人機工程

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人機工程范文第1篇

關鍵詞：技術；電視藝術；電視美學

檢 索：.cn

中圖分類號：TB47 文獻標志碼：A 文章編號：1008-2832（2016）07-0105-03

Man Machine Engineering in Machine Tool Design

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

Abstract ：In the field of industrial production， NC machine tool is a kind of very important equipment，its quality directly affects the quality of the product. Is the current situation， domestic CNC machine tools exist defects in rigid lines， the operation is complicated， not only can not effectively enhance machining quality and efficiency， also may endanger the safety of life and property of the assembly line workers. The author combined the work experience and the related theory knowledge， in this paper has studied the machine tool design in the man-machine engineering application， for the related personnel reference.

Key words ：machine tool modeling； design； ergonomics

Internet ：.cn

人機工程學自誕生以來便受到了數控機床設計界的廣泛關注，機床設計者利用人機工程學來改善數控機床運轉條件、調整機床顯示屏安裝角度等。現階段，結合人機工程學知識所制造的數控機床不僅具備美觀的外型，性能也得到了顯著的提升。

一、人機工程學概述

心理學、人體測量學、生物力學、生理學與工程學等學科知識共同構成了人機工程學。在機床造型設計中應用人機工程學的主要目標是結合該學科理論，設計出擁有最大運轉效率、操作便利安全的機械設備。人機工程學之所以能夠實現確保人、機器以及環境系統總體性能最優化的目的，主要原因是其向設計者揭示了人、機器以及環境三者之間的規律與關系。

近年來，人機工程學的應用愈來愈廣泛，應用主要集中于工業領域。通過應用人機工程學，人們有效地提升了機器的性能、改善了工人的操作條件、減少了職業病的發生幾率。就目前狀況而言，我國工業發展勢頭較好，數控機床應用普遍，所以人機工程學應用條件良好。

二、數控機床人機系統設計目標

人機系統在數控機床中應用的基本目標便是實現“機宜人，人適機”。數控機床能夠承受巨大的工作量，在工件精度控制方面具有巨大的優勢，而相比于數控機床，人擁有活躍的思維，能夠對工作中的突發狀況做出緊急處理。在數控機床造型設計上應用人機工程學知識，就是為了加強人與機器的配合，從而最大程度地強化人機系統的總體功能并提升系統運轉效率。

人與數控機床構成和諧的人機系統，人與機器共同履行應盡的職責。人機系統中，機器負責開展高強度的運算以及工件加工工作，操作人員則負責編寫控制程序、下發操作指令以及維護保養數控機床等。

三、人機系統具體設計

（一）工作臺控制裝置設計

工作臺是數控機床的關鍵構成成分，其負責對相關工件進行加工。工作臺控制裝置是指揮機械臂運轉的“大腦”，在工作臺控制裝置設計工作中，設計者必須要考慮到操作人員手臂活動范圍等因素，力求使操作人員能夠便捷地操作工作臺。調查數據顯示，我國大部分數控機床操作人員患有腰肌勞損、腰椎盤突出等疾病，造成該現象的主要原因之一是常規的數控機床設計使得操作者長時間地處于靜態彎腰狀態中。因此，數控機床人機系統設計者應當竭力避免上述問題的發生，合理地設計工作臺臺面，充分結合人機工程學相關知識來確定臺面的高度。

通常情況下，操作人員是站立操作工作臺的，在此情況下，工作臺面應當靠近操作員的手部，如此方能避免操作人員長時間彎腰的現象出現，還能有效地防止操作人員因身體前傾而跌倒。數控機床的控制桿和手柄由杠桿以及執握柄構成，從操作條件來看，控制桿以及手柄屬于單手控制器范疇，數控機床的手柄一般在操縱力相對較小的操作環境下使用。結合人體工程學相關知識，認為在手柄轉動角度不大于手腕轉動的常規角度的條件下，工作人員的操作將更加地輕松高效。

為了最大程度地消除數控機床運行過程中手柄與操作人員手掌之間的摩擦，可以采用軸套式的手柄設計。為了提升操作人員手部的舒適性，可以采用觸感良好的軟樹脂作為手柄套的材料，也可以為操作人員發放軟樹脂制成的工作手套，從而實現對操作人員手部進行雙重保護的目的。

（二）顯示輸入面板設計

顯示輸入面板是數控機床的核心組分，負責顯示數控機床運行狀態等重要工作。顯示輸入面板的高度設計十分重要，傳統的數控機床未重視顯示輸入面板的高度設計工作，從而導致操作人員無法便捷地觀測運行數據，不僅影響了數控機床的正常運行，同時在一定程度上影響了操作人員的身體健康。

依照人機工程學理論，認為數控機床顯示輸入面板的高度應當取百分之五十的人體尺寸，即設計成操作人員平均身高的一半，事實表明，該種設計能夠有效地滿足機床操作人員的操作要求，使操作人員能夠輕松地完成數據分析、輸入等工序。為了提升面板操作的舒適性，機床設計者還需要重點考慮面板高度與操作人員肘高的適應性。如果操作人員經常性地抬高手臂以進行顯示輸入面板操作，則容易產生肌肉酸痛感，長此以往可能造成手臂肌肉血液循環不暢，所以，機床設計者需要充分確保面板與操作人員的肘高相匹配。

需要特別指出的是，應當采用可調節式面板設計，這是因為每個人的生理構造有著細微的差別，在此情況下，如果面板是固定的，即使高度設計考慮到了操作人員身高平均值、肘高平均值等因素，也難以最為有效地為每一個操作人員提供最優的工作環境。就目前狀況而言，懸掛式、分離式、貼合式以及下伸式等形式的顯示輸入面板技術實現難度相對較低、實際應用效果頗佳，因此被廣泛應用于數控機床中。每個操作人員對面板高度的要求不同，所以應當在控制面板上安裝體積與高度合理的把手，從而有效地增強操作人員的工作便利性。

由于現代化的數控機床需要執行多類加工任務，功能比較豐富，因此顯示輸入面板上分布著大量的按鍵，按鍵的大小設計工作十分重要，按鍵過大或者過小都可能導致操作效率低下甚至引發誤操作，影響數控機床的運轉效率與質量。面板按鍵尺寸大小要與操作人員手指端面積相匹配。一般來講，按鍵面積需要稍稍大于人的手指端面積。為了保障操作的準確性，按鍵的工作行程以及按壓力需要符合相關行業規范與國家標準。

為了盡量縮小顯示輸入面板的體積，按鍵的排布應當盡量緊密，但是應當注意按鍵排布不能過于緊密，否則操作人員可能在無意間同時按下兩個鍵位，如此有可能引發相關安全事故。得益于科技的迅猛進步，現階段數控機床控制面板按鍵技術得到了極大的改進，國有企業基本普及了感應式鍵盤設計，這種面板感應靈敏度非常好，并且擁有極佳的觸感，能夠顯著地增強數控機床操控工作的舒適性。

為了促使操作人員能夠更好更快地獲取收索信息，應當依照一定的原則來設計按鍵的排布，經驗表明，奇數個橫向的按鍵排列方式能夠最為有效地提升操作人員信息獲取工作的便利性與準確性。最好劃分功能鍵位區域，劃出字母鍵、數字鍵以及方向指示鍵等鍵位區域，如此能夠幫助操作人員更好地找到所需鍵位，同時有利于操作人員養成良好的擊鍵習慣。

數控機床顯示輸入面板上分布著大量的旋鈕，有的旋鈕可以旋轉一周以上，有的旋鈕只能旋轉一周以內，而有的旋鈕則無法旋轉，這類旋鈕發揮著定向指示的作用。為了便于操作人員迅速區分不同功能的旋鈕，可以在旋鈕設計中應用色彩編碼技術。依據相關技術規范可知，紅色可以用來表示停止機床運轉，而綠色則表示接通或者啟動數控機床。

為了提升操作的準確性與便捷性，數控機床面板上分布了一些符號與文字以標示鍵位的功能，如果操作環境中照明條件不佳，則操作人員將較難在短時間內準確獲取標示文字以及符號的信息，因此，建議設計者在面板鍵盤設計上采用背光技術，如此能夠顯著地改善面板操作環境，增強擊鍵的準確性與便捷性。

（三）機床開合門設計

在數控機床中，開合門是一道非常重要的設施，其能夠較為有效地保護操作人員的生命財產安全，與此同時還能發揮隔聲的效果。機床操作人員需要實時監控工作臺，為了支持這一工作，設計者應當合理設計開合門上的視窗，視窗不宜過大也不能太小。現階段，數控機床開合門主要采用左右拖拉設計，應當確保拖拉開合門的力的大小處于合理水平。通常情況下，加工中心中的加工任務繁多、而且數控機床的體積也較大，而對于大型數控機床而言，最好增大把手的長度與開合門的尺寸。

（四）生產環境設計

現代化的數控機床操作業務對生產環境要求極高，因此要確保生產環境具備干凈整潔的特征。為了增強工作人員操作機床面板的舒適性，認為需要確保數控機床的造型與生產環境相和諧，著重突出數控機床造型的人性化特點。行為心理學相關理論指出，顏色可以影響人的行為與心理，在中國傳統文化中，紅色象征著喜悅、豐收，藍色代表著沉穩、寧靜，鑒于數控機床實際操作狀況，認為采用紅色作為機床裝飾色的方案不太實際，綜合考慮后，認為可以將藍色與綠色作為數控機床的主色調。

使用藍色與綠色來裝飾數控機床益處頗多。藍色能夠在一定程度放松人的心情，使得操作人員在輕松愉悅的環境中開展相關工作，而綠色不僅給人以清新的感受，還能有效地減緩操作人員的視覺疲勞，防止操作人員患上近視眼，有效地保護了操作人員的視力。德國是數控機床生產技術最發達的國家，而韓國DMG公司生產的一款數控機床便采用了藍綠色開合門設計，據一些機床操作人員反映，操作藍綠色的機床設備能夠放松自身的心情，從而提升了工作效率以及質量。

（五）安全防護設計

安全防護設計工作意義重大，在過去幾年中，媒體報道了許多慘烈的機床安全事故，主要原因之一是數控機床安全設計不到位，因此必須要確保數控機床的造型設計滿足相關安全標準，能夠給予操作人員一個安全舒適的操作環境。為了提升操作人員的心理安全感，數控機床的造型必須完全符合人機工程學的相關要求，要擁有飽滿的整體造型。應當高度重視數控機床的著色處理工作，主要采用藍色與綠色，如此能夠促使操作人員獲得足夠的心理安全感。除此之外，要著力于完善人機工程設計，做好造型尺寸設計工作。調查數據顯示，很大一部分機床安全事故的誘因是操作人員無意間接觸了機床的按鈕開關，所以為了保障操作人員的安全，必須要規范數控機床的尺寸設計，并將關鍵按鈕置于不易被無意碰觸到的位置上。

設計人員應當做好數控機床顯示以及控制裝置設計工作，各項設計需要充分結合操作人員的心理以及生理特點，最大程度地避免不合理設計的出現。由于操作人員需要長時間地查看顯示面板上的數據，長此以往可能會影響操作人員的視力，因此可以采用智能化面板設計，設置視力保護提醒時間。

四、如何提升數控機床造型設計工作的質量

（一）提升機床設計者的綜合素質

無論是何種工作，在其中發揮最關鍵作用的因素的“人才”，數控機床造型設計工作也不例外。通過調查走訪，發現部分機床設計者的綜合素質不高，主要表現在專業知識儲備量不足與對人機工程學知識理解不透徹上。因此，企業要對癥下藥，采取針對性措施以提升機床設計者的綜合素質。建議企業通過舉辦行業專家講座以及組織專業技能培訓活動等形式來切實地擴充機床設計者的專業知識儲備與強化其實踐設計能力，從而使其更加適應新時期數控機床造型設計工作的各類要求。

除此之外，企業應當定期派遣業績突出、學習能力強的設計者前往德國、日本等數控機床設計、制造技術成熟發達的國家學習交流，以便回國后提升設計團隊的整體綜合素質。企業可以制定合理的薪資分層制度，將機床設計人員的工作業績、工作態度以及周圍同事對其的評價等因素納入薪資考核體系當中，通過物質方面的激勵以激發設計人員的工作積極性。

（二）加快數控機床設計制造標準建設

客觀上講，我國數控機床設計與制造技術與德日等國家仍有較大的差距，除了人才保障體系方面有一定差落外，機床設計制造行業缺乏健全的技術指導體系也是造成中國數控機床整體性能落后進口德日機床的主要原因之一。鑒于上述情況，認為政府應當盡快組織專家小組，研討建立合理可行的數控機床設計與制造標準體系，從而為廣大機床設計、制造企業提供權威可靠的參考。此外，政府應當加大對中小型機床生產企業的財政補貼力度，降低這些企業的銀行貸款門檻，如此方能最大程度地促進數控機床生產行業的總體進步。

五、結語

新的發展形勢下開展機床造型設計革新工作極為必要，人體工程學在機床設計中能發揮巨大的作用，為此，廣大設計人員應當積極學習人機工程學知識，善于借鑒優秀的機床設計經驗，在實際工作中保持認真嚴謹的態度，如此方能促進我國工業的長足發展。

參考文獻：

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[4]張俊竹.展示程序設計[J].設計，2013，（06）：79-81.

人機工程范文第2篇

〔關鍵詞〕醫療器械;人機工程;具體應用;人機界面;可靠性;安全性

在科技發展的推動下，醫療器械的使用功能得到了豐富。目前，醫療器械產品的可靠性雖然得到了很大的提升，但在實際應用中由于人為因素的影響，醫療事故仍時有發生［1］。在醫療器械設計中應用人機工程能夠促進醫療器械產品安全性能與可靠性能提升，故我們針對人機工程在醫療器械中的應用進行了如下探討。

1人機工程概述

人機工程是一項研究人同系統中其他因素之間相互作用和應用的學科。人機工程專家研究的目的是優化和設計環境、系統、產品、工作，讓其更加滿足人們需求。人機工程學研究的目的是揭開人與環境、機之間存在的規律，以實現人－環境－機系統的優化。人機工程學是在對人－環境－機的特性認真研究的基礎上，將人和“物”共處的環境作為系統進行研究［2］。在該系統中人、環境、機之間相互依存、相互作用的關系決定了系統的性能。醫療器械的間接或者直接作用決定了人機工程使用的安全性能。科技的發展使醫療器械的操作控制與內部結構更加精準、精細，醫療器械的可靠性能也得到了很大的提升。但是人的生理機能進化較小，因此對醫療器械進行人機工程學設計，才能讓醫療器械更適合人進行操作，切實實現人機統一。

2人機工程在醫療器械設計中的具體應用

醫療器械的種類繁多，在對醫療器械進行設計時需要對多方面的因素進行分析。以人為中心的設計原則不僅能夠讓設計出的醫療器械能夠容易理解與使用，同時還能減少醫護人員的訓練力度，增強醫療器械與人之間的親和力。讓醫療器械更加具有人性化，還能夠減少患者焦慮、恐懼的不良情緒［3］。人性化設計的醫療器械能夠提升醫護人員的操作效率，確保操作的可靠性。不斷完善產品質量，能夠提高醫療設備對醫護人員和患者的吸引力，進而提升醫療器械競爭優勢。2.1人機界面人機界面是人與計算機進行信息交換、信息傳遞媒介對話的接口，是重要的計算機組成部分，而人機交互就是研究人和計算機之間互相影響的技術。人機界面可以分為環境性人機界面、情感性人機界面、功能性人機界面。人機界面的劃分并不是絕對的，3種類型的界面存在重疊與交互。進行人機界面設計應當遵循以下幾點原則:(1)合理性，在確保系統設計明確、合理的基礎上，任何設計都必須進行定量分析;(2)動態性，每一個產品既需要多維空間理念，同時也需要空間、時間變換，以及思維認識、情感演變因素［4］;(3)多樣化，設計應當進行多樣化考慮;(4)交互性，界面設計交互非常重要，其不僅是信息的傳遞，而且也是人接受程度的反饋;(5)共通性，界面應當確保協調、統一，環境、情感與功能不能單獨存在。2.2安全性安全性能是醫療器械設計的關鍵，安全性設計應當遵循以下三點:(1)產品本身不會對使用者與被使用的健康產生影響;(2)產品設計以及相關配置必須滿足安全原則，同時還應考慮到相關行業的技術水平;(3)材料的選擇，尤其是涉及易燃物品和毒物，應特別注意材料與體液、細胞和生物組織的相容性。2.3觸覺設計按鈕是現代醫療器械產品控制裝置的主要方式，伴隨著電子技術水平的提升，按鈕控制器成為主要的輕型觸覺控制器。按鈕控制器不僅有開、關控制的功能，同時還具備轉換功能。伴隨著印刷電路的發展，操作者只需在操作面板上輕觸特定的標志區域就能夠實現功能轉換的目的。2.4作業空間設計醫療器械應當滿足操作人員不同體型和操作姿勢的需求，因此醫療器械需要通過增加各種附件配合主機。但是無限地擴展會導致生產成本增加，同時也導致設備維護難度提升。在設計醫療器械產品時，機構應當根據用戶體型與操作的需求自動調節。這樣不僅能夠讓患者接受非常舒適的治療，減少患者治療過程中的痛苦，而且還能提升醫護人員操作的效率與可靠性。2.5材質設計不同材料的內部組織與構造存在一定的差異，質感也存在較大的差異。根據材料不同的特性和人們心理感受差異，合理的選擇材質非常重要。醫療器械應當避免大面積的應用金屬材質，與金屬材質相比較，塑料材質親和力更好，患者更容易接受，這也是大部分的醫療器械應用塑料外殼的原因之一。醫療器械應當采用亞光表面，因為亞光表面能夠降低醫療器械強烈的視覺沖擊，同時也能達到較好的清洗效果。

3未來發展趨勢

未來醫療器械中人機工程技術的發展將會體現在以下幾方面:(1)綠色醫療，在生態哲學指導下，注重可持續發展和生態保護，才能滿足以人為本的設計理念;(2)虛擬人機工程，未來虛擬工程模型、虛擬人機工程設計、虛擬現實系統以及虛擬診所等將會出現;(3)數字化人機工程，未來將會出現人機咨詢系統、人機評價系統、服務分析系統以及人機工程分析系統等;(4)智能化人機工程，未來將會出現自動優化的人機智能系統和自動學習人機工程系統等。綜上所述，在醫療器械設計中應用人機工程學，能夠提升醫療器械的應用價值和安全性能，降低醫療事故的發生率。注重醫療器械設計細節，能夠促進醫療服務質量提升和醫療衛生事業的進一步發展。

［參考文獻］

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［2］張廣林.探討基本于人機工程學的醫療器械設計［J］.城市建設理論研究(電子版)，2013(35):58－61.

［3］覃京燕，李丹碧林，李亦芒.醫療器械產品設計中的人文關懷要素初探［J］.金屬世界，2009(z1):153－157.

人機工程范文第3篇

[摘 要]通過對人性化產品設計具體案例的分析來說明了人性化設計中所包含的人機工程學因素，并進一步闡述了在產品設計中的人機工程學的工作步驟，指出中國未來的產品設計必須以創意與革新為首要條件，符合人機工程學，使人性化的設計真正體現出對人的尊重和關心。同時也是最前沿的潮流與趨勢，是一種人文精神的體現，是人與產品完美和諧的結合。

社會的發展、技術的進步、產品的更新、生活節奏的加快……等等一系列的社會與物質的因素，使人們在享受物質生活的同時，更加注重產品在“方便”、“舒適”、“可靠”、“價值”、“安全”和“效率”等方面的評價，也就是在產品設計中常提到的人性化設計問題。

所謂人性化產品，就是包含人機工程的產品，只要是“人”所使用的產品，都應在人機工程上加以考慮，產品的造型與人機工程無疑是結合在一起的。我們可以將它們描述為：以心理為圓心，生理為半徑，用以建立人與物(產品)之間和諧關系的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的肌能，保護人體健康，從而提高生產率。僅從工業設計這一范疇來看，大至宇航系統、城市規劃、建筑設施、自動化工廠、機械設備、交通工具，小至家具、服裝、文具以及盆、杯、碗筷之類各種生產與生活所創造的“物”，在設計和制造時都必須把“人的因素”作為一個重要的條件來考慮。若將產品類別區分為專業用品和一般用品的話，專業用品在人機工程上則會有更多的考慮，它比較偏重于生理學的層面；而一般性產品則必須兼顧心理層面的問題，需要更多的符合美學及潮流的設計，也就是應以產品人性化的需求為主。

那么，對于一件產品是如何來評價它在人機工程學方面是否符合規范呢? 以德國Sturlgart設計中心為例，在評選每年優良產品時，人機工程上所設定的標準為：

1)產品與人體的尺寸、形狀及用力是否配合；

2)產品是否順手和好使用；

3)是否防止了使用人操作時意外傷害和錯用時產生的危險；

4)各操作單元是否實用；各元件在安置上能否使其意義毫無疑問的被辨認；

5)產品是否便于清洗、保養及修理。

一般情況下，在設計教育中常以上述第三項較為強調，而消費者在購買商品時，則是以產品的視覺效果、商場氣氛及價值來決定購買行為的成立與否，但作為一名好的設計師應為產品長期使用的效果及舒適性負責，尤其是避免傷害與危險的防止更是不可忽視的考慮因素。如，在操作計算機的上機姿勢中，在現行的上機條件下，操作員常常是手臂向前懸空著來操作鍵盤和鼠標的。手臂的懸空形成了肩頸部的靜態疲勞，使得操作員不得不將背部靠在椅子靠背上作業(后靠姿勢會加大懸空的手臂的前伸程度，從而增大肩部所需要的平衡力矩，加快肩頸部的疲勞)，而當操作員脫離靠背又手臂懸空時，體重就全部需要由脊柱來承擔，其結果或者是腰背的疲勞酸痛，或者是腰肌放棄維持直坐姿勢而塌腰駝背，或者是把手腕抵在桌沿而引發腕管綜合癥。那么，要解決諸如此類的問題，設計師就必須充分考慮人機工程學的因素。

所謂人機工程學，亦即是應用人體測量學、人體力學、勞動生理學、勞動心理學等學科的研究方法，對人體結構特征和機能特征進行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時的相互關系和可及范圍等人體結構特征參數；還提供人體各部分的出力范圍、活動范圍、動作速度、動作頻率、重心變化以及動作時的習慣等人體機能特征參數，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性；分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適應能力；探討人在工作中影響心理狀態的因素以及心理因素對工作效率的影響等。

人機工程學因素往往是企業提高其競爭力的手法之一。若說“人性化產品”是與“人”合為一體的產品設計，“人機工程因素”則是設計工業產品時的人機界面所必須考慮的因素。在我國即將加入WTO所面臨的沖擊下，中國的制造業無不是嚴陣以待，企圖在競爭中保持優勢。管理大師麥克·波特(MICHAEL PORTER)曾說過，企業具備競爭優勢的兩個方式，一是擴大生產規模，走向規模經濟，才能占有成本上的優勢；另一個便是創造企業或產品的附加值，制造消費者趨之若鶩的心理。在現今產品和質量逐步提高，且消費者對商品品質要求越來越高的情況下，各產品制造商們無不力求突破，希望能出奇制勝，打動消費者的心。拿當今世界上提出的“健康”人機工程學的新要求為例，即是用某些考慮人機因素的輔產品，如：電動腰靠、紫外線阻隔(UV、CUT)等來提高產品人性化的層次，籍此創造其他品牌無法模仿的優勢，而贏得消費者青睬的。

究竟什么樣的產品需要人機工程呢？在設計上又如何表現，才能成為符合人機工程學的產品呢?

工業設計師指出，就電腦的相關部件和設備而言，如鍵盤、鼠標等輸入裝置，因使用者可能長時間利用其從事工作或娛樂，接觸的時間較長，在使用時也可能十分投入。因此，人機工程學就成了設計上最主要的條件之一。

人機工程學的顯著特點是，在認真研究人、機、環境三個要素本身特性的基礎上，不單純著眼于個別要素的優良與否，而是將使用“物”的人和所設計的“物”以及人與“物”所共處的環境作為一個系統來研究。在人機工程學中將這個系統稱為“人——機——環境”系統。這個系統中，人、機、環境三個要素之間相互作用、相互依存的關系決定著系統總體的性能。本學科的人機系統設計理論，就是科學地利用三個要素間的有機聯系來尋求系統的最佳參數。

系統設計的一般方法，通常是在明確系統總體要求的前提下，著重分析和研究人、機、環境三個要素對系統總體性能的影響，如系統中人和機的職能如何分工；如何配合；環境如何適應人；機對環境又有何影響等問題，經過不斷修正和完善三要素的結構方式，最終確保系統最優組合方案的實現。這是人機工程學為工業設計開拓了新的思路，并提供了獨特的設計方法和有關理論依據。

作為一個全息系統的局部，一個產品中包括了我們這個商品社會中的全部信息。一件設計優良的產品，必然是人、環境、經濟、技術、文化等因素巧妙融合、平衡的產物。開始一項產品設計的動機可能來自各個方面，有的是為了改進功能，有的是為了降低成本，有的是為了改變外觀，強化“柜臺效應”，以吸引購買者，更多的情況是上述幾方面兼而有之。于是，對設計師的要求就可能來自功能、技術、成本、使用者的愛好等各種角度。不同的產品設計的重點也大不相同，暖水瓶的設計顯然就要比香水瓶的設計考慮更多的人機問題；再以肇及設計所設計的電腦游戲遙感器為例，乍見此產品時，看似不符合人機工程學，但實際使用時卻很合手，操控性良好，而且遙感器外型頗酷，用此搖桿玩空戰游戲，有操控戰斗機的味道。相比于市場上其他同類型的產品，即使售價比一般產品高出許多，也一樣大受歡迎，足見其魅力所在。但也有這樣一種產品，在市場上受到歡迎，是因其外型討好且成本不高所致，但缺點是產品輕，因此，在使用時本來一只手操作很方便，卻不得不雙手并用才行，這就是該產品在人機工學上的不足之處；但在成本、售價及市場因素的考慮下，廠商還是推出此種產品。而對于專業用品就不同了，例如美發師每天所使用的吹風機，除草機工人所使用的修剪機就絕對不能輕視人機工程學在生理層面上的考慮。

然而，一個好的產品設計是可以涵蓋形態和人機因素的，產品的外形一樣也可以有機會作人機工程的發揮。以TEAGE為微軟所設計的易用鼠標球而言，該鼠標是特別為兒童體驗電腦而設計的，在方案決定之前對兒童的抓握方式進行了研究，黃白兩色相間的鼠標球使兒童們在學習電腦時，增加了趣味性和功能性。該產品已經超脫了產品造型上的束縛，除讓其更好用之外，也同時賦予了產品新的意義與想象空間。

除了一般的大眾消費品之外，專為特殊族群所設計的產品在人機工程學上也有更多的考慮。如，殘疾人用的瓷器套具，此套設計是專為殘疾人做的餐具，又不讓人直接看出它們是專為殘疾人做的。故而，設計師在充分考慮了人機工程學的基礎上，特別處理手把的凹凸，使患者拿在手里有一種心態上的平衡感，既能看到，又能摸到，但又不那么顯眼。

再以醫療設備來說，病床、醫療椅等產品，在設汁上不只是考慮操作要符合人機工程學，在材料上也應力求人性化，增加產品的親和力，以提高產品的“EQ”。

由于學科來源的多樣性和應用的廣泛性，人機工程學中采用的各種研究方法種類很多，有些是從人體測量學、工程心理學等學科中沿用下來的，有些是從其他有關學科借鑒過來的，更多的是從應用的目標出發創造出來的。其中常用于一般產品設計領域的方法有如下幾類：

1，測量方法

測量方法是人機工程學中研究人形體特征的主要方法，它包括尺度測量、動態測量、力量測量、體積測量、肌肉疲勞測量和其他生理變化的測量等幾個方面。

2．模型工作方法

這是設計師必不可少的工作方法。設計師可通過模型構思方案，規劃尺度，檢查效果，發現問題，有效地提高設計成功率。

3．調查方法

人機工程學中許多感覺和心理指標很難用測量的辦法獲得。有些即使有可能，但從設計師工作范圍來看也無此必要，因此，設計師常以調查的方法獲得這方面的信息。如每年持續對1000人的生活形態進行宏觀研究，收集分析人格特征、消費心理、使用性格、擴散角色、媒體接觸、日常用品使用、設計偏好、活動時間分配、家庭空間運用以及人口計測等，并建立起相應的資料庫。調查的結果盡管較難量化，但卻能給人以直觀的感受，有時反而更有效。

4．數據的處理方法

當設計人員測量或調查的是一個群體時，其結果就會有一定的離散度，必須運用數學方法進行分析處理，才能轉化成具有應用價值的數據庫，對設計產生指導意義。

當今的工業設計師面臨著多種活動和課題，例如：電視資訊、互動電視、通用遙控器等，與企業合作的范圍也很廣，在實施產品的人性化設計過程中，通常采用如下的設計程序：

1)建立并運用資料庫(這在前面已有論述)；

2)決定研究主題；

3)觀察階段：

*目標輪廓 *訪識/觀察 *使用模式/議題

4)發展階段：

*關鍵議題 *產品概念 *測試與評估

在整個研究過程中，人機工程師和工業設計師都必須全程參與，但在各個階段為主為輔的角色會有不同。例如：產品概念由工業設計師主導，測試則由人機工程師主導，每個步驟以劇本的形式來串連溝通。每件產品都有各自的在人機工程學上的特色，特別是消費性產品。以汽車內部設計來說，就有三個表達人機工程需求的方式：一是操控界面，如方向盤的設計；二是座椅及內裝設計，如一些大客車座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起來的凸包。對于大多數的中國人來說，這個凸包常常是頂在后腦勺，使得身體后靠在椅背時，不得不稍稍低頭。從設計上來說，這道凸包本來是用來墊靠頸部凹處，使人的頭頸更舒服的。問題的出現是由于這些座椅的設計和生產直接從國外引進，而生產者又沒有重新考慮中西方人在身材方面的不同，尺寸上完全照搬。結果西方人墊頸的凸包就頂住了我們的后腦勺；三是情報溝通系統，如導航系統設計及安全警報功能。

在新的世紀里，我們以新的方式來感知世界，人們越來越多的在追求一種新的生存環境和生存空間，毫無疑義，未來的人性化設計具有更加全面立體的內涵，它將超越我們過去所局限的人與物的關系的認識，向時間、空間、生理感官和心理方向發展，同時，通過現代高科技技術如虛擬現實、互聯網絡等多種數字化的形式而擴延。IDEO設計公司的數字化收音機正是基于這一觀念上的最新數字廣播概念設計，通過對使用者狀況的設計構想，研究收音機的可能外觀和操作方式。無論在造型上還是在界面設計上，都使人機交互關系達到物我兩忘的狀態。該收音機上的顯示屏幕以圖形界面來說明音頻節目的內容。設計范圍包括個人化家用收音機、個人可攜式收音機和演藝工作者的專業收音機。

中國未來的產品設計必須以創意與革新為首要條件，唯有真正好用且務實的商品才能在市場上脫穎而出，讓消費者感到貼心且實惠的產品方是企業制勝的絕佳利器。符合人機工程，人性化的設計是最實在，同時也是最前沿的潮流與趨勢，是一種人文精神的體現，是人與產品完美和諧的結合。使人性化的設計真正體現出對人的尊重和關心。

[參 考 文 獻]

[1] ＜人機工程學＞．丁玉蘭．主編．北京理工大學出版社．

人機工程范文第4篇

關鍵詞：人體工程學；機械設計；機械制造；必然性

隨著社會進步，科學技術處于不斷創新的階段，很多只是向企業提供的機器本身工作效率的機械產品和市場需求出現了矛盾，企業工人的需求開始朝向人機工程學在機械上運用的實際狀況，分析機械設計是否可以滿足工人的情緒需求、能力需求和操作習慣等。工人希望其操作的機械設備不需要付出太多的體力勞動，且確保操作者可以保持持續性且飽滿的精神。

1人機工程學概述

就工程學發展的角度分析，人機工程學實際上是一門交叉性質的學科內容，其整個學科的范圍已經涵蓋了工程學范圍、心理學范圍和力學范圍等，建立在人體工程學基礎上的深入分析，由此確保實現人、機和外部環境三者之間的良好協調和分配。就機械設計的角度來看，整個設計過程實際上是系統性的工程，就設計者的角度分析，整個設計過程中需要針對不同的設計元素進行充分考慮分析，例如，分析工作環境、分析機械設備自身和實際的工作強度等因素。隨著智能化技術的不斷創新，當前機械設計的諸多項目中，人本設計的理念得到了良好的推廣和應用。就實用性的角度分析，機械設計的實際目的是為了有效提升項目作業的實際效率，由此可見，設計者需要關注人機工程學發展的有關理論內容，注重理論應用于實踐的適應性。

2機械設計制造中需要考慮到的人體機能系統

就機械設計制造的過程分析，需要考慮的因素很多，例如，需要分析使用者的神經系統、感覺系統和運動系統等，以上也都是人機工程學發展的重要影響因素。

2.1人體神經系統

人體中的大腦中樞功能運轉主要表現在對不同種類信息的獲取和整合，做好信息的處理，中樞功能表現為對獲取的各類信息進行整合與處理，由此能夠及時的應對外部環境的刺激，基于以上分析，研究人員針對機械設備設計的時候，需要避免產品實際反映速度太快，避免人腦的反應比不上機械反應速度的情況，除了以上考慮，研究人員還需針對人腦的記憶功能進行合理分析和利用，由此來有效提升研發產品的實際工作效率。

2.2人體感覺系統

就生理學研究的角度分析，人體內涵蓋了很多的感覺神經，諸多的感覺通道都各自對應了不同的場合，例如，視覺通道主要是為了向外部傳達信息；聽覺通道的作用主要是為了獲取外部的信息。就機械設計的研究人員來看，產品實際設計的過程中需要關注人體的實際感覺，注重使用者的感受，針對人的視力范圍和聽力范圍進行思考，確保產品設計的科學性和合理性。

2.3人體運動系統

運動系統的主要職能是為了確保不同動作和勞動的完成，機械設計需要考慮到骨關節和肌肉強度，例如，肢體運動過程中需要分析肢體的運動范圍和出力強度，分析運動的速度等。

3人機工程學在機械設計、制造中應用的必然性

3.1便于操作、觀察與維護

工廠操作中，需要實現人-機-環境協調，如果處理不好人機關系，會顯著影響到員工的工作效率，例如，機具太低的話，工人工作要彎腰，不僅很容易疲勞且會給員工帶來不好的身體影響，導致駝背。如果照明不好，影響員工視力和工作效率。因此應用人機工程學有助于將部件合理安排和擺放，有助于員工的日常操作、觀察和維護。應用的原則是為了更加簡便，減少操作位置和修理位置的數量，需要保障操作部件的位置、大小和力度方向和一般人身材基本特征的適應性。不同類型的部件操作需要顯著區分開，信號顯示的形式也要有差異。駕駛員與汽車之間是十分典型的人機關系。汽車駕駛室的內部布置需要符合駕駛員的視野范圍，確保乘坐舒適和安全，方向盤和座椅的位置、坐墊到腳踏板之間的距離都需要符合人機工程學標準。

3.2創造舒適的工作環境

如果工人的工作環境比較舒適，其身體可能不會發生很大的疲勞，精神可能也會保持十分愉悅的狀態，間接的影響到工作效率。由此可見，人機工程學十分關注實際環境對于個人工作效率和身體健康的影響，例如，噪聲污染問題。就實際的生產生活來看，人們經常受到噪聲的實際苦惱，很多噪聲可能聲音不太大，但是也能給人帶來很多的煩躁。溫度和濕度對于人的影響也是很大的，高溫很容易使人分散注意力，操作準確性降低，協調能力變弱。根據調查研究顯示，夏季溫度控制在18℃～24℃，冬季溫度控制在17℃～22℃，這樣員工的工作效率較高。

3.3提供安全防護

安全防護的內容包含兩點，第一，采取針對性措施避免操作失誤的產生，良好防護機器運行。操作的失誤可能來自于外部因素或者內部因素，由此產生很多誤動作，也可能是因為操作者自身的因素發生了失誤。可以采取的措施包含設置避免超載的安全裝置，自動鎖緊裝置、控制開關等。第二，針對操作者自身實施的安全防護措施，例如，行走的車輛為了保障駕駛員的人身安全，已經設置出防翻滾駕駛臺、防震座椅等。人身防護關系到的安全技術很多，例如，構件可靠性技術、有限損壞技術等；除此之外，報警系統、防護罩、擋板等設備的應用效果都不錯。

3.4提升人機功能分配的協調性

人機功能分配的協調性是機械設計制造過程中需要關注的重要內容，不能只是簡單的考慮到技術能力、經濟能力、材料的性能，避免設計出來的機械產品只注重性能，忽視了設備和人之間的協調性，降低了人們的購買率和使用率。經過分析，筆者認為，人機功能協調性的主要影響因素包含以下兩點，第一，機械制造和設計的過程中片面的將機械作為主體，忽視了人的因素，由此產生了機械設備十分先進但是人協調性很差的情況。第二，隨著科學技術的進步，人們更多的關注自己的生理情況，機械設計需要滿足人們的生理需求。就未來機械設計制造的發展前景來看，設計人員可能不僅要分析機械設計知識，還需不斷學習相關的物理學知識、生理學知識和人體工程學等知識，綜合全面的分析人和機器工作效率的各方面因素，良好的模擬很多預況，良好的選擇人和機器工作效率之間的一個最佳點，提升人的高效率，同時保障機器運行的高效率。將工作項目和機械的實際功能良好的分配到人和機器上，實現人機的合理分配，提升機械運行效率。例如，對機械設計制造的過程中需要考慮到不同人的行為和操作習慣，分析身體彎弓時產生的實際推力，提重物的時候人們的身體重心會顯著下降，機器控制上還需考慮到人體實際的反應時間，確保機械運行的安全性。

4結束語

不管科學技術未來的發展怎么樣，時代都將是隨著科學技術不斷變遷的，機械制造設計的全程目標都為了良好的服務人們，因此機械設計和制造的過程中不能只是一味的思考機械運行的效率，需要關注機電一體化的發展趨勢，將人機工程學的理念運用在設計中，實現人機結合的最終目標。人機工程學理論融合機械設計和制造過程中，肯定會給機械行業帶來新的競爭環境，提升行業競爭力，由此良好實現機械設計的功能，促進科學技術和經濟的良好發展。

作者:席志強 單位:山西農業大學信息學院

參考文獻：

[1]盧小菊，劉英林.淺談人機工程學在機械設計中的應用[J].機械工程與自動化，2013，03：165-166.

[2]劉世豪，杜彥斌，郭志忠.基于人機工程學的數控機床耦合仿生優化設計方法研究進展[J].河北科技大學學報，2015，03：232-239.

[3]劉濤，陳明.基于人機工程學的數控機床設計與分析[J].組合機床與自動化加工技術，2014，11：49-52.

人機工程范文第5篇

【關鍵字】人機工程；挖掘機駕駛室；應用

前言

二十一世紀是一個高科技的世紀，我們的時代無一不是伴隨著新的科學技術的問世和發展。近年來，人機工程學作為一個新興的學科越來越受到理論和實務界的重視，它是一門綜合的學科，是生物學與工程學的完美結合，它是研究人-機-環境相互關系和相互作用的規律，以優化人-機-環境系統的一門學科。

1、人機工程學在工程機械中的應用

隨著現代工程機械種類的增多，尤其是施工機械，其用途范圍增大工作環境日趨復雜，施工效率提高，工程機械操作者的工作越來越繁重。因此改善工程機械操作者勞動條件，構建安全、健康、舒適和高效的操作環境的要求越來越迫切，使得在工程機械設計中人機工程學的重要性更為突出。

工程機械種類很多，其功能、用途、使用條件各不相同，對其性能指標、結構參數、人機關系匹配等方面的具體要求，可能差別很大，但各種工程機械所面臨的人機工程問題，在很大程度上卻存有共同的內容。因此，本文對人機工程學理論在工程機械設計中、挖掘機駕駛室中的應用進行探討。

1.1人體外在形體與機械相似處

根據人機工程學原理，要求設計人員在進行機械產品設計時就充分考慮機械的頻率幅度和人體外在形體特征關系和相似性，比如人體身高、臂長、腿長等指標與機械操作指標的比較，通過比較得出機械設計的結論和設計方法。為了設計出符合人的生理和心理特點的工程機械產品，使操作者工作時處于舒適的狀態和宜人的環境之中，以達到能量消耗最少、疲勞程度最低和工作效率最高的目標。我們在引進國外先進的工程機械技術，研制開發新產品時應考慮到機械設計與人體外形特征的關系，這樣才能生產出更加科學的機械。

1.2機械操作合理化

工程機械適用的核心問題就是操作是否順利、舒適。無論是手動還是腳動操作設備，其動作都必須由人施加適當的力和運動才能實現。工程機械操縱性的好壞，關鍵是操作設備設計。因此，操作設備的設計要符合人機工程學原理，即操縱裝置的形狀、大小、位置、運動狀態和操縱力等，都要適合人體結構特征。操作應考慮符合人們的需要和實際需求設計在人操作最方便、反應最靈活的空間范圍之內，這樣能最大限度地提高機械的工作效率。

還有工程機械設計中要充分考慮操作人員的安全，其結構必須符合安全設計原則。如設計防翻滾保護裝置和防落物保護裝置，完善制動系統，設置各種安全報警和自動監控裝置，使用安全玻璃，設置緊急逃生出口，設置安全標志和警示等。

2、人機工程學在挖掘機駕駛室中的應用

挖掘機，是常用的施工機械。是用鏟斗挖掘高于或低于表面的物料，并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械。挖掘機挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經過預松后的土壤和巖石。從近幾年工程機械的發展來看，挖掘機的發展相對較快，挖掘機已經成為工程建設中最主要的工程機械之一。挖掘機最重要的三個參數：操作重量（質量），發動機功率和鏟斗。挖掘機主要應用在房屋建設、道路改造、機場水利設施建設等，應用十分廣泛，挖掘機是所有機械設備中和人機工程聯系最緊密的，最能體現人機工程技術在實踐中的應用。尤其是駕駛室的設計尤為如此。挖掘機的駕駛室采用全視野的前窗、大的后窗及側窗，改善操作者的視野和操作條件，根據人機工程學研究資料，頭部轉動時，其轉動中心在左右眼連線中垂線的后方98.6mm處。左右兩眼有效瞳孔距為65mm，因此在設計時應該考慮人的眼睛和視野，作出適合人體最適宜視野的設施。同時，可以在駕駛室安裝頂燈，這樣在夜間照亮周圍環境提高操作的安全性。近年來挖掘機駕駛室的設計在改善操作者的視野和操作條件上作了不懈的努力，取得了令人滿意的效果。

挖掘機和其他工程機械設備一樣，都會或多或少地產生噪聲和振動。操作者會受到不同強度的全身振動，還會近距離地感受噪聲，長時間承受這種振動和噪聲會使操作者引起心煩、焦躁和腰酸背痛等癥狀，這是一種典型的聲音污染，可以既損害操作者的健康，又降低作業效率。因此駕駛室的座椅應當引起相關人員的重視，

挖掘機的噪音解決辦法是噪聲轉播途徑上控制。采用吸聲材料和吸聲結構，或者利用隔聲板、隔聲罩和消聲器等材料或裝置隔離噪聲傳播的通路，在駕駛室設置合適的阻隔聲音的配件。還要設法降低噪聲源發出的噪聲。主要應當降低進排氣噪聲，風扇噪聲，發動機燃燒與振動所產生的噪聲。

總之，設計人員要選用合適的減振材料，采用隔振性能好的支撐系統，如設置彈性懸掛加減振器，組成隔振減震系統，盡量減少噪音對操作人員的損害。