【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 110176。減小到 90176。時(shí)，空氣阻力增加 14％；姿勢(shì)角由 90176。減小到 70176。時(shí)，空氣阻力增加 19％。大腿股四頭肌力量訓(xùn)練對(duì)提高膝關(guān)節(jié)速度、法向加速度、切向加速度與大腿擺動(dòng)角速度、角加速度及其重要；小腿三頭肌瞬時(shí)功率增加可以提高曲柄的角加速度及角速度，有利于騎行速度的提高；騎行蹬踏過(guò)程中，踝關(guān)節(jié)肌肉力量的強(qiáng)弱直接決定完成動(dòng)作時(shí)支撐的穩(wěn)固性及膝關(guān)節(jié)作用力的效率。相關(guān)學(xué)者提出了以下建議：注重大腿肌群力量的訓(xùn)練，尤其是股四頭肌的強(qiáng)化訓(xùn)練，提高其專(zhuān)項(xiàng)擺動(dòng)能力，以獲得較高的角速度及髖、膝、踝關(guān)節(jié)的速度；培養(yǎng)運(yùn)動(dòng)員下肢肌肉收縮與 放松迅速交替的能力，以保證下肢運(yùn)動(dòng)骨杠桿的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)作的連貫性，避免蹬踏運(yùn)動(dòng)的僵硬；蹬踏過(guò)程中，接近“死點(diǎn)”位置時(shí)，處于下“死點(diǎn)”位置的足踝應(yīng)積極做出踏提動(dòng)作，以獲得其角速度的提高，從而利于曲柄角速度的增加，并且還有利于上“死點(diǎn)”位置的踏點(diǎn)順利平滑渡過(guò)“死點(diǎn)”，加強(qiáng)該專(zhuān)項(xiàng)能力訓(xùn) 5 練時(shí)應(yīng)多強(qiáng)化小腿三頭肌肌力和踝關(guān)節(jié)柔韌訓(xùn)練。 課題 研究 的意義和目的 現(xiàn)代社會(huì)物質(zhì)變化迅速，首當(dāng)其沖的應(yīng)該就是地球的環(huán)境變化，人造建筑逐漸增多，礦物質(zhì)燃料的燃燒造成大氣層嚴(yán)重的污染，大量金屬類(lèi)資源的粗放型消耗，尤其是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈所 帶來(lái)的資源、能源消耗和污染，能源的日趨枯竭和環(huán)境的日趨惡化己經(jīng)成為人類(lèi)關(guān)注的主題之一。 作為制造業(yè)中最大的資源消耗源和最大的環(huán)境污染源之一的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)， 2021全世界擁有各型汽車(chē)近 7 億輛，新車(chē)的年生產(chǎn)量約 5000 萬(wàn)輛，根據(jù)目前的估計(jì)，預(yù)計(jì)到 2021 年，汽車(chē)的總保有量將超過(guò) 8 億輛。近年來(lái)，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展迅速，汽車(chē)產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)。與此同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車(chē)消費(fèi)量也在持續(xù)增長(zhǎng)，早在 2021 年中國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)消耗的石油已占全國(guó)石油需求的 43%，預(yù)計(jì)到 2021年機(jī)動(dòng)車(chē)的石油消耗將占當(dāng)年石油需求 的 57%。要從根本上解決這個(gè)問(wèn)題還是要從人類(lèi)的意識(shí)和基本生活的方方面面出發(fā)，而自行車(chē)的普及卻能夠?qū)嵸|(zhì)性地緩解石油類(lèi)資源，鋼鐵類(lèi)材料消耗問(wèn)題等等。符合綠色設(shè)計(jì)的長(zhǎng)久可持續(xù)發(fā)展的理念。 在歐洲 ,很多人為了減少因駕車(chē)帶來(lái)的空氣污染而愿意騎自行車(chē)上班，這樣的人被視為環(huán)保衛(wèi)士而受到尊敬。美國(guó)的報(bào)紙經(jīng)常動(dòng)員人們?nèi)コ?jí)市場(chǎng)購(gòu)物時(shí)，盡量多買(mǎi)一些必需品，減少去超市的次數(shù)，以便節(jié)省汽油，同時(shí)減少空氣污染。頗有影響的美國(guó)自行車(chē)協(xié)會(huì)一直呼吁政府在建公路時(shí)修自行車(chē)道。在德國(guó)，很多家庭喜歡和近鄰用同一輛轎車(chē)甚至結(jié)伴騎行外出，以減少可能 的汽車(chē)尾氣排放。為潔凈城市空氣，伊朗首都德黑蘭規(guī)定了無(wú)私車(chē)日，在這一天，伊朗總統(tǒng)也和市民一道乘公共汽車(chē)上班。在上海，一些公司職員經(jīng)常合乘一輛出租車(chē)，名曰：“拼車(chē)”。 現(xiàn)有的中國(guó)自行車(chē)市場(chǎng)不說(shuō)魚(yú)龍混雜，也至少是參差不齊，缺少?gòu)?qiáng)勁有力的競(jìng)爭(zhēng)品牌，自行車(chē)以及相關(guān)產(chǎn)品的高端市場(chǎng)一直在被諸如捷安特，禧瑪諾，寶馬，美利達(dá)，閃電等國(guó)外品牌所把握，國(guó)內(nèi)曾經(jīng)的老品牌諸如鳳凰，永久之類(lèi)的企業(yè)也因?yàn)闃邮嚼匣?、新近轉(zhuǎn)型和加入世貿(mào)組織受到國(guó)外品牌的沖擊而在市場(chǎng)的占有率上顯得捉襟見(jiàn)肘。所以在這個(gè)時(shí)候國(guó)內(nèi)的自行車(chē)產(chǎn)業(yè)做一個(gè)結(jié)合人機(jī)工程學(xué) 對(duì)于車(chē)架造型的分析、解剖、再生的調(diào)整顯得尤為重要。 自行車(chē)這種工業(yè)化大生產(chǎn)的產(chǎn)物，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域中盡展其特有的潛質(zhì)之后，便一定能成為促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈得以迅速發(fā)展并具有持久擴(kuò)張力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是，自行車(chē)車(chē) 6 架造型特征與人機(jī)工程學(xué)理論的結(jié)合在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值還沒(méi)有得到很好的執(zhí)行。在資源、能源快速消耗，地球生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，自行車(chē)造型深度開(kāi)發(fā)的過(guò)渡商業(yè)化，無(wú)節(jié)制的粗制濫造以及缺乏理性消費(fèi)的時(shí)代，必須重視從人機(jī)工程學(xué)出發(fā)的自行車(chē)車(chē)架造型設(shè)計(jì)改良任務(wù)的緊迫性。無(wú)論是保證產(chǎn)品能夠適合市場(chǎng)的同時(shí)具備能與同類(lèi)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)相 媲美的能力，還是對(duì)保護(hù)環(huán)境與促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都具有重要作用。 自行車(chē)的存在 確實(shí)較大的方便了我們的生活，不僅用于生活鍛煉而且還有利于身體的健康發(fā)展，由于不同的人擁有不同的身體狀況以及獨(dú)特的騎行方式，不同的人對(duì)于自行車(chē)的要求不同，所以必須針對(duì)個(gè)人對(duì)自行車(chē)進(jìn)行調(diào)整，掌握良好的正確尺寸，有利自身使用。但大多數(shù)普遍存在的自行車(chē)缺陷在于以下幾點(diǎn)： 一、 鞍座的不舒適會(huì)導(dǎo)致疾病 騎 行時(shí)臀部受到擠壓，影響局部血液循環(huán)受阻 ，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)因?yàn)榘白Y(jié)構(gòu)或尺寸不符合自身生理情況，導(dǎo)致泌尿系統(tǒng)疾病，腫脹發(fā)炎等。所以，為避免此類(lèi)情況的發(fā)生應(yīng)該選擇合適的座駕，調(diào)整鞍座高度使其適合本身。 二 、 長(zhǎng)時(shí)間握把對(duì)手的傷害 在騎行中上肢長(zhǎng)時(shí)間受壓且運(yùn)動(dòng)量極小，上肢的血液循壞減少，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間騎車(chē)后兩手發(fā)麻，酸脹無(wú)力，腕關(guān)節(jié)疼痛。 因此 在長(zhǎng)時(shí)間騎車(chē)后應(yīng)該下車(chē)進(jìn)行全身活動(dòng)，要加強(qiáng)上肢運(yùn)動(dòng)以緩解上肢的受壓 ,車(chē)把材料要柔軟 ,車(chē)把高度與車(chē)座距離要嚴(yán)格計(jì)算設(shè)計(jì)。 三、 對(duì)頸椎和腰椎的傷害 騎車(chē)者身體過(guò)度前傾時(shí)，為了觀(guān)察前方，必然要抬頭仰頸，這是一種強(qiáng)迫性姿勢(shì)，會(huì)造成頸部肌肉緊張，騎行時(shí)腰部負(fù)擔(dān)最重。所以騎行時(shí)要注意變換姿勢(shì)，正確的做法是上體較低，頭部稍?xún)A斜前伸，降低身體重心，雙手輕而有力握把，臀部穩(wěn)坐。車(chē)把、鞍座、腳踏板之間的距離位置尺寸要嚴(yán)格計(jì)算，按照有利于 人體健康的尺寸設(shè)計(jì)。 7 第二章車(chē)架的設(shè)計(jì) 車(chē)架設(shè)計(jì)的主要參數(shù) 針對(duì)一個(gè)身高為 1740mm 的人體，以中軸為坐標(biāo)原點(diǎn)，得到鞍座位置參數(shù)坐標(biāo)（ 191，580），車(chē)把位置參數(shù)坐標(biāo)為（ 429， 693），分析得到車(chē)把、鞍座、中軸三個(gè)位置的載荷如表 31 所示。 表 21車(chē)架所受荷載 Fx/N Fy/N Fz/N 車(chē)把 14 41 7 鞍座 64 457 40 中軸 64 238 32 圖 21 所謂改變角度，就是改變每個(gè)管件之間的夾角。本文所改變的角度是立管相對(duì)于地面的傾角，上文分析了特定人體參數(shù)對(duì)應(yīng)的車(chē)架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，其中立管和水平地面的夾角為 72，下面將分析立管和水平地面夾角為 75 的自行車(chē)車(chē)架。車(chē)把、鞍座、中軸三個(gè)位置的載荷如表 32 所示。 表 22車(chē)架所受荷載 Fx/N Fy/N Fz/N 車(chē)把 14 39 7 鞍座 65 427 65 中軸 64 265 52 車(chē)架的最大應(yīng)力值為 ，應(yīng)力值有所減小，但是降低幅度不大。表明適合人體特征參數(shù)的自行車(chē)車(chē)架具有良好的騎行性能。 適合人體特征參數(shù)的自行車(chē)車(chē)架最大應(yīng)力值遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力，將車(chē)架的上管和下管 8 壁厚由 減小到 。車(chē)架的最大等效應(yīng)力值增大到 ，但是仍然小于許用應(yīng)力，因此，在車(chē)架強(qiáng)度足夠的前提下，可以考慮減小壁厚，從而減輕整車(chē)重量，也節(jié)省了材料。 可以從身體各部位長(zhǎng)度計(jì)算車(chē)架尺寸 ,測(cè)量大腿長(zhǎng)度 i,身長(zhǎng) t,臂長(zhǎng) a,肩寬 s,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算所需車(chē)架尺寸 : 公路車(chē)架尺寸＝ i*（ cm） 山地車(chē)架尺寸＝ (i*)*（英寸） 把立長(zhǎng)度＝ [(t+a)/2+x]et 公路車(chē) x＝ 4；山地 x＝ 8； et＝ effective top tube length 車(chē)架材料選擇 自行車(chē)屬于日常消費(fèi)品，要對(duì)其使用壽命有很大的要求，因此要選擇具有耐腐蝕、輕巧、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、美觀(guān)、良好承重等特性的材料。 由于人們購(gòu)買(mǎi)自行車(chē)時(shí)越來(lái)越多的考慮騎行使用輕便快捷的問(wèn)題，因此很多中高檔車(chē)型都使用了新型材料，如碳纖維、鎂合金、鋁合金等，將本文中車(chē)架材料采用的鉻鉬鋼改為 6061 型鋁合金。鋁合金的屈服強(qiáng)度為 276Mpa，車(chē)架的最大等效應(yīng)力 ，小于許用應(yīng)力，由于車(chē)架體積沒(méi)變，鋁合金的密度又大約是鋼的 1/3，所以在減小應(yīng)力的同時(shí)，減輕了車(chē)架的質(zhì)量，這種新型材料值得大力推廣。自行車(chē)的材料己從當(dāng)初以普通碳素鋼、鉻鋁鋼、鉻錳鋼以及鋁合金材料為主，逐步發(fā)展到采用工程合成塑料、熱塑性材料（重量和彈性與碳纖維相仿，具有復(fù)原 性能好、可塑性強(qiáng)、耐撞擊、吸震性強(qiáng)等特性）