第六章产品设计人机学的若干专题 第一节手工具及其使用方式 第二节床、柜等家具 第三节安全性设计 第四节维修性设计 長春火孝 Page 2 2021/2/4
Page 2 2021/2/4 第一节 手工具及其使用方式 第二节 床、柜等家具 第三节 安全性设计 第四节 维修性设计 第六章 产品设计人机学的若干专题
第一节手工具及其使用方式 手工具的进步曾经滯后于人类文明 的进程。近代工业设计推动了工具%( 指仲肌 桡腕仰肌 的改善,但应用人机学研究和改进 丹长展肌 工具,仍值得关注。 括泥划钱 拇长乱 哓售抗长伸肌键 手工具设计的人机学因素 拇太展肌 短机 键筢 际机 1手工具与人手解剖 键结合A (1)手指和手部的活动 )手掌面 b)手背d 手指伸开、握拢靠肌肉拉力现实,因此, 图6-1手部和前臂的肌肉 手掌面表层多为“屈肌”,图6-1a; 短展肌 指浅屈肌腱 手背面表层多为“伸肌”,图6-1b 指深屈和踺 短伸肌 第蝴状伸肌甚 拇收肌 图6-2手部肌肉(桡侧面) 長春火孝 Page 3 2021/2/4
第一节 手工具及其使用方式 ⚫ 手工具的进步曾经滞后于人类文明 的进程。近代工业设计推动了工具 的改善，但应用人机学研究和改进 工具，仍值得关注。 一、手工具设计的人机学因素 1.手工具与人手解剖 （1）手指和手部的活动 手指伸开、握拢靠肌肉拉力现实，因此， 手掌面表层多为“屈肌”，图6-1a； 手背面表层多为“伸肌”，图6-1b。 Page 3 2021/2/4 图6-2 手部肌肉（桡侧面） a）手掌面 b）手背面 图6-1 手部和前臂的肌肉
1手工具与人手解剖 (2)手腕状态和腕管 腕部是多自由度的关节,结构 复杂; 指浅屈肌踺、掌长肌腱 多条肌肉、肌腱,血管、神经 指深屈肌腱 正中神经 尺侧腕屈肌腱 桡侧腕屈肌 由此穿越骨关节间复杂狭窄的缝 人动脉 拇长屈肌 桡动脉 隙通往手部(图6-3)。 尺神经 A 旋前方肌 拇长展肌 -捋短伸肌 因此,腕关节的较大偏屈、偏 尺骨一“解 桡侧腕长伸肌 转,使其间肌肉、肌腱、血管、 桡侧腕短伸肌 尺侧腕伸肌腱 神经受到压迫,影响手部、手指 示指伸肌指伸肌长角体 小指伸肌腱 活动,严重的会导致损伤和疾患, 如腱鞘炎、腕道综合症等。 图6-3桡腕关节横断面(掌心朝上) 長春火孝 Page 4 021/2/4
（2）手腕状态和腕管 腕部是多自由度的关节，结构 复杂； 多条肌肉、肌腱，血管、神经 由此穿越骨关节间复杂狭窄的缝 隙通往手部（图6-3）。 因此，腕关节的较大偏屈、偏 转，使其间肌肉、肌腱、血管、 神经受到压迫，影响手部、手指 活动，严重的会导致损伤和疾患， 如腱鞘炎、腕道综合症等。 图6-3 桡腕关节横断面（掌心朝上） 1.手工具与人手解剖 Page 4 2021/2/4
、手工具设计的人机学因素 2.手工具的一般人机学要求 ①手工具的大小、形状、表面状况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;尽量由手部的大小鱼际 肌、虎口等部位分担压力。 ③避免手指反复的弯曲扳动操作;避免或减少肌肉的“静态施力”。 使用手工具的姿势、体位自然、舒适,符合手和手臂的施力特性。 ④工具使用中不能让同一束肌肉既进行精确控制,又出很大的力量;即 负担准确控制的肌肉,和负担较大出力的肌肉应互相分开。 ⑤注意照顾女性、左手优势者等群体的特性和需要 OXO好帮手五金工具系列 设计师 Smart Design and OXO International 委托企业 OXO International 包含20个创新工具,舒适易用。 如拔钉锤顶部有柔软缓冲层,拔出钉子后在 and 物体表面不留痕迹。多功能剪刀有弹簧手柄, 避免手部受伤。多功能到易于更换刀, 2007全球产品设计大奖赛获奖 長春火孝 Page 5 2021/2/4
2．手工具的一般人机学要求 ①手工具的大小、形状、表面状况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；尽量由手部的大小鱼际 肌、虎口等部位分担压力。 ③避免手指反复的弯曲扳动操作；避免或减少肌肉的“静态施力”。 使用手工具的姿势、体位自然、舒适，符合手和手臂的施力特性。 ④工具使用中不能让同一束肌肉既进行精确控制，又出很大的力量；即 负担准确控制的肌肉，和负担较大出力的肌肉应互相分开。 ⑤注意照顾女性、左手优势者等群体的特性和需要。 OXO好帮手五金工具系列 设计师 Smart Design and OXO International 委托企业 OXO International 包含20个创新工具，舒适易用。 如拔钉锤顶部有柔软缓冲层，拔出钉子后在 物体表面不留痕迹。多功能剪刀有弹簧手柄， 避免手部受伤。多功能到易于更换刀，…… 2007全球产品设计大奖赛获奖 一、手工具设计的人机学因素 Page 5 2021/2/4
第一节手工具及其使用方式 、几种手工具 )钢丝钳等双握把工具 1改进钢丝钳形制。使操作时腕 部顺直 图6-4钢丝钳: 传统设计与改进设计a)用传统钳把手腕尺侧偏b)改进设计后手腕顺直 工人们长期使用后的结果,见图6-5 50 图6-5两种钢丝钳使用者中 腱鞘炎患者比例 81012 操作的时间/周 長春火孝 Page 6 2021/2/4
二、几种手工具 （一）钢丝钳等双握把工具 1.改进钢丝钳形制。使操作时腕 部顺直 a）用传统钳把 手腕尺侧偏 b）改进设计后手腕顺直 图6-4 钢丝钳： 传统设计与改进设计 工人们长期使用后的结果，见图6-5。 图6-5 两种钢丝钳使用者中 腱鞘炎患者比例 第一节 手工具及其使用方式 Page 6 2021/2/4
(一)钢丝钳等双握把工具 2.双握把工具的抓握空间 WVH300 Pw= Cn 男性50百分位 36抓握空间 H400 男性5百分位 180 女性50百分位 女性5白分位 抓握空间mm 图6-6双握把工具的抓握空间与捏握力 alibaba. com. cn 長春火孝 Page 7 2021/2/4
2．双握把工具的抓握空间 图6-6 双握把工具的抓握空间与捏握力 （一）钢丝钳等双握把工具 Page 7 2021/2/4
、几种手工具 二)刀、锤、手工钢锯 示例1:握柄弯曲的工具,图6-7 示例2:使用老式手弓锯中的问题,图6-8 图6-7握柄弯曲的工具 图6-8使用时两手腕均有偏屈 長春火孝 Page 8 2021/2/4
（二）刀、锤、手工钢锯 示例1：握柄弯曲的工具，图6-7 示例2：使用老式手弓锯中的问题，图6-8 图6-7 握柄弯曲的工具 图6-8 使用时两手腕均有偏屈 二、几种手工具 Page 8 2021/2/4
二、几种手工具 (三)旋拧工具的握把 螺钉旋具握把应做出光滑圆润不硌手的凹凸 2345678910 扭矩(Nm) 纹槽。不同纹槽把手旋拧力矩的对比见图6-9。圖 母Z 好把手应减小掌心受压,让大、小鱼际肌承点→ 受较大的压力。 ∈ ·“虎口”处皮质坚韧,可承受较大力量。图 图6-9不同把手的旋拧力矩 6-10右图所示的改进旋具,旋拧力矩大,操 作方便,抓握更轻松。 图6-10利用虎口施力 長春火孝 Page 9 2021/2/4
（三）旋拧工具的握把 • 螺钉旋具握把应做出光滑圆润不硌手的凹凸 纹槽。不同纹槽把手旋拧力矩的对比见图6-9。 • 好把手应减小掌心受压，让大、小鱼际肌承 受较大的压力。 • “虎口”处皮质坚韧，可承受较大力量。图 6-10右图所示的改进旋具，旋拧力矩大，操 作方便，抓握更轻松。 图6-9 不同把手的旋拧力矩 图6-10 利用虎口施力 二、几种手工具 Page 9 2021/2/4
、几种手工具 (四)其他几种手工具 1.避免手指反复的弯曲扳动操作(图6-11) 2.避免或减少肌肉的静态施力 a)拇指按压b)食指弯曲 (对比:图6-10a与b,图6-4a与b) 图6-11拇指按压操作 优于食指弯曲操作 3.使准确控制和用力较大的肌肉互相分离 例如手电钻侧面加一小把手,钻孔时 只手掌握方向,另一只手使劲下压,操 作方便。 图6-12控制与用力分离、左右手都适用 長春火孝 Page 10 2021/2/4
（四）其他几种手工具 1．避免手指反复的弯曲扳动操作（图6-11） a）拇指按压 b）食指弯曲 图6-11 拇指按压操作 优于食指弯曲操作 2．避免或减少肌肉的静态施力 （对比：图6-10a与b，图6-4a与b。） 3．使准确控制和用力较大的肌肉互相分离 例如手电钻侧面加一小把手，钻孔时一 只手掌握方向，另一只手使劲下压，操 作方便。 图6-12 控制与用力分离、左右手都适用 二、几种手工具 Page 10 2021/2/4
(四)其他几种手工具 4.顾及女性、左手优势者等人群的需要 ·女性需要指尺寸、操纵力适合女性。女性专用工具造型符合女性审美 特点。 适合左利者的工具有两种类型:一种是左手专用品,另一种是通过简 单变换让右利者、左利者都便于使用,如图6-12所示手电钻。 左手产品短缺 小竞争大市 昌场 長春火孝 2021/2/4
4．顾及女性、左手优势者等人群的需要 • 女性需要指尺寸、操纵力适合女性。女性专用工具造型符合女性审美 特点。 • 适合左利者的工具有两种类型：一种是左手专用品，另一种是通过简 单变换让右利者、左利者都便于使用，如图6-12所示手电钻。 （四）其他几种手工具 Page 11 2021/2/4