人机工程学案例分析

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
Leabharlann Baidu
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
1、功能分析 2、操作分析 3、材料分析 4、使用群体分析
（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。
（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·。
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
(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
产品人机设计实例
案例 厨刀设计
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。
可改进方面：
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
厨刀人机设计流程图
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。
（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
横握方式
拇指、食指受到较大的局部压应力
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
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。
(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)
是前面两者的综合，适应面较广。
（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。
(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 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。
（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
2 尺寸计测
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。
质量(重量)取0．5kg。 新片刀设计效果图，尺寸图如后。