螺絲刀人機工程研究

人機工程學之—螺絲刀設計一：前言二：人機工程學之“螺絲刀”分析三：工作使用情況細節(jié)分析四：人體適合尺寸標注五：尺寸調(diào)查綜合六:總結(jié)和我的設計理念目錄：一：前言

人機工程學是工業(yè)設計人文關懷精神的具體體現(xiàn),通過20世紀椅子的設計發(fā)展史,我們可以看出科學技術與人體親和力度在不斷地完善.科學技術以人為本,科技發(fā)展就是使工業(yè)產(chǎn)品與人的關系不斷地親和乃至有機地融合為一體.讓人們更好的享受環(huán)境，享受生活。

一種用來擰轉(zhuǎn)螺絲釘以迫使其就位的工具，通常有一個薄楔形頭，可插入螺絲釘頭的槽縫或凹口內(nèi)――亦稱“改錐”。螺絲刀是人們生產(chǎn)和生活中不可或缺的一個工具，工廠車間里隨處可見大型的螺絲刀組，家庭中，常用螺絲刀型號也是生活必備品。根據(jù)“以人為本”的思想，廣泛的使用范圍使得我們必須考慮到大量使用者的切身感受，這也就要求我們必須設計出既滿足使用要求，又最大范圍滿足人機工程學理論的產(chǎn)品，充分考慮到人的生理特征和心理特征，以人機工程學為基礎，既能注重螺絲刀的功用性，又能集易用性、實用性于一體，滿足各層次消費者所需，給人們帶來充滿活力的生活個性。因此，對螺絲刀進行人機分析具有重要的意義。但是，現(xiàn)行的螺絲刀，尤其是家用螺絲刀在這方面發(fā)展得不盡如“人意”，存在的問題主要是螺絲刀組合箱內(nèi)的螺絲刀頭容易丟失、某些場合下螺絲刀很難垂直于平板受力等。所以在保證高效的同時，有必要從人機工程學的角度對其做一些“人性化”的改善。二:人機工程學之“螺絲刀”分析1、人體手部結(jié)構(gòu)分析通過日常觀察可以發(fā)現(xiàn)，有的螺絲刀的手柄是帶有凹槽的，有的則是平滑的。究竟什么樣的手柄更符合人機學特性？我們首應當對人體的手部進行分析。手和手腕有27塊骨頭。韌帶將骨頭與骨頭連接起來，肌腱將肌肉與骨頭連接起來。韌帶和肌腱的長度相同，但是當它們收縮的時候，肌肉就縮短了。因此，當肌肉收縮時，肌肉就會拉動肌腱，而肌腱會使肌腱所附著的骨頭活動?？刂剖值幕顒拥拇蠖鄶?shù)肌肉在前臂。肌腱從前臂的肌肉經(jīng)過手腕到達手的骨骼。血管和神經(jīng)也經(jīng)過這條狹窄的通道，也就是腕管，在你的手腕的內(nèi)側(cè)。肌腱的一部分被腱鞘包裹。腱鞘是平滑的覆蓋物，起到保護和潤滑肌腱的作用，并讓肌腱可以順滑地向后和向前滑動。有的時候手工具需要你握住手柄，然后扭轉(zhuǎn)手，這樣手就會在手腕處彎曲（當你擰濕衣服的時候就會產(chǎn)生這個動作）。另外一個例子是螺絲刀。不斷重復地使用螺絲刀，或者使用很大的力量時，肌腱、神經(jīng)和血管在手腕處受到擠壓。這些過量的活動會導致肌腱或者腱鞘發(fā)炎，產(chǎn)生疼痛患者腫脹。有兩種姿勢讓我們的手和手腕不舒服了——重復性地使用肌肉（它導致肌腱疼痛）和過度彎曲(它導致不舒適和受限制的活動)。手腕的彎曲可能是向后（延展）、向內(nèi)（屈曲）和側(cè)向（偏離）。能夠?qū)е虏皇孢m并且或許會引起傷害的側(cè)向彎曲通常發(fā)生在握住手柄或者使用工具的時候需要使用很大的力量的時候。高強度、重復性的活動，加上姿勢不當或者極端的關節(jié)姿勢，增加了手和手臂受傷的可能性，稱為上肢紊亂。這種癥狀可能發(fā)生得很快，也可能需要數(shù)周、數(shù)月或者數(shù)年才產(chǎn)生。有些工具的設計能夠為多是人所接受，但是為“平均”的人群而做的設計實際上就意味著很多人覺得很難使用。并且大多數(shù)的工具是為青壯年男性設計的，很少能夠適合女性、兒童及老人使用。

圖2-1-1手臂和手掌的骨骼和肌肉分布2、螺絲刀結(jié)構(gòu)分析相比而言，平滑的手柄比較好，因為有更大的握的表面。然而，如果螺絲刀較小，手柄的凹槽能夠防止打滑。一般的規(guī)則是如果手柄需要緊握或者抓緊，應該將壓力在手掌和手指的盡可能大的表面上分攤開。例如，有的手柄表面包覆橡膠層，使得抓握更加舒適。

圖2-2-1模擬手指縫隙手柄圖2-2-2流線型手柄

更為常見的優(yōu)化改進措施是將手柄設計成流線型曲線，更好的貼合了人手握住手柄時的接觸面積，使得稍長的使用時間也不會給人不舒服的感覺，增加把手后部凸起部分，更加貼合手掌，并在拇指處增加了阻力槽，減少手部滑動。在選擇手柄材料時，我們可以使用更軟更耐用的化學材料——熱塑性彈性體，增大手掌與手柄的摩擦力使其不易脫落，并且可以選擇更加豐富的顏色，避免單調(diào)，增加樂趣。螺絲刀手柄結(jié)構(gòu)分析從其結(jié)構(gòu)形狀來說，通常有以下幾種：1、直形。這是最常見的一種。頭部型號有一字，十字，米字，T型（梅花型），H型（六角），等2、L形。多見于六角螺絲刀，利用其較長的桿來增大力矩，從而更省力。3、T形。汽修行業(yè)應用較多。1.一字螺絲刀的型號表示為刀頭寬度*刀桿。例如2×75mm，則表示刀頭寬度為2mm，桿長為75mm（非全長）。2.十字螺絲刀的型號表示為刀頭大小*刀桿。例如2#×75mm，則表示刀頭為2號，金屬桿長為75mm（非全長）。有些廠家以PH2來表示2#，實際為一樣的。您可以以刀桿的粗細來大致估計刀頭的大小，不過工業(yè)上是以刀頭大小來區(qū)分的。型號為0#、1#、2#、3#對應的金屬桿粗細大致為3.0mm、5.0mm、6.0mm、8.0mm。螺絲刀型號分析1、螺絲刀型號過多帶來的不便由于螺絲槽口形狀種類豐富、尺寸大小不一，必然導致了螺絲刀型號的豐富多樣。對于家庭使用的工具箱來說，各種型號的常用螺絲刀各買一把，既浪費成本又占用過多的工具箱空間，如圖1-1-1所示。為了解決這一問題，人們設計出了可替換刀頭式的螺絲刀組合套裝，如圖1-1-2所示，這在一定程度上解決了材料浪費和空間浪費的問題。然而在長期的生活過程中，小巧的刀頭卻容易出現(xiàn)丟失的現(xiàn)象，人們通常容易將替換下來的刀頭隨手放在一邊，換上新的刀頭后立即開始工作。工作完成后，工作臺附近可能比較雜亂，而此時正是螺絲刀頭容易丟失的時候。粗心的人可能在買到一套組合裝螺絲刀的短時間內(nèi)就丟失刀頭，即便是心細的人，長期的使用也可能帶來刀頭的丟失。然而刀頭卻不單獨出售，總是成套出售，這迫使人們不得不再買一把該型號的螺絲刀，又繞回到了最初的問題上。螺絲刀按不同的頭型可以分為一字、十字、米字、星型（電腦）、方頭、六角頭、Y型頭部等等，其中一字和十字是我們生活中最常用的，像安裝、維修這類都要用到，可以說只要有螺絲的地方就要用到螺絲刀。六角頭用的不多，常用內(nèi)六角扳手，像一些機器上好多螺絲都帶內(nèi)六角孔，方便多角度使力。星型的大的看到也不多，小的星型常用于拆修手機，硬盤，筆記本，等，我們把小的螺絲刀叫鐘表批，常用星型T6，T8，十字PH0，PH00這類。頭部表示：一字SLOTTED十字PHILLIPS米字POZI星型TORX方頭SQUARE六角HEXGONAL其中加粗的字母后面加數(shù)字就表示槽號了。例如：十字，PH1PH2PH3星型的常用規(guī)格有：T1T2T3T4T5T6T7T8T9T10T15T20T25T27T30T40T45T50等；另外還有中心帶孔與不帶孔的分別。型號規(guī)格對角點距離(英寸)對角點距離(公制)T10.0310.81T20.0360.93T30.0461.10T40.0501.28T50.0551.42T60.0661.70T70.0781.99T80.0902.31T90.0982.50T100.1072.74T150.1283.27T200.1513.86T250.1734.43T270.1954.99T300.2165.52T400.2606.65T450.3067.82T500.3468.83T550.44011.22T600.51913.25T700.61015.51T800.69017.54T900.78019.92T1000.87122.13十字的常用規(guī)格：PH000PH00PH0PH1PH2PH3，越靠前的越小螺絲刀的規(guī)格描述：表示為頭型*長度，比如一字6*100，6是桿子的頭型也是桿子的直徑，100是桿子的長度（長度不含手柄部分），十字PH2X100，PH2是頭型，100是桿子的長度。單位：毫米。十字螺絲刀從小到最大一般有7個規(guī)格ph000ph00ph0ph1ph2ph3ph4螺絲刀桿直徑和規(guī)格的大致關系：4mm~4.5mm的桿一般做到十字Ph1，可以涵蓋ph000ph00ph0ph1這個系列基本屬于是精密系列，拆裝小型電子設備，眼鏡，手表，收音機，錄音機之類的..必備！這個以套裝為主，其中ph000非常小，用的不是很多6mm的桿一般用于十字Ph2規(guī)格，這個是中型螺絲刀里最最常用的一個規(guī)格，所以可以單獨買一把，用于顯示器，收音機，電視機等外殼緊固螺絲，變壓器固定等等，木工電批做家具上門螺絲的也是一個Ph2頭打天下.8mm的桿用于Ph3,10mm的桿用于Ph4，基本是機械設備上可能用到，電子組裝中用的可能性很少，除非是做電箱控制器...所以十字螺絲刀配置的組合方案大致是：4mm桿以下的精密螺絲刀套裝+獨立的Ph2螺絲刀一把如果考慮套裝的柄太細不好著力，也可單獨配置Ph1的螺絲刀一把.不配置也問題不大.一字沒什么太大講究，就不說了星批的種類很多，一般套裝從T6起，但是一些現(xiàn)代手機已經(jīng)最小用到T5，所以一般是套裝+T5一把就可以打天下了.常用螺絲刀型號的規(guī)格如下：星形六角：T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10（幾乎可拆所有六角螺絲的手機）M形（U形、叉形）：M2.6（最通用的U型螺絲刀規(guī)格）Y形（三角）：Y2.0、Y3.0（Y型螺絲的手機，小靈通，座充等，通吃）▲型：2.0、2.3（拆一些三角形的螺絲，很少用到，但備用還是必要的）★型：1、2（特殊的五角螺絲手機也照拆）十字：1.0、1.5、2.0、3.0（PSP，MP4，MP3，數(shù)碼等用到）一字：1.0、1.5、2.0、3.0（鐘表系列）內(nèi)六角：H1.5、H2.0、H2.5、H3.0、H4等螺絲刀沒有圓頭的，因為圓頭的根本沒有扭拒。一字就是要保證有扭拒，而十字能讓力量分布得更均勻。按動力源來分有手動螺絲刀的和電動螺絲刀；按批頭或者刀頭來分有一字（flathead）和十字（phillips).行業(yè)里面是根據(jù)批頭來說的.它的尺寸又有兩種.一種是公制的，就是我們常說的以MM為單位的.比方說樓上講的那些尺寸.還有的是英制的，它是英寸為單位的，比方1/4,3/16，這個數(shù)字乘25就是公制尺寸了.質(zhì)量上乘的螺絲刀的刀頭是用硬度比較高的彈簧鋼做的。好的螺絲刀應該做到硬而不脆，硬中有紉。當螺釘頭開口變禿打滑時可以用錘敲擊螺絲刀，把螺釘?shù)牟厶薜纳钜恍?，便于將螺釘擰下，螺絲刀要毫發(fā)無損；螺絲刀常常被用來撬東西，就要求有一定的韌性不彎不折?？偟膩碚f希望螺絲刀頭部的硬度大于HRC60，不易生銹。三：工作情況細節(jié)分析螺絲刀的樣式和規(guī)格較多，按頭部形狀分，常用的有一字形、十字形和專用形多種；按握柄材料分，常用的有木柄、塑柄和膠柄等多種。1、常用的螺絲刀使用方法：①短螺絲刀的使用：短螺絲刀多用松緊電氣裝置接線樁上的小螺釘，使用時可用大拇指和中指夾住握柄，用食指頂住柄的末端捻旋。②長螺絲刀的使用：長螺絲刀多用來松緊較大的螺釘。使用時，除大拇指、食指和中指夾住握柄外，手掌還要頂住柄的末端，這樣就可以防止旋轉(zhuǎn)時滑脫。③較長螺絲刀的使用：可用右手壓緊并轉(zhuǎn)動手柄，左手握住螺絲刀的中間，不得放在螺絲刀的周圍，以防刀頭滑脫將手劃傷。2、螺絲刀的工作原理：螺絲刀是杠桿原理,它的動力來之于握把，靠握把的轉(zhuǎn)動來帶動螺絲刀的從而帶動螺絲轉(zhuǎn)動。它的握把越粗越省力。這就是明顯的杠桿原理機械了四：適合人體尺寸標注五：尺寸調(diào)查綜合六：總結(jié)和我的設計理念1、螺絲刀型號過多帶來的不便由于螺絲槽口形狀種類豐富、尺寸大小不一，必然導致了螺絲刀型號的豐富多樣。對于家庭使用的工具箱來說，各種型號的常用螺絲刀各買一把，既浪費成本又占用過多的工具箱空間然而在長期的生活過程中，小巧的刀頭卻容易出現(xiàn)丟失的現(xiàn)象，人們通常容易將替換下來的刀頭隨手放在一邊，換上新的刀頭后立即開始工作。工作完成后，工作臺附近可能比較雜亂，而此時正是螺絲刀頭容易丟失的時候。粗心的人可能在買到一套組合裝螺絲刀的短時間內(nèi)就丟失刀頭，即便是心細的人，長期的使用也可