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自行车设计中的安全性(图文)

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论文导读：自行车设计发展是伴随着科学技术的发展和人类生活方式的变化进行的。以自行车鞍座设计为例，我们可以看出安全性设计在自行车设计中的重要性。鞍座是自行车的重要组成部分。

关键词：自行车设计，安全性设计，鞍座，鞍座安全性设计

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我国是个自行车生产大国，拥有庞大的自行车使用人群。作为一种大众化个人交通工具，它一直在普通老百姓的生活中占有重要地位。随着人们生活水平的提高，如今的自行车已经不单纯是一件代步工具，自行车运动已经成为一种健康、绿色的运动，也是一种时尚的生活方式。

自行车设计发展是伴随着科学技术的发展和人类生活方式的变化进行的。自行车的出现是从一个作为代步工具的简单装置开始的，最后发展成为适合不同使用人群的多种类型。针对性的设计使不同类型的自行车能在各种环境下安全的行驶。山地自行车大部分时候面对的是崎岖、陡峭的山路，因此把车把设计成宽平直的造型有利于控制平衡，使用者不易摔倒；粗宽的轮胎能更好地贴合地面抓住泥土，使使用者能更安全地骑行。公路自行车的羊角形车把则可以减少前进阻力，在平坦的公路上加速前行；轻巧的车架以及纤细的轮胎也减轻了自身的重量。早前的自行车主体材料使用的是普通钢材，但它重量很大，韧劲低，在骑行中和发生事故时容易对骑行者造成伤害，现在碳纤维、复合材料、镁合金、钛合金、铝合金等原先只用于航天事业和运动器材的新型材料因其优良的特性和工艺技术的成熟而被有效应用到自行车设计上，从而大大提升了自行车的安全性。

自行车的造型结构，材料，色彩，乃至自行车附属产品和设计消费心理的都在不断的创新，但是这些创新都是以安全性作为设计的原则然后展开设计。从交通的安全、结构造型的安全、色彩的安全等扩展到使用的舒适度，消费者消费心理的安全，乃至环境的安全。以自行车鞍座设计为例，我们可以看出安全性设计在自行车设计中的重要性。

鞍座是自行车的重要组成部分。自行车的雏形就是两个木质的车轮，中间连着横梁，上面安了一条板凳，那个板凳就作为鞍座了。那时的鞍座谈不上设计，但是当时的发明者已经意识到鞍座存在的必要性。驾驶这部代步装置时如果不采用坐姿，就要把身体的重量放在腿部，不要多久体力就跟不上了。1861年，法国的米肖父子，发明前轮大、后轮小、在前轮上装有曲柄和能转动的踏板鞍座架在前轮上面的装置。这时候的鞍座位置做了调整，但是安全性太差，骑者经常摔倒。1886年英国的机械工程师斯塔利在劳森设计的自行车的基础上进一步作了改进，从机械学、运动学的角度设计出了新的自行车样式，车架采用金属材料的三角结构，鞍座又被调整到车的中间位置，通过一根鞍管与车架刚性联接，以承受人体的全部重量，鞍座的高度可根据骑行者的需要调整。鞍管与车架的刚性连接使鞍座能够固定在车架上，非常安全，不易因鞍座的问题而摔倒。后来有人在鞍座与车架之间使用弹簧改进设计，进一步提高了鞍座的安全性，使用者不会再因为颠簸而使坐骨区受伤。

目前市场上存在的鞍座设计主要是由皮面、发泡、底壳、弹簧、卡子（固定在车上的部位）这几个部分组成。鞍座皮面一般采用软PVC材料，通过设计师对皮面表面纹理的处理，一方面使鞍座样式多样化，满足不同消费群体对设计风格的需求；一方面通过纹理的处理了起到防滑的作用。

鞍座的皮面并不是直接安装在底壳上的，为了避免坚硬的底壳给使用者坐骨区带来的不适，中间加了一层发泡。发泡起缓冲抗震的作用，并且它的优点就是不易变形，挤压后还原能力强。大大减轻了坐骨区的神经压迫的痛苦，无疑这个设计是对使用者身体安全的保障。

底壳是鞍座的基础造型，也就是说底壳造型决定着整个鞍座的外部形态。美国科伦大学的一所研究泌尿系统的实验室经过实验研究表明，如果坐上结构不太合理的鞍座进行自行车骑行，长此已久的话，骑行者的泌尿生殖系统将会受到一定的影响。这对人体的健康安全造成直接的威胁。近年来自行车鞍座设计层出不穷，主要原因并不是仅仅为了满足人们对于造型的需求，主要还是源于人们对于座驾安全的考虑出发，以人机工程学的研究不断研发改进更安全的鞍座。如图中的这个鞍座，它的造型跟以前大有不同，中空的造型其实是对透气性能的完善。底壳的材料主要是PPE——一种高性能热塑性工程塑料，具有优异的强度和耐热性能，质量也很轻。由于消费者群体的日益细化，底壳的宽度尺寸也是随着使用者的生理结构、年龄大小和自行车的类型等而变化多端。

不同的消费群体对于安全的需求是不一样的，我们需要从他们不同的生活方式和思维方式考虑再设计。以儿童自行车为例，儿童正处于生长发育期，对鞍座的安全性要求更加严格。

1、鞍座的弹簧有可能在使用过程中夹伤儿童的手，因此可以在弹簧外部加以保护，尽可能保证儿童不会因此受伤；

2、有的年龄比较小的儿童可能会穿开裆裤，这就关系到设计时采用的材料需要卫生安全、透气性好，在选材加工时应