【文章內容簡介】 完善了休閑車整體性。此外，對男女士休閑車的設計風格分別也逐漸明顯，男性風格主要以硬朗的橫條三角車架為主，深色 系列為色彩；而女士休閑車沿用了典型“荷蘭”風格設計—— 彎梁車架設計，便于女士上車，色彩除了黑色外，還另外采用了其他彩色系列。除此之外，休閑車還出現(xiàn)了各種分類例如，載重車，兒童車等等。從功能上對人們的需要進行完善設計。 隨著科技的不斷發(fā)展和新材料，與工藝的不斷出現(xiàn)，休閑車也在發(fā)展變化著，大體上休閑車變化將從以下幾個方便改進。結構造型上發(fā)生顯著變化：出現(xiàn)了菱形車架， U形車架，整體塑料車架，雙管環(huán)形車架。菱形車架又出現(xiàn)了后叉和上管相接的加強式，上梁下移等多種形式，使車架結構更緊湊、更新穎，并且強度更高。 （ 1） 休閑車材質發(fā)生重大突破：改變了過去只用鋼材的局面，車架用塑料，碳纖維，鋁合金等。泥板，連蓋用不銹鋼，塑料制成。中軸部件鏈輪，鏈條也用塑料制品等。 （ 2） 花色由單一向多色發(fā)展：車架出現(xiàn)彩斑，彩色或兩色過度等，色調明快，色彩變化無窮。同一色彩分為有光，無光兩大類。商標，標牌也采用滌綸貼花使車身變得五光十色。品種更加豐富：有了不同總類的變速車，又出現(xiàn)了各種不同樣式的山地車。 （ 3） 運動車的騎行速度越快，騎行方式也由直坐式變成仰坐式，有些還模仿汽車的做法，設計出具備有流線型外殼。 （ 4） 休閑車由整體式發(fā)展為折 疊式，便于攜帶。瑞典微型休閑車公司生產一種輕便折疊休閑車，車身廠 米，重 公斤，用一只手可以提起來，車身有六個“關節(jié)”。10 秒鐘內可以疊或打開，可帶乘坐公共汽車。在戰(zhàn)后 60 年代，科技迅速發(fā)展，各國設計師紛紛運用了新型材料于休閑車上。 腳踏式休閑車設計 –7– 1970 年誕生于美國西岸的舊金山。當時，一群熱衷于騎沙灘自行車在山坡上玩樂的年輕人，突發(fā)奇想：“要是能騎著休閑車從山上飛馳而下，一定非常有趣了?！庇谑潜汩_始越野休閑車的設計制，正式命名為山地車則是在兩年后的事。從此，“速降競技”作為體育比賽中的一個新項目嶄露頭腳，運動 員騎山地車沿著規(guī)定的下坡線路高速滑降，速度快者為勝，吸引了眾多的愛好者。 休閑車雖然始于歐洲，但美國人發(fā)明的山地車卻一掃傳統(tǒng)的休閑車概念，將一股新風吹遍全球。經過 100 年的演變和改進和發(fā)展，休閑車的設計無論從人機工程，色彩，造型等方面都有了很大的改進，休閑車設計開始朝簡潔、輕盈、美觀、多樣化、個性化和人性化的方向發(fā)展。 休閑車 向多樣化 、 人性化 、 高科技化路線發(fā)展 設計者從第一輛休閑車設計出來起，考慮到第一個除騎行外的功能是裝載隨身物品，隨后出現(xiàn)了載貨架；為了騎行更快速安全，出現(xiàn)了變速齒輪，變速器 ，避震器；為了騎行更舒適，設計者改變了騎行方式。根據不同使用人群和消費者量身定做的休閑車功能設備，逐漸完善人們的生活，而未來休閑車的功能化發(fā)展則會更多樣化。 人性化設計的口號是上世紀 90 年代提出的，而休閑車的設計亦是如此。從最初的休閑車的鏈條蓋封閉設計，到 T 型的鞍座設計，以及帶扣環(huán)的腳踏設計，無一不體現(xiàn)出人性化設計。根據不同的適用人群，騎行的姿勢也各有不同，比賽用車以流線型為主，而民用型休閑車以舒適為主。未來的休閑車會從人性化出發(fā)對休閑車設計更加的考究。 從單速休閑車到三速，五速，發(fā)展到現(xiàn)在的二十七速的變速 休閑車；變速器也由原來的旋鈕式發(fā)展為轉把式，指撥式，定位指撥式；避震器也由原來的單一后下叉避震，發(fā)展為雙肩前叉避震，鞍管避震等。休閑車的發(fā)展會朝著科技發(fā)展的方向前進，其設計系統(tǒng)會朝導向一體化自行定位，隨環(huán)境變速，趣味性發(fā)展。 目前世界環(huán)境倡導無污染交通工具，因此休閑車成為綠色交通工具最佳產品，世界各國開始更重視休閑車的使用，因此對休閑車的設計要求則更高，它和其他產品一樣，伴隨著科技的進步而發(fā)展的，其設計方向更傾向于人性化設計，多元化，形式多樣化，高科技化，功能化，輕量化，復古化設計發(fā)展。并且，隨著新興材料的 開發(fā)技術越發(fā)成熟，舊的材料加工工藝將會被完善，而新興材料更會更大面積的運用于休閑車設計上，除此之外，各種高科技產品將會有指向性的運用于各種休閑車上。 概念 休閑車 的發(fā)展 人們在對日常休閑車設計的開發(fā)的同時，也對概念休閑車的發(fā)展很關注。 腳踏式休閑車設計 –8– IBDC（ international bicycle design petition）由中國臺灣地區(qū)經濟部技術處主辦全球休閑車設計比賽，是目前概念休閑車設計的一個重要比賽，大賽從 1995 年舉辦至今，已經經過了 15 界，有最初的亞洲范圍為主的競賽，成為今天真正意 義上的國際大賽。 圖 11 “肯陶洛斯” 四輪車 如圖 11 所示，美國 Segway 公司推出一種奇特交通工具，取名為“肯陶洛斯”（半人半馬），現(xiàn)在只有它的原型，暫時還沒有開始批量生產，但是“肯陶洛斯”仍然引起人們極大興趣。 據 Segway 公司網站報道，“肯陶洛斯”繼承了經典 Segway 二輪車的全部主要性能，除此之外，它還擁有一系列附加特性。首先應指出的是，“肯陶洛斯”是四輪車，但是騎車者不僅可以變成半彎腰姿勢騎車，而且可以站著騎車。在站著騎時“肯陶洛斯”將會通過陀螺儀和微型計算機用后輪獨立保持平衡 ，而且復雜的動力學平衡系統(tǒng)使雙輪成所需角度在公路外越野。 Segway 公司證實，“肯陶洛斯”騎行者可以輕松地沿高低不平的路面行駛，逾越凹坑和洼地，能方便地改變車速，可加速到約 35 千米 /小時，而原來的 Segway 二輪車行駛速度不越過 20 千米 /小時。 這里值得提出的是，在很多的概念休閑車設計中，都會取消休閑車車輪的輻條。如圖 12 所示，這樣設計的好處是減少風力對輻條的阻力，并且不會發(fā)生輻條在車輪轉動過程中夾到意外物品的可能。這樣的設計則要求新型概念輪胎所以的材料本身的硬度更大，韌性好，不易變形，這也為未來材料的設 計運用埋下了伏筆。同時，該概念休閑車設計的座椅位置符合人體工程學，乘坐的姿勢可以讓使用者感覺輕便舒服。 腳踏式休閑車設計 –9– 圖 12 路上昆蟲概念車 腳踏式休閑車設計 –10– 2 休閑車設計的要點 人體工程學分析及車身底盤尺寸的初定 人性化設計在休閑車中的應用 人機工程學座位一門新興的科學，是在 20 世紀 50 年代前后才發(fā)展起來的。然而，今天它已成為一切工程技術人員必不可少的工具。 2021 年 8 月，國際人機工程學學會（ International Ergonomics Association）對本學科所轄的定義為：人機工程 學是研究人與系統(tǒng)中相互之間因素的相互作用，以及應用相關理論，原理，數(shù)據和方法來設計以達到優(yōu)化人類和系統(tǒng)效能的科學。人機工程學專家旨在設計和優(yōu)化任務，工作，產品，環(huán)境和系統(tǒng)，使之滿足人們的需要，能力和限度。 人機工程學將人類的需求和能力置于設計技術體系的核心位置，為產品，系統(tǒng)和環(huán)境的設計提供了與人類相關的科學數(shù)據。追求實現(xiàn)人類和技術完善和諧融合的目標。 隨著技術的進一步發(fā)展，日趨完善化的設計更強調人的效能、安全、舒適和身心健康，在設計高效機的同時，充分考慮人的因素，反映人的需要，把人與機密切結合起來。但是，現(xiàn) 行自行車，尤其是休閑、代步用普通自行車在這方面發(fā)展得不盡如“人意”，存在的問題主要是自行車的一些零部件尺寸不適于人。所以在保證高效的同時，有必要從人機工程學的角度對其做一些“人性化”的改善。 （ 1） 車座的分析與改進 大多數(shù)人長時間騎自行車，都會感到臀部疼痛。之所以如此，一部分原因是前傾式的騎車姿勢使騎車者會陰與車座前端產生磨擦，時間一久就會感到不舒服 。一部分原因則是車座的尺寸與人體尺寸不符所致。 根據人體組織的解剖特性可知，坐骨結節(jié)處是人體最能耐受壓力的部位，身體的主要重量均由骨盆下的兩塊面積約為 25 cm 的坐骨結節(jié)承受，故車座后端寬度過小就會使坐骨結節(jié)處在鞍座外緣。這樣，身體的壓力使得坐骨結節(jié)被迫分離的趨勢過大，由此導致臀部的疼痛感。所以車座后端應在現(xiàn)有的基礎上適當加寬。 ① 車座寬度。 車座后端的寬度應根據人體坐骨結節(jié)間距 (50 %的人群 )加適當余量而定。 女性骨盆的坐骨結節(jié)間距約為 23 cm ，男性骨盆坐骨結節(jié)間距約為 20 cm。據此，車座寬度的適宜范圍 :男式普通單車為 24～ 26 cm ，女式普通單車為 26～ 29 cm 較合適。 鞍座前端細部寬度由會陰加較小余量確定，這個寬度不可過寬，否則會對會陰產生較大磨 擦。 根據人體解剖學中的數(shù)據，可確定該寬度以 6～ 8 cm 為宜，具體尺寸如圖 21 所示。 腳踏式休閑車設計 –11– 圖 21 靠背示意圖（單位： cm） ② 車座長度。人體處于坐姿時，坐骨結節(jié)離臀部后緣約 10～ 12 cm，據此，車座后端的長度范圍定為 10～ 12 cm。鞍座總長不同于一般工作椅的座深，鞍座的總長只需給騎車者以有限的支承穩(wěn)定性即可，因為鞍座過長勢必影響大腿前后擺動的靈活性。人體的會陰中心離坐骨結節(jié)約半個大腿厚，鞍座總長由坐姿時臀部后緣到坐骨結節(jié)間距加上坐骨結節(jié)中心到會陰點間距加適當余量而定。 50 %的人體大腿厚約為 13 cm，故在座長度范圍為 22～ 24 cm(余量約取 5. 5 cm)。 ③ 座面傾角。鞍座后傾一定的角度，一方面可使背部抵靠靠背，獲得支持，從而降低背肌靜壓 。另一方面則可防止坐者從座緣滑出座面。鞍座后傾的角度不可太大，如果太大，身體勢必前屈作業(yè)，致使脊椎拉直，破壞正常腰椎曲線，形成一種費力姿勢，一般后傾角在 3176。以內為宜。另外，研究還表明，人在騎車時身體適當前傾，人體的迎風面積減小，更有利于發(fā)力和加速，如果靠背角為 90176。，前傾角在 15176。以內，則相當于前傾座面與靠背夾角在 105176。以內，屬坐姿的最小舒適范圍。 靠背對于 脊椎部還能起適度的支持作用，肌肉緊張較小，背部壓力在椎骨上分布也較均勻?；诖?，座面傾角設置成可調式，能在后傾與前傾坐姿的舒適調節(jié)范圍內連續(xù)調整，并可在任意角度鎖緊，騎車者可根據需要調整鞍座傾角。 腳踏式休閑車設計 –12– ④ 座墊。 長時間騎車，臀部不舒服的另外一個原因就是座墊軟硬不合適所致。鞍座加上座墊，人坐于其上，臀部壓力值大為降低，接觸支承面增大，使壓力分散。但是座墊不可過軟，過軟不僅增加了身體的不穩(wěn)定性，而且容易使人產生疲勞 。過硬又會導致臀部痛楚或麻木。 座墊的軟硬應以股骨頭剛好與座墊相接近，幾近接觸而無壓力為宜。測試數(shù)據表明 :此時臀部下陷約 18 mm。另外坐墊材料必須透氣，且不易打滑，座墊應縫制或釘在鞍座上，使其對起坐時的動載有良好的彈性響應。 （ 2） 靠背的分析與設計 長時間騎自行車的人感覺腰部最累，這是因為騎車時，人處于一種前屈運動的狀態(tài)，坐姿屬于非自然姿勢。良好的坐姿，壓力適當?shù)胤植加诟髯甸g盤上，肌肉組織承受均勻的靜負荷，脊椎形狀最接近自然狀態(tài) 。而人處于非自然姿勢時，椎間盤內壓力分布不均衡，故腰部產生酸痛、疲勞等不適感。要減輕腰部的不適感，在保證人體操作靈活性的同時，應使人騎車時的坐姿接近自然坐姿。通常情況下，設置適當?shù)?靠背可使疲勞降低，大于90176。的靠背還可防止骨盆的旋轉，增加坐姿的穩(wěn)定性，基于上述原因與原理，可考慮在自行車的鞍座后面設置一個適當?shù)目勘常勘车木唧w尺寸如上圖 211 所示。 ① 靠背的高度。 靠背由肩靠和腰靠兩部分構成，腰靠的凸出部分壓入腰凹內，以保證腰部得到充分支持，其水平截面為曲率不大的圓弧形，以適合于腰圓。 由于成年人腰椎部的中心位置約在座位上方 23～ 26 cm 處，腰椎支點略高于此尺度，腰靠的高度至少要等于腰椎支點的高度，以支持背部重量，所以腰靠的高度在座面上方 26～ 32 cm處為宜。 為了使背部下方骶骨 和臀部有適當?shù)暮笸箍臻g，座面上方與靠背下部之間留一開口部分，其高度至少為 12. 5 cm。 ② 靠背的寬度。 寬度由腰圍決定，腰圍以 50 %的女性的腰圍為依據，靠背寬度為腰圍的 1/ 3 ， 50 %的女性腰圍為 77. 2 cm，所以靠背寬度可定為 26 cm。 ③ 靠背的角度。 設為 99176。，該傾角的作用與座面傾角的作用相同。 ④ 靠背的重量及材料。 靠背不易過重，太重，一方面增加了自行車的重量，另一方面則使自行車的重心后移，人騎車上坡時，容易引起翻車事故。 所以，靠背應選用強度較好，質量較輕的材料 (如 ABS 塑料 ) ，并具有 適當?shù)膹椥?，以增加舒適感。 （ 3） 車把的分析與改進 ① 車把的高度。 自行車的車把如果偏低，騎車者必須彎下腰，時間久了，就會感到腰酸背疼，胳膊疲勞。 車把的高度應保證騎車者在騎車時處于自然坐姿或接近自然坐姿，并使頸關節(jié)、胸關節(jié)、腰關節(jié)、髖關節(jié)、肩關節(jié)和肘關節(jié)處于舒適的調節(jié)范圍內。 腳踏式休閑車設計 –13– ② 車把的寬度。 經實踐測量，當車把的寬度接近于騎車者的最大肩寬時，人能夠自然舒適地握住車把，并能保持長時間不易疲勞。 中等身材 (50 %的人群 )的人最大肩寬，男為 cm ，女為 cm，因此，車把的寬度可定為 ～ cm。 ③ 把手。 現(xiàn)行自行車的把手很多