人机工程学-操纵装置设计.ppt

1、第5章，机械手设计，第3节，机械手设计中的人机工程学原理，肌肉运动特性，收缩和放松，操作中的人体动作类型，1。定位动作，即人体向所需目标移动并与目标一致的动作。2.重复动作，不断重复相同的动作，3。持续的行动，持续的控制。4。连续动作，各种基本动作都是按一定的顺序进行的。5。静态调整动作，在一定时间内，保持人体各部分处于特定位置的动作，视觉定位动作，盲目定位动作，控制机械手的人的动作特征，肌肉部分的受力和各种动作特征，a .反应时间与移动距离无关(4)，第一次动作的时间随着距离的增加而迅速增加，第二次随着距离的增加而缓慢增加；右手从左到右的运动时间最短；伸出手比弯曲手肘更快。人体每个部位移动一

2、次的最小平均时间(单位s)，1。视觉定位运动特征，布朗实验证明：运动距离与运动时间的关系，2 .盲定位运动特性，盲定位运动距离目标位置的距离(单位厘米)，1)左右定位时，盲定位的精度随着角度的增加而逐渐降低；2)右定位精度略高于左定位精度；3)低位定位精度略高于中位(肩高)和高位定位精度；4)顶部定位精度最差。2。重复动作的特点，如：人们用小锤子敲钉子：13次/秒(最快)1.5次/秒(平均)，1。不应超过人们的努力限度。人的操作力随着使用位置、空间位置和使用时间的不同而不同，最大操作力随着使用时间的延长而减小。一般不使用最大控制力，但控制力不应过小，如果过小，控制精度难以控制；4.在不同的用力

3、条件下，使用一半的最大肌肉力量和1/4的最大收缩速度，能量利用率最高，长时间工作后没有疲劳；为了长时间保持必要的静态力而不疲劳，最好将其保持在人体最大肌肉力量的15%-25%。平滑旋转控制器的最大力、特征编码和识别、形状编码、机械手的形状及其功能应逻辑相关以便于记忆；应该能够在不同的视觉或戴手套的情况下，也可以通过单独触摸来区分。360度，360度，方向，这样每个机械手都有自己的特征和代码，这样操作员可以快速识别而不会混淆。选择的原则受人们习惯因素的影响很大重合和运动重合，机械手和显示器的运动方向应符合人们的习惯公式。如顺时针旋转或自下而上，人们自然会认为它是增加的方向。操作和显示的一致性是影

4、响人机系统运行效率和可靠性的重要因素。对于操纵与显示重合的设计，我们应该遵循以下原则：1200个实验，操纵器与显示空间的重合性好：减少误差数量；缩短操作时间；提高操作质量。机械手编码尽可能与显示编码一致，匹配机械手显示编码和排列的目的主要是为了降低信息处理的复杂度，从而提高工作效率。最好的编码方法之一是控制按钮本身有一个灯光信号，哪个按钮被按下，哪个按钮的灯就会亮。低灵敏度的机械手意味着其操纵位移大，但显示器的移动小；高灵敏度机械手位移小，但显示大。光圈值高，表明操作显示系统灵敏度低，光圈值低，灵敏度高。最佳CD比的选择通常是通过实验得到的，但没有理想的计算公式。旋钮的最佳传动比为0.20.8

5、，操纵杆的最佳传动比为2.54.0。第四节设计了机械手控制台的布局，上臂与前臂形成90度角，便于推拉；无手柄手轮的旋转平面与前臂成1060度角；通过前臂的运动而旋转的滑轮手轮的旋转平面与前臂形成1090度的角度；带手柄的手轮，其直臂随手腕运动而旋转，其旋转平面与前臂成1045度角；1.控制台的形式、设计和操作面使操作者具有良好的手眼协调性。显示面板类型。对于大型控制室，设计为显式控制分体式。控制台上方干涉点的高度。对于分离控制台，请注意显式面板的盲点。也就是说，有必要计算干涉点：的高度，h=，2。设计点、控制器和显示器的布局必须位于操作员的正常工作空间内，并且操作员可以，1。观察必要的显示，2

6、。操作所有控制器，3。舒适的工作姿势，坐矮桌控制台，坐高桌控制台，坐站两用控制台，站立控制台，3。通用控制台设计。控制面板斜角200必须考虑两种操作姿势的舒适性和便利性；当坐在坐姿时，控制台下面应该有一个脚踏板；高度可调的座椅；根据站立姿势的要求设计，控制台下方不应有脚踏板。倾斜100后，操作员被放置在主显示器下方35大倾角的面板上；应分为一级和二级布局，标准控制台的尺寸，电子办公桌的人体尺寸，以及工作特点：长时间面对显示屏。设计要求：应符合人体各部位的尺寸，避免工人肌肉、颈部、背部、腕关节疼痛等疾病。航天器控制室、高显示控制台、高速公路控制台、电子办公桌的设计以及电子办公桌的可调节设计，在根

7、据人体平均尺寸进行设计时，必须给出一个可调节的尺寸范围。调节方式：高度、水平和倾斜度，电子办公桌组合设计，单元系列，拆装方便，变化灵活。组合形式：演播室、监控中心、宽动力系统控制室(站)、生产机房、高速公路总监控室、交警指挥中心、公安局指挥中心、其他组合控制室(站)、旋钮、单手操作控制器，可做多圈移动、旋转和小于360的定位旋转，类型：五、可自由连续旋转，适合多圈操作。根据不同的用途，手轮和曲柄的尺寸有很大的不同，操作速度与它们的位置密切相关。摇杆、手动手柄和旋转控制器由于其不同的功能、形状和尺寸而具有不同的操作力，但是每个特定的控制器都有其自己合适的力。人们的扭矩与他们的身体位置和姿势有很大

8、关系。不同直径的旋转控制器、手轮和曲柄的受力特性、适用力适合扭矩，旋转控制器的外观由其功能决定。在这个前提下，它是简单的，美丽的，设计的形状和位置。旋转控制器的大小应根据手指和手的不同部位来确定。曲柄的位置和安装高度，强力，新曲柄的形状和尺寸，汽车空调控制器，汽车空调控制器，大手指拨号盘控制器，移动操作装置，手柄，舒适的手柄，防止手柄形状粘在手的握持部分，特别是不粘在手掌上，施力方便根据手的握持情况和力度选择手柄握持部分的直径和长度，不打滑，同时必须控制其动作。当操作力较大，空间位置较远时，只能增加杠杆的长度，手柄适合施力，握持舒适，施力方便，不滑动，同时控制其动作。形状设计，防止手柄粘到握持

9、部，尤其是不粘到手掌部。手柄，手掌部分有最少的肌肉；指骨间肌和在确定手柄的尺寸时，手柄的直径和长度主要是根据手的握持状态和力度来选择的，如下表所示：操纵杆的长度与操作频率密切相关操纵杆越长，操作频率越低，握持手柄的直径和厚度以及扁平手柄的厚度不宜过小，否则会造成肌肉过度紧张，增加疲劳。为了节省手的运动、空间和复杂的操作，可以使用复合多功能机械手。工作行程和操作力：操纵杆的长度与操作频率有关：形状设计，操纵杆手柄的大小，操纵杆，复合多功能机械手：带有各种常用开关。为了减少手的移动，节省空间，降低操作的复杂性，操作手柄的设计(以手动榨汁机设计为例)，1。结构草图，2。泡沫模型，3。木制模型，不同强

10、度的测试手柄，4张图纸，5个。完整的结构和造型设计，用较少的力一般只有10-20n，受力特点、形状设计，其大小和形状应根据手指的大小和指尖弧形的形状来设计，操作舒适，以凹陷为主要优点。按钮形式，按钮式机械手，停止和断电红色；启动，绿色电源；(它也可以是白色、灰色或黑色)。盲击手分为右手和左手。目前常用的推式机械手、各种按钮、液膜按钮、汽车空调控制器、人体工程学推式机械手、掌上仿形、按钮仿拇指形、骨骼、动脉、神经、韧带和肌腱。手指通过腕管的腱由前臂的伸肌和屈肌控制；腕骨与手臂的尺骨和桡骨相连。控制：手持工具设计。专注于抓握：抓握轴几乎垂直于前臂。微微弯曲的手指与手掌形成一个握柄。该力平行于前臂(

11、锯)，并且该力与前臂形成一个夹角(锤击和扭转)，前臂被手指和拇指的屈肌准确地抓住并夹紧。一般用于受控工作(刀具、书写工具)，动作不应同时具有力和控制两种属性，这会加速疲劳和降低效率。甚至可能发生各种上肢职业病。一般原则，解剖学原则，避免静态肌肉负荷：例如，上臂必须抬起或长时间抓住；在水平面上长时间使用直杆工具。保持手腕伸直状态：手腕伸直时，中间腕关节处于放松状态，但当手腕屈掌、背屈或尺骨偏斜时，会引起手腕酸痛、握力下降等不适。以避免手掌组织受到压杆工具的作用。女性：6080毫米，男性：7090毫米，采用虎口手柄设计，用力避免压迫手掌组织，阻碍尺动脉血液循环，造成局部缺血，造成麻木和刺痛。避免重复手指运动：用食指反复操作触发手指控制器会导致触发手指症状。注意手柄的设计，园艺剪刀，直径，取决于使用的工具和手的大小：强抓地力：30-40毫米，精确抓地力：8-16毫米，手