工業(yè)生產(chǎn)過程中,站姿是最適合工作的姿勢。然而,長時間站立常常引發(fā)工人的疲勞與不適,帶來職業(yè)性肌肉骨骼疾患。美國勞動統(tǒng)計局2014年度報告顯示,WMSDs在工傷和職業(yè)性疾病中約占32%,每年都會造成數(shù)十億美元的經(jīng)濟損失,因此降低職業(yè)性肌肉骨骼疾患風(fēng)險對于職業(yè)安全和健康領(lǐng)域來說是一個國際化的挑戰(zhàn)。通過對站姿狀態(tài)下人體下肢肌肉骨骼發(fā)力與易損情況的研究,本文發(fā)現(xiàn),長時間站立會對膝關(guān)節(jié)造成較大壓力,使比目魚肌、腓腸肌、股外側(cè)肌產(chǎn)生疲勞,然而坐姿狀態(tài)下就不容易產(chǎn)生這些問題。因此本文希望能夠設(shè)計一種下肢助力穩(wěn)定器,讓用戶隨時隨地地“坐”,同時又不影響用戶的正常行動能力。本文的研究過程如下:1、通過調(diào)研明確下肢助力穩(wěn)定器設(shè)計方向:本文對人體下肢進行了解剖學(xué)和生物力學(xué)上的研究,結(jié)合設(shè)計概念的發(fā)散與相關(guān)專利調(diào)研,認為解決隨時“坐”的問題,采用機械限位的無源下肢外骨骼是最好的解決方案。當用戶穿戴穩(wěn)定器進行行走時,穩(wěn)定器不會影響用戶的正常行動能力,當用戶下蹲至一定程度后,穩(wěn)定器通過自身的限位結(jié)構(gòu)實現(xiàn)剛性連接,支撐用戶輕松保持蹲坐的姿勢。2、結(jié)合結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計對下肢助力穩(wěn)定器進行整體設(shè)計呈現(xiàn):本文的設(shè)計呈現(xiàn)從實... 

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 肌肉骨骼疾患
        1.1.2 工作姿勢與WMSDs
    1.2 課題研究的目的與意義
        1.2.1 課題研究的價值
        1.2.2 技術(shù)難點分析
    1.3 論文研究內(nèi)容
第2章 下肢行走輔助裝備研究現(xiàn)狀
    2.1 有源外骨骼機器人研究現(xiàn)狀
        2.1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        2.1.2 控制策略研究現(xiàn)狀
    2.2 無源外骨骼機器人研究現(xiàn)狀
        2.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        2.2.2 無源驅(qū)動器應(yīng)用形式
    2.3 現(xiàn)有產(chǎn)品與相關(guān)專利調(diào)研
        2.3.1 功能近似產(chǎn)品調(diào)研
        2.3.2 相關(guān)專利調(diào)研
    2.4 本章小結(jié)
第3章 下肢生物力學(xué)研究
    3.1 下肢解剖學(xué)基礎(chǔ)
        3.1.1 下肢骨
        3.1.2 下肢關(guān)節(jié)
        3.1.3 下肢肌肉
    3.2 坐立轉(zhuǎn)移過程生物力學(xué)分析
        3.2.1 OpenSim分析結(jié)果
        3.2.2 數(shù)據(jù)分析與損傷預(yù)測
    3.3 本章小結(jié)
第4章 產(chǎn)品設(shè)計初步規(guī)劃
    4.1 產(chǎn)品形態(tài)探討
        4.1.1 產(chǎn)品形態(tài)發(fā)散
        4.1.2 產(chǎn)品形態(tài)收斂
    4.2 人機工程學(xué)設(shè)計
        4.2.1 人性化尺度設(shè)計
        4.2.2 人性化交互設(shè)計
        4.2.3 人性化外觀設(shè)計
    4.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)選擇
        4.3.1 角度限制——可調(diào)卡盤
        4.3.2 距離限制——氣缸
    4.4 力學(xué)可行性分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 半蹲姿助力穩(wěn)定器產(chǎn)品設(shè)計
    5.1 功能型結(jié)構(gòu)框架構(gòu)建
        5.1.1 助力穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)框架設(shè)計
        5.1.2 結(jié)構(gòu)框架有限元分析
    5.2 產(chǎn)品設(shè)計方案規(guī)劃
        5.2.1 產(chǎn)品設(shè)計意向圖
        5.2.2 產(chǎn)品設(shè)計草圖表現(xiàn)
    5.3 產(chǎn)品設(shè)計效果呈現(xiàn)
        5.3.1 整體產(chǎn)品效果
        5.3.2 裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計
        5.3.3 產(chǎn)品LOGO設(shè)計
    5.4 產(chǎn)品原型打樣
    5.5 本章小結(jié)
第6章 半蹲姿助力穩(wěn)定器設(shè)計驗證
    6.1 產(chǎn)品驗證
        6.1.1 穿戴前試用實驗
        6.1.2 穿戴后試用實驗
    6.2 人機驗證
        6.2.1 易用性驗證
        6.2.2 舒適性驗證
        6.2.3 適應(yīng)性驗證
    6.3 功效驗證
        6.3.1 肌電實驗驗證
        6.3.2 肌肉疲勞度數(shù)據(jù)分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 設(shè)計衍生思考
    7.1 設(shè)計與安全感探討
        7.1.1 蹲坐運動軌跡分析
        7.1.2 設(shè)計優(yōu)化方向探討
    7.2 設(shè)計與環(huán)境探討
    7.3 設(shè)計與衍生性探討
        7.3.1 助力契機挖掘
        7.3.2 設(shè)計優(yōu)化方向
    7.4 本章小結(jié)
第8章 產(chǎn)品評價與展望
    8.1 課題意義
        8.1.1 實際意義
        8.1.2 創(chuàng)新點
    8.2 設(shè)計優(yōu)化方向
    8.3 應(yīng)用前景
    8.4 本章小結(jié)
參考文獻
附件
    下肢助力穩(wěn)定器人機驗證實驗問卷
    下肢助力穩(wěn)定器實驗相關(guān)定義
攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]職業(yè)性肌肉骨骼疾患危險因素量化分析方法[J]. 吳磊,王帥,廖浩然,吳清明,朱長才,郭振中.  中華勞動衛(wèi)生職業(yè)病雜志. 2018 (04)
[3]人體下肢行走運動特征及肌肉肌腱參數(shù)研究[J]. 秦戈郁,秦現(xiàn)生,張順琦,白晶,王戰(zhàn)璽.  載人航天. 2017(06)
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[9]基于人性化設(shè)計理念的醫(yī)療器械設(shè)計研究[J]. 袁和法.  機械設(shè)計. 2013(12)
[10]服裝舒適性主觀評價及主客觀指標間的相關(guān)性研究[J]. 劉麗英,劉林.  青島大學(xué)學(xué)報(工程技術(shù)版). 2013(03)

博士論文
[1]新疆護理人員職業(yè)性肌肉骨骼疾患現(xiàn)狀與干預(yù)的研究[D]. 顏萍.新疆醫(yī)科大學(xué) 2017
[2]柔性穿戴式搬運輔助裝備人機工程設(shè)計與評價研究[D]. 高增桂.浙江大學(xué) 2016

碩士論文
[1]汽車裝配工人局部肌肉骨骼損傷及表面肌電特征研究[D]. 王會寧.中國疾病預(yù)防控制中心 2012
[2]日常用品的易用性研究[D]. 劉彬.福建師范大學(xué) 2008



本文編號：3703815