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1伞具设计

I．1伞面半径

平面半径大小是由撑伞者在伞下的活动范围决定的。在正

常情况下，人在伞下的活动范围有3个主要因蒸：手臂前后活

动毡围；手臂左右活动范围；最大肩宽。

1．1l根据手臂前后摆动范围测定伞面半径

因为伞具是人们生活中的必备用具，适用于绝大多数人群，

在这里取95％的适用人群的人体尺寸标准作为伞面设计的数

据。根据人体尺寸掭桂“1：95％的成年男性(18—60岁)前臂长

壅为258r珊。上臂长度为338呻；95％的成年女性(18—55岁)

前臂长度为234哪．上臂长度为302mm；人正常情况下撑伞时手

臂前后移动距离：前臂的前后活动范围+上臂的前后活动范围。

因为前臂至上臂的舒适调节范围为85。一1100[”。在此前臂伸展

肘取85。，前臂与垂直方向形成的角度就为45。。因为上臂至躯

干的舒适诵节范围

为柏。一900，再依

据大量实际测量数

据，取O～50。的活

动范围。上臂与垂直

方向形成的角度就

为O一50。，见图l。

经计算伞的前图l手臂前后摆动范围示意图

后移动距离为：成Fj手l强eB曲既atjcdm6昭。f血es。哪坤

年男性为：258m啊afa咖backw州8柏dfor他rds秆而“挚

xsi一5+338mmx8iIl50=“1．314f岫；成年女性为：234mmx

自i椰+302r唧×siIl50=396．77mm。95％成年男性胸厚约为

245mm；95％成年女性胸厚约为239曲。

因手臂移动距离是从胸厚中同开始计算，取1／2胸厚数

值。所以为了保证人不淋到雨水，伞面半径应为：伞的前后移

动距离+l／2人的胸厚。经计算得：男士伞面半径约为：“1．

314mm+l／2x245IⅡIn=563．814哪；女士伞面半径约为：396．

77m+l／2×239fnIn=516．27m。

I．1．2根据手臂左右摆动范围测定伞面半径

根据大量实验数据，人正常情况下撑伞时前臂的左右活动

收稿日期：2007舶-25

作者简介；熊兴福(1963一)，男，南昌人，南昌大学教授，硕士生导

师，主要从事人机工程、包装设计研究，发表论文50余篇。

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万方数据

包装工程PAcKAGINGENGINEERINGv01．28No．“2007．1l

范围为(前臂向外

侧方向形成的角度

大约为0—45。)，见

圈2。

因此经计算伞

的左右移动距离

为：成年男性为：

凰2手臂左右摆动范围示意图258mm×8枷2

Fig．2‰schemticdr嘶“gof

：8乙竺竺!成年，血e。。ope0f。l。n。nd蚶Ⅱswi咿

女性为：234mm×

‘。

8iI“5=165．438mm。

为了保证入不被雨水琳到。伞面半径应为：伞的左右移动

距离+人的最大肩宽。经计算得：男士伞面半径约为：182．

406mm+469唧=65I．406岫；女士伞面半径约为：165．438舢

+438mm=603．438mm。

1．1．3根据最大肩宽测定伞面半径

一般情况下，手撑伞相对于身体是处于静止状态的，因此

伞面半径根据人的最大肩宽测定如下：根据人体尺寸标准：

95％成年男性最大肩宽为469mm：95％成年女性最大肩宽为

438mm。因此根据最大肩宽测定伞面半径为：男士伞面半径约

为469一；女性伞面半径约为438mm。

1．1．4综合分析后测定伞面半径

根据以上测定，考虑一般情况下手相对身体活动范围不

大，手最大活动范围)伞面半径最大肩宽，综合分析得出：

男士伞面半径约为563mm；女性平面半径约为516mm。(耒

成年入可以根据不同年龄层的身体尺寸标准，以此公式来得

到伞面半径尺寸。)如果考虑平具的通用性，伞面半径应取男

士用伞的尺寸；如果考虑女士太阳伞，伞面半径应取女士用

伞的尺寸。

1．2伞面弯曲弧度，

l，2．1伞面边缘的圆弧形造型

平面为圆形具有象征意义：纸伞张开后呈圆形，有。圆满。

的吉祥寓意。

由于受力采用圆形伞面：为了不淋到雨水，伞面半径要保

持不变，所以方形伞的边长要等于圆形伞面直径。运用流体力

学基本原理进行受力分析1：圆形伞面受到风欧时，前半部与

后半部的压强分布不同，因而流体在流动方向上对圆柱产生了

由压强差而引起的作用力(也就是空气阻力)，这个力叫和

强阻力(或称形状