塑料周轉(zhuǎn)箱搬運(yùn)端手位置的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)

中國(guó)注塑網(wǎng)

白平（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州510300）中的受力關(guān)系和人體力學(xué)特征的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的使用狀態(tài)和搬運(yùn)形式，結(jié)合人工搬運(yùn)作業(yè)的特點(diǎn)具體分析人機(jī)關(guān)系，提出了塑料周轉(zhuǎn)箱端手應(yīng)有的合理位置，以增強(qiáng)作業(yè)的舒適性，提高使用的安全性和手工搬運(yùn)操作的效率?！　≈?，見(jiàn)。A為端手位置與上緣間距離，一般情況下周轉(zhuǎn)箱也稱為物流箱，在物流運(yùn)輸、配送、儲(chǔ)存、常見(jiàn)端手位置流通等環(huán)節(jié)應(yīng)用廣泛。在物流管理越來(lái)越被廣大企業(yè)重視的今天，周轉(zhuǎn)箱幫助完成物流容器的通用化、一體化管理，是生產(chǎn)及流通企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)代化物流管理的必備品。由于塑料具有無(wú)毒、無(wú)味、防潮、耐腐蝕、A=25~50mm，端手孔的尺寸一般為90mm（長(zhǎng)）x30mm（寬）121.對(duì)于單個(gè)搬運(yùn)的周轉(zhuǎn)箱，這種設(shè)計(jì)是有其合理性的。因?yàn)槲锲返闹匦呐c箱體的中心基本重合，而且單個(gè)箱體的高度一般不超過(guò)340mm3-4，把箱子從地面抬到腰部，工人只需彎腰、屈膝、伸臂，便可將箱子抬起到腰部以下膝蓋以上位置，此時(shí)手臂處于伸直狀態(tài)，而箱子穩(wěn)定地懸吊在手指上，整體受力較為合重量輕、耐用、可堆疊、外觀華麗、顏色豐富等特點(diǎn)，因而塑料周轉(zhuǎn)箱占有整個(gè)周轉(zhuǎn)箱市場(chǎng)的絕大部分份額。由于在使用過(guò)程中經(jīng)常需要人工搬運(yùn)，故而各類周轉(zhuǎn)箱上都設(shè)有方便人工搬運(yùn)的端手位置。采用人工搬運(yùn)作業(yè)時(shí)，箱體的重量、外形尺寸以及搬運(yùn)方式必須適合人工作業(yè)1. 1提出問(wèn)題觀察各種塑料周轉(zhuǎn)箱的端手位置，幾乎無(wú)一例外的將端手位置在箱體對(duì)稱中心線的兩側(cè)靠上沿位人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用等方面的教學(xué)與研究?！　±?。但在搬著箱子行走過(guò)程中，箱體碰腿，行走不便，若提高箱體手臂則呈彎曲狀態(tài)，易疲勞。此種情況對(duì)于體積較大的瓶裝酒、飲料塑料周轉(zhuǎn)箱尤為明顯，因此，周轉(zhuǎn)箱端手位置的確定應(yīng)滿足人機(jī)工程學(xué)要求，提高使用的舒適性。　　2使用過(guò)程分析2.1箱體的位移特點(diǎn)分析塑料周轉(zhuǎn)箱在使用過(guò)程中的位置變化，可簡(jiǎn)單分成2個(gè)部分：即上下移動(dòng)和水平移動(dòng)。根據(jù)使用場(chǎng)合的不同，每一個(gè)部分又可以分解為幾個(gè)不同的動(dòng)作，見(jiàn)。在實(shí)際使用中，箱體的位置變化就是由以上分解動(dòng)作的疊加、組合來(lái)完成的。　　拿起：即將箱子由地面（或托板）搬起至腰部位置，這是一個(gè)由蹲姿到立姿的過(guò)程，在這一過(guò)程中端手位于周轉(zhuǎn)箱的上部時(shí)，肢體移動(dòng)距離較短，比較方便、省力，有關(guān)研究結(jié)論也證明了這一點(diǎn)51.放下：即將箱子由腰部位置放至地面（或托板），與拿起相反，是一個(gè)由立姿到蹲姿的過(guò)程，同樣端手位于箱體上部時(shí)比較方便、省力?！　⊥评ㄎ唬杭磳⑾渥臃胖林付ǖ攸c(diǎn)后的精確定位（在某些使用過(guò)程中該動(dòng)作被省略），以橫向擺動(dòng)為主，端手位靠上比較方便操作?！　y帶：即將周轉(zhuǎn)箱拿起后由一地搬至另一地方，這是周轉(zhuǎn)箱搬運(yùn)過(guò)程中體力消耗最大的環(huán)節(jié)。在此主要分析在此過(guò)程中端手位置的確定?！　?.2端手位置受力分析箱體端手位置的確定跟箱子的高度、重量和搬運(yùn)方式有關(guān)，針對(duì)這些特點(diǎn)，討論端手位置的確定?！　≡跀y帶過(guò)程中，由于通常情況下單人可攜帶包裝最重不超過(guò)30kg6，當(dāng)單個(gè)箱子重量在30kg以上時(shí)，通常安排兩人抬起行走171，此時(shí)端手位于箱體上部，比較方便?！　‘?dāng)單個(gè)箱子重量在20~30kg時(shí)，如端手位置在箱體上部時(shí)，由于箱體較重，搬運(yùn)時(shí)兩臂拉直會(huì)因箱體擋住兩腿而影響走動(dòng)，降低運(yùn)輸效率。要想不影響走路，手臂必須彎曲，使箱體位置提高。此時(shí)，在重力作用下加速搬運(yùn)人手臂疲勞，影響工作效率。如將端手位置放在箱體下部，見(jiàn)，由于端手位以下箱體端手位置在下部Fig.3高度很小（B=30~50mm），因而對(duì)腿部移動(dòng)的影響很小，可有效提高搬運(yùn)效率?！　‘?dāng)單個(gè)箱體重量小于20kg時(shí)，為了提高搬運(yùn)效率，經(jīng)常將數(shù)個(gè)周轉(zhuǎn)箱疊起搬運(yùn)。疊起高度小于500mm時(shí)，可置于搬運(yùn)者胸前；高度大于500mm時(shí)，由于視線和操作靈活性的影響，通常置于背后。一般情況下，在實(shí)際工作中進(jìn)行此類操作時(shí)，搬運(yùn)工以雙手置于最下面箱子的端手部位，采用背運(yùn)的方式較為常見(jiàn)。搬運(yùn)過(guò)程中手臂在提供向上的力的同時(shí)，利用端手位置與靠近身體的箱子邊緣形成的力矩將疊放的箱體靠在背上。在此過(guò)程中，手腕部始終處于撓側(cè)偏（箱體在體前時(shí)，形成尺側(cè)偏）狀態(tài)，極易產(chǎn)生腕部酸痛，引起疲勞。如長(zhǎng)時(shí)間這樣操作，會(huì)引起腕道綜合癥、腱鞘炎等癥狀3.同時(shí)，由于疊放的箱體較高，重心相應(yīng)提高，行走過(guò)程中穩(wěn)定性較差，因此，兩手臂需從側(cè)面夾持住箱體以維持整體平衡。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)，這種既用力又要加以控制的作業(yè)方式，比較容易引起作業(yè)者的疲勞，給整個(gè)搬運(yùn)過(guò)程帶來(lái)不利影響8. 3端手位置的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)滿足人機(jī)工程學(xué)要求的端手位置設(shè)計(jì)見(jiàn)，將符合人機(jī)關(guān)系的端手位置端手位置設(shè)在箱體的下方，搬運(yùn)時(shí)，由于端手位置下方的箱體長(zhǎng)度較小，兩臂伸直也不會(huì)妨礙兩腿走路。　　但此時(shí)由于箱體的重心位于端手位之上，造成箱體穩(wěn)定性較差，因此將端手位置偏置，使向上的搬運(yùn)力臂大于向下的重力臂，達(dá)到省力的目的，同時(shí)又形成順時(shí)針力矩，是箱體靠在搬運(yùn)者身體上，以獲得穩(wěn)定性。另外，這種順時(shí)針力矩所造成的箱體傾斜，會(huì)使箱體上部緊靠搬運(yùn)者身體，而下端產(chǎn)生少許偏移力，減輕箱體對(duì)兩腿走路的影響，可提高搬運(yùn)效率。結(jié)合上文分析中提到的搬運(yùn)過(guò)程手腕部的受力情況，為使手腕在工作過(guò)程中免受側(cè)偏之苦，此處調(diào)整端手孔位置的角度，使手臂與端手位置垂直，以保持手腕處于順直狀態(tài)，腕關(guān)節(jié)放松，以減輕疲勞?！　》治鱿潴w搬運(yùn)過(guò)程中的受力關(guān)系見(jiàn)，手臂、箱體、疊放箱體的背運(yùn)Fig.5后背形成了一個(gè)直角三角形。根據(jù)GB/T10000-1988中國(guó)成年人人體尺寸有關(guān)數(shù)據(jù)，AB為上臂長(zhǎng)、前臂長(zhǎng)與手掌長(zhǎng)之和，根據(jù)周轉(zhuǎn)箱產(chǎn)品的功能分類屬于I型產(chǎn)品，依平均尺寸設(shè)計(jì)采用第50百分位人體尺寸，考慮功能修正后得：AB=698mm，偏置的端手位置距箱體側(cè)壁的長(zhǎng)度BC=180mm.搬運(yùn)過(guò)程中手臂與端手位置垂直，即ABBD，根據(jù)幾何關(guān)系，見(jiàn)，乙15°，即端手位置與水平面的夾角a=15°?！　】紤]到塑料周轉(zhuǎn)箱的通用性要求，在實(shí)際使用過(guò)程中，每個(gè)箱子可同時(shí)設(shè)置上、下2個(gè)端手位置，見(jiàn)，以方便使用。塑料周轉(zhuǎn)箱為注塑產(chǎn)品，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，正確的端手位置Fig.7如此改進(jìn)設(shè)計(jì)除模具復(fù)雜程度略有增加外，箱體成本變化不大?！　?結(jié)語(yǔ)塑料周轉(zhuǎn)箱端手位置的合理選擇，應(yīng)根據(jù)箱子的高度、重量和搬運(yùn)方式等特點(diǎn)，結(jié)合人機(jī)工程學(xué)要求來(lái)綜合分析，簡(jiǎn)單地設(shè)定在一個(gè)位置是不合理的。綜合使用情況，在箱子上設(shè)計(jì)2個(gè)端手位置，不但使用方便，減輕疲勞，而且增強(qiáng)了操作的舒適性，提高工作效率。