人机工程学(自行车设计)

2012年12月13日目录1.摘要2.设计课题2.1设计课题的提出2.1.1儿童自行车的需求2.1.2儿童自行车的销售情况2.1.3市场上销售的儿童自行车的类型2.1.4市场上销售的儿童自行车的性能2.1.5儿童自行车的市场价格2.1.6消费者所能接受的儿童自行车的价格2.1.7相关儿童自行车的人机尺寸及自行车侧面图3设计课题的确定3.1调查3.2自行车的提出3.3建议3.4儿童自行车草图及分析3.4.1简单型儿童自行车3.4.2仿生牌儿童自行车4.儿童自行的分析4.1尺寸的要求4.2尺寸分析4.3自行车的形态学分析4.4部分材料4.5特性分析5.思维导读参考6.设计总结摘要1.儿童自行车概述儿童自行车是儿童车之中的一大门类，儿童车包括儿童自行车、儿童推车、婴儿学步车、儿童三轮车四大类。儿童自行车适用儿童的年龄范围是4～8岁，选购时结合儿童的年龄和身材高矮，选择合适的尺寸，即鞍座高度在435～635mm范围内的自行车，选购车辆时要注意手闸的闸把尺寸。尺寸过大，刹车时孩子就握不紧手闸，也就刹不住车。所以选购时最好带孩子一起去试一试。另外制动力不得小于50N。否则车辆就会刹不住，给小孩带来危害。儿童自行车还配有保护轮（平衡轮），它能使骑车者保持平衡，因此选购时要注意是否配齐（左右各一只），使用时不要随意拆除，家长在选购和使用时务必要考虑这一点。儿童自行车特点儿童自行车的链罩是必不可少的，鞍座最高高度等于或大于560mm的儿童自行车应装一只盘链罩或其它防护装置以遮住链条和链轮上啮合部的外表面，当链条全部啮合在链轮上时，盘链罩应在直径方向上超出链条的外侧面，不用盘链罩而用其它防护装置的，则遮住范围应延至链轮齿初始进入链条两侧片的那一点起沿链条量到至少25mm处。鞍座最高高度低于560mm的儿童自行车应装有一只链罩，它要完成遮住链条、链轮和飞轮的外表面和边沿，还要遮住链轮以及链条和链轮啮合处的内表面，以防小孩手指伸入其中受到伤害。因为儿童自行车不属于用于公路上骑行的，因此在使用时必须要在成人监护下使用，切切不可在公路上骑行。儿童自行车尺寸不能过大，刹车时孩子就握不紧手闸，也就刹不住车。所以选购时最好带孩子一起去试一试。另外制动力不得小于50N。否则车辆就会刹不住，给小孩带来危害。儿童自行车还配有保护轮（平衡轮），它能使骑车者保持平衡，因此选购时要注意是否配齐（左右各一只），使用时不要随意拆除，家长在选购和使用时务必要考虑这一点。2.设计课题的提出根据设计课题的要求和设计时间的安排计划，我首先进行了市场调查。在老师提供的一些网站上查找了相关资料，大体上了解了一下儿童自行车的现状，查找的范围包括全国各地生产制造和销售的儿童自行车，并且查找了一些国家制订的针对此类产品的安全标准及质量标准。但是只有网站上的了解是不足的，之后又到附近一些大型的自行车销售市场上去做了相关调查。由于某些条件的限制，我只对贵阳一些销售的儿童自行车进行了现场调查，调查的范围包括贵阳的一些大型超市和儿童自行车的销售点。主要日程安排如下：十二月十五号进行的网上一些有关儿童对自行车的问题反馈，十二月十六号进行的是超市自行车销售调查，通过市场调查我对我所获得资料进行了整理和总结，得出了以下的一些结论：2.1儿童自行车的现状：2.1.1儿童自行车的需求社会生活水平的不断提高，很多家庭对孩子的生理教育有了很大的重视，同时也对孩子的锻炼力度与娱乐的方法有了很大的提高。所以就有了儿童自行车的出现，这不但提高了儿童的身体素质，而且从某些方面来说，也培养了家长与孩子之间更深的感情。儿童自行车，一方面可以培养小孩的独立自主，另一方面可以让小孩锻炼身体。另外，儿童自行车的销售市场将会变得越来越广，因为对于现在的家庭收入情况来说，基本上每个家庭都负担得起这款产品的购买能力。所以，提醒对这款产品销售有兴趣的人士，加大对该产品的投产力度。当然也不是盲目的投产，必须要了解儿童的各方面喜好，比如说：颜色、款式、材料等的具体调查。目前，儿童自行车的市场比较广，基本上各个阶层的家庭都能够负担得起。2.1.2儿童自行车的销售情况由于该产品使用场合的特殊性，农村的相对使用量相对较少，大部分的销售集中在城市地区。通过调查市场发现，在贵阳市有许许多多的儿童自行车销售地点。销售的状况良好，销售量相当可观，由此可见，目前针对儿童自行车有很好的销售前景。2.1.3市场上销售的儿童自行车的类型通过在网上和市场上查找了的一些资料显示，现在国内比较热销的几种型号的产品主要有：好孩子牌儿童自行车，孩子乐牌儿童自行车，上海智多星牌儿童自行车，新潮牌儿童自行车，森夏牌—儿童自行车，好来喜—儿童自行车，新中华牌儿童自行车，依舟普通儿童自行车，永久蓝猫儿童自行车，都市贝贝儿童自行车，等十几种儿童自行车。每种童车根据轮子直径的不同主要分为十二寸，十四寸，十六寸，十八寸，二十寸五种规格，适合不同年龄段的儿童。而且针对不同年龄的儿童，自行车在外观上有较大的不同，款式多样，便于儿童的选择。2.1.4市场上销售的儿童自行车的性能目前儿童自行车基本上具备成人自行车的大部分功能，同时还添加了一些吸引儿童的创新点，在色彩以及形状等方面进行了一些改进，基本上可以满足儿童的需求。市场上见到的童车一般都安装了前后刹车，防水车铃，前置购物网篮，后置超大工具箱，后轮均配置了安全附轮等，以适应初学的儿童，有的童车还配有避震装置，以满足舒适度的要求。在色彩、材料等上面符合了儿童的要求，换句话说，现在儿童自行车的市场竞争也很大。2.1.5儿童自行车的市场价格儿童自行车的市场价格根据尺寸的大小和质量的好坏以及品牌的不一样价格也各有不同。市场上见到的童车价格范围一般为120－400元，其中120－200元之间的车子属低档次，200－300元之间的属中档次，300－400元之间的属高档次的车子。当然，也不乏有更高档次的自行车。2.1.6消费者所能接受的儿童自行车的价格。大部分消费者所能接受的市场价格在200－400元之间。如下图所示：分析原因，主要是由童车的性价比所决定：120－200元范围内的童车质量不是很有保证，外形及结构也不是很吸引儿童及家长的眼球，200－400元范围内的童车质量一般差不多并且价格也可接受，400元以上的童车质量没问题但价格有点高，由于童车适用于一定年龄段的儿童，小孩可能骑不了多久就搁置起来，性价比显然不是太高，虽然有一定市场但是在市场上不是很占优势。总结上述可得：200－400元之间的童车最具有优势。2.1.7相关儿童自行车的人机尺寸及自行车侧面图：2005年我国儿童身高百分位数据标准年龄周岁男孩身高标准（cm）女孩身高标准（cm）P3P50P97P3P50P973.089.796.8104.188.695.6102.93.593.4100.6108.192.499.4106.84.096.7104.1111.895.8103.1110.64.5100.0107.7115.799.2106.7114.75.0103.3111.3119.6102.3110.2118.45.5106.4114.7123.3105.4113.5122.06.0109.1117.7126.6108.1116.6125.46.5111.7120.7129.9110.6119.4128.67.0114.6124.0133.7113.3122.5132.17.5117.4127.1137.2116.0125.6135.58.0119.9130.0140.4118.5128.5138.7注：P3表示此年龄儿童的第3百分位的身高值。P50表示此年龄儿童的平均身高值。P97表示此年龄儿童的第97百分位的身高值。身高正常范围是处于第3-97百分位数之间。中国男童体格发育数据表(1995年)年龄周岁体重（kg）身高（cm）城区郊区城区郊区X±SX±SX±SX±S初生3.300.383.270.3850.41.750.31.76月8.620.948.340.8969.22.468.32.41岁10.161.049.721.0377.32.776.12.82岁12.571.2812.001.2589.13.487.03.43岁14.421.5113.851.3796.83.794.33.64岁16.231.7715.511.49103.74.1101.03.95岁18.342.1317.171.69110.54.2107.54.26岁20.972.619.332.09117.94.7114.54.97岁23.354.0521.513.00123.95.7120.75.68岁25.734.7623.483.74128.65.9125.16.1中国女童体格发育数据标准(1995年)年龄周岁体重（kg）身高（cm）城区郊区城区郊区X±SX±SX±SX±S初生3.200.363.180.3649.81.649.71.76月8.000.907.810.8667.62.466.82.31岁9.521.059.231.0575.92.875.02.92岁12.041.2311.491.1788.13.485.93.33岁14.011.4313.941.2995.93.693.53.64岁15.811.6814.941.49102.83.999.93.95岁17.841.9716.601.82109.84.1106.54.36岁20.362.5518.742.10117.14.5113.54.87岁22.323.6220.782.98122.75.5119.85.78岁24.584.3222.803.35127.85.8124.66.0二、身体比例关系由于目前没有儿童身体比例关系的研究结果，这里假设未成年与成年人的身体比例关系大致相同。3.设计课题的确定3.1过调查发现市场上销售的儿童自行车存在的主要问题主要是安全问题（这与儿童自行车的材料以及加工工艺有关，自行车的各方面尺寸等。当然我们不能影响其加工工艺，但是可以提出一些比较好的材料，通过查找资料）。其次是儿童自行车的价格，最后才是自行车所配备的色彩。调查结果显示，大型超市、商场所销售的童车比较讲求品质，但价格也普遍偏高，而市场摊位出售的童车，价格比商场低，但质量不敢让人恭维。对于童车安全要求，国家有关方面在１９９３年制定了GB１４７４６－９３标准－－“童车安全要求”。但是有些童车达不到这些标准。主要存在以下几方面的问题：（1）有些儿童自行车的刹车闸把同手柄之间，间隙尺寸过大，由于儿童的手尺寸较小，所以不能很好的握紧。加之，有的自行车坐垫的尺寸过高，超过了小孩的某些尺寸要求。有的鞍座材料较差，坐在其上没有舒适感。孩子就握不紧，也就刹不住车子，下坡的时候不够安全；（2）儿童自行车的链条没有全链盒罩住，容易把手指夹住；（3）刹车太紧小孩子的握力不够；车子的平衡性较差。所以，现在儿童自行车的安全问题正在普遍被人们关注。3.2自行车的提出通过了市场的调查，最后确定了设计：5~7岁的儿童部分儿童群体设计一辆自行车。太复杂的功能对儿童这个特殊的消费群体没有多大的意义，童车质量对其市场占有率将有很大的影响。3.3建议综上所述，我们对童车生产厂家提出以下建议：童车的质量将决定其市场份额，所以生产厂家应该注重保证童车的质量，提高其安全性。另外，市场上销售的童车样式单调，可以考虑设计一些适合儿童的个性化产品。3.4儿童自行车草图及分析针对儿童对某些东西的喜好和现在电视对儿童的影响，设计了以下两款自行车：3.4.1简单型儿童自行车以下是一些简单儿童自行车的部分部位草图：3.4.2仿生牌儿童自行车：仿生牌儿童自行车部分部位草图：4.自行车分析4.1部分尺寸要求鞍座距离地面高度H1与小腿长、足高、大腿长等下肢功能长度有关，加适当修正量。高度一般在435—635mm。小于435mm的童车，另外还要符合GB6675-2003《国家玩具安全技术规范》。鞍座与五同中心距离H2及曲柄长度L1，五通中心是指曲柄在车架上的转动中心。这部分涉及的尺寸包括小腿长、足高、大腿长，要注