打气筒人机分析实验报告

1、 打气筒人机实验报告 中国是世界上使用自行车最多的国家，正因如此，打气筒成为影响我们生活的重要手工具，本小组对打气筒进行了基于人机工程学的分析，详情如下：一、实验目的： 通过对打气筒的可用性实验，分析人机关系，得出实验数据，提出改良建议。二、实验内容： 1、模特的选取。应选取身高在女性5%男性95%之间的测试者，本次试验模特身高为162cm，臂长57cm。 2、测试项目。 （1）手柄长度，横截面直径 （2）打气筒高度上下限 （3）抓握处两手之间的距离 （4）使用过程中头部与车的最小距离 （5）抽杆与气筒的摇摆角度 （6）全过程中手腕角度变化范围值 （7）全过程中弯腰范围值 （8）上臂与下臂的弯

2、曲角度 （9）打满一次的打气次数 （10）每次打气时间（弯腰大于30时重点记录） 3、摄影重点 （1）手指是否有重复动作 （2）整个动作流程 (3)打气过程中腿部作业空间 （4）多方位摄影三、分析结果1、 打气筒高度分析。在使用的过程中，人的身体各部分是否舒适很多地方都取决于打气筒高度的上下限。作为本实验的重点，进行详细的分析。（1） 肘高分析。本处测试，肘高取男性的95%=109.6 cm为上限，取女士的5%=89.9cm为下限。测得打气筒最大高度为104cm，最小高度为60cm。如图所示。109.6 cm大于104cm，这就说明了，较高的人在使用打气筒时，抽杆和皮腕会被经常拉出或者碰撞到打

3、气筒的上盖。（2） 腰部分析。在使用打气筒过程中腰部最大前弯角度为+56。由课本查表可得躯干部位舒适调节范围为0，也就是说应尽量不弯腰。这一点，打气筒的高度高度明显不合适。（3） 腿部分析。在现有打气筒尺寸不变的情况下，人们往往会屈膝来减小腰部前弯角度。如图所示，整个过程中小腿对大腿的最大后摆角度为-49。由课本查表可知，在站姿情况下，小腿对大腿的后摆舒适范围为0。这表明，气筒高度不符合人机关系。（4） 手腕分析。在使用的过程中手腕会不停地活动，对于这个重复动作进行分析。测在最高和最低处分别测得弯曲极值。背侧屈63，掌侧屈为5。如图所示。由解剖学可知，在使用手工具时，手腕顺直操作时，腕关节处于

4、正中的放松状态，这时是人最舒服的状态，而在实验中背侧屈达到了63，在重复操作的情况下，腕部产生了酸痛，腕力减小的情况。所以应给与改良。2、 踏板、气管分析。气管的长短直接影响着脚部的活动空间。踏板宽度为4cm，长度为7cm，脚踏面满足固定功能。经测量，支撑脚距离车32cm，打气筒底部距车47cm，全过程中头部与车的最小距离为21cm。如图所示。所以脚部活动空间满足人机关系。打气过程中头不会碰到自行车。3、 手柄分析。手柄的大小、形状与人手有着重要的关系，由课本中可查，使用手握工具应避免掌部组织受压力，否则就会妨碍血液在尺动脉的循环，引起局部缺血，导致麻木、刺痛感等。经测量，手柄为圆柱形，长15

5、cm，横截面直径为3cm，正常使用时两手之间的距离为4cm。抓握面如图所示。手柄宽度符合人机工程学，但长度不够，在端部形成了局部集中应力。因此，手柄长度应继续改良。4、 施力角度分析。根据人机工程学原理，在工作的过程中应避免静态施力。如图所示，现测得数据如下，上臂至躯干最大外摆+36，最大内摆-12，而舒适调节范围为0。最大上摆+60，最大下摆+72。其舒适调节范围为（+15+35），皆超过舒适范围。5、 意外分析。由于打气筒内部结构需要润滑，所以，抽杆上会有大量机油，使用时应避免抽杆触碰衣物。经测量，抽杆距离腹部最小距离为13cm，筒身距离腿部2cm。因此，当使用者穿着比较宽松的衣物时很容易

6、沾上油污，而且对于孕妇，特别肥胖者等特殊人群，这种打气筒无法使用。6、 筒身分析。在平时的拿取放回过程中主要考虑筒身尺寸。如图所示：宽3.5cm，最大宽度5cm，类似于长轴为5，短轴为3.5的椭圆，由课本数据可知，着力抓握适宜直径为34cm。所以打气筒筒身符合人机关系。7、 意外情况分析。打气筒在使用时会出现摇摆问题。当抽杆被抬起过高时就会出现偏移角度太大（如图所示），最大角度为9。这时在向下压气的时候就会出现卡住问题。经过测试提取高度低于35cm时就避免了这种情况的发生。8、 时间、次数分析。一个自行车车胎打满气用时34s,共21下。整个动作过程示意图如下：对于这个重复过程，身高越高的人弯曲角度越大，打气过程就越困难。本实验对本组身高最高者进行了简单测量对比，角度如图所示：4、 改进意见。1、 适当增加手柄长度。2、 应当增加打