一种三维人体评价模板制造技术

本发明专利技术公开了一种三维人体评价模板，包括：前后摆刻度盘、内外摆刻度盘、扭转运动刻度盘、腕关节内外屈曲运动刻度盘、踝关节上下运动刻度盘、肘关节刻度盘、膝关节前后摆刻度盘；前后摆刻度盘和内外摆刻度盘设置在肩关节和髋关节，扭转运动刻度盘和腕关节内外屈曲运动刻度盘设置在腕关节，扭转运动刻度盘踝关节上下运动刻度盘设置在踝关节，肘关节刻度盘设置在肘关节，膝关节前后摆刻度盘设置在膝关节。本发明专利技术在人体关节处设置角度测量装置，通过指针联动，读出关节活动角度，按照人体工程学标准在刻度盘用红、黄、绿三种色调区别非活动区域、可行活动区域和舒适活动区域，直观鉴别操作舒适度，将位置评价与人体评价特性对接，简单方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于人体关节研究
，尤其涉及一种三维人体评价模板。
技术介绍
人机界面是指人与机器之间相互作用的区域，人机界面因素中，元件的几何位置在系统设计占有重要的基础地位，不合适的几何位置设计会使操作者处于静力性持续紧张状态，导致局部软组织血供减少，肌肉组织缺血、无氧代谢增加，导致各种职业病的发生。现有的评价技术方案:根据国家和行业标准对产品尺寸的约定，观察元件是否在标准允许的范围内来判定；采用计算机辅助设计，通过建立人机界面元件和人体的数字模型来判定。现有技术方案采用建立实物评价模板的方法进行，将评价模板放置在待评价的人机环境内，将评价模板的手脚位置摆至操作位置，从评价模板上直接观察模板四肢关节转角及其所在的区域，即可判定元件位置是否合理，现有技术方案摒弃了按照区域约束评价的方法，采用人体关节活动角来评价设计方案的舒适性，因为不管评价人体个体尺寸数据是否有差异，关节活动角舒适范围是相等的，这种评价方法还可以减少因为人体尺寸不同带来的评价差异问题，目前，现有的技术不能显示不同人体特征操作者的差异性，同时，在所有的元件的几何位置都符合国家标准的情况下，操作者也可能存在极不舒适的状况，从而导致评价结论不准确；另外，需要首先建立评价界面建立三维虚拟模型，评价过程复杂，对评价人员要求高，不够简单直观。
技术实现思路
·本专利技术实施例的目的在于提供一种三维人体评价模板，旨在解决现有的技术不能显示不同人体特征操作者的差异性、评价结论不准确、评价过程复杂，对评价人员要求高的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种三维人体评价模板，所述三维人体评价模板包括:前后摆刻度盘、内外摆刻度盘、扭转运动刻度盘、腕关节内外屈曲运动刻度盘、踝关节上下运动刻度盘、肘关节刻度盘、膝关节前后摆刻度盘；所述前后摆刻度盘和内外摆刻度盘设置在肩关节正交套筒的上下伸展、左右摆动两个方向和髋关节上下和左右摆动部位；所述扭转运动刻度盘和腕关节内外屈曲运动刻度盘设置在腕关节内外屈曲运动和扭转部位；所述扭转运动刻度盘踝关节上下运动刻度盘设置在踝关节上下屈曲和扭转部位；所述肘关节刻度盘设置在肘关节的转轴部位，所述膝关节前后摆刻度盘设置在膝关节的转轴部位。进一步、所述三维人体评价模板在肩关节、肘关节、腕关节、髋关节、膝关节和踝关节设置角度测量装置。肩关节、髋关节运动采用正交套筒实现；肘关节、膝关节运动采用转轴实现；腕关节、踝关节运动采用转轴实现；手、足的扭转运动采用设置在肩关节、髋关节处的扭转套筒实现。进一步、所述前后摆刻度盘、内外摆刻度盘、扭转运动刻度盘、腕关节内外屈曲运动刻度盘、踝关节上下运动刻度盘、肘关节刻度盘、膝关节前后摆刻度盘上设有指针。进一步、所述三维人体评价模板按照人体工程学标准在刻度盘用红、黄、绿三种色调区别非活动区域、可行活动区域和舒适活动区域。本专利技术的三维人体评价模板，通过在前后摆刻度盘和内外摆刻度盘设置在肩关节和髋关节，扭转运动刻度盘和腕关节内外屈曲运动刻度盘设置在腕关节，扭转运动刻度盘踝关节上下运动刻度盘设置在踝关节，肘关节刻度盘设置在肘关节，膝关节前后摆刻度盘设置在膝关节。本专利技术关节处设置角度测量装置，通过指针联动，读出关节活动角度，按照人体工程学标准在刻度盘用红、黄、绿三种色调区别非活动区域、可行活动区域和舒适活动区域，直观鉴别操作舒适度，将位置评价与人体评价特性对接，简单方便。附图说明图1是本专利技术实施例提供的肩关节模板正交套管的示意图；图2是本专利技术实施例提供的髋关节模板正交套管的示意 图3是本专利技术实施例提供的腕关节模板扭转的示意图；图4是本专利技术实施例提供的腕关节模板屈曲运动的示意图；图5是本专利技术实施例提供的踝关节模板扭转运动的示意图；图6是本专利技术实施例提供的踝关节模板屈曲运动的示意图；图7是本专利技术实施例提供的肘关节模板的三维示意图；图8是本专利技术实施例提供的膝关节模板的三维示意图。图中:1、前后摆刻度盘；2、内外摆刻度盘；3、扭转运动刻度盘；4、腕关节内外屈曲运动刻度盘；5、踝关节上下运动刻度盘；6、肘关节刻度盘；7、膝关节前后摆刻度盘。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术提供的三维人体评价模板结构。为了便于说明，仅仅示出了与本专利技术相关的部分。本专利技术的三维人体评价模板，该三维人体评价模板包括:前后摆刻度盘、内外摆刻度盘、扭转运动刻度盘、腕关节内外屈曲运动刻度盘、踝关节上下运动刻度盘、肘关节刻度盘、膝关节前后摆刻度盘；前后摆刻度盘和内外摆刻度盘设置在肩关节正交套筒的上下伸展、左右摆动两个方向和散关节上下和左右摆动部位；扭转运动刻度盘和腕关节内外屈曲运动刻度盘设置在腕关节内外屈曲运动和扭转部位；扭转运动刻度盘踝关节上下运动刻度盘设置在踝关节上下屈曲和扭转部位；肘关节刻度盘设置在肘关节的转轴部位，膝关节前后摆刻度盘设置在膝关节的转轴部位。作为本专利技术实施例的一优化方案，三维人体评价模板在肩关节、肘关节、腕关节、髋关节、膝关节和踝关节设置角度测量装置，通过指针联动，读出肩关节、肘关节、腕关节、髋关节、膝关节和踝关节的活动角度。肩关节、髋关节运动采用正交套筒实现；肘关节、膝关节运动采用转轴实现；腕关节、踝关节运动采用转轴实现；手、足的扭转运动采用设置在肩关节、髋关节处的扭转套筒实现。作为本专利技术实施例的一优化方案，三维人体评价模板按照人体工程学标准在刻度盘用红、黄、绿三种色调区别非活动区域、可行活动区域和舒适活动区域。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。如图1-图8所示，本专利技术的三维人体评价模板，在肩关节正交套筒的上下伸展和左右摆动两个方向分别布置了前后摆刻度盘I和内外摆刻度盘2 ;髋关节上下和左右摆动部位也布置了前后摆刻度盘I和内外摆刻度盘2 ;腕关节内外屈曲运动和扭转部位布置了扭转运动刻度盘3和腕关节内外屈曲运动刻度盘4 ;踝关节上下屈曲和扭转部位布置了扭转运动刻度盘3和踝关节上下运动刻度盘5 ;肘关节的转轴部位布置了肘关节刻度盘6 ;膝关节的转轴部位布置了膝关节前后摆刻度盘7。本专利技术的工作原理为:按照国家标准建立人体评价模板，研究人体四肢活动在模板上的表现，即把人操作元件时的动作在模板上表达为可评价的各种角度，根据人体解剖学和人机工程学确定人体四肢活动的舒适关节范围。肩关节是人体内比较灵活的关节，解剖学肩关节为万向节结构，但这种结构不利于直接得到角度指数，人机工程学和GB15759-1995对于肩关节的活动是按照上下伸展、左右摆动两个方向进行运动的，因此采用正交套筒来模拟这两个方向的运动，髋关节是下肢运动的关键环节，同样可以实现上下和左右摆动，采用和肩关节类似的结构来分解合成其运动；腕关节主要实现内收外展屈曲运动，同时抓握可以扭转，屈曲运动可以用转轴进行运动角度的确定，扭转运动实际是前臂和大臂的肌肉参与的合成运动，在评价模板中用扭转套筒来表征其运动角度，位置定义在肩关节处，踝关节主要也可实施上下屈曲运动，用转轴进行运动角度确定；肘关节和膝关节主要进行屈曲运动，用转轴进行运动描述。本专利技术在各关节处设计角度测量装置，通过指针联动，可以直接读出各关节活动角度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维人体评价模板，其特征在于，所述三维人体评价模板包括：前后摆刻度盘、内外摆刻度盘、扭转运动刻度盘、腕关节内外屈曲运动刻度盘、踝关节上下运动刻度盘、肘关节刻度盘、膝关节前后摆刻度盘；所述前后摆刻度盘和内外摆刻度盘设置在肩关节正交套筒的上下伸展、左右摆动两个方向和髋关节上下和左右摆动部位；所述扭转运动刻度盘和腕关节内外屈曲运动刻度盘设置在腕关节内外屈曲运动和扭转部位；所述扭转运动刻度盘踝关节上下运动刻度盘设置在踝关节上下屈曲和扭转部位；所述肘关节刻度盘设置在肘关节的转轴部位，所述膝关节前后摆刻度盘设置在膝关节的转轴部位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：祁丽霞，宋连公，张艳君，赵智勇，
申请(专利权)人：华北水利水电学院，
类型：发明
国别省市：