人机工程学培训课件(ppt 37张)

改进，而没有依照人机工学设计。
各种工具的人机工学设计，在本质上就是使工具的使用方式尽量适合人体
的自然形态，在操作时没有任何扭曲和不自然的姿势。
这样就可以使用工具的人在工作时，身体和精神不需要任何主动适应，从 而尽量减少使用工具造成的疲劳，而更舒适更安全更高效。
鼠标的人机工学设计，主要就是鼠标的造型设计，而研究这个问题，首先
的深度和宽度是不同的。而在这条沟内部，则是人手主要神经和血管所走的
地方。 手指：结构结构比较简单，每个手指包括三个指节，并在一定范围可作横向
展开。
4.2 人体结构的自然状态
1.前臂：尺骨和挠骨接近平行的状态，当前臂和手平放在桌面时，上臂和手 掌呈接近垂直的倾斜状态，使用掌外侧触及桌面（竖鼠标）这种状态下，前 臂主要肌肉和血管不会发生扭曲，所以即便长时间保持这个姿势，也不会出 现肌肉疲劳和缺氧情况，曾经有企业退出”竖着“使用的鼠标，但由于和大 多数人的使用习惯不合而没有普及开来。
手指的结构：
每个手指包括三个指节，并在一定范围内可以横向的展开。
手部关节活动范围
手腕道由手背骨和相对的横向腕韧带形成，通过腕道的还有各种动脉和神经。
腕骨与前臂上的桡骨及尺骨相连，桡骨连向拇指一侧，而尺骨连向小指一侧，
自然状态尺骨和挠骨平行，当他们交错时完成手腕旋转。 屈与背屈，第二个面产生尺偏与桡偏。
• 长度——主要取决于手掌宽度。常取100-125mm
• 形状——指把手的截面形状。圆形可增大接触面；棱边形可防滑； 丁字形可增加扭矩等 • 弯度——最佳角度约为10度 • 双把手工具 • 用手习惯与性别差异
4手握式产品设计案例分析-----鼠标的人机设计
1964年，美国科学家道格拉斯·恩格巴特（Douglas Englebart）博士发明了 鼠标，他制作的鼠标是一只小木头盒子，但他们更多的是给它以几何美学的
前臂处于自然形态时，尺骨和桡
骨接近平行。两骨的交错可完成 手腕的旋转。
手腕的仰俯主要靠腕骨来完成。
当手腕呈“仰起”状态时，仰角 在15度到30度之间是最舒服的状 态，超出这个范围，会导致前臂 肌肉处于拉伸状态，而且也会导 致血流的不畅。
手掌主要肌肉：
拇指屈肌和外展肌组成的肌群
小指屈肌及外展组成的肌群 沟壑于两个肌群指间。沟壑的深度和宽度因பைடு நூலகம்而异。人手主要神经和血 管分布于沟壑皮下。
3.3 保持手腕处于顺直状态 当使用工具时手腕处于掌屈、背屈、尺偏等别扭状态时，会产生腕部
酸痛，握力减小，严重时会引起腕道综合症、腱鞘炎。
3.4 避免掌部组织受压力 如果工具使用时在掌部和手指处造成很大压力，妨碍血液在尺动脉的
循环，引起局部缺血，导致麻木，刺痛感。
1.好把手应具有较大接触面，使压力能分布于较大的手掌面积上，减 小应力；或者使压力作用于不太敏感的区域，如拇指与食指之间的虎
。
3 手握式工具设计原则
3.1 一般原则 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,使操作者发挥最大效率 3）必须按照作业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的差异 4）工具要求的作业姿势不能引起过度疲劳
3.2 避免静肌负荷 当使用工具时，臂部必须上举或长时间抓握，会使肩、臂及手部肌肉承受 静负荷，导致疲劳，降低效率 解决：水平面上使用直杆式工具，的工作部分与把手总部分做成弯曲式过 渡，使手臂自然下垂。
普遍误解为手掌与桌面平行，手臂由于自重平放在桌面上而得到放松的姿势 是自然的，但是，这样放置时前臂已经弯曲大约90度（如上图），加重使用 疲劳，易导致CIS（腕骨综合症），损伤使用者肢体。
2. 手腕 经试验证明，当人的手腕呈”仰起“状态时，则”仰起“的夹角在 15~30度之间是最舒服状态，超过这个范围，则前臂肌肉处于拉紧状态， 而且也会导致血液的流动不畅。受其影响，上臂的三头肌及三角肌也都会同 时受到力牵拉的作用，人的肩关节也会一直处于强直状态。 3.手掌 最自然的状态就是半握拳状态，而鼠标的造型设计，实际上就是要 尽量贴合这个形态，包括三个方面： 1）要使鼠标外壳贴紧人手掌的两个主要肌群拇指肌群和小指肌群，贴不紧 会有握不住的感觉 ；但又不要有压迫，受压迫会导致手掌处于疲劳状态， (握持感）（不压迫）
系。
所以从人机工程学的角度来研究手握式工具的设计，使其 形态与尺寸更符合人生理和心理需求。
1、手握式工具设计的生理基础
2、与手工具有关的疾患 3、手握式工具设计原则
4、手握式产品设计案例分析——鼠标的人机设计
人手的结构
人手结构中与抓握相关的部分向上包括前臂， 向下则有手腕、手掌、手指等。
二
前臂主要的骨骼为尺骨和桡骨，
口位。
2. 如没有特殊的作用，最好不留指槽，因人体尺寸不同，不合适的指 槽会造成某些操作者手指局部的应力集中。
3.5 避免手指重复动作 如果反复用食指操作扳机式控制器时，就会导致扳机指，气动的工具或触
发式电动工具时常会出现。
设计时应尽量避免食指做这类动作，而以拇指或指压板代替。
把手设计注意点：
• 直径——者力抓握30-40mm，精密抓握8-16mm
需要研究在操作鼠标时有关的人体结构及其自然状态。
4.1 与操作鼠标有关的人体结构
与操作鼠标有关的人体结构包括：前臂、手腕、手掌、手指 前臂：尺骨和挠骨交错完成手腕旋转
手腕：的腕骨转动使手可仰俯
手掌：由两组肌群组成，一是拇指屈肌和外展肌组成的肌群，一个是小指屈 肌和展肌组成的肌群，这两个肌群之间的有一个沟壑，对于不同的人这条沟
工业设计人机工程学
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手握式工具设计
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，但我们使用的各种手握式工具还有很多没有考虑 人机工学的设计因素，其形状和尺度不符合人手使用时的 生理需要；
而随着科技的发展，大量新型的手握式现代电子产品也层
出不穷，这些产品的形态本身除了美学因素外与产品操作 的易用性、舒适性、安全性等人机工学性能有很密切的联
腕关节的构造与定位使其只能在两个面动作，这两个面各成90度，一面产生掌
与手工具有关的疾患 手腕是手腕道由手背骨和相对的横向 腕韧带形成，通过腕道的还有各种动 脉和神经。因此可见如手腕关节有较 大的偏屈、偏转，其间的肌肉。肌腱、 血管、神经会受到压迫，影响手部、 手指活动。时间长了将导致损伤和疾 患，如 腱鞘炎、 腕道综合症、网球 肘、扳机指等。