目的：探討自行車龍頭避震器介入對人體上肢肌肉活化與震幅的影響。方法：以14名國立新竹教育大學體育學系碩士班學生為受試對象（年齡：25.1±2.8歲；身高：172.3±8.8公分；體重：72.1±12.6公斤；90%腿長：83.1±5.9公分），分別讓參與者騎乘安裝龍頭避震器與未安裝之自行車，以震動模擬機台模擬騎乘時所產生之震動（中頻：40 Hz、高頻：50 Hz），並以三顆加速規（200 Hz）分別貼至車體前叉底端、車體龍頭與參與者慣用手手背，運用LabVIEW儀控軟體收取震動參數，並計算出震幅與傳遞比。以無線肌電圖測量儀（BTS Bioengineering Systems, 1000 Hz）收取參與者上肢伸腕、屈腕、肱二頭與肱三頭肌之肉活化參數，時間為60秒，前10秒讓參與者達到穩定之踩踏節奏，接著10秒收取震動相關參數，再踩踏10秒後，收取後30秒各肌肉活化參數。透過最大自主收縮將肌電訊號標準化，再以舒適度知覺量表統計參與者之差異。震動、肌肉活化參數與知覺量表統計方式皆以SPSS 12.0進行無母數分析中Wilcoxon 符號等級檢定(P< .05)，以描述性統計呈現震動傳遞比，比較避震器介入兩種震動頻率之差異。結果：安裝避震器相較於未安裝在震幅方面皆未達顯著差異，僅有中頻手背有下降的趨勢；兩種頻率之傳遞比皆有降低的趨勢。伸腕肌與屈腕肌之肌肉活化有降低的趨勢，但僅有高頻伸腕肌達顯著差異。避震器介入，對騎乘舒適度皆提昇且達顯著差異。結論：此避震器有降低騎乘者手背的震幅、伸腕肌與屈腕肌肌肉活化的趨勢，在體積較小的狀況下，安裝於公路自行車能增加騎乘的舒適度，且不失公路車的特性。

Purpose: Understanding the effect of handle bar shock absorbers on the human upper body muscles firing. Method: By using 14 students from the department of physical education of the National Hsinchu University of Education as investigation subjects(age: 25.1±2.8 years old, height: 172.3±8.8cm, weight: 72.1±12.6kg, 90% leg length: 83.1±5.9cm). investigating the difference between the results of riding on bikes with handle bar shock absorbers and bikes with no handle bar shock absorbers. By placing a bicycle on a simulator machine to simulate the vibrations of riding through unstable terrain(medium: 40Hz, high: 50Hz). By using a Tri-axial Accelerometer (200Hz), connect it to the front fork of the bicycle, the handle bars and the testing subject’s dominant hand. By using the LabVIEW software collect the data gathered from the experiments, then calculate the average of amplitude data collected and transmissibility data. The BTS Bioengineering
Systems(1000Hz) will be used to collect the testing subject’s extensor carpi, flexor carpi, biceps and triceps. The experimentation will last 60 seconds, the initial 10 seconds will be used to have the subject accelerate to a testing speed required, the following 10 seconds will be used to collected data, after another 10 seconds of paddling the last 30 seconds will be used to collect the testing subject’s extensor carpi, flexor carpi, biceps, triceps muscle firing data. The BTS Bioengineering System will then be used to conduct muscles firing analysis. Lastly, by using a comfort scale to analyze the the comfort levels of the testing subjects. Shock data, muscles firing data and comfort level data will all be further analyzed through the use of the SPSS 12.0 system, specifically will be using the nonparametric method, a WilCoxon certified method(P< .05). Transmissibility data will be analyzed through the use of descriptive method, the aim is to differentiate the data between 40Hz and 50Hz. Results:The results of having and not having handle bar shock absorbers show no significant difference, only medium frequency showed signs of lowering; different frequencies transmissibility both have tendencies to lower. Under two different frequencies, extensor carpi and flexor carpi muscles firing show trends of lowering. Only high frequency vibrations showed lowering of extensor carpi. The comfort scale of test subjects with or without handle bar shock absorbers both show increase.Conclusion: Handle bar shock absorbers help lower rider’s vibrations to the hand, extensor carpi and flexor carpi muscles firing. Due to the size of the handle bar shock absorbers being small in size, it dramatically helps the comfort level of road bycicles.

中文摘要………………………………………………………………...…….. I
英文摘要……………………………………………………………….......…III
目次……....…………………………………………………………………...IX
表次……....…………………………………………………….…………...VIII
圖次……....…………………………………………………………………...IX
第壹章 緒論……...……………………..…………………………………..1
第一節 問題背景…………………...…………..………………………1
第二節 研究目的..……………………..…….…………………………4
第三節 操作性名詞定義…………………..……….……..……………4
第四節 研究假設…………………………...………………..…………7
第五節 研究範圍…………………………...…………………..………8
第六節 研究限制………………………..….…………………..………8
第貳章 文獻探討……....…..……………………………………….………9
第一節 自行車功能與構造………………….………..………………..9
第二節 坐墊高度與手把位置對舒適度的影響…………………..….13
第三節 震動對於人體手部的傷害……………..……………….……16
第四節 肌電運用於自行車人體肌肉活化的相關文獻…………...…18
第五節 文獻總結……………………..…………………….…………20
第叁章 研究方法…………………..……………………………...………22
第一節 研究架構……………………..……………….………………22
第二節 研究對象………………..……………………….……………23
第三節 實驗時間與地點…………………..…………….……………23
第四節 研究工具………..………………………………….…………23
第五節 場地佈置……………………..………………….……………30
第六節 實驗方法與步驟……………………………..….……………31
第肆章 結果與討論………………….……………………...……………40
第一節 不同震動頻率之震幅差異……………………...……………40
第二節 不同震動頻率之肌肉活化差異………….…………..………49
第伍章 結論與建議…………….…………………...……………………58
第一節 結論…………………………..…………………….…………58
第二節 建議………………..……………………………….…………59
參考文獻…………………………………...……………………………...…60
附錄…………………………………...……………………………...……….69

表 次

表3-2-1 參與者資料…………………………………………………………23
表3-6-1 預備實驗參與者資料……………………………………..………..36
表4-1-1-1 中頻震動參數之差異統計表…………………………...………..40
表4-1-1-2 高頻震動參數之差異統計表…………………..……….………..42
表4-1-2-1 避震器介入不同震動頻率之效益表……………..…….………..44
表4-1-3-1 中頻之傳遞比差異……………..…………………….…………..46
表4-1-3-2 高頻之傳遞比差異………………………………….…..………..47
表4-2-1-1 中頻肌肉活化差異比較表…………………...…………………..49
表4-2-2-1 高頻肌肉活化差異比較表………………………...……………..51
表4-2-3-1 避震器介入之不同震動頻率對肌肉活化的效益……………….53
表4-2-4-1 避震器介入對參與者知覺差異………………………………….55

圖 次

圖1-3-1 坐管高度定義圖…..…………………………………………………7
圖2-1-1 文獻架構圖…..………………………………………..……………..9
圖2-1-2 自行車結構圖………..……………………………………………..12
圖3-1-1 研究架構……………..……………………………………………..22
圖3-4-2 free EMG肌電圖測量儀…………………………………………….24
圖3-4-3 車體前叉………………………………………...………………….24
圖3-4-4 車體龍頭……………………………………………………………24
圖3-4-5 參與者慣用手手背…………………………………………………24
圖3-4-7 DAQ類比轉換盒……………………………………………………25
圖3-4-8 電極片黏貼位置……………………………………………………26
圖3-4-9 捷安特L型車種…………………………………….………………26
圖3-4-10 公路自行車龍頭避震器…………………………..………………27
圖3-4-11 避震器安裝位子…………………………………..………………27
圖3-4-12 震動模擬機台……..………………………………………………28
圖3-4-13 轉速表…………………………………………………..…………28
圖3-4-14 阻尼器……………………………………………………..………29
圖3-5-1 場地佈置圖…………………………………………………………30
圖3-6-1 實驗流程圖…………………………………………………………31
圖3-6-2 伸、屈腕肌、肱二肌黏貼處…………………………………………33
圖3-6-3 三頭肌黏貼處………………………………………….……...……34
圖3-6-4 坐姿動作型態………………………………………………………36
圖4-1-1-1 中頻之震幅差異圖………………………………………….……41
圖4-1-1-2 高頻之震幅差異圖…………………………………………….…43
圖4-1-2-1 不同震動頻率之避震器效益圖…………………………….……45
圖4-1-3-1 中頻傳遞比例效益比較圖………………………………….……47
圖4-1-3-3 高頻傳遞比效益比較圖……………………………………..…...48
圖4-2-1-1 中頻肌肉活化差異圖……………………………………….……50
圖4-2-2-1 高頻肌肉活化差異圖……………………………………….……52
圖4-2-3-1 避震器介入之不同震動頻率對肌肉活化的效益圖…………54
圖4-2-4-1 避震器介入對參與者知覺差異比較圖………………………….57

一、中文文獻

方俊喬、邱文信（2006）。競技自由車結構與功能之介紹。大專體育，82，195-200。
阮炳耀（1997）。自由車人機適配決策與動態模擬系統之研究。未出版碩士論文，國立成功大學，台南市。
林盛勇、張哲綱（2008）。不同車速行駛於真實路況下車體避震效應之研究。中華民國振動與噪音工程學會論文集，435-441。
吳武政（2001）。以誘導式歸納途徑法探討自行車騎乘姿勢與車架尺寸之關係。大同大學工業設計研究所碩士論文。
邱新然（2010）。不同座管高度之腳踏車運動對下肢肌群肌肉活化程度與運動學之影響。未出版之碩士論文，台北市，國立台北教育大學體育學系。
胡祖武（2001）。騎乘舒適性評量應用在自行車騎姿電腦動態模型建立之研究。設計研究，1，111-119。
胡祖武、李傳房（2006）。以主觀騎乘舒適性感受探討較舒適自行車座點位置之研究。設計學報，11（3）。
胡祖武（2011）。建構自行車整體騎乘舒適性評量與人因設計知識庫。設計與環境學報。12，72-87。
高詠裕（2008）。不同踝關節擺位之腳踏車運動對骨內斜肌活化之影響。未出版博士論文。國立體育學院，桃園縣。
范雲波、侯立群、齊志望、李素梅、馬欣宇、王進華（2005）。自行車鋁合金前叉肩擠壓鑄造模具設計。中國科學技術協會，1。
莊明振（1993）。 一般自行車關鍵尺寸的人因工程研究。第八屆全國技術及織業教育研討會。412-421 。
張柏苓、吳堉光、相子元（2012）。不同阻力對自行車坐姿與站姿騎乘的影響。大專體育學刊，14（4），448-457。
張銘坤、李毓豐、金璘（2010）。汽油引擎割草機操作者手－手臂振動之評估。中華民國振動與噪音工程學論文集，283-292。
張特彰、賴仲亮、蔡明妙、呂傳欽、許碧珊（2009）。腳踏車運動引起之傷害及預防。家庭醫學與基層醫療，24（12），439-443。
張維綱、傅麗蘭（2012）。腳踏車訓練對膝關節股內斜肌與股外側肌活化表現的影響。大專體育學刊，14（2），255-262
張慧藏（1995）。自由車操作之人機關係電腦模擬系統研究。未出版碩士論文，國立成功大學，台南市。
陳俊華、陳坤檸（2004）。預估9-12 歲男童最大攝氧量之研究。大專體育學刊，6（1），263-273。
陳霈璟（2007)。頸部肌肉功能缺損對頸椎穩定度之影響。未出版碩士論文。台灣大學，台北市。
許家禎（2008）。髕骨軟骨軟化症。基層醫學，32（11），338-342。
黃台生（2009）。公路自行車把手舒適度之研究。設計學報，14，51-71。
黃鈺芳（2003）。打字作業人員上肢肌電圖特性。未出版碩士論文，國立台灣大學，臺北市。
連俊名（1997）。高中生課桌椅設計研究－桌椅高度與角度相互關係之探討。未出版碩士論文，大同大學，新北市。
曾懷恩（1990）。自由車的力學研究與簡介。單車世界，19，65-69。
歐昇明（2005）。自行車液氣分離式後避震器最佳設計與測試之研究。未出版碩士論文，成功大學，台南市。
鄭凱文（2007）。競賽型自行車手把之設計與分析。未出版碩士論文，大業大學，彰化縣。
鍾綉貞、張雅嫻、陳俐君、何宜靜（2007）。城市休閒乘用自行車車手把之人因工程評估。工作與休閒學刊，2，19-30。
戴貞德、江維晉（2011）。品質機能展開於創新設計之研究－以公路自行車為例。商業現代化學刊，6（2），133-150。




二、英文文獻

American College of Sports Medicine. (2006). ACSM’s guidelines for exercise testing and prescription(7th ed.). Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins.
American College of Sports Medicine. (2013). ACSM’s guidelines for exercise testing and prescription(9th Ed). Pennsylvania, PA: Lippincott Williams & Wilkins.
Ahmed, A. M., Shi, S., Hyder, A., & Chan, K. H. (1988). The effect of quadriceps tension characteristics on the patellar tracking pattern. Paper presented at the 34th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society, Atlanta, GA.
Adirim, T. A., & Cheng, T. L. (2003). Overview of injuries in the young athlete. Sports Medicine,33(1), 75-81.
Bogaerts, An, Delecluse, Christophe, Claessens, Albrecht L, Coudyzer, Walter, Boonen, Steven, & Verschueren, Sabine MP. (2007). Impact of whole-body vibration training versus fitness training on muscle strength and muscle mass in older men: a 1-year randomized controlled trial. The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences, 62(6), 630-635.
Bosco, C, Colli, R, Introini, E, Cardinale, M, Tsarpela, O, Madella, A, Viru, A. (1999). Adaptive respsonses of human skeletal muscle to vibration exposure. CLINICAL PHYSIOLOGY-OXFORD-, 19, 183-187.
Burke, E. R. (1981). Ulnar neuropathy in bicyclists. Physician and Sportsmedicine, 9, 53-56.
Burke,Edmund R,＆Pruitt,AL.(2003).Body positioning for cycling. High Tech Cycling. Champaign:Humans Kinetics,69-92.
Bini,R.,Hume,P.A., ＆Croft,J.L.(2011).Effects of bicycle saddle height on knee injury risk and cycling performance. Sports Medicine, 41(6), 463-476.
Burke,Ed.(2002).Serious cycling:Human Kinetics.
Dhaher, Y. Y., & Kahn, L. E. (2002). The effect of vastus medialis forces on patello-femoral contact:A model-based Study. Journal of Biomechanical Engineering, 124(6), 758-767.
Escamilla, R. F., Zheng, N., Macleod, T. D., Edwards,W. B., Imamura, R., Hreljac, A., et al. (2009).Patellofemoral joint force and stress during the wall squat and one-leg squat. Medicine and Science in Sports and Exercise, 41(4), 879-888.
Ericson, M. O., & Nisell, R. (1987). Patellofemoral joint forces during ergometric cycling. Physical Therapy, 67(9), 1365-1369.
Fagnani, Federica, Giombini, Arrigo, Di Cesare, Annalisa, Pigozzi, Fabio, & Di Salvo, Valter. (2006). The effects of a whole-body vibration program on muscle performance and flexibility in female athletes. American journal of physical medicine & rehabilitation, 85(12), 956-962.
Fridlund, A. J., & Cacioppo, J. T. (1986). Guidelines for human electromyographic research. Psychophysiology, 23, 567-589.
Hanson, L., Wienholt , W. & Sperling , L., (2003).A control handling comfort model based on fuzzy logics, International Journal of Industrial Ergonomics, 31(2), pp.87-100.
Jorge M. , Hull M. L. (1986). Analysis of EMG measurernents during bicycIe pedaling. Journal of Biomechanics, 19(9), 683-94
Kawanabe, Kazuhiro, Kawashima, Akira, Sashimoto, Issei, Takeda, Tsuyoshi, Sato, Yoshihiro, & Iwamoto, Jun. (2007). Effect of whole-body vibration exercise and muscle strengthening, balance, and walking exercises on walking ability in the elderly. The Keio journal of medicine, 56(1), 28-33.
Luhmann, S. J., Schoenecker, P. L., Dobbs, M. B., &Gordon, J. E. (2008). Adolescent patellofemoral pain: Implicating the medial patellofemoral ligament as the main pain generator. Journal of Children’s Orthopaedics, 2(4), 269-277.
Mimmi, G., Rottenbacher, C., Bonandrini, G., & Buzzi, E. (2006). Special bicycle ergometer for optimum rider position. Journal of Biomechanics, 39(Supplement 1), S545.
Mellion, M. B. (1991). Common cycling injuries, management and prevention. Sports Medicine, 11,52-70.
Mestdagh, K. (1998). Persona perspective: in search of an optimum cycling posture, Applied Ergonomics, (5)29.
Mester, J., Spitzenpfeil, P., & Yue, Z. (2003). Vibration loads: Potential for strength and power development. In Komi, P. V. (Ed.), Strength and power in sport (pp. 488-501). (2nd ed.). England : Blackwell Science.
Perry, S. R., Housh, T. J., Johnson, G. O., Ebersole, K. T., Bull, A. J., Evetovich, T. K., & Smith, D. B. (2001). Mechanomyography, electromyography, heart rate, and ratings of perceived exertion during incremental cycle ergometry. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 41, 183-188.
Rees, Sven S, Murphy, Aron J, & Watsford, Mark L. (2008). Effects of whole-body vibration exercise on lower-extremity muscle strength and power in an older population: a randomized clinical trial. Physical Therapy, 88(4), 462-470.
Richard S ＆ Champoux Y. (2005) Evaluation of road bike comfort using classical and operational modal analyses. in the IMAC-XXIII Conference. Orlando,FL, 205-213.
Randall, J. M., Mathews, R. T., & Stiles, M. A. (1997). Resonant frequencies of standing humans. Journal of Ergonomics, 40, 879-886.
Rittweger,Mutschelknauss, & Felsenberg (2003) Acute changes in neuromuscular excitability after exhaustive whole body vibration exercise as compared to exhaustion by squatting exercise. Clinical Physiology and Functional Imaging, 23(2),81-86.
Scott, C., Anthony, F., Bing, Y., Donald, K., Michael, F., & William, G. (2000).Electromyographic and kinematic analysis of cutting maneuvers. The American Journal of Sports Medicine, 28(2), 234-240.
Sanders, M.S., and McCormick, E. J., (1992) .Human Factors in Engineering and Design, McGraw Hill Inc, New York.
Schwarzer, J., Spitzenpfeil, P., & Mester, J. (1999). Effects of vibration stimuli training on human damping behaviour at various vibration loads [Abstract]. Book of Abstracts (p.33). Rome, Italy: The 4th Annual Conference of the European College Sport Science.