手工具 锤子的人机工程学改造
铁锤的人机工程学分析及改进
这是一把普通的拔钉锤（全称为 铜管柄羊角拔钉锤），拔钉锤是 一种很常见的五金产品,该钉锤的 头部采用中碳钢低碳钢，手柄分 为两部分，中间部位的连接杆是 空心铜管制成的，手握区采用了 合成橡胶。它除了用于矫正或制 作一些小型的零件，最主要的用 途就是能够用来拔钉子。
手握部分连接杆Fra bibliotek头部关于拔钉锤的改进，主要的设计要点如下：
• （1）如何使拔钉锤在钉钉子和起钉子都省力；（锤子的手柄长度）
• （2）如何使拔钉锤的手柄握起来舒服（根据人机数据分析，改良手 柄的造型）；
• （3）拔钉锤头部的羊角的倾斜度（怎么减少手操作的运动幅度）
• （4）当锤子的重量一定时，拔钉锤的手柄长度为多少才最省力； （手柄长度，即力臂的大小）
拔钉锤三视图
如何使钉锤用起来省力
使用羊钉锤拔钉子时最小动力F的示意图
右图为拔钉锤拔钉子示意图，F1为动力，DA为动 力臂；F2为阻力，DE为阻力臂。
根据杠杆力学原理公式：F1×DA=F2×DE，F2 是钉子被拔起时产生的阻力，这个是不变量，我 们可以根据这个公式来对钉锤进行改良，改良的 方案有两种，方案如下：
设计要点三
方案二：减小锤子头部羊角的倾角（减小羊角的曲率）
设计要点三
• 注意要点：倾角不能太大，太 大，拔钉子时会使手运动的幅 度较大，当让也不能太小，太 小，阻力臂会增大，就不能达 到省力的目的。 •
改进后的变化：改进后一举两得， 既能省力又使手部运动幅度变小， 并且根据分析，图中的倾角为 45°时，既能省力又不会使手臂 运动幅度过大。
手柄长度即力臂的大小拔钉锤三视图羊角锤国家标准一览表结合手部尺寸来分析锤子改进设计据分析锤子的手柄尺寸要根据第95百分位男性和第五百分位女性的手部尺寸来设计拔钉锤主要测量数据与手部人机操作数据对比数据对比锤子尺寸及质量国家标准质量为025kg的羊角锤手柄长200mm手柄宽14mm锤子头部高度90mm锤子羊角倾斜534050羊角之间的距9mm7mm数据类别如何使钉锤用起来省力右图为拔钉锤拔钉子示意图f1为动力da为动力臂
人机工程学论文(1)
人机工程学——手动工具分析艺术与设计学院工业设计系产品方向091班陈瑾艺摘要：使用工具进行生产，是人类进化的标志，手动式工具是人类四肢的扩展。
人们在工作、生活中一刻也缺少不了工具，使用手动式工具可以完成危险的、困难的工作。
然而使用的工具大部分还没有达到最优的形态，人们在作业或日常生活中长久使用设计不良的手握工具和设备，造成了很多身体不适、就损伤与疾患，降低了生产率，甚至使人致残，增加了人们的心里痛苦与医疗负担。
因此，工具的适当设计、选择、评价和使用是一项重要的人机工程学内容。
本论文结合手握式工具操作的特点, 综合分析了手握式工具的人机因素和人机特性, 论述了手握式工具人机特性分析的必要性。
关键词：手动式工具，人机因素，合理性。
导论：手动式工具是日常生活中经常接触到的产品，然后很多手动式工具的设计都不符合人机工程学原理，在人性化设计上做的远远不够，论文针对手动式工具存在的主要问题进行论述，深入剖析存在的问题，并提出一些改进设计的方案。
正文：一、手动式工具的使用要求手动式工具的设计看上去很小，其实要做到真正意义上的方便，使用，人性化。
有很多地方都要考虑。
从人机工程学角度，从安全性角度，心理学角度等，只有这些因素都运用到手动式工具的设计当中，才能称得上是一个完善的设计。
下面重点从人机工程学角度考虑手动式工具的设计。
1.手动式工具必须满足一下基本要求，才能保证使用效率：（1）必须有效地实现预定的功能。
（2）必须与操作者身体成适当比例，使操作着发挥最大效率。
（3）必须按照操作者的力度和作业能力设计，所以要适当地考虑到性别、训练程度、和身体素质上的差异。
（4）工具要求的作业姿势不能引起过度疲劳。
2.手动式工具设计需考虑的解剖学因素（1）避免静肌负荷。
使用工具时，臂部必须上举或长时间抓握，会使肩、臂以及手部肌肉承受静负荷，导致疲劳，降低作业效率。
在使用是尽可能让手臂处于较自然的水平状态，减少抬臂产生的静肌负荷。
人机工程学手用工具设计案例
人机工程学手用工具设计案例人机工程学是一门研究人与机器之间的互动及其对人的影响的学科。
在设计手用工具时，人机工程学起到了重要的作用。
通过考虑用户的需求、人体工程学和人类认知能力，设计师可以创造出更人性化、高效且易于使用的手工具。
以下是一个手用工具设计案例，展示了人机工程学在手工具设计中的应用。
设计目标：设计一个便携式电动割草机，以提高割草的效率和用户体验。
用户需求分析：1.高效性：用户希望能够快速、轻松地完成割草工作。
2.简洁易懂：用户希望手动割草机的控制方式简单明了，容易上手。
3.舒适性：用户希望使用割草机时能够保持良好的姿势，避免过度疲劳。
4.安全性：用户希望使用割草机时安全可靠，避免意外伤害。
人体工程学设计：1.重量分配：将电池和驱动系统集中在中心位置，使割草机的重量均匀分布，减轻用户的手臂和肩部负担。
2.手柄设计：确保手柄的高度和倾斜角度适应大多数用户，确保用户在割草时保持自然的手腕角度，减轻手臂和手腕的压力。
3.减震设计：在割草机底部设计减震装置，减少机器震动对用户的影响，提高使用舒适度。
4.操作按钮：将割草机操作按钮集中在手柄上，使用户可以方便地控制割草机，避免弯腰或停下来按动机身上的按钮。
用户界面设计：1.显示屏设计：在手柄上加装一个简单、易于阅读的显示屏，显示割草机的状态信息，如剩余电量、速度等。
2.引导按钮：在显示屏旁边设置一个操作引导按钮，用户按下后，显示屏会显示出详细的使用说明，帮助用户更好地操作割草机。
3.指示灯设计：在手柄上加装几个指示灯，用以显示割草机的工作状态，如电池电量不足、刀片需要更换等。
安全性设计：1.刀片保护罩：在割草机刀片周围加装保护罩，可以有效防止用户不小心接触到刀片，降低意外伤害的风险。
2.自动停止功能：设计割草机自动停止功能，当用户松开手柄时，割草机会自动停止工作，避免意外伤害。
3.紧急停止按钮：在手柄上设置一个明显的紧急停止按钮，用户在遇到紧急情况时，可以迅速停止割草机的工作。
人机工程学第七章手握式工具设计设计
对筛选出的设计方案进行细化，包括结构设计、 界面设计、材料选择等。
设计评估和优化
原型制作
根据详细设计方案制作手握式工具的 原型，以便进行实际测试和评估。
用户测试
邀请目标用户对原型进行测试，收集 用户反馈，了解产品的优缺点。
设计优化
根据用户测试结果，对设计方案进行 优化和改进，提高产品的舒适性和易 用性。
工具的把手部分应设计有适当 的凹槽和凸起，以增加握持时 的摩擦力和稳定性。
工具的重量和平衡
工具的重量应适合使用时的力量要求，不宜过重或过轻。 工具的平衡性要好，重心应靠近手部握持位置，以减少使用时的摇晃和不稳定感。
对于需要长时间使用的工具，应考虑采用轻量化材料或设计，以减轻手部负担。
工具的材料和表面处理
02 手握式工具设计的人机工 程学原理
人体手部结构和功能
手掌与手指
手掌是手的主要部分，包括掌心 和掌背，手指则分为拇指、食指、
中指、无名指和小指，各自具有 不同的功能。
关节与运动
手部关节包括掌指关节、指间关节 和拇指腕掌关节，这些关节使得手 部能够完成各种复杂的动作。
肌肉与力量
手部的肌肉主要分布在手掌和手指 上，负责产生握力和手指的精细运 动。
持稳定性。
动态握力
02
在操作过程中，手部能够产生的握力变化，用于评估工具的易
用性和操作效率。
疲劳与恢复
03
长时间使用工具会导致手部疲劳，需要考虑合适的休息时间和
恢复措施。
03 手握式工具设计的关键因 素
工具的形状和尺寸
形状要符合手部握持的自然姿 态，以减少手部疲劳和不适感。
尺寸要适合不同大小的手掌， 以确保握持的稳定性和舒适性。
人体工程学对于手持设备设计的影响及改进方案
人体工程学对于手持设备设计的影响及改进方案随着科技的发展，手持设备如手机、平板电脑、游戏控制器等在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
然而，不合理的手持设备设计可能会给用户的身体健康带来负面影响。
因此，人体工程学在手持设备设计中起到了至关重要的作用。
本文将探讨人体工程学对手持设备设计的影响，并提出一些改进方案。
一、人体工程学对手持设备设计的影响（1）尺寸和重量：一个合理的手持设备应该符合人手的尺寸和重量。
过大或过小的设备会让用户感到不舒适，增加使用的难度。
人体工程学的研究结果可以帮助设计师确定最佳的尺寸和重量范围，以提高用户的使用体验。
（2）握持方式：人们握持手持设备的方式有很多种，如单手握持、双手握持、手指握持等。
人体工程学的研究可以帮助设计师确定最佳的握持方式，以确保设备在握持时的稳定性和舒适性。
（3）控制按钮和屏幕操作：手持设备上的各种控制按钮和屏幕操作方式应该易于访问和使用。
例如，按钮的位置和大小应该考虑到用户的手指大小和灵活性。
屏幕上的按钮和操作区域应该充分利用可用的空间，并遵循人体工程学的原则，使用户的操作更加方便和高效。
（4）视觉和听觉反馈：人体工程学的研究还可以帮助设计师确定合适的视觉和听觉反馈方式，以提供更好的用户体验。
例如，通过增加震动、声音或光线等反馈，可以让用户更直观地知道他们的操作是否成功，从而减少误操作的风险。
二、改进方案（1）人机交互界面的优化：手持设备的界面设计应注重用户体验，并遵循人体工程学原理。
界面的布局应合理，按钮的大小和间距应适中，以确保用户能够准确地点击目标区域。
同时，可以考虑使用更直观的操作方式，如手势识别和语音控制，以减少用户的手部负担。
（2）重量的控制：设计师应该尽量减少手持设备的重量，以避免用户长时间使用时的疲劳。
可以使用更轻量化的材料，或者在内部结构设计中采用合理的重心分布来减轻设备的整体重量。
（3）声音和光线的适应性：手持设备可以根据环境的变化自动调整声音和光线的输出。
3人机工程学作业
人机工程学课程项目记录表设计原则（1）人性化（2）实用性（3）多元化设计要求（1）我们如何使羊角锤用起来更省力加长手柄长度，让锤子达到平衡，可以省力.（2）锤子的手柄尺寸要根据第95百分位男性和第五百分位女性的手部尺寸来设计。
强力握把精确握把设计环境实验室使用要求1、直径：手柄的最小尺寸和形状取决于作业的性质。
需要用力的手工具，强力握把的直径范围应当为40-45mm，精确手柄则应当为8-15mm。
有的工具需要使用两种握把。
螺丝刀通常需要的一个精确握把将螺丝退出，另一个强力握把将螺丝旋紧。
这时理想的手柄直径介于25-40mm。
2、长度：手柄的长度至少要100mm。
这样手机末端就不会止于手掌之中，理想的手柄应该是130mm。
这样即使是很大的手掌也不会有压迫的风险。
如果工具很小，用于较轻的工作，那么手柄末端止于手掌也是可以接受的。
3、指头隆起：工具一般最好不要有指头隆起。
如果手特别大或者特别小，可能会觉得所握把非常不舒适，因为手掌分散得太宽了，或者握把的隆起在手指之间，觉得非常不舒服。
手指隆起让手指长时间保持在同一个位置，并且也不适合所的有工作。
4、形状：有的时候像钳子一样的手工具有“弯曲”的手柄，以确保手和手腕处于平直（自然）的姿势。
但是只有当工具处于其预定的设计目的时才有用。
取决于工具使用的作业情况。
5、材料：手柄的材料应该是热和电的不良导体，并且不要是多孔的，这样它就会吸收油和其它液体。
材料应该足够结实不至于脆裂并伤到手。
6、保护：握把前面的应当有保护它可以防止手滑动。
7、纹理：握把的纹理应该反应了所涉及到的抓握的类型，并给予手良好的反馈感觉，即是要根据使用工具的抓握类型来体验它手柄纹理的合理性原产品尺寸情况国标尺寸要求组员讨论情况：2013年10月31日：第二次课堂我们重点分析了现有羊角锤优劣，组员提出改良意见。
张岩：你们觉得这个羊角锤改良需要注意些什么？邓思敏：一定要实现功能作用，拔钉子时候一定要省力。
人机工程学课件_06-2_手持工具设计
手持工具的设计z手持工具设计的重要意义z手持工具设计的人机工程学原则z设计注意事项z案例分析－OXO GoodGrips削皮器手持工具设计的重要意义z提高使用效率z减少意外事故z减少职业病设计不当引起的职业病：——腱鞘炎——狭窄性腱鞘炎（扳机指）手持工具设计的人机工程学原则1.有效地实现预期的功能2.与操作者身体及手成适当的比例3.按照操作者的力度和作业能力设计4.尽量符合手的运动速度与习惯1.有效地实现预期的功能截面图1.有效地实现预期的功能2.与操作者身体及手成适当的比例3.按照操作者的力度和作业能力设计立姿直臂的拉力与推力3.按照操作者的力度和作业能力设计坐姿时手臂的力度3.按照操作者的力度和作业能力设计3.按照操作者的力度和作业能力设计3.按照操作者的力度和作业能力设计坐姿时人的作业区域3.按照操作者的力度和作业能力设计手动作的最佳方向4.尽量符合手的运动速度与习惯z水平方向的运动z垂直方向的运动z水平方向垂直方向z一般情况右手与左手的运动z手朝向身体运动手离开身体的动作z顺（逆）时针方向的操作动作z单手操作和双手操作人体手部解剖图设计注意事项z保持手腕处于顺直状态z避免掌部组织受压力z避免手指重复动作腕关节动作状态保持手腕处于顺直状态保持手腕处于顺直状态保持手腕处于顺直状态人数比较使用不同尖嘴钳前后患腱鞘炎病人保持手腕处于顺直状态避免掌部组织受压力手柄形式和着力方式比较避免掌部组织受压力避免手指重复动作拇指操作指压板操作案例分析：OXO GoodGrips削皮器案例分析：OXO GoodGrips削皮器普通削皮器OXO GoodGrips案例分析：OXO GoodGrips削皮器案例分析－Gyrus Diego 动力解剖刀案例分析－Gyrus Diego 动力解剖刀案例分析－Gyrus Diego 动力解剖刀案例分析－Gyrus Diego 动力解剖刀案例分析－Gyrus Diego 动力解剖刀案例总结以人为中心遵守人机工程学原则避免问题成功的手持工具有效地实现预期的功能与操作者身体及手成适当的比例按照操作者的力度和作业能力设计尽量符合手的运动速度与习惯保持手腕处于顺直状态避免掌部组织受压力避免手指重复动作++＝舒适好用快捷高效安全健康。
人机工程学在手工具设计中的应用
人机工程学在手工具设计中的应用作者：于鑫鑫杨晓林来源：《速读·中旬》2015年第11期摘要：手工具的发展历史可追溯到原始人的时代，古代有句名言叫做“工欲善其事，必先利其器”，意思就是说工匠要想把工作做好，一定要先让工具锋利。
但手工具的进步总体来说落后于人类文明的进程，一些老式工具使用不便、工效不高，长期使用容易导致疾患。
所以人机学的方法，综合工程技术、解剖学、生理学、心理学、人体力学等多学科的知识，研究和改进手工具是我们人类文明进步的一大课题。
关键词：人机工程学；手工具；使用方式一、人机工程学概念（一）概念关于人机工程学的概念众多纷纭，谈到人机工程学总会提及国际人机工程学学会（IEA，Internatiional Ergonomic Association）在20世纪60年代对人机工程学下了定义：人机工程学研究人在工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素；研究人、机器及环境的相互作用；是研究工作、生活与闲暇时人的健康、安全、舒适和工作效率的学科。
这个定义的三句话，分别阐明了人机学的研究对象、研究内容和研究目的。
第一句话指出人机学的研究对象，是工作环境中的解剖学、生理学、心理学等方面的因素。
单就工业设计的三类设计而言，产品是给人用的、视觉传达是供人看的、环境是为人在其间生活、工作的，当然三类设计都涉及到人的解剖学、生理学、心理学等因素，它们便是人机学的研究对象。
第二句话指出人机学的研究内容，是人-机-环境的最佳匹配、人-机-环境系统的优化。
第三句话指出人机学的研究目的：就是设计一切器物都要考虑人们生活、工作的安全、舒适、高效。
但不论怎样讲，人机工程学的目的就是要达致系统功效优化、人们生活工作安全、舒适、高效的目的。
但凡万物总有限定条件，人机工程的目标虽理想，但也不可脱离实际，其是在限定条件下来提高“安全、舒适、高效”的程度。
例如，把我国火车所有硬座都改为卧铺，安全、舒适方面就会大为改善，但现在并没有这样做，为什么呢？这是因为还有其他条件的约束。
电动工具设计与人机工程学分析
电动工具设计与人机工程学分析随着科技的不断进步，电动工具在现代生活中扮演着重要的角色。
从各种家用电动工具如电动吸尘器、电动剃须刀，到工业用电动工具如电钻、电锯等，它们的设计与人机工程学息息相关。
在这篇文章中，我们将探讨电动工具设计与人机工程学之间的关系以及如何通过人机工程学分析优化电动工具设计。
人机工程学是一门研究人类与工具、设备等技术系统之间的交互关系的学科。
它的目标是通过了解人类的生理、心理特征以及行为习惯，设计和优化工具、设备等技术系统，使其更加适应人类的需求。
在电动工具设计中，人机工程学具有重要的意义。
首先，一个好的电动工具设计应该考虑到用户的人体工程学，以保证用户在使用过程中的舒适性和安全性。
例如，电动工具的握柄设计决定了用户在使用过程中的手部姿势与力度。
一个符合人体工程学原理的握柄设计会减少手部疲劳和受伤的风险。
此外，符合人体工程学的电动工具还应该考虑到使用者的身高、体型等因素，以便调整工具的尺寸，使其便于使用。
其次，电动工具的使用过程中的操作方式和界面设计也是人机工程学考虑的重点。
一个直观、易于操作的界面设计可以减少用户的学习成本和操作失误的可能性。
操作按钮的大小、位置和标识的清晰度等都需要注意。
此外，还可以考虑使用触摸屏、语音控制等新技术，提升用户的交互体验。
此外，电动工具的噪音和振动也是需要考虑的因素。
根据人机工程学原理，长时间暴露在高噪音和大振动环境下会对人体健康产生负面影响。
因此，电动工具的设计应该尽可能降低噪音和振动水平，为用户创造一个安静、舒适的使用环境。
还有一些电动工具的专用特性需要结合人机工程学来设计。
例如，电动剃须刀的刀头旋转角度和刃口设计，电动锯的锯片尺寸和锯齿形状等。
这些特性的设计直接影响到工具的性能和用户的体验。
在实际的电动工具设计过程中，人机工程学的分析和优化可以通过不同的方法实现。
其中包括用户调查、模拟仿真、实验室测试等。
这些方法可以帮助设计师了解用户的需求、评估不同设计方案的效果，从而指导工具的优化设计。
手工具 锤子的人机工程学改造
据分析，锤子的手柄尺寸要根据第90百分位男性和第10百分位 女性的手部尺寸来设计
羊角锤国家标准一览表
解决问题一
humen engineering
根据人机工程 学分析，让手 柄的形体最符 合手握住时的 动态姿势。手 柄不宜过长， 根据前面手部 尺寸的平均手 掌宽62mm,再 加上大拇指按 压工具的部分， 大约20mm左 右，所以我把 手柄的手握部 分的长度定为 88mm
如何使锤柄握起来舒适？工作时省力？（根据人机数据， 改变锤柄抓握处造型以及锤柄形状）
如何有效防止砸钉子时发生意外？如：砸到手指（增设防 护设施）在钉钉子如何防止钉子被砸歪或者钉子脱手？ （考虑固定钉子的方式）
工作时经常需要他人帮忙递钉子？是否可以改善这种情况
数据
humen engineering
humen engineering
在这个部分可以存 放一定量的钉子， 减少不断取钉子的 次数，大大提高工 作效率
综上所述 ，我的改良草图如下
humen engineering
作业展示
humen engineering
结束
humen engineering
谢谢
解决问题二
humen engineering
45 °
90 °
橡胶保护鞘 可以作为固定钉 子的辅助工具， 俩种使用方式， 如左图所示；另 外可以有效防止 钉子掉落。 橡胶保护鞘， 钉钉子时直接取 下使用，可以减 少砸到手指这类 意外发生。
侧视图
正视图
humen engineering
解决问题三
锤子头部的金属 帽，可以拧下来
班级工设132学号2013316213指导老师手工具铁锤手握部分手握部分头部头部连接杆连接杆这是一把普通的拔钉锤全称为铜管柄羊角拔钉锤拔钉锤是一种很常见的五金产品该钉锤的头部采用中碳钢低碳钢手柄分为两部分中间部位的连接杆是空心铜管制成的手握区采用了合成橡胶
人机工程手握工具改造方案
人机工程手握工具改造方案一、手握工具改造的必要性1. 提高工作效率：通过对手握工具进行改造，可以让工人更加轻松、自然地操作工具，从而提高工作的效率。
2. 减小工人劳动强度：符合人体工程学原理的手握工具可以降低工人的劳动强度，减少工人的疲劳程度，从而避免因为过度劳累导致的职业病。
3. 减少工业事故概率：不符合人体工程学原理的手握工具容易造成操作不当导致的工业事故，通过改造提高工具的安全性，可以减少工业事故的概率。
二、手握工具改造的具体方案1. 人体工程学设计：首先需要对现有的手握工具进行人体工程学的分析，掌握人体工程学原理，包括人体的生理机能，人体结构和人体活动特点等，以此为基础设计符合人体工程学原理的手握工具。
2. 轻量化设计：手握工具的设计应该尽可能轻量化，从而降低工人的举重负担，减小手臂肌肉的疲劳程度，让工人更加轻松地操作工具。
3. 增加防滑设计：手握工具的外表面应该增加防滑设计，可以利用特殊的材料或者纹理进行处理，从而提高工具的抓握性，防止工具在操作过程中滑动或者脱落，减少操作事故的概率。
4. 调整手柄形状：不同的工具需要不同的形状的手柄，需要根据具体的工具功能来设计符合人体工程学原理的手柄形状，可以通过人体工程学的测量数据来确定最适合的手柄形状。
5. 人性化设计：在设计手握工具的时候，需要考虑到工人的人性化需求，例如在手柄上设计方便的开关按钮、增加舒适的把握区域等，让工人在使用工具的时候更加舒适、方便。
6. 安全防护设计：在手握工具上可以增加一些安全防护设计，例如在工具上增加安全锁等，防止工具在操作过程中出现危险情况。
7. 人机交互设计：在手握工具上可以增加一些人机交互设计，例如增加电子显示屏，可以及时显示工作状态和操作指南等信息，增加工具的智能化程度。
三、手握工具改造的可行性分析手握工具改造的目的是为了让工人更加轻松、高效地操作工具，从而提高工作效率，降低工人的劳动强度和减少工业事故的概率。
人机工程学改良方案
人机工程学改良方案一、人机交互界面设计人机交互界面设计是人机工程学的核心内容之一，它直接影响着人们与机器之间的沟通和交流。
当前，随着人工智能、虚拟现实等新技术的发展，人机交互界面设计也面临着新的挑战和机遇。
在这方面，我们可以通过以下几个方面来改良人机交互界面设计：1. 多模态交互设计。
多模态交互设计是指通过多种感知通道（如视觉、听觉、触觉等）来进行交互，以提高用户的交互体验和效率。
在人机交互界面设计中，我们可以借鉴多模态交互设计的理念，设计更加丰富、直观的交互方式，以满足不同用户的需求。
2. 智能化交互界面设计。
随着人工智能技术的不断发展，智能化交互界面设计也成为了人机工程学的一个重要方向。
我们可以通过人工智能技术，设计出能够主动适应用户需求的交互界面，从而提高用户的交互体验和效率。
3. 虚拟现实交互界面设计。
随着虚拟现实技术的发展，虚拟现实交互界面设计也成为了人机工程学的一个热门领域。
我们可以通过虚拟现实技术，设计出更加真实、直观的交互界面，以提高用户的沟通和交流效率。
二、人机交互系统安全性人机交互系统安全性是人机工程学的另一个重要方面，它直接关系到用户的生命安全和财产安全。
当前，随着网络安全、数据安全等新问题的出现，人机交互系统安全性也面临着新的挑战和机遇。
在这方面，我们可以通过以下几个方面来改良人机交互系统的安全性：1. 多层次安全防护。
在人机交互系统设计中，我们可以采用多层次的安全防护措施，从软件、硬件、网络等多个方面来保障系统的安全性，以防止各种安全威胁的产生。
2. 用户行为分析。
通过用户行为分析技术，我们可以对用户的行为进行监控和分析，及时发现并预防潜在的安全威胁，从而保障系统的安全性。
3. 智能化安全监控。
通过人工智能技术，我们可以设计智能化的安全监控系统，能够主动识别和应对各种安全威胁，从而提高系统的安全性，并保障用户的生命安全和财产安全。
三、人机交互系统的可用性人机交互系统的可用性是指系统对用户的易用性和友好性，它直接关系到用户的使用体验和效率。
这就是人机工程学过程中著名的“铁锹作业实验”。 案例分析】
图中的小工具，哪 个使用起来更舒适？ 为什么？
❖想一想，生活中还有哪些类似的例子?
4.安全
不出现人体的生理危害或伤害 ， 并避免各种事故的发生。
汽车安全带
汽车安全气囊
总结
一、人机关系的含义 当我们使用物品时，物品就与人产生了一种 相互的关系，这种相互的关系称为人机关系。 二、人机关系要实现那些目标？ （1）高效 （2）健康 （3）舒适 （4）安全
二、人机关系要实现的目标
1.高效
在设计中 , 应该把人和机作为一个 整体来考虑 , 合理或最优地分配人和机 的功能 , 促进二者的协调,提高人的工作 效率。
也可通过改变 环境因素来提高工作 效率,环境因素包括温度、湿度、噪声、 照明、振动、污染和失重等。
【案例分析】
铁锹的作业效率
被称为“科学管理之父”的美国人于1898年在伯利恒 钢铁公司，对铁锹的使用进行了一番研究。他用形状相同 而铲量分别为5kg、10kg、17kg、和30kg四种铁锹去铲同 一堆煤， 发现铲煤量为10kg的铁锹作业效率最高。他做 了许多实验，终于找出了铁锹的最佳设计和搬运煤屑、铁 屑、砂子和铁矿石等松散粒状材料时每一铲的最适当的重 量。这就是人机工程学过程中著名的“铁锹作业实验”。
例如：人乘电梯到某一层楼时存在很多 方面的人机关系：人与电梯门、门的自 动控制、控制开关、运行速度、电梯厢 体内的照明、排气、通信、消防、厢体 高度、宽度、限载人数等的人机关系。
讨论：你们在选择椅子的时候考虑到 了哪些人机关系？
1.手臂与椅子的扶手 2.背与椅子的靠背 3.臀与椅子坐垫 4.腿与椅子高度 5. 脚部与椅子脚
人机工程学
人机工程学是研究“人-机-环境”系统中人、机、 环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的效能、 健康等问题提供理论与方法的科学。人机关系是人机 工程学研究中的一部分。
国内人机工程学教材-手持工具设计
国内人机工程学教材-手持工具设计1(总5页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除人机工程学Man-Machine Engineering（4）产品设计物理学固态物体的三种重要物理特性为质量[m]、重心[CG]、惯性力矩[l]。
1.质量：2.重心：3.惯性力距：是决定产品感觉的重要因素。
手部转动与挥动时。
手动操作产品的设计一.把手设计：即产品与手的界面。
A.直径：着力抓握30——40mm，精密抓握8——16mm。
掌握时把手直径为[如手电钻]30-50mm。
持握时把手直径为8-16mm。
B.长度：掌宽71——97mm之间=把手长100——125mm。
C.形状：圆形截面较好。
[三角、矩形、丁字形（扭力增大50%，最佳直径25mm，斜丁字形最佳夹角为60度。
）D.弯角：最佳角度为10度。
E.双把手工具：抓握空间（空间宽度为45——80mm）。
两把手平行时为45——50mm。
把手向内弯时，为75——80mm。
最大握力限制在100N。
使用需要抓握动作的把手，手同时握住两把手单元，把手两单元的距离为76-89mm之间。
F.用手习惯：左手10%，右手90%，惯用手力×80%=非惯用手G.材质:与抓握方式有关。
防水、油、汗等滑落问题。
压力在掌心的平均分配，吸收震动撞击。
凹纹橡胶材质为佳，不可太深或太浅。
H.把手四周空间：不戴手套为30-50mm。
I.既要求精确操作，又要求着力抓握的把手：可提供数个可更换的把手，也可由一组只是把手互异相同单元组成。
二.手动操作产品设计基本要求：1.减少过多的受力抓取面积2.减少静止的受力姿势以及设备使用时的捏取部位。
3.减少不便的关节位置，尽可能用中间姿势。
4.减少重覆在手部侧偏位置时做手指用力的动作。
5.减少设备造成手部震动的范围。
三.手握式工具：设计原则：A.避免静态施力。
B.保持手腕处于顺直状态。
人机工程学在手工工具设计中的应用
设计与理论INDUSTRIAL DESIGN 工业设计 / 057人机工程学在手工工具设计中的应用THE ERGONOMICS APPLICATION IN DESIGN OF HANDLE TOOLS云南艺术学院 周树霞它研究人、机及其工作环境之间的相互作用。
1.2人机工程学的特点人机工程学是一门综合性的学科，它不仅应用于工业设计，而且还应用于其他领域，如：企业、人事、工厂、服装、家具、武器等，所以说人机工程学研究和应用内容非常广泛，但根本的研究方向却是通过揭示人――机――环境之间相互关系的规律，以达到确保人――机――环境系统总体性能的最优化在现代工业中[1]。
人机工程的特点是在认真研究人――机――环境三个基本要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和设计的“物”以及与“物”所共处的环境作为一个系统来研究，研究的整体目标是为解决系统中人的安全、舒适、健康和系统的问题。
著名的美国人机工程学及应用心里专家A ·查帕尼斯说：“人机工程是在机械设计中考虑如何使人获得操作简便而又准确的一门学科”[1]。
2人机工程学在手工工具设计中应用的总体分析手工工具是人类进化的标志，是人类四肢的扩展，人类的手部是由骨骼、血管、神经、韧带与肌腱等所构成的复杂结构，所以，手能做复杂地而灵敏地握、捏、抓、夹、提等动作，有及其精细的感觉。
工具使人类增加了人们的动作范围、力度，进而提高工作效率[1]，由于手腕关节结构的关系，手掌只能做两个平面的运动，第一是掌屈和背屈之间的平面，第二个平面是桡偏和尺偏的平面。
我国是手工工具制造大国，生产传统的手工工具已有几千年的历史。
近几年，来随着国内经济的快速增长，手工工具也日趋复杂化和人性化，但是在其设计中仍然还存在着设计缺陷，导致人们在日常的工作中不能舒适和安全地使用工具，并引发了人们在工作时生理和心理上的许多工作疾病。
下面我们就对一些手工工具从人机工程学方面进行分析，如表1。
人机工程学在手工工具设计中的应用
人机工程学在手工工具设计中的应用作者：周树霞来源：《工业设计》2019年第08期摘要：人机工程学是一门边缘性学科，应用范围极为广泛，尤其是在工业设计中的应用。
手工工具是我们日常生活中最常见的、必不可少的生活用品，在手工工具中涉及到很多有关人机工程学的原理，如人体比例尺寸、色彩设计等。
所以本文研究人机工程学在手工工具中的应用，可以更好地服务于人们的日常生活，从而提高人们的工作效率。
关键词：人机工程学;手工工具;把手设计中图分类号：TB472 文献标识码：A文章编码：1672-7053（2019）08-0057-02人机工程学是研究人机系统中各个因素之间的相互作用，以及应用的相关理论、原理、数据和方法来设计以达到优化人类和人类系统效能的一门边缘性的学科。
手工工具是人们日常生活中无处不在的工业产品，而工具的设计、选择、评价、使用本身就是一项重要的人机工程学。
手工工具的设计要体现人机协调关系，遵循以人为本的设计原则，设计出操作方便、使用安全，符合人的生理和心理的手工工具，提高人们的日常工作效率。
1人机工程学解析1.1概念人机工程学研究和应用的范围极广，它涉及到各个学科、各个领域，即是一门边缘性的学科，它具有现代各门新兴边缘学科共有的特点，如：学科命名的多样性，学科定义的不统一性，学科边界的模糊性，学科内容的综合性，学科应用范围广等。
近几年，给人机工程的定义为：“人机工程学是一门多学科的交叉学科，研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调，研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域，研究的目的则是通过各学科知识的应用来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高，它研究人、机及其工作环境之间的相互作用。
1.2人机工程学的特点人机工程学是一门综合性的学科，它不仅应用于工业设计，而且还应用于其他领域，如：企业、人事、工厂、服装、家具、武器等，所以说人机工程学研究和应用内容非常广泛，但根本的研究方向却是通过揭示人——机——环境之间相互关系的规律，以达到确保人——机——环境系统总体性能的最优化在现代工业中。
机械设计制造及其自动化小锤子
机械设计制造及其自动化小锤子机械设计制造及其自动化领域是一个广阔的领域，涉及到各种不同的机械设备和工具的设计与制造。
小锤子作为一种常见的手工工具，在很多工作场合都有着广泛的应用。
如何通过机械设计制造及其自动化技术改进小锤子的设计和生产过程，提高其生产效率和质量，是一个很有意义的课题。
首先，我们可以通过机械设计制造技术来改进小锤子的结构设计。
通过优化小锤子的结构，可以使其更加坚固耐用，提高其使用寿命。
此外，还可以通过材料选择和加工工艺优化，提高小锤子的使用性能和工作效率。
其次，机械自动化技术的应用可以实现小锤子的自动化生产。
通过自动化设备和机器人技术，可以实现小锤子的自动化装配和生产过程，大大提高生产效率，减少人工成本。
此外，自动化生产还可以提高小锤子的生产质量和稳定性，减少生产过程中的差错和损耗。
总的来说，机械设计制造及其自动化技术对于小锤子的设计和生产具有重要的意义。
通过这些技术的应用，可以实现小锤子结构设计的优化和自动化生产，提高小锤子的生产效率和质量，满足市场需求。
另外，机械设计制造及其自动化技术还可以为小锤子的生产过程引入智能化和数字化元素。
例如，通过在生产线上引入智能传感器和监控系统，可以实时监测小锤子的生产过程，及时发现和解决潜在问题，提高生产过程的稳定性和可靠性。
同时，利用数字化技术可以实现生产过程的数字化管理和追溯，有利于对生产过程进行精细化管理和优化。
除此之外，传统的小锤子设计可能无法满足现代工业的需求，需要结合先进的机械设计制造技术，如3D打印、模拟仿真等技术，来进行小锤子的创新设计和优化制造。
这些技术可以帮助设计师更好地理解小锤子的工作原理和受力情况，从而设计出更加精确、高效的小锤子产品。
在实际生产中，机械设计制造及其自动化技术的应用也需要考虑产品的成本和可持续性。
要做到在提高效率的同时，积极应用环保的材料和能源，降低生产过程对环境的影响。
这需要设计制造者不断探索和改进，采用新型材料和资源节约型工艺，以实现小锤子生产的可持续发展。
人机工程学在工装设计改进中的实际应用
人机工程学在工装设计改进中的实际应用人机工程学（Ergonomics）是研究人类与工作环境相互关系的学科，旨在改善工作环境，提高工作效率和工作质量。
工装设计是应用人机工程学原理的重要领域之一，通过优化工作环境和工具，提高工人的工作舒适度和效率。
本文将介绍人机工程学在工装设计改进中的实际应用。
在工装设计中，人机工程学可以帮助设计师确定工装的最佳尺寸和形状。
根据人体工程学的原理，设计师可以了解人体的尺寸、姿势和活动范围，从而确定工装的尺寸和形状。
在设计手持工具时，设计师可以考虑人手的平均尺寸和握持力，以确保工具的舒适度和易用性。
根据人体活动范围的研究，设计师可以优化工装的形状，使其符合人体运动的自然规律，从而减少工人的疲劳和不适。
在工装设计中，人机工程学可以帮助优化工装的布局和安装方式。
合理的工装布局可以最大限度地减少工人的移动和负担，提高工作效率。
在生产线上，通过研究工序和人体活动范围，设计师可以合理布置工装和材料，使工人不需要过多的移动和伸展。
通过合理的工装安装方式，可以减少工人的操作强度和动作幅度，提高工作的舒适度和效率。
人机工程学还可以帮助工装设计在人员培训和管理方面取得更好的效果。
通过合理设计的工装，可以降低工作的复杂性和风险，减少人为错误和事故的发生。
通过培训工人正确使用工装，可以提高工作效率和质量，减少工人的劳动强度和疲劳。
人机工程学还可以通过设计人机界面，提供直观、易用的操作界面，帮助工人理解和掌握工装操作。
在实际应用中，人机工程学需要考虑到特定的工作环境和工人特点。
在生产线上，如果工人需要长时间站立工作，设计师可以考虑在工装上增加减震垫以减轻人体对地面的冲击，同时提供符合人体曲线的支撑面积。
在材料搬运任务中，设计师可以根据人体活动范围的研究，设计合适的握把和手柄，减少工人对手部的压力和损伤。
根据工人的力量和技能水平，设计师可以调整工装的操作力或提供辅助机械力，以提高工作效率和减少劳动强度。
现代劳动工具改造方案
现代劳动工具改造方案随着科技的进步，现代劳动工具在与人类的合作中起到了越来越重要的作用。
然而，现有的劳动工具还存在一些问题，如效率低下、使用不便等。
为了进一步提高劳动效率，改造现代劳动工具是一个重要的方向。
首先，可以考虑在现有劳动工具中加入智能化的元素。
通过将传感器、芯片等技术应用到劳动工具中，可以使得工具能够感知环境的变化，并做出相应的反应。
例如，在搬运货物的机械臂上添加传感器，可以自动感知货物的重量和大小，从而调整搬运的力度和速度，提高工作效率和减少劳动强度。
其次，可以考虑在劳动工具的设计中注重人体工程学。
人体工程学的原理可以帮助我们设计出更符合人体力学特征的劳动工具，使得使用者在长时间工作时更加舒适和轻松。
例如，对于手持式电动工具，可以根据人体手腕的自然曲线设计工具的握把，减少手腕的疲劳和压力；对于站立工作的劳动者，可以设计可调节高度的工作台面，使得工作者可以根据自己的身高和工作姿势选择合适的工作高度，减少腰椎和膝关节的负担。
此外，可以考虑将虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术应用到劳动工具改造中。
通过虚拟现实技术，可以在培训和教学过程中提供更加生动和直观的体验。
例如，在新员工培训过程中，可以使用虚拟现实技术模拟真实的工作场景，让员工能够更加直观地学习和理解工作流程；通过增强现实技术，可以在实际工作中提供更加精确和实时的信息，帮助工作者减少错误和提高工作效率。
另外，可以将互联网和大数据技术应用到劳动工具改造中。
通过互联网技术，可以实现劳动工具之间的互联互通，提高信息的共享和流通效率。
例如，可以将不同工具的使用数据集中管理，实现工具之间的协同工作和数据共享，提高整体工作效率；通过大数据技术，可以收集和分析使用者的工作数据，提供个性化的工作建议和优化方案，提高工作者的工作质量和效率。
总之，现代劳动工具改造方案可以从智能化、人体工程学、虚拟现实与增强现实技术、互联网与大数据技术等多个方面进行探索和创新。
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手握部分
连接杆头部调研成果源自humen engineering
按柄分：有木柄，钢管柄， 包塑柄等； 按锤头分：有美式，英式， 意式。 原理：羊角锤应用杠杆原 理，是省力杠杆
市场上羊角锤柄基本 上是竖直的，在手抓 握的柄端有防滑的纹 路或者是塑胶
人机问题
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身边的人机学设计
作者 郭小峰 班级 工设132
——
手工具铁锤
学号 2013316213
指导老师 马喆
简介
这是一把普通的拔钉锤 （全称为铜管柄羊角拔 钉锤），拔钉锤是一种 很常见的五金产品,该 钉锤的头部采用中碳钢 低碳钢，手柄分为两部 分，中间部位的连接杆 是空心铜管制成的，手 握区采用了合成橡胶。 最主要的用途就是能够 用来砸钉子和拔钉子。
如何使锤柄握起来舒适？工作时省力？（根据人机数据， 改变锤柄抓握处造型以及锤柄形状）
如何有效防止砸钉子时发生意外？如：砸到手指（增设防 护设施）在钉钉子如何防止钉子被砸歪或者钉子脱手？ （考虑固定钉子的方式）
工作时经常需要他人帮忙递钉子？是否可以改善这种情况
数据
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解决问题二
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45 °
90 °
橡胶保护鞘 可以作为固定钉 子的辅助工具， 俩种使用方式， 如左图所示；另 外可以有效防止 钉子掉落。 橡胶保护鞘， 钉钉子时直接取 下使用，可以减 少砸到手指这类 意外发生。
侧视图
正视图
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解决问题三
锤子头部的金属 帽，可以拧下来
据分析，锤子的手柄尺寸要根据第90百分位男性和第10百分位 女性的手部尺寸来设计
羊角锤国家标准一览表
解决问题一
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根据人机工程 学分析，让手 柄的形体最符 合手握住时的 动态姿势。手 柄不宜过长， 根据前面手部 尺寸的平均手 掌宽62mm,再 加上大拇指按 压工具的部分， 大约20mm左 右，所以我把 手柄的手握部 分的长度定为 88mm
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在这个部分可以存 放一定量的钉子， 减少不断取钉子的 次数，大大提高工 作效率
综上所述 ，我的改良草图如下
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作业展示
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结束
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谢谢