人机工程学案例分析.ppt

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1、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。本设计的目的：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,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,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,使用者群体分析,1 现状分析,现有资料收集、厨刀收集常见厨刀分类及用途（根据所收集的资料整理如下图所

2、示）,由于片刀是日常居家最常用的厨刀，所以，以片刀设计为例，进行人机工程的应用研究。,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。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。,详细分析(1)刀头,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。,(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

3、的刀刃作为片刀刀刃。,(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。,(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,（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,（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

4、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 是前面两者的综合，适应面较广。,（三）材料分析,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。,2)刀柄材料(1)金属刀柄

5、 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2050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

6、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。,(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 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。,(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)质量(重量)取05kg。新片刀设计效果图，尺寸图如后。,