發(fā)布時(shí)間：2020-10-11 16:45

　　 在角磨機(jī)的操作過(guò)程中,手柄是一個(gè)重要的人機(jī)交互界面,其造型直接影響使用者持握的舒適性。目前傳統(tǒng)小型角磨機(jī)存在造型單一、人機(jī)適應(yīng)性差等缺陷,長(zhǎng)期使用設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)氖直菀滓鹗植科?形成積累性傷害并降低工作效率,因此本文從手部生理特性及持握方式的角度出發(fā),提出了一種小型角磨機(jī)手柄造型的優(yōu)化方案,對(duì)提高角磨機(jī)手柄的持握舒適性具有重要意義。本文在研究人體手部生理解剖特征和手部持握姿勢(shì)的基礎(chǔ)上,首先得出手部運(yùn)動(dòng)的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律,歸納手部持握姿勢(shì)的特點(diǎn)及手部壓力的劃分區(qū)域,總結(jié)出持握式工具的設(shè)計(jì)原則,以此作為角磨機(jī)手柄優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要理論依據(jù)。其次,本文歸納了角磨機(jī)的三種手柄造型和持握方式,并確定以小型670W角磨機(jī)為研究樣本,根據(jù)角磨機(jī)的持握方式對(duì)手部受力情況進(jìn)行分析:通過(guò)手柄模型加壓實(shí)驗(yàn),明確手部與手柄接觸力較大的1 1個(gè)目標(biāo)點(diǎn);通過(guò)持握樣本角磨機(jī),運(yùn)用壓力測(cè)量系統(tǒng)得出接觸力較大區(qū)域點(diǎn)的壓力和壓強(qiáng)數(shù)值,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合手持三維激光掃描儀與NURBS建模法獲得手柄和人體手部三維立體模型,利用有限元軟件分析了手部應(yīng)力和應(yīng)變的分布情況以及手柄造型對(duì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的影響,進(jìn)而總結(jié)出手柄的優(yōu)化原則,為角磨機(jī)手柄造型的設(shè)計(jì)研究提供了依據(jù)。最后,本文結(jié)合頭腦風(fēng)暴法提出了手柄造型的優(yōu)化方案,利用3D打印技術(shù)將其打印出實(shí)體模型并配重,運(yùn)用相同的實(shí)驗(yàn)與仿真分析手段對(duì)優(yōu)化后的手部與手柄模型進(jìn)行了分析。結(jié)果證明持握優(yōu)化后的手柄手部壓力峰值減小,超過(guò)壓力紅線(xiàn)的壓力集中點(diǎn)減少,應(yīng)力、應(yīng)變分布更加均勻,一定程度上提高了手部持握的舒適性,同時(shí)驗(yàn)證了本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程的可行性,為手柄造型的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的理論參考。
【學(xué)位單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TH122
【部分圖文】：

：盡量使手腕處于中性位置，即直線(xiàn)狀態(tài)；??施力的數(shù)量和持續(xù)的時(shí)間。??大學(xué)者Ｅｍａｎｕｅｌ?Ｒｏｙ?Ｂｉｒｔ設(shè)計(jì)了一款牙醫(yī)工具輕手部疲勞，拇指與食指的持握處，造型貼定了手柄功效學(xué)的研宄基礎(chǔ)［６］。??Ｒｏｋ?Ｃｈａｎｇ等人針對(duì)不同材質(zhì)的園林工具，通肉活動(dòng)與主觀評(píng)價(jià)，得出在抓握時(shí)中空玻璃璃纖維手柄更加舒適［７］。??ａｒＢｊｏｒｉｎｇ、Ｌｅｎａ?Ｊｏｈａｎｓｓｏｎ?和?ＧｏｒａｎＭ．Ｈａｇｇ?研表面壓力的影響。使用壓力測(cè)量器來(lái)測(cè)量分１－１所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為拇指和食指為壓力最高

圖１－２基本流程簡(jiǎn)圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｂａｓｉｃ?ｆｌｏｗ?ｄｉａｇｒａｍ??本章小結(jié)??本章通過(guò)對(duì)角磨機(jī)適用范圍廣泛性以及角磨機(jī)手柄舒適度的重要性?xún)蓚�(gè)論述提出了課題的研宄背景；通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的閱讀以及市場(chǎng)調(diào)研結(jié)角磨機(jī)手柄的研宄趨勢(shì)以及現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問(wèn)題：造型單一、色彩與功的認(rèn)知性不足、材質(zhì)單一等，從手柄的舒適度、人機(jī)工程學(xué)的完善、提競(jìng)爭(zhēng)力以及促進(jìn)電動(dòng)工具的良性發(fā)展三方面闡述了研宄的目的及意義；礎(chǔ)之上，提出了本文的主要研宄構(gòu)思，為后續(xù)研宄做準(zhǔn)備。??８??

表面積約增加１／４，能夠適應(yīng)手部的抓握功能［２３］。??手部肌肉是手部運(yùn)動(dòng)與感知的重要組織，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強(qiáng)大。手部肌??肉可分為大魚(yú)際肌、小魚(yú)際肌、中間群肌、指球肌等，如圖２－１所示【２４）。其中??肌肉最豐富的是大魚(yú)際肌、小魚(yú)際肌和指球肌，掌心肌肉分布較少。??指球肌??／？？?？?碰貨——ａ?＼?ａ??？．?｛?＜?卿肌?中指竹?１?＾?々??指?jìng)?cè)肌?Ｉ?ｙ?，…，?＾?＾１?＾３?＼??麗：、省??ｉｉｆ?－—??圖２－１手部肌肉示意圖?圖２－２手部骨骼結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｈａｎｄ?ｍｕｓｃｌｅｓ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?Ｆｉｇ．?２－２?Ｈａｎｄ?ｂｏｎｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??手骨主要有腕骨、掌骨、和指骨三大部分組成［２５１，手部骨骼見(jiàn)圖２－２，其中，??掌骨與指骨的連接部分是掌指關(guān)節(jié)（ＭＣＰ），指骨與指骨之間的連接部分稱(chēng)為??９??
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