基于人机工程学的多功能抓捕器设计
多功能抓捕器教案设计意图
多功能抓捕器教案设计意图教案设计意图:多功能抓捕器教案旨在引导学生通过设计和制作一个多功能抓捕器,培养他们的创造力、问题解决能力和团队合作精神。
通过这个教案,学生将学习到如何应用科学原理和工程技术,设计和制作一个能够捕捉不同物体的多功能抓捕器。
教案目标:1. 培养学生的创造力和创新思维,鼓励他们提出独特的设计理念和解决问题的方法。
2. 通过实践操作,提高学生的动手能力和实验技巧。
3. 培养学生的科学观察和实验分析能力,让他们能够理解科学原理并将其应用于实际情境中。
4. 培养学生的团队合作精神,让他们能够有效地与他人合作、交流和分享想法。
教案步骤:引入:1. 引发学生兴趣,介绍抓捕器的应用场景和重要性,例如在救援行动中的作用。
2. 提出问题:如何设计一个能够捕捉不同物体的多功能抓捕器?探究:3. 学生小组合作,共同制定设计方案和原型图。
4. 学生使用材料和工具,按照设计方案制作抓捕器原型。
5. 学生测试原型的功能和效果,记录观察结果并进行分析。
总结:6. 学生展示他们的设计和制作成果,并分享他们的思考和观察结果。
7. 教师引导学生总结设计和制作过程中遇到的问题和解决方法,让学生从中学习和反思。
8. 教师提供反馈和评价,鼓励学生继续探索和改进他们的设计。
拓展:9. 鼓励学生思考和讨论抓捕器在其他领域的应用,如工业生产、环境保护等。
10. 鼓励学生进一步改进抓捕器的设计,提高其功能和效率。
评估方法:1. 观察学生在小组合作中的表现,包括沟通合作、分工协作等方面。
2. 评估学生的设计方案和原型图,看是否符合多功能抓捕器的要求。
3. 评估学生制作的抓捕器原型的功能和效果。
4. 学生的观察记录和分析报告。
教学资源:1. 多功能抓捕器的实物或图片。
2. 不同材料和工具供学生使用。
3. 学生小组合作的工作区域和展示区域。
通过这个教案设计,学生将有机会在实践中运用科学原理和工程技术,培养他们的创造力和问题解决能力。
多功能抓取机械手臂的设计 毕业设计
北方民族大学学士学位论文论文题目:多功能抓取机械手臂的设计院(部)名称:化学与化学工程学院学生姓名:李易丽专业:过程装备与控制工程学号: 20091216 指导教师姓名:高阳论文提交时间:2013-5-11 论文答辩时间:2013-5-12 学位授予时间:北方民族大学教务处制摘要多功能机械手臂主要用于钥匙、手机、钱包、塑料瓶等物品落入马桶等狭小空间的夹取。
它集抓取物体、照明和图像采集的多重功能,能轻便,经济,高效实现掉落物体的抓取工作,特别适于直管道的掏取工作。
为了实现以上功能,本设计进行相应传动机构设计(螺纹传动),抓取机构设计计算(四杆机构),蓄电照明系统的设计,图像采集系统的设计等任务,完成三维建模及机构运动仿真,绘出多功能机械手臂的装配图,零部件图。
关键词:机械手臂;螺纹传动;四杆机构;蓄电照明;图像采集ABSTRACTMulti-function mechanical hand is mainly used to the clip the keys, cell phone, wallet, plastic bottle and other items falled into narrow space, such as the toilet. It can grab objects, light and get image acquisition and so on. It is economic, efficient to pick up the falling objects, especially for which fall into straight pipe.In order to achieve the above functions, need to design the corresponding transmission mechanism (screw drive), grasping mechanism (four bar linkage) , storage electric lighting system and image acquisition system ,complete the tasks such as the complete 3 d modeling and motion simulation, and draw multi-function mechanical arm assembly drawing, parts drawing.Keywords: Mechanical arm ;Transmission of the whorl;Four-bar mechanism;Storage electric lighting;Image acquisition目录第1章绪论 (2)1.1选题的目的和意义 (2)1.1.1 目的 (2)1.1.2 意义 (2)1.2本课题的任务要求和设计内容 (2)1.2.1任务要求 (2)1.2.2设计内容 (3)1.3 设计方案 (3)1.3.1设计参数 (3)1.3.2设计方案说明 (3)1.3.3结构简图及简单运动分析 (4)第2章机械设计 (6)2.1 夹持器的设计 (6)2.1.1计算自由度 (6)2.1.2机构设计 (6)2.1.3基本位置确定 (6)2.1.4机构的运动分析 (7)2.1.5受力分析 (8)2.1.6结构尺寸的确定 (11)2.1.7强度校核 (15)2.1.8连接用的销钉的选型和强度校核 (16)2.2 直管段的设计 (17)2.2.1选材 (17)2.2.2尺寸的确定 (17)2.3传动机构的设计 (19)2.3.1方案比较 (19)2.3.2传动机构设计 (19)2.3.3 机构的尺寸设计 (20)第4章电路的选型设计 (24)4.1照明系统的选型设计 (24)4.2图像采集系统的选型设计 (24)第5章辅助件的选型设计 (25)5.1爪子橡胶套 (25)5.2 手机固定夹 (25)5.3 牵引绳选择 (26)总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1选题的目的和意义1.1.1 目的在生活中,我们常常会遇到这样的问题:手机、钥匙等掉落于厕所等狭小空间;窗台边掉落的衣服等,这时我们就希望有那么一个工具可以实现小空间、小物体的抓取功能。
基于人机工程学的割草机操控系统设计
基于人机工程学的割草机操控系统设计摘要:本文旨在基于人机工程学原理设计一种高效易用的割草机操控系统。
首先,我们将介绍人机工程学的概念和重要性,随后探讨割草机操控系统的设计原则。
在设计过程中,我们将关注用户体验、人机交互和工作效率等方面,以确保系统的易用性和高效性。
最后,我们给出了一套可行的割草机操控系统设计方案。
1. 引言割草机是广泛应用于园艺和农业的一种重要工具。
然而,传统的割草机操控系统往往存在操作复杂、学习成本高的问题,给用户带来不便和挑战。
因此,基于人机工程学的割草机操控系统设计尤为重要。
人机工程学是研究人类与机器之间关系的学科,通过优化人机交互来提高系统的效率和易用性。
2. 人机工程学的重要性人机工程学的重要性在于提供一种以人为中心的设计理念,使系统更加符合人类的认知、行为和需求。
在割草机操控系统设计中,考虑用户的需求和能力可以提高操控系统的易用性和效率。
通过合理的人机交互设计,用户可以更轻松地控制割草机,并且提高工作效率。
3. 割草机操控系统设计原则(1)用户体验优先:让用户感到舒适和愉悦是操控系统设计的首要原则。
我们将从人体工学和心理学的角度出发,考虑人体结构、操作习惯和者喜好,使操控系统符合用户的期望。
(2)简单直观:设计一个简单直观的用户界面,使用户能够快速上手操作割草机。
界面布局应清晰,操作按钮和功能选项应容易理解和记忆。
(3)信息反馈:割草机操控系统设计应提供及时的反馈信息,以指导用户操作。
例如,设计一个直观的显示屏,可以显示割草机的状态、剩余电量和割草进度等。
(4)安全性考虑:割草机操控系统设计中安全性是至关重要的因素。
例如,系统应具备紧急停车功能,用户在遇到危险情况时能够快速停止割草机的运行。
4. 基于人机工程学的割草机操控系统设计方案(1)人体工学设计:根据人体结构和操作习惯,设计符合人体工学原理的手柄,使用户握柄时手的姿势更加自然舒适。
此外,设定合理的握柄长度和材质,以满足不同人群的需求。
多功能抓捕器教案设计意图
多功能抓捕器教案设计意图教案设计意图:多功能抓捕器教案设计旨在通过引入多功能抓捕器的概念和使用方法,培养学生的观察力、思维能力和创造力。
通过实践操作和团队合作,学生将学会设计和制作自己的多功能抓捕器,并运用其解决问题的能力。
教学目标:1. 知识目标:了解多功能抓捕器的定义、原理和应用领域。
2. 技能目标:掌握设计和制作多功能抓捕器的基本步骤和方法。
3. 情感目标:培养学生的观察力、思维能力和创造力,鼓励他们积极参与实践操作和团队合作。
教学重点:1. 多功能抓捕器的定义、原理和应用领域。
2. 设计和制作多功能抓捕器的基本步骤和方法。
教学难点:1. 学生如何将理论知识应用到实践操作中。
2. 学生如何运用多功能抓捕器解决问题。
教学准备:1. 多功能抓捕器的示例和相关资料。
2. 制作多功能抓捕器所需的材料和工具。
3. 小组合作学习的组织形式。
教学过程:引入:1. 利用图片、视频或实物示例引入多功能抓捕器的概念,激发学生的兴趣和好奇心。
2. 提出问题,引导学生思考多功能抓捕器的作用和应用场景。
探究:1. 分小组进行讨论,让学生分享自己对多功能抓捕器的理解和应用想法。
2. 教师引导学生通过观察和分析多功能抓捕器的结构和原理,探索其工作机制和设计原则。
实践操作:1. 学生分小组合作设计和制作自己的多功能抓捕器。
2. 教师提供必要的指导和帮助,鼓励学生发挥创造力,尝试不同的设计方案。
3. 学生在制作过程中记录实验数据和观察结果,并进行反思和改进。
总结:1. 学生展示和分享自己设计制作的多功能抓捕器,并讨论其优缺点和改进方向。
2. 教师对学生的实践操作和思维能力进行评价和总结,强调多功能抓捕器的应用潜力和重要性。
拓展应用:1. 鼓励学生将多功能抓捕器应用于实际生活中的问题解决,如清理垃圾、救援等。
2. 引导学生思考和讨论多功能抓捕器的未来发展方向和可能的应用领域。
评价方法:1. 观察学生在实践操作中的表现和合作态度。
机器人抓取技术研究与控制策略设计
机器人抓取技术研究与控制策略设计机器人抓取技术是现代机械工程的重要分支,它的研究与应用对于提高生产效率和工作安全性具有重要意义。
机器人抓取技术的研究旨在开发出具有高效率、高精度、高稳定性的抓取装置,并探索适合各种不同应用场景的抓取策略。
本文将从机器人抓取技术的基本原理、研究现状以及控制策略设计三个方面进行讨论。
首先,机器人的抓取技术基于机械学和控制理论,通过传感器和执行器的配合,实现对目标物体的准确抓取。
常见的机器人抓取技术包括机械抓取、气动抓取和电磁抓取等。
机械抓取是最常见的抓取技术,通过选用适合的夹具或者爪子来实现目标物体的抓取。
气动抓取利用气体的力学特性,通过空气压力控制抓取器的打开和关闭,实现对目标物体的抓取。
电磁抓取则利用磁力原理,通过电磁铁与目标物体之间产生的磁吸力来实现抓取。
这些抓取技术各有优劣,研究人员需要根据具体应用场景和要求来选择合适的技术。
其次,机器人抓取技术的研究已取得了一定的进展。
在目标物体识别方面,研究人员提出了各种各样的算法和方法,如视觉传感器识别和深度学习等,以实现机器人对目标物体的自动抓取。
目标物体识别的精度和速度是评价一个抓取系统性能的重要指标,所以研究人员在这方面做了很多工作。
另外,机器人抓取中力的控制也是一个重要的研究方向。
传统的机器人抓取技术往往无法适应复杂环境和变化力度的要求,因此研究人员提出了力控抓取和易变性抓取的方法来解决这个问题。
力控抓取通过强化学习和控制算法来调整抓取力度和姿态,以适应不同的抓取任务。
易变性抓取则通过设计具有柔性和可变形能力的抓取器,以适应不同形状和尺寸的目标物体。
最后,机器人抓取技术的控制策略设计是机器人抓取技术研究的关键。
控制策略设计需要考虑多个方面的因素,如抓取速度、准确度、稳定性和可控性等。
其中,PID控制器是常用的控制策略之一。
PID控制器通过校正误差信号来调整执行器的力度和位置,以实现目标物体的抓取。
此外,也有基于模糊控制和神经网络控制的策略。
人体运动捕捉仪的设计与实现
数据 的 采集 、 整 理 和 发送 ,软 件 具 有 快速 启 动 、 灵 活 配 置 等功 能 。主 要 驱 动程
_ ’ 太 嘲 以
^蚀
序 、 配 置 模 块 、 初 始 化 模 块 、 系 统
警
状态处理任务 、串I通道采集任务、 Z l
绑 在 人 体 上 ,传 感 器 实 时 捕 捉 人 体 骨 骼 的 运 动 数 据 ,数 据 采 集 软 件 ( 行 运 于 嵌入 式操 作 平 台上 )对 1 个 传 感器 1
的 运 动 数 据 进 行 实 时 采 集 ,并 将 采 集 到数 据打 包后通 过以太 网实 时发送 到人
V
数据 发 送 任务 等 任务 和功 能 模块 组 成 。
数据 采集 软 件 工 作 流 程 见 图 4。
系统上 电
一 … ~ 一 ,
C U' P  ̄
一
。
多 串 门扳
:
’
王
……
一 …
传感嚣 ¨
RS2 2 X 2 3
加载应用程序映像
嵌入式 开发 平台
… … …
网接 收 人 体 运 动 数 据 ,通 过 处 理 ,驱
.
动 三 维 人 体 模 型 ,从 而 实 现 人 体 运 动 一
.
H L.
源
板
R— H
2系统工作原理及硬件组成
人体 运 动捕 捉 仪是 一 种 用 于 准 确 测 量人 体 在三 维 空 间运 动状 况 的设 备 。
采集任务配置
图 2 人体 运 动捕 捉仪 硬 件结 构框 图
一
起动状 态处理任务 ;
. . . 一 …
智能机器人抓取控制器设计与验证
智能机器人抓取控制器设计与验证近年来,随着科技的快速发展,智能机器人在各个领域的应用越来越广泛。
智能机器人不仅可以执行简单的任务,还可以进行复杂的操作和高级的决策。
其中,抓取控制是智能机器人实现精确掌握物体的关键之一。
本文将讨论智能机器人抓取控制器设计与验证的相关问题和方法。
一、智能机器人抓取控制器的设计在智能机器人的抓取控制中,设计一个有效的控制器是必要的。
抓取控制器的设计目标是使机器人能够准确、稳定地抓取物体,并保持对物体的良好控制。
为了实现这一目标,抓取控制器需要考虑到以下几个方面。
首先,抓取控制器需要适应不同物体的形状、大小和重量。
不同物体的特性对抓取控制器的设计提出了挑战,因为物体的形状和质量分布会影响机器人的抓取方式和力量的控制。
其次,抓取控制器需要具备感知和反馈能力。
智能机器人需要通过传感器获取物体的信息,如形状、重量、位置等,以便根据这些信息调整抓取力度和姿态,从而实现准确的抓取。
另外,抓取控制器还需要具备学习和优化能力。
通过学习和优化,智能机器人可以改进自己的抓取技术,提高抓取成功率和效率。
基于以上要求和挑战,设计一个有效的抓取控制器需要综合运用机器人学、控制理论和计算机视觉等多个领域的知识。
目前,许多研究人员和工程师已经提出了不同的抓取控制器设计方法,并取得了一定的成果。
二、智能机器人抓取控制器的验证方法设计一个有效的抓取控制器只是第一步,验证其性能和可行性也是非常关键的。
智能机器人的抓取控制器验证一般有两种方法:仿真和实验。
仿真是通过在计算机上建立模型和模拟抓取控制过程来验证其性能。
通过仿真可以方便地调整参数和优化算法,同时也可以降低实验成本和安全风险。
然而,仿真也存在一些局限性,例如无法完全模拟真实环境的复杂性和不确定性。
实验是在实际机器人系统上进行抓取控制器验证的方法。
通过实验可以更真实地评估抓取控制器的性能和可行性。
实验通常需要建立适当的实验环境和实验场景,并进行实时数据采集和分析。
多功能抓捕器教案设计方案
多功能抓捕器教案设计方案教案标题:多功能抓捕器教案设计方案教学目标:1. 了解多功能抓捕器的定义、用途和原理。
2. 学习如何设计和制作一个简单的多功能抓捕器。
3. 培养学生的创造力和问题解决能力。
教学资源:1. 多功能抓捕器的示例和图片。
2. 材料:纸板、橡皮筋、麻绳、塑料夹子等。
3. 工具:剪刀、胶水、尺子等。
教学步骤:引入:1. 向学生展示多功能抓捕器的示例和图片,引发学生对该主题的兴趣。
2. 提问学生是否知道多功能抓捕器的用途和原理,引导学生思考。
探究:3. 分组讨论:将学生分成小组,让他们共同探究多功能抓捕器的原理和设计。
4. 每个小组设计一个简单的多功能抓捕器,并列出所需材料和工具清单。
5. 学生在小组内互相讨论和修改各自的设计方案,确保设计的可行性和创新性。
实践:6. 学生根据自己的设计方案,使用提供的材料和工具制作多功能抓捕器。
7. 学生在制作过程中遇到问题时,鼓励他们寻找解决方法并进行尝试。
8. 学生制作完成后,展示并测试他们的多功能抓捕器的功能和效果。
总结:9. 学生归纳总结多功能抓捕器的原理和设计要点。
10. 学生分享他们的制作经验和感受,讨论多功能抓捕器的应用领域和潜力。
拓展:11. 鼓励学生尝试改进设计,提高多功能抓捕器的效率和功能。
12. 给予学生更多的创造空间,让他们设计和制作其他类型的抓捕器。
评估:13. 观察学生在小组讨论和制作过程中的参与程度和表现。
14. 评估学生对多功能抓捕器原理和设计要点的理解程度。
15. 对学生制作的多功能抓捕器进行评估,包括功能和外观等方面。
教学延伸:1. 鼓励学生进一步探究多功能抓捕器的原理,了解更多相关知识。
2. 引导学生思考和讨论多功能抓捕器在实际生活中的应用场景。
注意事项:1. 确保学生在制作过程中的安全,提醒他们正确使用工具。
2. 鼓励学生合作和分享,培养团队合作精神。
这个教案设计方案旨在通过实践和探究的方式,激发学生的创造力和问题解决能力,同时培养他们对科学原理的理解和应用能力。
多功能抓捕器
多功能抓捕器
多功能抓捕器是一种具有多种功能的先进设备,可以在各种环境中使用,以有效地捕捉目标物体或生物。
它具有以下功能和特点。
首先,多功能抓捕器具有高效的抓捕能力。
它采用了先进的机械结构和强大的电动装置,可以迅速而准确地抓住目标。
无论是抓捕移动的目标还是固定的目标,多功能抓捕器都能够轻松应对。
其次,多功能抓捕器具有多种抓捕方式。
它可以根据不同的需求采用不同的抓捕方式,例如机械臂、陷阱、网罗等。
这些抓捕方式可以根据目标的特点和环境的要求进行灵活调整,以确保抓捕的成功率。
再次,多功能抓捕器具有智能化的控制系统。
它可以通过计算机或遥控器进行控制,实现精确的操作。
控制系统可以根据用户的指令和目标的运动轨迹进行实时调整,以提高抓捕的准确性和效率。
此外,多功能抓捕器还具有可拆卸和可拓展的功能。
它的部件和配件可以根据需求进行拆卸和更换,以适应不同的抓捕任务。
用户还可以根据需要增加模块和设备,以增强多功能抓捕器的功能和适应性。
最后,多功能抓捕器具有广泛的应用领域。
它可以用于野外捕捉动物、海洋捕捉鱼类、救援行动中的物品搜寻等。
它在科研、
教育、军事等领域也有着广泛的应用。
综上所述,多功能抓捕器是一种高效、灵活、智能的设备,具有多种抓捕方式和广泛的应用领域。
它的出现将为人们的工作和生活带来很多便利和创新,有助于提高工作效率和解决实际问题。
基于人机工程学的多功能抓捕器设计
基于人机工程学的多功能抓捕器设计
王浩;李其祥;刘德君;魏玉宏
【期刊名称】《警察技术》
【年(卷),期】2015(0)2
【摘要】为确保武警官兵在近距离制止暴力犯罪过程中的自身安全,在现有警用钢叉的基础上,主要采用抓捕模块、电击模块、催泪模块相结合的方案,设计了一种多功能抓捕器,实验确定其尺寸,并对危险截面进行了受力分析,最后进行了效能评估.该抓捕器可以高效制服近距离犯罪分子,减少一线人员的伤亡.
【总页数】3页(P75-77)
【作者】王浩;李其祥;刘德君;魏玉宏
【作者单位】中国人民武装警察部队工程大学;中国人民武装警察部队工程大学;中国人民武装警察部队工程大学;中国人民武装警察部队工程大学
【正文语种】中文
【相关文献】
1.多功能钻机设计中的人机工程学问题
2.基于人机工程学的家用多功能跑步机优化设计
3.基于人机工程学多功能轮椅的分析设计
4.基于人机工程学的多功能残障人轮椅设计与仿真
5.基于人机工程学的多功能救援探照灯设计
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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。
基于人机工程学的警棍设计与分析论文
基于⼈机⼯程学的警棍设计与分析论⽂基于⼈机⼯程学的警棍设计与分析论⽂ 摘要:本⽂从⼈机⼯程学的⾓度分析了警棍的设计特点,使其外形、功能、结构设计符合⼈的⽣理特性和使⽤习惯,最终达到⼈与器材的最佳结合状态,发挥装备的最⾼使⽤效能。
关键词:⼈机⼯程学;警棍;设计 ⼀、概述 现代越来越多地提到⼈机⼯程的产品,只要是⼈类所使⽤的物品,包括武器装备,都应该在⼈机⼯程上加以考虑,产品的造型与⼈机⼯程⽆疑是结合在⼀起的。
优化产品设计,⽤以建⽴⼈与物之间和谐关系的⽅式,最⼤限度地挖掘⼈的潜能,综合平衡地使⽤⼈的机能,从⽽提⾼作⽤效率。
警棍的设计应在认真研究⼈、警棍,环境三个要素本⾝特性的基础上,充分考虑三个要素相互间的关系,优化警棍总体的性能。
⼈机⼯程学上警棍的结构设计标准为: (⼀)警棍与⼈⼿的尺⼨形状、⽣理特点是否配合; (⼆)警棍在使⽤时是否顺⼿和便于发⼒; (三)警棍是否便于清洁、保养及修理。
⼆、警棍的外形结构设计分析 (⼀)警棍握把的设计分析 ⼿握式操作⼯具,握把当然是最重要的部分。
对于警棍,其操作⽅式是掌⾯与⼿指周向抓握,所以其设计因素应包括握把直径,长度,形状等。
1、直径:警棍的握把设计应避免掌部组织受压⼒,如果握把直径太⼤,长时间的.紧握会在掌部和⼿指处造成很⼤的压⼒,引起局部性的缺⾎,导致⼿的⿇术;直径太⼩则会减⼩握⼒,降低灵活性与操作速度,并使指端弯曲增加,长时间操作会导致指端疲劳。
握把的直径⼤⼩取决于⼯具的⽤途与⼿的尺⼨,着⼒抓握⽐较适合的直径是30~40毫⽶,所以警棍握把直径也应设计为30~40毫⽶。
2、长度:警棍的握把应避免过长或过短,过长不仅浪费材料增加重量,⽽且还使得在操作时的灵活性变低,影响使⽤的效能;过短使得⼿掌不能完全⽤上⼒,影响作战时的发挥。
⽽且在⽤⼒操作时警棍容易脱⼿。
握把长度主要取决于⼿掌宽度,掌宽⼀般在70~98毫⽶之间,因此合适的握把长度为100~125毫⽶。
多用途抓取类机械手设计及分析
多用途抓取类机械手设计及分析一、引言随着工业化的快速发展,机器人技术越来越广泛地应用于各种制造行业中。
机械手是工业机器人中的一种典型类型,主要用来执行各种不同的作业任务,例如装配、搬运、喷涂、焊接等。
这种机器人具有高效、精准、稳定等特点,可以大大提高生产效率和质量。
对于航天、军工、汽车等制造业,机械手也非常重要。
机械手通常由机械结构、控制系统、传感器等组成。
本文主要关注机械手的机械结构部分,介绍多用途抓取类机械手的设计和分析。
二、机械手的多功能抓取设计机械手的核心部分是抓取装置,不同的抓取方式可以实现各种不同的操作。
多用途抓取类机械手设计的目的是实现多种不同抓取操作的灵活切换。
这要求机械手的抓取结构能够适应不同的工件形状和尺寸,并且可靠性和精度都要达到一定的要求。
在设计过程中,需要综合考虑以下因素:1. 抓取力和精度抓取力是指机械手的抓取结构对工件施加的力大小,通常需要确保足够的力量才能保证工件的稳定性和安全性。
精度是指机械手的抓取结构对工件位置的精准控制能力。
在多用途抓取类机械手的设计中,抓取力和精度需要兼顾,保证机械手可以很好地适应各种不同的操作需求。
2. 抓取方式的多样性机械手的抓取方式可以有很多种,例如夹爪式、磁性、吸盘式等。
不同的抓取方式有不同的适用范围和限制条件,需要在设计中考虑。
多用途抓取类机械手需要支持多种不同的抓取方式,以保证机械手的灵活性和多功能性。
3. 结构可靠性和稳定性机械手的抓取结构需要具有良好的可靠性和稳定性,以确保机械手可以长时间稳定地工作。
因此,在设计中需要充分考虑机械结构的材料、加工工艺、强度和刚度等因素。
4. 人机交互性机械手作为工业机器人的一种,通常需要与人类操作员相互协作。
在设计中需要充分考虑机械手的人机交互性,保证机械手的安全性和操作便捷性。
5. 维护性和可维修性机械手不可避免地会出现故障,机械手的设计需要考虑维护性和可维修性,以便于维修和保养。
三、多用途抓取类机械手的分析多用途抓取类机械手的设计需要综合考虑多个因素,下面对机械手的关键部件和工作原理进行简要分析。
人机工程学在警用器材设计时的作用
人机工程学在警用器材设计时的作用王大伟安纯前李绍勤摘要:人机工程学是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
它为警用器材设计开拓了新设计思路,并提供了独特的设计方法和理论依据。
关键词:人机工程学;警用器材;设计1引言人机工程学是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
它的研究和应用为了使机械装置更加适合人体的需要,使其发挥更大效能。
警用器材主要是指武警部队和公安干警在捕歼和执勤过程中使用的防护和辅助器材,包括防护、阻车、观察、探测、警具、攀登等器材。
由于警用器材使用者社会职能的特殊性,以及执行任务的危险性,对警用器材的可靠性和功能提出了更高的要求。
因此,在警用器材的设计过程中运用人机工程学的理论和方法,将起到事半功倍的作用。
2人机工程学发展简述人机工程学的起源可以追述到20世纪初期,第二次世界大战期间,由于战争的需要,许多国家大力发展效能高、威力大的新式武器和器材。
但由于片面注重新式武器和器材的功能研究,而忽视了“人的因素”,因而由于操作失误而导致失败的教训屡见不鲜。
例如,由于战斗机中座舱及仪表位置设计不当,造成飞行员误读仪表和误用操纵器而导致意外事故;由于操作复杂、不灵活和不符合人的生理尺寸而造成战斗命中率低等现象经常发生等。
后来人们研究认识到“人的因素”是设计中不能忽视的一个重要条件,研究的范围也从军事领域开始向非军事领域发展。
60年代,欧美各国进入经济快速发展时期,由于科学技术的进步,使人机工程学获得了更多的发展机会。
随着人机工程学所涉及的研究和应用领域的不断扩大,从事本学科的专家所涉及的专业和学科也就越来越多,主要有解剖学、生理学、心理学、工业卫生学、工业与工程设计、工作研究、建筑与照明工程、管理工程等专业领域。
由于人机工程学的迅速发展及其在各个领域中的作用愈来愈显著,从而引起各学科专家、学者的关注。
1961年正式成立了国际人类工效学学会,该学术组织已召开十三次国际学术会议,交流和探讨不同时期本学科的研究动向和发展趋势,从而有力地推动着本学科不断向纵深发展。
多功能抓捕器[实用新型专利]
专利名称:多功能抓捕器
专利类型:实用新型专利
发明人:梁启明,刘洋,兰海涛,李哲新,刘勇,廖德龙,张玮,曹木亮
申请号:CN201320701055.6
申请日:20131107
公开号:CN203572319U
公开日:
20140430
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开一种多功能抓捕器,包括手柄、两根铰接在手柄前端的月牙形的抓捕手、活动连接在手柄前端的触发器,以及一端与手柄连接、另一端与触发器连接的弹性部件;触发器前后移动带动抓捕手转动;手柄上设有卡扣,触发器上设有与卡扣对应的卡槽。
本实用新型的多功能抓捕器在手柄前端设置了触发器,而且抓捕手随触发器的移动而转动。
触发器抵住当犯罪分子的胳膊、腿或颈部等部位时,触发器会向后移动,抓捕手随之合拢,卡扣扣住卡槽,将犯罪分子的胳膊、腿或颈部等部位圈在两个抓捕手中不可动弹,可实施抓捕。
抓捕手上设有电击点,手柄上设有电击开关,在遭遇犯罪分子反抗时,可实施电击。
手柄后端还设有可折叠抓钩,可以用于攀爬和破窗等多种用途。
申请人:梁启明
地址:510000 广东省广州市白云文盛庄路120号武警广州指挥学院21栋B座406房
国籍:CN
代理机构:北京商专永信知识产权代理事务所(普通合伙)
更多信息请下载全文后查看。
多功能仿生智能抓捕器[实用新型专利]
专利名称:多功能仿生智能抓捕器专利类型:实用新型专利
发明人:曾梓
申请号:CN201821028325.0
申请日:20180629
公开号:CN208620898U
公开日:
20190319
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型涉及一种抓捕器类,尤其应用于防暴人员捉拿违法人员或阻止不法行为实施抓捕。
多功能仿生智能抓捕器,其特征在于:推杆(9)的一端与动力装置(14)相连,推杆(9)的另一端与推轴座(10)连为一体,推轴座(10)两端分别套入两只轴承(25),两条顶杆(2)分别设置带齿滑槽(12),两条推轴(11)分别穿过推轴座(10)的两端轴承(25)的内圈,并横穿入带齿滑槽(12)内;两条抓杆(3)末端分别安装一块磁吸(13);韧带调节管(6)固定在机座(24)前端,韧带(5)穿过韧带调节管(6)、顶杆(2),再把韧带(5)两端分别固定在韧带头接口(7)上。
申请人:曾梓
地址:537121 广西壮族自治区贵港市覃塘区
国籍:CN
更多信息请下载全文后查看。
人机工程学抓取范围
人机工程学抓取范围嘿,朋友!您知道什么是人机工程学抓取范围吗?这可不是个陌生又高冷的概念,其实它就像我们生活中伸手拿东西的那个恰到好处的距离。
比如说,您坐在餐桌前夹菜,那筷子能轻松够到的那些菜的区域,就是一种抓取范围。
要是菜放得太远,您是不是得费力伸长胳膊,甚至站起来才能够得着?这多不方便呀!再想想超市货架上的商品,如果摆放得过高或者过低,我们伸手去拿的时候是不是会觉得别扭?要么够不着,要么得弯腰甚至蹲下,累得慌。
这就是抓取范围没设计好。
人机工程学抓取范围,简单来说,就是研究人和机器、环境之间,怎么能让人在抓取东西的时候最舒服、最有效率。
您看那些工厂里的工人操作机器,如果零件放置的位置不合适,抓取的时候工人就得费劲,不仅容易累,工作效率还低。
这时候,合理设计抓取范围就变得至关重要。
就像我们在家里拿东西,常用的水杯放在顺手就能拿到的地方,不常用的放在柜子深处。
这其实也是一种符合我们习惯的抓取范围设计。
假如您是个设计师,在设计一款新的汽车驾驶舱时,各种按钮、把手的位置都得考虑司机伸手抓取是否方便。
要是司机在开车过程中,为了按个按钮还得费劲够半天,那多危险呐!又比如说,在设计厨房的时候,锅碗瓢盆、调料瓶这些东西的摆放位置,如果不符合抓取范围的合理要求,做饭的时候不就手忙脚乱啦?所以说,人机工程学抓取范围可太重要啦!它能让我们的生活和工作变得更轻松、更高效。
如果不重视它,那我们可就像在黑暗中摸索,到处碰壁,又累又无奈。
您说是不是这个理儿?总之,人机工程学抓取范围无处不在,影响着我们生活的方方面面。
我们得重视它,让它为我们创造更舒适、更便捷的环境!。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
西时的接触部位,对不同身高的人手尺寸分别进行测量, 求出同一身高的平均值,结果如表1所示。
表1人手尺寸测量值
1人手尺寸lcm)
10
105
11
根据周长公式c=Tr d计算得:
“孚318靠等。.34‰告”o
d。Z,,、4。分别为身高170cm、175cm、180cm的 人手握圆杆的最佳直径。
所以取平均半径a一÷(3.18+3.34+3.50)一3.34
【1】魏文浩.警用钢叉可有效提升民警的防卫能力田.警察实战 训练研究,2013(2):36—39. [2】周祥兴,谢理.抓捕器在制止持刀暴力犯罪行为中的应用研 究田.警察技术,2012(3):73—75.
[31刘迭,和兴锁.工程力学州.西安:西北工业大学出版社,2009.
【4】孔德仁.兵器动态参量测试技术p咽.北京:北京理工大学出 版社∞13.
引用本文格式:王浩.李其祥.刘德君.魏玉宏 基于人机工程学的多功能抓捕器设计[期刊论文]-警察技术 2015(2)
【8】丁玉兰.人机工程学口vq.北京:北京理工大学出版社,2013.
万方数据
PoIice TechnoIogy
201 5年第2期77
基于人机工程学的多功能抓捕器设计
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 王浩, 李其祥, 刘德君, 魏玉宏 中国人民武装警察部队工程大学 警察技术 Police Technology 2015(2)
1.轴的剪切强度校核 轴的受力简图如图3所示,图中m—m和n—n为剪切面。
图3轴的受力简图
一端固定于推动筒上,推板一端与推键相连,用以随推键 左右移动,推键往左推时,瓦斯喷射,松手后由于弹簧的 复位使瓦斯停止喷射。推键的上表面有许多条纹来增大摩
由平衡条件得Q=j==≠=250Ⅳ 由平衡条件得Q:昙:辈:250Ⅳ
电击部分主要包括电极、电池、开关、DC—AC升压 集成块【51。为防止误操作,在握持杆后端(如图4)设有 与电源开关相串联的防误操作开关,并且在电击开关后端 设计了一道起保险作用的棱;在人手习惯握杆的位置设计 了方便确认的三角形电击开关和圆形强光炫目灯开关,开 关端面为中凹。工作状态设计为双工位f61。考虑到手的舒 适性。开关尺寸大小适宜。DC—AC升压集成块先将直流 电转换成交流电。然后提高电压。电路由充电器、可充电 电池、振荡电路、升压电路、倍压电路和输出电路六部分 组成。
警用装备
≯————一
图1多功能抓捕器结构示意图
%=冬=石百品-2.1×1
.应力。 (三)电击模块设计
o一助一2l妣<b1 %2芹2瓦而丐而1-2・1×Ⅲ砌√¨Ⅲ幻<I%l
即轴的挤压强度足够。其中,o。表示挤压强度,只表 示挤压力,4表示轴的挤压横截面积,[o_表示许用挤压
(二)抓捕模块设计 抓捕结构根据机械闭锁原理【21设计,主要包括活动月牙 环、联动滑块、闭锁拉钩。月牙环开口距离0.26m。以适应 卡住歹徒的腿部以下、手臂及颈部等位置,稍微用力,月牙 环就会在滑块和连杆的作用下闭合,当滑块被闭锁拉钩钩住 时,将完成闭锁动作。用钥匙打开时,拉钩逆时针转动。离 开凹槽。这时联动滑块在滑块复位簧的作用下向上运动,恢 复原来的状态,月牙环打开,完成开锁动作。抓捕结构是关
2.防抢装置设计 采用在暴徒容易抓住的前部外侧设置导电片附带刀 刃,以电击和割伤的双重作用实现防抢。 3.破窗器装置设计 尾部配有硬质合金钢破窗器,以螺纹连接的方式连接 至握持杆末端,用于救生、逃生及抓捕车内犯罪嫌疑人。
四、效能评估
利用试验统计法进行效能评估.在规定的现场或精确 模拟的环境中观察武器系统性能特征。收集数据,评定系 统效能。该方法不仅可以得到效能指标的评估值。而且可 以显示武器系统的性能等因素对效能指标的影响。为改进
男性
095 098 093
女性
090 098 88
老人
081 098 O 79
分析表2数据可得,当抓捕器的可靠性相同时。人的 因素对系统的可靠性起决定性作用;从性别来看,男性的 可靠性大;从年龄来看,老人的可靠性小。但是由于抓捕 器的可靠性较好。即使老人使用。系统的可靠性也可以达 到0.79。测试结果表明,无论使用对象是谁,可靠性都比 较好。
图6强光炫目灯示意图
五、结论
(1)利用人机工程学及工程力学的观点,确定了多 功能抓捕器的主要尺寸,并对各个模块进行了详细的设 计、分析、装配。 (2)通过效能评估得出结论,将多种功能合理集 成,能够改善现有警用钢叉存在的不足,提高一线人员的 攻击能力、防御能力,同时该装备可靠性较高,适用于各 类人群。k=j
(4)在握持杆前端设置了强光炫目灯,兼具照明和 强光炫目功能。增强了夜间执行任务的安全性。 新的抓捕器集中了抓捕、电击、催泪、强光及炫目功 能,控制电源的总开关设置在握持杆末端。
三、研究内容
(一)基本参数的确定 在设计多功能抓捕器时,首先要认识到该警用器材是 一种手握式器材,主要靠手来发挥作用。其设计必须符合 人的生理特点,使用应方便、舒适。根据人手实际抓握东
【5】姜岩峰,沈小虎.单片高效Ao,Dc电源管理集成电路的设计 0】.电子世界,2011(6):24—29. 【6】粱雁青.电警棍的人机工程学分析明.国防科技,2006(6):28—30. 同郑克光,汤启光.催泪电击警棍网.中国专利:92242408,2012一
・盯可簟{t
R
(14—11.
图7系统可靠・|生与人、机械可靠性关系图
警用装备
基于人机工程学的 多功能抓捕器设计
王浩李其祥刘德君魏玉宏 中国人民武装警察部队工程大学
摘要:为确保武警官兵在近距离制止暴力犯罪过程中的自身安全,在现有警用钢叉的基础上,主要采用抓捕模块、电击模 块、催泪模块相结合的方案,设计了一种多功能抓捕器,实验确定其尺寸,并对危险截面进行了受力分析,最后进 行了效能评估。该抓捕器可以高效制服近距离犯罪分子,减少一线人员的伤亡。
二、设计方案
为有效解决武警和公安民警在近距离制服歹徒过程中 可能出现的多种问题,同时考虑加强非致命性警用器材多 功能化和集成化的发展需求.将抓捕器设计为四个模块。 这四个模块分别为: (1)把防暴钢又前面改成机械自动闭锁装置,通过 撞击多功能抓捕器夹圈底部的联动滑块来带动夹圈转动, 从而锁定嫌疑人腿部、手臂。达到制止犯罪的目的; (2)在抓捕器上设计电击功能。将两个电极设置在 加长杆前端,开关设置在握持杆后端。解决当对方力量较 大,锁住后难以制服,甚至有可能将抓捕器从执法者手中 夺走的情况; (3)在抓捕器上设计催泪功能,喷嘴设置在加长杆 前端,操作装置设置在加长杆内部,解决应对歹徒数量多 的情况,同时也解决了手持式喷射自卫器近距离使用时使 用者易受刺激的问题;
关键词:人机工程多功能抓捕器没计
一、引言
目前,国内外近距离使用的约束性警用装备主要有电 击器、警棍、警用钢叉、催泪喷射器。这些装备功能相对 单一,单独使用时无法应对复杂情况。一线人员在执勤时 需要配带多种装备。这样不仅影响作战效率,也给执法有 效性带来局限。为确保一线警员在制止暴力犯罪行为过程 中的自身安全,提高处置能力。本文在现有警用钢又的基 础上设计了一种多功能抓捕器。有效改进了现有同类装备 的不足。
综合考虑,将多功能抓捕器的外径设计为3.3cm。 若多功能抓捕器太长则不利于操作,太短则防御能力 不强,经多次试验,将其总长设计为2m,收缩后长度为 1.3m,这样便于平时携带,也可放置在汽车后备箱里。选 用航空铝材料。总体结构如图1所示。
万方数据
PoIice TechnoIogy
2015年第2期
75
所以根据剪切强度公式得
擦力。便于操作,且上表面与加长杆外表面平齐。这样加 长杆能够顺利地导向握持杆。
推讲 mII
T:等:掣:鬲黑I-1.99×lo,忍_I.99脓<H T=万=孑=—灭可丽-1’uV×1U,“=1・纠肘。幻<【叫
即轴的剪切强度足够。其中,t表示剪切强度,Q表示 轴截面所受的剪切力,彳表示轴的横截面积,【t]表示许用 剪应力。 2.轴的挤压强度校核 根据挤压强度公式得
键部件,受力较大,采用20号钢(许用剪应力p】=-30?咿a,
许用挤压应力b】=1007吼)【3】。经过力传感器测量【4】分析得
到。拉钩(宽6mm)与轴(直径4mm)连接的部位是最危 险的截面,现对其进行强度校核,经多次试验,取最大值 尸L500Ⅳ。抓捕功能结构如图2所示。
心
图4电击部分不恿图
(四)催泪模块设计 在加长杆前端设有一催泪瓦斯容器,催泪瓦斯容器侧 壁与加长杆侧壁之间的间隔设计为1.5mm,对加长杆进行 冲击试验表明,该设计可以有效防止因加长杆在使用过程
武器系统性能提供定量分析基础。 多功能抓捕器的可靠性主要由系统中人的可靠性和机 械的可靠性来决定。利用模拟仿真对三者关系进行研究, 如图7所示。
得出贮尺∥JR.,[8】
根据不同的使用对象,分别选取一部分人进行测试, 结果如表2所示。
表2可靠性测试统计表
—\使用对象 可靠性\
人的可靠性 抓捕器的可靠性 系统的可靠性
难动确
弹■
难扳
图5催泪部分结构示意图
万方数据
(五)附加装置设计 1.强光炫目装置设计 在握持杆前端设有一强光炫目灯,灯的后面采用流线 形,增加了美感。在光源选择上,采用美国LU MILEDS制 造的3W大功率LED光源,不仅满足战术照明需求。也可作 为搜索用光源。筒身上有三条散热槽,能够及时散除LED工 作时产生的热量,同时增加了电筒的美感。透镜选用进口 UCL高强度树脂镜片.并进行单面镀增透膜处理.既增加了 透镜的透光率,又使其具有良好的抗震性。LED灯座采用优 质黄铜制作,黄铜的热导系数是金属材料中最高的,能够迅 速散发光源产生的热量,从而延长光源的寿命。在灯与管接 连处开有通电线的小孔(如图6)。在电击开关旁设有一控 制强光炫目灯的开关。该功能可用于夜间和黑暗处的执勤照 明,也可作为一种失能性武器,通过强光照射使对方出现短 暂失明。以制服对方,保护自己。