铁锤人机工程学分析及改进.pptVIP

拔钉锤 关于拔钉锤的改进，主要的设计要点如下： （1）如何使拔钉锤在钉钉子和起钉子都省力；（锤子的手柄长度） （2）如何使拔钉锤的手柄握起来舒服（根据人机数据分析，改良手柄的造型）； （3）拔钉锤头部的羊角的倾斜度（怎么减少手操作的运动幅度） （4）当锤子的重量一定时，拔钉锤的手柄长度为多少才最省力；（手柄长度，即力臂的大小） 拔钉锤三视图 羊角锤国家标准一览表 结合手部尺寸来分析锤子改进设计 据分析，锤子的手柄尺寸要根据第95百分位男性和第五百分位女性的手部尺寸来设计 拔钉锤主要测量数据与手部人机操作数据对比 如何使钉锤用起来省力 方案一：加长整个手柄的长度（加长动力臂DA） 设计要点一 注意要点：手柄加长后，由于钉锤的头部重量最重，所以手柄不能太长，太长的话，在钉钉子时要拿起钉锤就会出现重心不稳，所以要控制加长的范围 改进后的变化：加长手臂后，重心就往右移动，根据锤子头部的重量，手柄加长8mm，此时锤子恰好能自己达到平衡，那么在使用时就会较省力，就像挑扁担，哪一头重，走路都不容易平衡。 如何使钉锤每次钉钉子方向准确无误 设计要点三  根据实际操作的推测：钉钉子时往往是由于在敲击过程中，手柄滑动，脱离手心导致的。 解决方法：根据人机工程学分析，让手柄的形体最符合手握住时的动态姿势。手柄不宜过长，根据前面手部尺寸的平均手掌宽62mm,再加上大拇指按压工具的部分，大约20mm左右，所以我把手柄的手握部分的长度由98mm,改为88mm,同时，如右图所示： 注意要点：倾角不能太大，太大，拔钉子时会使手运动的幅度较大，当让也不能太小，太小，阻力臂会增大，就不能达到省力的目的。 改进后的变化：改进后一举两得，既能省力又使手部运动幅度变小，并且根据分析，图中的倾角为45°时，既能省力又不会使手臂运动幅度过大。 综合上述改良的所有方案，我的改良设计如下图所示： 改良后的拔钉锤三视图： * * * 这是一把普通的拔钉锤（全称为铜管柄羊角拔钉锤），拔钉锤是一种很常见的五金产品,该钉锤的头部采用中碳钢低碳钢，手柄分为两部分，中间部位的连接杆是空心铜管制成的，手握区采用了合成橡胶。它除了用于矫正或制作一些小型的零件，最主要的用途就是能够用来拔钉子。 手握部分 头部 连接杆 数据对比 锤子尺寸及质量 国家标准(质量为0.25kg的羊角锤） 手柄长 200mm 手柄宽 14mm 羊角之间的距离 9mm 7mm 锤子羊角倾斜度 53° 40-50° 锤子头部高度 90mm 数据类别 右图为拔钉锤拔钉子示意图，F1为动力，DA为动力臂；F2为阻力，DE为阻力臂。 根据杠杆力学原理公式：F1×DA=F2×DE，F2是钉子被拔起时产生的阻力，这个是不变量，我们可以根据这个公式来对钉锤进行改良，改良的方案有两种，方案如下： 使用羊钉锤拔钉子时最小动力F的示意图 重心 重心 方案二：减小锤子头部羊角的倾角（减小羊角的曲率） 设计要点三 如下图所示DADA，DA动力臂不变，F2阻力不变,倾角从53°减小到45°进而导致DE减小。即减小倾角（羊角与手柄的夹角）同时，就减少了阻力臂，就减小了手的动力F1。 F1=（F2×DE） ∕ DA * * *