操作者肢体施力测试辅助支架制造技术

本发明专利技术公开了一种操作者肢体施力测试辅助支架，适用于５％至９５％中操作者规定姿势时的肢体施力测试，操作者肢体施力测试辅助支架包括支架底座、立姿测试辅助组件、脚蹬力测试辅助组件和坐姿手操作力测试辅助组件，支架底座用于保持在测试过程中整个支架的稳定性；立姿测试辅助组件用于立姿时单手推／拉力、旋力、指捏力等力学传感器的固定和身体姿势的定位；脚蹬力测试辅助组件用于测试操作者坐姿脚蹬力时保持操作者呈现规定姿势；坐姿手操作力测试辅助组件用于测试操作者处于坐姿状态测试手操作力时保持操作者呈现规定姿势。本发明专利技术结构设计合理，进行力测试时整体稳定性好，充分保证操作者在相应的操作姿势下测试数据的有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种操作者肢体施力测试辅助支架，属于产品或系统工效学设计与评 价

技术介绍
工效学是研究产品或系统操作者健康、安全与高效使用或工作的一门交叉学科， 它将操作者(入)、产品或系统(机器)和环境因素作为一个整体来考虑，同时又强调操作 者在其中的主体地位，以人为中心，使产品或系统的设计适合于操作者的使用。因此，人的 特征数据是开展产品或系统工效学研究的基础。目前，对操作者的特征数据的获取主要通过选取一定数量符合要求的特征人群进 行人体参数测量来实现，这是产品设计、作业空间、服装、头盔、作业工具和系统人机界面设 计的重要依据。其数据类型主要分为以下几个方面1、静态形体尺寸，如身高、肩宽、胸围、小腿长、前臂长等。国内外已有多个国家规 定了此方面的测量术语、方法和测试仪器，在测试手段上已比较成熟。2、动态功能尺寸，如各关节的关节转角、手臂可及范围、放松时坐姿肘高修正量 等。此方面的数据随着其应用范围的不同，其定义也有所不一致。在测量手段研究方面，尚 无标准设备。3、生物力学数据，如立姿或坐姿状态下的拉力、推力、旋力、按压力、手指拔力、质 心、惯量矩等，这是运用力学方法研究操作者的施力/受力特性问题，包括不同年龄和性 别的操作者所具有的施力特点、操作中的合理用力以及控制器和作业工具的力学设计等内 容。其用途有一方面为制订不同作业任务和工作组织提供依据；另一方面实现减少工作 过程中对操作者的损伤、提高工作效率以及规定正确的工作姿势和标准化操作等目标。主 要测试方法包括通过力学传感器进行的直接测量法、重心板测量法等。4、生理/心理数据，如最大摄氧量、心率、呼吸量、视野、反应时、眼手协调性、注意 力分配等，用以确定操作者的心理应激和负荷以及人机界面设计要求等。目前尚无标准的 测试设备，但已有一些标准的心理测试量表可供使用。对目前产品或系统工效学研究进行归纳，可以发现一个共识是，操作者的特征数 据的科学性与可靠性是决定产品或系统适人性水平的关键，但在此领域需要解决的问题 是1、对于静态形体尺寸，其项目定义及测量方法均比较规范。但对于其他类型的数 据，其定义及测试方法随着数据的应用不同而有所差异。2、人体施力数据的测试目前主要测试双手提举力、单手推拉力等项目，由于操作 者的姿势对其施力的大小及施力引起的疲劳状态十分密切，所以对于其肢体施力的测试必 须考虑施力时的姿势，但目前没有此方面的综合测试支架。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服目前操作者肢体施力测试时，不易定位身体姿势和肢体 间角度等问题，提供了一种能够在操作者处于立姿或坐姿时测试其上肢单手推/拉力、旋 力、下压力、上拉力、内掰力、外掰力、指捏力，坐姿状态下大腿与小腿呈现不同夹角时的脚 蹬力的辅助支架，用于研究操作者肢体施力特性。本专利技术的操作者肢体施力测试辅助支架，包括支架底座、立姿测试辅助组件、脚蹬 力测试辅助组件和坐姿手操作力测试辅助组件；立姿测试辅助组件中的立柱、脚蹬力测试辅助组件中的脚蹬力调节横梁以及手操 作力测试组件中的手操作力调节横梁均与支架底座的主梁通过滑道进行滑动连接；支架底座用于保持在测试过程中整个支架的稳定性，支架底座包括底座框、主梁、 座椅、脚踏板和前支柱；主梁水平设置，一端固定连接底座框，另一端固定连接前支柱，通过 调节前支柱，使主梁保持水平；脚踏板设置在底座框上，座椅固定连接底座框一端主梁的一 侧上；立姿测试辅助组件包括立姿测试时力传感器安装面、角度调节滑块、立柱和调节 横梁；立姿测试时力传感器安装面通过铰接连接调节横梁一端，用于安装力学传感器， 角度调节滑块包住调节横梁，与支撑杆铰接，支撑杆的另一端与立姿测试时力传感器安装 面铰接；通过滑动角度调节滑块在调节横梁上的滑动，调节立姿测试时力传感器安装面的 角度；调节横梁的另一端与立柱通过滑道进行滑动连接，立柱底部与支架底座的主梁通过 滑道进行滑动连接；脚蹬力测试辅助组件包括脚蹬力传感器安装面、脚蹬力调节立柱和脚蹬力调节横梁；脚蹬力传感器安装面用于安装传感器，脚蹬力传感器安装面与脚蹬力调节立柱、 脚蹬力调节立柱与脚蹬力调节横梁、脚蹬力调节横梁与支架底座的主梁均通过滑道进行滑 动连接；坐姿手操作力测试辅助组件包括手施力传感器安装面、手操作力调节立柱和手操 作力调节横梁；手施力传感器安装面用于安装传感器，手施力传感器安装面与手操作力调节立 柱、手操作力调节立柱与手操作力调节横梁、手操作力调节横梁与在支架底座的主梁均通 过滑道进行滑动连接。本专利技术的优点在于(1)本专利技术所述的支架结构设计合理，进行力测试时整体稳定性好，充分保证操作 者在相应的操作姿势下测试数据的有效性；(2)本专利技术所述的支架尺寸参照国家标准《中国成年人人体尺寸》(GB10000-1988) 来进行设计，考虑了操作者身体尺寸的特点，能够满足第5%至第95%百分位身高的操作 者完成肢体施力的测试，适用范围好；(3)本专利技术所述的支架选用铁板、钢材和铝合金等材料制成，总体质量不大于 lOOKg，立柱与主梁、脚蹬力调节横梁与主梁以及手操作力调节横梁与主梁之间均进行了快 速拆装方式设计，因此，装卸与携带方便。附图说明图1是本专利技术的装置示意图；图2是本专利技术实施例3中操作者坐姿状态下右手前臂和上臂成150°时右手拉力 测试的结构示意图；图3是本专利技术实施例4中操作者坐姿状态下大腿与座椅面成17°、大腿与小腿成 170°时右脚脚蹬力测试结构示意图。图中1-支架底座2-立姿测试辅助组件3_脚蹬力测试辅助组件4-坐姿手操作力测试辅助组件101-主梁102-座椅103-脚踏板104-前支柱105-底座框106-肘托调节组件107-肘托调节横梁108-肘托调节立柱109-肘托固定梁201-立姿测试时力传感器安装 S 202-角度调节滑块203-立柱204-调节横梁205-支撑杆301-脚蹬力传感器安装面302-脚蹬力调节立柱303-脚蹬力调节横梁304-脚蹬力传感器401-手施力传感器安装面402-手操作力调节立柱403-手操作力调节横梁404-手施力传感器具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术是一种操作者肢体施力测试辅助支架，如图1所示，包括支架底座1、立姿 测试辅助组件2、脚蹬力测试辅助组件3和坐姿手操作力测试辅助组件4。立姿测试辅助组件2中的立柱203、脚蹬力测试辅助组件3中的脚蹬力调节横梁 303以及手操作力测试组件4中的手操作力调节横梁403均与支架底座1的主梁101通过 滑道进行滑动连接；支架底座1用于保持在测试过程中整个支架的稳定性，支架底座1包括主梁101、 底座框105、座椅102、脚踏板103和前支柱104 ；主梁101水平设置，其上设有尺寸刻线，以方便手操作力调节横梁403、脚蹬力调 节横梁303和立柱203在其上的滑动与定位，主梁101 —端固定连接底座框105，另一端固 定连接前支柱104，通过调节前支柱104，使主梁101保持水平；脚踏板103在底座框105上， 座椅102固定连接于底座框105连接主梁101的一侧，座椅102的右手侧固定安装肘托调节 组件106，肘托调节组件106包括肘托调节横梁107、肘托调节立柱108和肘托固定梁109， 肘托固定梁109—端固定连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
操作者肢体施力测试辅助支架，其特征在于：包括支架底座、立姿测试辅助组件、脚蹬力测试辅助组件和坐姿手操作力测试辅助组件；立姿测试辅助组件中的立柱、脚蹬力测试辅助组件中的脚蹬力调节横梁以及手操作力测试组件中的手操作力调节横梁均与支架底座的主梁通过滑道进行滑动连接；支架底座用于保持在测试过程中整个支架的稳定性，支架底座包括底座框、主梁、座椅、脚踏板和前支柱；主梁水平设置，一端固定连接底座框，另一端固定连接前支柱，通过调节前支柱，使主梁保持水平；脚踏板设置在底座框上，座椅固定连接底座框一端主梁的一侧上；立姿测试辅助组件包括立姿测试时力传感器安装面、角度调节滑块、立柱和调节横梁；立姿测试时力传感器安装面通过铰接连接调节横梁一端，用于安装力学传感器，角度调节滑块包住调节横梁，与支撑杆铰接，支撑杆的另一端与立姿测试时力传感器安装面铰接；通过滑动角度调节滑块在调节横梁上的滑动，调节立姿测试时力传感器安装面的角度；调节横梁的另一端与立柱通过滑道进行滑动连接，立柱底部与支架底座的主梁通过滑道进行滑动连接；脚蹬力测试辅助组件包括脚蹬力传感器安装面、脚蹬力调节立柱和脚蹬力调节横梁；脚蹬力传感器安装面用于安装传感器，脚蹬力传感器安装面与脚蹬力调节立柱、脚蹬力调节立柱与脚蹬力调节横梁、脚蹬力调节横梁与支架底座的主梁均通过滑道进行滑动连接；坐姿手操作力测试辅助组件包括手施力传感器安装面、手操作力调节立柱和手操作力调节横梁；手施力传感器安装面用于安装传感器，手施力传感器安装面与手操作力调节立柱、手操作力调节立柱与手操作力调节横梁、手操作力调节横梁与在支架底座的主梁均通过滑道进行滑动连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周前祥，郑晓慧，柳忠起，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]