自行車鞍座的人機工程學(xué)分析

1、自行車鞍座的人機工程學(xué)分析,鞍座是自行車重要的組成部分，在騎行時與人的關(guān)系密切，在設(shè)計前需要進(jìn)行深入的人機分析。,返回,自行車鞍座的人機工程學(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。恥骨角的大小對座面的寬度值有一定的影響。,返回,自行車鞍座的人機工程學(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，所以在人體坐在車座上的時候是坐骨生殖區(qū)靠在平坦的座面上，這樣就會壓迫到坐骨生殖區(qū)的組織和脂肪，造成生殖區(qū)域的麻木和缺血，嚴(yán)重的會導(dǎo)致生殖系統(tǒng)障礙。 所以普通車座對人體的坐骨生殖區(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，

3、臀部難免向前滑動，使坐骨結(jié)節(jié)落空在兩側(cè)，尾骨成為承重支點，尾骨受到很大的重力，與堅硬的坐墊相撞，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，人體對坐姿經(jīng)過了很好的設(shè)計和適應(yīng)，所以人體在坐位時，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。而且人體在生命中有很長一段時間內(nèi)是采取坐位的，坐骨結(jié)節(jié)的股骨頭表面會有一層繭膜，這樣延長了人體骨神經(jīng)疲勞的時間。人在采取坐位的時候，臀部和大腿的肌肉和脂肪會保護(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，不容易引起坐骨生殖區(qū)的疲勞和不適。,自行車鞍座的人機工程學(xué)分析,返回,自行車鞍座的人機工程學(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，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)，直接面對車座的前端，恥骨會承擔(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。同時還會壓迫到坐骨生殖區(qū)的軟組織和脂肪。而正是這個部位有通向生殖區(qū)域的神經(jīng)和動脈，這些動脈是給生殖器官供血的血液通道。,返回,自行車鞍座的人機工程學(xué)分析,4.鞍座認(rèn)

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

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)在市場上一些品牌的女性自行車座為了宣揚其針對女性的特點，刻意將車座的后部設(shè)計的比較寬大，其實并不是十分的合理。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)計的比較寬大的話會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動員。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空氣的阻力，加快騎行的速度。但是速度是以犧牲運動員的騎乘舒適度為代價的。,返回,5.自行車騎行受力分析 （2）中角度30°～60° 對于騎乘角度

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°之間的運動員要好許多。在設(shè)計上，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，使之成為一個整體。,自行車鞍座的人機工程學(xué)分析,返回,自行車鞍座的人機工程學(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比較好的角度，因為這時身體基本上直立，人體重心的支撐點很靠近上軀體，這樣人體在騎乘時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)計上，鞍座的弧率相對較大，后支撐點的位置與前鼻的寬度也較大。,返回,自行車鞍座的人機工程學(xué)分析,6. 其他形式

11、鞍座人機分析 （1）鏤空型自行車座 這種車座的主要特點是在車座的中間鏤空了一個近菱形的形狀，盡量避免對一些神經(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神經(jīng)和血管的壓迫，減少了對生殖系統(tǒng)的負(fù)面影響。 這種車座有效減少了對會陰區(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，鏤空的邊緣必然會出現(xiàn)

12、尖角，而人在騎乘時會有一部分的上肢重量壓負(fù)在那里，同樣會感覺不舒適。,返回,自行車鞍座的人機工程學(xué)分析,6. 其他形式鞍座人機分析 （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，整個車座只是由一個橫向的直桿構(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)自行車座對人體坐骨生殖區(qū)的壓迫和摩擦，也就不會壓迫到會陰區(qū)的神經(jīng)和血管，不會造成對生殖系統(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很大，會加速骨質(zhì)和肌肉軟組織的疼痛和疲勞。 另外一個比較致命的問題是這樣坐著時，幾乎無法蹬踏。,返回,自行車鞍座的人機工程學(xué)分析,6. 其他形式鞍座人機分析 （3）分離型鞍座 這是一款設(shè)計比較獨特的自行車鞍座，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，避免了鞍座對人體會陰區(qū)的擠壓和摩擦，不會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)的重量會有一部分分擔(dān)給前臂和蹬踏時的大腿，所以也就緩解了鞍座對坐骨結(jié)節(jié)的壓力。但是，騎乘者坐在上面容易向下滑動。,返回,自行車鞍座的人機工程學(xué)分析,6. 其他形式鞍座人機分析 （4）月牙型人機工程鞍座 圖一是美

15、國MOONSADDLE公司所設(shè)計的一款月牙型人機工程鞍座以及它的人機工程骨骼分析圖。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)計得十分成功。鞍座在安裝時有一個與水平面20°～30°的夾角，這種調(diào)整可以使臀部適應(yīng)