自行车中人机工程学.pptx

(一)人 自行 车 系 统l人与支排部件关系l人与动力接受部件关系l人与传动部件关系l人与工作部件关系第1页/共11页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。第2页/共11页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第3页/共11页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。第4页/共11页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第5页/共11页(二)影响自行车性能的人体因素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.2.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。3.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4.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。5.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。6.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7.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。第6页/共11页 三、自行 车 设 计结 构 要 素分 析第7页/共11页闸把施闸力/N相对握力%减速度说明6035050010701000.1g0.6g0.8g控制下坡速度全刹车紧急全刹车注：g=9.8m/s2第8页/共11页四、人车动态特性分析第9页/共11页谢谢观赏谢谢观赏第10页/共11页2023/4/22感谢您的观看！第11页/共11页