山地自行车的人机学问题评析与改进设计

山地自行车的人机学问题评析与改进设计10级机械工程及自动化2班周博20100130240•【摘要】：本论文应用人机工程学的知识，对我们熟悉的山地自行车进行评析并作改进设计，通过调查问卷以及自己亲身经历，提出质疑，查找资料，解决问题，设计提案并加以总结。设计方案根据各方面影响因素来加以设计和制作。•【关键词】：山地自行车人机工程【正文】:随着我国经济经济的不断发展已经人民生活水平的提高，现代的社会越来越提倡绿色生活、健康生活。时下很多白领及老年退休人员甚至大学生都加入到骑友的行列中来，一方面他们可以感受祖国山川的美好，另一方面还可以强身健体。生活水平的提高使我们对自行车的要求更高，目前骑友最多的是使用牛头抱车把的山地自行车，但是长时间的跋涉会遇到各种路况及突发事件，一件最让人头疼的事就是自行车车胎气不足，野外环境中自行车没有气会造成非常大的不便。在道路情况复杂及路况不明的情况下，游行人员及易迷失方向从而带来非常大的比便之处。另外，在城市中，很多中学生上下学都是以自行车为代步工具，能有一辆山地自行车来上下学在男孩子眼中也是一件非常酷的事。但是由于城市中短距离骑行需要经常使用锁具，目前山地自行车的锁具一般都是挂在自行车车座下方，一方面不太美观，另一方面也会造成一些不必要的麻烦。以下是山地自行车及其细节图片一、目前山地自行车的不便之处•山地自行车作为目前骑友的骑行工具，在给他们骑行观光带来方便的同时，也让他们有一些苦恼：在偏远的地方，一旦自行车胎气不足或者因车胎有小伤口而缓慢漏气时会让骑行者倍感焦急，如若此时有一只打气筒会解决不少麻烦。•在偏远的地方或者山林里面，骑行者很容易因道路不熟悉而迷失方向，很多人可能会忘记带指南针而在路途中耽误大量的时间。•骑友在旅行时，有时可能因为掉队而迷失道路或与大家失去联系，这不仅会造成危险，也会在行车途中带来不便。•城市中的中学生骑车是会在车座下方挂一个锁，但是有时会因与轮胎触碰而造成危险。•有时因前方紧急情况而刹车也会造成撞伤等事故。二、调查问卷针对目前山地自行车可能造成的不便，我们进行了调查问卷。一共进行了100份的调查问卷，收回98份关于自行车一些常见问题的调查问卷•1.你对现在大多数自行车的防盗装置满意吗？A非常满意B满意C不满意D很不满意•2.你认为目前的自行车防盗装置美观吗？A美观B还可以C不美观•3.你认为在自行车上配有更加有效的防盗装置有必要吗？A很有必要B有必要C没必要D完全没必要•4.你因为自行车轮胎没气或者气太少而又没有充气器具而烦恼过吗？A烦恼过B没有烦恼过•5.你认为在每辆自行车上配有充气筒有必要吗？A很有必要B有必要C没必要D完全没必要•6.假如给自行车配有充气筒你会不会觉得不便？A很不方便B不方便C不会不便D非常好•7.你有过这样的经历吗？在你的行车经历中，因为道路的复杂或者其他的原因而分不清你的行车方向。A有B没有•8.你觉得在自行车上配备有定位系统或者指南针有必要吗？A很有必要B有必要C没必要D完全没必要•9.在你的骑车经历中你有过因紧急情况而急刹车吗？A有B没有•10.你有这样的担忧吗？因为你的急刹车加上身体的惯性，会造成你的身体与车把撞在一起而受伤。A有B没有调查结果•有82人对现有自行车的防盗装置不满意•有67人认为现在自行车的防盗装置不美观•有97人认为对自行车配有更加有效的防盗装置是有必要的•有79人因为自行车没气或气太少而烦恼过•有90人认为应该为自行车配备充气筒•有84人认为为自行车配备充气筒会带来不便•有89人迷过路•有59人为自行车配有定位系统或者指南针是有必要的•有98人因紧急情况刹过车三、调查分析1.现有的自行车的防盗设施效果很不理想，须进行改进。2.现有自行车的锁具外形不美观，影响自行车的整体外貌。3.自行车因胎气不足曾给大多数人带来不便，都认为自行车有配备打气筒的必要，但是感觉携带打气筒会非常不方便。4.多数人曾因道路复杂或其他原因迷过路，认为自行车上须加装指南针等导航装置。5.多数人在骑车过程中经历过紧急刹车，也因此会担忧将自己撞伤。四、目前山地车图样整体外观车锁位置及车锁牛头抱车把五、人机评析及改进方案针对以上问题，结合人机工程学所学知识，可对山地自行车改进，考虑到美观的问题可将改进设施集中于牛头抱车把上。防盗问题的改进：由于山地自行车车把均为平直的车把，可以充分利用其内部空间。环形锁塞装在横管中，手柄通过搭扣与横管活动连接，需要将自行车锁定时，打开搭扣，将手柄连同环形锁从横管中取出，手柄此时充当锁舌，即可将自行车锁定，若有非配套钥匙的异物破坏锁芯时则防盗感应器启动警报器和强光灯，报警的同时用强光干扰盗贼视线。打气筒问题的改进：微型打气筒塞装在横管中，通过螺纹与横管紧密结合，自行车需要充气时，将手柄连同打气筒从横管中拧出来，手柄此时充当打气筒的压柄，即可充气。导航问题的改进：可在自行车车把中间位置安置一个指南针，此位置不仅不会浪费空间，还有利于人们的观察；另外可在自行车车把中心安置GPS定位系统，通过其终端可定位其位置。防撞安全设施的改进：基于汽车安全气囊的启发，可在自行车指南针下方安装安全气囊，安全气囊能够在剧烈碰撞的情况下自动弹出从而起到安全防护作用，防止突发撞击事件对骑行者造成的伤害，同时，也可以手动使安全气囊弹出。六、具体实现原理及附图图一图二图三图四图中：1、横管2、手柄Ⅰ21、打气筒22、螺纹3、手柄Ⅱ4、指南针5、GPS终端6、安全气囊31、环形锁32、搭扣33、锁眼34、警报器35、强光灯此改进方案具体实施方式的结构中包括横管1、分别设置在横管1两端的手柄Ⅰ2和手柄Ⅱ3，横管1上嵌设有定位导航装置和安全气囊6，手柄Ⅰ2与塞装在横管1内的打气筒21固接并作为此打气筒21的压柄，手柄Ⅱ3与塞装在横管1内的环形锁31固接并作为此环形锁31的锁舌，定位导航装置包括设置在横管1中间的指南针4和横管1内部的GPS终端5，打气筒21的外壁和横管1的内壁设置有相配套的螺纹22，手柄Ⅱ3通过搭扣32与横管1活动连接，环形锁21的锁芯内和锁眼33周围分别设置有防盗感应器和配套的警示装置，此警示装置包括警报器34和强光灯35。•此改进方案的工作原理是：此车把不仅能够掌控自行车平衡和方向，而且集成了充气、防盗、定位导航以及安全防护等功能，为人们骑行带来极大方便，打气筒21塞装在横管1中，通过螺纹22与横管1紧密结合，自行车需要充气时，将手柄Ⅰ2连同打气筒21从横管1中拧出来，手柄Ⅰ2此时充当打气筒21的压柄，即可充气；环形锁31塞装在横管1中，手柄Ⅱ3通过搭扣32与横管1活动连接，需要将自行车锁定时，打开搭扣32，将手柄Ⅱ3连同环形锁31从横管1中取出，手柄Ⅱ3此时充当锁舌，即可将自行车锁定，若有非配套钥匙的异物破坏锁芯时则防盗感应器启动警报器34和强光灯35，报警的同时用强光干扰盗贼视线；横管1中间的指南针4能够使骑行者方便地辨别骑行方向，GPS终端5能够准确定位骑行者的位置，便于快速处理意外情况；安全气囊6能够在剧烈碰撞的情况下自动弹出从而起到安全防护作用，防止突发撞击事件对骑行者造成的伤害，同时，也可以手动使安全气囊6弹出。七、设计小结自行车是人们最常使用的代步工具，本次改进设计通过调研、分析和思考将其与人机工程学有机结合起来，对人们常用的自行车做了相关的改进设计。改进的优点是：集成度高，将若干项工具集成到自行车车把上面，提高了车把的利用率；设计美观，通过将改进的装置安装于车把内部，减少了裸露在自行车外面的设施，是自行车看起来简洁而美观；安全，增加导航装置及安全气囊为骑行者的出行带来了保障。后注：此论文由于需进行调查分析和查资料而造成工作量加大，因此与学号为201001030235的张林同学合作完成。