【正文】 第一章 概述 此次設計的目的是掌握 產(chǎn)品造型的 設計 ，包括材料、 尺寸的合理選擇， 靈活運用制 作技術、形態(tài)表達語言 ，根據(jù)人機工程學和美學來設計電動自行車的尺寸和顏色 。 根據(jù)同類型產(chǎn)品的類比和設計，力學分析，考慮人機工程學中的人體尺寸和人的舒適程度來綜合設計電動自行車的尺寸。 設計 的目的其實包括好幾個層面，第一，加工工藝的了解；第二，進一步提出不同材質(zhì)的優(yōu)化組合課題；第三，探究材料與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能的有機聯(lián)系；第四，熟悉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)連接件的運用；第五，產(chǎn)品形態(tài)討論；第六，尋求產(chǎn)品設計制作的個 性化等等。 通過這半年的設計，我們很好的復習了已經(jīng)學過的課程，并對部分材料的應用有了一定了解，在顏色搭配上也有了一定的學習，而且能熟練操作制圖軟件和辦公軟件。對我們以后在工作上有很大的幫助。 國內(nèi)外電動自行車的發(fā)展情況 國外及我國臺灣地區(qū)電動自行車的發(fā)展情況 為創(chuàng)造市場需要，適合老弱婦孺各種年齡層騎乘自行車，國外廠商多年前即開始研制輔助驅(qū)動自行車并且在新電池和驅(qū)動機械馬達技術成熟發(fā)展之下，電動自行車應運而生。海外發(fā)展較早的要數(shù)日本、奧利地、德國、臺灣等國家和地區(qū)，近幾年美國發(fā)展也比較 快。國外的電動自行車主要是作為一種輕松代步及休閑健身工具。例如，在大型的停車場、超市和旅游區(qū)里使用。從 1994 到 1999 年 6 年時間中，全球電動自行車數(shù)量，從 萬輛劇增 1600 萬輛，如按 2%算，電動車需要量會在 30 萬輛以上。同時，東南亞、中東、印度增到 50 萬輛，而在 2020年，僅日本就需要 50 萬輛?？傮w來說，電動自行車在全球的潛在市場很大，并呈上升趨勢。 日本電動車的生產(chǎn)及技術都占世界領先地位，商品化的電動自行車由日本雅馬哈公司率先于 1994 年推出，并隨著本田、三洋、松下等知名公司的參與，生產(chǎn)規(guī)模 日益放大。但日本對電動自行車的使用管理上采取了嚴格限制，日本只許 智能型電動自行車上路，并對智能型電動自行車的要求制定了很嚴格規(guī)定。具體有 :在任何路況情況下，速度小于 15km/h 時，人力 :電助力大于等于 1，即電助力不允許大于人力，但電助力接近于人力 。在任何路況情況下，速度大于 15km/h時，速度每增加 1km/h，電助力下降 1/9。速度小于等于 24km/h 時，整車電助動系統(tǒng)關閉 。人力蹬踏開始后 1 秒鐘之內(nèi)，電助動系統(tǒng)按上述開始要求工作 :人力蹬踏停止后 l 秒鐘之內(nèi)，整車電助動系統(tǒng)關閉 。為了節(jié)約電能，智能型電助自行車停 止運行一定時間 (一般為 3 一 5分鐘 )后，整車處于休眠狀態(tài)。 臺灣因前些年對摩托車未加任何限制，以至達到 500 輛 /千人的飽和程度，隨之帶來嚴重的交通混亂及污染，因此臺灣臺中成立的“電動自行車用鏗電池技術發(fā)展策略聯(lián)盟”制定了統(tǒng)一的電池標準。 我國電動自行車發(fā)展情況 我國電動車發(fā)展在九十年代前基本都依靠進口，如高爾夫球車、游覽觀光車等。自九二年以來，我國有了自行研制和生產(chǎn)的電動車產(chǎn)品，通過近 10 年的發(fā)展，現(xiàn)已初步形成以江蘇益高電動車、山西美猴王電動車、廣州朗晴電動車、深圳飛豹電動車、濟南賽 爾電動車、山東火云電動車、山東澳柯馬電動車、中國二汽電動車等一大批具有實力和規(guī)模的電動車生產(chǎn)廠家，現(xiàn)已在國內(nèi)市場推出的有 :電動摩托車、電動游覽車、電動高爾夫球車、電動觀光車、電動汽車、電動載貨車、電動救援車、電動助行 (代步 )車、電動滑板車、電動自行車、家庭生活車等。從電動車產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品分類，可分為二類，即 :四輪電動車和二輪電動車。從電動車的目標市場來分析，四輪電動車的目標市場為 :火車站、倉庫、房地產(chǎn)會所、旅游景區(qū)、醫(yī)院、郵局、公園、運動場所、大型工廠、大型商場、機場、碼頭及大賣場等。 我國的電動自行車 發(fā)展始于上個世紀 90 年代末， 1997 年開始出現(xiàn)商業(yè)化，年銷量不足 1萬輛， 1998 年為 萬輛，從 2020 年開始得到快速發(fā)展，據(jù)中國自行車協(xié)會統(tǒng)計， 2020 年全國銷量已突破 750 萬輛，歷年累計的銷量達到 1500萬輛，自行車走向電動化已經(jīng)成為一個現(xiàn)實。雖然，有許多城市至今仍不肯承認電動自行車的交通地位，至今仍將其列為“禁止銷售”和“禁止上牌上路”的產(chǎn)品。但是，在我國的絕大多數(shù)城市和農(nóng)村，電動自行車已經(jīng)人們習慣的個人交通工具，己經(jīng)深深地溶入了社會生活之中。由于政策管理法規(guī)的滯后，一種被稱為“電動摩托車 (電摩 )” 的電動車從 2020 年開始浮出水面，取消了已經(jīng)成為擺設的人力騎行功能，電池容量擴大 ~2 倍，同時，全面采用摩托車的輪系、制動系統(tǒng)和減震系統(tǒng)，電機功率也提高 ~2 倍，最高時速接近 40km/h。這種“電摩”一登場，就像是一個“壞小子”，每到一處立即引起一陣動蕩，強烈地沖擊 著電動自行車的市場，特別是在中小城市和廣大農(nóng)村，它很快成為基層消費者喜歡的電動交通工具。受汽油漲價的推動，人們也切實體會出電動交通工具的節(jié)約，“電摩”大有取代“正宗摩托”的勢頭。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅 2020 年一年，這種“電摩”的總銷量達到了 幾百萬輛。當然，它也不能再稱為電動自行車了，因其己不具備人力騎行功能，車輪系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、避震系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)己全面采用摩托車配置，外型也不像自行車。 本設計的主要任務：整車造型設計，零部件的選擇和計算依據(jù)，整車要符合人 機工程學，包括操作方便宜人，調(diào)節(jié)省力有效，照明適度，顯示清晰，造型美觀，色彩和諧，維護保養(yǎng)容易。 第二章 人機工程學 人機工程學的定義 人機工程學是從 20 世紀 50年代開始發(fā)展起來 的一門新興的邊緣學科。在我國本學科處于初級階段，人機工程學研究的是人和機器的相互關系的合理方案，即人的直覺顯示、操作控制、人機系統(tǒng)設計和布置、作業(yè)系統(tǒng)的組合等進行有效的研究，其目的在于獲得高的效率及人在作業(yè)時感到安全和舒適。人機工程學是從人的生理和心里出發(fā)，研究人、機、環(huán)境的相互關系和相互作用的規(guī)律，以優(yōu)化人 機 環(huán)境系統(tǒng)的一門學科。 人機工程學的基本概念 人機工程學作為一門新興學科，在他的自身發(fā)展過程中，有機的吸收和融合了各種相關學科的理論，不斷的完善了本學科的基本概念、理論體系、研究方 法、技術標準和規(guī)范。為了準確的理解人機工程學的基本理論，掌握其在車輛工程領域的應用下面對人機工程學的概念給出準確說明。 機器是為人服務的，任何機器，設備和器具。都需要人來操縱、監(jiān)控和使用，即使是高度自動化的機器，在正常運行中不需要人來進行一般的操縱，機器的開動、監(jiān)視以及出現(xiàn)異常或特殊情況下，還是需要人來處理。人和機器相互作用、相互配合和相互制約，才能共同完成規(guī)定的任務，實現(xiàn)預期的功能。將人與機器聯(lián)系起來，視為一個整體和系統(tǒng)，就稱為人機系統(tǒng)。人機系統(tǒng)處于一定的環(huán)境中， 并與周圍環(huán)境 發(fā)生相互作用。 廣義而言，人機系統(tǒng)就是指“人”與其他所對應的“物”共處于一個時間及空間時所構(gòu)成的系統(tǒng)。人機系統(tǒng)中“人”指的是在所研究的系統(tǒng)中參與系統(tǒng)過程的人； ” 機 ” 則泛指一切與人同處于同一環(huán)境中，并與人交換信息，物質(zhì)和能量，供人使用的物，“機”可以是機器，也可以是物品；“環(huán)境”指的是“人”、“機”、共處的、對人和機有直接或間接影響的周圍外部條件。在“人”“機”間的信息、物質(zhì)及能量的交換中，一般以人為主動，首先是人感受到機器及環(huán)境的作用于人的感覺器官的信息，由體內(nèi)傳入神經(jīng)到達大腦皮層，在大腦分析器中經(jīng) 過綜合、分析、判斷、最后做出決策，在由傳出神經(jīng)將決策信息傳入人的執(zhí)行器官，執(zhí)行器官的動作向機器發(fā)出人的指揮命令或伴隨著操作向機器傳遞能量，機器接受操作信息或操作能量后，將按照自己的規(guī)律做出相應的調(diào)整或輸出，并將其工作和運行的情況用一定的狀況表示出來，在反作用于人，整個系統(tǒng)將這樣的循環(huán)過程中實現(xiàn)人所希望的功能。 人機系統(tǒng)中，“人”“機”之間能夠相互施加影響，實現(xiàn)相互作用的區(qū)域，稱為人機界面。人通過感覺器官接受外部的信息、物質(zhì)和能量，又通過人的執(zhí)行器官向外界傳遞人發(fā)出的信息，物理和能量。因 此，機器及環(huán)境中參加者兩個過程的一切領域?qū)儆谌藱C界面。 接于人機界面的性質(zhì)，可將人機界面分為以下三種： 第一類 —— 控制系統(tǒng)人機界面 如汽車駕駛系統(tǒng)，飛機駕駛系統(tǒng)等。這類人機界面的特點是通過顯示器（主要是視覺和聽覺顯示器）將機器的運轉(zhuǎn)信息傳遞給人，人通過機器上的操作裝置對機器傳達控制指令，使機器按人所規(guī)定的狀態(tài)運行。 第二類 —— 直接作用型人機界面如座椅、家具、服飾、手動工具等。這類人機界面的特點是“人”“機”直接相互作用，要求“機”適合人體的形態(tài)、尺寸及操作能力，使人在使用時用力適當， 感覺舒坦、操作方便和安全可靠。 第三類 —— 間接作用型人機界面如照明、震動、噪聲、小環(huán)境氣等。這類人機界面的特點是“機”的輸出通過對環(huán)境的影響，間接作用于人的心理，心理過程，從而影響人的舒適、健康和生命安全。 上述分類只是為了說明人機界面的特點，各類之間并不是毫不相關的，在實際人機系統(tǒng)中，往往兼有各種人機界面，且相互之間相互影響。例如在汽車的駕駛室的人機系統(tǒng)中。顯示控制系統(tǒng)屬于第一類人機界面，座椅扶手等屬于第二類 人機界面，而室內(nèi)的溫度、噪聲、震動等屬于第三類人機界面。座椅、震動、噪聲會影響人對 控制系統(tǒng)的操縱能力，而錯誤的控制裝置設計又會使人的作業(yè)條件惡化，甚至影響行車安全。可見，人機界面之間有著非常復雜的關系。 3人機關系 人機關系的基本原則可以歸納為以下兩個方面： （ 1）機宜人 使機器的系統(tǒng)盡量滿足使用者的體質(zhì)、心理、生理、智力、審美以及社會價值觀念等素質(zhì)因素的條件的要求，包括：信息顯示即便于接受又易于做出判斷：控制系統(tǒng)的尺寸、力度、位置、結(jié)構(gòu)、形式、均適合操作者的需要