菜刀的安全人机设计.doc

课 程 设 计课 程 安全人机工程学 题 目 基于安全人机工程的菜刀分析 院 系 安全与环境工程系 专业班级 安全工程（本科）0901班 学生姓名 武靖轩 学号 09601240118 指导教师 刘爱群 廖可兵 完成时间 2011.6.6 19 菜刀的人机课程设计安全工程专业安本0901班 武靖轩【摘要】随着社会生活发展和科技的进步，人类越来越重视从事各项活动的环境和条件的安全健康、舒适愉快。菜刀是人们日常生活中不可缺少的厨房工具，它的安全易用，它的设计对人们的生活有着重大的影响。本文即是通过对当今各类菜刀的调查研究，运用安全人机工程学的原理到菜刀设计的工作中来，并对其中不合理的部分提出问题，加以改进设计，使之最终实现以人为本的人性化设计思想，达到最佳的人机匹配，为厨师们提供一个人性化的厨房用具。【关键字】：菜刀;安全人机工程学;分析评价;改进设计【Abstract】With the development of social life and technological advances, more and more attention in the activities of the human environment and conditions of safety and health, comfortable and enjoyable. Daily life in the kitchen knife is an indispensable kitchen tool, its safe to use, it is designed for peoples lives has a significant impact. This article is all kinds of kitchen knife through the research of today, the use of safety knives ergonomic design principles to work in the past, and some of the unreasonable questions, to improve the design, so that ultimately the people-oriented human Design thinking, to achieve the best human match for the chef to provide a user-friendly kitchen appliances.【Key words】: Kitchen knife; Safe person the machine engineering learns; Analysis evaluation; Improvement design目 录1 前言12 厨刀种类13 菜刀人机分析23.1 功能分析23.1.1 刀头23.1.2 刀刃33.1.3 刀背33.1.4 刀柄43.2 使用者群体分析53.3 手的动作特性73.3.1 常见持握方式73.3.2 操作方式93.3.3 手的施力特性103.3 刀具重心分析113.4 刀具手柄材料124 改进建议125 结束语15参考文献15 14湖南工学院安全人机课程设计1 前言在任何一个人类活动场所，总是包括人和机两大部分。创造一个适合人类生存和发展的优美舒适的生活、生存环境是人类社会进步的标志之一。菜刀是日常做饭必不可少的用具，家家户户都有它的存在，因为它的广泛应用和安全对人体影响很大。本文从使用便捷和安全的角度出发，从活动者的生理、生物力学的需要与可能等诸因素，在实现一定效率的同时，最大限度的保障人的安全健康与舒适愉快。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。2 厨刀种类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。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。常见厨刀分类及用途（根据所收集的资料整理如下图所示）3 菜刀人机分析 3.1 功能分析3.1.1 刀头详细分析：因为半弧形刀头切削灵活，适用范围较广，所以，可选用这种形式的刀头作为片刀刀头。3.1.2 刀刃：其中，弧线后部凸起结构使用灵活、省力，受力状态合理。因此，可选用这种形式的刀刃作为片刀刀刃。3.1.3 刀背一般来说，应尽量少采用这类附加功能，因为在利用刀背操作时，另一侧的刀刃很容易引起误伤。3.1.4 刀柄与矩形、圆形刀柄相比，椭圆形刀柄持握稳定，也较舒适，因此，可选用这种形式的刀柄作为片刀刀柄3.2 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2050岁的年龄段，应同时适合男性和女性使用尺寸计测3.3 手的动作特性3.3.1 常见持握方式竖握方式(两种)和横握方式(一种)3.3.2 操作方式基本操作分析：切、剁、砍、割、片(削)、镦3.3.3 手的施力特性刀柄刀刃的倾角 资料：工具的把手与工作部分成10左右角时，效果较好。3.3 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)重心在刀身中部是前面两者的综合，适应面较广。3.4 刀具手柄材料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。4 改进建议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。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。刀身形状刀刃呈弧形设计，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。刀头最前端的刀尖便于进行戳、挑、刺等操作。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。改进片刀设计效果图，尺寸图如后。 5 结束语在新的世纪里，我们迎接新的方式来感知世界，人们越来越多的在追求一种新的生存环境和生存空间，毫无疑问，未来的人性化设计具有更加全面立体的内涵，它超越我们过去所局限的人与物的关系的认识，向时间，空间，生理感官和心理方向发展。人性化的设计是最实在，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐的结合，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心。通过从安全人机工程学角度对厨刀进行人机工程分析及设计改进，将自己所学的理论知识联系到实际的运用中来，丰富了自己的知识面，也锻炼了自己的实际动手能力。设计过程中，由于本人知识水平有限，不可能对所有涉及的内容全部掌握