磁控健身車設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)

1、年工程圖學(xué)學(xué)報(bào)第期JOURNAL OF ENGINEERING GRAPHICS No.2磁控健身車設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)蔡清華王繼成上海 200051 隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高健身器材已經(jīng)從運(yùn)動員的專業(yè)訓(xùn)練器械逐步成為大眾健身的器材根據(jù)人機(jī)工程學(xué)理論和我國成年人人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)筆者分析了磁控健身車主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上肢的把持范圍和下肢的運(yùn)動特性計(jì)算機(jī)應(yīng)用磁控健身車TP 391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼1003-0158(200302-0132-05人機(jī)工程學(xué)(human factors或ergonomics 是近年來興起的一門學(xué)科人機(jī)界面勞動過程中的心理和生理因素操作力信息傳遞設(shè)計(jì)由此出發(fā)向設(shè)計(jì)人員提供

2、必要的設(shè)計(jì)參數(shù)和數(shù)據(jù)更適合于人的生理和心理要求已經(jīng)從運(yùn)動員的專業(yè)訓(xùn)練器械逐步成為大眾健身的器材體型健美起到了重要的作用體育運(yùn)動的蓬勃發(fā)展和日新月異的科學(xué)技術(shù)如何使健身器材更加符合人的生理和心理要求筆者以磁控健身車為研究對象1 磁控健身車簡介磁力健身車是一種模擬自行車運(yùn)動的室內(nèi)健身器見圖1所示磁阻尼的大小是可以調(diào)節(jié)的在把手中央處有一顯示屏運(yùn)動時(shí)間由于它操作簡單受到廣大用戶的青睞在使用健身器材的用戶中但目前許多健身車的設(shè)計(jì)并沒有進(jìn)行人機(jī)工程收稿日期蔡清華浙江瑞安人主要研究領(lǐng)域?yàn)楣灿眯栽O(shè)計(jì)第期蔡清華等圖1 磁控健身車學(xué)分析2 人體尺寸和人體模板為了使健身車的設(shè)計(jì)能符合人的生理特點(diǎn)就必須在設(shè)計(jì)中充分考

3、慮人體的各種尺度是1989年開始實(shí)施的我國成年人人體尺寸國家標(biāo)準(zhǔn)它適用于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)軍事工業(yè)以及工業(yè)的技術(shù)改造該標(biāo)準(zhǔn)共提供了7類47項(xiàng)人體尺寸基礎(chǔ)數(shù)據(jù)男1860歲人體尺寸女性別分開列表此處只給出本文需要的數(shù)據(jù)mm 表2 我國成人男女人體功能尺寸1 (單位1860歲1855歲 而且人體的工作姿勢隨著作業(yè)對象和工作情況的不同而不斷變化但是制成各種標(biāo)準(zhǔn)的人體外形模板便可以直觀地求出人機(jī)相對的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)GB/T 15759¸ÃÄ£°å²ÉÓô©Ð¬Â

4、ãÌåÈËÌå³ß´ç1級采用女子第P 5百分位數(shù)身高3級采用女子第P 95百分位身高與男子第P 50百分位身高重疊值3 磁控健身車的設(shè)計(jì) 動的的結(jié)構(gòu)見圖2板曲柄的設(shè)計(jì) 踏板曲柄結(jié)構(gòu)運(yùn)動時(shí)自然狀態(tài)下行走一步2¾ÍÊÇʹÈËÔÚ½øÐвÙ×÷ʱµÄ×

5、80;̬×î½Ó½üÈ˵Ä×ÔȻ״̬¿ÉÒԵóöÇú±úµÄÔ˶¯Ö±¾¶×îÀíÏëµ

6、96;³¤¶ÈµÈÓÚÈËÔÚ×ÔȻ״̬ϵÄÐÐ×ߵIJ½³¤因此一般取中間值座墊桿的設(shè)計(jì) 座墊桿所涉及兩個(gè)主要參數(shù)是傾斜角度和長度調(diào)解范圍如圖3所示大腿踏板曲柄和座墊桿的平面為之關(guān)系3È¡¼«Ï&

7、#222;λÖÃ̤°åÇú±ú´¦ÔÚˮƽλÖÃ角不能大于90度標(biāo)準(zhǔn)提供的一級 人體外形模板取=90那么 圖3 健身車運(yùn)動人體下肢模型 圖4 健身車運(yùn)動人體下肢模型圖2 磁控健身車設(shè)計(jì)模型 第期蔡清華等h /l于是有75.8但根據(jù)受力情況對座墊桿的材料的強(qiáng)度要求就越高取=75確定座墊桿傾斜角后首先確定座墊高度h 的調(diào)解范圍即673mm856mmh,

8、因此696.7mm886.2mm L龍頭的設(shè)計(jì)龍頭相當(dāng)于自行車上的把手它是固定的 因此下面主要分析它符合人機(jī)工程學(xué)要求的空間相對位置的設(shè)計(jì)與座墊的距離不能太近也不能太遠(yuǎn)最近距離不能低于4級人體模板前臂功能最小尺寸圖5中分別采用一級人體模型和4級人體模型在豎直坐姿時(shí)圖5中的圓弧即為龍頭離人體位置的最小距離界限對一級人體模型保持舒適坐姿人體前傾的最大角度龍頭的位置要在上肢功能尺寸之內(nèi)其半徑等于一級人體模型的上肢功能尺寸4 結(jié) 束 語隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高健身器材的使用率已經(jīng)越來越高筆者對磁控健身車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)分析要想更深層次的研究健身器材的人機(jī)工程學(xué)參 考 文 獻(xiàn)1 丁玉蘭

9、. 人機(jī)工程學(xué)M. 北京: 北京理工大學(xué)出版社, 2000. 12, 3549.2 張娜英. 人機(jī)工程學(xué)在自行車產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用J. 中國自行車, 2001, (1: 2529.3 黃靖遠(yuǎn), 李平林, 莊企華, 等. 人體下肢動力特性的人機(jī)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的研究J. 北京生物醫(yī)學(xué)工程,1995, (1: 2530.The Application of Ergonomics in a MagneticExercise Bike DesigningCAI Qing-hua WANG Ji-cheng(Department of Industrial Design, Donghua Universit

10、y, Shanghai 200051, ChinaAbstract: With developing of economics and improving of living standards, and peoplepursuing for a healthy and strong body, it is not only for professional athletes but for all people touse fitness equipments. But all fitness equipments are not fit for all people to use. Through theknowledge about ergonomics and dimensions of adult bodies, this paper discussed the designing ofa magnetic exercise bike, including