【文章內(nèi)容簡介】 因為本設(shè)計需要充分體現(xiàn)以人為本的實用性特點，所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計的本身需要涉及到在具體使用過程中的人體舒適 度，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行梯子結(jié)構(gòu)的相應(yīng)設(shè)計： 研制機器和工具的各種技術(shù)措施都不完善，除非能適應(yīng)人的因素，包括人體尺寸，常規(guī)的人體姿勢、動作和行為。因此符合人機工程的要求是安全工作場所的首要條件。 行為研究是必要的，特別對哪些幾乎是無意識的習(xí)慣動作的研究。多動因子 7 的動作和作業(yè)的試驗，有助于對工作場所或某種器具的各個組成部分進(jìn)行評價和優(yōu)化。為此，進(jìn)行了相應(yīng)的試驗，研究標(biāo)準(zhǔn)輕便直梯放置角度不同對攀登者上下梯子動作的影響。 試驗的主要目的主要是：研究安全的爬梯子的常規(guī)動作，確定適合于人體度量和生 物力學(xué)因素的條件，如身體尺寸、動作和各種力學(xué)。這些條件應(yīng)保證人以自然動作爬梯子時發(fā)生事故的危險性減至最小。 上下梯子所需時間 從圖 1 可以得出一個重要結(jié)論，當(dāng)梯子傾角為 70176。時，移動單位高度所需的時間最短，因此可以說它是最佳角度。這證實了 Lehmann 的結(jié)論，說明梯子傾角為 70176。時，移動單位高度所小號的能量最少。如果工作人員的能力和工作效率保持不變，梯子傾角為 70176。時，人所受到的干擾以及不良因素較少，完成某一動作所需要的時間也越短。 三點接觸比例 三點接觸規(guī)律，即在上下梯子的過程中 ，人至少要用三個肢體同時分別接觸 8 梯子的橫檔和扶手。因此我們研究了梯子的傾角對總時間中三點接觸周期所占比例的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，梯子的傾角為 60176。時，這種比例最小， 50176。時稍大， 90176。時比例最大（見圖 2 和圖 3）。 很明顯，這說明人在上梯子時應(yīng)快速抓扶以保持身體的平衡，梯子傾角為60176。時，生物力學(xué)條件最佳。 9 據(jù)相關(guān)資料顯示，梯子的最佳受力角度是 75176。，在 60176。 ~80176。內(nèi)為可豎立范圍。 梯子架材料的選用 制作梯子，首先需要考慮梯子可以承載人體的重量，即梯子的材料以及尺寸選擇。經(jīng)過查詢和對比 ，梯子的材料選擇鋁合金。鋁合金在現(xiàn)代機械制造中的應(yīng)用占有很大的比例，是制作此類產(chǎn)品的最佳選擇。以下是目前市場常用鋁合金材料的一些相關(guān)信息： 圖 4 鋁合金的分類與性能特征 10 圖 5 鋁及鋁合金管材的品種和規(guī)格范圍 根據(jù)這些信息，在本設(shè)計中，鋁合金材料我選擇 7A04：超硬鋁合金。選擇理由是這種材料室溫強度最高，很常用，各項性能優(yōu)越。管材我選擇 厚壁圓管。選擇理由是其性能指標(biāo)剛好適合本設(shè)計使用。 梯子踏板結(jié)構(gòu)設(shè)計 作為梯子使用安全問題的一個重要環(huán)節(jié)，梯子形態(tài)的腳踏板必須充分體現(xiàn)安全設(shè)計理念。根據(jù)建筑 學(xué)樓梯設(shè)計理論，舒適的樓梯，臺階高度以 15cm 為宜，若超過 18cm，登樓梯時就會感覺累了，臺階深度以 2730cm 為宜。然而梯子和 11 樓梯不同，因此考慮到本設(shè)計具體情況，臺階數(shù)訂為 3，最上面的臺階由于是站立平臺，因此要比下面兩個臺階深度要大， 3 個臺階排列情況如圖 6 所示： 圖 6 臺階安全措施 臺階要解決的安全隱患主要有兩點： 1 防滑； 2 防碰傷刮傷 防滑： 登梯子或走樓梯時滑到是件很危險的事情，所以防滑設(shè)計必須做到，下面提供幾種防滑措施圖片： 12 圖 7 圖 8 圖 9 圖 10 在生活中，室內(nèi)外樓梯如果沒有本身的防滑結(jié)構(gòu)，一般會附加如防滑貼、金屬防滑條等來進(jìn)行防滑。經(jīng)過分析，我選擇采用凸起橫紋，這樣不但防滑，而且可以避免凹陷橫紋帶來的不便于清理污垢的問題； 防碰傷刮傷 ：帶有棱角的邊緣容易讓使用者受傷，因此臺階部件應(yīng)光滑、圓潤，無突出尖銳部分，以免碰傷刮傷，但是又不能過于圓潤，防止踩滑。 13 臺階的材料 臺階的材料我選用塑料，以下是常用塑料名稱與應(yīng)用表： 品種 材料 典型應(yīng) 用范圍 ABS 丙烯腈 丁二烯苯乙烯共聚物 汽車（儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等），電冰箱，大強度工具（頭發(fā)烘干機，攪拌器，食品加工機，割草機等），電話機殼體，打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。 PA12 聚酰胺 12 或尼龍 12 水量表和其他商業(yè)設(shè)備，電纜套，機械凸輪，滑動機構(gòu)以及軸承等。 PA6 聚酰胺 6 或尼龍 6 由于有很好的機械強度和剛度被廣泛用于結(jié)構(gòu)部件。由于有很好的耐磨損特性，還用于制造軸承。 PA66 聚酰胺 66 或尼龍 66 同 PA6 相比， PA66 更廣泛應(yīng)用于汽 車工業(yè)、儀器殼體以及其它需要有抗沖擊性和高強度要求的產(chǎn)品。 PBT 聚對苯二甲酸丁二醇酯 家用器具（食品加工刀片、真空吸塵器元件、電風(fēng)扇、頭發(fā)干燥機殼體、咖啡器皿等），電器元件（開關(guān)、電機殼、保險絲盒、計算機鍵盤按鍵等），汽車工業(yè)（散熱器格窗、車身嵌板、車輪蓋、門窗部件等）。 PC 聚碳酸酯 電氣和商業(yè)設(shè)備（計算機元件、連接器等），器具（食品加工機、電冰箱抽屜等），交通運輸行業(yè) （車輛的前后燈、儀表板等）。 PC/ABS 聚碳酸酯和丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物和混合物 計算機和商業(yè)機器的殼體、電器設(shè)備 、草坪和園藝機器、汽車零件（儀表板、內(nèi)部裝修以及車輪蓋）。 PC/PBT 聚碳酸酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯的混合物 齒輪箱、汽車保險杠以及要求具有抗化學(xué)反應(yīng)和耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性、抗沖擊性以及幾何穩(wěn)定性的產(chǎn)品。 PEHD 高密度聚乙烯 電冰箱容器、存儲容器、家用廚具、密封蓋等。 PEI 聚乙醚 汽車工業(yè)（發(fā)動機配件如溫度傳感器、燃料和空氣處理器等），電器及電子設(shè)備（電氣聯(lián)結(jié)器、印刷電路板、芯片外殼、防爆盒等），產(chǎn)品包裝，飛機內(nèi)部設(shè)備，醫(yī)藥行業(yè)（外科器械、工具殼體、非植入器械）。 PET 聚對苯二甲酸乙 二醇酯 汽車工業(yè)（結(jié)構(gòu)器件如反光鏡盒，電氣部件如車頭燈反光鏡等），電器元件（馬達(dá)殼體、電氣聯(lián)結(jié)器、繼電器、開關(guān)、微波爐內(nèi)部器件等）。工業(yè)應(yīng)用（泵殼體、手工器械等）。 14 PETG 乙二醇改性 聚對苯二甲酸乙二醇酯 醫(yī)藥設(shè)備（試管、試劑瓶等），玩具，顯示器，光源外罩，防護(hù)面罩，冰箱保鮮盤等。 POM 聚甲醛 POM 具有很低的摩擦系數(shù)和很好的幾何穩(wěn)定性，特別適合于制作齒輪和軸承。由于它還具有耐高溫特性，因此還用于管道器件（管道閥門、泵殼體），草坪設(shè)備等 。 PP 聚丙烯 汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的 PP： 擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等），器械（洗碗機門襯墊、干燥機通風(fēng)管、洗衣機框架及機蓋、冰箱門襯墊等），日用消費品 （草坪和園藝設(shè)備如剪草機和噴水器等）。 PPE 聚丙乙烯 家庭用品（洗碗機、洗衣機等），電氣設(shè)備如控制器殼體、光纖聯(lián)接器等。 PS 聚苯乙烯 產(chǎn)品包裝，家庭用品（餐具、托盤等），電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等） PVC 聚氯乙烯 供水管道，家用管道，房屋墻板，商用機器殼體，電子產(chǎn)品包裝，醫(yī)療器械，食品包裝等。