简介:关于操作人机方面的论文题目、论文提纲、操作人机论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
马岩,王志鹏*
（东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江 哈尔滨 150040）
摘 要：以东北林业大学林业与木工机械工程技术中心设计的数控往复式锯材剖分锯为例,对剖分锯操作-显示面板的人机工程进行分析与研究,阐述了人机工程学在设计数控往复式锯材剖分锯操作-显示面板时的重要性.将人性化设计理念融入到剖分锯的设计中,使操作人员在操作过程中能够感受到设计中的人文关怀.
关键词：人机工程； 人性化设计； 剖分锯
中图分类号： TS642 文献标识码：Ａ 文章编号：2095-2953（2015）01-0019-04
收稿日期：２０14－10－０8
基金项目：国家“十二五”科技支撑计划项目“黑龙江省数控一代木工机械产品创新应用示范工程”（2014 BAF11B0）
人机操作分析:绿网先锋考试网模拟人机对话考试操作与技巧[适合于中、高职称考试]
第一作者简介：马岩（1955—）,男,教授,博士研究生导师,硕士,研究方向为林业与木工机械.
*通讯作者：王志鹏（1988—）,男（蒙古族）,内蒙古包头人,硕士研究生,主要从事现代机械设计理论与方法研究工作.
1数控往复式锯材剖分锯操作-显示面板的人机系统模型
数控往复式锯材剖分锯作为一种高新技术设备,其作用是降低劳动强度,提高工作效率.剖分锯人机界面是否适宜操作人员安全、准确和高效地操作,将直接关系到剖分锯的工作效率.操作-显示面板是剖分锯人机交互的主要界面,操作人员通过控制面板输入命令来操作剖分锯,剖分锯再通过显示器反馈回来的信息告知操作人员进行下一步操作,如图1所示.操作-显示面板的位置应设定在适宜人手操作的范围和人眼最佳的视野范围内,以人体测量尺寸为依据,从人的认知角度去考虑操作-显示面板的设计,使操作人员能够安全、健康、舒适地工作,从而实现人机之间的良好沟通,提高剖分锯的宜人性,减轻人体疲劳程度,提高人机系统效率,如图2所示［1］.
2显示器位置设定
2.1显示器水平方向位置设定
显示器水平方向的位置应以人眼的水平面内视野范围和人眼的视距范围来确定.剖分锯的加工长度是变化的,所以操作人员应根据待加工锯材的长短来相应地改变操作位置,这就要求显示器始终能够停留在操作人员最佳的水平视野范围和最佳视距范围内,如图3所示.现在市场上的剖分锯多以悬臂式操作-显示面板来解决这一问题,如图4所示.显示器水平方向距操作人员眼睛的直线距离应依据视距来确定,且一般操作的视距范围在38～76 cm之间［2］.视距的确定与工作的精确程度密切相关,见表1,本研究中眼睛到显示器的直线距离设定为50 cm.
2.2显示器垂直方向位置设定
显示器垂直方向位置应依据人眼的垂直平面内视野范围和立姿人体的眼高来确定.在垂直平面内,假定标准视线是水平的,定为0°,则最大视区为标准视线以上50°和标准视线以下70°.人的有效视觉区为标准视线上30°与标准视线下40°之间［3］.在一般状态下,站立时自然视线为低于标准视线10°,且在自然视线上下20°范围之内,观察精度没有明显的下降［4］.综上所述,人眼的最佳视区为标准视线上10°与标准视线下30°之间,如图5所示.显示器放置的高度应根据我国成年人立姿人体的眼高尺寸来确定,见表2.
由图6～9可以看出,H（男,95%）最小尺寸在垂直平面内的视野范围为1 390～1 767 mm；H （男,5%）最小尺寸在垂直平面内的视野范围1 200～1 577 mm；H（女,95%）最小尺寸在垂直平面内的视野范围1 267～1 644 mm,H（女,5%）最小尺寸在垂直平面内的视野范围1 097～1 474 mm.综上所述,若假设操作人员全部为男性,则显示器高度的设定应选择H（男,95%）最佳尺寸、H（男,5%）最佳尺寸在垂直平面内最佳视区的交集,即1 390～1 577 mm；若假设操作人员中既有男性又有女性,则显示器高度的设定应选择H （女,5%）最佳尺寸、H （男,95%）最佳尺寸在垂直平面内最佳视区的交集,即1 390～1 474 mm.显示器在垂直平面内高度在一定范围内可调节即能够较好地适应不同性别的操作者使用.
2.3操作面板位置设计
根据数控往复式锯材剖分锯的功能需求,操作面板和显示器通常设计成一体的,并且主要分为两类,一类是显示器与操作面板在同一个垂直平面内,如图10所示；另一类是显示器与操作面板成一定角度,如图11所示.操作人员通常是以站立的姿势来控制操作面板,因此操作面板的位置应在人体站立时手臂的活动范围之内,如图12所示.大圆弧为手臂的最大能及范围,小圆弧表示前臂的正常活动范围,而阴影区则表示的是最有利的活动范围,如图13所示.以人的肩关节为轴,人垂直接触的区域就是按键区,这个区域的范围与人的肩高以及肩关节到手指间的距离密切相关,同时也与人的肘高有一定的关联,当人的肘关节位置抬的过高或摆放过低时,都会使人产生不舒适的感觉,不便于人进行按键操作,因此,操作面板的位置应该设计为使人在操作时能够达到最舒适的状态,就是比人的肘高略高,但又低于人的眼高.经测量、分析和计算得出,操作面板的位置应设在1 150～1 570 mm范围内［5］,将操作面板设计成高度可调即可以满足不同性别、不同身高的操作者使用.
3数控往复式锯材剖分锯的人机工程设计按照数控往复式锯材剖分锯的人性化设计要求,下面以东北林业大学林业与木工机械工程技术中心与四川省青城机械有限公司合作设计的一款数控往复式锯材剖分锯设计方案为例,介绍人机工程设计的合理化应用,实现其宜人性和实用性的统一.
本方案在外观造型上采用“形式追随功能”的原则,在整体造型保持直线造型的同时,局部采用曲面造型,使剖分锯的整体外形简洁、大方、稳重及更具层次感和韵律感,如图14、图15所示［6-7］.
在操作上,重点考虑了操作-显示面板的人性化设计,操作-显示面板可沿导轨在水平方向上移动,以满足操作人员站在不同位置操作时,操作-显示面板始终处于操作人员适宜的操作范围与水平最佳视野范围,如图16所示；在垂直方向上,操作-显示控制面板的高度可在0～25 cm范围内进行调节、角度也可在与垂直平面成20°夹角的范围内调节,以此来满足不同身高操作人员的操作需求,如图17所示.
4小结
随着我国木工机械行业的蓬勃发展,现代数控木工机床已由传统的强调功能设计观念向功能与形式相协调的人性化设计方向发展［8］.数控往复式锯材剖分锯所具有的高精度及自动化特点代表着木材加工机械的高效率和高效益,在设计时,应更多地考虑人机协调方面的问题,使产品赋予人性化,给操作人员以更多的关心及更简单方便的操作方法.这就要求设计师充分了解剖分锯的功能特性及其发展趋势,将人机工程学的相关理论应用到数控机床的设计中去,实现“人-机-环境”系统的和谐发展.
参考文献：
［1］丁玉兰.人机工程学［M］.北京：北京理工大学出版社,2010.
［2］杨维平,陈逢凯,吕宏,等.加工中心造型设计特点分析［J］.昆明理工大学学报,2001(26).
［3］刘景良,杨立全,朱红.安全人机工程［M］.北京：化学工业出版社,2013：98-118.
［4］阮宝湘.人机工程学课程设计论文选编［M］.北京：机械工业出版社,2005：42-56.
［5］聂冰雪.数控机床设计中的人机界面研究［D］.沈阳：沈阳航空工业学院,2010.
［6］姜雪松.U钻替换麻花钻头对钻削加工性能的影响分析与试验验证［J］.森林工程,2013,29（2）:77-81.
［7］许鹏辉,韩青. 机械工程可靠性优化设计［J］. 林业机械与木工设备,2012,40（1）:49-50.
［8］吴晓莉,薛延.基于人机工程学的数控机床设计与分析［J］.现代设计与先进制造技术,2012（9）：47-50.
（责任编辑 张雅芳）
总结：本文关于操作人机论文范文,可以做为相关参考文献。
人机操作分析引用文献:
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[2] 热门计算机系统操作论文题目 计算机系统操作毕业论文题目怎么定
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