自行车设计中的人机因素分析与研究

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。