实用人机工程学陈波 第七章_专题设计讨论

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1、1第七章专题设计讨论第三节自行车人机分析第一节手持式工具设计第二节桌椅设计第四节学生公寓人机尺寸设计第五节数控机床人机评价第六节石油钻机司钻控制人机设计主要内容Contents2第一节手工具及其使用方式3第一节手持式工具设计一、人手解剖学手掌面屈肌、掌背伸肌。腕关节有肌肉、动脉、神经。若有较大的偏屈、偏转，产生手腕疾病。4手部关节活动范围可分为腕关节活动和指关节活动两种类型。腕关节活动有：掌侧屈、背侧屈，桡侧偏、尺侧偏。第一节手持式工具设计一、人手解剖学5二、手工具的一般人机学要求①手工具的大小、形状、表面状况应与人手的尺寸和解剖条件适应。②使用

2、时能保持手腕顺直；避免掌心受压过大；尽量由手部的大小鱼际肌、虎口等部位分担压力。③避免手指反复的弯曲扳动操作；避免或减少肌肉的“静态施力”。使用手工具时的姿势、体位应自然、舒适，符合手和手臂的施力特性。④工具使用中不能让同一束肌肉既进行精确控制，又出很大的力量；即负担准确控制的肌肉，和负担出力较大的肌肉应该互相分开。⑤注意照顾女性、左手优势者等群体的特性和需要。第一节手持式工具设计6三、常见手握姿势设计第一节手持式工具设计7保持手碗处于顺直状态几种手工具分析8保持手碗处于顺直状态几种手工具分析9抓握空间的大小与人手尺寸和解剖学相适应女性：608

3、0mm男性：7090mm几种手工具分析10手工作顺直状态双手均有偏侧几种手工具分析11手掌大小鱼际肌受压大，减小或避免掌心受压。几种手工具分析12需要着力抓握时，直径较大，常取3040mm；精细操作时，直径较小，常取816mm。若需要控制方向的把手，一般采取椭圆型截面，椭圆长轴与作用力方向一致。一般手工具把手采用圆截面。几种手工具分析13虎口可承受较大的力。几种手工具分析14避免手指重复动作几种手工具分析15使负担准确控制的肌肉和用力较大的肌肉互相分离照顾女性、左手优势者等群体的特性和需要。几种手工具分析16把手设计参数：直径：着力抓握30

4、—40；精密抓握8—16长度：100—125；形状：圆形、三角形、矩形、丁字形、斜丁字形等；弯角：10度左右；双把手工具与用手习惯和性别差异；几种手工具分析17几种手工具分析18几种手工具分析19几种手工具分析20学习本节后应该思考的问题？1.手工具设计应该考虑那些人体因素？2.家具设计的基本人机要求是什么？3.维修性设计有那些要求？4.评价安全插座。21学习本节后应该思考的问题？5.评价下列操纵器。外科手术镊子铲刀把手2223第二节桌椅设计1.座椅设计概述24坐姿生理学知识坐姿的特点①坐姿解除上身重量对两腿、足踝、膝、髋等关节的压力，减轻了全身

5、及腿部肌肉的负荷，可降低体能量消耗。②腿部血管内静压降低，血液易于向心脏回流循环，能缓解疲劳。③有利于身体和情绪的安定，对脑力劳动、对非脑力型的精细操作、视觉作业更适宜。④使腿脚能参与操作，还能利用靠背发挥腿脚的蹬力。⑤不利方面：操作范围、动作幅度小；双臂操作力小于立姿；增加了人体对于环境振动的敏感性等。25座椅发展史椅子的名称始见于唐代，而椅子的形象则要上溯到汉魏时传入北方的胡床。26座椅发展史27座椅发展史28座椅发展史29座椅发展史1948年瑞典医生阿克布罗姆《站与坐的姿势》30座椅发展史芬兰座椅测试仪31座椅发展史1968年IEA就座椅为

6、主题在瑞士召开第一届学术研讨会。日本在七十年代多次修改座椅得工业标准，将办公桌高度由740mm改为700mm和670mm。中国将办公桌高度由800mm改为700760mm。32人体脊柱骨骼结构人体206块骨骼中轴骨+四肢骨中轴骨包括：29颅骨26椎骨24肋骨1胸骨7节椎骨12节胸椎5节腰椎5块骶骨4块尾骨骨盆复习坐姿生理解剖基础支撑头颅和全身骨结构为脊柱33骨盆上接脊柱，下连下肢。坐骨34站姿脊柱形态35坐姿脊柱形态36椎间盘受力分析从坐姿生物力学角度，应保证肢体免受异常力作用。腰曲弧线从坐姿生理学角度，应保证腰弧曲线正常。坐姿脊柱形态372.

7、坐姿下的体压（1）椅面上臀部与大腿的体压1）椅面软硬与椅面体压;2）椅面高度接近或小于坐姿中“小脚+足高3.8”有利于分布体压；382.坐姿下的体压3）椅面倾角与坐姿对椅面体压有影响。前倾——工作、阅读、打字“小腿支撑地面”后倾——看演出、休息“靠背减缓背肌紧张程度”39（2）腘窝的压力腘窝受压，应该避免2.坐姿下的体压403.座椅的功能尺寸座椅分类①工作座椅简称工作椅②休息用椅简称休息椅③办公室用椅会议室用椅41（1）座面(前缘)的高度工作座椅座高的设计要点是：①大腿基本水平，小腿垂直地获得地面支撑；②腘窝不受压；③臀部边缘及腘窝后部的大腿在椅

8、面获得“弹性支承”。42符合上述要求的工作椅座高为：“小腿加足高”—（10～15mm）中国P5女、P95男通用工作椅座高：350—460