菜刀的安全人機(jī)設(shè)計(jì)

1、課 程 設(shè) 計(jì)課 程 安全人機(jī)工程學(xué) 題 目 基于安全人機(jī)工程的菜刀分析 院 系 安全與環(huán)境工程系 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 安全工程（本科）0901班 學(xué)生姓名 武靖軒 學(xué)號(hào) 09601240118 指導(dǎo)教師 劉愛(ài)群 廖可兵 完成時(shí)間 2011.6.6 19 菜刀的人機(jī)課程設(shè)計(jì)安全工程專(zhuān)業(yè)安本0901班 武靖軒【摘要】隨著社會(huì)生活發(fā)展和科技的進(jìn)步，人類(lèi)越來(lái)越重視從事各項(xiàng)活動(dòng)的環(huán)境和條件的安全健康、舒適愉快。菜刀是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚膹N房工具，它的安全易用，它的設(shè)計(jì)對(duì)人們的生活有著重大的影響。本文即是通過(guò)對(duì)當(dāng)今各類(lèi)菜刀的調(diào)查研究，運(yùn)用安全人機(jī)工程學(xué)的原理到菜刀設(shè)計(jì)的工作中來(lái)，并對(duì)其中不合理的部分提出問(wèn)題，

2、加以改進(jìn)設(shè)計(jì)，使之最終實(shí)現(xiàn)以人為本的人性化設(shè)計(jì)思想，達(dá)到最佳的人機(jī)匹配，為廚師們提供一個(gè)人性化的廚房用具?！娟P(guān)鍵字】：菜刀;安全人機(jī)工程學(xué);分析評(píng)價(jià);改進(jìn)設(shè)計(jì)【Abstract】With the development of social life and technological advances, more and more attention in the activities of the human environment and conditions of safety and health, comfortable and enjoyable. Daily life in th

3、e kitchen knife is an indispensable kitchen tool, its safe to use, it is designed for peoples lives has a significant impact. This article is all kinds of kitchen knife through the research of today, the use of safety knives ergonomic design principles to work in the past, and some of the unreasonab

4、le questions, to improve the design, so that ultimately the people-oriented human Design thinking, to achieve the best human match for the chef to provide a user-friendly kitchen appliances.【Key words】: Kitchen knife; Safe person the machine engineering learns; Analysis evaluation; Improvement desig

5、n目 錄1 前言12 廚刀種類(lèi)13 菜刀人機(jī)分析23.1 功能分析23.1.1 刀頭23.1.2 刀刃33.1.3 刀背33.1.4 刀柄43.2 使用者群體分析53.3 手的動(dòng)作特性73.3.1 常見(jiàn)持握方式73.3.2 操作方式93.3.3 手的施力特性103.3 刀具重心分析113.4 刀具手柄材料124 改進(jìn)建議125 結(jié)束語(yǔ)15參考文獻(xiàn)15 14湖南工學(xué)院安全人機(jī)課程設(shè)計(jì)1 前言在任何一個(gè)人類(lèi)活動(dòng)場(chǎng)所，總是包括人和機(jī)兩大部分。創(chuàng)造一個(gè)適合人類(lèi)生存和發(fā)展的優(yōu)美舒適的生活、生存環(huán)境是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志之一。菜刀是日常做飯必不可少的用具，家家戶(hù)戶(hù)都有它的存在，因?yàn)樗膹V泛應(yīng)用和安全對(duì)人體影

6、響很大。本文從使用便捷和安全的角度出發(fā)，從活動(dòng)者的生理、生物力學(xué)的需要與可能等諸因素，在實(shí)現(xiàn)一定效率的同時(shí)，最大限度的保障人的安全健康與舒適愉快。問(wèn)題的提出：因廚刀設(shè)計(jì)不良而引發(fā)的切斷手指等意外傷害事故，以及腱鞘炎、腕道綜合癥等重復(fù)性積累損傷時(shí)有發(fā)生，廚刀設(shè)計(jì)未達(dá)到最優(yōu)的形態(tài)。2 廚刀種類(lèi)廚刀的主要功能是完成對(duì)蔬菜、肉類(lèi)的切削、分割工作。切、剁、砍、割、片(削)、頓是廚刀最常用的操作動(dòng)作。這些動(dòng)作可以滿足絕大部分切削、分割工作的要求。通過(guò)對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)有產(chǎn)品及資料的收集，從功能的角度整理出幾種具有代表性的廚刀。常見(jiàn)廚刀分類(lèi)及用途（根據(jù)所收集的資料整理如下圖所示）3 菜刀人機(jī)分析 3.1 功能分析3.

7、1.1 刀頭詳細(xì)分析：因?yàn)榘牖⌒蔚额^切削靈活，適用范圍較廣，所以，可選用這種形式的刀頭作為片刀刀頭。3.1.2 刀刃：其中，弧線后部凸起結(jié)構(gòu)使用靈活、省力，受力狀態(tài)合理。因此，可選用這種形式的刀刃作為片刀刀刃。3.1.3 刀背一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡量少采用這類(lèi)附加功能，因?yàn)樵诶玫侗巢僮鲿r(shí)，另一側(cè)的刀刃很容易引起誤傷。3.1.4 刀柄與矩形、圓形刀柄相比，橢圓形刀柄持握穩(wěn)定，也較舒適，因此，可選用這種形式的刀柄作為片刀刀柄3.2 使用者群體分析廚刀的使用者主要是成年人，使用者群體可定位在2050歲的年齡段，應(yīng)同時(shí)適合男性和女性使用尺寸計(jì)測(cè)3.3 手的動(dòng)作特性3.3.1 常見(jiàn)持握方式豎握方式(兩種)和橫

8、握方式(一種)3.3.2 操作方式基本操作分析：切、剁、砍、割、片(削)、鐓3.3.3 手的施力特性刀柄刀刃的傾角 資料：工具的把手與工作部分成10左右角時(shí)，效果較好。3.3 刀具重心分析 1)重心在刀身前部在進(jìn)行砍、剁等施力較大的操作時(shí)省力，但在切、割、頓、片時(shí)容易產(chǎn)生疲勞 2)重心在刀身后部與前者相反，在切、割、頓、片時(shí)很靈活，但在砍、剁的操作中施力困難3)重心在刀身中部是前面兩者的綜合，適應(yīng)面較廣。3.4 刀具手柄材料1)金屬刀柄金屬刀柄一般采取刀片與刀柄一體化，結(jié)實(shí)，但手感不好，且容易滑脫。2)塑料刀柄塑料刀柄脆性較大，易破裂。它還具有易滑脫，易老化，手感不好等缺點(diǎn)3)橡膠刀柄橡膠刀柄

9、手感較好，與手之間的摩擦適中。但存在老化問(wèn)題，與人的親和力也較差。4)木制刀柄木制刀柄手感好，摩擦適中與人的親和力強(qiáng)。5)電木刀柄電木刀柄手感、強(qiáng)度等性能均較好。6)組合式組合式刀柄一般采用金屑加本質(zhì)或電木結(jié)構(gòu)，刀柄牢固，手感也好。4 改進(jìn)建議刀柄形狀刀柄外形與人手持握的弧線相吻合。橢圓形截面使人持握時(shí)有穩(wěn)定感，舒適、易于施力、不旋轉(zhuǎn)。魚(yú)腹形(中間突起)刀柄，可以防止軸向滑脫。在刀柄上方增加了豎捏拇指按結(jié)構(gòu)(凹坑)，在兩側(cè)均添加了橫握拇指按壓結(jié)構(gòu)(凹坑)，見(jiàn)圖，它可以同時(shí)滿足慣用右手和慣用左手操作者的操作需要。此外，還增加了食指保護(hù)結(jié)構(gòu)(護(hù)板)，見(jiàn)圖。這些結(jié)構(gòu)可使拇指、食指免受較大的局部壓應(yīng)力

10、，避免了拇指直接按在金屬刀身上所產(chǎn)生的不適感；增加了持握的穩(wěn)定性和操作的舒適性。刀柄、刀刃角度本設(shè)計(jì)采用彎折式刀柄，以保證操作者持握刀具時(shí)手腕處于順直狀態(tài)。通過(guò)計(jì)測(cè)得到的彎折角為12。為避免切削時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，刀刃所受阻力最好與刀柄施加的切削力共線。因此，取刀刃切削部分與刀柄平行。刀身形狀刀刃呈弧形設(shè)計(jì)，前部弧形大約與菜板成12角。這樣既保證了刀刃切削時(shí)的阻力與用力共線，同時(shí)，也緩解了直線形刀刃對(duì)手臂運(yùn)刀的角度的限制。前端傾角便于往復(fù)切削，后端弧形便于退刀操作。刀頭最前端的刀尖便于進(jìn)行戳、挑、刺等操作。刀背略凹，與刀身整體形狀相呼應(yīng)，并利于另一只手輔助施力。刀身兩側(cè)開(kāi)有防粘連凹槽，能有效地防止

11、被切割物粘在刀身上阻礙視線，節(jié)省了切萊時(shí)去除粘貼物的時(shí)間，提高了工作效率。改進(jìn)片刀設(shè)計(jì)效果圖，尺寸圖如后。 5 結(jié)束語(yǔ)在新的世紀(jì)里，我們迎接新的方式來(lái)感知世界，人們?cè)絹?lái)越多的在追求一種新的生存環(huán)境和生存空間，毫無(wú)疑問(wèn)，未來(lái)的人性化設(shè)計(jì)具有更加全面立體的內(nèi)涵，它超越我們過(guò)去所局限的人與物的關(guān)系的認(rèn)識(shí)，向時(shí)間，空間，生理感官和心理方向發(fā)展。人性化的設(shè)計(jì)是最實(shí)在，同時(shí)也是最前沿的潮流與趨勢(shì)，是一種人文精神的體現(xiàn)，是人與產(chǎn)品完美和諧的結(jié)合，使人性化的設(shè)計(jì)真正體現(xiàn)出對(duì)人的尊重和關(guān)心。通過(guò)從安全人機(jī)工程學(xué)角度對(duì)廚刀進(jìn)行人機(jī)工程分析及設(shè)計(jì)改進(jìn)，將自己所學(xué)的理論知識(shí)聯(lián)系到實(shí)際的運(yùn)用中來(lái)，豐富了自己的知識(shí)面，也鍛煉了自己的實(shí)際動(dòng)手能力。設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于本人知識(shí)水平有限，不可能對(duì)所有涉及的內(nèi)容全部掌握