打氣筒人機分析實驗報告

打氣筒人機試驗匯報中國是世界上使用自行車最多的國家，正因如此，打氣筒成為影響我們生活的重要手工具，本小組對打氣筒進(jìn)行了基于人機工程學(xué)的分析，詳情如下：一、試驗?zāi)康模和ㄟ^對打氣筒的可用性試驗，分析人機關(guān)系，得出試驗數(shù)據(jù)，提出改良提議。二、試驗內(nèi)容：1、模特的選用。應(yīng)選用身高在女性5%——男性95%之間的測試者，本次試驗?zāi)Ｌ厣砀邽?62cm，臂長57cm。2、測試項目。（1）手柄長度，橫截面直徑（2）打氣筒高度上下限（3）抓握處兩手之間的距離（4）使用過程中頭部與車的最小距離（5）抽桿與氣筒的搖擺角度（6）全過程中手腕角度變化范圍值（7）全過程中彎腰范圍值（8）上臂與下臂的彎曲角度（9）打滿一次的打氣次數(shù)（10）每次打氣時間（彎腰不小于30°時重點記錄）3、攝影重點（1）手指與否有反復(fù)動作（2）整個動作流程(3)打氣過程中腿部作業(yè)空間（4）多方位攝影三、分析成果打氣筒高度分析。在使用的過程中，人的身體各部分與否舒適諸多地方都取決于打氣筒高度的上下限。作為本試驗的重點，進(jìn)行詳細(xì)的分析。肘高分析。本處測試，肘高取男性的95%=109.6cm為上限，取女士的5%=89.9cm為下限。測得打氣筒最大高度為104cm，最小高度為60cm。如圖所示。109.6cm不小于104cm，這就闡明了，較高的人在使用打氣筒時，抽桿和皮腕會被常常拉出或者碰撞到打氣筒的上蓋。腰部分析。在使用打氣筒過程中腰部最大前彎角度為+56°。由書本查表可得軀干部位舒適調(diào)整范圍為0，也就是說應(yīng)盡量不彎腰。這一點，打氣筒的高度高度明顯不合適。腿部分析。在既有打氣筒尺寸不變的狀況下，人們往往會屈膝來減小腰部前彎角度。如圖所示，整個過程中小腿對大腿的最大后擺角度為-49°。由書本查表可知，在站姿狀況下，小腿對大腿的后擺舒適范圍為0。這表明，氣筒高度不符合人機關(guān)系。手腕分析。在使用的過程中手腕會不停地活動，對于這個反復(fù)動作進(jìn)行分析。測在最高和最低處分別測得彎曲極值。背側(cè)屈63°，掌側(cè)屈為5°。如圖所示。由解剖學(xué)可知，在使用手工具時，手腕順直操作時，腕關(guān)節(jié)處在正中的放松狀態(tài)，這時是人最舒適的狀態(tài)，而在試驗中背側(cè)屈到達(dá)了63°，在反復(fù)操作的狀況下，腕部產(chǎn)生了酸痛，腕力減小的狀況。因此應(yīng)給與改良。踏板、氣管分析。氣管的長短直接影響著腳部的活動空間。踏板寬度為4cm，長度為7cm，腳踏面滿足固定功能。經(jīng)測量，支撐腳距離車32cm，打氣筒底部距車47cm，全過程中頭部與車的最小距離為21cm。如圖所示。因此腳部活動空間滿足人機關(guān)系。打氣過程中頭不會碰到自行車。手柄分析。手柄的大小、形狀與人手有著重要的關(guān)系，由書本中可查，使用手握工具應(yīng)防止掌部組織受壓力，否則就會阻礙血液在尺動脈的循環(huán)，引起局部缺血，導(dǎo)致麻木、刺痛感等。經(jīng)測量，手柄為圓柱形，長15cm，橫截面直徑為3cm，正常使用時兩手之間的距離為4cm。抓握面如圖所示。手柄寬度符合人機工程學(xué)，但長度不夠，在端部形成了局部集中應(yīng)力。因此，手柄長度應(yīng)繼續(xù)改良。施力角度分析。根據(jù)人機工程學(xué)原理，在工作的過程中應(yīng)防止靜態(tài)施力。如圖所示，現(xiàn)測得數(shù)據(jù)如下，上臂至軀干最大外擺+36°，最大內(nèi)擺-12°，而舒適調(diào)整范圍為0°。最大上擺+60°，最大下擺+72°。其舒適調(diào)整范圍為（+15——+35），皆超過舒適范圍。意外分析。由于打氣筒內(nèi)部構(gòu)造需要潤滑，因此，抽桿上會有大量機油，使用時應(yīng)防止抽桿觸碰衣物。經(jīng)測量，抽桿距離腹部最小距離為13cm，筒身距離腿部2cm。因此，當(dāng)使用者穿著比較寬松的衣物時很輕易沾上油污，并且對于孕婦，尤其肥胖者等特殊人群，這種打氣筒無法使用。筒身分析。在平時的拿取放回過程中重要考慮筒身尺寸。如圖所示：寬3.5cm，最大寬度5cm，類似于長軸為5，短軸為3.5的橢圓，由書本數(shù)據(jù)可知，著力抓握合適直徑為3——4cm。因此打氣筒筒身符合人機關(guān)系。意外狀況分析。打氣筒在使用時會出現(xiàn)搖擺問題。當(dāng)抽桿被抬起過高時就會出現(xiàn)偏移角度太大（如圖所示），最大角度為9°。這時在向下壓氣的時候就會出現(xiàn)卡住問題。通過測試提取高度低于35cm時就防止了這種狀況的發(fā)生。時間、次數(shù)分析。一種自行車車胎打滿氣用時34s,共21下。整個動作過程示意圖如下：對于這個反復(fù)過程，身高越高的人彎曲角度越大，打氣過程就越困難。本試驗對本組身高最高者進(jìn)行了簡樸測量對比，角度如圖所示：改善意見。合適增長手柄長度。應(yīng)當(dāng)增長打氣