基于数字人手模型虚拟评价技术的按摩器可用性设计
发布时间：2020-12-23 13:17
经济飞速发展给人们生活带来了日新月异的变化,健康在人们中所占的比重也越来越大。每当我们患病时,医疗器械所担当的角色就突显出来了。本文将通过人手指、手掌、手腕和手臂组合运用来实现操作的医疗器械归为手持医疗器械。目前的手持类医疗器械由于追求利润和成本,在功能得到满足的同时,往往缺乏人机工程学方面的设计。如何为用户提供安全、易懂、好操作的器械,是医疗器械产品设计中一个亟待解决的问题,即医疗器械的可用性。本文基于数字人体模型技术提出了一种对颈椎按摩器进行可用性评价的虚拟评价方法。研究中,首先对市场上现有的颈部按摩器进行了调研,深入了解了用户的生理、心理特征和现有设计存在的问题。然后利用逆向工程技术,通过三维数字扫描的方法建立了人手数字模型和产品模型。在此基础上用有限元软件对人手持握产品进行了应力分析,充分说明了颈部按摩器设计中存在的可用性问题。进而对产品进行了改良设计,并对设计出的颈部按摩器进行了又一次的有限元分析,验证了其设计的可行性和科学性。本文为年青一代的低头族预防和治疗颈椎病提供了良好的途径,也为今后相关的可用性评价研究提供了理论和技术的支撑。
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文的主要创新点
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 课题研究的社会背景
1.1.2 手持医疗器械现状
1.1.3 年轻人颈部按摩的重要性
1.1.4 颈部按摩器的使用价值
1.2 国内外研究现状
1.2.1 可用性评价方法研究现状
1.2.2 数字人体研究现状
1.2.3 医疗器械研究现状
1.3 研究目的与意义
1.4 研究内容与方法
1.5 本章小结
第二章 颈部按摩器产品分析
2.1 颈部按摩器产品的定义
2.2 颈部按摩器的现状与发展
2.2.1 市场上现有颈部按摩器种类
2.2.2 颈部按摩器发展趋势
2.2.3 现有颈部按摩器存在的问题
2.3 颈部按摩器产品的特殊性
2.3.1 颈部按摩器产品使用者特殊性
2.3.2 颈部按摩器产品使用环境特殊性
2.4 本章小结
第三章 人手及颈部因素分析与研究
3.1 手的解剖学特征
3.1.1 手骨
3.1.2 手部肌肉群
3.2 手持产品的分类及其设计原则
3.2.1 着力抓握产品
3.2.2 精确抓握产品
3.3 颈部的解剖学特征
3.3.1 椎骨
3.3.2 颈部肌肉
3.3.3 颈椎的活动范围
3.4 颈部按摩的基本原理研究
3.4.1 中国按摩的发展史
3.4.2 颈部经络穴位研究
3.5 本章小结
第四章 按摩器手柄抓握受力分析
4.1 技术原理介绍
4.1.1 逆向工程技术（Reverse Engineering）
4.1.2 有限元法（finite element method）
4.2 按摩器手柄的抓握分析
4.2.1 实验条件
4.2.2 实验过程
4.2.3 实验结果
4.2.4 结果分析
4.3 按摩器手柄的可用性量化评价
4.3.1 人手石膏模型的制作
4.3.2 数字人手和按摩器点云数据的获取
4.3.3 点云数据的处理与模型重构
4.3.4 基于有限元法的可用性评价
4.4 本章小结
第五章 颈部按摩器产品设计分析
5.1 颈部按摩器设计定位
5.2 颈部按摩器可用性设计策略
5.2.1 可用性设计原则
5.2.2 可用性设计要素
5.3 颈部按摩器方案设计
5.3.1 前期设计方案
5.3.2 最终方案确认
5.3.3 产品尺寸
5.3.4 改良后产品可用性评价
5.4 颈部按摩器的实施与分析
5.4.1 按摩器的工作原理
5.4.2 按摩器的配色选择
5.4.3 按摩器的材料选择
5.5 本章小结
第六章 讨论与结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于人机工程学的人性化医疗器械设计[J]. 吴新林. 重庆科技学院学报(社会科学版). 2014(12)
[2]基于人机工程学的手持设备造型设计研究[J]. 薛艳敏,白蕊. 机械科学与技术. 2013(09)
[3]腹腔镜手术器械手柄人因工程设计与评价[J]. 刘斌,宋成利,王殊轶,王秉操. 工业工程与管理. 2013(03)
[4]基于模糊层次分析法的产品可用性评价方法[J]. 李永锋,朱丽萍. 机械工程学报. 2012(14)
[5]手持产品的人体工学设计[J]. 王雁,刘苏. 人类工效学. 2011(02)
[6]基于视线追踪,产品设计概念可用性评价方法[J]. 王秋惠,杨爱慧,任成元. 人类工效学. 2011(01)
[7]数字人体研究及其应用[J]. 吕婷. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(48)
[8]浅析我国医疗器械产业的发展[J]. 何灼华,富强,李杨玲. 中国医疗器械信息. 2010(07)
[9]浅述基于认知和人机工程心理学的医疗器械设计[J]. 谌誉. 科技信息. 2009(20)
[10]中国医疗器械产业发展现状分析[J]. 乔丽华,王恕立. 当代经济. 2009(01)
博士论文
[1]中国古代推拿按摩史研究[D]. 王先滨.黑龙江中医药大学 2009
硕士论文
[1]手持类医疗器械设计研究[D]. 王勐.昆明理工大学 2013
本文编号：2933783
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文的主要创新点
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 课题研究的社会背景
1.1.2 手持医疗器械现状
1.1.3 年轻人颈部按摩的重要性
1.1.4 颈部按摩器的使用价值
1.2 国内外研究现状
1.2.1 可用性评价方法研究现状
1.2.2 数字人体研究现状
1.2.3 医疗器械研究现状
1.3 研究目的与意义
1.4 研究内容与方法
1.5 本章小结
第二章 颈部按摩器产品分析
2.1 颈部按摩器产品的定义
2.2 颈部按摩器的现状与发展
2.2.1 市场上现有颈部按摩器种类
2.2.2 颈部按摩器发展趋势
2.2.3 现有颈部按摩器存在的问题
2.3 颈部按摩器产品的特殊性
2.3.1 颈部按摩器产品使用者特殊性
2.3.2 颈部按摩器产品使用环境特殊性
2.4 本章小结
第三章 人手及颈部因素分析与研究
3.1 手的解剖学特征
3.1.1 手骨
3.1.2 手部肌肉群
3.2 手持产品的分类及其设计原则
3.2.1 着力抓握产品
3.2.2 精确抓握产品
3.3 颈部的解剖学特征
3.3.1 椎骨
3.3.2 颈部肌肉
3.3.3 颈椎的活动范围
3.4 颈部按摩的基本原理研究
3.4.1 中国按摩的发展史
3.4.2 颈部经络穴位研究
3.5 本章小结
第四章 按摩器手柄抓握受力分析
4.1 技术原理介绍
4.1.1 逆向工程技术（Reverse Engineering）
4.1.2 有限元法（finite element method）
4.2 按摩器手柄的抓握分析
4.2.1 实验条件
4.2.2 实验过程
4.2.3 实验结果
4.2.4 结果分析
4.3 按摩器手柄的可用性量化评价
4.3.1 人手石膏模型的制作
4.3.2 数字人手和按摩器点云数据的获取
4.3.3 点云数据的处理与模型重构
4.3.4 基于有限元法的可用性评价
4.4 本章小结
第五章 颈部按摩器产品设计分析
5.1 颈部按摩器设计定位
5.2 颈部按摩器可用性设计策略
5.2.1 可用性设计原则
5.2.2 可用性设计要素
5.3 颈部按摩器方案设计
5.3.1 前期设计方案
5.3.2 最终方案确认
5.3.3 产品尺寸
5.3.4 改良后产品可用性评价
5.4 颈部按摩器的实施与分析
5.4.1 按摩器的工作原理
5.4.2 按摩器的配色选择
5.4.3 按摩器的材料选择
5.5 本章小结
第六章 讨论与结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于人机工程学的人性化医疗器械设计[J]. 吴新林. 重庆科技学院学报(社会科学版). 2014(12)
[2]基于人机工程学的手持设备造型设计研究[J]. 薛艳敏,白蕊. 机械科学与技术. 2013(09)
[3]腹腔镜手术器械手柄人因工程设计与评价[J]. 刘斌,宋成利,王殊轶,王秉操. 工业工程与管理. 2013(03)
[4]基于模糊层次分析法的产品可用性评价方法[J]. 李永锋,朱丽萍. 机械工程学报. 2012(14)
[5]手持产品的人体工学设计[J]. 王雁,刘苏. 人类工效学. 2011(02)
[6]基于视线追踪,产品设计概念可用性评价方法[J]. 王秋惠,杨爱慧,任成元. 人类工效学. 2011(01)
[7]数字人体研究及其应用[J]. 吕婷. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(48)
[8]浅析我国医疗器械产业的发展[J]. 何灼华,富强,李杨玲. 中国医疗器械信息. 2010(07)
[9]浅述基于认知和人机工程心理学的医疗器械设计[J]. 谌誉. 科技信息. 2009(20)
[10]中国医疗器械产业发展现状分析[J]. 乔丽华,王恕立. 当代经济. 2009(01)
博士论文
[1]中国古代推拿按摩史研究[D]. 王先滨.黑龙江中医药大学 2009
硕士论文
[1]手持类医疗器械设计研究[D]. 王勐.昆明理工大学 2013
本文编号：2933783
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/2933783.html
