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体育装备
毕业设计
机械
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答辩得优秀，本科毕业设计。有2张完整0号装配图，一个 毕业论文，查重已经通过。
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密级： I 摘 要 改革开放以来，随着我国社会经济的迅猛发展，人们生活水平的提高和医疗卫生事业的巨大改善，我国 老龄人口的快速增长已经成为本世纪中国人口增长的重要特点，老年人辅助产品的设计和服务问题将成为老龄人口的重点和难点，特别是迅速增长的“空巢”、高龄和带病老年人的服务需求。本文的研究目的正是 针对于那些行动不便的老年人和一些患病需要康复的人群， 设计一款满足老年人生理和心理需求的康复座椅。 目前市场上的家用康复座椅存在两大主要问题：一是国内康复座椅发展缓慢，很多国内厂商对老年人和需要康复的人 群关注度不高，大部分座椅都是从国外进口的，价格昂贵，不是一般的人可以承受的。二是家用康复座椅的设计大同小异，对需要身体康复的人群没有起到很大的作用。本文从老年人和需要康复的人群的心理需求出发，为满足他们内心更深层次的康复需求，对现有家用康复座椅进行创新设计。 论文首先对现有康复座椅进行分析研究，参照康复轮椅主要部件的结构和功能，并根据正常的人体相应部位的尺寸推算出座椅的主要部件的尺寸，为座椅的设计提供尺寸依据。 为满足老年人和患病需要康复人的内心物质和精神需求，论文对人文关怀因素进行了阐述，研究人文关怀因素 在康复产品中的具体应用，对功能、形态、材料、色彩进行人性化因素的分析，为新型座椅的人性化设计提供依据。 然后结合人机工程学、机械设计基础等专业知识，分别从结构、造型、色彩等方面主要介绍了家用座椅的设计方法，简单提及设计要点，并详细阐述了座椅的部分零部件的设计方法和依据。 最后对前面提出的问题，逐一解决，设计了新款的更适合老年人和需要康复人群的家用康复椅。它既能满足老年人的要求，又能在一定程度上帮助病者进行康复治疗。它是将 健身、康复等诸多有效功能集成于同一体的的多功能产品。 关键词：分析；家用座椅；康复；人 机工程学 of of s of of in of is of be is of of a of on is of to is of is 2 it is of to to no a to of to a of by s as as s to of I s of in of In to to s of of in on of to in as so of so s of s t in it by to at s to a is in of I 目 录 摘 要 I 第 1 章 绪 论 题的来源及研究意义 内外发展概况分析 究对象及内容 第 2 章 家用康复座椅的设计 椅设计 计原则 计细则 计方案与工作原理 构设计 2 心技术 3 第 3 章 主要零部件的校核计算 5 的校核计算 5 动轴轴径的估算 5 动轴校核计算 5 承的设计计算 8 动轴轴承的选用 8 动轴轴承的寿命计算 8 第 4 章 根据人机工程学对座椅进行分析 9 复座椅的运动解剖学分析 9 动解剖学定位术语 9 作分析 9 复座椅中生物力学特征分析 2 复座椅中人机工程学分析 2 机工程学简介 2 据人机工程学对康复座椅的分析 3 第 5 章 结 论 1 参 考 文 献 2 致 谢 误 !未定义书签。 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 1第 1 章 绪 论 题的来源及研究意义 改革开放以来，随着我国社会经济的迅猛发展，人们生活水平的提高和医疗卫生事业的巨大改善，我国老年人口明显增多。面对人口老龄化日益加剧的趋势，不少人为此忧心忡忡。一些有识之士提出， 人口老龄化问题要辩证地看待，不仅要看到老龄化所带来的巨大压力，更要看到人口老龄化背后所蕴涵的“银发消费市场”商机以及老年人丰富的智力、经验等资源，努力将压力变为机遇。 家用康复座椅对于老年人和需要康复人群的身体恢复、生活质量乃至精神状态都具有非常重要的积极意义。通过深入调研分析，康复座椅是一种有助于老年人增加活动范围、扩大生活领域的工具，而且在一定程度上可作为需要康复人群的上下肢活动训练的工具。康复座椅能够给予老年人和需要康复人群一种生活自立的信心和勇气，在相当程度上改善了自卑和依赖的心理，丰富了患者的单 调生活，同时起到一定的锻炼肢体的作用。我们的家用康复座椅是专门为老年人和需要康复人群所设计的。它既能满足患者随意“行走”的要求，又能在一定程度上帮助患病者进行康复治疗。它是将 健身、康复等诸多有效功能集成于同一体的的多功能产品。 家用康复座椅的突出特点是：是一种家用康复座椅，简单舒适；起到代步辅助作用，是一种能增加活动范围，扩大生活领域的良好工具；能够起到康复治疗作用，锻炼肢体，增强康复信心。 据有关部门的资料显示，目前我国 60 岁以上人口已占全世界的五分之一，中国已成为老龄化速度最快、老年人口最多的国家。 2020年，我国老年人口的比重将从现在的 7上升到 11 8，预测当峰值到来时， 65 岁以上老人比例将达到 23。特别引人注目的还有高龄化问题： 21 世纪中叶 80 岁及以上的老年人到时将可能超过 1亿，是现在老龄人口的 10倍左右。在不少人眼中，老龄化就是沉重的负担，甚至一些老年人也认为自己正在成为社会的包袱，产生了巨大的心理压力。 关注老年人生活，维护老年人权益，促进老年人发展，支持老年人事业正沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 2在成为越来越多的社会成员的自觉行动 。康复座椅是老年人和需要康复人群日常生活中重要的工具，我们要充分了解他们对康复座椅的需求，设 计出一种舒适、简单、起到锻炼并且能进行自我康复作用的座椅，要符合以下的设计原则： (1)康复座椅要简单舒适：设计轻巧，适合家用，设计的结构要简单，在一定程度上能提高老年人的自理能力及生活质量；操作方便，安全可靠，可以完全由自己掌控；还要保证康复座椅的舒适性，使老年人即使长时间坐在座椅上也感觉不到疲劳。 (2)康复座椅起到创新作用：以普通座椅为基础改造，添加走步带和扶手，使需要康复的人群在日常生活中起到锻炼作用，这是一种能增加他们的活动范围，扩大生活领域的良好工具。同时能增加自信心，在相当程度上改善了 自卑和依赖的心理，丰富了单调的生活。 (3)康复座椅能起到康复锻炼作用：实用新型的有益效果，在保障使用者使用的同时，利用连杆传动机构，实现了代步的同时进行康复锻炼的功能，而且根据使用者的具体情况，可分别控制左侧和右侧肢体的运动，操作方便，在代步的同时起到了康复治疗的作用。以原始普通座椅为基础进行改造，具有锻炼四肢康复等功能。 (4)康复座椅基于人体感官的设计：美观大方的外形设计，既是康复运动器材，亦可当作家居摆设，适合所有老年人在家使用。采用合理的材料设计不但增加设计美感，而且增加康复座椅的舒适性，提高老年 人锻炼的欲望，增加康复的信心，丰富患者的生活。 (5)康复座椅符合人机工程学：在设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数，应用人体测量学、人体力学、生理学、心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和肌能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、体重、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时相互关系和可及范围等人体结构特征参数提供人体各部分的发力范围、活动范围、动作速度、频率、重心变化以及动作时惯性等动态参数分析人的视觉、听觉、触觉、嗅觉以及肢体感觉器官的肌能特征，分析人在劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳程度以及对各 种劳动负荷的适应能力，探讨人在工作中影响心理状态的因素，及心理因素对工作效率的影响等。 由此可见，康复座椅的良好设计对老年人和需要康复的人群的生活起到了沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 3重要作用。康复座椅在现代设计中，不能缺少人机工程学的理念。也正因为如此，设计的时候都要将人机工程作为设计考虑一大要素。通过对人性产品设计具体实例来说明人性化设计中所包含的人机工程学因素，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心，是一种人文精神的体现，是人与产品完美结合的体现。一切技术的进步，产品的更新都与人，机，环境有密切的联系，所以要实现“以人为本”人性化 设计思路，必需以人机工程学为参照，真正满足老年人的需求。 内外发展概况分析 随着中国老龄社会的到来，老年群体病人的增加，由于自身功能的障碍，他们不能健步行走，拥有一台安全稳定的座椅是他们的期盼。康复座椅的社会需求总量在逐年增长，年产量已上升到目前的逾百万台，并且逐年上升。但目前市场上绝大多数的康复座椅只具有代步功能，这种座椅容易助长老年人逃避锻炼、过分依赖座椅的心理，个别人因为有此代步工具和家人无微不至的照料，就不思锻炼，错过了锻炼的时机。鉴于市场座椅的不足之处，在意识到这个问题存在的普遍性之后， 我们基于人机工程学研制了家用康复座椅。我们要将更多的精力投入到体育康复器材的研发中去，使人性化设计真正体现出对老年人的尊重和关心，做大做强我国的体育康复产业，增强我国的全民身体素质。 老年人座椅市场发展分析是对该行业规模、位置、性质、特点、市场容量及吸引范围等调查资料所进行的经济分析。是指通过市场调查和供求预测，根据老年人座椅项目产品的市场环境、竞争力和竞争者，分析、判断项目投产后所生产的产品在限定时间内是否有市场，以及采取怎样的营销战略来实现销售目标。老年人座椅市场发展分析的主要目的是研究老年人座椅的潜在 销售量，开拓潜在市场，安排好商品地区之间的合理分配，以及企业经营商品的地区市场占有率。通过市场发展分析，可以更好地认识市场的商品供应和需求的比例关系， 采取正确的经营战略，满足市场需要，提高企业经营活动的经济效益。 品牌效应，很多的企业都想拥有。但是并不是每个企业都会有品牌效应。调查报告显示，中国消费者购买康复座椅还没有形成品牌理念。但是，这一结果也让很多的企业看到了机遇，不成熟的市场更是有潜力的市场，没有品牌的市场才更易形成品牌。 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 4作为健康产业的一个重要组成部分，中国康复座椅业发展迅速，并成为一支重要的 出口力量。 专家们建议，我国应当鼓励各级政府把老年消费品市场的发展和老年产业开发纳入计划。与此同时，制订兴办老年消费品产业的扶持政策，在政府开放各类福利性老年服务机构的同时，允许并鼓励各社团组织及私人组织举办以赢利为目的的老年服务机构；鼓励外资和社会团体、各界人士集体或个人投资兴办老年消费品产业；对新建老年服务设施给予政策优惠等。人口老龄化是社会进步和经济发展的必然结果。但随着老年人口 比重的不断提高和老年人口绝对数的大量增加，社会负担、经济承受 能力、农村养老、劳动力老化等问题也日益显示出来，因此 ， 营造一个 敬老、尊老、养老的社会氛围，健全落实老年人口工作的管理机构，完善老年人社会保障体系，兴办老年事业，设立老年疾病专门医疗机构等一系列能推动老年人口工作健康有序发展的措施，应当成为各级 组织十分关注的问题，同时，老年人大量增加所带来的银色消费，也应成为生产者和经营者大力开发的一个潜在市场。 究对象及内容 本作品主要针对于那些行动不便的老年人和那些患病在床需要康复的人群。现在的老年健身设备一般都在室外，但当天气寒冷时，或者对于一些行动不便的老年人，那么这些户外健身设备就起不到作用了，因此那些老年人就得不 到锻炼，那么他们的健康无法保证了。本作品的设计可以解决此类问题，使老年人和患病在床需要康复的人群在室内就能得到很好的锻炼，能够恢复和保持身体健康。 本课题主要是对老年人和患病在床需要康复的人群需要的座椅进行分析设计，其主要研究内容如下： (1)研究发现，老年人和患病在床的人长时间的乘坐座椅，会引起身体的不适，严重者可能造成二次损伤。本课题采用家用座椅的设计方案，结合人机工程学，可以增加患者的舒适度，进而有助于患者的锻炼与康复。 (2)研究需要康复人群的心理状态，经常出去活动有助于身体康复，家用康复座椅是一种 有助于者增加活动范围、扩大生活领域的工具，而且在一定程度沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 5上可作为上下肢活动训练的工具。康复座椅能够给予需要康复人群一种生活自立的信心和勇气，在相当程度上改善了自卑和依赖的心理，丰富了单调的生活，同时起到一定的锻炼肢体的作用。 (3)针对这一特殊的人群，设计一款便携式家用康复座椅，利用这种座椅在家里就可以进行上下肢肌肉、关节、肘部、踝部等康复性锻炼，是将健身、康复等诸多有效功能集于一体的家用康复座椅。 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 6第 2 章 家用康复座椅的设计 椅设计 计原则 (1)座椅 的形式与尺度及其功用有关。 (2)座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定。 (3)身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担。 (4)座椅前缘处，大腿与椅子之间压力应尽量减小。 (5)腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度。 (6)椅垫必须有足够的垫料和适当的硬度，使其有助于体重压力均匀地分布于坐骨结节区域。 计细则 (1)座高 适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放于地面。 座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻，小腿麻木肿 胀。因此，座高一般按低身材人群设计，建议座面前缘应比人体膝窝高度低 35有半径为 弧度。 座面亦不能太低，否则腿长的人骨盆后倾，正常的腰椎曲线被拉直，致使腰酸不适。 (2)座宽 座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅，参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限为设计根据， 对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。 座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应有的支承，如座宽沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 7太大，则肘部必须向两侧伸展以寻求支承，这样会引起肩部 疲劳。 (3)座深 座深是指椅面前缘至后缘的距离，该尺寸不能太大。正确的座深应使靠背方便地支持腰椎部位。 如座深大于身材矮小者的大腿长（臀部至膝窝距），座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样若要得到靠背的支持，则必须改变腰部正常曲线；否则，坐者必须向座缘处移动以避免压迫膝窝，却得不到靠背的支持。 为适应绝大多数使用者，座深应按较小百分位的群体设计，这样身材矮小者坐着舒适，身体高大的人只要小腿能得到稳定的支持，也不会在大腿部位引起压力疲劳。 (4)座面倾角 座面倾角指座面与水平面所夹角度，座面后倾的作用 有两点： 由于重力，躯干后移，使背部抵靠椅背，获得支持，可以降低背肌静压。 防止坐者从座缘滑出座面。后者在振动颠簸的环境中尤为重要，如汽车驾驶用座椅及长途汽车的乘客座椅。 (5)靠背的宽度与高度 因为人体背部处于自然形态时最舒适，此时腰椎部分前凸，座椅设计要从座面与靠背之间的角度和适当的腰椎支持来尽力保证。成年人腰椎部中心位置约在座位上方 2326，腰椎支点应略高于此尺度，以支持背部重量。 靠背由肩靠和腰靠两部份构成，大部份工作场合，腰靠最主要。 靠背的最大高度可达 4863大宽度可 达 3548背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度 (决定靠背高 )和肩宽 (决定靠背宽 )有关，确定高度时还必须计入座椅的有效厚度。 为了使背部下方骶骨和臀部有适当的后凸空间，座面上方与靠背下部之间应有凹入或留一开口部分，其高度至少为 0 (6)靠背角度 从脊柱正常形态来看，该角为 115 度较为合适。实际应用中，建议取：阅读用椅 101，休息椅 105108 度。 (7)扶手高 在不妨碍执行某些待定作业的情况下，一般座椅应考虑设置扶手。扶手的沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 8主要功用是使手臂有所依托，减轻手臂下垂重力对肩 部的作用，使人体处于较稳定的状态。它也可以作为起身站立或变换坐姿的起点。 扶手不能太高，否则迫使肘部抬高，肩部与颈部肌肉拉伸；但如过低则实际上使臂部得不到支撑，或者躯干必须偏斜，以寻求一侧的支承。扶手适合高度为座垫有效厚度以上 2122 (8)椅垫 人体在坐姿状态下，与座面紧密接触的实际上只是臀部的两块坐骨结节，其上只有少量的肌肉，人体重且的 75左右由约 25坐骨周围的部位来支承，这样久坐足以产生压力疲劳，导致臀部痛楚麻木感。 测试研究表明，坐于座垫上的臀部压力值大为降低，而接触支承面积也由900大到 1050压力分散。 椅垫的另一优点是能使身体采取一种较稳定的姿势，因为身体可以适应地陷入座垫。 计方案与工作原理 (1)装置一：家用康复座椅采用的核心机构是连杆机构。 图 2手连杆传动 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 9图 2板连杆传动 图 2轴 1 工作原理：这套装置靠发动机输出的动力通过齿轮传动到主轴 1，然后通过连杆带动脚踏板和扶手运动，带动人的腿脚和手臂运动，进而得到锻炼效果。沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 10 另外，利用转动副位置的不同来实现左右踏板和扶手的往复运动，使人们有类似于走步的感觉。 (2)装 置二：采用的是带传动机构。 图 2传动 工作原理：这套装置也是靠发动机输出的动力，通过齿轮传动给主轴 2，然后再通过带传动给履带轴，带动履带运动，人在上面行走，进而达到锻炼效果。座椅下的履带可以来回移动，在不用时可以收回座椅内。传动带的张紧由一个张紧轮来实另外，坐垫的一半可以折叠，脚踏板也可以折叠，这样人在履带上行走时，可以增大他的行走空间。还有两个扶手在椅子的靠背上，人行走时可以扶住这两个扶手（如右图 2注：行走时，人朝向座椅靠背。 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 11 图 2踏板和坐垫的折叠 两种装置的切换： 图 2置转换 工作原理：二者的切换是有电动机的移动来完成，对于这两种运动的切换，沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 12 通过移动手柄，再通过连杆带动电动机底座，使电动机来回移动，分别和前一齿轮和后一齿轮啮合，进而达到了二者切换的目的。 (3)真三维模型 利用 块建立三维实体模型。首先按照零件的形状、尺寸建构零件的三维模型，然后通过装配模块（ 成零件的组装，形成运动机构模型。运用 件完成康复轮椅的三维建模，形成运动机构模型，如图 2示。 图 2构 设计 如图 2设备主要由 座椅、扶手、上肢连杆、下肢连杆、脚踏板、齿轮、传动带、支撑架、主动轴、从动轴、电动机等 组成。 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 13 图 2视图 图 2视图 心技术 (1)该座椅是一款家用座椅，考虑多方面需求，自主创新集健身、康复等有效功能于一体。 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 14 (2)连杆机构，实现往复运动，解决了动力传动的问题，得到锻炼效果。 (3)履带运动，相当于走步机，使锻炼效果更明显。张紧轮的设计，具有很高的性价比。 (4)可进行上下肢肌肉、关节、肘部、踝部的康复性锻炼，肢体得到有效运动和锻炼， 弥补现有家用康复座椅的不足。 (5)因此，家用康复座椅在市场上将会有很大的推广应用潜能，前景广阔。 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 15 第 3 章 主要零部件的校核计算 的校核计算 动轴轴径的估算 康复座椅主动轴轴径尺寸由公式 (3行估算： 3d 计算截面处轴的直径； P 轴传递的功率； n 轴的转速； 0A 由机械设计表 15 轴的材料取用 45#钢，因此012，轴传递的功率 P 初定为 200w，轴的转速为 50r/式 (3算得康复座椅主动轴轴径为 18轴径为承受扭矩作用轴段的最小直径。 动轴校核计算 (1)按扭转 强度条件计算： 轴的扭转强度条件见公式 (3 3 . 2 5 0 0 0 0 (3由于主动轴用材为 45#钢，因此 T 值由机械设计表 15得 45，计算得 T =3845，因此符合扭转强度条件。 (2)按弯扭强度条件计算： 通过轴的结构设计，轴的主要结构尺寸，轴 上零件的位置，以及外载荷和沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 16 支反力的作用位置均已确定，如图 3 图 3轴结构尺寸 作出主动轴的计算简图，见图 3 图 3动轴计算简图 对 为零： 即 02 1 21 5 31 1 0 20 110+46 153 212=0 得 作出剪力图和弯矩图，如图 3 3 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 17 图 3力图 图 3 矩图 由剪力图和弯矩图可知，康复座椅主动轴的危险截面出现在 间。因此需要对 的弯扭合成强度条件为公式 (3 1222224 W 轴的抗弯截面系数，由机械设计表 1533 ； 1 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，由机械设计表 15， 1 =60； 轴的计算应力； M 轴所受的弯矩； 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 18 T 轴所受的扭矩。 代入数据进行计算，可得0，因此满足轴的弯扭合成强度条件。 承的设计计算 动轴轴承的选用 由于康复座椅主动轴需要加工完成，因此在选用主动轴轴承时就需要采用基轴制为标准。由机 械零件设计手册选用 276 动轴轴承的寿命计算 轴承寿命计算公式为： 6010 610(3C 基本额定动载荷，由机械零件设计手册查得 C = P 当量动载荷，由机械设计查得 ； 载荷系数，由机械设计表 13f = 纯径向载荷； 纯轴向载荷。 公式 中 X 和 Y 由于康复座椅的主动轴轴承来说，选取 X =1， Y =0。 5 3 0 66 ，符合设计要求。 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 19 第 4 章 根据人机工程学对座椅进行分析 复座椅的运动解剖学分析 动解剖学定位术语 (1)人体解剖学姿势：身体直立，双眼平视，手臂下垂，壮心向前，两足并拢，脚尖向前。 (2)矢状面：沿身体前后径所作的与地面垂直之切面。 (3)额状轴：横贯身体，垂直通过矢状面的轴，又叫冠状轴。 (4)屈、伸：指运动环节绕额状轴在矢状面内所进行的运动，向前运动为屈，向后运动为伸（膝关节及其以下关节相反）。 (5)回旋：运动环节绕其本身的垂直轴在水平面内进行的运动。 (6)原动肌：直接完成某动作的肌肉。 (7)向心工作：肌肉收缩克服阻力，肌力大于阻力，使运动环节朝肌肉拉力方向运动的工作。 (8)离心工作：肌肉在阻力作用下逐渐被拉长，阻力大于肌力，使运动环节朝肌肉拉力相反方向运动的工作。 (9)肌肉工作时，一端运动明显，则称为动点，另一端则称为定点。 (10)近固定：肌肉收缩时，定点在近侧端。 (11)反同：环节运动方向与外力作用方向相反。 (12)慢反：环节运动方向与外力方向相同（动作慢）。 作分析 家用康复座椅通过发动机输出的动力通过齿轮传动到主轴 1，然后通过连杆带动脚踏板和扶手运动，也可以通过齿轮传动给主轴 2，然后再通过带传动给履带轴，带动履带运动，人在上面行走，进而达到锻炼效果。座椅下的履带可以来回移动，在不用时可以收回座椅内。传动带的张紧由一个张紧轮来实现。家用康复座椅对老年人和瘫痪在床需要康复的人群起到恢复和锻炼的效果，通过上肢 下肢的锻炼对他们的腕关节、肘关节、肩关节、髋关节、膝关节、踝关节等起到了康复锻炼的效果。 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 20 开始姿势：人坐在座椅上，双手分别放在扶手上，双脚踩在踏板上，躯干与下肢垂直。 动作划分阶段： 表 4臂前伸阶段 关节 关节运动 与外力关系 原动肌 肌肉工作条件 肌肉工作性质 肘关节 伸 慢反 肱二头肌、肱肌 近固定 离心工作 肩关节 伸 慢反 胸大肌、三角肌、背阔肌 近固定 离心工作 髋关节 屈 慢反 股二头肌、臀大肌、股后肌群 近固定 离心工作 膝关节 屈 慢反 股四头肌 近固定 离心工作 踝关节 屈 反同 小腿三头肌、胫骨后肌 近固定 离心工作 表 4臂后摆阶段 关节 关节运动 与外力关系 原动肌 肌肉工作条件 肌肉工作性质 肘关节 屈 慢反 肱二头肌、肱肌 近固定 向心工作 肩关节 屈 慢反 胸大肌、三角肌、背阔肌 近固定 向心工作 膝关节 伸 慢反 股四头肌 近固定 向心工作 踝关节 伸 慢反 小腿三头肌、胫骨后肌 近固定 向心工作 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 21 表 4腿阶段 关节 关节运动 与外力关系 原动肌 肌肉工作条件 肌肉工作性质 髋关节 屈 慢反 股二头肌、臀大肌、股后肌群 近固定 离心工作 膝关节 屈 慢反 股四头肌 近固定 离心工作 踝关节 伸 慢反 小腿三头肌、胫骨后肌 近固定 离心工作 表 4腿阶段 关节 关节运动 与外力关系 原动肌 肌肉工作条件 肌肉工作性质 髋关节 伸 慢反 股二头肌、臀大肌、股后肌群 近固定 向心工作 膝关节 伸 慢反 股四头肌 近固定 向心工作 踝关节 屈 慢反 小腿三头肌、胫骨后肌 近固定 向心工作 锻炼时，每一个屈伸的动作，都能使约 90%的伸肌得到锻炼，因此它对需要进行康复者来说，实在是受益无穷。同时对锻炼背部肌肉也有明显效 果，能让脊背在体前屈和体后伸当中有更大的活动范围，使脊柱的各个关节得到锻炼。这不但能提高肌肉的弹性，也能增强其韧性。锻炼时，要注意动作的连贯性，每一个蹬伸动作不要出现停顿，一定要做到位，幅度适中，康复人群要根据自身的状况进行适当的锻炼，这样肌肉能得到充分伸展或收缩。 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 22 复座椅中生物力学特征分析 人体运动是自然界最复杂的运动，人体是一个不连续的多界面、多细胞结构、多功能的复杂神经反馈作用的，具有情感意识的复杂生物材料系统。人体运动是内外动因作用下，由神经系统协调全身各器系，并通过运动器系的活动直接完成 运动动作的，其中，人的意识又参与了运动过程的控制，使人体运动动作成为自觉的、有目的的、有意识的行为活动，通过人体神经系统的不断正、负反馈使动作达到准确精细的程度。 运动生物力学探究的事人体运动的力学规律，复杂人体运动的探究通常从两个方面着手：一是研究人体运动的内部和外部运动行为。人体的内部运动行为包括肌肉、骨骼、关节、韧带的力学特征及其对整个运动的约束，神经、体液控制的生物反馈系统对运动功能的影响及人体功能的代偿等；人体的外部运动行为主要包括人体运动的空间关系、时间关系、时空关系，运动状态及其改变。二是研究 人体内部运动行为与外部运动行为之间的因果关系。人体就其本质是一个开放的、具有自组织的、自适应的巨系统，开放就意味着人体与环境的物质和信息交流。构成这个巨系统的各个子系统的变化必然影响着整个系统的变化，但各个子系统的变化叠加并不等于整个系统最后的变化。 运动生物力学在预防损伤与功能康复领域打的作用日显突出。运动生物力学与骨伤科、矫正外科等学科的关系密切，可以通过人体环节参数、肌肉、骨骼、关节生物力学参数的测量与分析，帮助解决实际问题，为损伤预防与康复手段的选择提供理论依据，可以对一些肢体损伤或功能损失并需要康 复的特殊人的动作进行生物力学诊断和分析，以制定符合力学原理的康复锻炼手段。 复座椅中人机工程学分析 机工程学简介 人机工程学是本世纪 50年代发展起来的一门新兴学科，它由人体科学、工程技术、环境科学、安全科学和社会科学等交叉而形成。人机工程学研究人和机器及环境的相互作用，把人的因素作为产品设计的重要条件和原则，使设计出的机器操作简便、省力、安全、可靠高效、舒适。当前，人机工程学的研究和应用越来越广泛。人机工程学的研究成果对于本次设计有着非常重要的意义。沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 23 在人机这一系统中，人是核心因素，本 次的设计应符合人的生理、心理特点，在这方面的考虑失误，可能会影响运动员的健身及训练效果，甚至会影响运动员的安全、健康。 在设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数：应用人体测量学、人体力学、生理学、心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和肌能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、体重、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时相互关系和可及范围等人体结构特征参数提供人体各部分的发力范围、活动范围、动作速度、频率、重心变化以及动作时惯性等动态参数分析人的视觉、听觉、触觉、嗅觉以及肢体感觉器官的肌能特征，分析人在劳 动时的生理变化、能量消耗、疲劳程度以及对各种劳动负荷的适应能力，探讨人在工作中影响心理状态的因素，及心理因素对工作效率的影响等。 据人机工程学对康复座椅的分析 (1)人体主要尺寸：人体主要尺寸的六个项目，如表 4 4 表 4我国成年人人体主要尺寸 年龄分组 百分位数 项目 数据 男（ 1860 岁） 女（ 1855 岁） 1 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99 高 (1543 1583 1604 1678 1754 1775 1814 1449 1484 1503 1570 1
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