手握工具设计（大作业）.doc

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1、手握工具设计《伦语。卫灵公》中名言：“工欲善其事，必先利其器”。人类的进化史与手工工具的创造息息相关，历史悠久。工具改进的推动力：是工具在使用时的不方便、工效不高、长期使用甚至容易导致疾患等因素。改进工具包括知识内容：人机学方法、综合工程技术、解剖学、生理学、心理学、人体力学等。一、工具设计的人机学因素1、人手解剖2、手指和手部活动手指活动：伸屈、抓握；手部活动：偏屈、转动；3、肌肉施力方式静态施力：肌肉施力靠收缩产生，会使供血受阻，持续时间不能太长等长（产生疲劳）；动态施力：肌肉施力与放松是对物体交替进行的，使肌肉有节奏地收缩与舒张力。4、手工具的一般人

2、机学要求除了各自使用功能和技术要求外。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）使用时能保持手腕顺直；避免掌心受压过大；尽量由手部大小鱼际肌、虎口等部位分担压力。3）避免手指反复弯曲扳动操作；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）不能让同一束肌肉既进行精确控制，又出很大力量。5）注意照顾女性，左手优势者等群体的特性和需要。手工具设计一般设计原则（1）有效地实现预定功能；（2）与使用者身体成适当比例；使操作者发挥最大效率；（3）按作业者力度和工作能力来设计；（4）作业姿势不能引

3、起过度疲劳；（5）必须以一些形式向使用者提供感官反馈；（6）所需开发及维护成本是合理的。二、手工具设计讨论（生理因素）避免静态肌肉负载（如何解决？）避免不协调的腕部方位（如何解决？）避免掌部组织受压（如何解决？）避免手指重复动作（如何解决？）三、手工具设计讨论（工位因素）A与B，哪幅更“人机”？C与D，工具和姿势有什么关系？ABCD四、手的解剖及其与工具使用有关的疾患腕关节动作状态几个避免问题：避免静肌负荷避免手碗处于顺直状态格林伯格和查芬所做的一项抓握空间与握力试验把手弯曲式工具设计避免掌部组织受压力避免手指重复动作五.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：六、动作的经济与效率法则动作的经济与效率法则又称动作经济原则；该法则首先由Gilbreth(吉布尔雷斯）提出；后来由R.M.Barnes(巴思斯)进行较好的改进与发展,归纳为三大类共22条;这些原则是以人的生理、心理特点为基础，以减轻人在操作过程中的疲劳为目的面建立。该原则不仅适用于工厂车间的作业、面适合用于教育、医护、军事等各个领域。1、利用人体的原则1）双手应同时开始，并同时完成动作；2）除休息时间外，双手不应同时

5、闲着；3）双臂的动作应对称，方向应相反，并同步进行；4）尽量减少不必要的体力消耗为准则；5）应当利用力矩协助操作；6）动作应流畅，避免方向发生突然剧变；7）抛物线运动比受约束或受控制运动更快、更易、更精确；8）动作要从容、自然、有节奏和规律，避免单调;9）作业时眼睛的活动应处于舒适的视觉范围,避免常改视距。2、布置工作地点的原则1）应该有固定工作地点，需要提供所需全部工具与材料；2）工具与材料应放在固定地方，减少寻找造成的人力和时间的浪费；3）工具等应放在操作者最大工作范围内，避免放在正前方，手移动次数越少越好；4）借助重力去传送物料，送到靠近使用地方；5

6、）工具和材料应按最佳动作顺序进行排列与布置；6）应尽量借助下滑运动传送物料，避免用手去处理；7）应提供充足的照明。提供与工作台高度适应的座椅，可变换操作姿势（站、坐交替），具有舒适感；8）工作地点的环境色应与工作对象的颜色有一定对比，以减少眼睛的疲劳。3、设计工具和设备的原则1）应尽量使用钻模、夹具或脚操纵的装置，将手从所有夹持工件中解放出来；2）尽可能将两种以或多种工具结合为一种；3）在应用手指操作时，应按各手指的自然能力分配负荷；4）工具中各种手柄的设计，应尽量增大与手的接触面，以便施加较大的力；5）机器设备上的各种杠杆、手轮和摇把等的位置，应尽量使作

7、业者在使用时不改变或少改变身体的位置，并应最大限度地使用机械力。