[发明专利]一种对测量人体下肢操作工效的活动域的细分方法

说明书

本发明涉及人体工效学的计算技术领域，公开了一种对测量人体下肢操作工效的活动域的细分方法，包括步骤1：确定并测量计算人体下肢功能最大可达域所需的尺寸数据；步骤2：基于测量的人体下肢的尺寸数据，对垂直轴上的下肢活动域进行划分；步骤3：确定并测量每层高度上下肢脚部最大可达域的坐标值；步骤4：均分下肢最大可达域平面；本方法主要针对人体下肢活动域，通过细分方法实现对活动域的近似等量划分，该方法对下肢活动域进行细分，确保了操作工效测量的规范性、严谨性和精确性。

技术领域

本发明属于人体工效的计算技术领域，特别是一种操作工效研究中对下肢操作工效测量时的下肢活动域细分方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对产品使用的人类工效学要求越来越重视。人类工效学是研究人体特性与机器、环境匹配的科学，旨在实现人-机-环境系统的整体最佳效益，为人们提供安全、高效、舒适的工作和生活条件。

操控装置是机器上负责接收操作者控制命令的器件，作为人机交互的主要接口，在一般工业和日常生活产品中应用极其广泛。操控装置的操作安全性、效率性和舒适性很大程度取决于操控装置位置和布局的工效学设计，当操控装置的位置和布局不合适时，不仅会造成操作失误增加、效率低下，还会令操作者产生疲劳，甚至累积引发关节疾病。

我国对于操控装置的研究不少，也有对操控装置的一般性标准要求，但相对于操控装置的工效使用需求，目前国内研究在数据积累、技术规范和内容完整性方面显得不足。国外人体特性和使用习惯与中国人存在较大差异，其数据和标准不能直接引用。因此，时常有需要针对我国人体特性和使用习惯等，对我国人民进行操作工效的测量，其中的人体下肢操作工效的活动域测量，是脚动操控装置位置和布局设计的基础数据来源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对测量人体下肢操作工效的活动域的细分方法，能有效的细分下肢活动域，将对脚动装置的布局工效水平和操作产生有益影响。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种测量人体下肢操作工效的活动域细分方法，包括步骤：

步骤1：确定并测量计算人体下肢功能最大可达域所需的尺寸数据，其包括下肢的踝高H1，即踝高H1＝H3-H4,H3为站姿或立姿状态下胫骨头高度,H4为小腿长度；

步骤2：基于测量的人体下肢的尺寸数据，对垂直轴上的下肢活动域进行划分；

步骤4：将右髋关节点在各层上的投影点O作为坐标原点，计算获得的各区域单元的位置坐标。

步骤3中，区域分割具体包括以下步骤：

将右髋关节点所在矢状面在第1至第m-1层各层上的投影记为y轴，从右髋关节点在各层上的投影点O正前方点Ri处为起点，沿y轴向内依次取k个点a1,a2,…,ak-1,ak，其中，Ri，i＝1,2,…,m-1,为大腿长、小腿长、踝高之和在第i高度层上的投影长度，Ria1＝a1a2＝…＝ak-1ak＝L，akO＜L。

步骤3中，区域划分具体包括以下步骤：

左侧区域圆弧建立

以ORi为直径，过O和Ri两点画圆，将y轴左侧的半圆圆弧记为arcL0，其为左侧区域最外层圆弧；以a1ak为直径，过a1和ak两点画圆，将y轴左侧的半圆圆弧记为arcL1；以a2ak-1为直径，过a2和ak-1两点画圆，将y轴左侧的半圆圆弧记为arcL2，依次类推，形成圆弧arcLj，j＝1,2,…,t，t＝k/2，k为偶数；t＝(k-1)/2，k为奇数；相邻圆弧之间以及与圆弧右半侧组成了t+1个封闭图形，即左侧区域被划分为t+1部分。

步骤3中，区域划分还包括以下步骤：

右侧区域圆弧建立：