自行车与人机工程学

文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持 . 1 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-车界面关系文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持 . 2 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。如手臂、腿、气管等的长度与身高成比例，从而以骨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、 骨骼的截面积以及肺泡的表面积等都可看成与H2 成比例。肺活量、血液量、心脏容量等都可看成与H3 成比例。体格对出力性能的...