自行车中的人机工程学

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,自行车中的人机工程学,(,一,),人,自行车系统,人与支排部件关系,人,与动力接受部件关系,人,与传动部件关系,人,与工作部件关系,1,人与支撑部件关系,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,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换为肌肉收缩的机械能。,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,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,，一般脚踏以,60r/min,节奏转动较为合适。设计时以这一常用速度来确定相关设计参数。,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稳行驶；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。,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,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。,三、自行车设计结构要素分析,闸把施闸力,/N,相对握力,%,减速度,说明,60,3,50,5,00,10,7,0,1,00,0.1g,0,.6g,0,.8g,控制下坡速度,全刹车,紧急全刹车,注：,g=9.8m/s,2,四、,人,车,动态特性分析,谢谢观赏,