手握式工具设计课件

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,*,手握式工具设计,手握式工具设计,大纲,人手解剖及其工具使用相关的疾患,手握式工具设计原则,一般原则,解剖学因素,把手设计,色彩设计,动作的经济与效率法则,手握式工具产品图展示,大纲人手解剖及其工具使用相关的疾患,论语。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。,论语。卫灵公中名言：“工欲善其事，必先利其器”。人类的进,人手解剖,人手是由,骨、动脉、神经、韧带和肌腱,等组成的复杂结构，如左图。手指由小臂的腕骨伸肌和屈肌控制，这些肌肉由跨过腕道的腱连到手指，而腕道由手背骨和相对的横向腕韧带形成，通过腕道的还有各种动脉和神经。腕骨与小臂上的桡骨及尺骨相连，桡骨连向拇指一侧，而尺骨连向小指一侧。,人手解剖人手是由骨、动脉、神经、韧带和肌腱等组成的复杂结构，,手握式工具设计课件,手握式工具设计课件,手握式工具设计课件,手部肌肉（桡侧面）,桡腕关节横断面（掌心朝上）,手部肌肉（桡侧面）桡腕关节横断面（掌心朝上）,腕关节的构造与定位使其只能在两个面动作，这两个面各成,90,。一面产生掌屈与背屈，第二个面产生尺偏和桡偏,腕关节的构造与定位使其只能在两个面动作，这两个面各成90。,肱二头肌与桡骨连接的情形,小臂的尺骨、桡骨和上臂的肱骨相连接。肱二头肌、肱机和肱桡肌控制肘屈曲和部分腕外转动作，而肱二头肌是肘伸肌,肱二头肌与桡骨连接的情形小臂的尺骨、桡骨和上臂的肱骨相连接。,手指和手部活动,手指活动：伸屈、抓握,手部活动：偏屈、转动,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，使肌肉有节奏的收缩与舒张力。,手指和手部活动,人手具有极大的灵活性。从抓握动作来看，可分为,着力抓握和精确抓握,。着力抓握时，可分为,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）。精确抓握时，工具由,手指和拇指的屈肌夹住,。精确抓握一般用于控制性作业（如小刀、铅笔）。操作工具时，动作不应同时具有着力与控制两种性质，因为在着力状态让肌肉也起控制作用会加速疲劳，降低效率。,人手的抓握方式,人手具有极大的灵活性。从抓握动作来看，可分为着力抓握和精确抓,手握式工具设计课件,腱鞘炎,-,肌腱及鞘处发炎。工具设计应避免操作时手腕尺偏掌屈和腕外转。,腕道综合症,-,腕道内腱鞘发炎、肿大，压迫正中神经，肌肉萎缩。工具设计应避免操作时非顺直的手腕状态,手握工具使用不当所引起的上肢职业病,腱鞘炎-肌腱及鞘处发炎。工具设计应避免操作时手腕尺偏掌屈,网球肘,-,肘部组织炎症，由手腕过度桡偏引起。运动员，瓦工、木工、家庭主妇频繁屈伸手和腕，易发生此病。工具设计应避免操作时手腕过度桡偏。,扳机指,-,由手指反复弯曲动作引起的。工具设计应避免操作时使拇指或采用指压板控制。,网球肘-肘部组织炎症，由手腕过度桡偏引起。运动员，瓦工、木,手握式工具设计课件,手握式工具设计原则,设计原则（表述,1,）：,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。,所需开发及维护成本是合理的,手握式工具设计原则设计原则（表述1）：,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,不能让同一束肌肉即进行精确控制，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。,一般原则,（表述,2,）,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,手握式工具设计课件,解剖学因素,1,）,避免静肌负荷,烙铁把手的设计,当使用工具时，臂部必须上举或长时间抓握，会使肩、臂及手部肌肉承受静负荷，导致疲劳，降低作业效率。,解剖学因素1）避免静肌负荷烙铁把手的设计当使用工具时，臂部必,2,）保持手腕处顺直状态,手腕,顺直,操作时，,腕关节处于正中的放松状态,，但当手腕处于掌屈、背屈、尺偏等别扭的状态时，就会产生腕部酸痛、握力减小，如长时间这样操作，会引起腕道综合症、腱鞘炎等症状。,2）保持手腕处顺直状态手腕顺直操作时，腕关节处于正中的放松状,手握式工具设计课件,把手弯曲式工具设计,一般认为，将工具的,把手与工作部分弯曲,10,左右,，效果最好。弯曲式工具可以降低疲劳，较易操作，对于腕部有损伤者特别有利。,把手弯曲式工具设计一般认为，将工具的把手与工作部分弯曲10,3,）避免掌部组织受压力,操作手握式工具时，有时常要用手施相当的力。设计不当，会在掌部和手指处造成很大的压力，妨碍血液在尺动脉的循环，引起局部缺血，导致麻木、刺痛感等。好的把手设计应该,具有较大的接触面,，使压力能分布于较大的手掌面积上，减小应力，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。,避免掌部压力的把手设计,3）避免掌部组织受压力操作手握式工具时，有时常要用手施相当的,4,）避免手指重复动作,避免单小指（如食指）反复操作的设计,如果反复用食指操作扳机式控制器时，就会导致,扳机指（狭窄性腱鞘炎），,扳机指症状在使用气动工具或触发器式电动工具时常会出现。设计时应尽量避免食指做这类动作，而以拇指或压板控制代替。,4）避免手指重复动作避免单小指（如食指）反复操作的设计如果反,把手设计参数：,直径,（,把手直径大小取决于工具的用途与手的尺寸,）：,着力抓握,3040mm,；精密抓握,816mm,长度（,把手长度主要取决于手掌宽度,）：,掌宽一般在,71-79mm,之间，把手长度应为,100125mm,；,形状,(,指把手的截面形状,）：圆形（着力抓握）、三角形或矩形（防滑、放置稳定性）、丁字形、斜丁字形（螺丝起子）等；,弯角,：,10,度左右,；,把手设计,把手设计参数：把手设计,双把手工具（,主要设计因素是抓握空间,）：,双把手工具抓握空间与握力的关系,双把手工具（主要设计因素是抓握空间）：双把手工具抓握空间与握,用手习惯和性别差异（,双手交替使用工具可以减轻局部肌肉疲劳,）,：,只考虑惯用右手者而设计的手电钻,从不同性别来看，男女使用工具的能力也有很大的差异。女性约占人群的,48%,，其平均手长约比男性短,2cm,握力值只有男性的,2/3.,上一张图片说明了这点。因此在设计工具时，必须充分考虑这一点。,用手习惯和性别差异（双手交替使用工具可以减轻局部肌肉疲劳）：,手握式工具的色彩设计,工具的色彩对人的生理和心理有直接影响。色彩与形态密不可分。虽然色彩并不能改变形态，但是对整个工具的艺术造型效果有着极其重要的作用。,（,1,）手握式工具的色彩过去以灰绿、灰蓝居多，而今随着色彩研究的进步以及社会多样化的需求，色彩的变化与选择大为丰富。,高明度、高彩度、套色,等色彩设计被大量应用，打破了灰色调的一统天下。,（,2,）色彩设计方面除满足标识、安全等目的外，还必须考虑,操作者在工作环境下心理调整的需要以及提高生产能力,。因此要把握分寸,，,手握式工具的色彩设计工具的色彩对人的生理和心理有直接影响。色,色彩过分刺激、炫目容易使人紧张、疲劳，造成错误操作和事故；而色彩的一位单调则使人感觉沉闷，使工作情绪低落，效率降低。,（,3,）选择色彩是特别要注意,销售地区人群对颜色的喜好和禁忌。,（,4,）为了,减轻重量感,有些工具可使用,较浅,的色系。,（,5,）使用环境不理想的工具应采用,纯度较低、明度适中,的中性色系。,色彩过分刺激、炫目容易使人紧张、疲劳，造成错误操作和事故；而,应用实例,手电钻是典型的电动手工具，在许多场合，操作者须手握电钻持续工作较长时间，应充分考虑到人际关系之间的协调，其关系框图见右图,手电钻的,人机因素,运动范围,重复作业,肌肉紧张,施力,把手设计,操作活动应在手的最佳活动范围内完成，不得使操作者过度伸展任何关节，施力时肘关节是直角,允许换手作业（左手人数约占总人数的,10%,），避免疲劳,肘关节保持在身体两侧，避免静态施力。肌肉施力不大于最大肌力的,50.,避免冲击力，不得用手指是较大的力,断面为圆形较舒适。圆形直径为,30-40mm,防止手沿把手滑动，提供安全防护、增大施力、施力平行于前臂。注意减少压迫手掌中心的压强,手电钻的人机关系框图,应用实例手电钻是典型的电动手工具，在许多场合，操作者须手握电,合理的手电钻持握方式,合理的手电钻持握方式,动作的经济与效率法则（重点）,动作的经济与效率,法则又称,动作经济原则,该罚则首先由,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,这些原则是艺人的生理、心理特点为基础，以减轻人在操作过程中的疲劳为目的而建立。,该院则不仅适用于工厂车间的作业、还适合用于教育、医护、军事等各个领域。,动作的经济与效率法则（重点）动作的经济与效率法则又称动作经济,1,）双手应同时开始，并同时完成动作,2,）处休息时间外，双手不应同时闲着,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,1,、利用人体的原则,1）双手应同时开始，并同时完成动作1、利用人体的原则,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，送到靠近使用的地方,5,）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的对比，以减少眼睛疲劳,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,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,从所有加持工件中,解放,出来,2,）尽可能将两种抑或多种工具结合为一种,3,）在应用手指操作时，应按个手指的自然能力,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，应尽量使作业者在使用时不改变或少改变,身体,的位置，并应最大限度的使用机械力,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,手握式工具设计课件,手握式工具设计课件,手握式工具设计课件,手握式工具设计课件,手握式工具设计课件,手握式工具设计课件,手握式工具设计课件,手握式工具设计课件,THE END,谢谢观赏,THE END谢谢观赏,