人機(jī)工程學(xué)在叉車設(shè)計上的應(yīng)用

趙曉東

摘要：叉車的人機(jī)工程設(shè)計還有色彩以及造型設(shè)計是叉車設(shè)計的主要部分，這三個方面進(jìn)行分析與研究，給出更為合理的設(shè)計思路，以人體模型為模板進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證，叉車的參考價值是由一些設(shè)計思路對不同類型的工程機(jī)械類型的設(shè)計是大同小異的。

關(guān)鍵詞：叉車；人機(jī)工程；造型設(shè)計

叉車作為一種工程車輛可以用于搬運(yùn)，叉取和堆垛。它的機(jī)構(gòu)緊湊，容易操作并且體積小重量輕，最重要的是它可以在工作場所比較狹小的空間作業(yè)。人機(jī)工程設(shè)計主要是以人的心理和特性為根本，運(yùn)用系統(tǒng)，對人與機(jī)械或者環(huán)境之間的相互作用進(jìn)行工程系統(tǒng)設(shè)計，運(yùn)用這種設(shè)計可以使叉車操作方便，為人節(jié)省體力，并且安全舒適，可以使人與機(jī)械還有環(huán)境的配合達(dá)到最佳的狀態(tài)。

1叉車的人機(jī)工程設(shè)計

叉車人機(jī)工程學(xué)設(shè)計涉及到人體與機(jī)器多方面領(lǐng)域，包括人體測量學(xué)，工程心理學(xué)，行為科學(xué)，最重要的是人體測量，測量數(shù)據(jù)在安全設(shè)計中起到至關(guān)重要的作用，在人體測量中，多用百分?jǐn)?shù)來表示。

2人體測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計

任何產(chǎn)品都必須消費(fèi)，有其受益人群，這些人就是使用人群。產(chǎn)品設(shè)計中使用群體的人體測量數(shù)據(jù)是重要的參數(shù)和依據(jù)，主要是身材較大的人和身材嬌小的人進(jìn)行類比，依此來統(tǒng)計處理得到使用群體的主要人體測量數(shù)據(jù)。人體測量數(shù)據(jù)習(xí)慣用百分比來表示，這是一種數(shù)據(jù)測量指標(biāo)，一個百分?jǐn)?shù)把數(shù)據(jù)測量分為兩個部分，有百分之五，百分之五十，身材較大的用百分之五十表示，身材小的用百分之五表示。人體參數(shù)也是可以建立人體模型的依據(jù)，人體模型可以描述人的體態(tài)特征和生理特征，是進(jìn)行分析研究的試驗(yàn)對象，廣泛應(yīng)用于仿真學(xué)，在仿真學(xué)中，可以模仿人的工作姿勢和運(yùn)動姿勢，根據(jù)百分位來作出不同的人體模型，人體模型分為二維人體模型和三維人體模型，二維人體模型是人機(jī)時最常用的仿真模型，通過有效的關(guān)節(jié)點(diǎn)連接來進(jìn)行仿真。而三維人體模型，是隨著計算機(jī)高科技發(fā)展迅速而生成的仿真模型，它相對于二維人體模型對比，是更直觀，方便準(zhǔn)確的模擬人的行動。

3研究坐姿相關(guān)理論分析

相關(guān)研究表明，人體坐姿狀態(tài)下，人體的脊椎，骨盆，腿和腳是主要受力的。它們是人體主要受力關(guān)節(jié)，其中脊椎是人體背部中線處的依靠，受力部分最大的應(yīng)該是腰椎和椎間盤，為了保持身體生理彎曲形式，壓力會均勻分配椎間盤各個部分，而且壓力平滑絕不是平均壓力分配，座椅的舒適性分為兩個情況分析，這里主要是靜態(tài)分析和動態(tài)分析，經(jīng)過專業(yè)的操作分析，靜態(tài)分析是通過前期對于人體生理學(xué)和生物力學(xué)的研究結(jié)果，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，綜合人體尺寸模擬，通過人體模型來優(yōu)化座椅尺寸，結(jié)構(gòu)，使駕駛員身體主要承受結(jié)構(gòu)與人體壓力分配更為舒適，動態(tài)分析主要是車輛運(yùn)行中狀態(tài)對于座椅舒適性的影響駕駛者，對于叉車這里主要研究振動和座椅位置移動對于座椅的影響，在叉車這里主要研究振動和位置 移動對于座椅的影響，在叉車運(yùn)行中路和動力振動都會產(chǎn)生顫動，為了減小駕駛員的影響安裝座椅懸掛系統(tǒng)，這種系統(tǒng)通過科學(xué)規(guī)律以改變座椅振動傳遞頻率，使數(shù)值一直處于駕駛員能承受范圍。

4叉車座椅人機(jī)安全設(shè)計

座椅是叉車駕駛員關(guān)系最直接接觸的裝置，駕駛員采用坐姿操作叉車，身體直接和座椅長時間接觸，直至工作完成，叉車的工作效率主要是由座椅的舒適度所決定，因?yàn)榱己玫氖孢m度才可以減少司機(jī)的疲勞程度。所以叉車座椅是需要進(jìn)行不斷完善的。

5方向盤的人性化設(shè)計

叉車最重要的操作裝置之一是方向盤，它的作用可以控制叉車的行駛方向。方向盤位于駕駛員正前方，方向盤圓心在駕駛員最舒適位置，方向的人機(jī)設(shè)計原則，主要考慮了尺寸一定合適操作者的不同人體尺寸，還有一些外力作用，比如轉(zhuǎn)向力和軸向力，轉(zhuǎn)向阻力是重要的外力，它與方向盤的傾斜角度要符合駕駛員的生理，要求更為舒適，方向盤的形式選擇顯示多為盲區(qū)，操作方式要同叉車相互配合。叉車方向盤形式主要采用兩幅式，單幅式，三幅式。

6叉車操作桿的人性化設(shè)計

操作桿是叉車操作裝置，主要用于門架傾斜、叉架起落和換擋操作。操作桿的設(shè)計，主要考慮其形態(tài)尺寸、操作形式與行程、扳動角度以及布置位置，一定要適合操作者的人體尺寸特點(diǎn)和舒適條件，要符合操作者的生理特征。操作桿的行程和扳動角度基本做到僅需要手臂就能完成，盡量減少身體不必要移動，減輕操作者的疲勞程度。

7叉車踏板人機(jī)人性化設(shè)計

一般當(dāng)操作力超過不超過147N，且連續(xù)使用時，可以選著踏板控制器，叉車中一般加速，制動選用踏板操作，此機(jī)械傳動叉車的變速離合器也使用踏板控制，所以踏板叉車的人機(jī)操作是很重要的，在叉車設(shè)計中有重大意義。

8叉車的顯示裝置

在叉車人機(jī)系統(tǒng)中，還有顯示系統(tǒng)是更加直觀的，顯示系統(tǒng)作用是信息輸入階段和反饋階段提供的車輛運(yùn)行，狀態(tài)的信息，顯示系統(tǒng)設(shè)計是否符合人機(jī)協(xié)調(diào)原則，這些信息直接影響著司機(jī)的識別階段與執(zhí)行階段的高效性，安全性。所以駕駛者必須認(rèn)讀準(zhǔn)確，快速又不易使駕駛員披覽信息的顯示的重點(diǎn)，這是駕駛員需要熟練的，顯示裝置的原則，再設(shè)計中，信息顯示形式一定要簡單，不復(fù)雜，形象有層次符合識別的習(xí)慣，分辨性給出的信息被駕駛者感知并鬧鐘形式或者下意識動作相關(guān)認(rèn)知的容易程度。主要有反應(yīng)時間和識別的習(xí)慣，但不宜過長，即可分辨優(yōu)良，可分辨性即可儀表給出的信息被操作者感知并在相關(guān)認(rèn)知容易程度，主要有時間和識別準(zhǔn)確性等指標(biāo)，這些也是極其重要的。

9研究叉車儀表分析選型

叉車的儀表是顯示裝置的直觀體現(xiàn)，叉車前儀表與汽車類型不同，儀表比正常汽車要多的多，其中主要有燃料表，電量表，冷卻水溫表，油壓表，工作計時器，各種信息提示，這些是直觀的信息，由于叉車一般進(jìn)行速度較為緩慢，一般不單獨(dú)設(shè)置時速表與轉(zhuǎn)速表減少儀表內(nèi)容，主要是整體表盤簡潔和清晰。在眾多儀表中油壓表示要讀取瞬時數(shù)據(jù)的儀表，他們是數(shù)量儀表。儀表盤的尺寸設(shè)計也是人性化的，刻盤的大小和刻度標(biāo)記數(shù)量與人的觀察距離有關(guān)，刻度盤大小的刻度要滿足識別準(zhǔn)確，快速的要求，刻盤直徑25毫米開始增大，具體大小還要與顯示系統(tǒng)的觀察距離而定。endprint

10叉車的視野盲區(qū)

（下轉(zhuǎn)第104頁）

（上接第81頁）

由于叉車的結(jié)構(gòu)特殊性，除了側(cè)叉車，門架機(jī)構(gòu)一般位于駕駛者正前方，且包括起升鏈條，油缸的合理布置，現(xiàn)在大多數(shù)叉車使用了這種寬視野門架，門架的高度仍然會不同程度遮擋駕駛員前方視野。盲區(qū)是指在野區(qū)或視野內(nèi)被遮擋食物的區(qū)域，由于盲區(qū)會遮擋工作實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)生市區(qū)窄小，不利于叉車安全工作作于，所以要在視野設(shè)計時盡量擴(kuò)大視野，減小盲區(qū)。同視野，盲區(qū)也分為單眼盲區(qū)與雙眼盲區(qū)，在設(shè)計時根據(jù)實(shí)際情況選擇。

據(jù)權(quán)威調(diào)查顯示，駕駛員工作時候，有百分之30時間開倒車，因?yàn)榍胺揭曇氨回浳飺踝?，這樣叉車只能開倒車了，這樣就造成了駕駛員長時間扭頭是司機(jī)嚴(yán)重疲勞，就會產(chǎn)生脊椎或者腰椎的疾病，目前國外研制一種叉車來解決這種問題，就是在車后面有顯示裝置，這種設(shè)計理念可以減少腰椎的毛病。

11叉車的外觀造型設(shè)計

叉車外形的造型設(shè)計是叉車工業(yè)設(shè)計的重要組成部分，現(xiàn)代叉車的造型趨勢要求視覺上更有亮點(diǎn)，有創(chuàng)新，比如體型輕便、線條簡潔，造型整體性和個性強(qiáng)，從視覺上看上去比較協(xié)調(diào)美觀，整體造型流暢統(tǒng)一，整車的設(shè)計親和力強(qiáng)，能給用戶帶來購買的欲望。

12叉車的外觀色彩設(shè)計

叉車的色彩依附于車體，但是色彩更具有簡單的沖擊力，是產(chǎn)品競爭的主要手段之一，色彩和造型的相互配合可以給外觀以更直接的整體性，給人以視覺協(xié)調(diào)的感覺，色彩和造型的相互融合才可以使外觀更直接體現(xiàn)在人們的視野中。

12.1滿足環(huán)境的要求

叉車是在室外和室內(nèi)都能使用到的產(chǎn)品。所以叉車主要在室內(nèi)與室外使用其外觀應(yīng)有所不同。如果使用場合在室內(nèi)的話，一般都會用比較有亮度的顏色體現(xiàn)光感，比如黃色，綠色。如果使用產(chǎn)品在室外的話，這樣容易接觸水泥，灰塵容易被污染，這樣為了耐臟，就跟衣服也一樣，使用光感比較暗的色彩，黑色，紫紅之類的。

12.2滿足叉車功能的要求

主色調(diào)的選擇最重要，根據(jù)駕駛者的喜好和產(chǎn)品的功能不同而定，其余色彩必須圍繞主色彩進(jìn)行包裝，形成統(tǒng)一的整體感，從而滿足功能要求和不同客戶的需求。叉車是一種工業(yè)機(jī)械產(chǎn)品，顏色不要求花哨，但是叉車工作時對工作環(huán)境下非操作人員具有一定危險性，所以從調(diào)節(jié)顏色方面應(yīng)該考慮醒目色彩為主色調(diào)，這些色彩可以有警示作用。駕駛室內(nèi)的色彩選用低透明度，無反光的中性色，這樣對人無干擾，有利于駕駛員集中精力，安全操作，且不容易疲勞。對這種顯示器和操作裝置的產(chǎn)品，其控制面板的色彩要具有良好的視覺，辨認(rèn)度高，保證工作時反應(yīng)快捷，操作精準(zhǔn)。

13結(jié)束語

工業(yè)機(jī)械中常常用叉車進(jìn)行作業(yè)，這是比較方便的，它廣泛與碼頭港口，還有貨場，工廠車間，流通中心和配送中心，并進(jìn)入船艙和車廂內(nèi)進(jìn)行托盤，搬運(yùn)，并且實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，主要是減輕工人搬運(yùn)勞動強(qiáng)度，作業(yè)效率提高的主要工具。在設(shè)計叉車時要保證安全，如今社會比較重視社會分子，在日常生活中更要強(qiáng)調(diào)工作舒適性。

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