基于人因学的快递包装箱辅助搬运结构研究

发布时间：2020-05-29 12:12

【摘要】：快递包装箱辅助搬运结构可在操作者进行手工物料搬运操作时提供辅助作用。在我国,快递行业的手工物料操作作业强度很高,且缺少辅助搬运结构和不合理的快递包装箱辅助搬运结构会使操作者作业负荷加大,造成相关职业性的肌肉骨骼疾病。因此使用人因学方法对快递包装箱辅助搬运结构在快递手工物料搬运作业中对人体的生理负荷影响进行研究十分必要。本研究使用心理物理学、生理学和生物力学研究方法,通过对快递包装箱提举、携带过程中人体工作能力、生理负荷和关节力矩的研究,分析了快递包装箱辅助搬运结构类型对操作者工作能力(最大可接受重量)、主观疲劳度和提举作业人因学危险性的影响;研究了快递包装箱长度与辅助搬运结构高度位置对以心率变化率和表面肌电为表征的操作者生理负荷的影响;使用人体多刚体模型,模拟人体在进行快递箱操作时上肢的受力情况,并结合人体使用习惯对快递箱尺寸、辅助搬运结构设置进行优化建议;根据手部工具设计的人因学指导建议,对快递包装箱辅助搬运结构内部设计进行优化并使用主观打分表进行评价。研究表明:在使用不同快递包装箱辅助搬运结构时,操作者的工作能力存在差异,并且在提举和携带两种任务中工作能力差异存在不同。在提举任务中操作者使用箱体中部手孔型辅助搬运结构时的工作能力最高,在携带任务中操作者使用箱体底部凹槽型辅助搬运结构时的工作能力最高。合理的快递包装箱辅助搬运结构能够减轻操作者的工作负荷。快递包装箱的长度和辅助搬运结构高度位置均会影响操作者整体生理负荷及局部肌肉负荷;竖脊肌和肱二头肌肌肉负荷受包装箱手部操作位置影响显著,三角肌中束肌肉负荷受包装箱长度影响显著。这两种因素均对斜方肌肌肉负荷产生影响。通过生物力学分析可知,L_5/S_1腰椎处力矩随快递包装箱辅助搬运结构位置升高而减小。肩部肌群外展力矩随包装箱长度增加而增加。肘部屈曲力矩随包装箱把手位置升高而增加。并根据以上结论结合操作者搬运快递包装箱习惯给出包装箱设计建议尺寸长约为471 mm,宽约为371 mm,宽度不超过319 mm。辅助搬运结构应同时设置于箱体底部和箱体侧面中线上方H/6处,分别为凹槽型手孔和开孔型手孔。凹槽型手孔宜以使用对象的前两指关节长度为深度尺寸,箱体侧面的手孔宜采用三棱柱的折叠方式。
【图文】：

肌电图,包装过程,内容,心理物理学

图 1-1 包装过程中的人因学研究内容Fig. 1-1 Human factors research content in the packaging process1.3.2 快递包装箱生产与使用各环节的人因学研究生产环节：（1）在包装件生产流水线上，工人需要徒手搬运和操作包装产品以及进行静力作业操作[54]，主要依靠躯干上部和上肢发力。重复性和长时间的肌肉紧张容易造成背部肌肉拉伤、上肢肌肉劳损等职业病。J Cort[55]利用心理物理学和肌电图方法对女工进行开启紧固件的测试。结果发现，，不同的姿势及不同的

实验箱,尺寸,实验任务,凹槽

（c）C 箱（d）D 箱图 2-1 实验箱尺寸Fig. 2-1 Experiment box size图 2-2 B 箱凹槽尺寸Fig. 2-2 groove size of B2.2.4 实验任务
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH692.3

【参考文献】