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一、博碩士論文
＊系統編號: 097NKUT7162006
出版年: 97
研究生: 李瑞安 研究生(英文姓名): Ruey-An Lee
論文名稱: 自行車坐墊之人因工程研究設計
英文論文名稱: Bicycle seat of the Human Factors Engineering Research and Design
指導教授: 楊肅正 指導教授(英文姓名): 張庭瑞
學位類別: 碩士
校院名稱: 南開科技大學
系所名稱: 車輛與機電產業研究所
學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 58
關鍵詞: 坐墊 ; 人因工程 ; 壓力點 ; 凸出部 ; 自行車 ; 舒適感 ; 壓力板 ; 坐壓
英文關鍵詞: seat ; seat pressure ; system ; human factors
[ 摘要 ] 有鑑於傳統自行車鼻型坐墊其凸出部對長期騎乘之男性易造成「雄風遞減」的現象，年長者更不適合騎乘，本研究採實驗方式，以人因工程之壓力板與Footscan 3D box設備，量取騎乘者以靜態方式在坐墊上產生感測壓力點之分佈，進行統計分析，以獲得壓力承受點分佈狀況，再以Solid Works軟體繪製出最適臀部之模型，藉以設計較舒適之自行車坐墊。
結果顯示：自行車坐墊若採錐形雙彈簧來支撐臀部是較符合人因工程之設計，材料上建議使用彈性纖維或不銹鋼彈簧等材質，改善以往所帶來的堅硬感。在改變坐墊上以類似雙手張開來托住雙臀，讓長時間或高速行駛時，可減少因身體傾斜雙腿快速擺動所造成下體不舒適感。
[ 英文摘要 ] Since the nasal shape traditional bike seat would hurt rider’s hips, the study aimed at experimental approach with pressure plate and Footscan 3D box derived by human factors.
The research found out measuring pressure distribution points while a rider seated on the seat, statistically analyzed, and required pressure distribution situation. Followed up with SolidWorks system from auto CAD software, the research got the optimal hip figure, and accordingly designed the most comfortable bike seat.
Concerned with human factors, the results offered a better example of conical twin-springs seat shaped as a hand-holder twin-dish would provide a more comfortable riding status. The research suggested materials of the seat would be elastic fiber or steel springs against the hardness on the road. We could expect the rider feel more comfortable as his feet speedily paddling in a long time.
[ 論文目次 ]
第一章 前言
第二章 文獻探討
第三章 理論分析
第四章 實驗方法結果與分析
第五章 結論
＊系統編號: 088NTHU0311084
出版年: 2000
研究生: 廖國權 研究生(英文姓名):
論文名稱: 腳踏車坐墊之分析與設計
指導教授: 蕭德瑛 ; 章良渭 指導教授(英文姓名): Dein Shaw ; Liang-Wey Chang 學位類別: 碩士
校院名稱: 國立清華大學
系所名稱: 動力機械工程學系
學年度: 88 語文別: 中文
論文頁數: 63
關鍵詞: 坐墊 ; 腳踏車坐墊 ; 有限元素法 ; 壓力 ; 剪力 ; 三維有限元素模型 英文關鍵詞: saddle ; bicycle saddle ; FEM ; pressure ; shearforce ; 3D FEM model
被引用次數: 3
[ 摘要 ] 腳踏車具有輕巧、環保的優點，因此廣為社會大眾所喜愛，作為代步、運動與競賽用的工具。由於腳踏車的動力是由腳踏車騎士腿部運動所提供的，因此為了不妨礙到腿部的運動，腳踏車坐墊的面積皆比一般坐椅坐墊的面積要小，因而使臀部受到較大的壓力。若是長時間騎乘，臀部的軟組織將會因壓力、剪應力的作用，而造成傷害。
本文的目地即是希望透過有限元素的分析方法，在建構出代表真實臀部與各型態坐墊的有限元素模型後，藉由臀部與坐墊的有限元素分析以求得臀部與坐墊接觸面上的壓力與剪應力分佈，並實際量測接觸面壓力的分佈以驗證模型的代表性，進而依據分析與實驗的結果，提供腳踏車坐墊設計上的建議。
[ 論文目次 ] 第一章導論………………………………………… 1
1.1背景與動機………………………………………1
1.2解剖學上與臀部相關構造簡介…………………2
1.2.1骨骼……………………………………………2
1.2.2會陰……………………………………………3
1.3產生傷害的原因…………………………………4
1.3.1壓力……………………………………………4
1.3.2壓力的分佈……………………………………5
1.3.3剪應力…………………………………………6
1.3.4摩擦……………………………………………6
1.4文獻回顧…………………………………………6
1.5研究目標…………………………………………9
第二章研究方法…………………………………… 10
2.1幾何形狀之建立…………………………………11
2.1.1臀部外形………………………………………11
2.1.2骨盆……………………………………………12
2.1.3坐墊……………………………………………14
2.2踏力分析…………………………………………16
2.2.1足部之受力分析………………………………17
2.2.2小腿之受力分析………………………………18
2.2.3大腿之受力分析………………………………19
2.3實驗………………………………………………20
2.3.1介面壓力量測實驗……………………………20
2.3.2踏力量測實驗…………………………………22
第三章 有限元素分析………………………………23
3.1有限元素分析簡介………………………………23
3.2臀部與坐墊有限元素模型的分析………………25
3.3材料常數的給定…………………………………26
3.4網格的建立………………………………………27
3.6負載的估計………………………………………29
3.7邊界條件…………………………………………29
3.8定義接觸面………………………………………29
3.9求解………………………………………………31
3.8後置處理…………………………………………31
第四章 分析與實驗結果……………………………32
4.1正常坐姿臀部的受力與邊界條件的設定………32
4.2正常坐姿有限元素分析與實驗結果……………34
4.2.1臀部與平板坐墊之分析與實驗結果…………35
4.2.2臀部與凸曲面坐墊之分析與實驗結果………39
4.2.3臀部與貼身曲面坐墊之分析與實驗結果……43
4.3正常坐姿分析與實驗結果之比較………………47
4.4踩踏瞬間臀部的受力與邊界條件的設定………48
4.5踩踏瞬間的有限元素分析結果…………………51
4.5.1臀部與凸曲面坐墊之分析結果………………51
4.5.2臀部與貼身曲面坐墊之分析結果……………54
4.6踩踏瞬間分析結果之討論………………………57
4.7正常坐姿與踩踏瞬間分析結果的討論…………57
4.8腳踏車坐墊設計上的建議………………………58
第五章 結論…………………………………………59
參考文獻…………………………………………… 62
＊系統編號: 091TTU00038003
出版年: 2003
研究生: 戴志偉 研究生(英文姓名):
論文名稱: 電動機車坐墊軟硬度對於騎乘舒適性之探討
指導教授: 林季雄 ; 吳志富
學位類別: 碩士
校院名稱: 大同大學 系所名稱: 工業設計研究所
學年度: 91 語文別: 中文 論文頁數: 0
關鍵詞: 電動機車 ; 坐墊軟硬度 ; 坐壓
被引用次數: 6
[ 摘要 ] 台灣地區由於機動車輛日漸增多，導致空氣污染日益嚴重。為維護空氣品質、減低空氣污染，在眾多替代方案中，電動機車之概念逐漸嶄露頭角，同時也成為我政府大 力推廣的環保交通工具之一。目前電動機車製造商主要的研發方向，主要是致力於產品的續航力與電池效能之提升，對於改善使用者與車體之間其騎乘舒適性之研發 比例則是相當少。本研究在經由初期電話訪談後發現，有半數以上之電動機車騎乘者反應在使用完電動機車後仍有累積性的痠痛產生，尤其認為不適當的坐墊設計與路面震動環境則是主要造成不舒適之因素。因此本研究主要便是在探討在動態騎乘電動機車時，三組不同的坐墊軟硬度在不同的震動頻率與振幅下，針對不同性別與體重族群之受測者進行坐壓峰值、坐壓分佈區域、與坐墊吸震率之數據蒐集與分析。從客觀的人體負荷反應，在輔以受測者主觀的舒適評量，便可充分反映出騎乘者之舒適性，並找出適合乘坐之坐墊。
從實驗結果發現，坐墊軟硬度對於坐壓峰值、坐壓分佈區域、與受測者的主觀評量皆有顯著的相關性。坐墊硬度越軟，坐壓峰值越低，且坐壓分佈面積也越大，相對的也普遍受到受測者肯定之評價。在體重與性別差異之部分，可以看出騎乘者體重越重時，將會導致坐壓峰值升高，坐壓分佈面積卻也會跟著增加；且男性受測者的坐壓峰值也皆大於女性受測者。在震動環境部分，三組坐墊皆能有效的吸收與維持本實驗所提供之震動頻率。根據本實驗在客觀與主觀的交互評估結果，坐墊CS較適合大眾使用。在高體重族群的騎乘者則是建議坐墊CN為最適當之坐墊。最後實驗數據結果也運用多元回歸分析法，試圖從坐壓峰值、坐壓分佈面積、坐墊吸震率與主觀評量各方面導出最適化之坐墊軟硬度預測模式，以評估不同體重之騎乘者最適合的坐墊軟硬度，並可成為電動機車坐墊設計者一個參考之依據。
[ 論文目次 ] 目錄
摘要． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I
謝誌．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．II
目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．III
圖目錄 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．VI
表目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．VIII
第一章 緒論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1-1 研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1
1-2 研究動機．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1
1-3 研究目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．3
1-4 研究重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．3
1-5研究範圍與限制．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．4
1-6研究架構．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
第二章 文獻探討
2-1電動機車現況調查．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8
2-1-1電動機車的定義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
2-1-2電動機車產業發展概況．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2-1-3電動機車與燃油機車之差異．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2-1-4國內現今產品及規格比較．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2-1-5國內電動機車研發方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2-2肌肉生理學．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2-2-1肌肉系統．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2-3坐墊．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
2-4男女性臀部構造之差異．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
2-5坐壓．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
2-6震動．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2-6-1震動類型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2-6-2共振．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
2-7舒適度之定義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2-8電動機車騎乘行為電話訪談調查．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
2-8-1小結．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
第三章 實驗設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
3-1實驗目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
3-2實驗假設．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
3-3實驗變數．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
3-4實驗設備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
3-5實驗車架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
3-6實驗受測者．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
3-6-1受測者標準．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
3-6-2受測者基本．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
3-7實驗規劃．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
3-8實驗場地規劃．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
3-9受測者準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
3-10實驗流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 45
3-11實驗資料分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 46
3-11-1分析方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47
3-11-2坐壓峰值之資料分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
3-11-3坐壓分佈面積之資料分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
3-11-4坐墊吸震率之資料分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
3-11-5主觀舒適度之資料分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
第四章 結果與討論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
4-1不同體重族群之操作績效與主觀評量分析．．．．．．．．．．．．．．51
4-1-1低體重族群之操作績效與主觀評量分析．．．．．．．．．．．．51
4-1-1-1坐壓峰值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
4-1-1-2坐壓分佈區域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
4-1-1-3坐墊吸震率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
4-1-1-4主觀舒適度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
4-1-2中體重族群之操作績效與主觀評量分析．．．．．．．．．．．．62
4-1-2-1坐壓峰值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
4-1-2-2坐壓分佈區域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
4-1-2-3坐墊吸震率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68
4-1-2-4主觀舒適度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
4-1-3高體重族群之操作績效與主觀評量分析．．．．．．．．．．．．73
4-1-3-1坐壓峰值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73
4-1-3-2坐壓分佈區域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77
4-1-3-3坐墊吸震率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80
4-1-3-4主觀舒適度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82
4-2不同性別( 男、女)之操作績效與主觀評量分析．．．．．．．．．．．．84
4-2-1男性之操作績效與主觀評量分析．．．．．．．．．．．．．．．84
4-2-1-1坐壓峰值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84
4-2-1-2坐壓分佈區域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．87
4-2-1-3坐墊吸震率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．90
4-2-1-4主觀舒適度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93
4-2-2女性之操作績效與主觀評量分析．．．．．．．．．．．．．．．96
4-2-2-1坐壓峰值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．96
4-2-2-2坐壓分佈區域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．98
4-2-2-3坐墊吸震率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．101
4-2-2-4主觀舒適度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104
4-3相關係數分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．107
4-4多元迴歸分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．109
第五章 結論與討論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112
5-1相關係數分析結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112
5-2不同體重族群之操作績效與主觀評量之分析歸納結果．．．．．．．．．113
5-2-1低體重族群之結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．114
5-2-2中體重族群之結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．115
5-2-3高體重族群之結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．116
5-2-4迴歸預測模式討論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．116
5-3不同性別之操作績效與主觀評量之分析歸納結果．．．．．．．．．．．117
5-3-1男性、女性族群之結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．119
5-4總結．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．120
5-5建議．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．120
＊系統編號: 088NCU00489100
出版年: 2000
研究生: 林家賢 研究生(英文姓名):
論文名稱: 新型輪椅座墊之設計與有限元分析
指導教授: 鄔蜀威
學位類別: 碩士
校院名稱: 國立中央大學
系所名稱: 機械工程研究所
學年度: 88 語文別: 中文 論文頁數: 0
關鍵詞: 有限元素法 ; 輪椅 ; 座墊 ; 接觸應力
被引用次數: 4
[ 摘要 ] 合適的輪椅座墊不但乘座舒適並可控制座坐姿、減低皮膚疾病如褥瘡的產生。本研究目的乃在於設計一可適應個別臀部輪廓形狀的輪椅座墊。其具有效分散臀部壓力及通風良好效應，以控制坐姿及減少褥瘡的發生。
新設計座墊由361個可調整圓柱組成其直徑為1.5cm,間距2cm，柱高可隨個人臀部輪廓調整。除了以有限元分析其結構應力及設計之合理性外並與市售五種座墊以實驗方式相互比較，藉以瞭解座墊分散應力效果，並以實驗數據驗證有限元模擬分析的合理性。有限元模型含臀部骨骼、軟組織以及座墊軟墊及支撐圓柱，臀部與座墊之間以接觸元素分離，使用ABAQUS 有限元分析軟體採幾何非線性模式分析。在骨骼上方施以11.171mm位移，共17431個節點與8730個元素。
實驗結果顯示沒有坐墊時最大壓力在坐骨區約80Kpa，測試的座墊可有效降低壓力在15~22KPa，在大腿的壓力6~12KPa。其中本研究設計座墊應 力分散效果為最佳臀部約15Kpa，大腿約11Kpa。本研究設計的可調式椅墊能均佈臀部及腿部壓力，最大壓力值約16.1Kpa。有限元素模擬結果，臀 部軟組織的應力分佈相當均勻，平均接觸壓力值約為13.1∼16.5KPa之間與實驗值相當，顯示分析的可靠性及其為具競爭力的座墊設計。實驗結果亦發現越胖的人接觸面積越大，應力分佈也會較均勻，而且臀部輪廓高低差異也比較瘦的平緩。
[ 論文目次 ] 中文摘要…………………………………….……………….Ⅰ
英文摘要…………………………………..……………….Ⅱ
目錄……………………………………….………………..Ⅲ
圖目錄……………………………………….……………..Ⅴ
表目錄……………………………………….……………..Ⅶ
第一章 緣由與目的…………………………………………1
第二章 文獻回顧……………………………………………3
2-1 座墊的選取與發展現況…..………………..3
2-1-1 輪椅座墊的功能………..………………3
2-1-2 選取輪椅座墊的條件……………………4
2-1-3 座墊的發展現況…………………………6
2-2相關研究與專利………………………………10
第三章 研究方法…………………………………………..15
3-1新型椅墊研發………………………………..15
3-1-1 設計理念………………………………..15
3-1-2 圓柱間距與尺寸大小………………….16
3-1-3 實體製作…………………………………18
3-2 座墊與臀部間接觸壓力實驗………………19
3-2-1 量測儀器…………………………………19
3-2-2 測試座墊…………………………………20
3-2-3 實驗過程…………………………………20
3-3 臀部曲線的量測……………………………..21
3-4 有限元素模型與分析……………………….22
第四章 結果與討論………………………………………..28
4-1 臀部曲線量測………………………………..28
4-2 臀部與座墊接觸壓力之實驗結果…………33
4-3 整體座墊與臀部的模擬分析………………38
4-4 有限元分析與實驗的驗證…………………43
第五章 結論…………………………………………………46
參考文獻……………………………………………………..48
附錄 [ 參考文獻]
二、學術期刊
＊系統識別號14382
篇 名：正常人坐立時坐骨突承受壓力之測定以及各種坐墊之評估
作 者楊百嘉;陳秋芬;林義鈜;連倚南
刊 名中華民國復健醫學會雜誌
卷期／出版年月10期(1982/12)頁次18-18
資料語文中文CEPS
分類學科別>醫學與生命科學>醫學
＊Titre du document / Document title：Seat pressure measurement technologies : considerations for their evaluation
Auteur(s) / Author(s)：GYI D. E. (1) ; PORTER J. M. (1) ; ROBERTSON N. K. B. (2) ;
Affiliation(s) du ou des auteurs / Author(s) Affiliation(s)
(1) Department of Design and Technology, Loughborough University, Leicestershire LE11 3TU, ROYAUME-UNI
(2) Open Ergonomics, Loughborough Technology Centre, Leicestershire LE11 0QE, ROYAUME-UNI
Résumé / Abstract：
Interface pressure measurement has generated interest in the automotive industry as a technique which could be used in the prediction of driver discomfort for various car seat designs, and provide designers and manufacturers with rapid information early on in the design process. It is therefore essential that the data obtained are of the highest quality, relevant and have some quantitative meaning. Exploratory experimental work carried out with the commercially available Talley Pressure Monitor is outlined. This led to a better understanding of the strengths and weaknesses of this system and the re-design of the sensor matrix. Such evaluation, in the context of the actual experimental environment, is considered essential.
Revue / Journal Title：Applied Ergonomics ISSN 0003-6870 CODEN AERGBW
Source / Source：1998, vol. 29, no2, pp. 85-91 (25 ref.)
Langue / Language：Anglais
Editeur / Publisher：Elsevier, Oxford, ROYAUME-UNI (1969) (Revue)
Mots-clés anglais / English Keywords：Human ; Seated position ; Motor car ; Vehicle driver ; Pressure measurement ; Seat ; Interface ; Comfort ; Ergonomics ;
＊Document title: Measurement of seat pressure distribution
Source：Human Factors archive, Volume 29 , Issue 5 (October 1987) table of contents, Pages: 563 – 575.
Year of Publication: 1987
ISSN:0018-7208
Authors :Delia Treaster ; Ohio State Univ., Columbus; W. S. Marras
Publisher :Human Factors & Ergonomics Society, Inc. Santa Monica, CA, USA
Bibliometrics :Downloads (6 Weeks): n/a, Downloads (12 Months): n/a, Citation Count: 0
＊Document title: Expand to full-body playing
Nick Wingfield. The Wall Street Journal Asia. Hong Kong: Dec 27, 2007. pg. 28
Abstract (Summary):
The top-selling game console at the moment — and one of this holiday season’s toughest finds on store shelves — is Nintendo’s Wii, which comes with a motion-sensing controller that gamers swing around to play tennis or to dice up opponents with virtual swords. Guitar Hero III, the music game sensation, comes with a guitar-shaped controller for jamming along to the Rolling Stones, Guns N’ Roses and other groups. Another music hit, Rock Band, goes even further with guitar, microphone and drum-kit controllers.
GAME companies have experimented with unconventional controllers for years, but a lot of them were clunkers that didn’t sell well like the Power Glove, a device introduced in 1989 that let users control Nintendo games with simple hand motions. It’s only recently that the commercial success of the Wii and other products has helped foster a golden age for game interface development. Nintendo just released a product in Japan called the Wii Balance Board, a pressure-sensitive device that users stand on to perform yoga, aerobics and other exercises as the Wii critiques their balance and encourages them to get fit.
Richard Marks, a senior researcher at Sony’s games division, spends much of his time imagining new ways for consumers to interact with games. Dr. Marks created the technology behind the EyeToy, a camera that plugged into Sony’s PlayStation 2. The EyeToy inserts the moving image of a player into a game, letting them do fun stuff like give a karate chop to enemies.
