人机工程学之自行车分析[文字可编辑].ppt

自行车简介 自行车结构 人机学应用 不足与改进 概念自行车 一、自行车简介 1 ）发展： 1790 年，法国人名西夫拉克，这辆最早的自行车是木制的，它的结构比较 简单，既没有驱动装置，也没有转向装置，骑车人靠双脚用力蹬地前行， 改变方向时也只能下车搬动车子。 1818 年，德国的德莱斯在前轮上加了一个控制方向的车把子，可以改变前 进的方向。 1840 年，英格兰的铁匠麦克米伦，他在后轮的车轴上装上曲柄，再用连 杆把曲柄和前面的脚蹬连接起来，并且前后轮都用铁制的，前轮大，后 轮小。当骑车人踩动脚蹬，车子就会自行运动起未，向前跑去。 1861 年，法国的米肖父子，原本职业是马车修理匠，他们在前轮上安装 了能转动的脚蹬板；车子的鞍座架在前轮上面，这样除非骑车的技术特 别高超，否则就抓不稳车把，会从车子上掉下来。他们把这辆两轮车冠 以“自行车”的雅名，并于 1867 年在巴黎博览会上展出，让观众大开眼 界。 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。 真正具有现代形式的自行车是在 1874 年诞生的。英国人罗松在这一年里，别出 心裁地在自行车上装上了链条和链轮，用后轮的转动来推动车子前进。但仍然 是前轮大，后轮小，看起来不够协调，不稳定。 1886 年，英国的约翰 .k. 斯塔利，是一位机械工程师，从机械学，运动学的 角度设计出了新的自行车样式，为自行车装上了前叉和车闸，前后轮的大 小相同，以保持平衡，并用钢管制成了菱形车架，还首次使用了橡胶的车 轮。斯塔利不仅改进了自行车的结构，还改制了许多生产自行车部件用的 机床，为自行车的大量生产利推广应用开辟了宽阔的前景，因此他被后人 称为“自行车之父”。斯塔利所设计的自行车车型与今天自行车的样子基 本一致了。 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： 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 。 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。 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 。 水平脚踏 自锁脚踏 脚带脚踏 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）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 转动并承受载荷，且还会使髋部肌肉 受压从而引起不舒适感。 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 ）确定，鞍座 总长度则由坐姿时会阴处离臀部后缘的距离（ 160-190