山地自行車改進(jìn)設(shè)計(jì).ppt

上傳人:za****8 文檔編號(hào):15880170 上傳時(shí)間:2020-09-12 格式:PPT 頁數(shù):17 大?。?.51MB
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1、山地自行車的改進(jìn)設(shè)計(jì),,山地車,因其堅(jiān)固、粗獷、新穎的外型、繽紛奪目的色彩、優(yōu)越的騎行性能,很快成為都市青年追求的時(shí)尚。,但是長時(shí)間的跋涉會(huì)遇到各種路況及突發(fā)事件,一件最讓人頭疼的事就是自行車車胎氣不足,野外環(huán)境中自行車沒有氣會(huì)造成非常大的不便。,在日常生活中,城市中的市民騎車是會(huì)在車座下方掛一個(gè)鎖,但是有時(shí)會(huì)因與輪胎觸碰而造成危險(xiǎn)。所以,要應(yīng)用人因工程對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行改進(jìn)。,,防盜問題的分析,防盜問題的改進(jìn),由于山地自行車車把均為平直的車把,可以充分利用其內(nèi)部空間。環(huán)形鎖塞裝在橫管中,手柄通過搭扣與橫管活動(dòng)連接,需要將自行車鎖定時(shí),打開搭扣,將手柄連同環(huán)形鎖從橫管中取出,手柄此時(shí)充當(dāng)鎖舌,即可

2、將自行車鎖定,若有非配套鑰匙的異物破壞鎖芯時(shí)則防盜感應(yīng)器啟動(dòng)警報(bào)器和強(qiáng)光燈,報(bào)警的同時(shí)用強(qiáng)光干擾盜賊視線。,車座存在的問題分析,大多數(shù)人長時(shí)間騎自行車,都會(huì)感到臀部疼痛。之所以如此,一部分原因是前傾式的騎車姿勢(shì)使騎車者會(huì)陰與車座前端產(chǎn)生磨擦,時(shí)間一久就會(huì)感到不舒服;一部分原因則是車座的尺寸與人體尺寸不符所致。根據(jù)人體組織的解剖特性可知,坐骨結(jié)節(jié)處是人體最能耐受壓力的部位,身體的主要重量均由骨盆下的兩塊面積約為25c的坐骨結(jié)節(jié)承受。故車座設(shè)計(jì)不合適就會(huì)使坐骨結(jié)節(jié)處在車座外緣或緊挨外緣的位置,身體的壓力使得坐骨結(jié)節(jié)被迫分離的趨勢(shì)過大,由此導(dǎo)致臀部的疼痛感。,人體骨盆在車座上的位置,改進(jìn)的方面和措施

3、,車座后端的寬度應(yīng)根據(jù)人體坐骨結(jié)節(jié)間距(50%的人群)加適當(dāng)余量而定。女性骨盆的坐骨結(jié)節(jié)間距約為23cm,男性骨盆坐骨結(jié)節(jié)間距約為20cm。據(jù)此,車座寬度的適宜范圍:男式單車為2426cm,女式單車為2629cm較合適。車座前端細(xì)部寬度由會(huì)陰加較小余量確定,這個(gè)寬度不可過寬,否則會(huì)對(duì)會(huì)陰產(chǎn)生較大磨擦。根據(jù)人體解剖學(xué)中的數(shù)據(jù),可確定該寬度以68cm為宜,如上圖所示。,1.車座寬度,2.車座長度,人體處于坐姿時(shí),坐骨結(jié)節(jié)離臀部后緣約10-12cm,據(jù)此,車座后端的長度范圍定為10-12cm,如前一張圖圖所示。車座總長不同于一般工作椅的座深,車座的總長只需給騎車者以有限的支承穩(wěn)定性即可,因?yàn)檐囎^長

4、勢(shì)必影響大腿前后擺動(dòng)的靈活性。 同時(shí),人體的會(huì)陰中心離坐骨結(jié)節(jié)約半個(gè)大腿厚,車座總長由坐姿時(shí)臀部后緣到坐骨結(jié)節(jié)間距加上坐骨結(jié)節(jié)中心到會(huì)陰點(diǎn)間距加適當(dāng)余量而定。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù),50%的人體大腿厚約為13cm,故車座長度范圍為22-24cm(余量約取5.5cm)。,3.座面傾角,車座后傾一定的角度,一方面可使背部抵靠靠背,獲得支持,從而降低背肌靜壓;另一方面則可防止坐者從座緣滑出座面。車座后傾的角度不可太大,如果太大,身體勢(shì)必前屈作業(yè),致使脊椎拉直,破壞正常腰椎曲線,形成一種費(fèi)力姿勢(shì),一般后傾角在3以內(nèi)為宜。 另外,有關(guān)的研究還表明,人在騎車時(shí)身體適當(dāng)后傾,人體的迎風(fēng)面積減小,更有利于發(fā)力

5、和加速,如果靠背角為90,后傾角在15以內(nèi),則相當(dāng)于前傾座面與靠背夾角在105以內(nèi),屬坐姿的舒適范圍??勘硨?duì)于脊椎部還能起適度的支持作用,肌肉緊張較小,背部壓力在椎骨上分布也較均勻?;诖?,座面傾角設(shè)置成可調(diào)式,能在后傾與前傾坐姿的舒適調(diào)節(jié)范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整,并可在任意角度鎖緊,騎車者可根據(jù)需要調(diào)整車座傾角。,4.座墊,長時(shí)間騎車,臀部不舒服的另外一個(gè)原因就是座墊軟硬不合適所致。車座加上座墊,人坐于其上,臀部壓力值大為降低,接觸支承面增大,使壓力分散。但是座墊不可過軟,過軟不僅增加了身體的不穩(wěn)定性,而且容易使人產(chǎn)生疲勞;過硬又會(huì)導(dǎo)致臀部痛楚或麻木。座墊的軟硬應(yīng)以股骨頭剛好與座墊相接近,幾近接觸而無

6、壓力為宜。坐墊材料必須透氣,且不易打滑,座墊應(yīng)縫制或釘在車座上,使其對(duì)起坐時(shí)的動(dòng)載有良好的彈性響應(yīng)。,5.車座高度,如右圖所示,根據(jù)人體坐姿的生物力學(xué)分析得知,人體上身越前傾,脊柱的彎曲程度越大,背部肌肉受力越大。當(dāng)人騎車時(shí),幾乎完全伏在車把上,背部與水平面幾乎平行,腰部椎間盤壓力分布不當(dāng),腰椎變形。若將座位適當(dāng)降低,一般是設(shè)計(jì)的車座低于車把,脊柱的彎曲程度就會(huì)降低,脊柱的形狀接近自然狀態(tài),腰椎間盤的壓力分布較均勻,有效減輕不合理的座位設(shè)計(jì)給人帶來的傷害。,人體坐姿的生物力學(xué)分析,同樣,車把也存在可以改進(jìn)的方面。,1.車把的高度,自行車的車把如果偏低,騎車者必須彎下腰,時(shí)間久了,就會(huì)感到腰酸背

7、疼,胳膊疲勞。車把的高度應(yīng)保證騎車者在騎車時(shí)處于自然坐姿或接近自然坐姿,并使頸關(guān)節(jié)、胸關(guān)節(jié)、腰關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)處于舒適的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。 經(jīng)實(shí)踐測(cè)量,當(dāng)車把的寬度接近于騎車者的最大肩寬時(shí),人能夠自然舒適地握住車把,并能保持長時(shí)間不易疲勞。據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),中等身材的人最大肩寬,男為43.1cm,女為39.7cm,因此,車把的寬度可定為39.7-43.1cm,2.把手的形狀,現(xiàn)在自行車的把手很多都是橄欖形的,其實(shí)這并不符合人因工程學(xué)原理,因?yàn)楫?dāng)手握把手時(shí),手的屈肌和伸肌共同完成握把。 從手掌的解剖特征看,掌心部分的肌肉最少,指骨間肌和手指部分是神經(jīng)末稍滿布的部位;指球肌和大、小魚

8、際是肌肉豐富的部位,是手部的天然減振器。橄欖形的把手將會(huì)使掌心受壓受振,引起難以治愈的痙攣,也會(huì)引起疲勞和操失誤。把手的設(shè)計(jì)應(yīng)使操作者掌心處略有空隙,以減少壓力和摩擦力的作用。如右圖的把手比較好,把手的直徑太小,則扭矩隨之減??;若太大,則會(huì)減小握力,降低靈活性與作業(yè)速度,并使指端骨彎曲增加,長時(shí)間操作還會(huì)導(dǎo)致疲勞,比較合適的直徑為3-4cm,因此,可把車把的直徑定為大端4cm左右,小端3cm左右。把手的長度主要取決于手掌寬度,掌寬一般為7.1-9.7cm,因此把手的長度可定為12cm左右。,自行車把手的形狀和尺寸,3.把手的彎度,傳統(tǒng)的自行車把手為水平,這不符合人因工程學(xué)原理,因?yàn)檫@樣將會(huì)使手

9、腕處于背屈狀態(tài),腕部酸痛,握力減小,長時(shí)間操作還會(huì)引起腕道綜合癥、腱鞘炎等癥狀。測(cè)試表明,把手與水平位置成10左右效果最好,可以降低疲勞,并且容易操作,還使腕關(guān)節(jié)處于放松狀態(tài)。如果必要的話,可以考慮自行車車把的蝴蝶型設(shè)計(jì),如右圖。,蝴蝶型車把,4.車閘,車閘的設(shè)計(jì)精度較高,而人手的抓握直徑在13cm左右,所以,車閘直徑可定為13cm左右,長度約等于把手長度。車閘與把手形成一個(gè)角度如右圖,此角度的設(shè)計(jì)因素是抓握空間,當(dāng)抓握空間寬度在4.58.0cm時(shí)抓力最大,據(jù)此,可計(jì)算出車閘與把手的交角為40。至于把手與車閘的表面設(shè)計(jì),應(yīng)保證能準(zhǔn)確抓握,不產(chǎn)生滑動(dòng),所以它們的表面不能太光滑,要有一定的粗糙。,車閘實(shí)物,結(jié)語,隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,日趨完善化的設(shè)計(jì)更強(qiáng)調(diào)人的效能、安全、舒適和身心健康,在設(shè)計(jì)高效機(jī)的同時(shí),充分考慮人的因素,反映人的需要,把人與機(jī)密切結(jié)合起來。但是,現(xiàn)行自行車,尤其是休閑、代步用普通自行車在這方面發(fā)展得不盡如“人意”,存在的問題主要是自行車的一些零部件尺寸不適于人。所以,在保證高效的同時(shí),有必要全面分析在社會(huì)生活中對(duì)家用自行車的特殊需求和人因設(shè)計(jì)規(guī)范。根據(jù)需求對(duì)現(xiàn)在的自行車進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),充分考慮人的因素,對(duì)其做一些“人性化”的改善,以求在人們享受經(jīng)濟(jì)效率的同時(shí),也能夠維護(hù)和促進(jìn)身體健康。,

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