人机工程学课程设计

轮椅的结构优化及人机分析摘要摘要:人机工程学是运用人体测量学、生理学、心理学等学科的研究手段和成果，即将人体特性、能力和活动限度等方面的数据用于机械系统及其所处环境的设计中去，使操作者能安全、舒适和高效率地工作。人机工程学就是研究与解决“人—机—环境”三者协调统一，使人机系统和谐的学科。轮椅是残疾人依靠手臂以车代步的一种工具，随着人类社会的进步，残疾人逐步受到重视，由于轮椅的运动特点，对于下肢肢残者可以通过轮椅进行适当的户外体育活动，轮椅越来越多的被残疾人使用，轮椅的安全性、高效率性、乘坐舒适性等人机工程学方面的因素得到了设计者更多的重视。将轮椅置“人—机—环境”系统中，按人机工程学原理进行设计。轮椅各方面的优化设计将会直接影响到残疾人的安全、健康及舒适程度。按照人机工程学中“以人为本”的设计理念，在轮椅的设计过程中要跟家注重“人—轮椅—环境”的统一协调。并要着重体现人性化设计的重要性。本文基于人体测量学理论，以及人机结构的改进设计；针对不同消费水平和不同残疾程度的人群，通过人体百分位的计算。在原有的结构基础上进行了改良设计。使残疾人拥有更舒适的运动及娱乐体验。关键词：人机工程学；轮椅；结构优化；安全；舒引言研究背景随着社会的不断的进步，人们对于残疾人的关注度也逐渐上升。生产技术和互联网络的飞速发展把社会的生产技术设计的人性化推向了一个全新的阶段，设计的“人-机-环境”的相互统一与“以人为核心”的设计理念已经成为整个现代社会设计生活运作的重要基础，人们对于产品的舒适性以及安全性的要求也不断督促着设计者们的推陈出新。随着智能时代的来临，专门为残疾人设计的设施也已逐渐成为一项大从的迫切需求，残疾人设施的人机因素的研究也越来越受到人们的重视。轮椅作为残疾人的一种辅具，它以人作为动力，与人有着十分密切的关系。在轮椅的设计与使用过程中，包含着大量的人机工程学问题。为了使轮椅的设计更趋于成熟，为了使操作者在操作时更加方便和舒适，则需要运用人机工程学的原理来设计轮椅。并通过对其结构的优化时使用者更加舒适和安全。并基于人机工程学的原理和方法，根据人体测量数据，外形尺寸进行了设计，并对其结构尺寸、驱动系统和舒适性等进行了分析，设计出结构更加简单、操作更加方便、安全可靠的轮椅。本设计研究的初衷随着时代的迅速发展，人们对于自身用品的安全性和舒适性的要求也越来越高！残疾人的座椅的设计业慢慢的加入了人机工程学的设计因素，它设计中的人机工程学也越来越多的考虑到了残疾人的自身感受和愿望。在轮椅的使用过程中，不断发现的不足也让人们不断的生产中改进这些缺陷。因此，本文在读轮椅原本结构的人机分析后，对其结构进行优化。让残疾人在使用过程中，更加感受到安全、舒适和灵活性！人机工程学意义和重要性人机工程学是一门关于技术和人的协调关系的学科。是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究人在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。该课程从不同的方面和角度向我们陈述讲解了人体工程学的知识。用以设计使操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。图1人机工程分析与评价系统图同时人体工程学是一门与人密切相关的学科，而人本身就是一种情感丰富却又敏感脆弱的动物，他们对于生活充满渴望和幻想，渴望生活、热爱生活、追求生活的人便会希望自己所生活的环境舒适、充满温情。而这一梦想，便可以通过设计来实现。原始社会的设计，就像人类所有的发明创造一样，总是抱着改天换地，方便生活的目的产生的。每一件物品，每一个造物的过程，都在无意的探询人类之根本。人们创造物品的同时，也在自发的追求着使用产品时的舒服，安全等，考虑人的不同要求。其实人体工程学的重要性不是现在才显得尤为重要，而是早在远古时代，它就处在了不可缺少的的地位，只是随着时代的变迁、社会的进步，这一学科便变得日益重要。国内外人机工程学设计发展和现状猪人机良工程猛技术就是2踩1世产纪信阶息领坛域需宿要解捧决的听重大碍设计坑。美崖国2笋1世雪纪信骨息技双术计迹划中歪的基蝇础研拾究内刺容为烛4项让：软稿件、陈人机眨交互贡、网迹络、瓣高性裙能计亦算机弦。其富中，百人机膊建模吧研究恰在信器息技离术中摇被列伯为与驳软件禾技术孝和计肺算机课技术恐等并追列的由六项尽国家驰关键侮技术弄之一载，并限被认家为“且对于便计算迁机工惰业有扒着突义出的糠重要构性，叼对其钳它工往业也设很重红要”载。美私国国斜防关黎键技臣术计义划不提仅把纲人机汗交互查列为柿软件纵技术间发展浇的重藏要内决容之位一，屯而且均还专幸门增百加了艇与软晶件技戚术并晃列的霞人机迎界面归这项净内容沫。日裙本也亚提出傻了F惠PI笔EN产D2肿1计绳划（否Fu雁tu宿re掌P滔er穷so鼓na持li火ze沉d甘In盗fo拜rm巷at剑io申n糠En州vi型ro尼nm盘en乖t帽De帝ve汇lo叹pm惧en奉t）惭，其松目标艇就是为要开榨发2寄1世咱纪个悉性化泪的信巩息环巾境。杨我国毯97势3、味S-旧86鸭3、鬼十五牲计划殊及未城来的脊十一巩五计珍划均更将人陈机交饼互列您为主蚀要内任容。伸在中众国，杆人机殿工程概学的县研究网在2斗0世悉纪3保0年组代开残始即阳有少避量和吐零星谈的开阿展，茂但系垦统和油深入坝的开写展则捉在“滴文革贸”以芽后。裤19萌80曲年4侄月，倡国家丽标准概局成局立了表全国凝人类轻工效重学标筋准化当技术光委员挖会，大统一修规划芬、研勉究和东审议秃全国嫂有关劣人类忙工效妙学的品基础余标准训的制换定。吗19副84闹年，捧国防股科工识委成泉立了猪国家耀军用悦人－镜机－删环境来系统镰工程筑标准牲化技席术委友员会娱。这拘两个掉技术假委员座会的摔建立辟，有苏力地瞧推动烤了我半国人笋机工数程学富研究都的发架展。薄此后冷在1霞98茧9年旨又成焦立了插中国探人类抛工效赖学学届会，澡再在骨19湾95雅年9宋月创裳刊了的学会礼会刊捷《人压类工扣效学衡》季胀刊。西20给世纪发90狂年代宜初，攻北京养航空刻航天我大学领首先痛成立啊了我森国该怠专业泄的第棋一个万博士答学科裤点，透随后尾南京牛航空悲航天立大学愿、西疫北工湖大、该北京连理工羡大学冶、北蛛大医稠学部堤等大亿学也莲先后鸭成立欺了相鬼应的幻专业虽。当斜前，马随着床我国熄科技崭和经稍济的谋发展遇，人顷们对狱工作怕条件颗、生禁活品乔质的毕要求至正逐移步提仓高，酿对产疗品的大人机圾工程迎特性丈也会替日益责重视烈。一纹些厂欢商把权“以亮人为芳本”替、“贵人体柄工学亦”的膏设计傅作为潜产品封的卖辽点，弦也正帜是出头于对沃这种泰新的如需求岩取向拍的意植识。性1.乓13躁本筛设计掠的来里源和单研究锁内容似本艳设计封来源大于雀早期箩的枝轮椅绍设计移。根彼据早烘期宜轮椅腊的设就计，捆从人尘机临工程斩学的载角度蹈重陵新使缸其结羞构更附加优万化，注使使隔用者炒更加跃感受贿到它岩的安晒全性恒和舒仪适性烦。扣同是铺使人废性化汇、绿直色化滑和可遇持续军化炭在现顿代设盗计杠中更煤充分舞的体沈现出躁来缎。码在早俯期的双轮椅肝设计幻中，供轮椅尿一般疯由专娱业人劫员使文用，乒对其山设计震着重高于追棒求功遮能、踏工作舅效率料和工柴作的告可靠莫性。畅现在触，雹轮椅权越来凝越多示地由仙非专舞业的颈残疾敢人使获用，躺轮椅遣的设赵计要逐考奏虑它役的使反用和贷工作市环境缓满足廉操作巾者的虽生理畅和心质理要隐求，弦达到猜工作发环境臣舒适胡、安忍全、促操作律方便槐、减修轻操症作疲奔劳的子目的欺。将东轮椅撑置伪“钟人驳—门机举—易环境培”士系统散中，匀按人络机工且程学蒸原理逮进行垂设计趁，主拘要从甲座椅碍系统干、操晚纵系需统和扔乘坐条舒适腾性等激方面槽讨论扣轮椅坐的人艇机工说程学宰设计貌问题谜，对绵于隙轮椅扩与人辆的慨“完人猫—舒机丹—施环获境鱼”钞系统筛如图俱2所群示净图梦2茅人－赔机－果环境侄系统愚图特问题芹定义岁在北遭京残头奥会益召开搅后，尾人们直在绿征荫场郑上看特到了株一抹蹦美丽滨的身倘影。痛那是踏残疾饼运动仍员们剂在运彩动场辰上挥叹洒自晒如的年表演浇和梦删想的盘实现嘉。多镇少人评在那射一刻锄激动随的留理下了语眼泪宗。正聋因为距轮椅眠的设捆计，久它才时让很宵多身宽体有虾残疾爬的人郊们有滔了实疏现梦邻想的浓工具边。腿而设料计的犹发展陡总是殊要不秃断的疮创新熄才能描更上月一层愁楼，俭才能隶更符挨合人获们的痰生活么和学护习的替要求惹。所舞以，哥本文添是对农轮椅盈的结壮构和灶外部丈材质损进行允改良拦设计隙，使扩其更庆加符旗合运纲动员时和普牲通人赌群的览使用悠。体结构吐的优董化与政分析啄轮椅夜的操资纵者户是在庙坐姿殃的状衰态下颠工作笼的，录为了粮使操可作者敢在使勉用时担处于跳舒适证的状澡态和型适宜屡的环景境中任，在刘设计耀中就腐必须振充分贵考虑叠人体锹坐姿友的尺配度。浊以座枣椅的柄结构就为例帝，主忘要考己虑座借宽、兄座高谱、座粘深的浆设计近尺寸派。坛并为宫了使乡操作傻者在字操作企过程澡中始闭终处先于安接全和洽能够歌准确蝇无误左的完广成操陡作，壶对轮铜椅的叔驱动探轮的艰表面忘的材君质炮进行弄一定正的改厚和加僻工候使使蠢用者哪更加梅舒适乐。同愿时对上其座框椅的历形态贱和材座质也径进冻行一篇定的舰改变祸，让明操作猜者在轮工作蚁中不获会处眯于疲察劳的声状态若下。呢从而胡使赤轮椅扩更加月的发侦挥它蛮的功退能。稀研究劳范围炮在市周场上论众多求的轮茅椅产续品中街选择恢一款匹，通盯过和杯其他明轮椅掌产品棍的比颜较和述分析造，对丢其进配行市硬场调止查得捞到反荣馈意椅见，味从而跟进行旨改进久。然角后进飘行人玩机分全析和座结构肚优化盛使其拔更加买完美泄。并假在材浆质上料也进匆行一嫩定的哑改良叹，最恒好用状一些薄耐用突、吸辨汗性彻强和迈柔软饰的材烟质。奉三维然人体报模型亡的建宣立丰建立陆人体闯模型育的基跌础数浊据及啄处理廊在人嗽机工左程分曾析与疗评价趴系统蔑中肯,概三维量人体匪建模父有以蓝下特玉点侧:末(秩1)毛披人机项系统塔中的笼虚拟稿人注星重运润动特坑性互,名要求变能够藏仿真经人机狸作业词环境拨中的凯各种揉动作秒,气为动示态地夏进行寺人机穿评价泽做准安备。龄(猛2)枯静基于辨人体缩测量棒数据屑的三依维建泽模挣,剪设计慎者必兆须熟着悉适听用条窄件、虏百分具位的趟选择样等方蚂面的镰知识神,苹才能脾正确都的应础用有扇关的唯数据仍,尖明确撇设计疑对象某,金然后甲再确黄定以奴该群甜体中扫的哪滨些百殊分位脆数作澡为参堆照的托标准令,蜜要求迷能够日根据路不同塞的适抽用环佛境构抽造不辽同的洲虚拟晒人体他。采悄用了辟基于都表面劈型来仆进行姐人体承建模五,伴能够描满足散虚拟梯人的芦运动何特性返;瑞以人遗体测宁量数田据库鲜为基榴础杏,修能够连按照域给定只参数起(柜如男踢女、圈身高书、体摊重、肿三围枣等融)狐建立窑人体饲模型痒。献所引拘用的温主要骑人体注测量茅数据姜百分把位数蜜/%您隐鬼槐年龄悟分组辟男（怖18朵-6坟0）培1使耐5嚷1没0允5穿0监9岩0贯9它5拒9财9岔女(侧18划-5渴5)薪1程钻5致1万0怪5溪0鬼9然0坊95崇罢99午项目补数据聪坐高软/m脚m简83右6权85净8宽87低0蹈90访8侍94被7耻95展8陶97察9馆78燥9堪80参9菌81纹9惊85叶5许89树1笔90利1骗92喘0元坐姿旋颈椎稻点高翻/m付m阀59跳9子61坚5步62愧4区65或7漂69菌1常70残1解71竟9金56溪3吗57辩9岸58安7雷61乓7返64录8长65扣7亿67假5聋坐姿含眼高煌/m歪m娘72可9独74呈9伙76寺1桑79耗8吊83柜6镰84柜7它86宽8突67盘8头69堂5碌70碍4是73恢9震77糊3得78妥3吴80院3寨坐姿素肩高蝴/m午m球53拿9攀55虫7渐56星6嘴59陶8猜63汤1喜64国1宣65薯9杠50忧4鸦51连8兴52伤6青55鲜6着58奴5悄59顿4妙60快9华坐姿离肘高开/m屈m睡21拌4晴22虹8警23氏5恼26订3椅29担1烂29恼8改31桌2偷20剃1杀21径5浪22勺3蛮25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