2011-xx班--人机工程--自行车人机尺寸的确定

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1、xx大学xx系2008年6月5日班级：xx姓名：xx《人机工程》实验报告实验：自行车的人机尺寸选择一、实验目的1、掌握人机工程在具体实践中的运用方法；2、在实践中体会人机工程的知识运用；3、学会用人机工程的视角来看待问题。二、实验器材二六自行车图片1二六自行车侧视图表格1二六自行车侧视图表格1二六自行车基本尺寸自行车型号轮胎外径D车圈尺寸：外径×宽两轮中心距L前叉坡度C车架高H曲柄长度h1曲柄离地面的最小距离h2=h-h1前管与立管的倾斜角α，β公称尺寸公差公称尺寸公差公称尺寸公差单位：毫米（mm）单位：°I（普通型）710650*40650*38120011801

2、160±15908070±25805601651701751106567±2660600*40600*3811301090807060560540Ⅱ（轻便型）710650*38650*321006971660604*326042810901060540530520三、实验步骤1、进行尺寸测量；2、分析多测量数据；3、提出改良方案。四、实验结果分析及处理以上为二六自行车的具体尺寸数据，本次实验的改良方向是面对普通用户，是自行车能在保证工作效率的同时减少使用者的工作量和疲劳。以下为自行车几个重要尺寸的选择，使其能符合人际要求。1、对于曲柄长度的选择曲柄的长度决定使用者所

3、踩的圆周直径。直径变大的话，大腿和膝盖的肌肉必须加大伸缩才能使曲柄转动。在曲柄转动过程中，大腿肌肉的受力也是不同的。那么，为了省力和舒适性，就应该选择合适的曲柄长度，使膝盖在整个圆周运动中都处于弯曲状态，同时膝盖的屈伸幅度一般保持在20°左右，曲柄过长会导致大腿和膝盖肌肉的无用功。对于曲柄的最佳长度，目前没有非常权威的标准。不过一般选择股骨的顶端到脚底距离的18.5%作为所需长度。考虑到男女区别，这里进行分类（设股骨高为G）：h1男=G男*18.5%，中国男性平均股骨高为935mm,则h1男=935*18.5%=173（mm）h1女=G女*18.5%，中国女性平均股

4、骨高为875mm,则h1女=875*18.5%=162（mm）在对比上面所列数据，可以看出二六自行车的曲柄可以满足大部分男性的需求，但没有考虑到女性而增加更短的曲柄。2、坐垫的高度选择曲柄长度确定后，接下来可以确定坐垫的高度。对于大多数人来说，坐上坐垫，一只脚自然下垂同时臀部坐正，如果另一只脚在伸直时刚好够着踏板（踏板距离大腿最远时），这个高度则是比较合适的高度。由于坐垫高度可以调节，所以此高度的选择需要用户自己注意，生产商可以在使用说明上给与正确选择坐垫高度的说明。3、坐垫的角度选择坐垫的角度对于使用者至关重要，很多自行车的坐垫都是前倾的，而且其中又有很多坐垫与人

5、体尺寸不相符合，从而使长时间骑车导致腰部疼痛。（1）、坐垫宽度，坐垫前端宽度不应太宽，为减少与人体的摩擦，一般选择6~8cm，坐垫后端宽则应相对宽一些。考虑到男女坐骨节点距不同，男性应选择25cm左右、女性应选择28cm左右。（2）、坐垫长度。考虑到人处于坐姿时坐骨节点离臀部后缘约11cm，坐骨节点中心到会阴点距离约为7cm，加上余量6cm，则坐垫长度≈11+7+6=24cm。（3）、坐垫倾角。人身体适当前倾可以减小迎风角，利于发力和加速，前倾角一般选择15°为佳。可以使身体舒适的前提下保持一定的专注。4、车吧的位置车把的位置往往取决于使用自行车的方式。车把位置考前

6、，则可以在站立骑行和加速时获得更高的效率和稳定性；车把位置靠后，则可以更好的制动，同时也可以使使用者获得更好的视野。所以位置的确定要依使用者而定。对于普通用户，保证舒适是第一前提。一般而已当对肘部垂直时会感到舒适，所以可以调节车把位置到双手握上时对肘部处于垂直为佳。则（L1表示行驶时车把到肩部的距离）L1=（L上臂2+L前臂+手2）0.5有由上面公式，再根据人体尺寸（50%），最后算出L1男=603.6mmL1女=549.0mm五、结论自行车的人机尺寸选择首先要考虑人的使用目的。往往最满足空气动力学的尺寸不会是最舒适的尺寸，所以在选择人机尺寸时应该先考虑使用目的。这

7、里人机尺寸的选择主要面对普通用户，所以优先考虑舒适度同时也一定程度上考虑到自行车的速度和保持使用者的一定专注。本次实验分析二六自行车的部分尺寸，发现对于男性教满足人机尺寸，缺乏对女性使用者的考虑。