人机工程范文第1篇

关键词：工程机械 人机工程学 实验

一、工程机械定义与分类

机械工业出版社出版的《工程机械》一书对“工程机械”的定义是：工程机械是为城乡建设、铁路、公路、港口码头、农田水利、电力、冶金、矿山等各项基本建设工程施工服务的机械；凡是土方工程、石方工程、混凝土工程及各种建筑安装工程在综合机械化施工中，所必需的作业机械设备，统称为工程机械。

按主要用途分类，工程机械可以大致分为九个类别。

二、国内外研究现状及研究意义：

国际工程机械驾驶室，主流市场和制造商主要分布在欧洲、北美和亚洲三大地域。由于文化背景和的地域环境差异，不同地域的驾驶室具有独特的地域特点和鲜明的技术特征。目前欧洲顶级的工程机械驾驶室代表了当今世界最高的设计水平。其应用了世界上最先进的技术，追求舒适性和安全性，模块化和系列化设计程度高。

如果能有效改善工程机械操作者工作条件恶劣的情况，增强其工作的舒适度，减少劳动者的疲劳损伤，减少机械的人为故障，保证操作者长时间集中注意力，降低安全事故发生率，提高工作效率。国外新型工程机械不但达到了人机布置的科学性，还普遍采用全封闭式驾驶室，而且十分注意调节驾驶室内的温度、湿度和气流速度，不论在什么样的气候条件下作业，驾驶员在驾驶室内始终感到舒适。美国工程机械研究推荐的驾驶室内舒适的微气候参数为：空气相对湿度为30%～70%，驾驶室温度为18～24℃，空气流速为0.1～0.3m/s，通风量为0.37～0.57m3/min。

因此，选择该课题有以下目的和意义：

1 可以提高工程机械驾驶室人机工程学应用水平，扩展人机工程学的应用领域；

2 可以将人机工程学的实验方法引用到工程机械的驾驶室设计中，提高国内工程机械驾驶室人机设计水平；

3 可以提高工程机械的驾驶舒适度，降低操作人员的疲劳度；

4 进一步提高设计的工作效率，设计适合中国人体形的机械设备，改进常规的落后设计手段。

总之，对于国内学术而言，许多工程机械设计缺乏人机工程的相关理论，在人机工程学方面的研究也不多（有的相关研究还停留在经验人机工程学的基础上），所以在该课题上进行研究，就是只对其中一个人机项目（如操作舒适区域）进行研究就可以取得比较有意义的成果。

由于工程机械的范围很广，笔者无法对每种机械的驾驶室进行细致的实验研究。在经过大量调查分析发现，在工程机械中，挖掘机是使用范围最广并且操作具有一定代表性，所以在本文中笔者仅以挖掘机为主要研究对象进行研究。在挖掘机驾驶室中，座椅的人机工程学方面可以借鉴汽车座椅，而且国内学者也进行了一些研究，但对操作方面的人机工程学研究还比较少。挖掘机的操作主要依靠位于座椅两侧的操作杆来实现的，所以这个操作杆是人机工程学参数，直接影响操作人员的舒适度以及工作效率等。所以笔者将在本文中通过人机工程学实验对挖掘机的操作杆进行细致的人机工程学分析。利用美国BIOPACMP150生理多导仪，进行实验分析，得出结论，为以后的研究人员提供一种更有说服力的研究方法，使对工程机械驾驶室的人机工程学研究不仅仅停留在经验的基础上。

三 实验概述

通过美国BIOPAC MP150生理多导仪，对被试者使用挖掘机操纵杆完成规定任务时的生理参数（主要是肌电图，前臂与手腕的弯曲等）以及被试者的主观评价，经过分析得出最符合人机工程学的挖掘机操作杆的外观。

实验测评指标及影响各指标的因子

1 舒适度

（1）握杆的直径

（2）握杆的弯曲度

（3）握杆的长度

（4）握杆的高度

（5）握杆的材质

（6）握杆的摩擦力

2 疲劳度：连续工作而致使肌体能量消耗的生理疲劳程度。

（1）握杆的摆放位置

（2）握杆的操作范围

3 工作效率

（1）完成同一任务时的工作时间

（2）单位时间能完成的工作任务

4 安全性能

完成工作过程中的误操作率

5 心理感受（主观评价）：操作过程中对被试者心理的影响。

（1）舒适程度

（2）简单程度

（3）美观程度

（4）轻巧程度

肌电图（electromyography），应用电子学仪器记录肌肉静止或收缩时的电活动，及应用电刺激检查神经、肌肉兴奋及传导功能的方法。英文简称EMG。通过此检查可以确定周围神经、神经元、神经肌肉接头及肌肉本身的功能状态。实验将采集实验过程中被试者有效的肌电图、弯曲角度并通过统计学软件进行统计分析，得出哪种操纵杆更符合人机工程学。

实验设备：

美国BIOPAC公司MP150系统

这套系统可以用普通个人电脑工作，可将生理信号存入计算机，无需连续纸记录仪，系统维护简便。可以在办公室或家中用个人电脑装入ACK软件分析实验室内MP150系统记录的生理信号。

用来放大常规的和骨骼的肌电活动。EMG100C可以用来监测单个纤维的、运动部位的和外周神经的电活动，因为它可以快速反应和定时。AcqKnowledge软件可以执行实时EMG测量。可以匹配所有的2mm电极插头，包括用于高灵敏测量带屏蔽的电极插头。

TSD109C三轴角加速度换能器

TSD109C与HLT100C相连提供三个输出，同时测量XYZ三个轴线方向的加速度。TSD109C可以用于身体上的各个部位。TSD109C适于测量慢速动作，例如走动。TSD109C适于测量快速动作，例如打网球时摆臂。

挖掘机模拟软件 一套

挖掘机模拟器 一套

被试者：经调查99%以上的挖掘机驾驶员为男性，且年龄在20岁以上，所以被试者选择为8名健康男性，年龄22岁以上。

当工程机械驾驶人员在利用操纵杆完成工作的时候，其三角肌、肱二头肌、前臂屈肌群会在大脑的支配下做出动作，最容易疲劳的也正是这些肌肉，所以肌电图的采集将主要集中在这三组肌肉上。操作时手腕需要经常转动，所以将三轴角加速度换能器安装在被试者的手腕部，用以采集工作时手腕弯曲程度，从而分析其疲劳状况。肌电采集点如上图所示：

实验前期准备工作：

1 安装调试实验设备。将操作杆固定在仿真座椅两侧，模拟真实挖掘机驾驶环境，打开电脑中的模拟软件；

2 将BIOPAC MP150生理多导仪主机与放大器按照使用说明安装好，打开数据采集软件，进行调试，连接电极采集线；

3 对被试者进行简单讲解，使其了解在实验过程中，被试者应该完成的工作。但对实验要采集的数据与结果要对被试者保密，以免在实验过程中，被试者的主观意识影响实验数据的准确性；

4 根据事先选好的采集点，在被试者身上安装贴片电极，并将生理多导仪的电极线与其连接；

5 实验人员将计时秒表归零。

实验过程：

1 被试者按实验要求利用操纵杆控制模拟软件中的挖掘机，从地点A移动至地点B，并在地点B处，用挖掘机的铲斗将右侧土堆的土移动至左侧（需要重复5次操作）。同时实验人员进行计时，记录每个被试者完成同样操作所利用的时间。

2 更换形状的操作杆进行同一实验，为避免被试者由于多次反复操作，对操作的熟练程度而影响实验结果，操作杆的使用排序采用随机排列。

3 操作完成后，秒表计时完毕，实验人员进行数据记录，将设备采集出来的肌电图等进行存储。

4 让被试者填写主观评价表

5 整理实验设备

实验后期：

对采集的实验数据进行分析，通过统计学软件SPSS分析得到实验结果，这样就可以真实有效的利用数据结果评测那种操纵杆更符合人机工程学要求。

总结

人机工程范文第2篇

关键词：人才培养；实践能力；教学效果

Practice ability training of mechanical engineering talents

Zhou Hua, Jiang Shaojie, Liu Xuan, Hu Qingsong, Wang Jing

Shanghai ocean university, Shanghai, 201306, China

Abstract: The positioning of undergraduate talent training of mechanical engineering in our university is applied form. At present, our condition can not meet the requirements of the new situation. Proceeding with the reformation of teaching system in practice and strengthening the training of practice ability, a lot of explorations in metalworking practice, production practice, comprehensive practice and graduation practice have been tried to strengthen practice ability training of applied talents. Good evaluation and effect has been achieved finally.

Key words: talent training; practice ability; teaching effect

我校机械工程类专业实验基地建设在相当长的时间内缺乏支持，没有面向工程类专业学生进行实践活动的工程训练中心；而我校机械类专业本科人才培养目标的定位是应用型人才，学生应具备较强的实践能力；加上学生毕业后主要面向上海市场就业，竞争激烈，压力大，为此，我们认为人才培养不能仅是专业理论和知识的传授，更应当结合实际去培养学生的工程实践能力。为实现这一目标，我们主要通过加强实践性教学环节来保证，因此，改革实践教学体系，加强学生的工程实践能力培养势在必行。

1 工程实践能力培养的必要性

进入21世纪，机械制造业发生了巨大的变化，机械工程学科突破了传统意义上学科的概念。信息技术等高新技术向机械行业渗透，机械设计和制造的模式发生了深刻的变革，机械制造成为新世纪工业竞争的重要领域之一。工业竞争实际上是高素质人才的竞争，社会对机械类人才的需求发生了重大变化，对人才培养提出了新的更高的要求：要求他们具备相应的专业能力、较宽的基础知识和较强的工程实践能力。

我校机械类专业主要培养的是应用型人才―工程师，其培养的主体是大学本科生。世界各国的经验表明，培养一名合格的工程师，要经历工程科学知识的学习、工程实践的训练和工作实践的锻炼，大约需要7～9年时间，学生毕业后，需要工作3～4年，取得实际经验后才能成为高素质的企业工程师。其中在校期间的工程实践训练是十分重要的环节，它能够促进学生理论联系实际、学以致用，培养实际动手能力，因而，加强学生工程实践能力培养，力求突出专业特色，是实践教学体系改革的主要任务。

针对我校机械类本科人才培养的目标定位，我们以培养应用型人才为指导思想，以加强工程实践能力为中心，要求学生在掌握基本专业理论知识的前提下，着重专业技能的培养，并注意各教学环节之间的联系和相互影响，把工程实践能力培养融入各个实践教学环节之中。面对缺乏工程训练的基础条件，我们积极应对、广泛联系，充分利用周边高校的设备资源和上海市的公共实训平台，尽可能多地创造条件以提高学生的实践技能。

2 多环节加强学生工程实践能力的培养

机械类专业本科教学计划中要求有集中安排的实践教学环节，其目标是对学生进行较全面的工程实践能力及工程素质培养，使学生得到最贴近工程实际的训练。我校机械设计制造及其自动化专业在本科学习阶段安排有机械零件装配体测绘、金工实习、生产实习、专业综合实践、毕业实习等实践性环节，使学生通过接触实际，了解社会，把书本知识和生产实际有机结合，培养学生分析和解决实际问题的能力，并能从生产实际加深对理论教学中基本知识的理解与应用。其他实践教学环节还包括机械设计课程设计、计算机应用设计和毕业设计等设计性环节，我们着重在实践性环节进行改革。

(1)金工实习。金工实习是对学生实践能力培养的第一步，使学生接触生产实际，了解生产过程，对现代工业生产的运作方式建立初步认识，对学习专业课程和开展后续的实践至关重要。

基于学校没有面向工程类专业学生开展金工实习工程训练中心的现状，我们一方面依靠周边学校，组织学生去上海理工大学、上海海事大学的工程训练中心完成传统机械加工部分的基本训练；另一方面，利用财政项目支持建设的实验装备，如数控车床、加工中心、电火花机床、线切割机床等设备，分批安排学生进行先进制造部分的训练；既满足了教学大纲要求，保证金工实习质量，又能同兄弟院校教师定期交流，取长补短，还能资源共享。保证在教学条件不尽如人意的情况下不降低对学生的训练要求；同时，也为后续专业课的学习打下基础。

(2)生产实习。机械类专业学生在完成专业基础课和机械制造技术等专业课学习后，需要进一步获得生产技术的实际知识，让学生通过接触实际了解社会，把书本知识和生产实际有机结合起来，培养分析和解决实际问题的能力。

为此，我们积极联系，多方组织，安排学生到上海机床厂、上海工具厂、上海柴油机有限公司、上海电气集团临港重装备制造基地、上海通用汽车制造公司等单位进行生产实习，使学生对这些知名企业的制造活动有一个总体的、全貌的了解；结合典型产品的设计、制造和装配，既使学生获得实际生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；又使学生接触社会、了解产业状况、了解国情，从生产实际中重加深对理论教学基本知识的理解与应用。

(3)专业综合实践。为了充分利用学校现有的设备资源，最大限度地保证学生动手操作机会，我们新开设了“专业综合实践”教学环节。主要出发点是摒弃以往按课程安排实验教学的旧模式，以工程类专业为平台，将多门专业课程，如机械工程测试技术、液压与气动技术、数控技术、单片机控制技术、机电一体化技术、PLC技术等课程的实验，进行优化组合，采取学期内集中安排(每周1天)的形式，根据专业需求划分模块，学生分组轮流进行，探索出一套由学院统一管理的工程类专业综合实验教学新模式。

(4)毕业实习。利用集中安排的毕业实习环节，我们带领学生到上海市职业培训中心等公共培训场所，让学生领略和感受世界一流的加工环境和设备，聘请具有丰富操作经验的技师，指导学生操作先进的加工设备和仪器，使学生开阔眼界，避免纸上谈兵。我们有选择地安排学生参加数控操作、现代测量、气液电控制、快速成型、数控维修、特种加工等模块的学习与训练，以弥补学校资源的不足和时间的限制。

(5)鼓励学生考取专业技能证书和参加技能竞赛。为了切实提高学生的工程实践能力，拉近学校与企业之间的距离，从2000年起，我们每年都动员和组织学生在课余时间学习专业技能，并鼓励学生参加各种专业技能证书的考核，学院先后开办了AutoCAD二维、AutoCAD三维考证班，数控中级工操作考证班，Solidworks软件应用考证班等。2008年和2009年机械设计制造及其自动化专业分别有160余人和120余人参加各种培训班的学习和考证。使毕业学生在获得毕业证、学位证的同时，还能具有计算机应用、英语、专业技能等证书，以符合市场对应用型人才的要求。

组织学生参加校级、市级和全国各种类型的技能竞赛，既是检验学生的学习成果，又是体现专业教育效果的良好机会。最近几年，我们组织了校级比赛“数字化设计与工程优化大学生创新比赛”，选派学生参加高层次比赛并获优良成绩的赛事有“高教杯全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛”“上图杯上海大学生先进成图技术大赛”“飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛”“全国三维数字化创新设计大赛”“上海市大学生工程训练综合能力竞赛”等。

通过以上改革，使学生在不同阶段的多个环节得到了最基本的工程实践训练，为毕业后成为机械工程师打下了良好的基础。在对2010届毕业生的调查问卷中，85.96%的学生对“机械设计制造及其自动化专业毕业生实践技能培养的总体评价”表示满意或基本满意，说明我们的实践和改革是有成效的。对于培养高级工科专门人才的本科教育，鉴于我国实际情况与世界科技发展的情况，指导思想应定位于：加强面向工程，落实打好基础，务求全面发展。

参考文献

[1] 杨叔子.面向工程，打好基础，全面发展[J].中国大学教学，2006，7

[2] 陈杰平.现代机械工程人才素质及培养模式探讨[J].高校教育研究，2007，3

人机工程范文第3篇

关键词：人机工程学；警棍；设计

一、概述

现代越来越多地提到人机工程的产品，只要是人类所使用的物品，包括武器装备，都应该在人机工程上加以考虑，产品的造型与人机工程无疑是结合在一起的。优化产品设计，用以建立人与物之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的机能，从而提高作用效率。

警棍的设计应在认真研究人、警棍，环境三个要素本身特性的基础上，充分考虑三个要素相互间的关系，优化警棍总体的性能。人机工程学上警棍的结构设计标准为：

(一)警棍与人手的尺寸形状、生理特点是否配合；

(二)警棍在使用时是否顺手和便于发力；

(三)警棍是否便于清洁、保养及修理。

二、警棍的外形结构设计分析

(一)警棍握把的设计分析

手握式操作工具，握把当然是最重要的部分。对于警棍，其操作方式是掌面与手指周向抓握，所以其设计因素应包括握把直径，长度，形状等。

1、直径：警棍的握把设计应避免掌部组织受压力，如果握把直径太大，长时间的紧握会在掌部和手指处造成很大的压力，引起局部性的缺血，导致手的麻术；直径太小则会减小握力，降低灵活性与操作速度，并使指端弯曲增加，长时间操作会导致指端疲劳。握把的直径大小取决于工具的用途与手的尺寸，着力抓握比较适合的直径是30～40毫米，所以警棍握把直径也应设计为30～40毫米。

2、长度：警棍的握把应避免过长或过短，过长不仅浪费材料增加重量，而且还使得在操作时的灵活性变低，影响使用的效能；过短使得手掌不能完全用上力，影响作战时的发挥。而且在用力操作时警棍容易脱手。握把长度主要取决于手掌宽度，掌宽一般在70～98毫米之间，因此合适的握把长度为100～125毫米。

3、形状：对于警棍着力式抓握，握把与手掌的接触面积越大，则压力愈小，因此选用圆形截面握把较好，使压力能分布于较大的手掌面积上，减小应力，或者使压力作用于不太敏感的部位，如拇指与食指之间的虎口部。为了防止使用时出现滑脱，可以在握把上面设计防滑纹。

(二)警棍棍体的设计分析

警棍的材料不但要有好的强度和韧性，而且要求质地轻、耐腐蚀。目前国内警棍的材料大多采用橡胶，很难适应新形势下防暴制暴的复杂多变性。警棍的材料最好选用强度的较高的聚碳酸酯材料和醋酸纤维素材料，因为这类材料手感凝重，质地精良，耐敲打，在高温下不弯曲，膨胀率低，吸收能盛的性能较好，打击后棍上不留凹痕。

长度不宜过长或过短。长警棍可以增强威慑力，扩大作战的范围，但太长携带不方便，警棍过短则很难发挥出警棍的威力，鉴于此并结合人体前臂的尺寸，警棍的合适长度在400～700毫米之间。如目前武警部队装备的98-1型橡胶警棍的全长为490毫米，符合作战的需求。

警棍总重量不宣太重也不宜太轻，虽然警棍重量大可以增加打击力度，但操作起来比较费力，不适合长时间操作，警棍太轻发挥不出打击的力量，握在手里没有手感，不适合作战。例如98-1型橡胶警棍的全重为0.8千克，重量适中，符合人机工程学的要求。

三、警棍功能实现方面的人机工程学设计分析

(一)防抢功能设计分析

在警棍前部的外侧面或外圆柱面上设有隐藏的刀刃，如果暴徒胆敢抓住警棍的前部外侧实施抢夺，使用者只需用力抽回警棍，设置的了刀刃就会割伤暴徒的手掌。

(二)威慑功能分析

警棍作为一种警用器材，必须要有强悍的外观，能使对方产生一种恐惧。所以在棍体形状设计必须满足人机心理学方面的特性，使用时能给暴徒在心理上施加一定的震撼。例如，将警棍棍体设计成带有尖刺的狼牙二棒状，这能在外观上带给敌人一定的恐惧感。

(三)便携式设计分析

警棍的携带设计，可以在手柄的尾部带有一个金属环，通过金属环将警棍棍体与一个卡钩相连接。在不用警棍时可利用卡钩把警棍别挂在腰上。佩戴警棍时，将警棍的卡钩挂在腰上，置于身体的左侧，棍身下垂贴于裤缝。这样长时间佩戴不会对腰部及腿部产生不良影响，当遇到紧急情况时，也可以迅速持棍，进入战斗状态。

四、警棍的发展趋势

(一)趋于多功能化

目前装备的警棍只具有打击的功能，性能比较单一，为了更有效的打击犯罪势力，维护社会秩序，警棍的发展应趋于多功能化，集警报、电击、喷雾、照明手一体。例如在警棍前端增加一个强光手电，既可用作照明又可使用强光刺激敌人的眼睛，使其目眩；或者在棍体内携带刺激剂，必要时将其喷出以制服暴徒。

(二)新颖的外观设计

如将警棍做成可伸缩式或拐形状，可达到出其不意、一招致敌的效果。警棍作为一种警用装备器材，外观必须具有强大的威慑力，使人产生畏惧感，首先在气势上压倒敌人。

人机工程范文第4篇

关键词：智能机器人技术；机械电子工程；应用；效用

引言

智能机器人是人类社会科学技术进步和发展的必然产物，机器人的出现，极大地便利了人们的生活。而越来越多的研究成果表明[1-4]，智能机器人技术应用于机械电子工程领域，既为机械电子工程领域注入新的活力，提升企业生产效率，推动科技创新，又能进一步促进智能机器人技术的发展，拓宽智能机器人的应用领域。因此，智能机器人技术在机械电子工程领域的应用研究具有重要意义。

1智能机器人技术与机械电子工程

1.1智能机器人技术

作为人工智能中重要领域之一的智能机器人技术，综合了计算机科学、语言学、信息论、心理学、神经生理学、控制论等多门学科。智能机器人可在感知、效应、思维等方面全面模拟人并可以根据人们的需求为人们的生产和生活运作，是人的机械智能化的智能机器。智能机器人由诞生之初的只能按照程序执行命令到具有自己独特的感知能力和自适应能力再到可以自我学习、自我控制，真正地实现了机器人技术的智能化。

1.2机械电子工程

机械电子工程以机械化工程为核心，将电子工程技术与信息技术结合一体，通过科学合理的设计使得各个模块的优点发挥到最大的一门学科。机械电子工程的综合性较强，涵盖了机械、电子、计算机、信息、控制、人工智能、管理等诸多理论体系，也被我国大多数学者称为“机电一体化”。机械电子工程的发展史可大致分为3个阶段：第一阶段是人工阶段，在第三次工业革命时期，新兴的电子技术与传统的机械技术实现了初步融合，然而融合度还比较低，基本上处于人工阶段；在随后的30～40年为第二阶段的流水线阶段，此时计算机和控制技术以及大规模集成电路等技术的出现，使得机械电子工程进一步发展，并且在一定规模上应用于工业领域；第三阶段是集成阶段，主要指20世纪末以及21世纪初，此时机械电子工程与其他相关技术紧密结合，逐渐迈向智能化和机器人化。

1.3智能机器人技术与机械电子工程的关系

机械电子产品的内部运转机理比较复杂，但产品结构相对简单，具备模块化、集成化的特点，可以和管理技术以及制造技术等进行结合，有效控制产品体积，提高产品的综合性能。然而电子系统有不稳定性和非线性，因此在不同程度上将智能机器人技术应用于机械电子工程成为了解决这种问题的有效途径。从广义角度来看，机械电子工程与智能机器人技术的结合是双向的，机械电子工程为智能机器人技术提供了平台，进一步促进了智能机器人技术的发展，为智能机器人开拓了巨大的发展空间；将智能机器人技术与机械电子工程领域相结合，会使机电系统和产品向着智能化、信息化和自动化发展，减少成本的投入，提高质量的同时提高企业经济效益，给机械电子工程领域注入了新的活力，为生产制造业带来了前所未有的崛起和发展。

2智能机器人技术对机械电子工程的效用

2.1监督作用

在传统的机械电子工程中，自动化能力较低，很多工作需要相关人员的密切监督。而人类会受到生理心理等方面的限制，不可能长时间做工，也不可能做到精确无误。智能机器人技术的加入，可以替代或减少相关人员的介入，对机械电子工程工作进行监督。工作人员只需输入相关的指令，便可轻松实现智能机器人对机械电子工程工作的监督作用，极大地解放了劳动力。

2.2协调作用

机械电子工程是一个交叉学科，综合了许多不同的学科，这些学科的工作特点又都不相同，因此如何使这些不同的学科在机械电子工程领域发挥的作用更大成为了一个重要问题。把智能机器人技术与机械电子工程相结合，就充分协调了这些不同的学科，并使其特点相互补充完善，发挥出更大的优势。

2.3提高效率智能

机器人是机器做工，只要保证有足够的运行能源和机器的良好运行，智能机器人就可以实现长时间的工作，减少甚至消除了工作人员因大脑以及身体疲劳时可能在生产工作中工作错误。因此智能机器人技术在机械电子工程中的应用，使之前的工业生产方案与生产形式得到了改变，不仅极大地提升了工业自动化控制设备的智能性和自动性、工业生产的效率以及质量，同时还有效降低了人工劳动力投入量，并提升了工作安全度。

3智能机器人技术在机械电子工程领域的应用及趋势

3.1神经网络控制技术

神经网络控制技术是一种关键性技术，将智能机器人技术应用于机械电子工程领域的过程中，这种关键技术必不可少。相比于自动化处理能力比较低、通常需要人工操作来实现的传统的机械电子工程，通过统一的控制设备运行、调整系统参数流程后，神经网络控制技术的应用有效地减少了人工介入，提高了自动化处理的能力。

3.2嵌入式系统技术

嵌入式系统是基于现代计算机技术为用户提供特定需求的一种专用的计算机系统，它具有专用性强、体积小型化、实时性好、可靠性高等特点。将嵌入式系统应用于智能机器人的远程控制方面，通过对机器远程操控，不仅可以提高工厂的工作效率，还可以让员工产生工作兴趣，同时也保证了工作的安全性。

3.3快速诊障技术

在机械电子设备的实际应用中难免会出现许多故障，因此要保证系统正常运行，就需要快速实现对各种机电故障的诊断与排除。智能机器人技术中的快速诊障技术就可以对故障点进行精准快速的定位，帮助工作人员及时找到故障并展开维修。这极大的减少了检修的时间和成本，还可以避免因人为诊断错误造成更大损失。快速诊障技术通过系统的工作参数信息结合工作库进行分析，得到判断结构，案例库根据信息找到与之相似的案例并对此次故障提出解决方案。快速诊障技术在机械电子工程领域极大地提高了处理故障的效率。

3.4智能机器人技术在机械电子工程领域的发展趋势

当今社会，智能化已经逐渐成为机械工程领域的主要趋势。传统的工程机电在操纵和控制方面并不具备较好的信息处理能力和感觉认识功能，因而在越来越多的领域中，机械电子工程与智能化相联系。智能机器人技术的使用，为设备和系统增添了控制中枢，它可以提高数据控制的稳定性并得到更高的精度，设备和系统便有了强大的实用能力。通过协调机电系统各模块的功能，提升整体的系统性能，“智能化”还可以完整的开发机电控制系统，智能机器人技术在机械电子工程领域的智能化发展，不仅完善了双方单独使用的缺陷，而且促进了自身新的发展，为便捷生产生活提供了新的契机，这在根本上体现了智能化机械电子系统的优越性。

人机工程范文第5篇

关键词：人机工程学；数控机床；设计

1.数控机床的基本概念

数控机床是一种用数字和符号构成的数值信息控制的自动化机床数控机床具有以下主要特点：①提高加工零件的精度，稳定产品的质量。②能完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件加工。③生产率高。④对产品改型设计的适应性强。⑤有利于制造技术向综合自动化方向发展。⑥减轻工人劳动强度、改善劳动条件。⑦数控机床具有屏幕显示功能。2.数控机床的造型与人机工程的关系

2.1人机问题

高科技是我们认识世界和改造世界的一种手段，高科技产品的设计，人机分析是其中必不可少的也是最重要的环节，其目的是把一切可能给使用者造成危险或者不便的因素消灭在设计过程中，使系统安全高效地运作。人机问题要放入整个系统中加以权衡、考虑，不可片面地强调一方面忽视其他方面。

2.2 人机关系

数控机床作为一种高科技产品，一种人类进行生产加工的重要工具，人机因素在整个系统中占有重要地位。设计数控机床时，在不断完善功能的过程中，设计师越来越多的目光集中到了人机问题中，设计过程着重研究“机”与“人”之间的关系。人机关系在数控机床设计中的作用如图2-1所示。

图2-1 人机关系在数控加工中的作用

2.3 人机造型

数控机床的使用环境发生了变化。在现代化生产中，生产环境整齐干净、有条理，人对机床的直接操作非常少，主要是控制面板上的操作，因此机床的造型应该与环境和谐。造型清新优美和人性化，给人以心理上的鼓励。下图2-2为德玛吉的数控机床，给人以高雅、清新的感觉。

图2-2 德玛吉公司的数控机床

数控机床的工作台、操作面板等是供人观察、操作用的，它们的尺寸、位置、高度等均应符合“平均人”的尺寸。操作面板是人机交互的主要界面，人在上面进行细致的信息化控制操作，它的位置、倾斜角度及它上面的显示、控制装置的大小、位置等，都应使人在观察和操作时处于舒适、准确和高效的工作状态。操作面板的位置形状可多种多样，它与床身的相对位置有贴合式、悬挂式、下伸式、分离式。操作面板的定位应根据机床的造型和操作要求来决定。

2.4 人机安全

数控机床的安全感对于使用有重要意义。安全感体现在使用者的心里和生理两个方面。通过造型语言，例如浑然饱满的整体造型、精细的制作工艺、沉稳的着色处理给人以心里上的安全感；通过人机工程设计，例如合理的尺寸、设计能够避免无意间触动的按钮开关等，给人以生理上的安全感。

3.数控机床造型和人机工程的应用

3.1外观造型设计思路及特点

（1）数控机床设计的方法采用模块设计，首先将整体划分为机身和控制面板，机身又分为机座、机架、机窗等。采用弧线形流线设计是流行的趋势。采用弧线型机窗，美观大方。

（2）机座色彩选择稳重的黑色，机身部分采用纯净的白色。

（3）现代机床的流行趋势之一是透明化，直观化，机窗设计采用宽敞的玻璃视窗，给操作者操作时提供大面积的可观察范围，便于监控生产过程，同时清楚地显示了这是工作处理区。

（4）数控机床的绘制产品的设计完成要通过三维设计软件实现，主要应用SOLIDWORKS软件设计，此款软件功能强大，具有直观、精细等优点。

3.2 机床门的造型设计

机床门在设计时，要考虑到与机床操作人员接触过多的问题，尺寸、结构是否能有利于操作者是在设计时考虑的重要因素，门的宽度和高度也会对外观造成影响，门若太窄，工件放不进去，门若太宽，增加了制造成本。此外门的高度也应引起设计者的重视。大型的加工中心，由于体积大，重量大，门的高度一定要比普通机床高，以方便工件进出。所以，掌握好门的尺寸与比例，要重复需要符合人机工程学原理。

3.3 观察窗的造型设计

观察窗是操作者在工作时，对内部工作过程的监测与反馈。观察窗的高度应按照五十百分位的人体的视高尺寸来设计，以适应不同身高的人群。人的视线一般是水平的，最佳的视野范围是视线上下10度。观察窗的高度和大小要把人的最佳视野区域包括在内，以保证操作者观察的方便。

3.4 把手的人机造型设计

把手的长度在设计中需要重视，现有的数控机床把手造型多采用长把手设计，一方面是为了造型的需要，另一方面也可以适合不同身高的人群抓握。但也有不少机床采用短把手，短把手的设计就要考虑把手长度对人体抓握的影响。国家标准的操纵器一般人类工程学要求手掌把手的长度尺寸应大于75mm。因此，短把手的设计需要考虑把手长度，要与人手尺寸相符合，使得操作者抓握舒适。把手的设计除了要考虑造型尺寸，还要考虑机床上的安装位置。

4.小结

数控机床外观造型进行人机工程学分析中，从整体与局部的观点出发，对数控机床的造型风格和形态进行深入的研究。针对数控机床人机界面和产品外型在使用过程中阐述了生理、心理等方面的影响。在设计过程中，主要考虑舒适、便捷、安全和高效性，希望可以促进人机交互的应用与发展。

参考文献：

[1]丁晓东.从人机工程角度谈机械产品的造型设计[J].机械研究和应用，2000，13（3），52―54

[2]石金涛，顾琴轩.安全人机工程[M].上海：上海交通大学出版社，1998