第5章 累积损伤疾病及工作台椅与工具设计.ppt

第第5 5章章 累积损伤疾病及累积损伤疾病及工作台椅与工具设计工作台椅与工具设计6.1 控制台设计控制台设计6.2 办公台设计办公台设计6.3 工作座椅设计的主要依据工作座椅设计的主要依据6.4 工作座椅设计工作座椅设计6.5 累积损伤疾病及其原因累积损伤疾病及其原因6.6 与手有关的累积损伤疾病与手有关的累积损伤疾病6.7 手握式工具设计手握式工具设计主主要要内内容容6.1 控制台设计控制台设计6.1.1 控制台的形式，见下图：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 控制台设计要点控制台设计要点 1.控制台作业面，见下控制台作业面，见下图图。2.显示器面板形式，见下图。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。控制台上方干涉点高度，见下图。6.1.3 常用控制台设计常用控制台设计 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6-16.2 办公台设计办公台设计6.2.1 电子化办公台人体尺度电子化办公台人体尺度 见图6-8，图6-96.2.2 电子化办公台可调设计电子化办公台可调设计 见图6-106.2.3 电子化办公台组合设计电子化办公台组合设计 见图6-116.3.1 坐姿生理学坐姿生理学 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6-146.3.2 坐姿生物力学坐姿生物力学 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6-176.3.3 坐姿人体测量尺寸，见坐姿人体测量尺寸，见图图6-186.3 工作座椅设计的主要依据工作座椅设计的主要依据6.4.1 一般工作场所座椅一般工作场所座椅 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6-26.4.2 办公室工作座椅，见办公室工作座椅，见图图6-206.4.3 座椅设计的新概念座椅设计的新概念 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6-236.4.4 其它工作座椅其它工作座椅 1.作业用凳，见图6-24 2.其它支撑物，见图6-256.4 工作座椅设计工作座椅设计案例：什么样的（汽车）座椅可以称之为舒适案例：什么样的（汽车）座椅可以称之为舒适？1、空间尺寸、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、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点点(人体躯干与大腿的连接点即胯点，人体躯干与大腿的连接点即胯点，在人体模板中为髋关节。在人体模板中为髋关节。)到到座椅区轴中心在垂直方向距离等离。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。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，还要注意在同时，考虑座椅舒适性时，还要注意在座椅座椅承力高压力区域不应承力高压力区域不应有有缝合线及造型线。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案例：什么样的（汽车）座椅可以称之为舒适？2、体压分布、体压分布 a.选择座椅时应注意，座垫、靠背压力要分布均匀；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座垫、靠背上接触面积大小(这也是这也是桶型座椅桶型座椅出现的原因出现的原因)。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，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。长时间乘坐也会感觉不适。3、头枕、滑轨的设计、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头枕和滑轨的设计不仅影响到驾驶过程中的操控操控舒适性，还关乎舒适性，还关乎车内乘坐车的车内乘坐车的安全性安全性，设计合理的头枕和滑轨可以在事故发生过程中，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。中，座椅头枕和滑轨的舒适性不可忽视。4、整椅硬度、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，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。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原因 累积损伤疾病及其重要性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产生累积损伤疾病的原因l 受力受力l 重复重复l 姿势姿势l 休息休息6.6 与手有关的累积损伤疾病与手有关的累积损伤疾病 6.6.1 手的解剖手的解剖 见见图图6-26，图图6-27，图图6-28。6.6.1 与手有关的累积损伤疾病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：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。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。和腱鞘炎。骨骨关节关节骨骨肌肉肌肉 韧带韧带 腱腱 当神经受到来自外部物体（如锋利的边缘）或附近骨头的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（群（Carpal Tunnel Syndrome）是一种常见的手部神经损伤。）是一种常见的手部神经损伤。在腕部的在腕部的23厘米长的坚硬通道称作腕部通道，通道壁是由弯曲厘米长的坚硬通道称作腕部通道，通道壁是由弯曲的腕骨（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。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。（图状进一步加剧，手可能有丧失感觉和握力的危险。（图6-1、图、图6-2）图图6-1 腕部通道的图示腕部通道的图示 图图6-2 腕部活动造成的手部损伤腕部活动造成的手部损伤 6.7.1 手握式工具设计原则手握式工具设计原则 1.一般原则一般原则 2.解剖学因素解剖学因素 1）避免静肌负荷，见）避免静肌负荷，见图图6-29 2）保持手腕处于顺直状态，见）保持手腕处于顺直状态，见图图6-30，图图6-31，图图6-32 3）避免掌部组织受压力，见）避免掌部组织受压力，见图图6-33 4）避免手指重复动作，见）避免手指重复动作，见图图6-346.7 手握式工具设计手握式工具设计 3.把手设计把手设计直径，通常着力抓握直径，通常着力抓握30-40mm，精密抓握精密抓握8-16mm长度，一般合适度为长度，一般合适度为100-125mm形状，视用途而定形状，视用途而定弯角，最佳为弯角，最佳为10度左右度左右双把手工具，见双把手工具，见图图6-35用手习惯与性别差异，见用手习惯与性别差异，见图图6-36第第 6 章章 结结 束束作业与思考题1 1、工作座椅设计的主要依据有哪些？、工作座椅设计的主要依据有哪些？2 2、简述工作座椅设计的要点？、简述工作座椅设计的要点？3 3、手握式工具设计的一般原则是什么？、手握式工具设计的一般原则是什么？4 4、简述产生累积损伤疾病的原因。、简述产生累积损伤疾病的原因。5 5、结合第二章内容设计一把椅子，画出、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）单说明，如用途，特点，创意等）可参考如下样例：可参考如下样例：单单人人单单层层开开口口升升降降课课桌桌椅椅单单人人双双层层翻翻盖盖升升降降课课桌桌椅椅 图图6-5 坐姿控制台坐姿控制台返回低台式高台式图图6-6坐坐立立两两用用控控制制台台返回图图6-7一一种种标标准准控控制制台台的的设设计计返回返回图图6-8 电子化办公示意图电子化办公示意图图图6-9 电子化办公台主要尺寸电子化办公台主要尺寸返回图图6-10 电子化办公台调节方式电子化办公台调节方式返回图图6-11办办公公台台组组合合设设计计返回图图6-12返回图图6-13图图6-14腰腰椎椎后后突突和和前前突突返回图图6-15体体压压分分布布曲曲线线返回图图6-16 坐面对股骨的影响坐面对股骨的影响返回图图6-17 不同坐姿对椎间盘受力分析不同坐姿对椎间盘受力分析返回图图6-18对对座座椅椅设设计计有有用用的的人人体体尺尺寸寸返回图图6-19一一般般工工作作座座椅椅结结构构形形式式返回图图6-20办办公公用用座座椅椅原原型型返回图图6-21 “动态动态”座椅设计座椅设计返回图图6-22座座面面前前倾倾的的写写字字绘绘图图椅椅返回图图6-23膝膝靠靠式式座座椅椅返回图图6-24 作业用凳作业用凳返回图图6-25作作业业用用支支撑撑物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，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 返回图图6-26人人体体手手部部的的掌掌侧侧观观模模型型返回图图6-27 腕关节动作状态腕关节动作状态返回图图6-28 肱二头肌与桡骨连接的情形肱二头肌与桡骨连接的情形返回图图6-29 烙铁把手的设计烙铁把手的设计返回图图6-30 使用传统的和改进的两种钢使用传统的和改进的两种钢丝钳操作时的丝钳操作时的X光光返回图图6-31使用使用不同不同的钢的钢丝钳丝钳后患后患腱鞘腱鞘炎病炎病人人人人数比数比较较返回图图6-32 把手弯曲式工具设计把手弯曲式工具设计返回图图6-33避避免免掌掌部部压压力力的的把把手手设设计计返回图图6-34避避免免单单小小指指反反复复操操作作的的设设计计返回图图6-35双双把把手手工工具具抓抓握握空空间间与与握握力力的的关关系系返回图图6-36只只考考虑虑惯惯用用手手折折而而设设计计的的手手电电钻钻返回