课 程 论 文
人 机 工 程 学 自行车骑姿分析与改进设计
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目 录
1概述 ................................................................................................................................................................. 3 2与自行车骑姿相关的因素分析 ..................................................................................................................... 3
2.1车把与鞍座之间的相对位置 .............................................................................................................. 3 2.2鞍座与脚踏之间的相对位置 .............................................................................................................. 4 2.3鞍座 ...................................................................................................................................................... 4 2.4中轴 ...................................................................................................................................................... 4 3 现行骑姿人机特性分析 ............................................................................................................................... 5
3.1蹬踏运动 .............................................................................................................................................. 5 3.2休闲车骑姿 .......................................................................................................................................... 5 4 自行车骑姿的改进设计 ............................................................................................................................... 6
4.1鞍座 ...................................................................................................................................................... 6 4.2中轴与鞍座之间的相对位置 .............................................................................................................. 6 4.3把手与鞍座之间的相对位置 .............................................................................................................. 7 4.4设计计算方法 ...................................................................................................................................... 7 5设计实例 ....................................................................................................................................................... 10 6结束语 ........................................................................................................................................................... 10
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1概述
自行车骑姿是由骑乘者与自行车的把手、鞍座以及脚踏板的相对位置来决定的。骑乘者的手、臀部、脚在车上的相对位置决定了骑行的舒适程度和骑行的效率。从人机工程学观点出发，要提高自行车骑行时的舒适性，应该合理定位把手、鞍座以及脚踏板三者之间的位置，让骑行者在骑行过程中身体各部位尽可能处于自然状态。
车架是自行车的骨架，在很大程度上决定了自行车的结构和性能，进而决定了自行车的骑姿和骑行舒适性。现在的车架设计多采用经验法，即以现有的车型为参考来确定车架的关键参数，在此基础上进行形态创新。这样设计出来的车架延续了以往的骑姿，未能真正做到设计以人为本。
本文从人体尺寸、动作范围以及运动生理等方面出发，改进设计影响骑姿的三大部件之间的相对位置。改进后的骑姿在身体各部分之间进行合理的功能分配，脚踩踏板驱动自行车前行，臀部和腰支撑上体的体重，手操纵把手控制前行方向。在此基础上进行的车架设计能提高骑行的舒适度。
2与自行车骑姿相关的因素分析
正确的骑姿可以提高骑行效率，使骑行不易产生不适和疲劳，同时还能降低危险发生的几率。骑姿设计是自行车设计工作中的一项重要内容。与自行车骑姿相关的因素主要有：
2.1车把与鞍座之间的相对位置
车把与鞍座之间的相对位置决定了骑乘者上半身的姿势。车把过低会使骑行者的上肢承受很大的静压，时间稍长手臂和手掌易发生疲劳，同时过低的上身也会压迫腹部，但力容易传递到车。提高车把高度可使背部弯曲度变浅，可以避免对腹部的压迫，但力不易传递到前轮。从生物力学角度来看，当人体脊柱处于非自然弯曲状态时，会引起椎间盘压力改变，致使腰部疼痛。所以良好的骑姿应使骑乘者脊柱接近正常形态。在腰部增加适当的靠背可以改善臀部受力，维持脊柱的正常形态，并有利于腿部蹬力的发挥。
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人机工程学--自行车骑姿势分析与改进设计论文
