人机工程学___第七章_手握式工具设计设计分析
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手握式工具设计
工具是人类四肢的扩展,人们在工作生活中一刻也缺少不 了工具,但我们使用的各种手握式工具还有很多没有考虑 人机工学的设计因素,其形状和尺度不符合人手使用时的 生理需要; 而随着科技的发展,大量新型的手握式现代电子产品也层 出不穷,这些产品的形态本身除了美学因素外与产品操作 的易用性、舒适性、安全性等人机工学性能有很密切的联 系。
普遍误解为手掌与桌面平行,手臂由于自重平放在桌面上而得到放松的姿势 是自然的,但是,这样放置时前臂已经弯曲大约90度(如上图),加重使用 疲劳,易导致CIS(腕骨综合症),损伤使用者肢体。
2. 手腕 经试验证明,当人的手腕呈”仰起“状态时,则”仰起“的夹角在 15~30度之间是最舒服状态,超过这个范围,则前臂肌肉处于拉紧状态, 而且也会导致血液的流动不畅。受其影响,上臂的三头肌及三角肌也都会同 时受到力牵拉的作用,人的肩关节也会一直处于强直状态。 3.手掌 最自然的状态就是半握拳状态,而鼠标的造型设计,实际上就是要 尽量贴合这个形态,包括三个方面: 1)要使鼠标外壳贴紧人手掌的两个主要肌群拇指肌群和小指肌群,贴不紧 会有握不住的感觉 ;但又不要有压迫,受压迫会导致手掌处于疲劳状态, (握持感)(不压迫)
丁字形可增加扭矩等 • 弯度——最佳角度约为10度 • 双把手工具 • 用手习惯与性别差异
4手握式产品设计案例分析-----鼠标的人机设计
1964年,美国科学家道格拉斯·恩格巴特(Douglas Englebart)博士发明了 鼠标,他制作的鼠标是一只小木头盒子,但他们更多的是给它以几何美学的 改进,而没有依照人机工学设计。
手掌主要肌肉:
拇指屈肌和外展肌组成的肌群 小指屈肌及外展组成的肌群 沟壑于两个肌群指间。沟壑的深度和宽度因人而异。人手主要神经和血 管分布于沟壑皮下。
人机工程学---门把手分析

把手距离门的距离
通过测量,把手距门 通过测量, 面距离为32mm 面距离为32mm
从国标数据计算来看,男性掌厚约为24~30mm, 从国标数据计算来看,男性掌厚约为24~30mm,女性的掌 24 mm 厚约为22 26mm 22~ mm。 厚约为22~26mm。 而实际测量的把手距门面距离为32mm 32mm。 而实际测量的把手距门面距离为32mm。 基本符合人机工程学。 基本符合人机工程学。
3ห้องสมุดไป่ตู้mm
1000mm
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谢谢观赏!
201018302232司亚梅 201018302232司亚梅
把手高度分析
把手的安装需要符合人机工程,一般上部的把手安在门的下角, 把手的安装需要符合人机工程,一般上部的把手安在门的下角, 下部的门安在上角。房屋门把手一般距地面800 1000mm. 800—1000mm 下部的门安在上角。房屋门把手一般距地面800 1000mm.
岗 岗
XX竞岗报告
手部受力分析
人机工程学--手持式工具分析及改进
201018302232司亚梅 201018302232司亚梅
手持式工具---门把手
1 2 3
三视图尺寸分析
局部数据对比
改良后的门把手
三视图
门把手人机分析
通过测量得到门把手手握部位的长度为90mm。 通过测量得到门把手手握部位的长度为90mm。 90mm
根据第5百分位女性到第95百分位男性数据,手宽一般为7 根据第5百分位女性到第95百分位男性数据,手宽一般为71~97mm, 95百分位男性数据 mm, 合适的把手长度为100 125mm 100~ mm。 合适的把手长度为100~125mm。 而实际测量的把手手握部分数据为90mm 90mm。 而实际测量的把手手握部分数据为90mm。 改良:建议改长10mm 10mm。 改良:建议改长10mm。
人机工程学手用工具设计案例

人机工程学手用工具设计案例人机工程学是一门研究人与机器之间的互动及其对人的影响的学科。
在设计手用工具时,人机工程学起到了重要的作用。
通过考虑用户的需求、人体工程学和人类认知能力,设计师可以创造出更人性化、高效且易于使用的手工具。
以下是一个手用工具设计案例,展示了人机工程学在手工具设计中的应用。
设计目标:设计一个便携式电动割草机,以提高割草的效率和用户体验。
用户需求分析:1.高效性:用户希望能够快速、轻松地完成割草工作。
2.简洁易懂:用户希望手动割草机的控制方式简单明了,容易上手。
3.舒适性:用户希望使用割草机时能够保持良好的姿势,避免过度疲劳。
4.安全性:用户希望使用割草机时安全可靠,避免意外伤害。
人体工程学设计:1.重量分配:将电池和驱动系统集中在中心位置,使割草机的重量均匀分布,减轻用户的手臂和肩部负担。
2.手柄设计:确保手柄的高度和倾斜角度适应大多数用户,确保用户在割草时保持自然的手腕角度,减轻手臂和手腕的压力。
3.减震设计:在割草机底部设计减震装置,减少机器震动对用户的影响,提高使用舒适度。
4.操作按钮:将割草机操作按钮集中在手柄上,使用户可以方便地控制割草机,避免弯腰或停下来按动机身上的按钮。
用户界面设计:1.显示屏设计:在手柄上加装一个简单、易于阅读的显示屏,显示割草机的状态信息,如剩余电量、速度等。
2.引导按钮:在显示屏旁边设置一个操作引导按钮,用户按下后,显示屏会显示出详细的使用说明,帮助用户更好地操作割草机。
3.指示灯设计:在手柄上加装几个指示灯,用以显示割草机的工作状态,如电池电量不足、刀片需要更换等。
安全性设计:1.刀片保护罩:在割草机刀片周围加装保护罩,可以有效防止用户不小心接触到刀片,降低意外伤害的风险。
2.自动停止功能:设计割草机自动停止功能,当用户松开手柄时,割草机会自动停止工作,避免意外伤害。
3.紧急停止按钮:在手柄上设置一个明显的紧急停止按钮,用户在遇到紧急情况时,可以迅速停止割草机的工作。
人机工程学第七章手握式工具设计设计

对筛选出的设计方案进行细化,包括结构设计、 界面设计、材料选择等。
设计评估和优化
原型制作
根据详细设计方案制作手握式工具的 原型,以便进行实际测试和评估。
用户测试
邀请目标用户对原型进行测试,收集 用户反馈,了解产品的优缺点。
设计优化
根据用户测试结果,对设计方案进行 优化和改进,提高产品的舒适性和易 用性。
工具的把手部分应设计有适当 的凹槽和凸起,以增加握持时 的摩擦力和稳定性。
工具的重量和平衡
工具的重量应适合使用时的力量要求,不宜过重或过轻。 工具的平衡性要好,重心应靠近手部握持位置,以减少使用时的摇晃和不稳定感。
对于需要长时间使用的工具,应考虑采用轻量化材料或设计,以减轻手部负担。
工具的材料和表面处理
02 手握式工具设计的人机工 程学原理
人体手部结构和功能
手掌与手指
手掌是手的主要部分,包括掌心 和掌背,手指则分为拇指、食指、
中指、无名指和小指,各自具有 不同的功能。
关节与运动
手部关节包括掌指关节、指间关节 和拇指腕掌关节,这些关节使得手 部能够完成各种复杂的动作。
肌肉与力量
手部的肌肉主要分布在手掌和手指 上,负责产生握力和手指的精细运 动。
持稳定性。
动态握力
02
在操作过程中,手部能够产生的握力变化,用于评估工具的易
用性和操作效率。
疲劳与恢复
03
长时间使用工具会导致手部疲劳,需要考虑合适的休息时间和
恢复措施。
03 手握式工具设计的关键因 素
工具的形状和尺寸
形状要符合手部握持的自然姿 态,以减少手部疲劳和不适感。
尺寸要适合不同大小的手掌, 以确保握持的稳定性和舒适性。
手握工具设计

结束语
谢谢大家聆听!!!
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使用设计不当的工具会导致多种职业病,一 般统称为重复性积累损伤病症。 当手腕处于尺偏、掌屈和腕外转状态时,肌 腱及鞘处发炎。 腕道综合症是由于腕道内正中神经损伤所引 起。 避免非顺直的手腕状态。 狭窄性腱鞘炎(俗称扳机指) 。 为避免扳机指,应使用拇指或指压板控制。
2、手握式工具设计原则 (1)、一般原则 1)必须有效地实现预定的功能; 2)必须与操作者身体成适当比例,使操作者发 挥最大效率; 3)必须按照作业者的力度和作业能力设计,所 以要适当地考虑到性别素质上的差异; 4)工具要求的作业姿势不能引起过度疲劳。
一面产生掌屈与背屈,第 二个面产生尺偏和桡偏。
人手具有极大的灵活性。
可分为着力抓握和精确抓握。着力抓握时, 抓握轴线和小臂几乎垂直。
根据力的作用线,分力与小臂平行(如锯), 与小臂成夹角(如锤击)及扭力(如使用螺丝起 子)。
精确抓握用于控制性作业(如小刀、铅笔)。 不应同时具有着力与控制两种性质,加速疲劳, 降低效率。
工具的把手与工作部分弯 曲10度左右。
避免掌部组织受压力
操作工具,要用手施相当 的力。
好的设计有较大的接触面; 或者使压力作用于不太敏 感的区域,如拇指与食指 之间的虎口位。
如没有特殊的作用,最好 不留指槽,手指局部的应 力集中。
4)避免手指重复动作 用食指操作扳机式控指器时,就会导致扳机指。 气动工具或触发器式电动工具。 设计时以拇指或指压板代替。
手握工具设计
工具是人类四肢的扩展。使用工具增加了动作 范围、力度。
长久使用设计不良的手握式工具和设备,造成 很多损伤与疾患,降低了生产率。
工具的适当设计、选择、评价和使用是一项重 要的人机工程学内容。
手握式工具的设计

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设计过程
• • •
1 提出现有剪刀存在的问题 2 提出新的设计方案 3 呈现方案
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提出现有见到存在问题
弯曲幅度太小,无法与手 指相握时较好的贴合。 整体不符合人手的形状,用起 来自然不舒服。 十指接触这个部位时,由于 不锈钢太硬以及弯曲的弧度 不够,手指会不舒服。
突起部分太高,大拇 指长时间接触会酸痛
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新方案的提出
1 剪刀的手握时的手形状贴合
2 把手上与十指相扣的地方用硅胶或橡胶覆上,并与十指形状 相符。
3 把手内圈同样用硅胶或橡胶覆上,在于手指接触的地方作出 相应的凹陷了,即柔软又不胳手。5 Page 5来自案呈现与大拇指相触的地方
与中指与无名指 相触得得地方
与十指相触的地 方
整体形状与手握时形态大致相符
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手握式工具的设计
剪刀
公设文091:周秋平
问题提出
因为剪刀的设计还有一些不足的地方,导致在使用剪刀的过程中手指酸 痛、麻木,长时间使用还导致手指抽筋以至于无法正常作业影响工作时的 心情与工作效率。
设计目的
1 利用人机工程学的知识,学会如何将产品与人紧密连 接起来。 2 研究剪刀的种类、用途、与局限。 3 解决长时间使用剪刀引起的手指酸痛、麻木、抽筋等 症状。
人机工程学基础与应用-初级项目-项目1手握式产品设计

初级项目
项目1手握式产品设计
学习考评一
根据活动一的学习步骤编写500字的调查分析报告,内容简明扼要,说明对“人性化设计”的初步认识和对本项目任务主要分析内容的理解。
学习考评二
(1)解释人体测量学?
(2)人体构造尺寸(静态尺寸)的概念?
(3)国家标准中国成年人人体尺寸所包含的内容。
(4)根据活动二的学习步骤编写分析报告,内容简明扼要,图文并茂,说明对“人体尺寸”的初步认识和对本项目阶段性任务主要分析内容的理解。
学习考评三
(1)百分位数的概念?
(2)百分位数识读的方法?
(3)根据活动三的学习步骤编写分析报告,内容简明扼要,图文并茂,说明对“百分位数”的初步认识和对本项目阶段性任务主要分析内容的理解。
学习考评四
(1)产品尺寸设计是如何进行分类的?
(2)对人体尺寸修正量应如何考虑?
(3)根据活动四的学习步骤编写分析报告,内容简明扼要,图文并茂,说明对“人体尺寸运用准则和应用方法”的初步认识和对本项目阶段性任务主要分析内容的理解。
考核标准
首先考核学习者对这个项目知识点的掌握;其次人机分析评价基本能力的掌握。
根据每一个项目学习目标与学习活动总结分析报告书,以图文并茂的形式对内容进行说明。
检测点
参考指标:知识点掌握度25%;评价分析参与度25%;作品完成度25%;职业态度25%。
手握式工具的人机关系设计研究

图 1手 部 骨 骼 结 构 图 2 手 部 肌 肉结 构
骨是人体内坚硬而有 生命 的器官 , 骨和骨之 间通过关节连 成骨骼 , 构成 了人体及各部分的支架 , 并通过其杠杆 作用 对外 施力 。 手部骨骼共 由 2 块骨组成( 7 如图 1 。 ) 手基底部有并列两
【 摘 要 】 基于 人机工程学 理论基础, 通过对手和手握式工 具的充分 认识, 握式工具 对手 在设计q 人际关系 - 的 进行了 研
究。根据抓握方式的不 同把 手握式工具分为掌握式工具和指握式工具 , 并通过 实验的方法对掌握 式工具和指握式工具的人机 关系
设 计 原 则进 行 了总 结和 完善 。
位 于手 掌 中心 , 称 手 掌 内部 肌 肉。 自于前 臂 , 于 掌 骨 或指 统 来 止
小, 所以对抓握部位应重点设计。抓握时指球肌均应与产品的
某 个平 面 接 触 , 减小 抓 握 时 指 球 肌 局 部 压强 。对 于 需要 长 时 以 间 持续 用 力 的工 具 , 应 该 采 取 其 他 方 法 减小 工 具 对 指球 肌 的 还 压 迫 , 在很 多 手 写笔 上 采 用橡 胶 套 管 等 。 如
2 0年 1 01 1月
广 西 轻 工 业
GuAN GⅪ J 0uRNAL oF GHT I LI NDus TRY
第 1 ( 第 1 4期 ) 1期 总 4
机 械 与 电 气
手 握式工 具 的人机 关 系设计研 究
张锋 涛
( . 汉理 工大 学艺术 与设计 学院 , 1武 湖北 武 汉 4 0 7 ;. 文理 学院机 电工程 系 , 3 0 0 2宝鸡 陕西 宝鸡 7 1 1 ) 2 06
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人机工程学
Ergonomics
第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
2、解剖学因素 (1)避免静肌负荷手臂自然下垂
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Ergonomics
第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
人机工程学
Ergonomics
Anthropometry and Application
(4) 避免手指重复动作
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第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
三、把手设计参数 (一)手部人机尺寸
人体手部尺寸
人机工程学
Ergonomics
第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
(二)把手设计参数
1、直径:着力抓握30—40mm ;精密抓握8—16mm; 2、长度:100—125mm; 3、形状:圆形、三角形、矩形、丁字形、斜丁字形等; 4、弯角:10度左右; 5、双把手工具:抓握空间; 6、用手习惯和性别差异。
一、 手的解剖及其与工具使用有关的疾患
图 1 人 体 手 部 的 掌 侧 观 模 型
人机工程学
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第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
手的解剖及其与工具使用有关的疾患
腕关节动作状态
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第七章 手握式工具设计
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第七章 手握式工具设计
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四、案例分析
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第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
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Ergonomics
第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
第 7 章 手握式工具设计
主讲:苏 胜 Anthropometry and Application
第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
1
手的解剖分析
2
手握式工具设计原则
3
把手设计参数
3
案例分析
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第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
把手弯曲式工具设计
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第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
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第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
(3) 避免掌部组织受压力
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第七章 手握式工具设计
人机工程学
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第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
(三)一般手握式工具设计指南
手工具物理特徵 重量及配重
握柄直徑 握柄長度
握柄握距 握柄形狀 握柄斷面形狀
握柄溝槽
握柄角度
設計指南 重心儘可能接近手掌中心,重量應小於
2.3kg 應在2-8cm之間,力握時最佳握把直徑為5cm
Anthropometry and Application
重复性积累损伤病症 腱鞘炎:手腕尺偏、掌曲和腕外转,使腕部肌腱弯曲导致腱鞘处 发炎; 腕道综合症(腕隧道症侯群):由于腕道内正中神经损伤所引起 的不适。表现为手部疼痛、灼热、刺痛及麻木感。 网球肘(肱骨外踝炎、主妇肘):一种肘部组织炎症,由手腕的过 度桡偏引起。尤其是当挠偏与掌内转和背屈状态同时出现时,肘 部挠骨头与肱骨小头之间的压力增加,导致网球肘。 狭窄性腱鞘炎(俗称扳机指):是由手指反复弯曲动作引起的。在 类似扳机动作的操作中,食指或其它手指的顶部指骨须克服阻力 弯曲,而中部或根部指骨这时还没有弯曲。导致手指前端弯曲。 职业性肩酸痛 (50肩)
第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
人机工程学
Ergonomics
第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
(2)保持手腕处于顺直状态
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Ergonomics
第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
二
肱二头肌 与 桡骨 连接的情形
人机工程学
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第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
抓握工具动作分类
着力抓握:
(手指和手掌 同时用力)
力与小臂平行 力与小臂垂直
精确抓握:手指
着力和控制动作不能同时进行
人机工程学
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第七章 手握式工具设计
最短應為10-12.5cm,握柄的尾端不能壓迫 到手掌
最佳握距在5-6cm,不宜超過13cm 應使手掌與握把間的接觸面積最大 在推力和拉力兼有的作業下,採用寬高比為
1:1.25 的矩形握柄 手指溝槽可提供較好的摩擦力、避免滑手,
深度不宜超過0.32cm 握柄角度在19°左右可以減少手腕尺偏
人机工程学
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第七章 手握式工具设计
Anthropometry and Application
二、 手握式工具设计原则
1、一般设计原则 必须有效地实现预定的功能; 必须与操作者身体成适当比例,使操作者发挥最大效率; 适当考虑性别、训练程度和身体素质的差异; 作业姿势不能引起过度疲劳。
人机工程学
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