基于數(shù)字人手模型虛擬評(píng)價(jià)技術(shù)的按摩器可用性設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2020-12-23 13:17
經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展給人們生活帶來(lái)了日新月異的變化,健康在人們中所占的比重也越來(lái)越大。每當(dāng)我們患病時(shí),醫(yī)療器械所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧屯伙@出來(lái)了。本文將通過(guò)人手指、手掌、手腕和手臂組合運(yùn)用來(lái)實(shí)現(xiàn)操作的醫(yī)療器械歸為手持醫(yī)療器械。目前的手持類(lèi)醫(yī)療器械由于追求利潤(rùn)和成本,在功能得到滿(mǎn)足的同時(shí),往往缺乏人機(jī)工程學(xué)方面的設(shè)計(jì)。如何為用戶(hù)提供安全、易懂、好操作的器械,是醫(yī)療器械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題,即醫(yī)療器械的可用性。本文基于數(shù)字人體模型技術(shù)提出了一種對(duì)頸椎按摩器進(jìn)行可用性評(píng)價(jià)的虛擬評(píng)價(jià)方法。研究中,首先對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有的頸部按摩器進(jìn)行了調(diào)研,深入了解了用戶(hù)的生理、心理特征和現(xiàn)有設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題。然后利用逆向工程技術(shù),通過(guò)三維數(shù)字掃描的方法建立了人手?jǐn)?shù)字模型和產(chǎn)品模型。在此基礎(chǔ)上用有限元軟件對(duì)人手持握產(chǎn)品進(jìn)行了應(yīng)力分析,充分說(shuō)明了頸部按摩器設(shè)計(jì)中存在的可用性問(wèn)題。進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了改良設(shè)計(jì),并對(duì)設(shè)計(jì)出的頸部按摩器進(jìn)行了又一次的有限元分析,驗(yàn)證了其設(shè)計(jì)的可行性和科學(xué)性。本文為年青一代的低頭族預(yù)防和治療頸椎病提供了良好的途徑,也為今后相關(guān)的可用性評(píng)價(jià)研究提供了理論和技術(shù)的支撐。
【文章來(lái)源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 課題研究的社會(huì)背景
1.1.2 手持醫(yī)療器械現(xiàn)狀
1.1.3 年輕人頸部按摩的重要性
1.1.4 頸部按摩器的使用價(jià)值
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 可用性評(píng)價(jià)方法研究現(xiàn)狀
1.2.2 數(shù)字人體研究現(xiàn)狀
1.2.3 醫(yī)療器械研究現(xiàn)狀
1.3 研究目的與意義
1.4 研究?jī)?nèi)容與方法
1.5 本章小結(jié)
第二章 頸部按摩器產(chǎn)品分析
2.1 頸部按摩器產(chǎn)品的定義
2.2 頸部按摩器的現(xiàn)狀與發(fā)展
2.2.1 市場(chǎng)上現(xiàn)有頸部按摩器種類(lèi)
2.2.2 頸部按摩器發(fā)展趨勢(shì)
2.2.3 現(xiàn)有頸部按摩器存在的問(wèn)題
2.3 頸部按摩器產(chǎn)品的特殊性
2.3.1 頸部按摩器產(chǎn)品使用者特殊性
2.3.2 頸部按摩器產(chǎn)品使用環(huán)境特殊性
2.4 本章小結(jié)
第三章 人手及頸部因素分析與研究
3.1 手的解剖學(xué)特征
3.1.1 手骨
3.1.2 手部肌肉群
3.2 手持產(chǎn)品的分類(lèi)及其設(shè)計(jì)原則
3.2.1 著力抓握產(chǎn)品
3.2.2 精確抓握產(chǎn)品
3.3 頸部的解剖學(xué)特征
3.3.1 椎骨
3.3.2 頸部肌肉
3.3.3 頸椎的活動(dòng)范圍
3.4 頸部按摩的基本原理研究
3.4.1 中國(guó)按摩的發(fā)展史
3.4.2 頸部經(jīng)絡(luò)穴位研究
3.5 本章小結(jié)
第四章 按摩器手柄抓握受力分析
4.1 技術(shù)原理介紹
4.1.1 逆向工程技術(shù)(Reverse Engineering)
4.1.2 有限元法(finite element method)
4.2 按摩器手柄的抓握分析
4.2.1 實(shí)驗(yàn)條件
4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.2.4 結(jié)果分析
4.3 按摩器手柄的可用性量化評(píng)價(jià)
4.3.1 人手石膏模型的制作
4.3.2 數(shù)字人手和按摩器點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取
4.3.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理與模型重構(gòu)
4.3.4 基于有限元法的可用性評(píng)價(jià)
4.4 本章小結(jié)
第五章 頸部按摩器產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析
5.1 頸部按摩器設(shè)計(jì)定位
5.2 頸部按摩器可用性設(shè)計(jì)策略
5.2.1 可用性設(shè)計(jì)原則
5.2.2 可用性設(shè)計(jì)要素
5.3 頸部按摩器方案設(shè)計(jì)
5.3.1 前期設(shè)計(jì)方案
5.3.2 最終方案確認(rèn)
5.3.3 產(chǎn)品尺寸
5.3.4 改良后產(chǎn)品可用性評(píng)價(jià)
5.4 頸部按摩器的實(shí)施與分析
5.4.1 按摩器的工作原理
5.4.2 按摩器的配色選擇
5.4.3 按摩器的材料選擇
5.5 本章小結(jié)
第六章 討論與結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于人機(jī)工程學(xué)的人性化醫(yī)療器械設(shè)計(jì)[J]. 吳新林. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2014(12)
[2]基于人機(jī)工程學(xué)的手持設(shè)備造型設(shè)計(jì)研究[J]. 薛艷敏,白蕊. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2013(09)
[3]腹腔鏡手術(shù)器械手柄人因工程設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)[J]. 劉斌,宋成利,王殊軼,王秉操. 工業(yè)工程與管理. 2013(03)
[4]基于模糊層次分析法的產(chǎn)品可用性評(píng)價(jià)方法[J]. 李永鋒,朱麗萍. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(14)
[5]手持產(chǎn)品的人體工學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 王雁,劉蘇. 人類(lèi)工效學(xué). 2011(02)
[6]基于視線(xiàn)追蹤,產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念可用性評(píng)價(jià)方法[J]. 王秋惠,楊?lèi)?ài)慧,任成元. 人類(lèi)工效學(xué). 2011(01)
[7]數(shù)字人體研究及其應(yīng)用[J]. 呂婷. 中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù). 2010(48)
[8]淺析我國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[J]. 何灼華,富強(qiáng),李楊玲. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2010(07)
[9]淺述基于認(rèn)知和人機(jī)工程心理學(xué)的醫(yī)療器械設(shè)計(jì)[J]. 諶譽(yù). 科技信息. 2009(20)
[10]中國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 喬麗華,王恕立. 當(dāng)代經(jīng)濟(jì). 2009(01)
博士論文
[1]中國(guó)古代推拿按摩史研究[D]. 王先濱.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué) 2009
碩士論文
[1]手持類(lèi)醫(yī)療器械設(shè)計(jì)研究[D]. 王勐.昆明理工大學(xué) 2013
本文編號(hào):2933783
【文章來(lái)源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 課題研究的社會(huì)背景
1.1.2 手持醫(yī)療器械現(xiàn)狀
1.1.3 年輕人頸部按摩的重要性
1.1.4 頸部按摩器的使用價(jià)值
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 可用性評(píng)價(jià)方法研究現(xiàn)狀
1.2.2 數(shù)字人體研究現(xiàn)狀
1.2.3 醫(yī)療器械研究現(xiàn)狀
1.3 研究目的與意義
1.4 研究?jī)?nèi)容與方法
1.5 本章小結(jié)
第二章 頸部按摩器產(chǎn)品分析
2.1 頸部按摩器產(chǎn)品的定義
2.2 頸部按摩器的現(xiàn)狀與發(fā)展
2.2.1 市場(chǎng)上現(xiàn)有頸部按摩器種類(lèi)
2.2.2 頸部按摩器發(fā)展趨勢(shì)
2.2.3 現(xiàn)有頸部按摩器存在的問(wèn)題
2.3 頸部按摩器產(chǎn)品的特殊性
2.3.1 頸部按摩器產(chǎn)品使用者特殊性
2.3.2 頸部按摩器產(chǎn)品使用環(huán)境特殊性
2.4 本章小結(jié)
第三章 人手及頸部因素分析與研究
3.1 手的解剖學(xué)特征
3.1.1 手骨
3.1.2 手部肌肉群
3.2 手持產(chǎn)品的分類(lèi)及其設(shè)計(jì)原則
3.2.1 著力抓握產(chǎn)品
3.2.2 精確抓握產(chǎn)品
3.3 頸部的解剖學(xué)特征
3.3.1 椎骨
3.3.2 頸部肌肉
3.3.3 頸椎的活動(dòng)范圍
3.4 頸部按摩的基本原理研究
3.4.1 中國(guó)按摩的發(fā)展史
3.4.2 頸部經(jīng)絡(luò)穴位研究
3.5 本章小結(jié)
第四章 按摩器手柄抓握受力分析
4.1 技術(shù)原理介紹
4.1.1 逆向工程技術(shù)(Reverse Engineering)
4.1.2 有限元法(finite element method)
4.2 按摩器手柄的抓握分析
4.2.1 實(shí)驗(yàn)條件
4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.2.4 結(jié)果分析
4.3 按摩器手柄的可用性量化評(píng)價(jià)
4.3.1 人手石膏模型的制作
4.3.2 數(shù)字人手和按摩器點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取
4.3.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理與模型重構(gòu)
4.3.4 基于有限元法的可用性評(píng)價(jià)
4.4 本章小結(jié)
第五章 頸部按摩器產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析
5.1 頸部按摩器設(shè)計(jì)定位
5.2 頸部按摩器可用性設(shè)計(jì)策略
5.2.1 可用性設(shè)計(jì)原則
5.2.2 可用性設(shè)計(jì)要素
5.3 頸部按摩器方案設(shè)計(jì)
5.3.1 前期設(shè)計(jì)方案
5.3.2 最終方案確認(rèn)
5.3.3 產(chǎn)品尺寸
5.3.4 改良后產(chǎn)品可用性評(píng)價(jià)
5.4 頸部按摩器的實(shí)施與分析
5.4.1 按摩器的工作原理
5.4.2 按摩器的配色選擇
5.4.3 按摩器的材料選擇
5.5 本章小結(jié)
第六章 討論與結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于人機(jī)工程學(xué)的人性化醫(yī)療器械設(shè)計(jì)[J]. 吳新林. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2014(12)
[2]基于人機(jī)工程學(xué)的手持設(shè)備造型設(shè)計(jì)研究[J]. 薛艷敏,白蕊. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2013(09)
[3]腹腔鏡手術(shù)器械手柄人因工程設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)[J]. 劉斌,宋成利,王殊軼,王秉操. 工業(yè)工程與管理. 2013(03)
[4]基于模糊層次分析法的產(chǎn)品可用性評(píng)價(jià)方法[J]. 李永鋒,朱麗萍. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(14)
[5]手持產(chǎn)品的人體工學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 王雁,劉蘇. 人類(lèi)工效學(xué). 2011(02)
[6]基于視線(xiàn)追蹤,產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念可用性評(píng)價(jià)方法[J]. 王秋惠,楊?lèi)?ài)慧,任成元. 人類(lèi)工效學(xué). 2011(01)
[7]數(shù)字人體研究及其應(yīng)用[J]. 呂婷. 中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù). 2010(48)
[8]淺析我國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[J]. 何灼華,富強(qiáng),李楊玲. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2010(07)
[9]淺述基于認(rèn)知和人機(jī)工程心理學(xué)的醫(yī)療器械設(shè)計(jì)[J]. 諶譽(yù). 科技信息. 2009(20)
[10]中國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 喬麗華,王恕立. 當(dāng)代經(jīng)濟(jì). 2009(01)
博士論文
[1]中國(guó)古代推拿按摩史研究[D]. 王先濱.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué) 2009
碩士論文
[1]手持類(lèi)醫(yī)療器械設(shè)計(jì)研究[D]. 王勐.昆明理工大學(xué) 2013
本文編號(hào):2933783
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