自行车设计中的人机因素分析与研究

发布时间：2017-03-18 18:06

  本文关键词：自行车设计中的人机因素分析与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 自行车一直是和人们日常生活关系最为密切的交通工具之一。虽然在科技高度发达的今天,有很多交通工具比起自行车更舒适、快捷、方便,但是像自行车这种以人为本的交通工具却越来越受到青睐,而且成为城市交通的重要组成部分。换个角度思考,这就要求设计出来的自行车,要以人机工程学为基础,既能注重自行车的功用性,又能集易用性、娱乐性于一体,满足各层次消费者所需,给人们带来充满活力的生活个性。因此,对自行车进行人机分析具有重要的意义。 本文从人机工程学的角度出发,对自行车设计的发展、自行车设计中人的因素和自行车设计人机关系进行分析和研究。论述了自行车造型设计的发展,从历史演变的角度,结合自行车各个时期的造型特点、结构、材料、色彩等设计要素分析了自行车外观造型设计的发展特点,预测了自行车设计未来的发展趋势:自行车将朝小型化、轻量化、富有个性化和人性化、科技化、品种多样化和仿古等方向发展。这样才能满足某一特定人群,而且能体现一种人性化的观念和个性化的追求。 其次从人机工程学的相关概念进行叙述,并结合人机工程学的理论初步探讨了自行车设计中人的决定因素,不仅从生理方面衡量人的需求,还在心理方面加以衡量人对自行车的需求,体现了自行车设计中人性化的需求,总结出了自行车人性化设计的实现途径:仿生设计和合理利用人机工程学。 本文重点结合人机工程学的理论及人机分析软件——Mannequin PRO人机仿真系统软件,对人骑行自行车的姿态进行了分析,总结出影响骑姿的主要因素:车架形态与车架大小、车把与鞍座之间的相对位置和鞍座与脚踏之间的相对位置等。然后,从人机学和医学等角度分析现有自行车设计中所存在的不合理部位,如自行车鞍座的高度、宽度和座面倾角等;车把的高度、宽度、把套形状、把手弯度和闸把的位置。同时还举例分析国内外现有的自行车鞍座、车把和靠背的合理性和舒适性。 在本文的最后,为了更直观地表达改进设计的方案,基于以上的设计理论,利用三维造型软件设计出自行车,借助人机分析软件结合自行车结构和人的因素进行分析自行车设计的合理性和舒适性。分析结果表明设计效果良好,设计有一定的价值。
【关键词】：自行车 造型 人机工程学 人性化
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：U484
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 选题背景10-12
• 1.1.1 自行车在人们生活中的地位10
• 1.1.2 时代需要以人为本的设计10-11
• 1.1.3 人机因素分析的需求11-12
• 1.2 自行车的分类12-14
• 1.2.1 国际通行的自行车分类12-13
• 1.2.2 中国的自行车分类13-14
• 1.3 国内外研究状况14-19
• 1.3.1 国外研究状况14-16
• 1.3.2 国内研究状况16-19
• 1.4 研究目的和意义19
• 1.5 本课题研究内容19-20
• 第二章 自行车的演变与发展20-37
• 2.1 自行车的发展历程20
• 2.2 早期自行车(19世纪中叶前)20-23
• 2.2.1 早期自行车演变及特点20-22
• 2.2.2 早期自行车小结22-23
• 2.3 近代自行车(19世纪中叶～19世纪末)23-26
• 2.3.1 近代自行车演变及特点23-25
• 2.3.2 近代自行车小结25-26
• 2.4 现代自行车(20世纪初～今)26-29
• 2.4.1 现代自行车演变及特点26-28
• 2.4.2 现代自行车小结28-29
• 2.5 我国自行车的发展29-33
• 2.5.1 自行车在我国的发展情况29-30
• 2.5.2 我国自行车发展的特点30-33
• 2.6 自行车的发展趋势33-37
• 2.6.1 自行车朝小型化，材料选用轻量化方向发展33-34
• 2.6.2 自行车设计的人性化34
• 2.6.3 自行车功能的变化决定其品种的多样化34-36
• 2.6.4 自行车设计的怀旧风格36
• 2.6.5 自行车变速系统日趋朝高端技术方向发展36-37
• 第三章 自行车设计中的人机因素分析研究37-62
• 3.1 人机工程学与自行车设计37-39
• 3.1.1 人机工程学37
• 3.1.2 自行车设计中人机工程学的应用37-39
• 3.2 尺度测量39-42
• 3.2.1 人体静态尺度39-40
• 3.2.2 百分位的概念40
• 3.2.3 百分位在自行车设计中的运用40-42
• 3.3 运动测量42-45
• 3.3.1 肢体活动范围与作业域42-43
• 3.3.2 肢体活动角度43-44
• 3.3.3 人骑行自行车的特点和运动分析44-45
• 3.4 生理研究45-52
• 3.4.1 视觉45-46
• 3.4.2 产品中重要的视觉因素46-47
• 3.4.3 触觉47
• 3.4.4 自行车设计中重要的物因要素47-52
• 3.5 心理研究52-57
• 3.5.1 情感心理53-54
• 3.5.2 文化54-57
• 3.6 自行车设计中的人性化57-60
• 3.6.1 人的需求57-59
• 3.6.2 人的自然尺度和人的审美尺度59
• 3.6.3 自行车设计中人性化设计的需求59-60
• 3.7 自行车人性化设计的实现途径60-62
• 3.7.1 仿生设计60-61
• 3.7.2 合理利用人机工程学61-62
• 第四章 人机工程学理论与仿真系统下的自行车分析研究62-88
• 4.1 人机工程仿真系统62-64
• 4.1.1 国外人机工程仿真系统研究状况62-63
• 4.1.2 国内人机工程仿真系统研究状况63
• 4.1.3 ManneQuin PRO人机仿真系统63-64
• 4.2 自行车的骑姿因素分析64-66
• 4.2.1 车架形态与车架大小64
• 4.2.2 车把与鞍座之间的相对位置64-65
• 4.2.3 鞍座与脚踏之间的相对位置65
• 4.2.4 中轴65-66
• 4.3 现行骑姿人机特性分析66-69
• 4.3.1 蹬踏运动分析66-67
• 4.3.2 休闲车骑车姿势67-68
• 4.3.3 运动员骑车姿势68-69
• 4.4 自行车鞍座分析69-76
• 4.4.1 人们在选择鞍座时的误区69-70
• 4.4.2 现有鞍座所存在的问题70-74
• 4.4.3 鞍座舒适性结构设计和材料选择74
• 4.4.4 国内外现有鞍座人机分析74-76
• 4.5 车把分析76-81
• 4.5.1 车把的高度77-78
• 4.5.2 车把的宽度78
• 4.5.3 把套形状和材料78-79
• 4.5.4 闸把的位置79
• 4.5.5 把手的弯度79
• 4.5.6 国内外现有车把人机分析79-81
• 4.6 靠背设计81-83
• 4.6.1 靠背的尺寸标准81-82
• 4.6.2 靠背的重量及材料82
• 4.6.3 国内外现有靠背分析82-83
• 4.7 自行车整体改进设计83-88
• 4.7.1 鞍座和靠背的改进设计84-85
• 4.7.2 车把的改进设计和鞍座之间的相对位置85
• 4.7.3 轮径和前叉之间的关系及设计分析85-88
• 第五章 结论与展望88-89
• 5.1 结论88
• 5.2 展望88-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-94
• 附录A 文中所引图片、图表来源94-95
• 附录B 攻读学位期间发表论文目录95

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘智;蔡睿;薛安虎;李然;何申杰;江崇民;;儿童青少年健身车结构尺寸分析[J];体育科学;2013年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 梁肖;自行车微观行为动力学建模及仿真研究[D];北京交通大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 李娜;旅行自行车附件产品的设计研究[D];江南大学;2011年

2 陈向明;自行车造型设计中的人性化体现[D];吉林大学;2011年

3 龙志健;多功能互动健身车的创新机构设计及有限元优化分析[D];哈尔滨工业大学;2009年

4 谭元英;健身划船器的人机工程学分析与研究[D];太原理工大学;2012年

5 刘广胜;液力飞轮及其在快速自行车上的应用研究[D];安徽理工大学;2012年

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本文编号：254821