基于人机工程学的电动手术台设计研究

发布时间：2017-09-02 21:25

  本文关键词：基于人机工程学的电动手术台设计研究

  更多相关文章： 人机工程学 电动手术台 人体模型 造型设计

【摘要】：在医疗水平不断提高以及人们越来越重视手术环境的背景下,目前的手术台的设计和使用现状却不容乐观,无法同时满足医务人员和病患的治疗需求。随着科技的进步和人整体认知水平的提高,在确保医疗器械使用功能的情况下,应当更加重视医护人员高效、舒适的操作,以及产品对病人生理和心理的情感效应。将人机工程学科运用到产品设计中,提高产品的人机性能,能有效增加产品的亲和力和市场竞争力。在传统的人机工程设计中,存在两个不足点：(1)没有引入计算机辅助设计,而是在设计阶段采用二维的人体模板,在评价的阶段采用物理样机,导致设计周期和成本增加；(2)虽然引入计算机辅助设计,但没有在设计最初阶段考虑人机工程,仅在产品设计完成之后再进行人机分析和评价,一旦出现不符合人机性能时,需要进行大量修改。因此本文使用了一种基于人机形态原型的产品设计方法,采用一个易于修改的形态原型替代最终的虚拟样机进行产品的人机工程设计和分析,使人机工程贯穿产品设计的始终。形态原型以人体尺寸和人体作业姿势为驱动进行设计,该原型是产品人机性能的集中载体,对设计师和工程师进行下一步的设计具有辅助参考作用。本文基于所提出的设计方法对手术台进行设计。主要的工作包括：(1)基于国标人体尺寸标准简化了病患身体系统并建立病患人体模型；(2)研究了手术中的医生典型治疗姿势,并在CATIA中进行模拟分析典型作业姿势；(3)以人体的最佳作业姿势来确定作业空间,并使用人机工学软件对空间进行表达,从而得出手术台各板块的尺寸、各板块之间的相对尺寸以及手术台关键动作的运动范围,作为机械系统初始设计条件；研究医疗器械的形态、色彩以及材质等造型设计要求；(4)基于手术台的初始设计条件进行机械设计,并进行样机装配,结合造型设计要求进行造型设计,最后在CATIA中进行成品的人机仿真分析,验证设计方法的可行性。
【关键词】：人机工程学 电动手术台 人体模型 造型设计
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH777;TB18
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-12
• 1.3 论文研究内容及意义12-13
• 1.4 论文组织结构13-14
• 第二章 人机工程学主要研究内容14-22
• 2.1 人机工程学概述14-16
• 2.1.1 人机工程学定义14
• 2.1.2 人机工程学与工业设计之间关系14-15
• 2.1.3 产品设计中人机工程学应用15-16
• 2.2 计算机在人机工程学中的应用16-21
• 2.2.1 计算机辅助人机工程设计16-18
• 2.2.2 虚拟样机18-19
• 2.2.3 计算机辅助人机工程设计方法19-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 电动手术台人机工学设计分析22-34
• 3.1 用户研究22-31
• 3.1.1 人体模型23-24
• 3.1.2 根据人体模型确定台面板块尺寸24-25
• 3.1.3 医护人员模型25-28
• 3.1.4 手术台模型的简化处理28-29
• 3.1.5 作业空间设计29-31
• 3.2 针对产品和用户之间的关系进行分析31-33
• 3.2.1 电动手术台的人机关系31-32
• 3.2.2 人机系统分析方法32-33
• 3.3 针对产品和场景之间的关系进行分析33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 医疗器械造型要素分析34-45
• 4.1 用户需求对造型的影响35-37
• 4.1.1 用户需求对形态设计的影响35
• 4.1.2 用户需求对色彩设计的影响35-36
• 4.1.3 用户需求对材质选择的影响36-37
• 4.2 用户行为对造型的影响37-40
• 4.2.1 用户行为对形态设计的影响37-39
• 4.2.2 用户行为对色彩设计的影响39-40
• 4.2.3 用户行为对材料选择的影响40
• 4.3 使用环境对造型的影响40-42
• 4.3.1 使用环境对形态设计的影响40-41
• 4.3.2 使用环境对色彩设计的影响41-42
• 4.3.3 使用环境对材质选择的影响42
• 4.4 使用方式对造型的影响42-44
• 4.4.1 使用方式对形态设计的影响42-43
• 4.4.2 使用方式对色彩设计的影响43
• 4.4.3 使用方式对材质选择的影响43-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第五章 电动手术台设计实例45-58
• 5.1 设计思路45
• 5.2 手术台机械结构设计要点45
• 5.3 电动手术台关键部分机械结构设计实例45-55
• 5.3.1 升降机构设计45-48
• 5.3.2 背板转折机构设计48-49
• 5.3.3 台面头脚方向倾斜结构设计49-51
• 5.3.4 台面侧倾结构设计51-54
• 5.3.5 电动手术台关键部分整机装配图展示54-55
• 5.4 手术台关键部分色彩及材料选择55-56
• 5.5 人机工学仿真分析实例56-57
• 5.6 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-59
• 6.1 总结58
• 6.2 展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-62
• 作者简介62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李笑雷;;关于选择手术床动力的探究[J];中国伤残医学;2011年04期

2 易熙琼;陈浩淼;申黎明;;基于人机工程学的办公桌桌面高度优化研究[J];包装工程;2011年04期

3 刘歆;;医疗器械设计中的可用性及标准要求[J];中国医疗器械杂志;2010年01期

4 张宜川;王丽明;;手术台和医院电动床安全专标应用分析[J];中国医疗器械信息;2009年08期

5 赵伟军;;论美学体验与设计美学[J];美术大观;2007年04期

6 秦永清;王晓庆;朱晓伟;;医疗器械产业现状及发展趋势[J];中国医疗器械信息;2007年01期

7 于明玖;叶军;陆长德;;中国成年人尺寸标准在产品设计中的应用方法[J];江苏大学学报(自然科学版);2006年S1期

8 阚志刚;;产品设计中的情感化因素[J];长春理工大学学报(社会科学版);2006年06期

9 李海燕;李久熙;;医疗器械的情感化设计[J];中国医疗器械信息;2006年11期

10 高万玉,杜振杰,秦英杰;S2001野战手术床的研制[J];医疗卫生装备;2004年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 朱冠群;医用平移推车造型及其侧倾机构的工业设计应用与研究[D];东华大学;2014年

2 牛逸;Z形医疗平移推车形态及其平移机构的工业设计应用与研究[D];东华大学;2014年

3 王榕;基于使用方式的医疗产品造型设计研究[D];华南理工大学;2013年

4 赖泽鑫;基于人机工程学的儿童牙科综合治疗台设计研究[D];华南理工大学;2013年

5 邓卓;基于造型特征与意象的城市化小型电动车研究[D];湖南大学;2012年

6 张煜;基于使用界面的老人四轮助行器设计实践与研究[D];中国美术学院;2010年

7 孙琦;基于产品意象的感性设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

8 许利剑;情感化设计的评价指标研究[D];南京理工大学;2008年

9 孙晓军;便携式手术台关键技术研究[D];天津大学;2008年

，

本文编号：780994