基于尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)研究

陳敏銘

（杭州張小泉集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 311401）

基于尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)研究

陳敏銘

（杭州張小泉集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 311401）

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，在人們的日常生活以及生產(chǎn)活動(dòng)中，越來(lái)越多的采用了很多的現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品，涉及到了工業(yè)生產(chǎn)以及人們的衣食住行等各個(gè)方面，那么這就要求工業(yè)產(chǎn)品的造型需要符合人的欣賞習(xí)慣，同時(shí)適應(yīng)人的各項(xiàng)需求。人機(jī)工程學(xué)是一們綜合性的新興邊緣學(xué)科，它是以人的生理和心理特點(diǎn)為依據(jù)的，目的是為了提高人的工作質(zhì)量和生活質(zhì)量，尺寸驅(qū)動(dòng)是指在零件結(jié)構(gòu)不變的情況下，通過(guò)改變尺寸來(lái)獲得一系列的不同尺寸的零件。本文闡述了尺寸驅(qū)動(dòng)和人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)，并研究了尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。

尺寸驅(qū)動(dòng)；人機(jī)工程設(shè)計(jì)；技術(shù)研究

由于計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)和研究，涉及到的領(lǐng)域越來(lái)越多，并且在各個(gè)領(lǐng)域占據(jù)著重要的位置，人機(jī)工程設(shè)計(jì)是一門(mén)綜合性的交叉性學(xué)科，涉及到很多的領(lǐng)域，在計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的支持下，進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)和人機(jī)工程相關(guān)的各項(xiàng)創(chuàng)造性活動(dòng)，這一活動(dòng)是計(jì)算機(jī)信息時(shí)代的產(chǎn)物，計(jì)算機(jī)輔助人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的內(nèi)部支撐技術(shù)。隨著CAD、多媒體等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對(duì)于設(shè)計(jì)過(guò)程必然有一個(gè)更深的認(rèn)識(shí)，那么對(duì)設(shè)計(jì)思維的模式將會(huì)達(dá)到新的境界，在計(jì)算機(jī)的輔助下，尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)將會(huì)有巨大的發(fā)展。

一、尺寸驅(qū)動(dòng)和人機(jī)工程設(shè)計(jì)

隨著CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們逐漸的不滿(mǎn)足僅僅通過(guò)用CAD支撐的軟件來(lái)進(jìn)行畫(huà)圖，而是通過(guò)開(kāi)發(fā)更為科技的畫(huà)圖軟件，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品快速的更新?lián)Q代。尺寸驅(qū)動(dòng)是指在保持零件結(jié)構(gòu)不變的情況下，把零件的尺寸當(dāng)做是變量，轉(zhuǎn)換不同的尺寸來(lái)獲得一系列的尺寸不同但結(jié)構(gòu)一致的相似零件的一個(gè)過(guò)程，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)轉(zhuǎn)變零件的尺寸來(lái)獲得不同尺寸的零件，這種方式在零件的重新生成修改方面的方便性被極大的顯示出來(lái)。采用尺寸驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，可以有效的縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，從而更好的提高工作效率，降低成本，減少設(shè)計(jì)出現(xiàn)的誤差。

人機(jī)工程設(shè)計(jì)指的是人機(jī)系統(tǒng)，把人作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一部分，將人、機(jī)器以及環(huán)境這三者看做是一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，在這一系統(tǒng)中人不再是被動(dòng)的去適應(yīng)機(jī)器，而是和機(jī)器一起共同完成一個(gè)系統(tǒng)目標(biāo)。人機(jī)工程設(shè)計(jì)的目的是為了減少使用中人的差錯(cuò)，充分發(fā)揮人和機(jī)器各自的特點(diǎn)來(lái)提高機(jī)械產(chǎn)品的可靠性，當(dāng)然設(shè)計(jì)操作的環(huán)境應(yīng)該盡量的適合于人的工作需求。基于尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)以人體測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立人體尺寸數(shù)據(jù)庫(kù)和參數(shù)化人體模型庫(kù)，這就是驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程，也就是開(kāi)發(fā)以人為中心的產(chǎn)品，并基于人機(jī)工程學(xué)來(lái)評(píng)估、解決使用者不同身體尺寸問(wèn)題。人體尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)分為靜態(tài)人體尺寸和動(dòng)態(tài)人體尺寸，設(shè)計(jì)的人機(jī)工程所用的參數(shù)就是經(jīng)過(guò)前期的測(cè)量得來(lái)，受經(jīng)濟(jì)和其他方面的影響，所設(shè)計(jì)出來(lái)的人機(jī)工程并不能夠適應(yīng)百分之百的人，只能適應(yīng)小部分的人使用。

二、基于尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)

從產(chǎn)品設(shè)計(jì)和人機(jī)工程設(shè)計(jì)之間的映射關(guān)系來(lái)看，基于尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)涉及到產(chǎn)品相關(guān)部件的幾何信息和色彩信息等，基于尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)平臺(tái)指的是產(chǎn)品人機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是能夠被產(chǎn)品共享的，一般具有相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。對(duì)于人體模型設(shè)計(jì)，需要在前期測(cè)量人的身高、體重、年齡以及標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)和自定義姿態(tài)等方面的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在人體數(shù)據(jù)庫(kù)中，根據(jù)這些數(shù)據(jù)建立人體模型。人體模型又可以分為內(nèi)部的表達(dá)式模型和放入場(chǎng)景的視覺(jué)模型這兩種，設(shè)計(jì)人體模型需要依靠人體部位參數(shù)、人體型號(hào)參數(shù)和人體姿態(tài)參數(shù)，根據(jù)這三種參數(shù)來(lái)制定一定的人體模型。

基于尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)過(guò)程有以下幾個(gè)步驟：首先是確定產(chǎn)品人機(jī)設(shè)計(jì)部件，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是確定產(chǎn)品人機(jī)設(shè)計(jì)的對(duì)象；再選取和構(gòu)建合適的人體模型；再確定產(chǎn)品的主參數(shù)和相關(guān)的因驅(qū)動(dòng)參數(shù)，建立驅(qū)動(dòng)路徑；然后建立基于尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)設(shè)計(jì)平臺(tái)；最后就能獲得人機(jī)尺寸驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。比如利用尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)一把座椅，目前大部分的辦公室工作人員以及部分體力勞動(dòng)者都會(huì)采用坐姿工作，那么這就加大了對(duì)座椅的需求量，坐姿是人體比較自然的姿勢(shì)，優(yōu)點(diǎn)較多，坐姿有利于保持身體的穩(wěn)定，這對(duì)于工作有很大幫助，但是目前的座椅存在著很多缺陷，由于人的坐姿不正確和座椅設(shè)計(jì)不合理給人帶來(lái)嚴(yán)重的損害，那么我們就可以利用這一技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)座椅，設(shè)計(jì)的座椅必須要有腰靠，要保證軀干和大腿之間具有至少一百度的夾角，坐墊的深度、座椅的高度以及座椅下的空間要合適，等等，最重要的是座椅的靠背傾角要設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)。給長(zhǎng)期久坐的辦公人員設(shè)計(jì)一把更加舒適的座椅，能夠更好的促進(jìn)工作效率的提升，這對(duì)于久坐的辦公階層人員來(lái)說(shuō)，能夠有效的環(huán)節(jié)久坐帶來(lái)的身體不適，幫助人們緩解久坐帶來(lái)的不適感。

三、結(jié)語(yǔ)

尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)的合理運(yùn)用能夠有效的促進(jìn)工作效率的提高，減少人為的誤差，在我國(guó)人機(jī)工程技術(shù)還處于剛起步，想要將這一技術(shù)運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域是比較艱巨的任務(wù)，為了使我國(guó)的產(chǎn)品在國(guó)際上具有足夠的競(jìng)爭(zhēng)力，就必須要高度重視基于尺寸驅(qū)動(dòng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)的研究，加大人力物力的投入，讓我國(guó)在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。

[1]侯建軍,申黎明.床屏設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)探討[J].包裝工程,2014(04).

[2]鄭宗棣,王茜,樊境怡.人機(jī)工程學(xué)關(guān)于氬氣刀筆設(shè)計(jì)研究[J].設(shè)計(jì), 2014(04).

J05

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1005-5312（2014）17-0276-01