第5章 累積損傷疾病及工作臺椅與工具設(shè)計

1、第5章 累積損傷疾病及工作臺椅與工具設(shè)計,6.1 控制臺設(shè)計6.2 辦公臺設(shè)計6.3 工作座椅設(shè)計的主要依據(jù)6.4 工作座椅設(shè)計6.5 累積損傷疾病及其原因6.6 與手有關(guān)的累積損傷疾病6.7 手握式工具設(shè)計,主要內(nèi)容,,6.1 控制臺設(shè)計,6.1.1 控制臺的形式，見下圖： 1. 桌式控制臺 2. 直柜式控制臺 3. 組合式控制臺 4. 彎折式控制臺,6.1.2 控制臺設(shè)計

2、要點 1. 控制臺作業(yè)面，見下圖。,2. 顯示器面板形式，見下圖。,式中 ： h－干涉點高度k－操作者眼高H－顯示面板下端高度d－操作者眼點與干涉點的投影距離D－干涉點與顯示面板的投影距離,3. 控制臺上方干涉點高度，見下圖。,6.1.3 常用控制臺設(shè)計 1. 坐姿低臺式控制臺，見圖6-5（a） 2. 坐姿高臺式控制臺，見圖6-5（b） 3. 坐立兩用控制臺，見圖6-6 4. 立姿控制臺

3、，見圖6-6 5. 標準控制臺，見圖6-7，尺寸參閱表6-1,6.2 辦公臺設(shè)計,6.2.1 電子化辦公臺人體尺度 見圖6-8，圖6-96.2.2 電子化辦公臺可調(diào)設(shè)計 見圖6-106.2.3 電子化辦公臺組合設(shè)計 見圖6-11,6.3.1 坐姿生理學(xué) 1. 脊柱結(jié)構(gòu)，見圖6-12 2. 腰曲弧線，見圖6-13 3. 腰

4、椎后突和前突，見圖6-146.3.2 坐姿生物力學(xué) 1. 肌肉的活動度 2. 體壓分布，見圖6-15 3. 股骨受力分析，見圖6-16 4. 椎間盤受力分析，見圖6-176.3.3 坐姿人體測量尺寸，見圖6-18,6.3 工作座椅設(shè)計的主要依據(jù),6.4.1 一般工作場所座椅 1. 座椅設(shè)計要點 2. 座椅結(jié)構(gòu)形式，見圖6-19 3. 座椅主要參數(shù)，參閱表6-2

5、6.4.2 辦公室工作座椅，見圖6-206.4.3 座椅設(shè)計的新概念 1. 動態(tài)座椅，見圖6-21 2. 前傾式座椅，見圖6-22 3. 膝靠式座椅，見圖6-236.4.4 其它工作座椅 1. 作業(yè)用凳，見圖6-24 2. 其它支撐物，見圖6-25,6.4 工作座椅設(shè)計,,案例：什么樣的（汽車）座椅可以稱之為舒適 ？1、空間尺寸　　 除了汽車的軸距設(shè)計會影響到

6、乘坐空間外，座椅的設(shè)計是否合理同樣會影響到乘坐者的空間感受。座椅靠背退出點、坐墊退出點、H點(人體軀干與大腿的連接點即胯點， 在人體模板中為髖關(guān)節(jié)。)到座椅區(qū)軸中心在垂直方向距離等離。　　 功能尺寸反應(yīng)了座椅對人機工程的考慮，例如：如果靠背不能對乘坐者的胸部和背部有足夠的支撐，會使乘坐者長時間駕駛時覺得不舒適，產(chǎn)生疲勞的感覺；如座墊的退出點相對較小，腿部壓力不集中在膝蓋之后的主要血管和神經(jīng)分布的腿彎部?！　?同時，考

7、慮座椅舒適性時，還要注意在座椅承力高壓力區(qū)域不應(yīng)有有縫合線及造型線。,,案例：什么樣的（汽車）座椅可以稱之為舒適 ？2、體壓分布　　 a. 選擇座椅時應(yīng)注意，座墊、靠背壓力要分布均勻；　　 b. 座墊、靠背上接觸面積大小(這也是桶型座椅出現(xiàn)的原因)?！　?不良的體壓分布會造成對乘員軀體和肢體的壓迫，阻礙血液流通，長時間乘坐也會感覺不適。3、頭枕、滑軌的設(shè)計　　 頭枕和滑軌的設(shè)計不僅影響到駕駛過程中的操控舒適性

8、，還關(guān)乎車內(nèi)乘坐車的安全性，設(shè)計合理的頭枕和滑軌可以在事故發(fā)生過程中起到良好的吸能作用，從而減少對車內(nèi)人員的沖擊，因此選車的過程中，座椅頭枕和滑軌的舒適性不可忽視。4、整椅硬度　　 座椅過硬會使人覺得不舒適，座椅太軟，會使人過多嵌入座椅，不容易改變乘坐姿勢，產(chǎn)生疲勞。,6.5 累積損傷疾病及其原因,累積損傷疾病及其重要性 累積損傷疾病是指由于不斷重復(fù)使用身體某部位而導(dǎo)致的肌肉骨骼疾病。其癥狀可表現(xiàn)為手指

9、、手腕、前臂、大臂和肩部的腱和神經(jīng)的軟組織損傷，也可表現(xiàn)為關(guān)節(jié)發(fā)炎或肌肉酸痛。產(chǎn)生累積損傷疾病的原因 受力 重復(fù) 姿勢 休息,6.6 與手有關(guān)的累積損傷疾病,6.6.1 手的解剖 見圖6-26，圖6-27，圖6-28。 6.6.1 與手有關(guān)的累積損傷疾病 骨、肌肉、關(guān)節(jié)、肌腱和韌帶構(gòu)成了上肢的機體，它們的互相配合可以完成特定的作業(yè)。其關(guān)系如下圖所示：

10、 通常在作業(yè)時，肌肉、皮膚和骨骼的損傷是很明顯的，同時我們也應(yīng)該注意到腱與神經(jīng)的損傷。 在腱與附近的韌帶和骨頭發(fā)生摩擦處，在關(guān)節(jié)處或相鄰處的腱就很容易受傷。通常的一些癥狀表現(xiàn)為受影響的部位會隱隱作痛。常見的腱損傷一般有兩種：肌腱炎和腱鞘炎。,,當(dāng)神經(jīng)受到來自外部物體（如鋒利的邊緣）或附近骨頭的較大壓力時，就會產(chǎn)生麻木、刺痛或疼痛之感。腕部通道癥侯群（Carp

11、al Tunnel Syndrome）是一種常見的手部神經(jīng)損傷。在腕部的2~3厘米長的堅硬通道稱作腕部通道，通道壁是由彎曲的腕骨（8塊小骨頭）組成的，而上部由堅韌的韌帶包裹著腕骨。正中神經(jīng)（起自臂叢的一條神經(jīng)，下行至臂前面的中部）、血管和肌腱（帶有滑液鞘）都要從此通道穿過。如果通道內(nèi)的腱鞘（手指屈肌腱）腫大，通道內(nèi)的正中神經(jīng)就會受到擠壓；極端的手姿和不斷的重復(fù)運動也會引起腕部 通道病癥。這些癥狀包括手的刺痛、麻木和疼痛，如果這些癥狀進

12、一步加劇，手可能有喪失感覺和握力的危險。（圖6-1、圖6-2）,,圖6-1 腕部通道的圖示,,圖6-2 腕部活動造成的手部損傷,6.7.1 手握式工具設(shè)計原則 1. 一般原則 2. 解剖學(xué)因素 1）避免靜肌負荷，見圖6-29 2）保持手腕處于順直狀態(tài)，見圖6-30，圖6-31，圖6-32 3）避免掌部組織受壓力，見圖6-33

13、 4）避免手指重復(fù)動作，見圖6-34,6.7 手握式工具設(shè)計,3. 把手設(shè)計直徑，通常著力抓握30-40mm，精密抓握8-16mm長度，一般合適度為100-125mm形狀，視用途而定彎角，最佳為10度左右雙把手工具，見圖6-35用手習(xí)慣與性別差異，見圖6-36,第 6 章 結(jié) 束,作業(yè)與思考題,1、工作座椅設(shè)計的主要依據(jù)有哪些？2、簡述工作座椅設(shè)計的要點？3、手握式工具設(shè)計的一般原則是什么？4、簡述產(chǎn)

14、生累積損傷疾病的原因。5、結(jié)合第二章內(nèi)容設(shè)計一把椅子，畫出效果圖與簡單結(jié)構(gòu)工程圖，并給予簡單說明，如用途，特點，創(chuàng)意等） 可參考如下樣例：,,,,,單人單層開口升降課桌椅,單人雙層翻蓋升降課桌椅,圖6-5 坐姿控制臺,返回,低臺式,高臺式,圖6-6坐立兩用控制臺,返回,圖6-7一種標準控制臺的設(shè)計,返回,返回,圖6-8 電子化辦公示意圖,圖6-9 電子化辦公臺主要尺寸,返回,圖6-10 電

15、子化辦公臺調(diào)節(jié)方式,返回,圖6-11辦公臺組合設(shè)計,返回,圖6-12,返回,圖6-13,圖6-14腰椎后突和前突,返回,圖6-15體壓分布曲線,返回,圖6-16 坐面對股骨的影響,返回,圖6-17 不同坐姿對椎間盤受力分析,返回,圖6-18對座椅設(shè)計有用的人體尺寸,返回,圖6-19一般工作座椅結(jié)構(gòu)形式,返回,圖6-20辦公用座椅原型,返

16、回,圖6-21 “動態(tài)”座椅設(shè)計,返回,圖6-22座面前傾的寫字繪圖椅,返回,圖6-23膝靠式座椅,返回,圖6-24 作業(yè)用凳,返回,圖6-25作業(yè)用支撐物,返回,桶型運動座椅因擁有寬大的側(cè)面椅璧，形如桶型結(jié)構(gòu)而得名，桶型座椅常用在賽車和高性能跑車上。桶型座椅的椅背及椅墊這兩個部分通過強化，使人體兩側(cè)的腰部/肩部以及背部能夠有良好的側(cè)向支撐性和包裹性，座椅本身的剛性也經(jīng)過加強，因此能夠?qū)D(zhuǎn)彎

17、時側(cè)向加速度產(chǎn)生的離心力給予有效的抗衡，能夠更準確的感受到輪胎與路面的抓地性，使駕駛?cè)藛T能夠?qū)囕v進行精確的操控,返回,圖6-26人體手部的掌側(cè)觀模型,返回,圖6-27 腕關(guān)節(jié)動作狀態(tài),返回,圖6-28 肱二頭肌與橈骨連接的情形,返回,圖6-29 烙鐵把手的設(shè)計,返回,圖6-30 使用傳統(tǒng)的和改進的兩種鋼絲鉗操作時的X光,返回,圖6-31使用不同的鋼絲鉗后患腱鞘炎病人人數(shù)比較,返回,圖6-32 把手彎曲式工具