基于人機工程學的自行車設計方法研究與應用.pdf

1、本文針對自行車的個性化設計，探討基于人機工程學的自行車設計方法與流程，并應用于典型實例，為實現(xiàn)客戶化定制的自行車設計提供可借鑒性的理論依據(jù)和相關指導。全文研究內容及結論概括如下： 一、針對自行車騎行過程中的運動特點，建立適用于運動模擬仿真的人-車系統(tǒng)模型，其中人體模型包含骨骼、關節(jié)及肌肉軟組織，可以進行運動生物力學分析。在人-車系統(tǒng)模型基礎上，實現(xiàn)人-車系統(tǒng)運動仿真。 二、對人-車系統(tǒng)仿真結果進行分析，結果表明，在騎行的

2、不同階段，下肢各主要肌肉的施力情況與國外學者Brian等人以肌電訊號分析肌肉施力情況的結論基本吻合，說明人-車系統(tǒng)模型運動仿真能夠模擬真實情況，可以進行深入研究。 三、采用CrownishieldR.D.等人提出的肌肉應力平方和最小作為肌肉疲勞程度的評價指標，進行人體不同騎行姿態(tài)的運動仿真，對比分析肌肉疲勞程度得到結論：人體上身姿態(tài)對肌肉疲勞程度影響很小，下身姿態(tài)對肌肉疲勞程度有較大影響。 四、以肌肉疲勞程度最小為目標，

3、結合人-車系統(tǒng)運動仿真，實現(xiàn)車架結構參數(shù)優(yōu)化設計。采用全面試驗設計和均勻試驗設計兩種方法進行仿真實驗方案設計，通過仿真實驗獲取建立數(shù)學模型所需的數(shù)據(jù)樣本，同時采用回歸分析的方法，建立車架結構設計變量與優(yōu)化指標之間的函數(shù)關系。通過對優(yōu)化結果的分析比較得到結論：采用均勻試驗設計方法進行仿真實驗可以大大減少實驗次數(shù)，且與全面試驗設計方法所得結果相差不大。 五、通過對優(yōu)化結果的比較分析表明，應用所建立的數(shù)學模型預測人體肌肉疲勞程度與采用