人机工程学设计原则

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1、手工工具设计第二讲人机工程学设计原则一般设计原则1.它必须有效地实现预定功能。例如一把斧子必须将其最大动能转入斩切作业，利索地劈开木头纤维，并抽出斧头；2.它必须与其使用者身体成适当比例，使人力作业效率最大。3.它必须按照作业者的力度和工作能力来设计，因此要适当考虑性别、年龄、训练程度、身体素质的差异性；4.它不应引起过度疲劳，即不应引起作业者采取不寻常的作业姿势或动作而消耗更多的体能。5.它必须以一些形式向其使用者提供一些感官反馈，如压感、一定的振动、触感、温度等形式。6.它所需要的开发资本和维护成本应当是合理的。考

2、虑生理因素1.避免静态肌肉施力当需要臂部较长时间握持工具时，肩部、臂部和手部的肌肉可能处于静态负载，将导致疲劳和作业效能下降，长时间作业，也会导致前臂疼痛。使肘部角度基本保持在90度，可以解决该问题2.避免不协调的腕部方位腕部偏离偏离其中位后，手的持握力将有减损。而且别扭的手部方位将导致手部疼痛。2.避免不协调的腕部方位腕部偏离偏离其中位后，手的持握力将有减损。而且别扭的手部方位将导致手部疼痛。腕部处于平直和弯曲状态两种状态下的实验比较3.避免掌部组织受压如作业者的掌心或者手指受到了相当大的压力，严重时可能引起肌肉萎缩

3、。1979年的水龙头。拧动旋扭时，掌心极易产生压痛。改进方式：应适当设计工具把手，加大其与手部的接触面积，分散压力。4.避免手指重复地动作手指如果长时间的按压开关，将产生静态肌肉负载，也会导致手指疲劳，降低灵活度。拇指开关凹陷的指压板开关作业空间和工位相关的综合因素讨论工具设计和使用原则时，还要结合特定的任务、作业姿势、工位及其空间等因素综合加以考察。当工位、作业空间和作业姿势等发生变化时，要对工具的定位加以重新考虑和调整。持握类型和持握姿势人手的灵巧性可以用抓握（powergrip)(即用力持握）和精密持握（prec

4、isiongrip)两类持握动作来概括。把手设计（1）直径。研究表明，对于方盒物体上的把手，31mm—38mm的直径有利于保持最大握力。对于操纵活动，采用22mm的直径最好。对于抓握，把手直径为30-40mm,并以40mm为最好。（2）长度。把手长度一般应保证四个手指能够握持。把手长度至少应有100mm,为120mm时能舒服地握持。在设计中应有针对性地加以应用（3）形状。研究表明，把手形状更多的与作业任务和作业动作的类型息息相关，并不总是要使用圆形断面。比如施加推力时，使用三角形断面的把手最好，采用高宽比为0.67到0

5、.8的方形断面对很多任务都是不错的。可以使把手的形状与手部的轮廓、形状相适配，但是要考虑到不同的使用者手部尺寸差异性很大。还可以在把手末端作限位形体处理，可以防止手从把手上滑脱。对于特定的作业任务，有时还有一些把手形式。（4）角度。研究表明，适当的把手角度设计有利于保持腕部平直，避免损伤。总的原则是，在正常情况下，“抓握中心线”应该与前臂轴线呈大约70度的夹角。使工具弯曲，而不是使手腕弯曲。双把手手工工具设计对于钳子等双把手工具，抓握跨距是最为重要的要素。研究表明，当两只把手平行时，抓握跨距为约45mm—50mm时握力

6、最大，当它们呈八字形时，跨距在约75mm—80mm时握力最大。总之，在人机工程学方面，手工工具的设计应该遵循以下四个指导原则，即:不要使腕部弯曲；把手形状应有助于抓握；确定适当的抓握距离；提供适当的手指和手套间隙空间。