人机工程学在机械设计中的作用

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人机工程学是讨论人的特性及工作条件与机器相匹配的科学。它把人和机器视为一个有机结合的系统，指出机器应当具有什么样的条件才能使人付出相宜的代价后可获得整个系统的最正确效益。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、心理学以及劳动卫生学等。仔细讨论这门科学，可以制造出最正确设计和最相宜的条件，使人机实现高度协调统一，形成高效、经济、安全的有机系统。1人机匹配与人机系统总体设计

人机匹配是指人的特性与机器特性的适当协作。在人机系统中，人是系统的主体，机器是人制造出来的，机器当然应当适应人的特点。如操作空间应与人体形状测量尺寸相适应；操作机构应与人的形体和最正确用力范围相适应，指示仪表及信号应适合人的视觉、听觉和触觉的常规要求等。

操纵机构是人将信息传给机器的工具。由于人输出信息的部位〔口、手、足等〕不同和操作要求不同，所以操作机构的种类也许多。在设计时要考虑机器的动作方向、阻力、速度和安全等因素。假如操纵机构的运动方向与被掌握对象的运动方向及仪表显示方向保持全都，操作就会精确实时；也可简化培训过程，改善调整的速度和精度，并减削事故。操纵机构存在摩擦、弹性、粘性和惯性等阻力是须要的，这可以产生“操纵径直感觉”，使操作连贯，减削振动和过载造成的干扰，保证操作掌握的精确性。

掌握动作分为行程调整和微量调整。行程调整可使掌握器快速接近所需位置。微量调整那么使掌握器精确地置于所需位置。设计时应使操纵机构与仪表显示的位移有合适的比率。

在仪表指示设计中，视觉显示装置最多。人的正常视距为46cm～71cm，视角为39～41。仪表应设置在操正面视野内，最正确视距为50cm～55cm;重要仪表不得超出40视角的范围，常用仪表需要在30视角内。仪表高度最好与眼睛相平，上下视线在10～45范围内。指针刻度间距摆角不得小于10，指针的宽度为1.0mm～2.5mm，并应贴近刻度盘表面，以减削误差。当有多个仪表并列时，其正常位置改变所对应的指针方向应当相同，闪光信号不要太多，闪光频率以0.67Hz~1.67Hz为宜。

人机工程学机械设计

由于作为人机系统主体的人有易出错误的特性，除通过训练提高其牢靠性外，在操作机构和指示仪表设计中还需采用安全措施，以防偶然错失而造成严峻后果。预防方法许多，常用的有顺次自锁、锁定、阻尼、槽卡、定向、定位等物理方法。

综上所述，以装运设备为例，当总体设计时就应考虑以下几点：①1.60m~1.90m身高的驾驶员操作位置有最正确选择，既有合适的操作空间，也有足够的自由空间；②转向机构、液压操纵杆、制动器和踏板等操作机构的排列布置，对于驾驶员应是最方便、最舒适的区域；③应有与机器性能相适应的操作特性和制动力最正确值范围，为改善操作进程，可配备导向帮助装置；④操的脚、头、手臂各部位有足够的运动空间，坐姿应符合人体解剖学和生理学特点；⑤减削机器的振动性及对操的噪声危害，要降低和掌握振动源和噪声源的强度，须要时可采用个人防振和防噪措施；⑥在操所期望的最正确视野，要使视线不被大体积货载遮挡，须要时可偏置操及助手的座位。

应特别指出，良好的视野状况意味着操作工作的安全牢靠性，也关系到操的舒适程度。图1所示为H20型叉车依据人机工程学确定的最正确操作位置。

2人机结合和人机功能安排

人与机器的结合形式，依繁复程度不同可分为“劳动者—工具”、“操—机器”、“监控者—自动机图1H20型叉车的操作位置器”和“监督者-智能机器”等几种。机器的自动化和智能化使其操纵繁复程度提高，

人机工程学机械设计

对操提出了严格要求，操的人体功能限制也对机器设计提出了非常要求。人机结合的原那么转变了传统的只考虑机械性能的设计思想，提出了同时考虑人与机器两方面因素、以猎取最正确技术经济效果的设计思想。

人体的功能动作具有对称性及协调性。操作动作的设计应使操作简便、连贯、协调和省力。在人机系统中，岗位设计要同人机界面设计结合起来。岗位设计主要应考虑工作空间、工作姿态、座椅型式、工作台面、照明及工具安放位置等合理性；人机界面设计主要应考虑掌握装置集中方便、仪器显示明显、人机信息交换快速实时等。通过人机结合的合理设计，可以有效地提高人机系统效率。

通过对人体特性和机器特性的权衡分析，将人机系统的不同功能恰当地安排给人或机器，称为功能安排。功能安排是提高人机系统效率的关键，例如设计时应考虑人的姿态不同，所能付出的能量也不同；拉力大于提力，提力大于握力，膝部屈曲160时蹬力最大〔人腿输出力值分布见图2〕。此外还应考虑人体无条件反应时间为0.1s~0.15s等。

纵观人类机械设计史可知，造成产品与人体技能之间不甚

人机工程学机械设计

人机工程学是讨论人的特性及工作条件与机器相匹配的科学。它把人和机器视为一个有机结合的系统，指出机器应当具有什么样的条件才能使人付出相宜的代价后可获得整个系统的最正确效益。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、心理学以及劳动卫生学等。仔细讨论这门科学，可以制造出最正确设计和最相宜的条件，使人机实现高度协调统一，形成高效、经济、安全的有机系统。1人机匹配与人机系统总体设计

人机匹配是指人的特性与机器特性的适当协作。在人机系统中，人是系统的主体，机器是人制造出来的，机器当然应当适应人的特点。如操作空间应与人体形状测量尺寸相适应；操作机构应与人的形体和最正确用力范围相适应，指示仪表及信号应适合人的视觉、听觉和触觉的常规要求等。

操纵机构是人将信息传给机器的工具。由于人输出信息的部位〔口、手、足等〕不同和操作要求不同，所以操作机构的种类也许多。在设计时要考虑机器的动作方向、阻力、速度和安全等因素。假如操纵机构的运动方向与被掌握对象的运动方向及仪表显示方向保持全都，操作就会精确实时；也可简化培训过程，改善调整的速度和精度，并减削事故。操纵机构存在摩擦、弹性、粘性和惯性等阻力是须要的，这可以产生“操纵径直感觉”，使操作连贯，减削振动和过载造成的干扰，保证操作掌握的精确性。

掌握动作分为行程调整和微量调整。行程调整可使掌握器快速接近所需位置。微量调整那么使掌握器精确地置于所需位置。设计时应使操纵机构与仪表显示的位移有合适的比率。

在仪表指示设计中，视觉显示装置最多。人的正常视距为46cm～71cm，视角为39～41。仪表应设置在操正面视野内，最正确视距为50cm～55cm;重要仪表不得超出40视角的范围，常用仪表需要在30视角内。仪表高度