XSensor产品设计及人机工程学机械设计及

XSensor产品设计及人机工程学机械设计及理论08814靳小如李晋伟郭燕萍刘宏伟王泽张芸芸周亮摘要：随着现代化工业的发展，人机工程学的应用越来越广泛，它的应用主要体现在改善设备、改善工作条件、设计防护设施和调节人机之间的匹配关系等几方面。XSensor压力测试及分析系统很好的展示了人机工程学在各个领域的应用，对人体各部位受压进行了清晰的分析，并把人机工程学结合到了实际。随着计算机在设计领域的引人，基于人机工程学的虚拟设计和测试评价已经成为可能，极大地推动了机械产品的创新设计。关键词：人机工程学；人-机-环境系统；XSensor；压力测试及分析系统；机械设计人机工程概述人机工程学是研究“人-机-环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学；是研究人的特性及工作条件与机器相匹配的科学。人机工程学不仅涉及到工程技术理论，还涉及到人体解剖学、生理学、心理学等。许多机械与操作者直接接触，甚至长期在机器旁进行操作，如机床、汽车等。而且机械是否适用，操作者的舒适性，也对该产品在市场上面的竞争力有很大影响。因此，“人机工程学”受到重视。认真研究这门科学，可以创造出最佳设计和最适宜的条件，使人机实现高度协调统一，形成高效、经济、安全的人机系统。与人机工程相关的有：人机匹配与人机系统总体设计、人机结合与人机功能匹配、人机系统与环境因素等。综上所述，人机工程学设计包括的主要内容有：设计时考虑人体的尺寸、动作特点、感觉器官的要求、人体力学的要求、美学要求（形状、尺寸、颜色等）、确保安全和习惯要求等。人机工程学的应用主要有以下几个方面：1.改进机器设备和环境设施，为操作人员提供良好的劳动条件，减少人的失误和事故的发生；改善劳动环境；2.防护设计，可分为设计防护装置和个人防护用品设计。专为防护安全而设置在机械设备上的各种防护装置；3.调节人机之间匹配。现代人机工程学研究的方向是：把人-机-环境系统作为一个统一的整体来研究，以创造适合于人操作的机械设备和作业环境，使人-机-环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效能。随着计算机技术和网络技术的发展，基于人机工程学的虚拟设计和测试评价已经成为可能，人机工程学的发展必然向着信息化、智能化、网络化的方向发展，设计出更加人性化、高效能的设备、工具和日常生活用品是努力的目标。二、XSensor的人机设计及和人机工程学的联系加拿大XSensor公司生产的压力分布测试及分析系统系列产品就是充分考虑到人机工程学在各个领域的应用及发展而生产出的一系列产品，该X3系列按设计先后及应用领域有LX100、PX100、PX200、IX500四款，我们在这里介绍的是X3PX100产品。1.XSensorX3产品的设计及发展早该款再压力裙分布血测试牺及分历析悉系统织是目育前世斑界上废最挡先进缎的氧压力敬测试拉系统认之一视，它盛采鹅用先舱进屋的孝电令容性遵传感仍技术柳测株量人赛体各醋点压雄力，稠是目送前最沉高密怀度、撇最稳窜定机、吼最精逃确叨及耐消用的右压方力系稍统之猜一。掏这套摔系统誓已成四为设秀计收、患试验乞、投科学绍分析仆领域掀不可证缺少楚的染最优程化叫的工眨具集。析XS押en释so馒r撤系统茎主要母是淡运面用在蝶压力扶分布艺的测临量，脊如惨座压爸、述足压放、矩胎压砍…蠢等，披在他测量葬方面护主要甚是取炉決路于膀Se捷ns掩or寿，舌所以巷一套交系统寄只要凡搭配暗不同披X3械-S浅en失so吧r帽就可驶以做艰不同蓝压力胞分布除量测木，也骨可同由時使挎用多捧个西X3弯-S厉en渣so锁rs系做犬比对闻或结滑合讨笛论续，剖这一南套系择统曲主要阿包含油三大猴部份响：疑汇1通）印Se铸ns券or极s(叛软垫描)洋为电魄容式红压垫赛，付可蜘依测崖试环浮境任麦意折泻叠。题2宋）信X3术P婶RO羊P折la船tf耀or过m糕（宫资料亏处理翁器）切以蔑US截B哥介面绣与电丽脑做庙连接袭，最晴高可拣以寻64享0,乡00臣0冲me涌as宣ur邮em娇en堡ts队/洗秒速东度汽作活量测嚷，私另有滴仪表拔可即翼时显裁示。挠3纺)裳X3乞P舞ro刺fe工ss疑io趟na工l揪5.豪0漂So袭ft模wa缠re饰而在付软件羊中可名以毁2D铃、纳3D携、溪de回si信gn件、凭p趟ro抽ce乡ss穿c倾on阵tr胡ol绩a煎na咽ly赛si档s叛等做能演示趴。抱资料肃处理屯系统将(X水3/林X3蜘Pr婆oX谣3日Di运sp屑la山y)床爱XS签EN板SO虾R每的笨压力痒感应愚技术然之所蔑以一锣直衔处于沿世界就前沿穗，除中了丝采声用高柿精度割的沸传感双外，叠其待资料狗处理弹系统沿也有疼多种扒型号全可选校。沸适用插于医盆疗与款工业颜设计计的不造同领算域。柱（如年下图庸所示咬即为演XS马en姐so仔r范X3肿P摧X1妈00喷压力史测试董与分惠析系饰统摸）寻Se事ns谊or炮s仓及处X3漆P雕RO井P适la辆tf霸or纽m稠X3购P接ro龙fe慎ss坚io安na央l尸5.逼0港So厌ft绍wa夫re全及摘Se俗ns菠or福s尖2.镇X次Se勒ns嫌or责的人霜机设怒计中笼人机详工程垦学的炉应用飘在工渐程机孕械设肆计中僚时刻缩注意邀人的炭生理羞特点熄．即棕在保伪证人呢安全扎的前少提下旋．平尊衡使泊用人控的精扰力和咽体力农，最蹈大限亿度地斩挖掘执人的渴潜力苏，从遍而提递高生萍产力恨。暗1也）统操作来者具陵有良净好舒恨适性狐和操星作性畜的设睬计温从人映机工降程学暑的角母度出旨发．殖对工视程机恢械司找机室危进行奇合理膊的布拿置并艰设计贯座椅察．是即使工逮程机爸械具矩有良粱好舒茄适性括和操先作性撞的必过要手强段筛以葱座椅等上的符软垫医为例裙．以曾往的蛙设计季中所启使用阔的座访椅比骄较狭涨窄，端不能苗满足台各类名体型糕人群疤的需牧求。到再者询因为片靠背洽间的桨夹角停没有袜可调迎性．喇长时丘间保趟持一知种姿到势坐东立容哑易感语到疲沈劳和疯降低墙作业同效率践。根棉据人咏机工或程学完的原也理，坏驾驶捞员应铁保持连正确吴的坐廉姿．俩即：导臀部遥离开财靠背易稍向与前移敢，使密肩部雕向后监倾斜迁．保润持体兆腿之炭间的壶夹角雷达盾11漏5o昌，同房时两小腿叠向前源伸．迟保持可大腿漆与小擦腿之积间的去夹角鹊达卫l1忠0粪。踢现在认设计店的座坚椅能晓满足客不同腿人群聚的需约要，和可根端据人贤的不炮同身型材调亦整座行高、切座深籍与靠陵背夹王角。止消振兔装置施还可济减轻离对人芬体脊焦柱的郊冲击跟负荷牙当工俯程机香械行躬驶或刘作业否时．发由于刻前方匙视野最和工也况不职断变甜化，酷驾驶凑员始逗终处肃于紧骑张状辰态，妇这时驼要求宫驾驶晨员在葱上身司几乎术不用炼前倾奴的情擦况下太即可括方便访地操纲纵方她向盘殿和各垃种拉舟、拔乡按钮言及手回柄等尸，以游减轻梨驾驶誉员的养疲劳肢，确过保行淋驶和黎作业批安全丰。工嚷程机朗械操助纵性劳的好熔坏关撒键是宽操纵部装置药设计胁。权安装豆在座衬椅上爽的软室垫灭的设裙计能窄够符萍合人喘机工赴程学婚原理溜．即括软垫请的形思状、烛大小垮、位窑置、送材料遭、运时动状抗态和垫受尖力等庸都能贫适合反人体捞力学女和人潮体生歪理结内构特勾征柏，软俗垫设设计院在人僻操作迈时感浪觉最宾舒适买、绍最方牵便、毕反应放最灵颂活的卵空间叙范围躺之内脆。宁软垫怎采用挠了软哥纤维鹿材料乘制作岗．提叙高了走使用俭者的势舒适数性。巴2址）嫂使用芳者镰舒适姥和减省少疲遮劳的历设计雅工程荐机械仔的咽坐姿份是施工作间中棍最基偷本、足最频延繁、鸣最沉久掌的掩姿势掌，无窗论是送人工姻操作殊还是率程序邀自动钟控制幸装置波。偶其动未作都朵必须弄由人背施加震适当言的力忌和运亭动才凯能实私现通旅过正那确的垫结构肯设计盾使操任作者碰在能操作宗中不象容易识疲劳费。是艇使其锣连续家正确矮操作巷的重甲要前摸提条迁件。晚一般鹿情况娘下，钳人以鄙站立逼姿势撕操作索时手蜻臂的捡操纵丘力明校显大奔于坐俊姿娘。鬼但是泻长时与间站娱立容破易疲在劳，寻使得双站立叨操纵招的动漆作精嘱度降肉低。计所以跳在采肆用坐狐姿的兰情况蛇下，绩因为坦有靠梯背的携支撑昆作用刘。寄脚发三出的输蹬力虹远大答于站息立姿钥势下落手臂止的操笛纵力颈脚蹬张力的是大小瞎与施楼力点轻位置忆、施侍力方研向有严关与膝铅垂副面成哥70辉度方的方慎向是远最适港宜的间脚蹬蛇方抢向众与大劲小腿同并不诱完全躁水平宴。纠前端柏膝部雁略有行上抬蜘，大骗小腿旁在膝冤部的群夹角启在纹11宣0斤～犬11慕5扎之间案，拉坐垫尿对人嚼的疲洪劳感较觉有角着决泽定性浮作用晨了。辞在工咐程机始械设麦计中塔时刻希注意浅人的独生理由特点汽，即钞在保触证人完安全籍的前桃提下势，烦平衡壮使用倦人的钟精力螺和体套力，耻最大紧限度饼地挖摘掘人筒的潜单力，杂从而妇提高渐生产系力。垦对特蛋定产嗓品来枕说，寨人机肺接触坡面的夕设计辆质量洁是其端价值剂的全销部。柱在工边况恶答劣的挠条件仪下，唤低质悟量的绿接触劈面形碗态会掩引发秧多种丸健康孙问题蕉，如僻手电厌钻手厕柄的端形态聪设计欺与长渣期使挥用手姐电钻判者的术神经仔问题炉密切番相关蚁。办行公室湿座椅宾的接吹触面宇形态筒设计朱不合敬理会石引发刃多种猎腰椎迁和背命部疾巡病；劲小学躬生座及椅接虹触面凑设计湿的不衣合理救会对堤青少孔年的认身体烤发育膜造成遵严重投隐患血；而臭汽车肥驾驶酸座椅虏接触龙面形赢态设丽计不元合理娱则会掩引起喊驾驶纺员疲仆劳，晨甚至千引发湖严重咽的道迫路交府通安律全问束题。犁人机辉接触断面的道设计坚在国禽外已满经得卵到了槐广泛便的重槽视，仪各大发汽车得制造旋企业穗都有想专门档的实晨验室芝用于足研究讽接触美面的哲设计及问题漂，以破提高踪座椅若的健狡康度孟与舒酿适性纸，减疗少驾奇驶员耳疲劳嫌，提抄高驾涌驶安萍全性凯。人肝机接碰触面巡多为使曲面拘形态凝，接初触机膛理较仿复杂蹦。接幅触面责的人筝机性饼能质队量受酿接触烘面形今态、煌材料将特性住、目客标用猛户群堂身体抵特征学、人丛体生飞物力匙学特岂征、携接触肢姿态叉、振凳动特骑性、别主观括心理志感觉尺等多滋种因训素的坟影响盟，其呈设计朽方法时与评领价准侄则都罗存在普着大丑量的本问题斤，有圈待研鸡究。屯这些刑问题烟的解毙决都舍离不筝开人炊机接污触压牛力杨分布疑实验怠和基宪于实像测数隶据的情分析晚处理台。人谱机接苍触压起力分捡布情编况是虏接触酸面质喷量的碧直接肃体现遥，也宇是对仗接触规人机热问题贱实施烟诊断陪并进论行解膀决的各主要董依据柜。丑三、胜XS君en肉so月r还X3蹦在赖压力守分布益实验猪及数史据处葵理模爬型钻传统委产品犬的人辟机工钉程设越计方胜法多珠是基输于人健体测尿量尺另寸进态行，财以人贷体尺吗寸为橡参数汽对产南品的笋相关犯参数有进行蚊驱动嗓设计直。在筛产品吉计算谎机辅昨助设径计绵(C阀om归pu篮te劲rA培id雪ed车D爬es戴ig喘n弊，肯CA奔D)内中，蹲人机村接触半面一汁般是帮非均像匀有摄理沿B舍样条击(N暮on心-U够ni歉fo皱rm惨R纲at贴io坑na熟l析B-叶Sp挨li昌ne晃，格NU寒RB轨S)槐的曲躁面形仰式。月由于悔NU铁RB岔S按曲面睡参数未众多稼，使晌用传猜统的墓基于优人体娇测量请数据沃的设沙计方督法有度很大絮限制跑。调史整曲放面的才众多旅参数皂使之捧产生赠良好合的整废体效拜果，晋需要坐一种恨能够候对恭NU厕RB尸S锄曲面刚的控晒制点议进行载综合俯处理懂的方辨法奇-1兵]苗。传堤统的壁人机苦接触偷面设再计方浑法多椅是制爱作实才物样躬本曲北面，党基于削大量负的人洪机接坊触压票力分慨布实盾测数筑据来爆确定计样本邻曲面好的人辰机性雕能优柜劣，碎改进不后再小做实希验，卧如此床循环拼。简枣单一膊些的崇设计疗方法写是根斤据人驻体与哲产品育接触判部位山的形胁态特挨征，挑大致珍确定兼产品赠人机邮接触掏面形洲态。董由于民影响境因素化过多霸，至辰今仍荷无统赤一的观设计炒标准嫁，甚只至评螺价原氏则都倒很难遵统一雾，由陷此造叨成相宇关研到究无握功而全返，闭甚至时推翻丽前人攻研究榴结论史的也芦不鲜泡见。名本文弦谋求役从接段触压稻力测慈试数获据中醉导出设合理材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