人機工程學-操縱裝置設(shè)計.ppt

1、第5章，機械手設(shè)計，第3節(jié)，機械手設(shè)計中的人機工程學原理，肌肉運動特性，收縮和放松，操作中的人體動作類型，1。定位動作，即人體向所需目標移動并與目標一致的動作。2.重復(fù)動作，不斷重復(fù)相同的動作，3。持續(xù)的行動，持續(xù)的控制。4。連續(xù)動作，各種基本動作都是按一定的順序進行的。5。靜態(tài)調(diào)整動作，在一定時間內(nèi)，保持人體各部分處于特定位置的動作，視覺定位動作，盲目定位動作，控制機械手的人的動作特征，肌肉部分的受力和各種動作特征，a .反應(yīng)時間與移動距離無關(guān)(4)，第一次動作的時間隨著距離的增加而迅速增加，第二次隨著距離的增加而緩慢增加；右手從左到右的運動時間最短；伸出手比彎曲手肘更快。人體每個部位移動一

2、次的最小平均時間(單位s)，1。視覺定位運動特征，布朗實驗證明：運動距離與運動時間的關(guān)系，2 .盲定位運動特性，盲定位運動距離目標位置的距離(單位厘米)，1)左右定位時，盲定位的精度隨著角度的增加而逐漸降低；2)右定位精度略高于左定位精度；3)低位定位精度略高于中位(肩高)和高位定位精度；4)頂部定位精度最差。2。重復(fù)動作的特點，如：人們用小錘子敲釘子：13次/秒(最快)1.5次/秒(平均)，1。不應(yīng)超過人們的努力限度。人的操作力隨著使用位置、空間位置和使用時間的不同而不同，最大操作力隨著使用時間的延長而減小。一般不使用最大控制力，但控制力不應(yīng)過小，如果過小，控制精度難以控制；4.在不同的用力

3、條件下，使用一半的最大肌肉力量和1/4的最大收縮速度，能量利用率最高，長時間工作后沒有疲勞；為了長時間保持必要的靜態(tài)力而不疲勞，最好將其保持在人體最大肌肉力量的15%-25%。平滑旋轉(zhuǎn)控制器的最大力、特征編碼和識別、形狀編碼、機械手的形狀及其功能應(yīng)邏輯相關(guān)以便于記憶；應(yīng)該能夠在不同的視覺或戴手套的情況下，也可以通過單獨觸摸來區(qū)分。360度，360度，方向，這樣每個機械手都有自己的特征和代碼，這樣操作員可以快速識別而不會混淆。選擇的原則受人們習慣因素的影響很大重合和運動重合，機械手和顯示器的運動方向應(yīng)符合人們的習慣公式。如順時針旋轉(zhuǎn)或自下而上，人們自然會認為它是增加的方向。操作和顯示的一致性是影

4、響人機系統(tǒng)運行效率和可靠性的重要因素。對于操縱與顯示重合的設(shè)計，我們應(yīng)該遵循以下原則：1200個實驗，操縱器與顯示空間的重合性好：減少誤差數(shù)量；縮短操作時間；提高操作質(zhì)量。機械手編碼盡可能與顯示編碼一致，匹配機械手顯示編碼和排列的目的主要是為了降低信息處理的復(fù)雜度，從而提高工作效率。最好的編碼方法之一是控制按鈕本身有一個燈光信號，哪個按鈕被按下，哪個按鈕的燈就會亮。低靈敏度的機械手意味著其操縱位移大，但顯示器的移動??；高靈敏度機械手位移小，但顯示大。光圈值高，表明操作顯示系統(tǒng)靈敏度低，光圈值低，靈敏度高。最佳CD比的選擇通常是通過實驗得到的，但沒有理想的計算公式。旋鈕的最佳傳動比為0.20.8

5、，操縱桿的最佳傳動比為2.54.0。第四節(jié)設(shè)計了機械手控制臺的布局，上臂與前臂形成90度角，便于推拉；無手柄手輪的旋轉(zhuǎn)平面與前臂成1060度角；通過前臂的運動而旋轉(zhuǎn)的滑輪手輪的旋轉(zhuǎn)平面與前臂形成1090度的角度；帶手柄的手輪，其直臂隨手腕運動而旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)平面與前臂成1045度角；1.控制臺的形式、設(shè)計和操作面使操作者具有良好的手眼協(xié)調(diào)性。顯示面板類型。對于大型控制室，設(shè)計為顯式控制分體式?？刂婆_上方干涉點的高度。對于分離控制臺，請注意顯式面板的盲點。也就是說，有必要計算干涉點：的高度，h=，2。設(shè)計點、控制器和顯示器的布局必須位于操作員的正常工作空間內(nèi)，并且操作員可以，1。觀察必要的顯示，2

6、。操作所有控制器，3。舒適的工作姿勢，坐矮桌控制臺，坐高桌控制臺，坐站兩用控制臺，站立控制臺，3。通用控制臺設(shè)計?？刂泼姘逍苯?00必須考慮兩種操作姿勢的舒適性和便利性；當坐在坐姿時，控制臺下面應(yīng)該有一個腳踏板；高度可調(diào)的座椅；根據(jù)站立姿勢的要求設(shè)計，控制臺下方不應(yīng)有腳踏板。傾斜100后，操作員被放置在主顯示器下方35大傾角的面板上；應(yīng)分為一級和二級布局，標準控制臺的尺寸，電子辦公桌的人體尺寸，以及工作特點：長時間面對顯示屏。設(shè)計要求：應(yīng)符合人體各部位的尺寸，避免工人肌肉、頸部、背部、腕關(guān)節(jié)疼痛等疾病。航天器控制室、高顯示控制臺、高速公路控制臺、電子辦公桌的設(shè)計以及電子辦公桌的可調(diào)節(jié)設(shè)計，在根

7、據(jù)人體平均尺寸進行設(shè)計時，必須給出一個可調(diào)節(jié)的尺寸范圍。調(diào)節(jié)方式：高度、水平和傾斜度，電子辦公桌組合設(shè)計，單元系列，拆裝方便，變化靈活。組合形式：演播室、監(jiān)控中心、寬動力系統(tǒng)控制室(站)、生產(chǎn)機房、高速公路總監(jiān)控室、交警指揮中心、公安局指揮中心、其他組合控制室(站)、旋鈕、單手操作控制器，可做多圈移動、旋轉(zhuǎn)和小于360的定位旋轉(zhuǎn)，類型：五、可自由連續(xù)旋轉(zhuǎn)，適合多圈操作。根據(jù)不同的用途，手輪和曲柄的尺寸有很大的不同，操作速度與它們的位置密切相關(guān)。搖桿、手動手柄和旋轉(zhuǎn)控制器由于其不同的功能、形狀和尺寸而具有不同的操作力，但是每個特定的控制器都有其自己合適的力。人們的扭矩與他們的身體位置和姿勢有很大

8、關(guān)系。不同直徑的旋轉(zhuǎn)控制器、手輪和曲柄的受力特性、適用力適合扭矩，旋轉(zhuǎn)控制器的外觀由其功能決定。在這個前提下，它是簡單的，美麗的，設(shè)計的形狀和位置。旋轉(zhuǎn)控制器的大小應(yīng)根據(jù)手指和手的不同部位來確定。曲柄的位置和安裝高度，強力，新曲柄的形狀和尺寸，汽車空調(diào)控制器，汽車空調(diào)控制器，大手指撥號盤控制器，移動操作裝置，手柄，舒適的手柄，防止手柄形狀粘在手的握持部分，特別是不粘在手掌上，施力方便根據(jù)手的握持情況和力度選擇手柄握持部分的直徑和長度，不打滑，同時必須控制其動作。當操作力較大，空間位置較遠時，只能增加杠桿的長度，手柄適合施力，握持舒適，施力方便，不滑動，同時控制其動作。形狀設(shè)計，防止手柄粘到握持

9、部，尤其是不粘到手掌部。手柄，手掌部分有最少的肌肉；指骨間肌和在確定手柄的尺寸時，手柄的直徑和長度主要是根據(jù)手的握持狀態(tài)和力度來選擇的，如下表所示：操縱桿的長度與操作頻率密切相關(guān)操縱桿越長，操作頻率越低，握持手柄的直徑和厚度以及扁平手柄的厚度不宜過小，否則會造成肌肉過度緊張，增加疲勞。為了節(jié)省手的運動、空間和復(fù)雜的操作，可以使用復(fù)合多功能機械手。工作行程和操作力：操縱桿的長度與操作頻率有關(guān)：形狀設(shè)計，操縱桿手柄的大小，操縱桿，復(fù)合多功能機械手：帶有各種常用開關(guān)。為了減少手的移動，節(jié)省空間，降低操作的復(fù)雜性，操作手柄的設(shè)計(以手動榨汁機設(shè)計為例)，1。結(jié)構(gòu)草圖，2。泡沫模型，3。木制模型，不同強

10、度的測試手柄，4張圖紙，5個。完整的結(jié)構(gòu)和造型設(shè)計，用較少的力一般只有10-20n，受力特點、形狀設(shè)計，其大小和形狀應(yīng)根據(jù)手指的大小和指尖弧形的形狀來設(shè)計，操作舒適，以凹陷為主要優(yōu)點。按鈕形式，按鈕式機械手，停止和斷電紅色；啟動，綠色電源；(它也可以是白色、灰色或黑色)。盲擊手分為右手和左手。目前常用的推式機械手、各種按鈕、液膜按鈕、汽車空調(diào)控制器、人體工程學推式機械手、掌上仿形、按鈕仿拇指形、骨骼、動脈、神經(jīng)、韌帶和肌腱。手指通過腕管的腱由前臂的伸肌和屈肌控制；腕骨與手臂的尺骨和橈骨相連?？刂疲菏殖止ぞ咴O(shè)計。專注于抓握：抓握軸幾乎垂直于前臂。微微彎曲的手指與手掌形成一個握柄。該力平行于前臂(

11、鋸)，并且該力與前臂形成一個夾角(錘擊和扭轉(zhuǎn))，前臂被手指和拇指的屈肌準確地抓住并夾緊。一般用于受控工作(刀具、書寫工具)，動作不應(yīng)同時具有力和控制兩種屬性，這會加速疲勞和降低效率。甚至可能發(fā)生各種上肢職業(yè)病。一般原則，解剖學原則，避免靜態(tài)肌肉負荷：例如，上臂必須抬起或長時間抓??；在水平面上長時間使用直桿工具。保持手腕伸直狀態(tài)：手腕伸直時，中間腕關(guān)節(jié)處于放松狀態(tài)，但當手腕屈掌、背屈或尺骨偏斜時，會引起手腕酸痛、握力下降等不適。以避免手掌組織受到壓桿工具的作用。女性：6080毫米，男性：7090毫米，采用虎口手柄設(shè)計，用力避免壓迫手掌組織，阻礙尺動脈血液循環(huán)，造成局部缺血，造成麻木和刺痛。避免重復(fù)手指運動：用食指反復(fù)操作觸發(fā)手指控制器會導(dǎo)致觸發(fā)手指癥狀。注意手柄的設(shè)計，園藝剪刀，直徑，取決于使用的工具和手的大?。簭娮サ亓Γ?0-40毫米，精確抓地力：8-16毫米，手