人机工程

第1篇：人机工程

安全人机工程学的应用

人机工程学是研究人、机(包括工业产品、建筑结构、环境规划、生活用品等)及其环境之间相互作用的综合性学科。人机工程学运用人体测量学、生理学、心理学、生物力学以及工程学等学科的研究方法和手段,综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题的研究,研究人机系统中人、机特性,人与机器以及人与环境的相互作用,人机界面设计,以及人在工作、生活中工作效率、人的舒适和安全健康等问题。其目的是实现人机系统的最大效率和追求人的安全舒适。在我国,人机工程学的应用范围日益广泛,包括在生活领域和生产领域的方方面面都具有广阔的应用前景。随着科学技术的的快速发展,人机工程学带给人们的生产生活更多的安全与健康。

人机工程学的发展

人机工程学是20世纪中期发展起来的交叉科学,它起源于欧洲,形成于美国,发展于日本,作为一门独立学科的历史已有50余年。现在已在世界上多个国家得到了广泛的推广和应用。

中国的人机工程学研究是从20世纪30年代开始的,但系统和深入的开展则在改革开放以后。1980年4月,国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委员会。1984年,国防科工委成立了国家军用人机环境系统工程标准化技术委员会。北京航空航天大学设立了人机环境专业的教学和科研;北京医科大学公共卫生学院也开展了包括坐姿作业导致的肌肉骨骼劳损的研究,同时也就涉及到作业姿势,作业环境评价等方面的人机工程学的研究。这些研究成果的应用,有力地推动了我国人机工程学研究的发展。

不同行业应用实例

安全人机工程学是从安全的角度和着眼点,运用人机工程学的原理和方法,去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。它是以活动过程中的人的保护为目的,主要阐述人与机保持什么样的关系,才能保证人的安全。也就是说,在实现一定的生产效率的同时,如何最大限度地保障人的安全健康与舒适愉快。安全人机工程学侧重于人和机的安全、减少差错、缓解疲劳等课题的研究。在我国,安全人机工程学的应用常见于以下几个行业中。

1.重体力劳动作业的应用

从事重体力作业的劳动者,如果没有采用科学的工作方法,很容易遇到突发性伤害或器官遭受持续性破坏。以搬运作业为例,不正确的搬运姿势导致脊柱受伤的案例非常多。人的脊柱为“S”曲线形,12块胸椎骨组成稍向后凹的曲线,5块腰椎骨连接成向前凸的曲线,每两块脊椎骨之间是一块椎间盘。由于脊柱的曲线形态和椎间盘的作用,使整个脊柱具有一定的弹性,人体跳跃奔跑时完全依靠这种曲线结构来吸收受到的冲击能量。脊柱承受的重量负载由上至下逐渐增加,至第5块腰椎处负荷最大。用不同的方法来提起重物,对腰部负荷的影响不同,如图1所示。

直腰弯膝提起重物时椎间盘内压力较小,而弯腰直膝提起重物会导致椎间盘内压力突然增大。因为弯腰改变了腰椎的自然曲线形态,不仅加大了椎间盘的负荷,而且改变了压力分布,使椎间盘受压不均,前缘压力大,向后缘方向压力逐渐减小,如图2所示。这就是损伤椎间盘的主要原因。而正确的提重方法应该如图3所示。

首先要抓稳重物,提起时保持直腰,上身尽量伸直,尽量弯膝;在设计时应尽量使重物的抓握高度高于地面40~50cm;提取时身体应尽量靠近重物。

2.冲压作业的应用

在冲压行业中,冲压设备易操作,零配件成型效率较高,因此在各种制造型企业中使用广泛。与此同时,冲压作业事故也日趋上升。如何预防、减少冲压事故,目前已经成为刻不容缓的课题。现就两起冲压工伤事故进行人机工程分析并浅探其安全对策。

案例1:某厂员工甲在操作冲床时,与另一员工两人同机,当两人各用一手按下按钮时,甲某左手还在冲床合模区内未能及时抽出,且此机台光电保护装置的位址设置过高,未能起到保护作用,导致冲床下行时压伤甲某左手,造成无名指、中指末端粉碎性骨折,小拇指和食指压伤。

案例2:某厂员工乙操作冲床过程中发现料未送到位,立即用以手遮挡光电保护装置的方式停机,不想右手穿过光电保护装置并进入合模区后,虽然光电保护装置被激活,但由于机械的惯性运动,上模仍然下行了一段距离。结果乙某右手被导柱压入导套,造成乙右手中指全部和食指的两节离断。

对以上两起事故原因分析后,不难看出,案例1事故事发原因主要是甲某违反操作规范,两人同机操作冲床;光电保护装置位置设置过高,起不到保护作用;安全意识不强。案例2事故事发原因主要是乙某违反操作规范使用光电设备紧急停机;事故冲床的光电保护装置光幕盲区过大,造成保护作用滞后。

运用安全人机工程学进行人机系统分析,首先,在人机系统中设备的安全状态因素非常关键,冲压操作时模具是人机的主要结合面,也是事故的多发点。由于模具设计的缺陷,人机不能协调,操作者在送料、取料等过程中必须将手伸入危险区内,给事故发生留下了隐患。 因此,为避免事故发生,进行零件冲压加工时,应尽量使人体不进入危险区,可以选择使用连续模,以减少人体进入危险区的概率。另外在冲床上安装“光电保护装置”等保护装置,加强对设备的日常检查和保养,及时排除故障,也能有效预防事故的发生。

在人机系统中,人的安全意识和安全技能的因素更是第一位的,冲压事故很多都是由于人的因素导致的。上述两起事故中也主要是由于员工违反操作规范引起的(双人共机操作冲床、使用光电保护装置紧急停机),更何况光电保护装置的位置设置、功能的保障程度都是人为的,因此,还要加强对员工的安全教育,提高员工工业安全意识,提高安全操作技能,使其树立强烈的安全观,实施安全生产标准化,具备规范化的操作技能,正确使用各种劳动保护用品及安全防护设施,在紧急情况下做出科学应变。

另外,在人机系统中环境的因素也不可忽视,冲压生产现场一般噪声较大,冲压工作本身又具有简单、重复的特性,而人员在这种作业环境下连续工作几个小时,容易产生心理、体力上的疲劳,降低注意力, 紧急情况下往往无法及时做出反应。

3.控制台操作作业

大型工业设备、交通工具及电厂集中控制中心等设备通常有较大的控制台,各种控制器排列在一个板面上或者排列在较小的空间里。因此,在正确的时候使用正确的控制件是极为重要的,尤其是在许多情况下,当作业者操作控制件,视觉集中于机器的其他部分时就更为重要。如在飞机驾驶或是大型设备操作。而很多事故发生就是由于操作员的误操作。控制件的设计如果符合人机工程学,操作人员就能够更好地操作控制件,有效减少误操作。如图4所示。

图中的A区是布置最重要和经常使用的操纵机构的最佳区域。B区则是布置次要和使用较少的操纵机构的区域。在决定操作者的工作区时,必须保证肘部的支承表面,在此表面上不应布置操纵机构。

编辑 林 静

作者：楼霄翔

第2篇：工程机械驾驶室人机工程学研究综述

摘要：工程机械是进行现代化建设不可缺少的设备，我国正处在高速发展阶段，基础设施建设日新月异，到处都能看到工程机械的身影。但工程机械驾驶人员的工作环境一直非常恶劣，设计改善工程机械驾驶室，使其符合人机工程学，能够在有效提高工作效率的同时，提高操作的安全性，提升操作者工作舒适度，降低机械的人为损伤等。国内大部分研究仅仅停留在主观评价阶段，笔者想通过挖掘机的操纵杆人机工程学实验，提供一种工程机械驾驶人机研究实验设计方法，利用实验数据分析说明哪种操纵杆设计更加合理。

关键词：工程机械 人机工程学 实验

一、工程机械定义与分类

机械工业出版社出版的《工程机械》一书对“工程机械”的定义是：工程机械是为城乡建设、铁路、公路、港口码头、农田水利、电力、冶金、矿山等各项基本建设工程施工服务的机械;凡是土方工程、石方工程、混凝土工程及各种建筑安装工程在综合机械化施工中，所必需的作业机械设备，统称为工程机械。

按主要用途分类，工程机械可以大致分为九个类别。

二、国内外研究现状及研究意义：

国际工程机械驾驶室，主流市场和制造商主要分布在欧洲、北美和亚洲三大地域。由于文化背景和的地域环境差异，不同地域的驾驶室具有独特的地域特点和鲜明的技术特征。目前欧洲顶级的工程机械驾驶室代表了当今世界最高的设计水平。其应用了世界上最先进的技术，追求舒适性和安全性，模块化和系列化设计程度高。

如果能有效改善工程机械操作者工作条件恶劣的情况，增强其工作的舒适度，减少劳动者的疲劳损伤，减少机械的人为故障，保证操作者长时间集中注意力，降低安全事故发生率，提高工作效率。国外新型工程机械不但达到了人机布置的科学性，还普遍采用全封闭式驾驶室，而且十分注意调节驾驶室内的温度、湿度和气流速度，不论在什么样的气候条件下作业，驾驶员在驾驶室内始终感到舒适。美国工程机械研究推荐的驾驶室内舒适的微气候参数为：空气相对湿度为30%～70%，驾驶室温度为18～24℃，空气流速为0.1～0.3m/s，通风量为0.37～0.57m3/min。

因此，选择该课题有以下目的和意义：

1 可以提高工程机械驾驶室人机工程学应用水平，扩展人机工程学的应用领域;

2 可以将人机工程学的实验方法引用到工程机械的驾驶室设计中，提高国内工程机械驾驶室人机设计水平;

3 可以提高工程机械的驾驶舒适度，降低操作人员的疲劳度;

4 进一步提高设计的工作效率，设计适合中国人体形的机械设备，改进常规的落后设计手段。

总之，对于国内学术而言，许多工程机械设计缺乏人机工程的相关理论，在人机工程学方面的研究也不多(有的相关研究还停留在经验人机工程学的基础上)，所以在该课题上进行研究，就是只对其中一个人机项目(如操作舒适区域)进行研究就可以取得比较有意义的成果。

由于工程机械的范围很广，笔者无法对每种机械的驾驶室进行细致的实验研究。在经过大量调查分析发现，在工程机械中，挖掘机是使用范围最广并且操作具有一定代表性，所以在本文中笔者仅以挖掘机为主要研究对象进行研究。在挖掘机驾驶室中，座椅的人机工程学方面可以借鉴汽车座椅，而且国内学者也进行了一些研究，但对操作方面的人机工程学研究还比较少。挖掘机的操作主要依靠位于座椅两侧的操作杆来实现的，所以这个操作杆是人机工程学参数，直接影响操作人员的舒适度以及工作效率等。所以笔者将在本文中通过人机工程学实验对挖掘机的操作杆进行细致的人机工程学分析。利用美国BIOPACMP150生理多导仪，进行实验分析，得出结论，为以后的研究人员提供一种更有说服力的研究方法，使对工程机械驾驶室的人机工程学研究不仅仅停留在经验的基础上。

三 实验概述

通过美国BIOPAC MP150生理多导仪，对被试者使用挖掘机操纵杆完成规定任务时的生理参数(主要是肌电图，前臂与手腕的弯曲等)以及被试者的主观评价，经过分析得出最符合人机工程学的挖掘机操作杆的外观。

实验测评指标及影响各指标的因子

1 舒适度

(1)握杆的直径

(2)握杆的弯曲度

(3)握杆的长度

(4)握杆的高度

(5)握杆的材质

(6)握杆的摩擦力

2 疲劳度：连续工作而致使肌体能量消耗的生理疲劳程度。

(1)握杆的摆放位置

(2)握杆的操作范围

3 工作效率

(1)完成同一任务时的工作时间

(2)单位时间能完成的工作任务

4 安全性能

完成工作过程中的误操作率

5 心理感受(主观评价)：操作过程中对被试者心理的影响。

(1)舒适程度

(2)简单程度

(3)美观程度

(4)轻巧程度

肌电图(electromyography)，应用电子学仪器记录肌肉静止或收缩时的电活动，及应用电刺激检查神经、肌肉兴奋及传导功能的方法。英文简称EMG。通过此检查可以确定周围神经、神经元、神经肌肉接头及肌肉本身的功能状态。实验将采集实验过程中被试者有效的肌电图、弯曲角度并通过统计学软件进行统计分析，得出哪种操纵杆更符合人机工程学。

实验设备：

美国BIOPAC公司MP150系统

这套系统可以用普通个人电脑工作，可将生理信号存入计算机，无需连续纸记录仪，系统维护简便。可以在办公室或家中用个人电脑装入ACK软件分析实验室内MP150系统记录的生理信号。

用来放大常规的和骨骼的肌电活动。EMG100C可以用来监测单个纤维的、运动部位的和外周神经的电活动，因为它可以快速反应和定时。AcqKnowledge软件可以执行实时EMG测量。可以匹配所有的2mm电极插头，包括用于高灵敏测量带屏蔽的电极插头。

TSD109C三轴角加速度换能器

TSD109C与HLT100C相连提供三个输出，同时测量XYZ三个轴线方向的加速度。TSD109C可以用于身体上的各个部位。TSD109C适于测量慢速动作，例如走动。TSD109C适于测量快速动作，例如打网球时摆臂。

挖掘机模拟软件 一套

挖掘机模拟器 一套

被试者：经调查99%以上的挖掘机驾驶员为男性，且年龄在20岁以上，所以被试者选择为8名健康男性，年龄22岁以上。

当工程机械驾驶人员在利用操纵杆完成工作的时候，其三角肌、肱二头肌、前臂屈肌群会在大脑的支配下做出动作，最容易疲劳的也正是这些肌肉，所以肌电图的采集将主要集中在这三组肌肉上。操作时手腕需要经常转动，所以将三轴角加速度换能器安装在被试者的手腕部，用以采集工作时手腕弯曲程度，从而分析其疲劳状况。肌电采集点如上图所示：

实验前期准备工作：

1 安装调试实验设备。将操作杆固定在仿真座椅两侧，模拟真实挖掘机驾驶环境，打开电脑中的模拟软件;

2 将BIOPAC MP150生理多导仪主机与放大器按照使用说明安装好，打开数据采集软件，进行调试，连接电极采集线;

3 对被试者进行简单讲解，使其了解在实验过程中，被试者应该完成的工作。但对实验要采集的数据与结果要对被试者保密，以免在实验过程中，被试者的主观意识影响实验数据的准确性;

4 根据事先选好的采集点，在被试者身上安装贴片电极，并将生理多导仪的电极线与其连接;

5 实验人员将计时秒表归零。

实验过程：

1 被试者按实验要求利用操纵杆控制模拟软件中的挖掘机，从地点A移动至地点B，并在地点B处，用挖掘机的铲斗将右侧土堆的土移动至左侧(需要重复5次操作)。同时实验人员进行计时，记录每个被试者完成同样操作所利用的时间。

2 更换形状的操作杆进行同一实验，为避免被试者由于多次反复操作，对操作的熟练程度而影响实验结果，操作杆的使用排序采用随机排列。

3 操作完成后，秒表计时完毕，实验人员进行数据记录，将设备采集出来的肌电图等进行存储。

4 让被试者填写主观评价表

5 整理实验设备

实验后期：

对采集的实验数据进行分析，通过统计学软件SPSS分析得到实验结果，这样就可以真实有效的利用数据结果评测那种操纵杆更符合人机工程学要求。

总结

本文主要以人机工程学的理论为基础，利用美国BIOPAC MP150生理多导仪，通过测量被试者在完成同一任务时手臂肌电图数据、弯曲角度数据以及实验后对操作杆的主观评价等，并利用SPSS软件对数据进行统计分析，从而得出最符合中国工程机械操作者的操作杆设计。

这篇文章提供了一种研究工程机械驾驶室人机工程学设计的方法，使工程机械驾驶室人机研究不仅仅停留在主观评价阶段。利用客观实验验证人机关系是否达到理想效果，将是未来中国人机工程学发展的必然趋势。有效科学的实验分析将使我国工程机械驾驶室人机研究更加合理完善。

作者：金信琴　王大印

第3篇：机床造型设计中的人机工程

摘 要：在工业生产领域，数控机床是一类非常重要的设备，其质量直接影响产品的加工质量。就目前状况而言，国内数控机床存在着线条生硬、操作繁琐等缺陷，不仅无法有效地提升工件加工的质量与效率，还可能危害流水线工人的生命财产安全。文章结合笔者工作经验与相关理论知识，研究了机床造型设计中人机工程的应用，供有关人员参考借鉴。

关键词：技术;电视艺术;电视美学

检 索：www.artdesign.org.cn

Man Machine Engineering in Machine Tool Design

MAO Yang(Dalian Polytechinc University Art and Information Engineering，Dalian 116600，China)

Key words ：machine tool modeling; design; ergonomics

Internet ：www.artdesign.org.cn

人機工程学自诞生以来便受到了数控机床设计界的广泛关注，机床设计者利用人机工程学来改善数控机床运转条件、调整机床显示屏安装角度等。现阶段，结合人机工程学知识所制造的数控机床不仅具备美观的外型，性能也得到了显著的提升。

一、人机工程学概述

心理学、人体测量学、生物力学、生理学与工程学等学科知识共同构成了人机工程学。在机床造型设计中应用人机工程学的主要目标是结合该学科理论，设计出拥有最大运转效率、操作便利安全的机械设备。人机工程学之所以能够实现确保人、机器以及环境系统总体性能最优化的目的，主要原因是其向设计者揭示了人、机器以及环境三者之间的规律与关系。

近年来，人机工程学的应用愈来愈广泛，应用主要集中于工业领域。通过应用人机工程学，人们有效地提升了机器的性能、改善了工人的操作条件、减少了职业病的发生几率。就目前状况而言，我国工业发展势头较好，数控机床应用普遍，所以人机工程学应用条件良好。

二、数控机床人机系统设计目标

人机系统在数控机床中应用的基本目标便是实现“机宜人，人适机”。数控机床能够承受巨大的工作量，在工件精度控制方面具有巨大的优势，而相比于数控机床，人拥有活跃的思维，能够对工作中的突发状况做出紧急处理。在数控机床造型设计上应用人机工程学知识，就是为了加强人与机器的配合，从而最大程度地强化人机系统的总体功能并提升系统运转效率。

人与数控机床构成和谐的人机系统，人与机器共同履行应尽的职责。人机系统中，机器负责开展高强度的运算以及工件加工工作，操作人员则负责编写控制程序、下发操作指令以及维护保养数控机床等。

三、人机系统具体设计

(一)工作台控制装置设计

工作台是数控机床的关键构成成分，其负责对相关工件进行加工。工作台控制装置是指挥机械臂运转的“大脑”，在工作台控制装置设计工作中，设计者必须要考虑到操作人员手臂活动范围等因素，力求使操作人员能够便捷地操作工作台。调查数据显示，我国大部分数控机床操作人员患有腰肌劳损、腰椎盘突出等疾病，造成该现象的主要原因之一是常规的数控机床设计使得操作者长时间地处于静态弯腰状态中。因此，数控机床人机系统设计者应当竭力避免上述问题的发生，合理地设计工作台台面，充分结合人机工程学相关知识来确定台面的高度。

通常情况下，操作人员是站立操作工作台的，在此情况下，工作台面应当靠近操作员的手部，如此方能避免操作人员长时间弯腰的现象出现，还能有效地防止操作人员因身体前倾而跌倒。数控机床的控制杆和手柄由杠杆以及执握柄构成，从操作条件来看，控制杆以及手柄属于单手控制器范畴，数控机床的手柄一般在操纵力相对较小的操作环境下使用。结合人体工程学相关知识，认为在手柄转动角度不大于手腕转动的常规角度的条件下，工作人员的操作将更加地轻松高效。

为了最大程度地消除数控机床运行过程中手柄与操作人员手掌之间的摩擦，可以采用轴套式的手柄设计。为了提升操作人员手部的舒适性，可以采用触感良好的软树脂作为手柄套的材料，也可以为操作人员发放软树脂制成的工作手套，从而实现对操作人员手部进行双重保护的目的。

(二)显示输入面板设计

显示输入面板是数控机床的核心组分，负责显示数控机床运行状态等重要工作。显示输入面板的高度设计十分重要，传统的数控机床未重视显示输入面板的高度设计工作，从而导致操作人员无法便捷地观测运行数据，不仅影响了数控机床的正常运行，同时在一定程度上影响了操作人员的身体健康。

依照人机工程学理论，认为数控机床显示输入面板的高度应当取百分之五十的人体尺寸，即设计成操作人员平均身高的一半，事实表明，该种设计能够有效地满足机床操作人员的操作要求，使操作人员能够轻松地完成数据分析、输入等工序。为了提升面板操作的舒适性，机床设计者还需要重点考虑面板高度与操作人员肘高的适应性。如果操作人员经常性地抬高手臂以进行显示输入面板操作，则容易产生肌肉酸痛感，长此以往可能造成手臂肌肉血液循环不畅，所以，机床设计者需要充分确保面板与操作人员的肘高相匹配。

需要特别指出的是，应当采用可调节式面板设计，这是因为每个人的生理构造有着细微的差别，在此情况下，如果面板是固定的，即使高度设计考虑到了操作人员身高平均值、肘高平均值等因素，也难以最为有效地为每一个操作人员提供最优的工作环境。就目前状况而言，悬挂式、分离式、贴合式以及下伸式等形式的显示输入面板技术实现难度相对较低、实际应用效果颇佳，因此被广泛应用于数控机床中。每个操作人员对面板高度的要求不同，所以应当在控制面板上安装体积与高度合理的把手，从而有效地增强操作人员的工作便利性。

由于现代化的数控机床需要执行多类加工任务，功能比较丰富，因此显示输入面板上分布着大量的按键，按键的大小设计工作十分重要，按键过大或者过小都可能导致操作效率低下甚至引发误操作，影响数控机床的运转效率与质量。面板按键尺寸大小要与操作人员手指端面积相匹配。一般来讲，按键面积需要稍稍大于人的手指端面积。为了保障操作的准确性，按键的工作行程以及按压力需要符合相关行业规范与国家标准。

为了尽量缩小显示输入面板的体积，按键的排布应当尽量紧密，但是应当注意按键排布不能过于紧密，否则操作人员可能在无意间同时按下两个键位，如此有可能引发相关安全事故。得益于科技的迅猛进步，现阶段数控机床控制面板按键技术得到了极大的改进，国有企业基本普及了感应式键盘设计，这种面板感应灵敏度非常好，并且拥有极佳的触感，能够显著地增强数控机床操控工作的舒适性。

为了促使操作人员能够更好更快地获取收索信息，应当依照一定的原则来设计按键的排布，經验表明，奇数个横向的按键排列方式能够最为有效地提升操作人员信息获取工作的便利性与准确性。最好划分功能键位区域，划出字母键、数字键以及方向指示键等键位区域，如此能够帮助操作人员更好地找到所需键位，同时有利于操作人员养成良好的击键习惯。

数控机床显示输入面板上分布着大量的旋钮，有的旋钮可以旋转一周以上，有的旋钮只能旋转一周以内，而有的旋钮则无法旋转，这类旋钮发挥着定向指示的作用。为了便于操作人员迅速区分不同功能的旋钮，可以在旋钮设计中应用色彩编码技术。依据相关技术规范可知，红色可以用来表示停止机床运转，而绿色则表示接通或者启动数控机床。

为了提升操作的准确性与便捷性，数控机床面板上分布了一些符号与文字以标示键位的功能，如果操作环境中照明条件不佳，则操作人员将较难在短时间内准确获取标示文字以及符号的信息，因此，建议设计者在面板键盘设计上采用背光技术，如此能够显著地改善面板操作环境，增强击键的准确性与便捷性。

(三)机床开合门设计

在数控机床中，开合门是一道非常重要的设施，其能够较为有效地保护操作人员的生命财产安全，与此同时还能发挥隔声的效果。机床操作人员需要实时监控工作台，为了支持这一工作，设计者应当合理设计开合门上的视窗，视窗不宜过大也不能太小。现阶段，数控机床开合门主要采用左右拖拉设计，应当确保拖拉开合门的力的大小处于合理水平。通常情况下，加工中心中的加工任务繁多、而且数控机床的体积也较大，而对于大型数控机床而言，最好增大把手的长度与开合门的尺寸。

(四)生产环境设计

现代化的数控机床操作业务对生产环境要求极高，因此要确保生产环境具备干净整洁的特征。为了增强工作人员操作机床面板的舒适性，认为需要确保数控机床的造型与生产环境相和谐，着重突出数控机床造型的人性化特点。行为心理学相关理论指出，颜色可以影响人的行为与心理，在中国传统文化中，红色象征着喜悦、丰收，蓝色代表着沉稳、宁静，鉴于数控机床实际操作状况，认为采用红色作为机床装饰色的方案不太实际，综合考虑后，认为可以将蓝色与绿色作为数控机床的主色调。

使用蓝色与绿色来装饰数控机床益处颇多。蓝色能够在一定程度放松人的心情，使得操作人员在轻松愉悦的环境中开展相关工作，而绿色不仅给人以清新的感受，还能有效地减缓操作人员的视觉疲劳，防止操作人员患上近视眼，有效地保护了操作人员的视力。德国是数控机床生产技术最发达的国家，而韩国DMG公司生产的一款数控机床便采用了蓝绿色开合门设计，据一些机床操作人员反映，操作蓝绿色的机床设备能够放松自身的心情，从而提升了工作效率以及质量。

(五)安全防护设计

安全防护设计工作意义重大，在过去几年中，媒体报道了许多惨烈的机床安全事故，主要原因之一是数控机床安全设计不到位，因此必须要确保数控机床的造型设计满足相关安全标准，能够给予操作人员一个安全舒适的操作环境。为了提升操作人员的心理安全感，数控机床的造型必须完全符合人机工程学的相关要求，要拥有饱满的整体造型。应当高度重视数控机床的着色处理工作，主要采用蓝色与绿色，如此能够促使操作人员获得足够的心理安全感。除此之外，要着力于完善人机工程设计，做好造型尺寸设计工作。调查数据显示，很大一部分机床安全事故的诱因是操作人员无意间接触了机床的按钮开关，所以为了保障操作人员的安全，必须要规范数控机床的尺寸设计，并将关键按钮置于不易被无意碰触到的位置上。

设计人员应当做好数控机床显示以及控制装置设计工作，各项设计需要充分结合操作人员的心理以及生理特点，最大程度地避免不合理设计的出现。由于操作人员需要长时间地查看顯示面板上的数据，长此以往可能会影响操作人员的视力，因此可以采用智能化面板设计，设置视力保护提醒时间。

四、如何提升数控机床造型设计工作的质量

(一)提升机床设计者的综合素质

无论是何种工作，在其中发挥最关键作用的因素的“人才”，数控机床造型设计工作也不例外。通过调查走访，发现部分机床设计者的综合素质不高，主要表现在专业知识储备量不足与对人机工程学知识理解不透彻上。因此，企业要对症下药，采取针对性措施以提升机床设计者的综合素质。建议企业通过举办行业专家讲座以及组织专业技能培训活动等形式来切实地扩充机床设计者的专业知识储备与强化其实践设计能力，从而使其更加适应新时期数控机床造型设计工作的各类要求。

除此之外，企业应当定期派遣业绩突出、学习能力强的设计者前往德国、日本等数控机床设计、制造技术成熟发达的国家学习交流，以便回国后提升设计团队的整体综合素质。企业可以制定合理的薪资分层制度，将机床设计人员的工作业绩、工作态度以及周围同事对其的评价等因素纳入薪资考核体系当中，通过物质方面的激励以激发设计人员的工作积极性。

(二)加快数控机床设计制造标准建设

客观上讲，我国数控机床设计与制造技术与德日等国家仍有较大的差距，除了人才保障体系方面有一定差落外，机床设计制造行业缺乏健全的技术指导体系也是造成中国数控机床整体性能落后进口德日机床的主要原因之一。鉴于上述情况，认为政府应当尽快组织专家小组，研讨建立合理可行的数控机床设计与制造标准体系，从而为广大机床设计、制造企业提供权威可靠的参考。此外，政府应当加大对中小型机床生产企业的财政补贴力度，降低这些企业的银行贷款门槛，如此方能最大程度地促进数控机床生产行业的总体进步。

五、结语

新的发展形势下开展机床造型设计革新工作极为必要，人体工程学在机床设计中能发挥巨大的作用，为此，广大设计人员应当积极学习人机工程学知识，善于借鉴优秀的机床设计经验，在实际工作中保持认真严谨的态度，如此方能促进我国工业的长足发展。

参考文献：

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[4]张俊竹.展示程序设计[J].设计，2013，(06)：79-81.

[5]李彤，韩锋，李静洪，丁建红.基于DELMIA的导管虚拟装配仿真研究[J].机械制造，2014(05).

[6] 张铁成.机床外防护设计中的人机工程仿真[J]. 制造业自动化，2014(17).

作者：毛洋

第4篇：人机工程学教学改革的探索

摘要:文章从长期教学实践中对人机工程学的教学提出了一些改革意见,主要包括教学内容的研究、教学方法的实践、与现代化教学手段相结合的课件制作以及在新的教学环境下的教学方法的探讨。通过以上改革措施的应用,在实际教学中取得了良好的效果。

关键词:人机工程学;教学改革;教学方法;教学内容

人机工程学是工业设计、工业工程专业的核心课程之一,也是机械、电子、车辆工程等专业的学科选修课,在课程教学中,一方面要系统地给传授学生人机工程学的基本概念、理论、方法和技能,另一方面还要注重培养学生的综合运用知识和创新实践的能力。通过对人机工程学课程的教学实践和研究,我们根据该课程的特点和教学目标,结合课程内容,采用了一种理论与实践相结合的教学模式,以课堂教学为载体,改变教学内容,激发学生的创新热情;改革教学方法,建立研讨式的教学模式,积极引导学生进行创新思维;在课堂内、外与学生展开交流讨论,张扬学生个性;结合工业设计的专业特点,积极引入最新的设计成果,使理论的转化既快又直接,取得了较好的教学效果。

一、教学内容的研究

(一)教学内容要有明确的目的性

人机工程学是工业设计专业重要的专业基础课之一。它通过介绍与工业设计相关的人的结构、生理和心理等基本特征,研究人、机和环境之间的相互作用,使人机系统最优(见图1)。其理论方法可为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度数据,为设计中“机的功能”合理性提供科学依据,为“环境因素”提供设计准则。学习本课程的目的是使学生具备以人为本的设计思想,掌握人机系统设计的一般方法,在明确系统总体要求的前提下,分析和研究人、机、环境3个要素应具备的功能及其对系统总体性能的影响,寻求人机系统最优组合方案,并能应用人机工程学知识指导具体产品的设计,使人机系统安全、高效、可靠。

(二)构建课程框架体系

教学内容的选择和编排要符合教学规律,要按照一定的程序将完整的知识教给学生以保证教学的系统性和循序渐进性。人机工程学是一门交叉性的学科,是人体科学、环境科学、工程科学交叉渗透的产物,是一门新兴的边缘学科,涉及的范围较广。它的研究对象是人、机、环境系统,我们将课程也分为4大模块,人的模块、机的模块、环境模块和其他。而其中的重点是“人”,所以在课程安排上围绕“人”的因素来展开,首先通过人体测量与数据应用来了解人体的生理结构和测量数据的具体应用方法,探讨人的设计心理学在设计上的应用;从与设计有关的“中枢神经系统”、“感觉系统”、“运动系统”3大系统的特点来讲述其与设计的关系及应用方法;机器模块主要是“显示系统”和“控制系统”为主的人机的信息界面设计;环境模块主要是与人和机器有关的环境因素,如热环境、光环境等。其他模块主要研究人机系统的总体设计、事故的成因等。通过以上模块的教学给学生构建出一个清晰的课程框架体系,从全方位把握课程内容,强化各部分的内在联系和整体性,形成一个相对合理的课程体系框架结构。

(三)教学内容动态更新

人机工程学近几年在我国的发展十分迅猛。随着人机工程学研究的深入以及人们认识上的提高,在学术界和企业界都取得了很多成果。因此在课程教学过程中,要紧跟时代的发展,在教学内容上不断更新。一方面要不断把人机工程学理论研究的最新成果及时纳入到教学内容中,让学生充分了解当前发展的新动向和新趋势;另一方面将教学与科研相结合,及时将教师本人和他人的科研成果转化为教学内容,实现了课程教学内容的动态更新。再者紧密联系人机工程应用的最新发展,用案例的形式向学生介绍,如网上资源、学生作品、毕业设计、教师制作等,及时穿插入日常的教学活动中,丰富课堂的教学。在教学过程中还要依据学生的不同情况与需求,进行适当的调整。如工业设计专业的学生来源有两个方向,一个是工科的,一个是艺术类的,对于这两类学生在教学过程中要有不同的侧重点,针对学生思维活动方式的不同以及所掌握的知识的不同进行适当的调整,在教学模块上进行变化,增加不同的内容,与学生的特长相结合,使课程的作用发挥到最大。

二、教学方法的实践

在教学过程中,针对不同的教学内容主要采用了以下几种教学方法。

(一)以教师为主体的讲授形式

对于基本原理和基本概念的学习主要采用讲授方式,原理和概念一般都是比较枯燥、抽象的,在讲授的过程中注意引导学生从各种不同的角度深入理解,帮助他们理清楚概念的基本构架,掌握其内在的含义,从而改变了学生死记硬背的学习方法,也培养了学生富于思考和综合理解的能力。讲授中要注意将抽象的内容用形象的方式进行传达,将枯燥的理论用一种新颖的表达方式呈现,从而引起学生的兴趣,强化记忆效果。如在讲感觉和知觉时,用了“瞎子摸象”来说明感觉和知觉的区别与联系,学生很容易就记住了。在理论讲授中结合实物直观来配合,即用不同的实物通过学生的实际操作来体会原理的具体应用。如在讲授控制装置的布置原则时,用几种不同布置方式的摇控器让学生进行操作,并提醒学生注意其操作过程,然后再讨论在布置时应该注意的问题,总结出布置的原则。这种原则是由学生在思考过程中自然产生的,所以对于原则的理解更加深刻。人机工程学的知识系统性较强,并且作为一门交叉性的学科,涉及的知识面较广,所以在教学过程中要注意与其它学科的联系,在讲授时要注意促进学习的正向迁移,使知识的理解更深刻,对于学科的知识有一个整体上的认识,学习的知识能以一种更稳定的形式存储,提高问题的解决能力。

(二)师生互动式

在教学过程中,根据教学内容创设问题情境。由于人机工程学与我们的日常生活关系较为密切,所以在教学过程中,一方面结合教学内容提出一些常见的问题让学生思考,这些问题一般是我们司空见惯,然而又没有进行过深入的思考,或尚未归结出错误的原因的,让学生进行广泛地讨论,并适时把握讨论的方向,最后总结出问题产生的原因及解决方法,加深对相关知识的理解。如给出市场上的两种电磁炉的控制面板,让学生思考在设计中存在的问题,由此还引发出了上市场找缺点的一个高潮。另一方面根据教学内容布置一定的作业,在学生完成作业的过程中发现问题并及时给予指导,由于是在实际的制作过程中发现的错误,便于了解学生对知识的掌握情况。展示作业让学生对作业进行评论,并就一些普遍性的问题展开讨论,利用作业的讲评来完善教学内容。在讲评过程中,由于相互的激励往往会产生一些新颖的想法,课堂气氛热烈,互动效果很好。

(三)案例教学式

结合典型案例和综合性案例进行讲解。通过对具体案例的评析、讲解和讨论,使学生理解其中所隐含的人机工程学知识和设计原理,掌握相关教学内容和设计方法。案例的选择要有一定的深度和难度,能体现相关的知识点或原理,存在着从多方面进行分析的可能性。一般案例的选择是国内外的优秀的作品、学生作品、教师作品等,内容一般是与学习、生活密切相关的、学生比较熟悉的产品。通过对案例的研究能领会到理论应用的条件和环境,激发学生对人机工程学课程的好奇心、求知欲和探索欲,促使学生产生浓厚的学习兴趣,以开阔学生的视野,拓宽学习的思路。有助于学生举一反三,培养其分析问题和解决问题的能力。

通过上述3种教学方法的结合,可以有效地将理论内容的传授与实际中的应用进行有机的结合,针对工业设计专业的特点,在平时练习和毕业设计中,强化人机工程学的应用,指导大学生参与科研工作,在具体的实践中体会理论的应用方法,并将这些成果不断转化为新的教学内容传授给下一届的学生,取得了不错的成绩。

三、与现代化教学手段的结合

(一)课件的设计

人机工程学的内容繁杂、信息量大,传统的教学方式不能有效地解决这个问题。而采用多媒体教学,可以灵活运用多种直观形式如文字、图形、声音、视频等,将传统教学中的各种信息表现出来,在较短时间里,让学生的各种感官并用,利用多种信息渠道,提高对信息的吸收率,加深对知识的理解。结合多媒体的教学,通过精心设计的插图、声音、视频等,使知识简单、直观、明了,将抽象的理论形象化,所以对于人机工程学来说,制作多媒体课件是达到良好教学效果的一种途径。课件的每一章都要依据章节的特点来确定其结构与布局、色彩的搭配、界面的表现形式等方面的内容。使重点和难点突出,知识点易于理解,并加深记忆。在课堂教学来检验课件的效果,根据学生的反馈信息,再将课件加以修改,从而使其达到最优。并在此基础上推出了网络课程,实施远程教育,方便学生适时查看课程内容并通过大量的练习来强化知识,并在网络课程中补充了大量相关信息,如案例分析、精品文章、名人名作等,为学生详细讲解案例,推荐课程相关精品文章及名家作品,内容涵盖全面。以此确保学生在网络学习中不仅掌握了本课程知识,并且通过对相关信息的摄取极大地大扩充了知识层面,从而达到有效地辅助课程学习的目的。

(二)教学方法

在运用多媒体教学时同样要注意言语直观。大部分多媒体课件使用者只利用鼠标或键盘控制演示内容,忽略了通过教师的授课形体、语调、表情和动作来提高学生的感知效果。反而不能与学生进行更好的沟通,缺少了在课堂上面对面的互动。另外在课件的演示过程中要把握好节奏,有张有弛,给学生留下思考的时间。

参考文献:

1、汪惠芬,刘婷婷.“人机工程学”课程教学模式探索与实践[J].中国制造业信息化,2007(9).

2、王兴凯.设计基础课程——人机工程学教学探索[J].艺术与设计,2008(7).

3、高等教育心理学[M].华东师范大学出版社,2006.

(作者单位:河南科技大学艺术与设计学院)

作者：何文波　吴艳叶　徐婕娇

第5篇：汽车人机工程布置设计的分析与探讨

摘 要： 汽车的人机工程布置设计工作十分的重要，但是现阶段依旧存在着很多的问题，我们需要结合时代不断发展的技术改善这些问题，提高汽车的质量，保证人们乘车的舒适质量。鉴于此，本文对汽车人机工程布置设计进行研究，仅供参考。

关键词： 汽车人机工程;布置;设计

一、汽车布置的概述

作为需要反复调整、协调并且整合的过程，汽车布置工作往往贯穿于汽车设计与开发的始终。在汽车布置的过程中，工作人员需要关注的内容包括汽车的布置是否合理、空间利用是否最大化、使用是否方便是否符合人机舒适性，只有保证对上述要求的高度满足，才能获得与实际要求相符合的汽车尺寸、质量和性能参数，也才能制定科学、高效的设计方案，为下一步工作的开展提供便利。

在对汽车进行布置的过程中，设计人员需要明确对严格遵循以下要求：其一，保证汽车在操纵便利程度、驾驶舒适程度和行车安全性能等方面满足人员需求比例最大化，这是人机工程学最核心的设计原则;其二，保证对汽车零部件进行保养和维修时的方便性;其三，以满足市场和驾驶者所具有需求为前提，使汽车有较大的内部空间和较低的整体重量;其四，根据汽车的级别和用途对系统及零部件进行选择，保证汽车的平台化、通用化、系列化、与标准化。

汽车的视野要求，特别是直接视野要求，主要都是对视线角度的要求，如操作按钮、仪表等是否在舒适角度内可见，障碍物视角大小是否影响驾驶员的视野，前视野上下视角是否足够等。实际上，汽车视野很多都是通过角度来表达的，这也为角度坐标的应用提供了可能性。图1为汽车前视野中直接视野，直接上视野为满足可以看到12米远5米高交通灯视野;前下视野为可以看到地面点距车前端的距离，此距离越近越好，小于5m为较佳设计。

二、数据分析校核

1、夜间视野的设计 。

夜间是视野效果最差的一段时间，需要进一步加强车辆远灯、近灯，转向灯等主要照明指示灯源的设计，这些灯源可以在夜间进一步提高驾驶员的视野范围，更好地实现驾驶员在在夜间驾驶的安全系数。具体来说，设计是要保证前照灯的正确的配光性能，前照灯有近光和远光这种不同的光束。近光是会车或者尾随前车时使用的近距离照明光束，远光是正常行驶时使用的远距离光束。强制国家标准，提出了前照灯的配光性能是远光、近光都有良好的照明并且近光不炫目。

2、车身方面的视野设计 。

在车身方面需要尽可能加大车上透明玻璃的面积，这样可以进一步拓展驾驶员的视野范围，大视角的驾驶可以增加预见相关事件的处理时间，尤其是立柱需要尽可能靠近驾驶员，这样在驾驶员的视野中立柱对车辆外部的视野障碍将进一步降低，同时立柱的宽度也需要进一步降低，这样也可以进一步降低立柱对车辆视野的影响。国家强制标准GB11562《汽车驾驶员前方视野及测量方法》中对驾驶员A柱双目障碍角规定不得超过6°，现在车企一般控制在4°左右，部分车型甚至可达到2°，并且标准中已明确规定具体的校核方法。车辆的前后盖离地高度的降低，也是车身设计中，有效降低车身部分对驾驶员视野的影响，但是与现在汽车前脸造型厚重感原则向反，影响前下视野，这需要造型与视野的相互博弈，以达到最大的平衡。

3、座位的设计 。

驾驶员的座位左右高低直接影响着驾驶者的视野范围，由于驾驶员在身高、体重等方面有着很大的差异，需要尽可能的考虑更多人群的驾驶需要，这样就需要进一步加大驾驶员座位的上下、左右等方向的调节范围，更加广泛地提高座位的调节范围，从而实现不同人群的需要。

4、 后视镜的设计 。

驾驶员对车辆后部的情况查看，主要依靠车辆两旁和内部的后视镜，换句话说，这三块后视镜是驾驶员掌握车辆后部情况的主要手段和依据，需要驾駛员的座位进一步增加后视镜的反射范围，可以实现更加广阔的后部视野。这一方面在后视镜的面积上需要加大设计力度，同时还需要在相关角度上实现可调节，这样才能更好地实现对后部情况的有效掌握。

5、仪表盘的视野 。

这一视野的提出主要还是因为驾驶员在驾驶车辆的时候，需要操作方向盘，方向盘有着一定的体积，方向盘的来回旋转将直接影响到驾驶员对方向盘下部仪表盘的视野。影响仪表盘视野的主要因素就是方向盘。从方向盘遮挡仪表盘视野的情况出发，发现方向盘越大，驾驶可以进一步通过方向盘中间的镂空观察到仪表盘，进一步提高仪表盘的视野范围。另外，方向盘中间的镂空越大，驾驶员可以看到仪表盘的视野也就越大，这样可以实现更好的仪表盘视野效果。

仪表盘等视野效果与驾驶员的高度有着更为紧密的联系。例如男女驾驶员在仪表盘的视野方面有一定的差异。需要根据其不同的特点选择相关的车型，从而进一步提高驾驶员的视野效果。

结束语

综上所述，本文是对汽车人机工程布置设计的工作进行研究，明确在设计过程中需要遵循的布置设计原则，并通过对视野的各种场景适用分析，从而使驾驶员可以更好的驾驶汽车，提高驾驶人员的舒适度。

参考文献

[1] 王宇，方磊，丁立杰，路胜利.乘用车A柱障碍角的控制与分析[J]，2017.

[2] GB 11562-2014汽车驾驶员前方视野要求及测量方法[S]：1-10.

[3] 丁海，汽车后视镜设计[J].汽车技术，1997(7)5：5-11.

作者：刘颖 张鹏

第6篇：无人机测绘技术的工程应用研究

摘 要：自新中国成立以来，我国一直在进行改革，包括土地改革、工业改革，其中改革最大的当然要属工业改革了。在这一工业改革过程中，我国采用高端的科学技术，将一些人为无法操作的工作部分机械化，不仅减少了人力物力，而且还加快了我国工业改革的进程，使我国近些年在工业改革方面取得了很大的成就。在工业改革方面，最难得要属工程建设了，工程建设中的测绘工作一直是工作的难题。传统的人工测绘已经跟不上工作的进度了，在寻求这一难题的解决过程中，人们发现无人机可以作为测绘工具代替人工进行一些高难度测绘，因为它不仅体积小、操作简单，而且还具有摄像功能，它不仅能确保测绘的准确性还能保证质量的高效性。当下无人机已被大规模应用于测绘工作中了，本文将针对无人机在工程测绘中的应用做简要分析。

关键词：无人机；工程技术；测绘；分析

1 无人机、测绘以及无人机测绘技术的概念

无人机可以说是无人驾驶的航空器，它是一款可以远程操控的设备，也可以叫做遥控驾驶航空器，简称无人机。拥有无人驾驶系统、指令系统、数据系统等。按照用途可以分为军用无人机和民用无人机两大类。它的基础技术有遥感、通讯和自主控制技术。具有体积小、操作简单、制造费用低等优点，被广泛应用于社会各个方面。

测绘顾名思义就是测量和绘图。测绘经常应用于工程建设的规划设计中。对地表建筑的外形、大小以及空间设计进行测量规划，并绘制出意向图纸。在发展过程中分支形成普通测量学、工程测量学和地图制图学等学科。

无人机测绘技术的宏观意思就是利用无人机的一些特点来解决测绘过程的相关问题。通过无人机的传感技术、摄像技术以及通信系统实现数据及时传送、及时更新的效果，给人们提供最科学最及时的信息。

2 无人机测绘技术的优缺点

性价比高：测绘无人机在市场上的价格相对较高，不是普通人能买得起的。但是它有个非常好的特点就是不易损坏，即使在非常恶劣的环境条件下依然能正常使用，且使用寿命较长，一般可以使用五年以上。

轻小简单，携带方便：无人机以它体积小的特点广受大众热爱，而且拆卸也比较方便，在外出测绘时方便携带。

影像清晰：无人机设备配置的有高分辨率的摄像头，这对测绘过程中反馈回来的数据十分有利，可以使工作更高效高质的完成。

不易受环境气候影响：测绘工作有时会在环境条件恶劣的情况下进行，而无人机可以通过远程随时改变测绘高度，可以有效的降低云层给无人机带来的冲击力。

不易受地形影响：测绘工作进行时，地形或多或少都会影响测绘的进行。而无人机是通过GPS定位系统操控的，即使是在下雨天没有遮雨设备的保护下依然能将测绘进行下去。

精度不高：虽然无人机操作简单且工作效率也高，但在测量精度方面仍达不到要求，无法和传统的全站仪进行比较。现阶段，一些测量范围较小的测绘可以使用无人机精准测量，但对于一些尺度较大的测量，无人机还无法胜任全站仪。

3 无人机测绘在工程中的应用

3.1无人机测绘遥感系统的应用

一般的航空摄影设备在有高山或者位置较偏僻的地方无法使用，但是具有遥感系统的无人机却可以使用，且能得到较清晰的影像。在一些城市中，可以利用无人机的遥感技术对道路实施监控、避免因驾驶员操作不当导致事故的发生。无人机测绘中的遥感技术使用最多便是低空无人机，它不仅反应灵敏，且测量精准度高，消耗成本也较低。因此国家测绘局在市面上积极推广无人机遥感技术的使用，并专门成立了遥感技术小组，对遥感技术做更深入的研究和改进，建立出完善的低空无人机测量系统。

3.2无人机低空航测系统的应用

无人机这一系统的设计是为了在低空条件下也能获得较清晰的影像，此系统在很大程度上解决了对大尺度的测量。在这一系统中配备的还有自校检子系统，在进行摄像时自动校正镜头，使拍摄物体更清晰，拍摄物体更加准确，非常适合低空下的测量。

3.3无人机测绘的中测系统

该系统具有适应性好、耗资小的特点，很适合用在农村建设的测绘中，也适合在高原地区的测绘中。该系统在子系统的配备中加入了曝光摄影系统，在光度较低的情况下也能精准拍摄影像。从设计上观察这一系统，可以发现它的系统其实非常简单，但是发挥的作用却很宏观。

4 无人机测绘技术发展带来的影响

2019年从国家统计局得到的统计数据显示，近年来我国无人机销售数量剧增，这表明我国使用无人机的人群越来越多，无人机测绘技术的发展也越来越快。它代替人们进行高难度的测量工作，已经成为人们在测绘工作中无法脱离的一部分了，而且在市场中已经具有较高的位置了。

在未来无人机测绘设备价格将会上调：对无人机的使用会越来越广泛，各种高难度或低难度的测量都会用到无人机。这种现象会带领无人机商品市场走向国际化，在不自觉中提高零件价格，从而使设备价格也上调。市场上会出现供不应求的现象，这会导致市场货币流通不顺畅，可能会导致市场经济变化。

5 结束语

随着科技的不斷进步，推动着相关技术的发展，无人机测绘技术也在此条件下产生了。它作为一种新型的测量技术，有着操作简单、成本地下、效率高效等优势，在市场上被广泛应用起来，由于它的发展势头太猛，引起了国家对这一产品的高度重视。为此国家在对无人机的技术改良方面投入了大量资金，还成立了专门的研究小组，开展了多处对外研讨会，使得无人机在测绘的技术上越来越高端，在测绘方面发挥着越来越重要的作用。

参考文献

[1]马轮基，马瑞升，林宗桂等.微型无人机遥感应用初探[J].广西气象.2005，26（增刊）：180-181 .

[2]崔红霞，林宗坚，孙杰.无人机遥感监测系统研[J].测绘通报，2005（5）：11-14.

[3]吴云东，张强，王慧等.无人直升机低空数字摄影与影像测量技术[J].测绘科学技术学报.2007，24（5）：3

[4]李云徐伟，吴玮.灾害监测无人机技术应用与研究[J].灾害学.2011（01）：138-143.

作者：胡进

第7篇：人机论文：生活中的人机工程学

人机学与我们的生活

一.绪论

社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快等等一系列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在产品设计中常提到的人性化设计问题。

所谓人性化产品，就是包含人机工程的的产品，只要是“人”所使用的产品，都应在人机工程上加以考虑，产品的造型与人机工程无疑是结合在一起的。我们可以将它们描述为：以心理为圆心，生理为半径，用以建立人与物(产品)之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的肌能，保护人体健康，从而提高生产率。仅从工业设计这一范畴来看，大至宇航系统、城市规划、建筑设施、自动化工厂、机械设备、交通工具，小至家具、服装、文具以及盆、杯、碗筷之类各种生产与生活所创造的“物”，在设计和制造时都必须把“人的因素”作为一个重要的条件来考虑。若将产品类别区分为专业用品和一般用品的话，专业用品在人机工程上则会有更多的考虑，它比较偏重于生理学的层面;而一般性产品则必须兼顾心理层面的问题，需要更多的符合美学及潮流的设计，也就是应以产品人性化的需求为主。

人机工程学是一门新兴的边缘科学。它起源于欧洲，形成和发展于美国。人机工程学在欧洲称为Ergonomics，这名称最早是由波兰学者雅斯特莱鲍夫斯基提出来的，它是由两个希腊词根组成的。“ergo”的意思是“出力、工作”，“nomics”表示“规律、法则”的意思，因此，Ergonomics的含义也就是“人出力的规律”或“人工作的规律”，也就是说，这门学科是研究人在生产或操作过程中合理地、适度地劳动和用力的规律问题。人机工程学在美国称为“Human Engineering”(人类工程学)或“Human Factor Engineering”(人类因素工程学)。日本称为“人间工学”，或采用欧洲的名称，音译为“Ergonomics”，俄文音译名“Эргнотика”在我国，所用名称也各不相， ，有“人类工程学”、“人体工程学”、“工效学”、“机器设备利用学”和“人机工程学”等。为便于学科发展，统一名称很有必要，现在大部分人称其为“人机工程学”，简称“人机学”。“人机工程学”的确切定义是，把人—机—环境系统作为研究的基本对象，运用生理学、心理学和其它有关学科知识，根据人和机器的条件和特点，合理分配人和机器承担的操作职能，并使之相互适应，从而为人创造出舒适和安全的工作环境，使工效达到最优的一门综合性学科。

关键词：人境机工程 生理心理学 人-机-环 二.人机学在生活中的体现

1.座椅、整体书桌衣柜及床铺爬梯分析：

图1 图2 图3 图1是我们寝室的座椅。椅子的坐垫和靠背的当中都有微微凹陷的弧度，考虑到了人体的结构与弹性，但过硬的木头材料和锋利的包边，都让人坐着很不舒服，有腰酸背疼之感。尤其是在寝室看书上网，需要长时间坐在椅子上，与椅子边缘接触的皮肤，都会磨出一道道印子。我建议选用光滑的软木或者硬质的塑料为寝室座椅材料，这样即起到椅子的用处，也能更加符合人机工程学，而且这些材料价格较低，也比较易清洁。

图2是寝室的整体书桌衣柜。现在住的四人间比之前的六人间宽敞许多，不再是一张床铺下面放三张桌子的情况，但是较大空间，更需要有合理的应用于规划。衣柜的放置刚好在手边，比较方便，而且衣柜很大，可以满足我们的日常需求。但是书桌下的键盘桌和主机柜，对于大多使用笔记本电脑的学生来说，比较多余，我们更需要的是可以放东西的抽屉，然而每张书桌只带有一个小抽屉，而且不带锁，很不方便。

图3是寝室连接上铺的爬梯。原来寝室的爬梯横杆是直径很窄的圆柱型，脚的受力面积太小，脚很不舒服。现在的改为了较宽的长方体型，更符合人机工程学中脚掌的踩踏。

图4 图5

图4中的书桌，在当中凹进去一块，更符合学习时的需要，因其设置了可以放置台式电脑的键盘托和主机柜，我觉得作为家中的书桌更合适。图5是现在新型的一套学习桌椅，充分考虑了人体关节的受力因素，倾斜的桌面更利于看书、画图等学习，软质的座椅也更加舒服。虽然绿色的书桌可以起到护眼的作用，但我觉得图中书桌颜色过于鲜艳了些，会分散学习的注意力。

1、寝室中日常生活用品的分析：

图6 图7

图6中是我们经常使用的水笔，黑色的有凹凸质感的橡胶套能起到防滑的作用，但我觉得防滑处设置的位置过高，在写字时起不到防滑效果。带帽的笔盖也容易丢失。而图7中的水笔，防滑磨砂橡胶套中间凹下去的弧度设计，更符合我们握笔的姿势，位置高矮也正好。弹簧的按压使用，更好的保护了笔芯，也杜绝了笔套丢失的情况。

图8 图9 图10 图8中的牙刷手柄，与水笔的笔杆类似，也带有防滑设计，再加上流线型的造型，很适合我们日常使用。

图9的两个香皂盒，四周高中间低，使香皂不会滑出，并且可以使香皂上残余的水，通过底部的镂空漏水设计排出，以免香皂泡在水里浪费并且不方便使用。

图10是我们经常喝的大瓶纯净水。提手的波浪形设计，符合人手的提握，但是有棱角并且厚度过薄，提着时手会不舒服，受力面积过小。我建议可以设计成圆柱形的，在手握处依然保有波纹设计，这样会更加符合人机工程学，也更加省力。

图11 图12 图13 图11是我们日常用的洗发乳和沐浴液等的造型，各式各样的容器，符合人机工程学的物品我们用着方便，不符合的则会给我们带来不便。

图12的容器盖子在底部，每次用是先要把容器拿起倒过来，再开盖子用，在洗浴的使用过程中很不方便。

图13的容器采用按压式挤出，不用盖子也不会落灰，按压方便，瓶身有弧线形，都很符合人机工程学。

图14 图15 图16 图14是有线光电鼠标，造型小巧，流线型设计符合人机工程学，在移动时内部还会发出红光，既美观又实用。但鼠标线有碍鼠标使用，线的长度也限制了适用范围。

图15是无线鼠标，比有线更加便捷，在手指按压处的凹陷设计，也更加符合人机工程学。

图15是笔记本键盘。乱序的键盘字母设置，让打字更加方便，中间的Z和J两个字母上有一个小突起，让打字时能更快捷的找准位置。

3、公交车扶手分析：

图17 图18 图19 图17的公交扶手，我们可以看出它过高，导致要伸长了胳膊才能勉强够到，费力又扶不稳，有不安全因素。

图18的扶手，有高矮两排扶杆，符合身高不同的乘客使用。高的杆子带有拉环，在刹车时，可以起到更好的缓冲作用，符合人机工程学。

三.总结与感想

此次的调研与分析，让我更加了解了好的人机工程学的重要性，也让我习惯了观察与留心身边的事物，分析它们的合理与不合理处，为我今后的学习和设计打下了更加坚实的基础。

人机工程学论文(G2)：

人机学与我们的生活

姓名：杜一博

学号：16330172001 班级：机械设计2班

指导老师：冯堃

第8篇：人机工程论文

浅谈人机工程学在日常生活中的应用

学号： 姓名：

摘要：本文通过对人性化产品设计具体案例的分析来说明工业设计中所包含的人机工程学因素，并指出中国未来的产品设计必须符合人机工程学，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心

关键词：人机工程学，工业设计，人，舒适性

随着科技生产的不断进步，作为一门研究“人—机—环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学—人机工程学在我们日常生活中应用越来越广泛了。随着人机工程学在我们使用的生活物品中越来越多的应用，为我们的生活带来了很多方便，也使我们的生活更加舒适。随着社会发展，人们的生活水平不断提高，对于很多物品不仅仅只要求其功能性，逐渐地开始追求使用的舒适性方便性，所以人机工程学的研究对于未来很多事物的设计有着重要的指导意义和现实意义。人机工程学是采用科学的方法研究人、机、环境三大要素之间的关系。将人机工程学应用于物品设计中，由于符合人的生理学和心理学规律，使我们的生活更加舒适。现在仅从工业设计这一范畴来看，大至宇航系统、城市规划、建筑设施、自动化工厂、机械设备、交通工具，小至家具、服装、文具以及盆、杯、碗筷之类各种生产与生活所创造的“物”，在设计和制造时都必须把“人的因素”作为一个重要的条件来考虑。若将产品类别区分为专业用品和一般用品的话，专业用品在人机工程上则会有更多的考虑，它比较偏重于生理学的层面;而一般性产品则必须兼顾心理层面的问题，需要更多的符合美学及潮流的设计，也就是应以产品人性化的需求为主。下面以具体例子分析说明人机工程学在产品中的应用;

1.座椅中的人机工程学

1.1 人们在生活和工作时，离不开座椅，特别是以坐姿进行工作的人，每天都有1/3以上的时间在与座椅打交道，因此座椅设计除了材料运用得当及造型大方美观以外，更重要的是要符合人机工程学设计原则。根据人类工效学原理，座椅的功能、尺度与人体生理特点密切相关。由于座椅的用途不同,对座椅的功能要求也各异。这些功能要求是人们工作和休息的重要条件。不恰当的功能、尺度会影响人们的工作效率和身体健康。好的座椅可以减轻人的劳动，使人感到心情愉快，而好的座椅得益于正确地使用人机工程学

A

B

1.2从人机工程学原理出发考虑，一个性能优良的座椅应当符合的基本要求如下：为人们提供一个舒适的坐姿，符合舒适坐姿的生理特性，减轻人们的肌肉酸痛和疲劳。以上A图中的座椅符合人机工程学，B图中的为普通座椅。A中符合人机工程学的座椅的结构和尺寸设计使人们的脊柱形态接近于正常自然状态，可以减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷，座椅的设计符合压力分布不均匀原则，让不宜承受重压的大腿等部微微高于可以承受重压的坐骨结节处，可以防止人们的疲劳发生。B中的普通座椅坐垫为平面的，长时间的坐着会使人感到疼痛，而靠椅不是人们的脊柱形态的正常状态，会使靠在上面的人感到肌肉酸痛。综上，符合人机工程学原理的座椅比普通更加舒适。

1.3人机工程学在座椅的设计中的应用也逐渐成熟，利用人机工程学原理来进行座椅设计是座椅设计发展的必然。符合人机工程学原理的人性化设计最实在，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与座椅完美和谐的结合，使人性化的设计真正体现出对人的尊重与关怀。因此，我们必须加大对人机工程学原理在座椅设计中的应用研究。

2.手工工具中的人机工程学

2.1手工工具例如钳子、简单等是人们在日常生活和某些特定的工作中经常要用到的一些工具。它们的主要的作用区域是手腕臂以及上肢部分，如果设计不当，给使用者带来的累计损伤疾病是十分严重的。通过应用人机工程学原理对手工工具的使用方式，使用状态以及造成累计损伤疾病原因的分析，一方面可以提高工作效率和质量，另一方面可以提高安全性，减少疲劳和压力，增加工作的满意度和改善生活的质量。

符合人机工程学

普通剪刀

2.2在上图中左边的剪刀属于改进的人机工程学产品，它抬高了大拇指工作时的位置，使得大拇指的掌骨与腕骨之间的关节弯曲，减少了骨与骨之间的运动的摩擦，对保护手指关节是有利的，同时，它的下半部的施力处为一平面，这样也可以减少施力时手指部位的受力，对食指，中指，无名指也起到了保护作用。右图所示的剪刀是早期的样式。这种剪刀的手部作用空间比较打，除了大拇指的其余四只手指受力比较均匀，但是大拇指的受力比较明显。大拇指的远节指骨和中节指骨间的关节伸展，长时间地保持这一姿势对关节处的韧带不利。其次，受力部位由手指转移到了手掌内侧的部位，长时间作用或是高强度的作用都会对肌肉组织产生影响。

2.3 目前人机工程学的原理已经应用到很多工具中了，大大的提高了人们工作时的舒适性。所以在未来的手工工具的设计时，仅仅考虑手的要求是不够的，还要了解人体各部位的生理特点，设计适合的工具，以减少对人体的损伤，同时提高工作效率。

参考文献

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[5]苏胜 基于人机工程学的座椅设计 科技信息2009 西安工业大学艺术与传媒学院 [6]王佐龙 剪刀设计中人机工程学因素的研究 设计实践2008.12 徐州工程学院机电工程学院

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