第5章 累积损伤疾病及工作台椅与工具设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,5,章,累积损伤疾病及,工作台椅与工具设计,6.1,控制台设计,6.2,办公台设计,6.3,工作座椅设计的主要依据,6.4,工作座椅设计,6.5,累积损伤疾病及其原因,6.6,与手有关的累积损伤疾病,6.7,手握式工具设计,主要内容,6.1,控制台设计,6.1.1,控制台的形式，见下图：,1.,桌式控制台,2.,直柜式控制台,3.,组合式控制台,4.,弯折式控制台,6.1.2,控制台设计要点,1.,控制台作业面，见下,图,。,2.,显示器面板形式，见下图。,式中：,h,干涉点高度,k,操作者眼高,H,显示面板下端高度,d,操作者眼点与干涉点的投影距离,D,干涉点与显示面板的投影距离,3.,控制台上方干涉点高度，见下图。,6.1.3,常用控制台设计,1.,坐姿低台式控制台，见,图,6-5,（,a,）,2.,坐姿高台式控制台，见,图,6-5,（,b,）,3.,坐立两用控制台，见,图,6-6,4.,立姿控制台，见,图,6-6,5.,标准控制台，见,图,6-7,，尺寸参阅表,6-1,6.2,办公台设计,6.2.1,电子化办公台人体尺度,见,图,6-8,，,图,6-9,6.2.2,电子化办公台可调设计,见,图,6-10,6.2.3,电子化办公台组合设计,见,图,6-11,6.3.1,坐姿生理学,1.脊柱结构，见,图,6-12,2.,腰曲弧线，见,图,6-13,3.,腰椎后突和前突，见,图,6-14,6.3.2,坐姿生物力学,1.,肌肉的活动度,2.,体压分布，见,图,6-15,3.,股骨受力分析，见,图,6-16,4.,椎间盘受力分析，见,图,6-17,6.3.3,坐姿人体测量尺寸，见,图,6-18,6.3,工作座椅设计的主要依据,6.4.1,一般工作场所座椅,1.,座椅设计要点,2.,座椅结构形式，见,图,6-19,3.,座椅主要参数，参阅表,6-2,6.4.2,办公室工作座椅，见,图,6-20,6.4.3,座椅设计的新概念,1.,动态座椅，见,图,6-21,2.,前倾式座椅，见,图6-22,3.,膝靠式座椅，见图,6-23,6.4.4,其它工作座椅,1.,作业用凳，见,图,6-24,2.,其它支撑物，见,图,6-25,6.4,工作座椅设计,案例：什么样的（汽车）座椅可以称之为舒适？,1,、空间尺寸,除了汽车的轴距设计会影响到乘坐空间外，座椅的设计是否合理同样会影响到乘坐者的空间感受。座椅靠背退出点、坐垫退出点、,H,点,(,人体躯干与大腿的连接点即胯点，在人体模板中为髋关节。,),到座椅区轴中心在垂直方向距离等离。,功能尺寸反应了座椅对人机工程的考虑，例如：如果靠背不能对乘坐者的胸部和背部有足够的支撑，会使乘坐者长时间驾驶时觉得不舒适，产生疲劳的感觉；如座垫的退出点相对较小，腿部压力不集中在膝盖之后的主要血管和神经分布的腿弯部。,同时，考虑座椅舒适性时，还要注意在,座椅,承力高压力区域不应有有缝合线及造型线。,案例：什么样的（汽车）座椅可以称之为舒适？,2,、体压分布,a.,选择座椅时应注意，座垫、靠背压力要分布均匀；,b.,座垫、靠背上接触面积大小,(,这也是,桶型座椅,出现的原因,),。,不良的体压分布会造成对乘员躯体和肢体的压迫，阻碍血液流通，长时间乘坐也会感觉不适。,3,、头枕、滑轨的设计,头枕和滑轨的设计不仅影响到驾驶过程中的,操控,舒适性，还关乎车内乘坐车的,安全性,，设计合理的头枕和滑轨可以在事故发生过程中起到良好的吸能作用，从而减少对车内人员的冲击，因此选车的过程中，座椅头枕和滑轨的舒适性不可忽视。,4,、整椅硬度,座椅过硬会使人觉得不舒适，座椅太软，会使人过多嵌入座椅，不容易改变乘坐姿势，产生疲劳。,6.5,累积损伤疾病及其原因,累积损伤疾病及其重要性,累积损伤疾病是指由于不断重复使用身体某部位而导致的肌肉骨骼疾病。其症状可表现为手指、手腕、前臂、大臂和肩部的腱和神经的软组织损伤，也可表现为关节发炎或肌肉酸痛。,产生累积损伤疾病的原因,受力,重复,姿势,休息,6.6,与手有关的累积损伤疾病,6.6.1,手的解剖,见,图,6-26,，,图,6-27,，,图,6-28,。,6.6.1,与手有关的累积损伤疾病,骨、肌肉、关节、肌腱和韧带构成了上肢的机体，它们的互相配合可以完成特定的作业。其关系如下图所示：,通常在作业时，肌肉、皮肤和骨骼的损伤是很明显的，同时我们也应该注意到腱与神经的损伤。,在腱与附近的韧带和骨头发生摩擦处，在关节处或相邻处的腱就很容易受伤。通常的一些症状表现为受影响的部位会隐隐作痛。常见的腱损伤一般有两种：肌腱炎和腱鞘炎。,骨,关节,骨,肌肉,韧带,腱,当神经受到来自外部物体（如锋利的边缘）或附近骨头的较大压力时，就会产生麻木、刺痛或疼痛之感。腕部通道症侯群（,Carpal Tunnel Syndrome,）是一种常见的手部神经损伤。在腕部的,23,厘米长的坚硬通道称作腕部通道，通道壁是由弯曲的腕骨（,8,块小骨头）组成的，而上部由坚韧的韧带包裹着腕骨。正中神经（起自臂丛的一条神经，下行至臂前面的中部）、血管和肌腱（带有滑液鞘）都要从此通道穿过。如果通道内的腱鞘（手指屈肌腱）肿大，通道内的正中神经就会受到挤压；极端的手姿和不断的重复运动也会引起腕部 通道病症。这些症状包括手的刺痛、麻木和疼痛，如果这些症状进一步加剧，手可能有丧失感觉和握力的危险。（图,6-1,、图,6-2,）,图,6-1,腕部通道的图示,图,6-2,腕部活动造成的手部损伤,6.7.1,手握式工具设计原则,1.,一般原则,2.,解剖学因素,1,）避免静肌负荷，见,图,6-29,2,）保持手腕处于顺直状态，见,图,6-30,，,图,6-31,，,图,6-32,3,）避免掌部组织受压力，见,图,6-33,4,）避免手指重复动作，见,图,6-34,6.7,手握式工具设计,3.,把手设计,直径，通常着力抓握,30-40mm,，,精密抓握,8-16mm,长度，一般合适度为,100-125mm,形状，视用途而定,弯角，最佳为,10,度左右,双把手工具，见,图,6-35,用手习惯与性别差异，见,图,6-36,第,6,章 结 束,作业与思考题,1,、工作座椅设计的主要依据有哪些？,2,、简述工作座椅设计的要点？,3,、手握式工具设计的一般原则是什么？,4,、简述产生累积损伤疾病的原因。,5,、结合第二章内容设计一把椅子，画出效果图与简单结构工程图，并给予简单说明，如用途，特点，创意等）,可参考如下样例：,单人单层开口升降课桌椅,单人双层翻盖升降课桌椅,图,6-5,坐姿控制台,返回,低台式,高台式,图,6-6,坐立两用控制台,返回,图,6-7,一种标准控制台的设计,返回,返回,图,6-8,电子化办公示意图,图,6-9,电子化办公台主要尺寸,返回,图,6-10,电子化办公台调节方式,返回,图,6-11,办公台组合设计,返回,图6-12,返回,图6-13,图,6-14,腰椎后突和前突,返回,图,6-15,体压分布曲线,返回,图,6-16,坐面对股骨的影响,返回,图,6-17,不同坐姿对椎间盘受力分析,返回,图,6-18,对座椅设计有用的人体尺寸,返回,图,6-19,一般工作座椅结构形式,返回,图,6-20,办公用座椅原型,返回,图,6-21 “,动态”座椅设计,返回,图,6-22,座面前倾的写字绘图椅,返回,图,6-23,膝靠式座椅,返回,图,6-24,作业用凳,返回,图,6-25,作业用支撑物,返回,桶型运动座椅因拥有宽大的侧面椅璧，形如桶型结构而得名，桶型座椅常用在赛车和高性能跑车上。桶型座椅的椅背及椅垫这两个部分通过强化，使人体两侧的腰部,/,肩部以及背部能够有良好的侧向支撑性和包裹性，座椅本身的刚性也经过加强，因此能够对转弯时侧向加速度产生的离心力给予有效的抗衡，能够更准确的感受到轮胎与路面的抓地性，使驾驶人员能够对车辆进行精确的,操控,返回,图,6-26,人体手部的掌侧观模型,返回,图,6-27,腕关节动作状态,返回,图,6-28,肱二头肌与桡骨连接的情形,返回,图,6-29,烙铁把手的设计,返回,图,6-30,使用传统的和改进的两种钢丝钳操作时的,X,光,返回,图,6-31,使用不同的钢丝钳后患腱鞘炎病人人数比较,返回,图,6-32,把手弯曲式工具设计,返回,图,6-33,避免掌部压力的把手设计,返回,图,6-34,避免单小指反复操作的设计,返回,图,6-35,双把手工具抓握空间与握力的关系,返回,图,6-36,只考虑惯用手折而设计的手电钻,返回,