人机工程学案例分析

人机工程学
人机工程学
由于片刀是日常居家最常用的厨刀，所以，以片刀设 计为例，进行人机工程的应用研究。
人机工程学
1、功能分析 2、操作分析 3、材料分析 4、使用群体分析
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（一）功能分析
厨刀的主要功能是完成对蔬菜、肉类的切削、分割工作。切、 剁、砍、割、片(削)、顿是厨刀最常用的操作动作。这些动作 可以满足绝大部分切削、分割工作的要求。 通过对市场现有产品及资料的收集，从功能的角度整理出 几种具有代表性的厨刀结构，并对这些结构进行了功能分析。
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2) 刀柄材料 (1)金属刀柄 金属刀柄一般采取刀片与刀柄一体化，结实，但手感不好，且容易滑脱。 (2)塑料刀柄 塑料刀柄脆性较大，易破裂。它还具有易滑脱，易老化，手感不好等缺点 (3)橡胶刀柄 橡胶刀柄手感较好，与手之间的摩擦适中。但存在老化问题，与人的亲和 力也较差。 (4)木制刀柄 木制刀柄手感好，摩擦适中．与人的亲和力强。 (5)电木刀柄wk.baidu.com电木刀柄手感、强度等性能均较好。 (6)组合式 组合式刀柄一般采用金屑加本质或电木结构，刀柄牢固，手感也好。
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详细分析
(1) 刀头
因为半弧形 刀头切削灵 活，适用范 围较广，所 以，可选用 这种形式的 刀头作为片 刀刀头。
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(2) 刀刃
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其中，弧线后部凸起结构使用灵活、省力，受力状态合理。因此， 可选用这种形式的刀刃作为片刀刀刃。
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(3) 刀背
第六节 产品人机设计实例
人机系统设计目标： 人机系统设计目标：
设计标准： 设计标准：
ISO6385-1981(E)(旧)，ISO 13407(将人的因素的研究融入到产品开发 的全过程中 )
基本指导方针： 基本指导方针：
提供人体的福利、安全和健康的最佳条件，同时也考虑到技术的、经济 的最佳效果。
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(4) 刀具重心分析
(1)重心在刀身前部 在进行砍、剁等施力较大的操作时省力，但在切、割、顿、片时容易产生疲劳 (2)重心在刀身后部 与前者相反，在切、割、顿、片时很灵活，但在砍、剁的操作中施力困难 (3)重心在刀身中部 是前面两者的综合，适应面较广。
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（三）材料分析
1) 刀片材料 由于不锈钢具有在腐蚀性介质中高度稳定、高硬度、高耐磨性、易清洁 和美观等特点，绝大多数厨刀均选用不锈钢作为刀身材料。3Crl3，7Crl7M， Mo717-1、Mo717-2、Mo717-3等型号的不锈钢都是很好的刀身材料。在添 加了Mo元素后，不锈钢可以具有更好的韧性和耐磨性。
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（四）使用者群体分析
厨刀的使用者主要是成年人，使用者群体可定位在20～50岁的 年龄段，应同时适合男性和女性使用
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2 尺寸计测
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3 新方案设计
(一) 刀柄形状
刀柄外形与人手持握的弧线相吻合。椭圆形截面使人持握时有稳 定感，舒适、易于施力、不旋转。鱼腹形(中间突起)刀柄，可以防止轴 向滑脱。在刀柄上方增加了竖捏拇指按结构(凹坑)，在两侧均添加了横 握拇指按压结构(凹坑)，见图，它可以同时满足惯用右手和惯用左手操 作者的操作需要。此外，还增加了食指保护结构(护板)，见图。这些结 构可使拇指、食指免受较大的局部压应力，避免了拇指直接按在金属 刀身上所产生的不适感；增加了持握的稳定性和操作的舒适性。
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横握方式
拇指、食指受到较大的局部压应力
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拇指直接按在金属刀身上
(2)片刀基本操作分析：切、剁、砍、割、片(削)、镦
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（3)刀柄、刀刃的倾角
资料：工具的把手与 工作部分成10°左右 角时，效果较好。通 过计测，本设计取该 角度为12·。
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刀刃圆弧也应有一与握柄相对应的倾角12° 运刀动作流畅，刀刃的前部和后部应采用圆弧形过渡
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(二) 刀柄、刀刃角度
本设计采用弯折式刀柄，以保证操作者持握刀具时手腕处于顺直 状态。通过计测得到的弯折角为12°。 为避免切削时产生旋转力矩，刀刃所受阻力最好与刀柄施加的切 削力共线。因此，取刀刃切削部分与刀柄平行。
( ) (三) 刀身形状
①刀刃呈弧形设计，前部弧形大约与菜板成12°角。这样既保证了刀刃 切削时的阻力与用力共线，同时，也缓解了直线形刀刃对手臂运刀的 角度的限制。前端倾角便于往复切削，后端弧形便于退刀操作。 ②刀头最前端的刀尖便于进行戳、挑、刺等操作。 ③刀背略凹，与刀身整体形状相呼应，并利于另一只手辅助施力。刀身 两侧开有防粘连凹槽，能有效地防止被切割物粘在刀身上阻碍视线， 节省了切莱时去除粘贴物的时间，提高了工作效率。
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(四) 材料
刀柄采用本质或电木材料；刀体选择马氏体不锈钢3Crl3。
(五) 质量(重量)
质量(重量)取0．5kg。 新片刀设计效果图，尺寸图如后。
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2．优秀设计-1 优秀设计形成商品、建筑、环境特别优秀的要点） （形成商品、建筑、环境特别优秀的要点） ○设计 ・优秀的设计概念 ・优秀的设计过程和设计管理 ・具备崭新的造型表现 ・高水平的设计综合完成度 ○生活 ・解决了用户面临的问题 进行[共用性设计] ・进行[共用性设计]的实践 ・倡导新的行为方式和时尚 ・易懂地表达商品的多机能和高机能 考虑到开始使用之后商品的维持、改良、 ・考虑到开始使用之后商品的维持、改良、发展
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案例 厨刀设计
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问题的提出： 问题的提出：
因厨刀设计不良而引发的切断手指等意外伤害事故，以及 腱鞘炎、腕道综合症等重复性积累损伤时有发生，厨刀设计未 达到最优的形态。
本设计的目的：
1 是研究握柄形状 2 研究握柄角度 3 研究刃口角度 4 解决食指因局部受力而引发的疼痛 5 解决粘刀问题
一般来说，应尽量少采用这类附加功能，因为在利用刀背操作时， 另一侧的刀刃很容易引起误伤。
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(4) 刀柄
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与矩形、圆形刀柄相比，椭圆形刀柄持握稳定，也较舒适，因此， 可选用这种形式的刀柄作为片刀刀柄
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（二）操作分析
(1) 常见持握方式：竖握方式(两种)和横握方式(一种)
竖握方式
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厨刀人机设计流程图
现状分析
现有资料收集
现有厨刀收集、分析
功能分析
操作分析
材料分析
使用者群体分析
刀头分析
刀刃分析
刀背分析
刀柄分析
尺寸计测
选择计测项目
选择计测对象
新设计方案
刀柄形状
刀柄、刀刃角度
刀身情况
结 束
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1 现状分析
现有资料收集、厨刀收集 常见厨刀分类及用途 （根据所收集的资料整理如下图所示）
什么是当代优秀产品设计？ 什么是当代优秀产品设计？（ G-Mark ）
1．好设计 （评价优秀设计商品、建筑、环境所要求的基本要素） 评价优秀设计商品、建筑、环境所要求的基本要素）
○具有美感 ○具有独创性 ○使用方便、具有亲切感 使用方便、 ○考虑到了使用环境 ○价格与价值相符
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○诚实 ○良好的机能性能 ○考虑到了安全性 ○满足了生活者的需求 ○具有魅力感
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2．优秀设计？-2 优秀设计？ 形成商品、建筑、环境特别优秀的要点） （形成商品、建筑、环境特别优秀的要点） 有效地运用新技术、 ○産業 ・有效地运用新技术、新材料 ・提出系统性的解决方案 ・运用高水平的技能 ・提出新的制作方法 ・提出新的销售方式和提供方法 ・引导发展区域性产业 ○社会 ・提出新型的人与人交流方式 ・是能够长期使用的设计 进行[环保性设计] ・进行[环保性设计]的实践 ・提出与环境协调的提案