人机工程学

《人机工程学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人机工程学（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、111404203杭祝伊一.什么是静态肌肉施力？如何避免造成疲劳原因?静态肌肉施力：无论是人体自身的平衡稳定或人体的运动，都离不开肌肉的机能。肌肉的机 能是收缩和产生肌力，肌力可以作用于骨，通过人体结构再作用于其他物体上，称为肌肉施 力。肌肉较长时间保持一种特定的收缩状态、稳定地消耗能。肌肉施力有两种方式：（1）动态肌肉施力：（2）静态肌肉施力。静态施力和动态施力的生理区别：对血液流动的影响。静态施力的不良效应：生理效应：更大的能量消耗；心率加快；需要更长的恢复时间。引发的病症：劳累性疼痛、长时间疼痛身体部位活动状况舒适调节范围（度）成年头对躯干（颈美节）L低、仰 2、左右歪或转1、+12-

2、+252、0躯干前后左右弯或转0大腿对髓关节1、前、后弯2、外拐、内拐|、0 （坐姿时为！ +85 -+100） 2、0人肢体舒小腿对大腿前摆、后援0 (-95-120)造姿 势的脚对小腿上摆、下摆+85 - +95脚对躯干外转、内转。+15上臂对躯干摆摆摆 内F后 外上前 、 、 、 12 31、02、0 （1535，身体前方的操作）3、+40 - +90调节Ylli下臂对上臂弯曲、伸展+85+10手对下臂L外摆、内摆2、弯曲、伸展1、02、0手对躯干左转、右转-30 - -60肌肉施力的类型和静态肌肉施力特征 1）静态肌肉施力-依靠肌肉等长收缩维持姿势；应尽量避免-2)施力大小与持续时间的

3、关系-肌肉有节奏地收缩与舒张，血液输送量比平时提高几倍；-肌肉负荷不应超过最大肌力的15%，这时血液循环基本正常-肌肉负荷=最大肌力时，血液循环中断忍耐时间与用力水平的关系T = 1.2 / ( f - 0.15 ) 0.618 - 1.21其中:T为忍耐时间(min)f=所需要的力/最大收缩力.试计算：一名普通工人用右手提12.2KG的物品，大 约只能持续多长时间？设右手最大收缩力为240N 试用书上的公式再次计算：T = -90+126/P - 36/P2 +6/P3其中:T为忍耐时间(s)P =所需要的力/最大收缩力如何避免造成疲劳原因?1获得最大肌力 1.在运动的中间位置获得最大肌力-

4、2.在缓慢的动作中获得最大肌力 -运动越慢，可获得的肌力就越大。根据骨骼肌的收缩机理的滑行学说，运动较慢时，细微 丝和粗微丝之间的分离与结合发生得较慢，结合效果较好，因而可产生较大肌力。2双手的动作应同时而对称3尽量降低人体的动作等级雄别运动枢轴人钵运动部位1指节手指拧尊母，打字，法按钮，抓暨件2手腕手指及手腕翻书，电子元件装配，择动1、期3肘手指-手腿及小臂小玩具装配，肘部自然下垂德配4启手指-手腻小胃及大臂拿起桌上工具，手举高于头部5身体手指r手脉小臂 大臂反启坐在椅子上抓敢在地上的物体4连续的曲线动作定位运动时间和运动方向的关系-突变的直线运动（图左）与连续曲线运动（图右）5合理的作业速

5、率与节奏-例如，在负荷一定的情况下，步行速度为60 m/min时的O2需要量最少，此速度就称为 该步行作业的经济速率。最适宜的作业速率（工作节奏）：锉金属：每分钟6078下；凿： 每分钟60下；手摇曲柄：每分钟35转；腿踏曲柄：每分钟6072转；铲：每分钟1417 次。-在经济速率下工作，机体不易疲劳，持续时间最长。顺着动作的次序，把材料和工具摆放 在合适的位置，是保持动作节奏的关键。-实行自主速率还是规定速率，会对作业者产生不同的心理影响。研究表明，自主速率优于 规定速率。因为作业能力在一天当中是变化的，因此作业速率应依作业能力的变化而变化。6使操作者处于一种合理的姿势7充分考虑不同体位时的

6、用力特点立姿操作时的操纵力怵世的100坐姿工作时不同方向上脚的推力(a)8去除不必要的动作与动作限制 1.去除不必要的动作 2.利用惯性利用惯性、重力、弹力等进行动作，可减少动作投入，提高 动作效率。例如，要把二楼仓库内的成品搬运装车，如果从楼 梯使用人工搬运，则费时费力而且效率低下。如果使用电梯搬 运，则可能路线迂回，而且投入较大。若能设计搬运滑道，利用重力使成品从二楼直接滑到 车上，另一个人在车上进行整理，效率可大大提高。-3.去除不必要的动作限制-在工作现场应尽量创造条件使作业者的动作没有限制，这样在作业时，心理才会处于较为 放松的状态而减少疲劳，提高效率。比如，当工作台上摆放零件的容器

7、容易倾倒，作业者在 取零件时动作的轻重必须特别注意，则取零件的动作效率必受影响。此时，改变容器重心、 支撑面、摆放位置等进行改善。-要在产品的划线区域内涂漆，超出区域范围不可涂漆，否则会成为不良品。如果单纯要求 作业人员在工作中尽量小心，动作会变慢，而未必能达到目的。若能把划线区域周边用模板 遮住，待涂漆完成后再揭去模板，这样，作业人员在作业过程中不必担心超出范围，动作速 度一定会大幅提高，而且涂漆造成的不良品也会大大减少。9合理安排负荷-1.负荷应小于最大肌力的15%-2.不超过最大能量消耗的1 / 3 3.劳动强度与微气候条件、休息时间匹配-4.双手和双脚的负荷分配缝纫机就是手脚并用的一个

8、典型的例子。但要注意： (1)除非力量要求很高，手被工作占用时才用脚； (2)手动时，脚不应该动，但可以踩住脚踏板，否则容易发生跌倒事故； (3)踩脚踏板时应该采用坐姿，否则产生一边脚站立的情形而容易疲劳也容易发生事故。10不要在重体力劳动之后立即做精确工作违反此原则的典型实例是：装配工人上班后先为工作站准备原材料，将笨重的零件箱搬到 工位旁边，然后开始精确的手工装配。零件箱搬运工作使工人产生了疲劳而影响到手工装配 的精确度以及速度。解决的办法是使用低技能工人有规律地补充零件箱;其次是安排工人在下班前搬运下一班 所需的零件。二.分析指针式仪表的显示面设计并举例在设计指针式仪表时，主要是设计和选

9、择好刻度盘指针、字符和色彩匹配并符合人的感觉特征。设计时所要考虑的人机工程学参数主要有如下几点：1、使用者与显示装置之间的观察距离；2、根据使用者所处的观察位置，显示装置是否布置在最佳视区范围;3、选择有利于显示与认读的型式，以及考虑颜色和照明条件。图3-3不同形式的读数仪表仪表的形式：开窗式、圆形式和半圆式、直线式（水平直线式、垂直直线式）仪表设计仪表的分类：开窗式特点：显露刻度少，识读范围小，视线集中，眼睛移动路线短，误读率低。设计要求：观察口至少可以看到相邻两个有刻有数字的刻度线，否则会引起混淆;圆形和半圆形：眼睛对这两个形状扫描路线短，视线较集中，误读准确，优于直线 形； 直线形水平优

10、于竖直。刻度盘的设计实验表明开窗式读范围小，视线集中，眼睛扫描路线短，误读率低，因此优于其他四种形 式。圆形式和半圆形式的误读率虽高于开窗式，但它给出长期以来人们观察仪表所形成的习 惯，因此，圆形式和半圆形式优于直线式。由于眼睛的运动规律是水平运动比垂直运动速度 快准确度高，故水平直线式又优于垂直直线式。列出了五种显示器读数准确度的比较，可以 为仪表设计和选择时作为重要的参考依据。五种显示器读数准确度比较显示器类型最大可见度盘尺寸（cm）读数错误率（）开窗式4.230.5圆形5.4010.9半圆形11.016.6水平直线形18.027.5垂直直线形18.035.5仪表刻度盘刻度盘尺寸增大时，刻

11、度、刻度线和指针、字符均可增大可提高清晰度。标记数量增加，最 小直径也增大。刻度盘直径过小，刻度标记过于密集，信息过于集中，不利于认读。表尺寸过大，视力分散，扫描路线过长，视敏度下降。刻度盘的大小取决于标记的数量和观察者距离；刻度盘的最佳尺寸应根据观察者的最佳视角来确定；刻度盘的最佳视角为2.55，故一般刻度盘外廓尺寸D与视距L的关系可为：L/D = 1123刻度标记的数量刻度盘的最小允许直径（mm）观察距离500 mm时观察距离900 mm时3825.425.45025.432.57025.445.510036.464.315054.498.0刻度盘直径（mm）观察时间（秒）平均反应时间（秒

12、）读错率250.820.766440.720.724200.750.7512刻度设计一一刻度大小、刻度线的类型、刻度线的宽度和长短1、刻度大小根据人眼的最小分辨能力和刻度盘的材料来 确定。刻度的最小值一般在12.5mm，必要时取48；人眼直接读刻度时，刻度的最小尺寸不小于 0.6 1mm 之间。采用放大镜读数时：刻度大小为1、X（X为 放大倍数）。钢和铝的最小材料为1,黄铜和锌白铜为0 .5K刻度线短刻度线/中刻度线 2、刻度线的类型/刻度线一般有三级：n I m h m h i长刻度线、中刻度线和短刻度线（如a,b所示），三者之间有明显的区别。I单刻度线、双刻度线、递增式刻度线递增式刻度线开

13、锅牲可以减少误读误差（C）图3-5刻度线的类型刻度线的宽度刻度线宽度占刻度间距的515%,10%左右识读误差最小，普通刻度线宽通常取为0.10.02 毫米，远距离观察时，可取为0.60.8毫米，高精度装置时，可取为0.00150.11毫米。 动态刻度盘或者瞬间观察的刻度，采用宽线刻度线：为满足人观察时最佳视角，线宽采用2 倍的线间距，同时增加刻度标记与的对比度。刻度线长度刻度线长度选择是否合适，对识读准确性关系很大，同时受照明条件和视距的限制， 当视距L 一定时，长刻度线的长度=L/90 短刻度线的长度=L/200中刻度线的长度=L/125 刻度线间距=L/600参考下表选取刻度线视距 (mm

14、)长刻度线长度中刻度线长度(mm)短刻度线长度(mm)5005.64.12.350090010.27.14.3900180019.814.28.61800360039.928.417.33600600066.847.528.7刻度线间距仪表的最小刻度表示量表所需的最小单位，如需读到秒，刻度上显示的最小单位为秒，秒 以下的刻度应略去。实验得出：仪表的读数随刻度间距的增大而增大。间距临界值：通常在视角为10附近，在视距为750时，间距相约取1-2.5，同时与观察时间 越短，间距越大，当观察时间为0.5-0.25秒时，取2.3-3.8为佳。表示当视距为710毫米时，普通刻度标记的三种刻度线间的最小尺寸关系。0.643-7刻度标记距及宽度的最小值1.1430.893、刻读方向刻读方向是指刻度盘上刻度值递增顺序和认读方向。其设计必须遵循视觉运动规律，而形式 可依刻度盘的不同而不同：一般情况是，水平直线型从左到右，竖直直线型从下到上，圆