儿童自行车产品设计分析一、自行车的发展史自行车，又称单车，是一种以人力驱动的简便交通工具。

它的发明和改进经历了漫长而复杂的历史过程。

自行车的发展日新月异，从最原始的形式开始，虽然在基本结构上没有质的变化，但是在其材料的选用、传动系统的改良、车轮的改进等等，在一部公路自行车的方方面面，还是有着许许多多的变化。

这些技术的改进、变化，也都是以人为本的，根据人们的需要，是它更加的符合我们的需要，使用更方便，更加轻巧、简单，自行车工业经历了百年之多，让我们来看看他们的发展历程吧。

自行车，打丁文为Bicyoletta,是“快”和“步行人”的意思，中文译名“自行车”“自由车”、“脚踏车”或“单车”。

1.公元1642年，意大利一位橱窗设计师在他所设计的罗马教堂的彩色玻璃上，绘制了自行车的雏型图案，但没有造出实物。

从此以后，欧洲一些国家的许多工匠和科学工作者对创制自行车进行了长期的探索和钻研，提出过许多种方案，然而均未成功。

2.1790 年，法国人希布拉克在年制成一辆木质自行车，两个车轮被前后纵列在同一轴在线，这是一个了不起的发明和贡献。

不过，这辆自行车没有驱动装置也不能转向，只能靠骑车人不断用双脚蹬地在一条直线上前进。

他亲自骑着这辆木轮自行车，在巴黎公园前大街上奔跑、博得观众的好评。

实际上这只是一种自行车的雏型，不能算真正的自行车，虽然如此，世界科技史上都公认自行车的最早发明者是希布拉克，他制造的这辆自行车也被称为近代自行车的鼻祖，从此揭开了自行车时代的序幕。

3.1791 年法国人西夫拉克在一个下雨天，在街头浸步时被经过的四轮马车溅了一身泥，这一溅使他突发奇想：四轮马车这么宽，应当把马车顺着切掉一半，四个车轮变成前后两个车轮，于是，第一架代步的“ 木马轮” 小车诞生了。

这辆小车有前后两个木质的车轮，中间连着横梁，上面安了一条板凳，像一个玩具。

刚刚出现的新东西肯定不是那么完善。

这辆“ 木马轮“ 既没有传动链条，又无转向装置，自然需要改进。

4.1801年，俄国有个名叫阿尔塔莫诺夫的农奴，用金属制成了带有两个圆轮和小凳的自行车，把它献给了沙皇。

他因此得以取消家奴身份，成为自由民。

但遗憾的是这种自行车未被推广，仅仅成为沙皇的一种玩具。

5.1818 年，一个德国看林人叫德莱斯的，也是偶尔的一个想法，也制做了一辆木轮车，样子跟西夫拉克的差不多，这辆车仍然没有驱动装置而靠骑车人双脚蹬地前进；不过，前轮可以活动，他在前轮上加上了一个控制方向的车把，可以改变前进的方向。

这比西夫拉克的木质车有了重要发展。

德莱斯称之为“奔跑机”，并骑车旅游，行驶的速度相当于奔跑的马车。

当时的德莱斯骑着他的” 小马崽” 上路试验时，遭到不少人的嘲笑。

新东西的出现总会被这样或那样的传统势力所嘲笑，但人类的发明者永远不会因这些嘲笑而停止。

19世纪上半叶，正是欧洲国家将科学技术应用于交通工具的热潮时期，各国都有人在研制自行车。

德莱斯的“奔跑机”传到英、法等国后，大大启发了这些研制者，被世界公认为真正具有实用价值的自行车，奠定了现代自行车的基本轮廓。

6.1839 年，苏格兰的铁匠麦克米伦(MAC MILLAN)，研制成功一种新型的自行车。

他在德莱斯发明的“ 小马崽” 的基础上，进行了改进。

他在后轮的车轴上装上曲柄，再用连杆把曲柄和前面的脚蹬连接起来，并且前后轮都用铁制，前轮大，后轮小。

这样一来，人的双脚真正离开了地面，由双脚的交替踩动使轮子滚动。

麦克米伦的这项发明，完全改变了过去骑车人用脚蹬地的驱动方式。

1842年，麦克米伦骑上这种车，一天跑了 20 千米。

由于这种自行车的主动轮——前轮小于后轮，行驶时骑车人需要频繁地蹬脚镫，很是费力。

7.1861 年，法国的米肖父子，发明前轮大、后轮小、在前轮上装有曲柄和能转动的踏板鞍座架在前轮上面的装置。

他们把这辆车冠以“自行车“的雅名，并 1867 年在巴黎博览会上层出，让观者大开眼界。

曾一度掀起自行车热。

这种自行车行驶速度很快，但容易跌倒。

8.1869年便有英国的雷诺采用钢丝辐条来拉紧车圈作为车轮，用钢管制成车架，并首先在轮辋上装上了实心的橡胶带，使自行车的重量大大减轻；车轮上还装上了滚珠轴承和飞轮。

从西夫拉克一直到雷诺，他们制做的自行车与现代自行车差别较大，随着科学技术的不断进步和人们对自行车的研制、使用经验的不断积累，逐渐认识到自行车的驱动机构（脚镫）装置在前轮上，使前轮既是主动轮又是转向轮是不科学的。

真正具有现代化形式的自行车是在 1874 年诞生。

1879年，英国人劳森把脚镫安装在前后两轮的中间，别出心裁地装上链条和链轮。

自行车开始具备现代自行车的结构形式。

英国人劳森在自行车上用后轮的转动来推动车子前进。

但此时自行车仍是前轮大后轮小，不够协调与稳定。

9.1884年，中国出版的《申江胜景图》首次记载了中国开始出现骑自行车的情景。

自行车是从欧洲传入我国的，以上海为最早。

传入的具体时间没有确切记载，但上海最迟在19世纪六七十年代已经出现了自行车。

最初骑自行车的大多是西洋人，后来才逐渐扩大到中国人。

到本世纪20年代，上海有一家名叫同昌车行的开始以进口零件组装自行车出售，这可说是我国最早生产的第一批自行车，取名“同昌” 牌。

10.1886 年英国的机械工程师斯塔利在劳森设计的自行车的基础上进一步作了改进，从机械学、运动学的角度设计出了新的自行车样式，车架采用金属材料的三角结构，脚镫也安放在前后轮中间部位并用链条传动，装上前叉，还首次采用了刹车装置。

使用滚子轴承，又将前轮缩小，前后轮大小相同，以保持平衡，并用钢管制成了菱形车架，还首次使用了橡胶车轮。

斯泰利称之为安全自行车。

斯塔利不仅改进了自行车的结构，还为此而设计了生产自行车的专门机床。

为自行车的大量生产和推广应用开辟了宽阔的道路，因此在世界科技史上被誉为“自行车工业之父”。

他所设计的自行车车型与今天自行车的样子已经基本一致了。

11.1887年，德国曼内斯公司将无缝钢管首先用于自行车生产。

12.1888 年，英国爱尔兰人兽医邓洛普(DUNLOP)，从医治牛胃气膨胀中得到启示，将自家花园用来浇水的橡胶管粘成圆形并打足气装在自行车上，由此发明了充气轮胎。

这是充气轮胎的开端。

减少了与地面的摩擦力，行驶平稳舒适。

又一次提高了速度和自行车的舒适度。

充气轮胎是自行车发展史上的一个划时代的创举不但从根本上改变了自行车的骑行性能，而且完善了自行车的使用功能。

至此，自行车基本定型。

以后，自行车虽然仍有不断改进，但基本结构没有重大突破。

从 1791 年到 1888 年，摩托车的始祖——自行车的发明和改进，经历了近 100 年中这些发明者的不懈奋斗。

13.1897年，中国开始从英国进口自行车。

14.1925年世界自行车产量已达200万辆，其中英国占50％，成为当时主要的输出国。

其后自行车得到广泛的发展，结构上也有了改进和提高。

15.1937年大部分自行车的齿轮实现标准化。

1937年日本人在中国上海、天津和沈阳三地先后开设自行车厂，但产量极微；16.第二次世界大战后，汽车工业高速发展，自行车生产受到影响。

但到70年代，由于出现能源危机，世界上再次出现自行车热，自行车生产又得到飞速发展。

至80年代，全世界自行车产量已超过八千万辆，中国、日本、美国和西欧成为世界自行车生产中心。

17.虽然自行车诞生于欧洲，但20世纪在亚洲的中国获得了前所未有的普及和发展。

现在中国的自行车产量、消费量、出口量均居世界第一。

中国老百姓拥有5亿多辆自行车，年出口达到2000万辆。

从某种意义上说，中国是一个自行车王国。

每天清晨和落日时分，滚滚车流在中国的城市中移动，这是最为壮观的一道风景，这是一条现在中国流动的长城。

18.科学技术的发展，经过多次重大改革才逐渐演变为现代式样的自行车。

就近代自行车而言，也有过几次重大革新：一.是增添了变速装置，出现了多级变速，最多达到10—21个档位，可以随意调节，适应不同的地形和气候条件，给旅游和竞赛带来了极大的方便；+二.是材质的改进，向质轻、坚固的方向发展，提高了速度；三.是结构形式的改进，啬了自行车的形号、类别，现在流行的有踏板式自行车、折迭式自行车、椭圆牙盘自行车和多人旅行自行车等；四.是动力的改进，国同低频已经出现全电控制自行车、液压传动自行车，从而使现代交通工具增多了。

世界上先进的竞赛自行车，每辆只有6—9公斤重。

19.车轮是一部自行车飞速前进的载体，从一开始的木制轮圈到后来应用钢制轮圈，轮圈逐渐走向了成熟，公路自行车的车轮尺寸标准采用的是法国标准，700C，这表示它的直径。

车轮的轮圈材质也在不断的变化，使用最多的是铝合金，现今已经出现了碳素纤维等高技术含量的产品。

传统的公路自行车车轮和普通自行车一样，都是使用辐条来编制车轮，辐条大多用不锈钢制成。

现在，厂家制作使用的轮组也是很多。

传统的车轮都是使用，车轴、辐条、车圈自行编制，而轮组则改变了这样的方式，它是由生产厂家根据自身的设计，来制造重量更轻、强度更高、整体性能更好的车轮，这就是轮组，它通过减少辐条数量来减轻重量，辐条使用片状且车圈也是片状的来降低车轮的风阻。

车轴使用工业轴承。

轮组也是近几年开始出现的，并且逐步得到了应用，其目前缺点是价格偏高、维修不便。

20.一部自行车的灵魂所在就是车架，公路自行车架的结构从一开始到现在还是在沿用最经典的菱形结构，但是在材料的使用上却是日新月异，从一开始的钢管自行车，到后来逐步发展的材料科技，已经使得钢管的重量和强度比达到了一定的极限，近代公路自行车车架开始使用铝合金、碳素纤维、钛合金、镁合金、钪合金等等新型材料来制造，追求的目标就是重量更轻、强度越高、骑行更加舒适。

从车架的材料上我们也看到公路自行车其它零部件在材料上变化，从钢到铝合金、钛合金、碳素纤维等等，可以看到自行车发展的变化也是随着工业界的巨大发展而变化。

公路自行车的演变、发展，也是朝着人性化方向前进，逐步的提高人们骑行的安全系数，减轻人们骑行付出那些无谓的做功，把人自身的功率最大程度的通过自行车发挥出来。

21.自行车正向着轻(重量轻、骑行轻)、新(多品种、新款色、能拆卸、可折迭)、牢(高强度)、廉的方向发展。

自行车的造型和外观要进一步趋向细腻、造型美观、色彩鲜艳和协调。

例如：娱乐、体育锻炼和竞技用的越野性自行车，强度高、轮径小、轮胎断面粗、胎面带有大齿爪、不怕撞、不怕摔、越野性能好，已成为广大青少年喜爱的体育用品；成年人野外旅游用的山地式自行车使用条件更为宽广，因此就要求更为轻便、耐用，还要装有变速装置；高速公路竞赛车则向流线型和更轻重量方向发展。

二、儿童自行车工作原理自行车的原理是通过人的脚对脚蹬施加力，从而通过曲柄带动链轮的转动，链轮又通过链条带动飞轮的转动，飞轮进而后轮转动。