基于人机工程学的机械操作面板设计研究.pdf

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1、·8·工业仪表与自动化装置2011年第6期基于人机工程学的机械操作面板设计研究孟庆强(黑龙江科技学院工程训练与基础实验中心，哈尔滨150027)摘要：从人机界面设计的概念入手，充分考虑人的因素，对机械操作界面的设计原则和人机环境关系进行了研究，最终使操作面板最大限度地与人体结构相匹配，为操作者创造一个安全、健康、舒适的操作环境，使人机系统发挥出最大的效率。关键词：机械；人机界面；安全；环境中图分类号：TP11文献标志码：A文章编号：1000—0682(2011)06—0008—03Themachineryoperationpaneldesignandstudybasedonman-m

2、achineengineeringMENGQingqiang(CenterofEngineeringTrainingandPractice，HeilongjiangUniversityofScienceandTechnology，Haerbin150027，China)Abstract：Staringfromtheman—machineinterfacedesignconcept，fullyconsiderpeople’Sfactors，themechanicaloperationinterfacedesignprinciplesandhumanenvironmentrelation

3、shipisstudied．Theoperationpanelmaximumlimitmatchwithhumanbodystructure．Fortheoperatortocreateasafe，healthyandcomfortableenvironment．Makestheman-machinesystemtoplayoutmaximumeficiency．Keywords：machinery；man—machineinterface；safe；environment0引言1机械操作面板的设计原则机械操作面板也称人机界面，即人在直接或间接1．1以人为本的原则操作机械时所涉及到的

4、各单元要素。当前，机械正朝机械操作面板的设计应以人的生理、心理特征着高速度、高精度、智能化、高可靠性方向发展，人机为依据，运用系统工程、信息理论和工程技术的观点界面作为人和机械之间交互的纽带，直接影响到机械和方法，研究人、机器、环境之间的相互关系，把人的的工作效率、操作的安全性、准确性和可靠性等等，因因素作为系统设计的重要条件和原则，以达到确保此人机界面设计是机械设计中的一个重要环节。人一机一环境系统总体性能的最优化。目前机械设计中仅注意了高技术的应用和多功1．2控制面板布局设计原则能的要求，而忽视了人和机器的协调关系，这导致其根据人机工程学原理，可以按以下原则进行布产品在国际市场上

5、缺乏竞争力。因此在机械设计过局设计：程中研究人、机械及环境之间相互联系、相互作用，1)功能分组原则。把与功能相关的显示与控根据解剖学、生理学、心理学等人的因素，把使用机制系统构成若干功能组分区布局。械的人作为设计的出发点，使人机实现高度协调，形2)操作次序原则。把程序上有次序的操作，按成高效、经济、安全的有机系统就显得格外重要了。次序进行布局设计。因此它的设计不单是靠技术来解决，更需要应用人3)使用频率原则。把使用频繁的显示或控制机工程的原理进行合理化设计，使之更适合于人的元素，布局在操作者的最佳视野和最佳控制区。使用。4)重要性原则。可按其对实现系统目标的重要性划分等级，把最重要的

6、控制与显示元素布局在收稿日期：2011—06—22操作者控制区的最佳位置上。基金项目：黑龙江科技学院基金资助项目(08—19)作者简介：盂庆强(1982)，男，哈尔滨市人，工程师，主要研究领这4种布局原则每种都有自己的特点及适用场域为机械设计，产品设计。合，在操作面板方案设计时作权衡考虑。2011年第6期工业仪表与自动化装置-9·1．3操纵机构设计的原则能的前提下，要符合人的审美心理和安全性的原则。在设计与选择操纵机构时不仅要考虑其本身的2．2人体结构与行为特性在设计中的应用功能、转速、能耗、耐久性以及外观，还必须考虑与操2．2．1人体结构尺寸作者有关的动作路径和疲劳程度方面的一些原

7、则：根据我国成人人体尺寸国家标准(GB10000-①操纵机构的样式要便于操作，尽量减少或避免不88)提供的人机工程学测量项目，列出了不同姿势必要的操作动作；②操纵机构的运动方向应尽量与的人体活动范围测量形式(见图1)，操纵机构的高预期的功能方向一致；③操纵机构的大小、形状应符度设计，作业空间的最大范围、正常范围、最佳范围合人体相应操作部位的解剖学特征，以便于操作者的确定以及各种控制器、控制台、操作平台的设计都把握和移动；④操纵机构的移动范围要根据操作者应以