人机工程培训资料

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1、SGMDY-MS 周诗凯,2008.6.16,人机工程知识培训资料,SGM DY-MS 周诗凯 2008.6.15,一、与工作相关的骨骼损伤,Upper extremities上肢- Hand and wrist 手腕- Forearm and elbow 上臂 肘- Shoulder and neck 臂颈Low Back 后背,Definition: Cumulative: Building up or increasing over a long period of time 积累性 Trauma: The damage of body tissues by outside source

2、s 外伤 Disorder: A condition that interferes with normal, healthy functioning of the body 失调,Structures vulnerable to injuries/illnesses are:易受伤的部位blood vessels血管, nerves神经, tendons腱, muscles肌 Compression压迫, entrapment阻滞, excessive stretching过度伸展, force力 Repeated exertion without recovery缺泛必要休息的过度重复,U

3、pper Extremity,Tendons腱,Healthy Tendon 健康的腱,Inflamed Tendon 发炎的腱,Tenosynovitis 腱鞘炎 Inflammation of the sheath around the tendon 腱同围的保护壳发炎 Tendinitis 腱炎 Inflammation of the tendon inside the sheath壳内发炎,Carpal Tunnel Syndrome 腕道综合症,Inflammation of the tendons and/or ligaments in the Carpal Tunnel caus

4、ing pressure on the median nerve. 腕道中的腱或是韧带发炎压迫正中神经,Epicondylitis 上髁炎,Inflammation of the tendons at the elbow. 肘部腱发炎,Inflammation of one or more tendons of the shoulder.臂部肌腱发炎,Rotator Cuff Tendinitis,Trigger Finger 板机指,Inflammation of a tendon due to repeated trauma 重复损伤造成的腱发炎,Vertebrae椎骨Vertebral

5、Discs 椎间盘Muscles 肌Ligaments 韧带Nerves 神经,Low Back Anatomy 后背解剖学,Definition: Flattened discs of cartilage filled with fluid which act as shock bsorbers to counteract compressive forces placed on the spine.用于吸收来自脊骨冲击的位于椎骨间的软骨组织,Vertebral Discs,LOW BACK RISK FACTORS 背部损伤的危险因素,Lifting and Forceful Moveme

6、nts 过大的提举力或力矩 Heavy or Repetitive Physical Work 过重高重复的体力劳动 Static Work Postures 固定不动的姿势 Frequent Bending and Twisting高频率的弯转 Whole Body Vibration 全身振动,二、人机工程的起源与发展,1.人机工程学的萌芽时期 20世纪初，美国人泰勒在伯利恒钢铁公司进行铁铲实验和时间研究实验。 研究铁铲的尺寸、形状与日工作量的关系。 吉尔布雷斯夫妇开始动作研究，创立了通过动素分析改进操作动作的方 法，以及疲劳研究和工作站设计。 时期特点：人们有人机思想，但特点是以机器为中

7、心，通过选拔和培训 使人去适应机器。由于机器进步快，使人难以适应，大量存在着伤害人 身心的问题。 2.人机工程学的兴起时期 该时期为第一次世界大战初期至第二次世界大战前。主要研究如何减轻 疲劳及人对机器的适应问题。 美国电器公司的霍桑工厂进行了长达八年的“霍桑实验”，最初目的是找 出工作条件对工作效率的影响。结论：工作效率不仅受物理的，生理的 因素影响，还受工作气氛和人际关系等影响。,3.人机工程学的成长时期 该时期从二战开始到20世纪60年代。 美国、日本、和欧洲许多国家先后成立的学会，各国主要研究集中在人 机界面的匹配，即关于显示器与控制器设计中的人的因素问题的研究， 称为“旋钮与表盘”时

8、代。,4.人机工程学的发展时期 20世纪60年代后，人机工程学进入了新的发展时期，人机工程学的发展 有三大发展趋势。 1.研究领域不断扩大。由人机界面匹配到人、机、环境的优化思想。例如：人与工程设施、人与生产制造、人与技术工艺、人与方法标准、人与生活服务和组织管理等。 2.应用范围越来越广。范围扩展到社会各行各业，如衣、食、住、行、学习、工作、文化、体育的各种设施的科学化、宜人化。 3.在高技术领域中发挥特殊作用。随着电子计算机的发展，人的工作性质、作用和方式发生的很大的变化。由自动控制系统代替人，人的体力作业减少，脑力或脑体结合的作业增多。越来越多的智能化机器人代替人的某些工作。,三、什么是

9、人机工程（人机关系）,生活中，我们每个人无时无刻不与身边的物品发生联系。当我们使用这些物品时，物品就与人产生了一种相互的关系。这种相互的关系称为人机关系。人机关系中所指的“机”除了人们通常所说的机器外，还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆以及劳动保护用具等物品（机）。当人们身处某一环境的时候，这时的人机关系就体现为人与环境的关系。,高噪音、高污染的工作环境,高空作业的危险环境,定义：按照人类的特点和能力优化产品及工艺以改善工作场所的安全健 康并提高工作效率的科学。 是研究人机环境三者之间相互关系的学科 让工作环境和工作需要适应人的能力 是人的工程 人机环境系统是指由共处

10、于同一时间和空间的人与其操纵的机器以 及他们所处的周围环境所构成的系统，也可简称人机系统。 人：处于主体地位的决策者，也是操纵者和使用者。 机：指人所操纵或使用的一切物的总称，可以是机器、设施、工具、用具等。 环境：人、机所处的物质和社会环境。,人的功效,人体工程,环境功效,人机系统功效,人适应机器,机器适应人,环境适应人,人机系统,四、人机工程学的命名（一）,人机工程学的命名（二）,“Ergonomics”一词是英国学者莫瑞尔于1949年首次提出的，由两个希腊词根“ergo”（即工作、劳动）和“nomos”（即规律、规则）复合而成，其本意人的劳动规律。由于该词能够较全面的反映本学科的本质，又

11、源自希腊文，便于各国语言翻译上的统一，因此目前较多的国家采用“Ergonomics”一词作为该学科的命名。,五、人机工程的目的,一、设计和改进人机环境系统 ！ 二、使系统获得较高的效率和效益！ 三、保证人的安全、健康和舒适！ 人、机、环境之间的最佳匹配是人机工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。优点是人能高效、安全、健康、舒适的工作和生活。 高效：保证高质量的同时，具有较高的工作效率。 安全：减少或消除差错和事故 健康：是指设计和创造有利于人体健康的环境因素 舒适：作业者对工作有满意感或舒适感，是对工作优化的最高要求,人机关系要实现的目标,高 效,舒 适,安 全,健 康,六、人体测量学,

12、立姿时的侧视图,立姿时的正视图,坐姿时的侧视图,坐姿时的后视图,立姿,推荐的立姿工作时的工作空间间隙尺寸,坐姿,推荐的坐姿时的手臂伸展,推荐的坐姿工作空间间隙尺寸,推荐的斜靠工作空间尺寸, 头顶以上 （立姿） 203 (厘米）宽度 76 (厘米） 膝腿（坐姿从椅的后部到桌子的前部） 66 (厘米） 大腿（坐姿从椅面到桌子的下表面 ） 20 (厘米）,斜靠,静态的人与动态的人,小辞典： 静态尺寸是指人的构造尺寸； 动态尺寸是指人的功能尺寸， 包括人的动作范围、体形变 化等测量数据。,人在使用产品的时候处于静态和动 态两种状态交替之中，因此，设计 的产品不但要符合人体的静态尺寸， 也要符合人体的动

13、态尺寸。,七、人机工程实际应用,举例：套麻袋赛跑,作为普通人，套着麻袋站在原地是不受什么影响的。但是套着麻袋跑一段路就不那么容易了。从而使同学们体会到静态人与动态人的不同。,1.操作空间设计,Measurement Locations 水平：物料边缘（手握点）到胸前距离. 高度：手到站立的表面. 横向：最大不超过胸腔380mm.,人站姿操作时，为使操作者有舒适的操作状态，获得较高的工作效率，躯于应 处于不动的前提下，考虑手的活动范围:1为最适合的抓握区 2为最有利的手动范围 3为最大抓握范围 4为最大可触及范围围,手的最佳操作方向 外侧向60:一只手动作时，最轻松、速度最快的运动方向 双侧向3

14、0:双手动作时，最轻松、速度最快的运动方向 双侧向0:双手准确，轻松、快速操作的最好方向,提举力 Lifting Moment 单手提举部件重量 One Handed Part Movement Weight 部件尺寸 Size 上料 Part Load 手腕施力 Hand/Arm Linear Force 部件导引 Part Placement,作业位置 Control Location 脚的空间 Foot/Toe Clearance 部件翻转 Part Flipping/Rotation 推车力 Rack/Dolly Push/Pull Force Whole Body 锤击频率 Hamm

15、ering - Repetition,2.上下料人机工程评估要素,3.辅助工具人机工程评估,手柄长 Grip Length 手柄直颈 Handling Grip Diameter 手柄表面 Handling Grip Surface 夹握行程 Grip Span 手柄间距（双手柄） Handle Span 把握位置 Hand Location on Handle 夹紧力 Compression Force 手的空间 Clearance for Hand 腕扭力 Hand/Wrist Twist/Turn,腕姿 Wrist Posture 视觉通道 放置方法 Visual Access and

16、Locating Method 板按力 Trigger/Button/Paddle Force 按扭力 Pushbutton Control 全身力 Tool Push/Pull Force - Whole Body 持工具用力 Unassisted Tool Movement 控制方向 Control Design Orientation,八、SGM人机工程一级评估要素,1.重复性操作：频次、操作时间 2.外力压迫 ：力的大小、受力时间、频次 3.体力消耗 ：持物体的重量（kg）、物体移动距离（m）、持物体移动的时间（s）、相关姿势的弯曲角度、弯曲角度的持续（累积）时间 4.双手搬运 ：持物体的重量（kg）、物体移动距离（m）、持物体移动的时间（s） 5.上肢姿势 ：相关姿势的持续（累积）时间 6.全身姿势 ：相关姿势的持续（累积）时间 7.躯干姿势 ：躯干的弯曲角度、弯曲角度的持续（累积）时间 8.颈部姿势 ：颈部的弯曲角度、弯曲角度的持续（累积）时间 9.工作环境 ：定时的温度、湿度数值,