人—自行车人机工程设计案例分析

人—自行车系统设计案例分析工业设计 F1002 赵土豆 202548262500一、 人-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-自行车的界面关系分析如下。 人—车界面关系 链轮—-链条 鞍座—- 车架 轮胎人 车把—— 前叉 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，讨论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 传动部分 支撑部分 接受 动力部分 工作部分 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，其他身体的能力与 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,骨骼的截面 积以及肺泡的表...