打氣筒人機(jī)分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 打氣筒人機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 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(duì)打氣筒進(jìn)行了基于人機(jī)工程學(xué)的分析，詳情如下：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?通過對(duì)打氣筒的可用性實(shí)驗(yàn)，分析人機(jī)關(guān)系，得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出改良建議。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、模特的選取。應(yīng)選取身高在女性5%男性95%之間的測試者，本次試驗(yàn)?zāi)Ｌ厣砀邽?62cm，臂長57cm。 2、測試項(xiàng)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

2、曲角度 （9）打滿一次的打氣次數(shù) （10）每次打氣時(shí)間（彎腰大于30°時(shí)重點(diǎn)記錄） 3、攝影重點(diǎn) （1）手指是否有重復(fù)動(dòng)作 （2）整個(gè)動(dòng)作流程 (3)打氣過程中腿部作業(yè)空間 （4）多方位攝影三、分析結(jié)果1、 打氣筒高度分析。在使用的過程中，人的身體各部分是否舒適很多地方都取決于打氣筒高度的上下限。作為本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)，進(jìn)行詳細(xì)的分析。（1） 肘高分析。本處測試，肘高取男性的95%=109.6 cm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。109.6 cm大于104cm，這就說明了，較高的人在使用打氣筒時(shí)，抽桿和皮腕會(huì)被經(jīng)常拉出

3、或者碰撞到打氣筒的上蓋。（2） 腰部分析。在使用打氣筒過程中腰部最大前彎角度為+56°。由課本查表可得軀干部位舒適調(diào)節(jié)范圍為0，也就是說應(yīng)盡量不彎腰。這一點(diǎn)，打氣筒的高度高度明顯不合適。（3） 腿部分析。在現(xiàn)有打氣筒尺寸不變的情況下，人們往往會(huì)屈膝來減小腰部前彎角度。如圖所示，整個(gè)過程中小腿對(duì)大腿的最大后擺角度為-49°。由課本查表可知，在站姿情況下，小腿對(duì)大腿的后擺舒適范圍為0。這表明，氣筒高度不符合人機(jī)關(guān)系。（4） 手腕分析。在使用的過程中手腕會(huì)不停地活動(dòng)，對(duì)于這個(gè)重復(fù)動(dòng)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

4、示。由解剖學(xué)可知，在使用手工具時(shí)，手腕順直操作時(shí)，腕關(guān)節(jié)處于正中的放松狀態(tài)，這時(shí)是人最舒服的狀態(tài)，而在實(shí)驗(yàn)中背側(cè)屈達(dá)到了63°，在重復(fù)操作的情況下，腕部產(chǎn)生了酸痛，腕力減小的情況。所以應(yīng)給與改良。2、 踏板、氣管分析。氣管的長短直接影響著腳部的活動(dòng)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。所以腳部活動(dòng)空間滿足人機(jī)關(guān)系。打氣過程中頭不會(huì)碰到自行車。3、 手柄分析。手柄的大小、形狀與人手有著重要的關(guān)系，由課本中可查，使用手握工具應(yīng)避免掌部組織受壓力，否則就會(huì)妨礙血液在尺動(dòng)

5、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(shí)兩手之間的距離為4cm。抓握面如圖所示。手柄寬度符合人機(jī)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。4、 施力角度分析。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，在工作的過程中應(yīng)避免靜態(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)節(jié)范圍為0°。最大上擺+60°，最大下擺+72°。其舒適調(diào)節(jié)范圍為（+15+35），皆超過舒適范圍。5、 意外分析。由于打氣筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要潤滑，所以，抽桿上會(huì)有大量

6、機(jī)油，使用時(shí)應(yīng)避免抽桿觸碰衣物。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(shí)很容易沾上油污，而且對(duì)于孕婦，特別肥胖者等特殊人群，這種打氣筒無法使用。6、 筒身分析。在平時(shí)的拿取放回過程中主要考慮筒身尺寸。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，由課本數(shù)據(jù)可知，著力抓握適宜直徑為34cm。所以打氣筒筒身符合人機(jī)關(guān)系。7、 意外情況分析。打氣筒在使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)搖擺問題。當(dāng)抽桿被抬起過高時(shí)就會(huì)出現(xiàn)偏移角度太大（如圖所示），最大角度為9°。這時(shí)在向下壓氣的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)卡住問題。經(jīng)過測試提取高度低于35cm時(shí)就避免了這種情況的發(fā)生。8、 時(shí)間、次數(shù)分析。一個(gè)自行車車胎打滿氣用時(shí)34s,共21下。整個(gè)動(dòng)作過程示意圖如下：對(duì)于這個(gè)重復(fù)過程，身高越高的人彎曲角度越大，打氣過程就越困難。本實(shí)驗(yàn)對(duì)本組身高最高者進(jìn)行了簡單測量對(duì)比，角度如圖所示：4、 改進(jìn)意見。1、 適當(dāng)增加手柄長度。2、 應(yīng)當(dāng)增加打氣筒