自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析

1、自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,鞍座是自行車重要的組成部分，在騎行時(shí)與人的關(guān)系密切，在設(shè)計(jì)前需要進(jìn)行深入的人機(jī)分析。,返回,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,1.人體骨骼分析 在骨盆下口的前方，介于兩側(cè)坐骨下支及兩側(cè)恥骨下支之間，有一深切跡，男性其呈銳角（約50～60°），稱為恥骨下角，女性呈鈍角（約80～85°），稱為恥骨弓。恥骨角的大小對(duì)座面的寬度值有一定的影響。,返回,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,2.普通鞍座所

2、存在的問題 除坐骨結(jié)節(jié)外，恥骨聯(lián)合也分擔(dān)一部分上肢的重量；而在進(jìn)化過程中人體并沒有讓胯部承受重量的設(shè)計(jì)，所以在人體坐在車座上的時(shí)候是坐骨生殖區(qū)靠在平坦的座面上，這樣就會(huì)壓迫到坐骨生殖區(qū)的組織和脂肪，造成生殖區(qū)域的麻木和缺血，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致生殖系統(tǒng)障礙。 所以普通車座對(duì)人體的坐骨生殖區(qū)的血液循環(huán)和性能力都有一定的影響。正常情況下騎車，臀部以坐骨結(jié)節(jié)著力。兩坐骨結(jié)節(jié)的之間的平均距離約為9cm。當(dāng)?shù)缆凡黄?，受到顛簸上下時(shí)，

3、臀部難免向前滑動(dòng)，使坐骨結(jié)節(jié)落空在兩側(cè)，尾骨成為承重支點(diǎn)，尾骨受到很大的重力，與堅(jiān)硬的坐墊相撞，嚴(yán)重的可發(fā)生折斷或與骶骨分離。,返回,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,返回,3.鞍座和普通坐椅的區(qū)別 （1）普通坐椅 經(jīng)過長期進(jìn)化，人體對(duì)坐姿經(jīng)過了很好的設(shè)計(jì)和適應(yīng)，所以人體在坐位時(shí)，坐骨結(jié)節(jié)和大腿后側(cè)的肌肉和脂肪以及大腿骨承擔(dān)了大部分的人體上肢和軀干重量，較不容易疲勞。坐骨結(jié)節(jié)的骨頭表面是由相互垂直的橫隔構(gòu)成的，所以它抵

4、抗壓力的能力很強(qiáng)。而且人體在生命中有很長一段時(shí)間內(nèi)是采取坐位的，坐骨結(jié)節(jié)的股骨頭表面會(huì)有一層繭膜，這樣延長了人體骨神經(jīng)疲勞的時(shí)間。人在采取坐位的時(shí)候，臀部和大腿的肌肉和脂肪會(huì)保護(hù)神經(jīng)和血管豐富的坐骨生殖區(qū)不受或者很少受到壓迫。所以人體在采取坐位時(shí)，不容易引起坐骨生殖區(qū)的疲勞和不適。,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,返回,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,3.鞍座和普通坐椅的區(qū)別 （2）鞍座 在騎乘自行車時(shí)，骨盆底部的骨支

5、撐了身體大部分的重量。車座比椅子要窄的多，而且呈三角形。在騎行的時(shí)候人體跨坐在車座上，與坐姿不同，坐骨生殖區(qū)由于缺少了大腿及其脂肪的保護(hù)，直接面對(duì)車座的前端，恥骨會(huì)承擔(dān)人體上肢和軀干的一部分重量。恥骨的構(gòu)造與坐骨結(jié)節(jié)不同，它是由片狀的隔膜構(gòu)成的，傳遞刺激比坐骨結(jié)節(jié)要敏感很多。同時(shí)還會(huì)壓迫到坐骨生殖區(qū)的軟組織和脂肪。而正是這個(gè)部位有通向生殖區(qū)域的神經(jīng)和動(dòng)脈，這些動(dòng)脈是給生殖器官供血的血液通道。,返回,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,4.鞍座認(rèn)

6、識(shí)的誤區(qū) （1）柔軟寬大的鞍座效果并不如人們期望的那樣好 因?yàn)槿藗冊(cè)隍T乘時(shí)，如果坐骨結(jié)節(jié)所承受的力大于會(huì)陰區(qū)的力，車座兩側(cè)會(huì)下陷，同時(shí)由于車座是平的，多余的墊料就會(huì)填充到恥骨角的區(qū)域，加大了車座對(duì)于會(huì)陰區(qū)的擠壓，從而讓騎乘者更加不舒適；同時(shí)，人們騎乘寬大柔軟的車座時(shí)由于車座后部寬大會(huì)影響蹬踏，這樣人們?cè)隍T乘過程中由于寬大車座的阻礙身體重心會(huì)不自主地前移，使坐骨結(jié)節(jié)脫離車座后面寬大的區(qū)域而使會(huì)陰區(qū)被壓迫在一個(gè)比

7、較窄小的范圍內(nèi)，產(chǎn)生不舒適感。 （2）適合女性的鞍座應(yīng)比適合男性的鞍座大很多 從數(shù)據(jù)的角度來說，女性的坐骨結(jié)節(jié)比男性的坐骨結(jié)節(jié)寬一些，但并沒有人們想象中的那么寬，也就是說，現(xiàn)在市場(chǎng)上一些品牌的女性自行車座為了宣揚(yáng)其針對(duì)女性的特點(diǎn)，刻意將車座的后部設(shè)計(jì)的比較寬大，其實(shí)并不是十分的合理。由于女性生理結(jié)構(gòu)的原因，臀部的脂肪比較多，如果將鞍座設(shè)計(jì)的比較寬大的話會(huì)與腿部特別是大腿后側(cè)靠近臀部的肌肉摩擦，從而產(chǎn)生不舒

8、適感。,返回,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,5.自行車騎行受力分析 （1）小角度0°～30° 這一角度的騎乘者主要是一些運(yùn)動(dòng)員。騎乘者軀干與地面的傾斜角小于30°，這樣做可以有效減小身體對(duì)空氣的阻力，加快騎行的速度。但是速度是以犧牲運(yùn)動(dòng)員的騎乘舒適度為代價(jià)的。,返回,5.自行車騎行受力分析 （2）中角度30°～60° 對(duì)于騎乘角度

9、在30°～60°度之間的騎乘者來說，其騎乘的舒適程度要比0°～30°之間的運(yùn)動(dòng)員要好許多。在設(shè)計(jì)上，這一角度鞍座比公路賽車的鞍座寬大、柔軟，鞍座與坐骨生殖區(qū)的接觸面積明顯減少，而且對(duì)坐骨生殖區(qū)的壓迫明顯減輕，在墊料選擇上，一般選擇較硬的海綿作為墊料，外面覆以皮革，使之成為一個(gè)整體。,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,返回,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,5.自行車騎行受力分析 （3）大角度60&

10、#176;～90° 身體與水平面的夾角呈60°～90°。就騎乘者的舒適程度來說是一個(gè)比較好的角度，因?yàn)檫@時(shí)身體基本上直立，人體重心的支撐點(diǎn)很靠近上軀體，這樣人體在騎乘時(shí)身體上肢和軀干的重量基本上都移到了坐骨結(jié)節(jié)的位置，坐骨生殖區(qū)與鞍座的接觸面積進(jìn)一步減小，承受的壓力也大幅度減輕。在設(shè)計(jì)上，鞍座的弧率相對(duì)較大，后支撐點(diǎn)的位置與前鼻的寬度也較大。,返回,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,6. 其他形式

11、鞍座人機(jī)分析 （1）鏤空型自行車座 這種車座的主要特點(diǎn)是在車座的中間鏤空了一個(gè)近菱形的形狀，盡量避免對(duì)一些神經(jīng)和血管的不必要的壓迫。車座的中間被鏤空以后，會(huì)陰區(qū)的泌尿組織和生殖系統(tǒng)的組織和血管就被架空，這樣就直接減少了對(duì)神經(jīng)和血管的壓迫，減少了對(duì)生殖系統(tǒng)的負(fù)面影響。 這種車座有效減少了對(duì)會(huì)陰區(qū)組織和血管的壓迫，適合于在城市中騎行，但是還存在一些問題。車座中間被鏤空以后，鏤空的邊緣必然會(huì)出現(xiàn)

12、尖角，而人在騎乘時(shí)會(huì)有一部分的上肢重量壓負(fù)在那里，同樣會(huì)感覺不舒適。,返回,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,6. 其他形式鞍座人機(jī)分析 （2）直竿形自行車鞍座 直竿形自行車鞍座，突破了原始自行車鞍座的造型，整個(gè)車座只是由一個(gè)橫向的直桿構(gòu)成，沒有傳統(tǒng)自行車座的突出窄小部分。這樣就避免了傳統(tǒng)自行車座對(duì)人體坐骨生殖區(qū)的壓迫和摩擦，也就不會(huì)壓迫到會(huì)陰區(qū)的神經(jīng)和血管，不會(huì)造成對(duì)生殖系統(tǒng)的負(fù)面影響。但是，從力學(xué)的角度來分析

13、，由于車座是桶形的，這樣就會(huì)大大減少臀部與車座之間的受力面積，坐骨結(jié)節(jié)和相應(yīng)的臀大肌所承受的壓力會(huì)很大，會(huì)加速骨質(zhì)和肌肉軟組織的疼痛和疲勞。 另外一個(gè)比較致命的問題是這樣坐著時(shí)，幾乎無法蹬踏。,返回,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,6. 其他形式鞍座人機(jī)分析 （3）分離型鞍座 這是一款設(shè)計(jì)比較獨(dú)特的自行車鞍座，突破了原始的自行車鞍座造型，只有兩塊墊料支撐臀部的坐骨結(jié)節(jié)；座面與水平面的夾角為20&#

14、176;～40°，用來支撐臀部的重量；它去掉了傳統(tǒng)自行車鞍座的前鼻，避免了鞍座對(duì)人體會(huì)陰區(qū)的擠壓和摩擦，不會(huì)使人體的敏感組織受到影響。值得注意的是，墊料前傾，從力學(xué)的角度來分析，坐骨結(jié)節(jié)的重量會(huì)有一部分分擔(dān)給前臂和蹬踏時(shí)的大腿，所以也就緩解了鞍座對(duì)坐骨結(jié)節(jié)的壓力。但是，騎乘者坐在上面容易向下滑動(dòng)。,返回,自行車鞍座的人機(jī)工程學(xué)分析,6. 其他形式鞍座人機(jī)分析 （4）月牙型人機(jī)工程鞍座 圖一是美

15、國MOONSADDLE公司所設(shè)計(jì)的一款月牙型人機(jī)工程鞍座以及它的人機(jī)工程骨骼分析圖。圖二是人體骨骼在普通鞍座上的位置，受壓黃色橡膠球說明恥骨聯(lián)合部受到了很大的擠壓，坐骨生殖區(qū)的神經(jīng)和軟組織也很大程度上受到了損害；圖三和圖四表明了人體在月牙型人機(jī)工程鞍座上的情況，從圖示可以看到橡膠球幾乎沒有變形，從而說明其鞍座在避免坐骨生殖區(qū)的壓迫上設(shè)計(jì)得十分成功。鞍座在安裝時(shí)有一個(gè)與水平面20°～30°的夾角，這種調(diào)整可以使臀部適應(yīng)