荐-安全人机工程课程设计自行车的设计可编辑 精品
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。
基于人体工程学的自行车设计改进
基于人因工程学的自行车设计改进姓 名：张海青学 号：05083008班 级：工硕51指导老师：孙林岩2007年11月摘要：自行车设计在以往只是从满足人的使用功能出发，而忽视了骑乘者是否感到舒适。
本文从人因工程学角度，运用人体测量学、身体运动学的理论，对自行车设计上长期存在的一些不符合人体工效学要求的缺陷提出了改进建议。
关键词：人因工程学设计鞍座腰靠一、引言人因工程学（Human Factors or Human Factor Engineering）,又称工效学（Ergonomics），是近几十年发展起来的一门边缘性应用科学。
它综合应用生理学、心理学、医学、卫生学、人体测量学、劳动科学、系统工程学、社会学和管理学等学科的知识和技术，在对人、机器、技术和相关环境的深入研究的基础上，发现并利用人的行为方式、工作能力、作业限制等特点，以提高生产（包括日常生活中人的活动）的效率、安全性、健康性、舒适性和有效性。
现代人因工程学的落脚点不仅在于工厂生产现场的布置与设计，还在于人们日常生活随处可见、随时接触的日常用品当中。
真正具有现代形式的自行车诞生于1874年。
如今自行车在很多国家只是作为运动健身的工具，但是从上世纪20年代自行车传入我国以来，由于经济、人口状况与地理条件等方面的原因，自行车在一个很长时期内一直作为中国百姓的主要交通工具。
当前我国自行车产量、出口量均占世界总量60%以上，国内消费量也居世界第一。
自行车的历史已经超过了一百年，但是从人因工程学的角度进行分析，我们可以发现，现在的自行车设计仍然存在缺陷，需要改进。
二、问题及改进2.1 鞍座设计不合理——鞍座太平坦，太窄，太硬根据一家国外研究机构的统计，在他们调查的人群中有90%骑自行车男士的睾丸存在畸形。
有一半的被调查人群会感到阴囊不适或存在勃起障碍。
另据我国的男性学医学报告，骑行自行车在我国前列腺炎的发病诱因中占很大比重。
鞍座设计要素分析尺寸 决定鞍座宽度的因素主要是人体的生理结构，如坐骨结节的距离、骨盆的大小等等。
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。
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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。
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• •
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。
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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48262500
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能够看成一个人机系统，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
传动部I 链轮__链
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。
支撑部分将其它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，以及她们间的相互关系，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. 人的作用力是经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，其它身体的能力与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
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
就是经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, 经过一定训练的人可提高到 65N.
骼的截面
身长
体重 姿势 臂长
h
脚长
空气阻
手的大小、
合成重心
视觉、平衡感 脚力 踏
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。
设计时以这一常见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.另外,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，因此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
,
-----
车闸情况
三点的相互位
'、车轴距
离 车重 轮胎特性
凍比
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。
一般曲柄长度的基准, 取人身长的1/10, 相当于大腿骨长的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C。
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见的方法，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，刹车力也按比例的增加。
如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
注：1g=9.8m/s
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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）的合力作用线要经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，自行车就能够转弯，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。