第5章人体生物力学及施力特征.pps

第5章 人体生物力学与施力特征,,5.1 人体运动与骨杠杆,运动系统是人体完成各种动作和从事生产劳动的器官系统有以下三部分组成： 骨—运动的杠杆 关节—运动的枢纽 肌肉—运动的动力,5.1.1 人体运动系统,5.1.2 骨的功能和骨杠杆,1.骨的功能 2.骨杠杆，见图5-1 根据支点，力点（动力点）、重点（阻力点）三者不同的位置分布，分为： 平衡杠杆 ，见图5-1（a） 省力杠杆，见图5-1（b） 速度杠杆：用力大，但运动速度快， ，见图5-1（c） 由等功原理，得之于力则失之于速度，反之亦然因此，最大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的5.2 人体生物力学模型,生物力学模型的基本原理建立在牛顿的三大定律基础上： 物体在无外力作用下会保持匀速直线运动或静止状态； 物体的加速度跟所受到的合外力的大小成正比； 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，,5.2.1 人体生物力学建模原理,分析身体的各个部位能得出相关关节和肌肉的受力情况，如一个人前臂平举、双手拿起20Kg的物体，此状态的受力情况如图5-2所示：,5.2.2 前臂和手的生物力学模型,在举起重物工作中，脊柱的作用力大小受很多因素的影响，主要考虑影响最显著的两个因素——货物的重力和货物的位置到脊柱重心的距离。

如图5-3所示：,5.2.3 举物时腰部生物力学模型,5.3.1 主要关节的活动范围,关节的活动范围有一定的限度，人体处于舒适时，关节必然处在一定的舒适调节范围内见图5-4，其数值范围见表5-1.,5.3 人体的施力特征,5.3.2 肢体的出力范围,肌体所能发挥的力量大小取决于： 人体肌肉的生理特征 施力的姿势、部位、方式和方向，分别见图5-5、5-6、5-75.3.3 人体不同姿势的施力,人体所处的姿势是影响施力的重要因素，在不同姿势下的施力状态如图5-8所示5.4 合理施力的设计思路,设计要点如下： 避免弯腰及其它不自然的姿势，见图5-9（a） 避免长时间抬手作业，见图5-9（b） 坐姿工作比立姿工作省力 双手作业时，手的运动方向相反或不对称 作业位置与视距的关系，见图5-10 常用工具、零件、材料与操作者的位置关系 手在较高位置作业时，应增设支承物 利用重力作用，见图5-11,5.4.1 避免静态肌肉施力,用不同的方法来提起重物，对腰部负重的影响不同，如图5-125.4.2 避免弯腰提起重物,设计可升降的工作台帮助工人搬运大型货物，如图5-13 设计消除操作过程中不必要的躯体扭转的工作场所，明显较少工人的不适和受伤的可能性，如图5-14。

5.4.3 设计合理的工作台,附录,第5章所附插图,图5-1,返回,图5-2,返回,图5-3,返回,图5-4,返回,图5-5,返回,图5-6,返回,图5-7,返回,图5-8,返回,图5-9,返回,图5-10,返回,图5-11,返回,图5-12,返回,图5-13,返回,图5-14,返回,。