超市手推车人机系统设计案例分析

张鹏涛201048260118 工设F1001 超市手推车人机系统设计案例分析

一、人

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手推车系统组成

超市手推车是指超市等大型自选商场中，顾客用于暂时存放所选商品的一种购物车。购物时使用购物车一方面可以满足顾客更多的需求，另一方面更提高了卖家的成交量，可谓一举两得。超市手推车的功能是供顾客在超市选购物品时运载货物，方便顾客购物。就发挥超市手推车的功能作用而言，把人看作是超市手推车的组成部分是完全合理的。因此，在购物时，人推着车就组成了人一手推车系统，这个人机系统中的人一车界面关系可由三视图来进行分析。

1、人与手推车部件的关系

自下而上，车轮、底部框架、中部支架、车篮筐和把手是手推车的基本组成零件。底部

框架和中部车架将车轮、篮筐、把手固定在相互间正确的位置上，保证手推车的整体性，以实现手推车的功能。

从人机关系来看，中部支架的高低、篮筐深浅宽窄和车把手的高低位置，以及它们之间的相互关系，与推车人的身高、手臂长度、握把位置以及身体舒适度有关。怎样转向更灵活，如何取放商品时更方便快捷，如何保证人身体各部分的协调统一，都决定于人体特性的设计参数。

2、人与车把手关系

手推车把手（扶手）的作用是承受人推车时的推力，使得手推车前进。为了使人省力和有舒适感，必须在推车人的体格与手推车元件的尺寸关系上下功夫，即研究人体上肢手臂与手推车把手之间的相互位置关系。保证人在购物推车时的舒适度，才能使人在购物时候肌肉放松心情愉悦。

另外把手的材料与纹理和手掌的关系也必须考虑，什么材料握着更舒适，触感更好，什么纹理更利于握紧而不至于使手掌肌肉疲劳。

3、人与车筐关系

车筐是用来盛放顾客选好的商品的。人在购物时选好商品以后将商品从货架上取下放到手推车的车筐中，购物结束后再将买到的东西从手推车中结账。车筐的设计关键是要有合适的大小和能让人感到舒适的位置。在拿取过程中不致使人腰部疲劳，对老人及孕妇更是如此，宜放宜取才好，篮筐深浅以及在购物车上的高低位置也十分值得考虑。对于一些带孩子购物的顾客，要有一定的承重能力，还要能够保证孩子的安全。

4、人与车架关系

底部框架和中部支架是用来安装车轮和支撑车筐的部件。车架下面装上车轮能够让人轻松自然地推动手推车前进；同时车架上面安装上车筐提供给顾客一个储物空间。前后车轮的相对大小和及在框架上的相对位置，车架高低与车筐深浅的相对关系都不能忽视。在设计手推车各部件的时候，应该着眼于推车人推车时身体能够处于轻松、自然、舒适的状态，这样才可能设计出同推车人身体体格相适应的手推车，才不会出现推车时推车人不舒服或者很累的现象。

二、影响手推车性能的人体因素

影响手推车性能的人体因素有很多，因人而异，但总的来说有一些值得考虑的共同点。

1、人的体格因素

以身高为基本因素，长臂、腿长、步幅等与身高成比例，从而手推车的把手高度、车筐高度以及深浅、车架与人体间的距离就取决于身高。

2、人的平衡机能

虽说手推车是四个轮的，但由于商场超市的光滑地面，加上人推车时并不会专心推车，以及比较多的转角。人机系统的平衡性也同样不能忽视。人本身的平衡机能也是影响手推车性能的重要因素，如果缺少平衡机能，哪怕是运动性能很好的手推车也不能平稳前进；若人有很好的平衡机能，也可以掩盖手推车设计上的某些缺陷。

3、人的手臂弯曲

由于后天生活习惯和工作的不同，人的手臂弯曲能力和弯曲最长时间、弯曲方式各不相同。有的人可能不习惯推车时手臂的弯曲姿势。

4、人的手和握力、推力

人的手和握力、推力，男性和女性，成年人和儿童，手的大小和力气都不相同。为了长时间握住把手推车而不致使手有酸痛麻木的感觉，把手的设计要考虑不同人群的特点。

5、人的疲劳

人体疲劳和疼痛是对推车出力性能的不利因素，其产生原因有人体因素，也有手推车结构因素。疲劳和疼痛一般是由于推车姿势不合适，身体某些部位负担过大等引起的。

三、手推车设计结构要素分析

影响手推车性能的因素除了上述人的因素外，还有许多机械因素。为了获得手推车较佳的性能，必须把人的因素与机械因素有机地结合起来，以使人一车协调。

1、手把位置高度

手推车把手位置高度设计，要按人的身高或肢体长度来考虑高度问题，则可使人省力和舒适。通常车把高度一般到人体腰部左右，这样人推车时手臂会处于很轻松舒适的的状态。

2、车把宽度

对于男士，尤其是肩膀宽大的男士，两个把手间距过窄推车时会不适应

3、车筐位置

合适的车筐位置是由推车人选购货物时往车里放选好的商品和从车筐里往外取商品的姿势舒适度来决定的。当然还要考虑物理结构使整个手推车平衡，车筐容量也要考虑在内。

4、车架位置

如果车架安装的过于接近身体，则会使人在推车过程中两腿不能自然前伸，步幅小于正常长度，容易使人产生疲劳；如果车架安装的过于远离身体，则会增加手推车把手长度，减弱手推车平稳性。车架装的过高会影响到车筐的大小和高度。

5、轮子的位置与大小

对手推车而言，自由转向是一大功能。静止时的稳定性能以及启动时各零件承受力是不得不注意的机械因素。因此前后车轮之间的距离，以及同为前后车轮的间距是值得考虑的运动学因素。

四、人一手推车动态特性分析

1、动态稳定性

手推车的动态稳定是推动车的过程中的稳定，是一种动态平衡的稳定性。动态稳定性影响到推车行走中的动作，包括直进稳定性和左右转向的稳定性。显然，稳定性对手推车的使用是必不可少的特性。

2、转向特性

手推车的车轮与车架安装时采用的方式可以使车轮在前后左右方向上任意转动，转向时只要内侧手臂施加拉力外侧手臂施加推力就可使手推车转向.