某品牌自行车的人机匹配分析与评价

某品牌自行车的人机匹配分析与评价
某品牌自行车的人机匹配分析与评价

目录

1、前言 (3)

2、自行车的结构与尺寸 (3)

3 车架 (4)

3.1 车架的标准与振动 (4)

3.2 震动与车架尺寸的人机分析 (5)

3.3减震装置评价 (5)

3.4 减震车架的改进建议................................ 错误!未定义书签。

4 坐垫 (6)

4.1 坐垫的人机分析 (6)

4.1.1 坐垫的人机接触面及影响因素 (6)

4.1.2 压力及分布对人的影响 (7)

4.1.3受力分布适宜的坐垫 ........................ 错误!未定义书签。

4.2 坐垫的人机评价 (7)

4.3坐垫的改进建议 (8)

5 车把 (8)

5.1 车把的人机关系 (8)

5.2把手的一般参数及人机分析 (9)

5.3 车把的人机评价 (12)

5.4 车把的改进建议 (12)

6 脚蹬与曲柄 (12)

6.1 脚蹬和曲柄的人机关系 (12)

6.2 脚蹬和曲柄的人机分析 (13)

6.3 脚蹬和曲柄的评价.................................... 错误!未定义书签。

7 结束语 (14)

参考文献 (14)

1、前言

在现代提倡绿色,低碳生活的潮流下,人们越来越注重自己生活的品质,和对环境的影响。在这个大环境中,人们开始反思机动车辆对生活带来的影响,出行的选择也将由家用车辆转向其他交通工具,自行车以其无任何污染,而且在出行时还可以达到锻炼身体的效果的优点,越来越多的被人使用,自行车又一次给世界带来惊喜。

然而,在机动车辆和自行车共存的年代里,自行车的安全相比之前显得更加重要,人们当然希望在使用自行车出行,锻炼的同时,安全同样有保障。虽然,现代大多数的交通安全事故和隐患都是与人的违规操作和失误有关,但也不排除交通工具本身所存在的设计缺陷。

安全人机工程学是从安全的角度和着眼点,运用人机工程学原理和方法解决系统中人机结合面的安全问题的一门新兴学科。在自行车的设计过程中,我们可以通过安全人机工程学的知识使自行车与人能够更好的配合,相互兼容;将受环境的影响降到最低,或是更好的适应环境,从而使人有更安全更舒适的骑行,尽量消除机器本身的缺陷,降低人操作的失误率,最终达到提高安全,降低疲劳,增加舒适度的要求。

2、自行车的结构与尺寸

自行车的结构主要包括自行车的车架,坐垫,车把,驱动系统及反射器等问题给驾驶者带来的舒适度与方便性。

经测量,此车的此相关数据如下:

表2.1 此车的各部件人机数据

以下依次对自行车的车架,坐垫,车把,驱动系统及反射器部件进行人机方面的分析。

3 车架

3.1 车架的标准

根据QB1880-93《中华人民共和国行业标准-自行车车架》自行车车架高度应该在305mm到635mm之间,而且其末位数推荐位5或0的整数。对于车架高度的选择,作如下建议:

14寸: 160CM以下

15寸: 160CM以下

16寸: 160-175CM

17寸: 165-180CM

18寸: 170-185CM

19寸: 173-185CM

20寸: 185CM以上

21寸: 185CM以上

这个数据可以适应大部分学生或者是成人的身体,这些都是一般情况,不是绝对的,不排除特殊情况。

3.2 车架尺寸的人机分析

车架作为整个车子的骨架,最大程度地决定、影响了你骑行姿势的正确性和舒适性,所以选择一个合适的车架是至关重要的。车架过长会造成脖子,肩,腰,手臂,手腕,屁股等处疼痛,而且徒增重量,不利于降低操控的灵活性。过高的车架则会拉伸骑车者的肌肉,并且在骑行中要左右转髋,不利于其发力,同时有容易造成肌肉损伤;过低的车架则会给胳膊和腰施加过多的里,也容易造成肌肉疲劳。

3.3减震装置评价

此自行车的车架规格为PM 710X 510 QB1880适合175cm左右的男性骑行。不同的人之间感知振动的能力有很大的变化。当中值的感知阈值大约为0.015m/s时,反应的四分位范围可扩大到大约0.01m/s到最高0.02m/s。感知阈

值随着振动才继续时间增加,会有轻微下降,而随着持续时间的进一步增加会减少。虽然感知阈值随着时间的增加不再继续降低,但在振动量高于阈值的状况下由此产生的感觉可能会持续增加。

由上所述,对于减震车架的设计优点是利用生物力学的原理来减少骑行过程中振动对人体腰部脊柱及相连的神经系统的影响,降低疲劳的产生。至于适度的提高,主要取决于其他诸多因素的综合影响。而其不足之处就是,由于减震装置采用的是弹簧减震,在骑行过程中会有比较刺耳的噪声;弹簧裸露在外,对于其适用于休闲实用的设计目的,应考虑弹簧有可能夹住骑行者的裤腿,特别是在穿宽松裤子的情况。其次,不同的人对振动的感知阈值有很大不同,而且会随时间和环境变化,该设计不一定能满足大部分骑车人的安全舒适度。

4 坐垫

4.1 坐垫的人机分析

4.1.1 坐垫的人机接触面及影响因素

骑行时,人与自行车接触在三个部位:车把,脚踏,坐垫。坐垫试试接触人最重要的的部分,不同的骑行姿势需要的身体重心变化也和坐垫密切相关。如上坡,过弯,过障碍,臀部会随着身体重心变化,在坐垫上前后左右的移动,不断的转髋。其次,坐垫固有的角度和高度都对人体臀部受力强度和受力分布有很大的影响。

4.1.2 压力及分布对人的影响

由此可以看出,臀部主要受力的部位是会阴。大部分骑车者骑车臀部疼痛的原因是:

压迫:坐在坐垫上的时候,身体重量压在坐垫细小的面积上,就会产生非常大的压强,压迫到毛细血管,影响了血液循环。

剪切力和摩擦:蹬踏的时候导致人体在坐垫上发生轻微的左右摇摆,摩擦坐垫边缘,产生摩擦,摩擦生热,不久就导致疼痛和皮肤损伤。和坐垫摩擦产生的剪切力结合压迫的作用进一步加重了血液循环障碍。

湿气:汗水带来的潮湿更加加重了剪切力的作用。

温度:当骑行的时候,皮肤温度,特别是会阴部的温度会明显上升。温度上升加快了皮肤的新陈代谢,在压迫和剪切力的作用下血液循环又发生障碍,一般会出现酸麻的现象。

4.2 坐垫的人机评价

此车的坐垫为一般传统式坐垫,首先,坐垫的高度和角度是可以自行调节,这样有利不同的人根据不同的人体尺寸在多种骑行条件下调整以得到舒适的骑行姿势,减少缓解疲劳的产生。其次,其传统形式的坐垫相对于符合人体工效学的坐垫来说显得短而宽,受力分布和强度就如图2.2所示,对坐骨及髋骨的压迫较大,特别是会阴部的压力很大,会使正常的血液循环受到影响。加之其对大腿内侧肌肉的摩擦,会使骑行者导致疼痛和擦伤。、

4.3坐垫的改进建议

为了把减轻降低会阴部的压力,可以在设计坐垫的时候将两侧垫高,这样就将更多压力分散到两翼坐骨上,从而使会阴部得到解放。

5 车把

5.1 车把的人机关系

人的身体在自行车上的位置直接影响到骑行,它影响到蹬踏力量的传导效率,也影响骑行中重心的移动及腰背和臀部承受力的大小,从而决定了骑行中的舒适度和疲劳的产生。而人在自行车位置由坐垫和车把共同决定,而且车把和坐垫一样是可调节的把立。骑行者可根据骑行条件和自身身体尺寸调节车把和坐垫的相对位置。车把的位置越靠前,在站立骑行和加速骑行的时候就会获得更多的力量,并且身体也就越符合空气动力学,高速骑行的稳定性也会更佳。车把越低,就能越在加速的情况下更好的制动。当车把和身体之间的距离越短(或越高)就能够挺直上身获得更好的视野。

一般传统自行车都是可调节的把立和坐垫,所以车把对骑行影响最大的地方就体现在把手。最符合人体工效学的把手可以让手臂手掌的肌肉能最舒服,而且能最快速施力与反应,其中做出正确反映的概率要高很多。这对骑行者至关重要,在紧急情况下,特别是在高速骑行中,人的反应时间越短就能越能够化解危险地可能性,降低事故的发生率。符合人机尺寸的车把还可以提高骑行的舒适度,降低疲劳的产生,在长时间的骑行中同样利于骑车者保持较快的反应速度。

5.2把手的一般参数及人机分析

在调节好车把与坐垫的距离和角度的前体下,骑行操作把手过程中,主要是手施力与把手和刹车。在GB10000-88《中国成年人人体尺寸》中给出了中国成年人手部的人体尺寸。

表5.1 我国成年人手掌参数

根据以上人体尺寸其角度可以调节在35-45度之间,让骑乘时候手背与前臂可以打平为准,把手尺寸基本食指与中指的第二节要可以稳稳的放在刹车把手上才算合格,如下(图4.1)所示

图5.1 手与把手结合面

注:食指中指的第二节要能放在刹车把手上,才算够长从闸把的外表面量到车把,或车把套,或其他防护物的外表面的最大握闸尺寸d,在A和B两点之间应不大于90mm,B和C两点之间应不大于100mm 车把手的宽度大概要比肩膀再宽一点点,至少要与肩同宽,这样操作灵巧有力,而且胸部肌肉自然舒展,可以呼吸的很顺畅。

由GB10000-88《中国成年人人体尺寸》给出的肩宽数据如下:

表5.2 我国成年人肩部参数

应用以上数据,GB3565-2005/ISO4210:1996《自行车安全要求》规定把横管的总宽度应在350mm到700mm之间。;另外,以下给出不同肩宽建议选择的把款宽:

肩宽范围s 把宽cm

38cm 38 - 40

39cm 40

40cm 40

41cm 40 – 42

42cm 42

43cm 42 – 44

44cm 44

45cm 44

46cm 44 - 46

对于车手把的直径,应该要符合《操纵器一般人类工效学要求》即BG/T14775-93的标准:

表5.3 我国手柄尺寸标准

表5.4 手柄尺寸标准

5.3 车把的人机评价

此车车把为组合平把,车把的宽度为583mm,手把的直径为31mm,手刹A 和B两点之间最大为83mm,B和C两点之间最大为89mm,根据如上所述,这些参数基本符合人体工效学原理。但是,此车手刹角度是零度,即手刹与把手持平,这样的角度,这样骑行时手腕承受着支撑身体前部的力量,容易引起手腕的酸痛和疲劳。

5.4 车把的改进建议

刹车与车把平面的角度设计应该是35—45度之间,解放手腕的压力,最好是这个角度设计成可以调节的。

根据标准手把直径在28mm最适合手握,长度在100mm最合适。

6 脚蹬与曲柄

6.1 脚蹬和曲柄的人机关系

相信大多数人都有体会,在骑车过程中,特别是在下雨和潮湿天气中,脚蹬的固定由为重要,如果脚从脚蹬滑落可能致使小腿内侧划伤,自行车失去平衡。一个好的脚蹬不会容易脱落,相对来说能更容易掌握平衡和提高蹬踏力的传输效率。

曲柄的长的决定了脚蹬踏所产生的圆周直径。直径越大,膝盖和大腿内侧的肌肉就要加大伸缩负的才能蹬动曲柄,所耗费的力气比较大。但是当曲柄的直径过小时,骑行既定距离曲柄需要转过的角度就的增加。另外曲柄的长度还应该考虑到自行车在支撑的时候脚踏离地面的高度。所以,合适的曲柄直径既方便大

腿肌肉的用力,又不会让大腿做太多无用功。

6.2 脚蹬和曲柄的人机分析

为了使自行车更符合人体工效学,脚蹬的宽度应该大于人体足部的宽度,《中国成年人人体尺寸》给出中国人足宽及脚长尺寸如下:

表6.1 我国成年人足部参数

另外GB3565-2005/ISO4210:1996《自行车安全要求》给出如下标准:自行车在无负载的状况下,将一只脚蹬出于其最低位置且使脚踩面与地面平行,如果只有一个脚踩面的话,该脚踩面要朝上,自行车应该能有垂直位置向一侧倾斜25度而脚蹬上的任何零件不触及地面。装有避震弹簧的自行车,在检测时应使避震弹簧处于压缩状态。不装有足固装置的自行车,其脚蹬到前轮胎或前泥板之间的间隙最小不小于89mm。

对于曲柄直径,如下为不同脚长建议选择的曲柄长度:

腿长范围(cm)曲柄长度

65cm - 70cm 165mm

71cm - 76cm 170mm

79cm - 81cm 172.5mm

82cm - 90cm 175mm

7 结束语

本次课程设计,使我对安全人机工程的知识有了进一步深入的学习,懂得了安全人机工程学的理论计算和分析评价方法。使我将理论应用于实际当中,去解决实际性的问题,让我锻炼的自我动手和独立思考的能力。在以后的学习过程中,我也会多动手实践,争取学到更多的东西。

参考文献

【1】张力,廖可兵主编,安全人机工程学,北京,中国老动社会保障出版社,2007

【2】 GB 3565-2005 自行车安全要求

【3】 GBT 19994-2005 自行车通用技术条件

【4】 GB 1000—88 中国成年人人体尺寸

【5】自行车论坛的相关资料

人机工程学驾驶室座椅设计

人机工程学的车内座椅设计 题目:基于人机工程学的车内座椅设计班级:09铁道车辆2班 姓名:屈难平 学号: 20097831

基于人机工程学的驾驶室座椅设计 摘要 以人机工程学的理论为基础,介绍了座椅设计中座高、座宽、座深、座面倾角、靠背高度靠背倾角等座椅静态参数的选取原则,以某轻卡座椅为例,用Pro/E 建立座椅的模型,导入Man-neQuinPRO10。2中进行人机分析,并结合实例对座椅的各静态参数进行选取。 关键词:人机工程学;轻卡座椅;舒适坐姿;建模分析 人机工程学是一门边缘学科,主要研究工程技术如何与人体尺寸、生理及心理特征相适应。在 轻卡驾驶室座椅的设计中,主要研究如何使座椅符合人体尺寸的需求,给驾驶员带来舒适感,降低驾驶疲劳度,提高驾驶的安全性,同时也能大大防止驾驶员由于不正确的驾驶姿势而导致的脊椎变形,以及由此引发腰痛、腰肌劳损等职业病。1.舒适坐姿的生理特征 图1所示为人体在各种不同姿势下腰椎的弯曲形状。曲线B表示人体松弛侧卧时,脊柱呈自然弯曲状态;曲线C是最接近人体脊柱自然弯曲状态的坐姿;曲线F是当人体的躯干与大腿的夹角呈90°时的情形,此时脊柱严重变形,椎间盘上的压力不能正常分布。因此,欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲形态,躯干与大腿之间必须有大约135°的夹角,并且座椅的设计应使坐者的腰部有适当的支撑,以使腰曲呈弧形自然弯曲状态,腰背肌肉处于放松状态人坐着时,大腿和上身的质量必须由座椅来支承。人体结构在骨盆下面有2块圆骨,称为坐骨结节,如图2所示。这2块小面积能够支持大部分上身的质量。覆盖在它们外面的皮肤能获得丰富的动脉血液供应,就像脚底一样。而在臀部的边缘部分,血液循环则大不一

产品人机分析

产品人机分析 一、产品形态与人机关系 随着电子技术的发展,微型集成电路块和其他微型电子元件在工程中得到了越来越广泛 的应用。产品的造型尺度也开始逐步摆脱了传统结构对它的制约.这种制约因素消失的结果,使产品有可能完全任意地发展本身的造型,先前不能接受的外壳形式现在都有可能得到实现。例如电话机的设计就是一个最好的例子.由于整个电话电路已可集中于一个单独元件之中, 从而允许设计者可以集中精力,从形态的美学角度及人机工程学的要求出发,刻意创造出各 种不同造型风格的电话机,从而彻底摆脱了传统电话机在造型上的束缚. 在这样的背景条件下,如果孤立地来考虑,无论是人还是产品郁无法给产品提供一种恰 如其分的造型形式,因而,产品的形态只能从人与产品间的关系中去寻求造型尺度的合理依据,于是这种人机关系在今天就上升为产品形态设计的主要因素了。 手表的设计可以作为一个很好的例子。现代生产技术的发展完全允许将手表设计得相当 小巧、精致,甚至小到无法正常辨读表上的时间指示和进行调整。这时决定手表尺度大小的 因素正是手表的使用者――人。当代成功的电子表正是在兼顾使用者和机构的前提下设计的,而占其首位的还是对于消费者的考虑。同样.在现代音响系统中,不少微型元件也已取代了 原来的功能件。其中许多元件都已可以设计得相当小,以便组装成较小的单元。这时,还是 消费者的需要支配了这类产品的尺寸大小.考虑功能和美学的因素,例如台式机要适应家庭 的环境,所以设计者就在较大的规格尺寸下进行设计;而“随身听”便携式收录机就要从便 于携带的角度出发,在较小的规格尺寸下产生出恰如其分的造型形式。 二、人机界面分析 人机界面分析主要内容包括:系统显示、控制以及它们之间的关系分析、使用空间分析等。人机界面设计要符合人感觉特性、运动反应特性和人机信息交流的规律。使用空间的设 计主要是依据作业性质,作业者的静态、动态,作业空间尺度与人体尺寸数据之间的关系。 对触摸屏而言,其信息显示屏也是系统的控制操作区域,,此外.还有IC 卡电话听简、数 字按键等其他方面的硬件操作:其人机界面涉及界面区域划分、屏面尺寸和位置、电话按键、插孔位置确定,触摸屏与人的空间舒适性分析和测试,全比例模型制作和人机关系验证, 系统整体的舒适性分析。 三、人机系统连接分析评价 1. 连接的概念 连接分析评价法是一种对已设计好的人、机械、过程和系统进行评价的简便方法。它是 用“连接”来表示人、机之间的关系的。“连接”是指人与机械、人与人之间的任何种关系,如一个人必须直接接触、看或听某一部机器、或另一个人的这种关系,就是一种连接。其他 的连接还包括:走、谈话、信息(或物的流动)等。连接的形式主要有: ⑴对应连接 在作业过程中,操作人员与机械及外界条件进行有形或无形的接触.从而发生对应关系.将这种对应关系称为对应连接。如操作人员看到压力表后,即可得知机器的运行状态; 工厂的行车驾驶员,听到高度人员的指挥信号便开始作业等。这些都是由显示器(压力表) 传给眼睛或由声音传给耳朵后,完成由开始到结束的工作过程,即形成一种连接。这种以视觉、听觉或触觉来接受信息形成的对应连接,又分别称为视觉、听觉或触觉连接。 ⑵逐次连接 人在作业过程中,需要多次逐个的连续动作才能达到目的,由逐个连续动作而形成的连 接称为逐次连接。此外,还可按人、机的各种关联特征分为操作连接、视觉连接、语言连接 和行走连接。用连接来分析人机系统,分析操作者与设备之间的配置情况,一般可按下列程 序进行。 ( a ) 运用一定的符号列出包括设备和操作人员在内的人机系统的主要要素。一般操作者用

四人间公寓人机系统分析

课程设计说明书 题目名称:安全人机工程课程设计 系部:安全工程系 专业班级:安全技术管理14-3 学生姓名:阿卜力孜·帕尔哈提 学号:2013230112 指导教师:张丽丽 完成日期:2017.6.10

新疆工程学院 课程设计评定意见 设计题目安全人机工程课程设计 系部__安全工程系_____ 专业班级安全技术管理14-3 学生姓名阿卜力孜·帕尔哈提学生学号2013230112 评定意见: 评定成绩: 指导教师(签名):年月日

摘要 大学是培养优秀人才的地方,大学校园较之初高中要更加自由、更加开放,环境更加优美,而大学的宿舍大多采用四人间宿舍,宿舍的设计合理与否是为莘莘学子提供良好学习环境的重要保证,高校宿舍公寓的设计合理性,舒适性越受重视。本文主要是运用安全人机工程学的知识,从国家标准以及全国高校宿舍情况出发对于宿舍楼内部的尺寸,方位上进行合理的评价与分析。有了些不够人性不够合理的地方,需要改进与改善,并在此基础上提出了一些合理的改善措施。 关键词;宿舍公寓安全人机工程学分析评价

目录 1 引言 0 2 设计思路 0 2.1 设计目的 0 2.2 设计题目 0 2.3 说明 0 2.4 现状 0 2.5 调研 0 3 数据的收集 (2) 3.1 问卷调查 (2) 3.2 实际测量 (1) 4 四人间公寓人机系统分析 (2) 4.1 宿舍整体格局人机系统分析 (2) 4.1.1 晾衣绳问题分析 (3) 4.1.2 宿舍风扇问题分析 (5) 4.1.3 宿舍隔音效果问题分析 (6) 4.1.4 宿舍缺少装置改进措施 (7) 4.1.5 屋顶与床之间高度问题分析 (8) 4.2 组合式床铺人机系统分析 (9) 4.2.1 床的问题分析 (9) 4.2.2 桌面工作采光问题分析 (12) 4.2.3 桌下容膝空间问题分析 (13) 4.2.4 衣柜的问题分析 (15) 4.2.5 椅子的问题分析 (15) 4.3 浴室和洗漱台人机系统分析 (18) 4.3.1 浴室喷头的问题分析 (18) 4.3.2 洗漱台水龙头的问题分析 (19) 5 总结与评价 (20) 6 参考文献 (21) 7 附录 (22)

人机工程学课程设计——公共座椅

人机工程学课程设计 ——公共座椅的设计 学院:艺术与设计学院 班级:工业设计 09-2 姓名:李宇飞 学号: 0964122201 指导教师:张博

摘要 随着我国经济的迅速发展,公共设施也趋于完善,不仅是现代家具还是公共设施如座椅连廊的设计正趋于技术上先进、工艺上可行、经济上合理、款式上美观等方向发展。对他们的设计就是设计一种新的生活方式、休闲方式、娱乐方式。设计正在朝着由物质上的到精神上的转变,现代公共设施正朝着由实用、结实向多功能、舒适、装饰、休闲等方向发展。公共座椅首先是尺寸的确定,严格按照人机工程学来讲,休息和休闲座椅的各部分都在向着最佳尺寸的方向去发展和设计。通过日常生活中我们的观察和体验,很明显其中有些数据并不符合人机工程学尺寸要求,因为考虑到座椅的使用环境,其功能是为来往的人暂时性的休息提供方便,,因此在设计上并没有严格按照人机工程学尺寸来确定其所有尺寸。在色彩上,由于色彩对人的心理和生理产生影响,不同的消费群体对色彩的偏好(年龄差异,地域差异,性别差异等)均有所差异,具体使用环境以及设计形态的表达都是设计中色彩确定的影响因素。公共座椅的受众人群较为宽泛,所以不能单纯的去迎合某一特定人群而确定,因此需要根据具体的使用环境来具体确定。现代人的需求已不仅仅是停留在“实用”的层面上,人们更多追求的是具有丰富文化内涵和精神满足,他们需要的是有时代特征的并能满足自身心理诉求的产品。人机工学是设计中的应用原则与尺度考量,随着现代生活方式的急速转变,人们对于时尚的态度和对潮流的把握使得家具等设施的设计有了更多发展的空间和变通的余地。在设计中,我们应该把握好人机工学与设计的关系,建立起一种理性与感性相互融合、借鉴、协调的产品设计思想才是顺应时势与时俱进的正确应对法方法。 关键词:公共设施座椅人机工程使用环境

电脑座椅人机设计

电脑桌椅的人机分析报告及设计 一、前言 电脑基本上是每家每户必备的家用电器,现代人的生活越来越离不开电脑了,无论是工作、学习还是娱乐,电脑都是不可或缺的工具。因此不少用户在配置自己的电脑时,总是会认真细致地精挑细选,货比三家然后选择最适合自己的电脑。但是却往往忽视了选购电脑桌的重要性。不少人家里都没有购买专门的电脑桌,只是随便的用家里的普通的书桌和坐椅来代替,结果时间一长,经常会腰酸脖子痛,身体疲劳不说还影响视力,所以说配置一套合适的电脑桌椅是相当有必要的。 随着现代的社会科学技术突飞猛进,社会也在不断进步,人们对生活的要求也不仅仅在吃饱穿暖上了。人们开始注意到生活的质量,从而对生活的环境等等第一有了更新的要求。人们要求要更加的人性化,这就使得人机工程在我们的生活中大规模的运用。人机工程在生活中可以说是无处不在,从桌椅板凳到锅碗瓢盆,从行车走路到穿着打扮,都离不开人性化的设计。人机工程使得我们有个更高的生活环境。

二、现存桌椅的缺点及不足 电脑桌是用来放电脑的桌子,是很重要的办公及生活用品。现代的电脑桌款式多样,也有非常个性化的设计。随着社会和科技的进步,电脑桌的款式设计将会日新月异。在现在的学习生活中电脑已经是我们必不可少的工具了,无论是写论文、查资料、听音乐、玩游戏我们都离不开电脑。大学生每天要有2小时以上的时间是面对电脑的,也就是说我们每天要有很长的时间是坐在电脑桌前的。久坐电脑桌前的都有这样的经验,工作学习一段时间以后,常常会感觉脖子、肩膀发沉,起身活动一下就好了。肩膀酸痛最常见的原因,是由于不良坐姿引起的。同一姿势保持太久,使脖子和肩膀周围的肌肉紧张,时间一久就导致酸痛感。腕关节的病痛是由于长时间使用电脑,手部的神经受到压迫所致。不同于繁重体力劳动的是,从事电脑操作进行的是一项静力作业,伴随着头、眼、手的细小和频繁运动,往往持续时间长、工作量大,会使操作者的肌肉、骨骼反复紧张,引起相应的病症。 不论在办公室还是在家里,坐在电脑前不挪窝地连续作战是很多年轻人的习惯。时间长了,就会出现眼睛模糊、腰酸背疼等毛病,这是因为如果电脑椅与办公桌高度不够匹配,很容易对眼睛和关节造成伤害。应该及时挑选一把合适的电脑椅为好。 目前,“电脑族”在家办公、游戏的时间越来越长,刻板、方程式般套路的办公空间已经无法满足人们的需要。因此,色彩多样、造型别致、使用方便等重视个性发展、关注人性化的办公桌椅也越来越多了,但仅有造型或仅有功能都是不够的。不论在家里还是在办公室,

人机座椅改良设计

人机工程学 座 椅 的 改 良 设 计 专业:

班级: 学号: : 指导教师: 在人们日常接触的家具中,使用最广泛的莫过于椅类了。按照人机功效学原理,椅子是在一定高度上用以承载人体重量,减轻身体疲劳的一种工具。功能特征良好的椅子能使人感到身体舒适,精力充沛;而设计不合理的椅子会让人很快产生疲劳感,四肢酸痛,腰背部肌肉紧。所以椅子的设计不仅要考虑形式,耐用,经济等方面,还要兼顾人体的生理结构及保健问题。因此,一些像人体测量、人体结构分析、骨骼运动、生理学测试等人机工效学领域的方法被引入椅类的设计中来,使得椅类设计从单纯的考虑使用功能向结合人机工效学原理,更符合人体生理特征的方向迈进。 1人体生理结构与运动特征 整个人体分为头、颈、躯干和四肢四个部分;包括运动、消化、呼吸、循环、泌尿、分泌、神经和生殖八个系统。与人体工程学关系最为密切的是运动系统,它由骨、骨连接和骨骼肌组成。骨骼肌在神经系统支配下,能够收缩、牵引所附着的骨,使人产生各种动作。人体的骨骼由206块骨连接而成,它分为头骨骨、躯干骨和四肢骨三个部分。躯干骨包括脊柱、肋骨和胸骨。脊柱位于背部正中由33块椎骨构成。椎骨上有椎孔,全部椎孔连起来形成椎管,容纳着脊髓。椎

骨按照位置的不同,大致可分为四段,最上面的7块为颈椎,其下12块为胸椎,再下面5块为腰椎,接着是连在一起的5块骶骨,和4块尾骨。从图1中可见脊椎从侧面看,有四个生理弯曲,颈曲,胸曲,腰曲,骶曲。由关节活动而产生的伸展、扭转等动作是家具设计中的重要依据,因此可以说,家具和人体姿势的变化关系,就是家具与人体关节转动的关系。 2人体测量 人体测量与许多因素有关,而且随着时代的发展,人体尺寸也在慢慢的发生变化。因此用测量仪器对人体各个部分的尺寸及各种动作尺寸进行测量,所测得的数据,需去掉两头的5%,取中间的90%的测量值来取平均值,这样得到的测量数据更具普遍性。生理学的测量包括心电图、肌电图、脑电图、呼吸、脉搏、血压、神经反射电流和眼球运动等。通过生理方面的测量,可以计算出人在活动时能量的大小和负荷。这些数据都是客观和科学的,但在具体动用这些数据时,还应进行分析与综合,才能得出一个正确全面的结果。 3坐姿时的生理特征 坐下来是人的自然姿势,从能耗来看,当站立时,关节,膝部和臀部都是依靠静态的肌肉活动保持姿势的,血和体液趋于积聚在腿中;而坐下时,肌肉施力停止,能耗降低,腿的血管的静压力降低,对血液回流至心脏的阻力减少,因此坐比站更有利于循环。坐的姿势可分为三种:向前坐、笔直端坐、向后靠。向前坐的姿势主要是工作的姿势,而向后靠是休息和放松的姿势。当人向前坐时,人体骨盆旋

座椅人机工程分析

机制1045班学号201010614104 人机工程学论文 座椅的人机工程分析 赵亚辉 2012/12/9 座椅在人们生活中工作中扮演着极其重要的角色,但是你对每一种座椅的设计合理性又了解多少呢?你是否思考过不同的座椅设计会对你的健康带来不一样的影响呢?

摘要 本文从人体坐姿生理学和生物力学的角度出发,分析了座椅对于人们身体的影响,同时介绍了现有的一些新式座椅,旨在让人们更加了解座椅对人们健康的影响,启发人们发挥想象力发明出更加健康舒适的座椅。 关键词健康座椅新式 1、座椅与人体健康 1.1 座椅设计的主要依据 坐姿时人体比较自然的姿势,它有很多优点。当人站立时,人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力的作用,以维持静立状态;而人坐着时,可免除这些肌力,减少人体消耗,消除疲劳。坐姿比站姿更有利于血液循环,站立时血液和体液会向下肢积蓄;而坐着时,肌肉组织松弛,使腿部血管内血液静压降低,血液流回心脏的阻力减小。坐姿还有利于保持身体的稳定,这对精细作业更加适合。在脚操作场合,坐姿保持身体处在稳定的姿势,有利于作业,因而坐姿时最常采用的工作姿势。 目前大多数办公室工作人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都采用坐姿工作。随着技术的进步,愈来愈多的体力劳动者也将采用坐姿工作。 1.2 坐姿生理学 1.2.1脊柱结构 在坐姿状态下,支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。脊柱位于人体背部中线处,有33块短圆柱状椎骨组成,包括7块颈椎、12块胸椎、

5块腰椎和下方的5块骶骨及四块尾骨组成,相互间由肌腱和软骨连接,腰椎、骶骨和椎间盘及软组织承受坐姿时身上大部分负荷,还要实现弯腰扭转等动作。对着及而言这两部分最为重要。 正常的姿势下,脊柱的腰椎部分前凸,而至骶骨时则后凹。在良好的坐姿状态下,压力适当地分布于各椎间盘上,肌肉组上承受均与的静载荷。当处于非自然姿势时,椎间盘内压力分布不正常,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。 1.2.2腰曲弧线 脊柱侧面有四个胜利弯曲,颈曲、胸曲、腰曲、骶曲。其中与坐姿舒适性直接相关的是腰曲。人体正常的腰曲弧线是侧卧的曲线,躯干挺直坐姿和前弯时的腰弧曲线会使腰椎严重变形,要使坐姿能形成几乎正常的腰曲弧线,躯干与大腿之间必须有大于90度的角度,且在腰部有所支承,课件保证腰椎弧线的正常形状是获得舒适坐姿的关键。 1.2.3腰椎后凸和前凸 正常的腰弧曲线是微微前突。为使坐姿下的腰弧曲线变小,座椅应在腰椎部提供所谓的两点支承。由于5、6胸椎高度相当于肩胛骨的高度,肩胛骨面积大,可承受较大压力所以第一支承应位于5、6胸椎之间,称其为肩靠。腰部支承设置在第4、5腰椎之间的高度上,称其为腰靠,和肩靠一起组成座椅的靠背。合理的腰靠应是使腰弧曲线处于正常的生理曲线。 坐姿生物力学 1.3生物力学

大学宿舍床铺、桌椅组合的人机工程学分析及改造

大学宿舍床铺、桌椅组合的人机工程学分析及改造现在的大学宿舍的组合床铺往往是上面是床铺,下面是书桌、书架以及衣橱,并且配备一个椅子,本校也不例外。对于一般的组合床铺,学校根据自己宿舍大小和设计的不同,从而会选择不同的床铺,床铺的设计者没有根据每个实际环境进行具体的改进,对于学生生活习惯,工作方式没有具体了解,因此,在设计的过程中就会存在许多的问题。就其存在的问题,与人机工程学相结合对其进行分析与改造。 人机工程学简介 人机工程学是研究人,机械及其工作环境之间相互作用的学科。是一人的生理、心理特性为依据,应用系统工程的观点,分析研究人与机器、人与环境以及机器与环境之间的相互作用,为设计操作简便省力、安全、舒适,人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学。 人机工效学的目的有三个:第一,使人工作得更有效;第二,使人工作得更安全;第三,使人工作的更舒适。 大学宿舍床铺、桌椅组合存在的缺点分析 睡觉休息的不舒适。寝室是学生的另一个家,是学生生活的地方,它里面的任何一个设备都影响着学生生活质量的高低。而寝室用床作为学生寝室的重要的组成部分,它对学生的生活质量起着决定性的作用。他们觉得学校寝室用床的床板太硬,下垫又太薄,睡觉休息的时候又极不柔软,舒适度与家里相差太大,每次睡觉都感觉硬邦邦的,十分不舒服,而且第二天醒来都会感到后背袭来阵阵酸痛,有时甚至一整天都提不起精神。(同学们一致认为寝室用床的不舒适,造成他们的睡眠不足,从而导致学习成绩不同程度地下滑。) 学习、生活的不方便。由于通常的床铺、桌椅是上下组合,非常的不符合同学们的日常生活习惯,而且床铺在上面,经常会因为尘土落在桌面上,对生活、学习带来了诸多不便。 安全性不佳绝大多数学校的寝室用床都是宽0.8米,长1.75米左右,分为上下铺。根据我们的调查,这类床安全性普遍不高,这对学生的安全是至关重要的。由于床的安全问题,造成学生受伤的诸类现象在各学校时有发生。有些寝室管理人员指出睡在下铺的同学由于睡觉的时候翻身而床太窄就很容易掉在地上,

人机系统工程:人身安全应放首位(2021年)

人机系统工程:人身安全应放 首位(2021年) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0267

人机系统工程:人身安全应放首位(2021 年) 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越来越广泛,与此同时,冲压事故也日趋上升。如何预防、减少冲压事故,目前已经成为刻不容缓的课题。尤其是人机工程在冲压中的应用,已显得越来越重要。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。 案例一:某冲压厂员工甲某在操作冲床时,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,且此机台光电保护器的安全光栅设置过高,未能起到保护作用,导致冲床下行时压伤左手,造成无名指、中指末端粉碎性骨折,小拇指和食指压伤。 案例二:某冲压厂员工乙某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的安全光幕并进入合模区后,虽然光电保护激活,但由于惯性,上模仍然下行了一段距离。结果乙某右手被导柱压入导套,导致其右手中指全部和食指远程两节离断。 一、工伤原因分析 第一起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;光电保护装置设置过高,起不到保护作用;安全意识不强。 第二起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;事故冲床之光电保护装置的光幕盲区过大,造成保护作用滞后。 二、对冲压加工的人机系统分析 以往对冲压事故往往就事论事,头痛医头脚痛医脚,以至效果不太明显。大量的事故使我们不得不考虑:为什么冲压设备事故发生率居高不下?是设备原因还是人的原因?安全人机工程学告诉我们事故的发生往往是由于人的不安全行为和物的不安全状态在轨迹上的交叉,因此对于冲压事故必须以系统的思想来分析,才能克服事故

座椅设计及人机工程学分析

座椅设计 一、通过在网上调查,经过整理椅子的种类,按照坐姿动机可以将椅子分为三类: 2.作业场所的工作椅 稳定性是主要因素,腰部应有适当的支持,重量要均匀分布于座垫(或座面)上,同时要适当考虑人体的活动性,操作的灵活性与方便等。 1.休息为目的的安乐椅 设计重点在于使人体得到最大的舒适感,消除身体的紧张与疲劳。合理的设计应使人体的压力感减至最小。

二、座椅设计细则 我国人体基本尺寸 测量尺寸名称 数据(mm ) 测量尺寸名称 数据(mm ) 性别 男 女 性别 男 女 坐高 958 809 肩宽 469 363 坐姿颈椎点高 641 518 坐姿臀宽 355 310 坐深 494 401 小腿加足高 448 342 根据《工作座椅一般人类工效学要求》给定的工作座椅主要参数 参数 数值 座高(mm ) 360-480 座宽(mm ) 370-420 座深(mm ) 360-390 腰靠长(mm ) 320-340 腰靠宽(mm ) 200-300 腰靠厚(mm ) 30-50 这类座椅以多种功能为设计重点。它可能与桌子配合,可能是工作、休息兼用,也可能是作为备用椅可以折叠收藏起来。 3.多用椅

腰靠高(mm)165-210 腰靠圆弧半径(mm)400-700 座面倾角(°)0-5 靠腰倾角(°)95-115 1.座高:休息用安乐椅38—45cm,工作椅43—50cm 2.座宽:43—45cm 3.座深:休息用椅40—43cm,工作用椅35—40cm 4.座面倾角:休息椅19—20度,工作椅小于3度 5.靠背的高度与宽度 a.因为人体背部处于自然形态时最舒适,此时腰椎部分前凸,座椅设计要从座面与靠背之间的角度和适当的腰椎支持来尽力保证。成年人腰椎部中心位置约在座位上方23—26cm处,腰椎支点应略高于此尺度,以支持背部重量。 b.靠背由肩靠和腰靠两部份构成,大部份工作场合,腰靠最主要。 c.靠背的最大高度可达48—63cm,最大宽度可达35—48cm。靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度(决定靠背高)和肩宽(决定靠背宽)有关,确定高度时还必须计入座椅的有效厚度。 d.为了使背部下方骶骨和臀部有适当的后凸空间,座面上方与靠背下部之间应有凹入或留一开口部分,其高度至少为12.5—20cm 6.靠背角度:103一112度 7.扶手高:座垫有效厚度以上21—22cm 8.椅垫 a.人体在坐姿状态下,与座面紧密接触的实际上只是臀部的两块坐骨结节,其上只有少量的肌肉,人体重且的75%左右由约25cm2的坐骨周围的部位来支承,这样久坐足以产生压力疲劳,导致臀部痛楚麻木感。 b.测试研究表明,坐于座垫上的臀部压力值大为降低,而接触支承面积也由900cm2增大到1050cm2,使压力分散。 c.椅垫的另一优点是能使身体采取一种较稳定的姿势,因为身体可以适应地陷入座垫。

汽车座椅的人机工程学分析

汽车中的座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施,而驾驶员的座椅就更为重要。舒适而操纵方便的驾驶座椅,可以减少驾驶员疲惫程度,降低故障的发生率[1]。汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量。 本文以人因分析为手段,以设计出公道的驾驶座椅来满足驾驶员人体安全、舒适为设计目标,得到结论:驾驶座椅安全性设计应着重考虑人(驾驶员)坐姿生理特性及人体对车内振动、微天气的反应等两大方面。并从主动安全性设计、被动安全性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅安全性设计的思路。 1. 人—座椅系统安全性设计中人的因素分析 任何系统实际上都是人机系统,人机系统包括人、机、环境三个方面[2]。显然驾驶员-座椅也属于人机系统研究的范畴。人机系统的安全模式多以人的行为为主体,即以人为本。对人机系统的研究始于第二次世界大战。在设计和使用高度复杂的军事装备中,人们逐步熟悉到必须把人和机器作为一个整体,在系统设计中必须考虑人的因素。 1.1 人(驾驶员)坐姿生理特性分析 (1)坐姿时脊柱形态 人坐着时,身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。脊柱位于人体的背部中心,是构成人体的中轴。人处于不同的坐姿时,脊柱形态不同,只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态,才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷,防止驾驶疲惫发生。 (2)坐姿体压分布 当座椅上的人处于坐姿状态时,人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布[3]。可见,坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。 ①座垫上的体压分布 根据人体组织的解剖学特性可知,坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位,适合于承重,而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布,故不宜承受重压。据此座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布,即在坐骨处压力最大,向四周逐渐减少,自大腿部位时压力降至最低值,这是座垫设计的压力分布不均匀原则。图1为坐姿时座垫上的体压分布[4]。

人机工程学案例分析对公共木椅的分析

对公共木椅的分析 随着我国经济的迅速发展,公共设施也趋于完善,不仅是现代家具还是公共设施如座椅连廊的设计正趋于技术上先进、工艺上可行、经济上合理、款式上美观、使用上安全等方向发展。对他们的设计就是设计一种新的生活方式、工作方式、休闲方式、娱乐方式。“家具的功能不仅是物质的,也是精神的”,现代家具正朝着实用、多功能、舒适、保健、装饰、休闲、娱乐等方向发展。公共设施也如此。 如图,这是一款公共座椅的设计,形态上采用的是Q的形状(侧视图), 首先是尺寸的确定,严格按照人机工程学来 讲,休闲座椅的各部分最佳尺寸分别为: 座高:380mm~450mm 座宽:380mm~480mm 座深:420mm~450mm 座面角度:15~200 靠背高:46Omm~61Omm 然而此款座椅最终确定的设计尺寸是: 座高:420mm(在人机尺寸的指导下确定的) 座深:400mm 靠背高:400mm 很明显其中有些数据并不符合人机工程学 尺寸要求,主要是因为考虑到此座椅的使用环境为公共场所,其功能是为来往的人暂时性的休息提供方便,同时又不希望人在上边停留的时间过长,因此在设计上并没有严格按照人机工程学尺寸来确定其所有尺寸。 与其他的公共椅子相比,该木椅的优点是采用天然木材,更贴近生活,形体流畅,造型优美,整体充满了“e时代文化”,即充满了现代感的同时又融入了古朴厚重、回归自然的纯朴气息。 初始方案中,该木椅造型为实心的,其缺点自然也随之显现,即整体的重量重,为运输带来很多不便,而且有很大的空间浪费。另外保持其初始的古朴颜色

导致色调单一,有时难免让人生出不干净的念头。 改进措施很简单,分为两方面。一方面就是挖空靠背。其优点则是显而易见的:①减轻了整体的重量,同时节约了木材,方便运输,节约运力,使外观更加简洁,线条充满柔和的变幻美②空间的增加增强了呼吸感,镂空的图案让人充满的想象力和轻松愉快的心情③增加了服务面积和空间,呈现出来的小平面可以用作副座面,尽管座面的宽度只有180mm,但也可以为劳顿的过客提供暂时性的休息。 在色彩的改进上,由于色彩 对人的心理和生理产生影响,不 同的消费群体对色彩的偏好(年 龄差异,地域差异,性别差异等) 均有所差异,家具的具体使用环 境以及设计形态的表达都是家 具设计中色彩确定的影响因素。 此款座椅的形态设计表达了一 种时尚前卫的设计理念,因此亮丽的颜色能更好的论释其内涵;公共座椅的受众人群较为宽泛,所以不能单纯的去迎合某一特定人群而确定,因此需要根据具体的使用环境来具体确定。以下是几个色彩方案,譬如古朴的灰色,调皮的橙色,浅黄等可分别适合不同的使用环境。 从以上的分 析我们不难看出, 现代人的需求已 不仅仅是停留在 “实用”的层面 上,人们更多追求的是家具的丰富文化内涵和精神满足,他们需要的是有时代特征的并能满足自身心理诉求的家具产品。因此单单满足人机工程学要求的家具设计己不能满足人们的需求。 人机工学是家具设计中的应用原则与尺度考量,但随着现代生活方式的急速

人机工程学在汽车座椅设计中的应用

人机工程学在汽车座椅设计中的应用 摘要:运用人机工程学原理,针对汽车驾驶座持,从驾驶员生理特性与作业环境两个方面分析了影响驾驶舒适性及安全性的原因,在此基础上从坐姿舒适性,振动舒适性,操作舒适性,安全性等四个方面论述了人机工程学在汽车座椅设计中的应用,完成了对汽车驾驶座椅从分析到设计的系列开发过程。 关键词:汽车驾驶座椅人机工程学设计 一、引言 随着时代的发展,当今社会已由工业社会向信息社会即后工业社会过渡,人类赖以生存的生活空间和生活方式,处处都是经过设计并不断完善的设计世界。现代设计,作为一种广泛的文化活动,已成为人们生活中的一部分。人们开始追求高品质的舒适生活,于是按照人体工程学设计的产品也就越来越受到大众的欢迎。人体工程学的产品也就成了现代社会人们追求的目标。先以汽车座椅为例,人体工程学的家具并不是人们头脑中所想象的仅有数据符合的座椅,它还包括除了人体生理数据之外的很多因素。它的设计原则除了常见的尺度设计原则,人体机能和环境设计原则,健康设计原则外还应该讲求黄金分割比的设计原则。并指出在这些原则的指导下好的人体工程学座椅是功能与美学相结合的产品,可以为人带来身心两方面的享受。 二、舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析,寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科内涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面: 1、为确定汽车空间范围提供依据。 2、为设计汽车座椅提供依据。 3、为确定感觉器官的适应能力提供依据。 三、汽车座椅人机工程学分析 1、人体坐姿生理特性分析

人因工程 人机系统及其分析评价

第十六讲人机系统及其分析评价 通过本讲的学习,应能够: 1.阐述人机系统得定义; 2.阐述人机系统的基本模式; 3.说明人机系统的关系及其演变过程; 4.阐述人机系统中,人、机的优势和劣势; 5.解释人机功能界限; 6.阐述人机系统的分类; 7.解释人机系统分析评价的基准; 8.使用连接分析方法评价人机系统; 9.使用海洛德分析评价法评价人机系统。 一、人机系统概述 1.人机系统的定义 人机系统是相互作用、相互联系的人和机器两个子系统构成的,且能完成特定目标的一个整体系统。 人:是指机器的操作者或使用者; 机器:是指人所操纵或使用的各种机器、设备、工具等的总称。 研究人机系统时.既要研究子系统各自的特点和功能,还要研究它们之间相互形成的有机整体的功能。研究人机系统的设计和改进,都是以具体的人机系统为对象的,例如由人与汽车、人与机床、人与计算机、人与家电、人与工具等构成特定的人机系统。 由于人的工作能力和效率随周围环境因素而变化,任何人机系统又都处于特定环境之中,所以在研究人机系统时,应当把环境当做一个重要因素来考虑。把人、机、环境三者之间相互联系、相互作用构成的整体系统称为人一机一环境系统。环境因素包括照明、噪声、振动、温度、湿度、空气、颜色、工作地、工作空间以及一切影响人机系统的因素。 2.人机系统的基本模式 (1)人机系统基本模式:由人的子系统、机器的子系统和人机界面所组成。图16.1为人机系统基本模式。人的子系统可概括为S—O—R(感受刺激一大脑信息加工一做出反应);机器的子系统可概括为C—M—D(控制装置一机器运转一显示装置)。

在人机系统中,人与机器之间存在着信息环路.人机相互具有信息传递的性质。系统能否正常工作,取决于信息传递过程能否持续有效地进行。 (2)人的子系统 人的于系统又分为S—O系统和O—R系统。S—O系统由各种感觉器官(视觉、听觉、触觉等)与大脑中枢组成,由传入神经作为联络纽带。这个系统的任务是收集信息、发现问题,并传递到大脑进行加工整理,即判断和决策。对输入的信息,有的只需要存储记忆或分析判断,不必启动。一只系统做出直接反应;有的则要求动用O—R系统做出相应反应。O—R系统由大脑中枢与运动器官(手、脚、肢体、声带等)组成,由传出神经作为联络纽带。 (3)机的子系统 机器子系统分为C—M系统和M—D系统。C—M系统由控制器和机器的转换机构(或计算机主机板)组成。这个系统的任务是使机器接受操作者的指令,实现机器运转、调控,把输入转换为输出。M—D系统由机器的转换机构和显示器组成。这个系统的任务是反映机器运行过程和状态的信息。 有些功能简单的机器子系统,不一定都具备C—M系统和M—D系统。有的只有C—M系统,如自行车等,M—D系统可以看作是借助于人的直观感觉或测试工具实现的。有的只有M—D系统,如某种信息显示仪表等,C—M系统可以看作是人获得显示信息后的某种反应行为。 (4)人机界面 如图16.1所示,人机信息交流发生的作用面,通常称为人机界面。显示器将机器工作的信息传递给人.人通过各种感觉器官接受信息,实现机一人信息传递。大脑对信息进行加上、决策,然后做出反应,通过控制器传递给机器,实现人一机信息传递。

超市手推车人机系统设计案例分析

超市手推车人机系统设计案例分析 一、人-手推车系统组成 超市手推车是指超市等大型自选商场中,顾客用于暂时存放所选商品的一种购物车。购物时使用购物车一方面可以满足顾客更多的需求,另一方面更提高了卖家的成交量,可谓一举两得。超市手推车的功能是供顾客在超市选购物品时运载货物,方便顾客购物。就发挥超市手推车的功能作用而言,把人看作是超市手推车的组成部分是完全合理的。因此,在购物时,人推着车就组成了人一手推车系统,这个人机系统中的人一车界面关系可由三视图来进行分析。 1、人与手推车部件的关系 自下而上,车轮、底部框架、中部支架、车篮筐和把手是手推车的基本组成零件。底部框架和中部车架将车轮、篮筐、把手固定在相互间正确的位置上,保证手推车的整体性,以实现手推车的功能。 从人机关系来看,中部支架的高低、篮筐深浅宽窄和车把手的高低位置,以及它们之间的相互关系,与推车人的身高、手臂长度、握把位置以及身体舒适度有关。怎样转向更灵活,如何取放商品时更方便快捷,如何保证人身体各部分的协调统一,都决定于人体特性的设计参数。 2、人与车把手关系

手推车把手(扶手)的作用是承受人推车时的推力,使得手推车前进。为了使人省力和有舒适感,必须在推车人的体格与手推车元件的尺寸关系上下功夫,即研究人体上肢手臂与手推车把手之间的相互位置关系。保证人在购物推车时的舒适度,才能使人在购物时候肌肉放松心情愉悦。 另外把手的材料与纹理和手掌的关系也必须考虑,什么材料握着更舒适,触感更好,什么纹理更利于握紧而不至于使手掌肌肉疲劳。 3、人与车筐关系 车筐是用来盛放顾客选好的商品的。人在购物时选好商品以后将商品从货架上取下放到手推车的车筐中,购物结束后再将买到的东西从手推车中结账。车筐的设计关键是要有合适的大小和能让人感到舒适的位置。在拿取过程中不致使人腰部疲劳,对老人及孕妇更是如此,宜放宜取才好,篮筐深浅以及在购物车上的高低位置也十分值得考虑。对于一些带孩子购物的顾客,要有一定的承重能力,还要能够保证孩子的安全。 4、人与车架关系 底部框架和中部支架是用来安装车轮和支撑车筐的部件。车架下面装上车轮能够让人轻松自然地推动手推车前进;同时车架上面安装上车筐提供给顾客一个储物空间。前后车轮的相对大小和及在框架上的相对位置,车架高低与车筐深浅的相对关系都不能忽视。在设计手推车各部件的时候,应该着眼于推车人推车时身体能够处于轻松、自然、舒适的状态,这样才可能设计出同推车人身体体格相适应的手推车,才不会出现推车时推车人不舒服或者很累的现象。 二、影响手推车性能的人体因素 影响手推车性能的人体因素有很多,因人而异,但总的来说有一些值得考虑的共同点。 1、人的体格因素 以身高为基本因素,长臂、腿长、步幅等与身高成比例,从而手推车的把手高度、车筐高度以及深浅、车架与人体间的距离就取决于身高。 2、人的平衡机能 虽说手推车是四个轮的,但由于商场超市的光滑地面,加上人推车时并不会专心推车,

加工中心人机系统分析设计及改善

加工中心人机系统分析设计及改善 目录1绪论1.1人机工程学概述1.2国内外研究现状1.3人机工程学研究内容1.4人机工程应用范围1.5人机工程与其它学科关系 1.6人机系统的发展与人在系统中的地位1.7论文的提出及主要工作 2.人机系统2.1系统2.2人机系统2. 3本章小结 3.人机系统设计3. 1人机系统设计基本思想及要求3. 2人机系统设计的总目标3. 3人机系统设计内容 3. 4人机系统设计一般进程 3.5技术系统设计评价. 3.6人机系统的评价 3.7本章小结 4人机界面设计 4.1作业姿势 4.2显示器设计 4. 3控制器设计 4.4显示与控制组合设计 4.5作业空间设计4.6座椅设计4.7手握式工具设计4.8作业系统的分析方法4.9作业分析技术的实例应用4.10作业环境设计 4.11本章小结 5.数控机床CRT人机显示界面的研究与开发5.1产品形成及信息流进程5.2数控机床CRT显示现状及对存在问题的解决思路 5.3加工中心人机系统中人与工控机子系统分析设计 5. 4加工中心CRT人机信息管理系统研究与开发5.5本章小结 6结束语及展望 6. 1工作总结 6.2研究展望参考文献 摘要本文从人机工程学角度出发,深入分析了人机系统理论知识及其设计模型,首先进行了加工中心人机系统作业分析及改善,即通过对现有的物料型流程程序、车间平面布置、人机操作程序、动作分析、人员配置及作业测定的调研,完善此人机系统生产过程,实现了此人机系统的高效、经济目标;其次进行了人和工控机组成的人机系统分析设计,并对此系统中的技术系统(CR'I,显示界面)进行了研究与开发,利用面向对象技术的关系型数据库语言Visual FoxPro6. 0设计了CRT人机信息管理系统。使得整个加工中心人机系统的效能优化。实现了人机思想一通过机的人性化设计取得人的技术化提高。 关键字:人机工程学人机系统人机系统设计人机界面加工中心 1绪论 1.1人机工程学概述 人机工程学(Ergonomics)是20世纪40年代后期跨越不同学科和领域,应用多种学科的原理、方法和数据发展起来的一门新兴的边缘学科。早在1910年就出现了提倡对产业劳动进行科学管理的泰勒(F. W. Taylor)系统,以处理劳动科学中所包含的各类问题,它把主要的研究精力置于讨论人的工作能力、人对机械的适应能力、人与使用的工具或自身的工作方式之间的关系,以及人在工作、劳动时体力输出的最佳化 问题。这在一定程度上并未摆脱人只被视为某种劳动力来源的根本观点,并未达到人本位设计观念的高度。 所使用的人机工程来自希腊语的工作Ergo或劳动)与管理Nomics(或法则)两词的复合。但在第二次世界大战期间,以美国为首,在武器设计中充分考虑了人因要素,取得了很大的成果。并且扭转了自工业革命以来物质优先的既成概念,确立了人在人机系统中的主宰地位,树立了工业设计中人本位设计的基本观点,诞生了人类工程学,并使其讨论重点还扩及到了机械的设计问题,力求机械适合于人,使人能对机械作最有效的运用。 但在新的形势下,1960年成立的国际工效学学会(International Ergonomics Association)对人机工程下了新的定义:人机工程是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学与心理学等方面的各种因素;研究人与机械以及环境间的相互作用;研究在工作与生活中如何统一考虑工作效率,身心健康,安全与舒适等问题的学科。著名的美国人机工程学专家W. E.伍德森(W. E. Woodsen)认为:“人机工程学研究的是人与机器相互关系的合理方案,亦即对人的知觉显示、操纵控制、人机系统的设计及其布置和作用系统的组合等进行有效的研究,其目的在于获得最高的效率和作业时感到安全和舒适。” .2国内外研究现状 在国外,人机工程学已经有60多年的发展历史,随着对人体能力和局限性的研究,以及在产品设计中对人、机和环境的进一步认识,使人机工程的应用逐步走向了实用阶段,特别是在航天飞行器安全设计,汽车设计,家居环境设计,办公室设计等方面己经成为了设计是否成功的决定因素。许多发达国家除了具有从事人机方面研究的科研院所外,还有专门的人机工程事务咨询及实业公司,使得人机工程商业化、实用化。 在中国,人机工程学的研究在本世纪30年代开始有少量和零星的开展,但系统和深入的开展则在80年代以后。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,统一规划、研究和审议全国有关人类工效学的基础标准的制定。1984年,国防科工委成立了国家军用人一机一环境系统工程标准化技术委员会。这两个技术委员会的建立,有力地推动了我国人机工程学研究的发展。此后在1989年又成立了中国人类工效学学会,在1995年9月创刊了学会会刊《人类工效学》季刊。 虽然人机工程学在中国已有所发展,但是和发达国家相比还非常落后。中国在人力资源方面是相对充裕和廉价的,像“王铁人”这样的劳动楷模,就其奉献精神和坚强意志固然让人钦佩,但从人机工程学角度看来,却体现出技术的落后和对人力的滥用。随着我国科技和经济的发展,人们对工作条件、生活品质的要求也逐步提高,对产品的人机工程特性也会日益重视,现在一些厂商把“以人为本”的设计作为产品的卖点,也正是出于对这种新的需求取向的意识。 事实上,在我国不光普通公众,即使理工科的大学毕业生,也大都不了解这门学科的有关情况。另一方面,从中国专利局的专利授予可以看出,人类发明创造的很大一部分,都是关于如何使各种器具变得更省力和方便,虽然人机工程学正是为这类改进提供系统的理论和方法, 但就像少儿姿势纠正器一样,大多数发明人显然缺乏有关的基本知识。这都反映出人机工程学在我国不仅有待研究和提高,更堕需宣传和普及。原杭州大学朱祖祥教授主编的《人类工效学》教程序言指出:“人类工效学工作者除了要努力从事研究工作外,还须向全社会广作宣传. 在我国,人机工程技术研究的真正兴起、并有组织地进行仅为数十年的历史。 1.3人机工程学研究内容

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