人机工程范文1
关键词：人机工程学 工程机械座椅 设计 座椅
人机工程学是一门新兴的科学，它的发展起源要追朔到上个世纪五十年代，它跨越了不同的科学领域，结合了多种科学原理、数据和方法，它所研究的重点对象为怎样将工程机械的设计布置和人身尺寸、生理及心理特点有机结合的相关问题。人机工程学的最大特点为，将人看做组成系统的一个元件，以人为主体，通过对人体进行详细分析，将人与机械进行优化协调，从而使整个工作系统得到完善。人机工程学的研究成果对工程机械驾驶员座椅的设计和布置有着重要意义。通过人机工程学的理念设计出的驾驶员座椅，充分根据人身尺寸、生理及心理特点，对人的使用及操作有一定的适用性，带给人一种舒适、安全的驾驶环境，让驾驶员与设备发挥有效的作用，使人机工程学的机械效率达到最高，这是现代人机工程学应主要研究的课题。
一、人机工程学对工程机械驾驶室的设计与布置
（一）对驾驶室的座椅位置进行确定。在人机工程中，驾驶员在工作中采用的坐姿，人和机械的重要接口就是座椅。因此，座椅的布置和设计对驾驶员座椅的舒适程度和驾驶室内相关的布置有直接影响。对座椅进行合理的布置，优化人和座椅之间的联系，为驾驶员提供一种舒适、安全的工作环境有着深远影响。
在对驾驶室座椅的位置进行确定时，第一个要确定的是，驾驶座椅上人身躯干与大腿之间的连接点，它是驾驶室座椅的尺寸和舒适程度的基准点。驾驶员通过自身条件将驾驶座椅调节到舒适的入座位置后，通过对座椅的前后调节，驾驶员自身坐姿角度的调整，使驾驶员在驾驶过程中不易产生疲劳，并且在操作过程中有利于满足操作的轻便型、视野的开阔性。
（二）驾驶员座椅和其他功能部件控制元件设计关系。工程机械中用于操作的机械功能部件控制系统比较多，首先座椅的位置与脚部操作部件的关系，要易于脚操作，而且长期工作状态下脚部又不易疲劳。汽车座椅位置和方向盘间的设计，要求两者之间的距离合适而且座椅对人体的肩部有支持，降低人体疲劳。座椅和工程机械操作杆之间的设计，手柄的操作杆一般在座椅两侧的控制箱上，座椅的设计要充分支撑手臂位置减少疲劳。
驾驶员的各项功能部件控制元件与座椅之间主要要考虑人体操作是的方便和避免人体的疲劳。按照人机工程学原理指导，充分考虑人体各方面的操作习惯和操作距离，对于容易疲劳的位置要对人体有支撑，避免疲劳。
二、人机工程学对工程机械驾驶员座椅的设计指导
在对驾驶员的座椅进行设计时，首先应该考虑驾驶员的人体心理及生理特点和人体压力合理性的分布，在选择参数的过程中，需要对驾驶室内驾驶座椅的舒适性和操作灵活性之间的矛盾进行调节，以及舒适性和视觉效果之间的不协调等。
（一）驾驶座椅乘坐的姿势。驾驶座椅的舒适程度的人体乘坐的姿势、生理特点有着紧密联系。人身的脊柱是支撑人体重量的关键，它的承受重量由上到下越来越大，腰曲变形变形最为严重。人体除了在站立时腰曲接近人体的生理弧形而产生的变形较小外，坐姿的不正确容易应发腰痛、腰酸等难受的感觉。因此，在对座椅进行设计时，应强迫驾驶员使用正确的坐姿。也就是：将臀部向前移与靠背分离开，让肩部往后倾斜，使两条腿之间的夹角保持在115?.并且让小腿向前伸，将大腿和小腿之间的夹角保持在110?至115?之间。然而，对于工程机械的驾驶员来说，为了能有良好的视觉效果和灵活轻便的操作性，可以适当减小大腿与小腿之间的夹角，这样才会使驾驶员的上身接近直立位置，让胸部保持挺起的状态，而肩保持微垂的合理姿势。有的时候为了保证操作的灵活性和视野的开阔性，就要适当牺牲驾驶座椅的舒适性。
（二）人体压力的分布。作用在驾驶座上的人体重量，要充分考虑到臀部的不同部位在感受到不适之前所能承受的压力，以及在靠背上的压力作用，做到分布合理，而不是平均区分。因此，从肩部和腰椎两方面来看，应该使压力由内向外逐渐降低。所以，在驾驶座椅的压力分布上应该是坐骨部分的压力最高，其次是长坐骨周围向臀部的部分逐渐降低，直到与坐垫前沿的大腿接触点趋于最低值；在驾驶座椅的靠背上体的压力分布，应为肩部和脊椎两部分的压力最大，即通过肩胛骨与腰椎之间的相互支撑，来保证腰曲弧形的正常和保护脊椎不易受伤。
（三）驾驶座椅的舒适度的标准。首先，驾驶室内的座椅尺寸要与人体的测量尺寸相一致；其次，工程机械的内部座椅应该根据人的坐姿不同，设计成可以自由调节的合理方案，方便驾驶员根据不同的条件需求，来满足不同坐姿要求的舒适度；最后，在设计工程机械的驾驶座椅时，应该保证驾驶员随时保持舒适的坐姿能力，靠背的设计需求应根据腰部的支撑力，合理的设计结构尺寸，方便驾驶员在乘坐时腰椎可以正常弯曲。
（四）工程机械座椅振动舒适性的设计。由于工程机械工作的环境比较恶劣，驾驶员在工程车作业是需要承受低频（2-8Hz）、高强度的机械振动。根据人机工程学得原理，人体头部的共振频率为2-30Hz，心脏约5Hz，眼睛为18-50Hz，臀与足为4-8Hz，肩部约2-6Hz，躯干约6Hz，人体总体的频率为7.5Hz左右，一般来说对应人体的敏感共振频率为4-8Hz，所以一般工程机械座椅的共振频率应保持在3.5Hz以内。
要保证共振频率在3.5Hz以内，我们在座椅的下部增加减振系统用于减低座椅的共振传递率。对于减振系统中的设计，首先在选择减振弹簧时（减振弹簧）要选择合适的弹簧，减低减振系统的共振传递率。其次要选择合适的阻尼缸。在确定整椅的配置后再通过实验确定共振频率。
（五）工程机械座椅设计的重点。通过人机工程学对工程机械座椅进行合理的设计，它的可行性可以分为四个阶段；概念化阶段、具体化阶段、周祥化阶段、检验校对阶段。概念化设计阶段是工程机械总体设计的理念和宗旨，是保证设计顺利进行的首要条件。具体化的设计阶段，将解决座椅的结构、外形、美观、材料等问题，并设定出基本的形状。周详化的设计阶段的重点是将整体的外观和核心架构进行设计。检验校对的设计阶段，是将产品的外观和座椅的造型及稳定性进行校对、检验，保证产品的质量和舒适度。以上就是工程机械座椅的设计重点。
总结：
总之，人机工程学的设计研发过程，对工程机械的驾驶员座椅的布置和设计有着深远影响，为工程机械驾驶室的舒适度和可操作性提供了保障，因此加强人机工程学的研究与开发，最大限度的满足人体的舒适程度，高度运用人机工程学的知识指导工程机械驾驶员座椅的设计，是非常有必要的，这也是未来发展的趋势。
参考文献：
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[4] 张宝.基于人机工程学的重载卡车驾驶室内部布置[J].一重技术，2011（05）.
人机工程范文2
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3
对于杂志的“人机工程学”也不难理解，就是从读者的角度来说，一本杂志翻起来是否舒适、流畅、符合大部分人的阅读逻辑和习惯。就像我们坐进车里，座椅的高度、方向盘的角度、挡把的位置等等是否得心应手。如果以大多数人的身材标准来衡量，大家都觉得别扭，那就显然是不符合“人机工程学”了。
我记得上一期我曾经说过，看一本杂志就像去饭馆吃饭，如果每次都有惊喜，下次你肯定还愿意再来。现在看来二者真的有很多相似之处，我们不就是厨师吗？每一期都在致力于为读者朋友们提供一场汽车文化的盛宴。
既然是吃饭，我们就要遵守必要的规则和礼仪。特别是西餐，如果你把头盘、主菜、甜点的顺序颠倒了，那一定会贻笑大方。细心的读者朋友们可能已经注意到了，我们把原有的内容调整为趋势、驾驭、人文和赛事四大板块。你可以理解为“趋势”是味道鲜美的开胃菜，而“驾驭”自然是汽车专业类杂志的当家主菜，“人文”部分是我们为您精心制作的甜点，“赛事”则是餐后一杯浓烈的咖啡。
在前面的资讯栏目中，我们增加了新闻锐评的环节，《动感・驾驭》不仅要做信息的传播者，同时还要做观点的制造者。这期的“驾驭”栏目真的很有料，奔驰“大S”的隆重登场毫无疑问再一次引领了豪华车的风潮，而Ghibli这个不到100万的玛莎拉蒂是否会对ABB等几大品牌造成冲击也特别值得关注。还有我们精心策划的阿斯顿・马丁100周年特别报道也不容错过，一个伟大的品牌之所以伟大，通过这篇报道您一定能够看出其中的缘由。
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【关键词】人机工程学；机械设计；应用
一、引言
人机工程学主要的出发点是依靠人的心理特征，深入研究人、机器与环境之间的关系与作用，从而不断优化人、机、环境系统。人机工程学研究的主要对象是操作者。因为工程机械的种类正在不断的增加，所以人机工程学的用途也将不断扩大，其工作的效率和工作速度也将日益提升。同时因为施工现场的复杂性，施工操作者要提升工作效率，就要面临巨大的挑战。以此为背景，不断改善工程机械操作者的工作环境，为其提供安全、高效的工作环境迫在眉睫，因此，人力工程在工程机械中的作用越来越突出。
二、人机工程学在机械设计中的应用
（一）人体尺寸数据与机械协调
人机工程学是最近几十年才发展起来的边缘学科，它综合了人体科学、环境科学、安全科学、社会科学、工程技术科学以及技术美学等方面的内容进行研究。要使得设计出来的工程机械产品符合人体的生理及心理特点，最大程度确保操作者处于舒适的工作环境中，以消耗能量最少，工作疲劳感降低，取得最大工作效率为目标，工作人员就应该合理地结合人体各部分尺寸，研究清楚机械使用的具体范围。不同种族，不同地区的人体尺寸范围不同，所以，在设计机械工程产品时，必须提前调查收集数据，了解具体某地人体尺寸范围，选则最恰当的结构参数。先进国家在测量人体尺寸方面有具体的国家标准，我国也制定了《中国成人人体尺寸》的标准，也就为我国引进国外先进的技术设备提供了一些可靠的数据，在开发新产品时应有效结合我国人体标准尺寸。
（二）人机界面在机械中的人性化设计
在机械操作界面，人机界面是主要设计方向，人机界面可以实现人与机器之间的信息传递和信息交换，是计算机科学和设计艺术学、心理学、人机工程和认知科学的交叉研究领域。由于机械结构比较复杂，具有较多的动力机构，所以，在操作界面的操作十分频繁。人机界面如果布置过于杂乱，会造成操作人员产生烦躁感。另外，还存在一定的安全隐患。合理的操作界面美观大方、通俗易懂、操作方便，操作面板是人机操作的主要界面，工作人员可以在操作界面上完成很多工作，在操作面板上可以显示出机械位置和倾斜度方面的信息，可以让操作人员处于一个比较舒适和高效的环境中，操作面板上位置和形式方面的设计可以结合结构的位置进行设计，操作面板定位方面可以结合设备的造型和操作要求进行设计，比如仪器仪表的设计尽量选用不刺激和不反光的暗色调。
（三）机械噪声方面的设计
由于煤矿企业工作环境具有的特殊性，其噪声存在于各个生产环节中，且煤矿生产设备噪声源比较多，噪声级别比较高，造成的噪声危害是多方面的。噪声不仅影响到工作人员的正常工作，还可能会诱发多种疾病。在强噪声的影响下，会影响人集中注意力，工作中容易出现失误，大功率的噪声可能会妨碍仪器设备的正常运转，引发安全事故。
（四）外观与功能相结合
有效结合人机工程学对工程机械的外观、色彩进行人机工程合理的设计，保障机械不仅在性能方面突出其优越性及先进性，还能够突出其完美的精神功能，使外观艺术与实用功能完美的结合。目前在工程机械产品中，多常见圆角曲线设计，这种设计就符合了人体工程学的设计理念，加强了机械产品的舒适程度，同时，外观也得到了进一步美化。色彩的合理应用，也能给人的心理带来一定的舒适感，好的色彩应用，能够加强工作人员的工作效率，能够减轻工作疲劳感，对工作人员的情绪也有一定的安抚作用。一般来说，工程机械产品都会采用较为明亮，低纯度的色彩，根据操作人员的工作特点，想要起到视觉缓和的效果，就要采用比较温和、安静、明亮的色彩。比如可以采用黄色或者橙色，再用深色作为小小的搭配，确保颜色能够互相呼应，给工作人员一种清亮、明快、和谐、稳重的感觉。在采用颜色设计时，还要注意结合名族特色，国家对颜色的喜好程度等方面内容，只有合理的设计，才能促使机械的广泛应用。
（五）安全可靠性研究
依据出现事故的概率问题，在安全性的基础上设计相对不合理的地方，实现防护措施的优先级和合理人机交互形式的转变。安全可靠性主要针对任何机械产品连个方向的研究，包含了控制系统的可靠性和机械运动的可靠性分析。安全可靠性研究需要分析人的因素，在人思考问题上的疏忽和不足，并在活动范围内实现数据的统计，并通过指导和学习不断的减少事故的发生，提高安全性和可靠性。产品在各种状态下的广义能量值中，如发生碰撞则对人体造成的伤害不能超过限定值。相互之间的关系中，针对事故及其出现的概率；事故出现概率与安全裕度；事故及其安全裕度进行设定一个限定值，判断人机系统的安全性。
三、结束语
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关键词：人机系统环境条件人机工程学
随着现代科技进步与发展，机械与人机工程的结合应用越来越广泛，在现实生活中机械专业不再仅仅局限在零件设计与装配过程上，而是与人机工程越来越紧密的联系在一起，在不同的作业中，人、机器、环境三者之间的协调与配合越来越密不可分。已涉及医学、生理学、心理学、人体工程学、医学等等多个领域。在我们的工作与生活中成为非常重要的一部分。
机械与人机工程学的核心问题是在不同作业中，人、机器及环境三者的协调、配合，研究方法，应用领域及评价手段。
内容与研究方向
人机工程学是一门关于人、机、环境协调关系的科学,它首先是一种理念,把使用产品的人作为产品设计的出发点,要求产品的外形、色彩、性能等,都要围绕人的生理、心理特点来设计;其次是一系列的基础知识和研究方法,其基础知识来源于心理学、预防医学、美学、人体测量学等,其研究方法包括自然观察、访谈和问卷调查、现场或实验室的对照比较和测试、有关的统计分析等;第三是整理形成的设计技术,包括设计准则、标准、计算机辅助设计软件等。其研究的对象是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；其研究的内容是人和机器及环境之间的相互作用；其研究的目的是提高工作效率，保证人的健康、安全和舒适性问题。所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、心理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。
机械设计是一项极其复杂的工程，机械与人机工程学是一门新兴的边缘学科，其中最重要的就是人机合一。研究的主要方向是与人有效结合。怎么结合，如何应用在实践中，如何让它为人类更好的服务。人、机、环境三者缺一不可。通过人机工程学的研究与应用，可为机械设计中考虑“人”的因素提供人体尺寸参数；为机械设计中考虑“物”的功能合理性提供科学依据；为机械设计中考虑“环境”因素提供设计准则；为进行人、机、环境系统设计提供理论依据。
存在问题
由于人机工程学中涉及的领域较多，范围较广，情况较为复杂，要使人、机、环境三者系统有效地结合在一起不是一件容易的事情。人是系统的总体，机器要与人的各项功能相适应，适应人的特点，如操纵空间要与人的测量尺寸相符，操纵机构要与人的形体及人体测量尺寸相适应。另外机器要适合人的视觉、听觉和触觉，还要符合人的常规要求，工作能力范围等。机器的操纵系统中控制台的高度要在坐姿人体的水平线以下，还要注意控制台的角度，安装位置等。机器的设计要符合人的视觉、听觉和触觉的要求。然后要结合环境因素，因为对工作环境的要求更为苛刻，首先是环境温度，环境温度是表示环境冷热程度的物理量。环境温度对于人体产生的生理效应，除了温度的高低外，还与环境中的湿度和风速（空气流动速度）等因素有关。因此在环境生理学上常采用温度-湿度-风速的综合指标来表示环境温度。这类温度指标统称为生理热指标，常用的有下列几种：①有效温度(ET)：根据人的主诉制定的温度指标。它将温度、湿度和风速等条件综合在一起，成为一种具有同等温度感觉的最低风速和饱和湿度的等效气温指标。②干－湿－黑球温度:以干球、湿球、黑球三种不同温度数值按一定的比例加权平均求得的温度指标。这种温度指标能反映环境温度对人体生理影响的程度。它主要是湿-黑-干球温度(WGBT),计算公式为： WGBT=0.7T+0.2Tg+0.1Ta。
研究方法
研究方法主要包括测量方法、模型工作方法、调查方法和数据的处理方法。
测量方法是人机工程学中研究人形体特征的主要方法，它包括尺度测量、动态测量、力量测量、体积测量、肌肉疲劳测量和其他生理变化的测量等几个方面。
模型工作方法 这是设计师必不可缺少的工作方法。设计师可通过模型构思方案，规划尺度，检查效果，发现问题，有效地提高设计成功率。
调查方法 人机工程学中许多感觉和心理指标很难用测量的办法获得。有些即使有可能，但从设计师工作范围来看也不完全准确，因此，设计师常以调查问卷的方法获得这方面的信息。如每年持续对1000人的生活形态进行宏观研究，收集分析人格特征、消费心理、性格爱好、表情变化、媒体接触、日常用品使用、设计偏好、活动时间分配、家庭空间运用以及人口计测等，并建立起相应的资料库。调查的结果尽管较难量化，但却能给人以直观的感受，有时反而更真实有效。
数据的处理方法 当设计人员测量或调查的是一个群体时，其结果就会有一定的离散度，必须运用数学概率方法进行分析处理，才能转化成具有应用价值的数据库，对设计产生指导意义。
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关 键 词：人机工程学 工业设计 教学研究
人机工程学是一门主要研究“人一机一环境”系统的多学科综合的边缘学科。人机工程学既研究“人-机、机-环境、人-环境”三个子系统的属性，又研究人机系统的整体结构及其属性。从而使整个系统安全、高效，且对人有较高舒适度和生命保障功能，最终达到系统综合使用效能最高。
黑龙江科技大学工业设计专业经过十余年的建设，对人机工程学课程的教学已提升到研究和实践阶段。人机工程学是工业设计专业的专业基础课，在工业设计专业的课程体系中占有重要地位。作为基础知识体系的重要组成部分，该课程教学的成效关系到后续的产品设计系列专业课程教学是否能顺利展开。所以该课程在“应用型人才”培养目标的指导下和前期教学研究的基础上，课程教研小组成员对本课程的教学思路、教学内容、教学方法和教学手段 进行了不断的探索、研究和实践。这门课程的教学改革历经几届学生的教学实践，最终取得了良好的教学效果。
一、课程教学内容体系研究
首先确立教学内容改革的目的，是实现应用人才培养目标：“具有开阔的眼界、良好的个人素质、正确地价值观、艺术与技术交融的专业知识结构；有较强的沟通表达能力、团队协作精神和良好的职业道德；具备较系统的工业设计核心知识、技能、态度，适应社会的应用型设计人才，力争实现就业零适应期。[1]”教学内容的组织方式是在必要的理论知识基础上，突出工业设计专业应用人机工程学的实用性和应用型；适当删减原先主要是适合工技术专业工科学生的纯理论研究性的教学内容，时着力加强本学科与工业设计专业的关联[2]。
人机工程学虽以独立课程单元存在，但却辅助于若干产品设计课程，本单元课程既具有相对的独立性，又具有较强的延续性，改革课程内容，优化理论学时，突出注重应用的特点。在教学内容的编排上，针对现行教科书章节安排的不合理，对各章节进行了重新整合，目的是希望在每一个“人的因素”的知识点后安排与其相应的设计内容“机的因素”，可以马上理论联系设计实际。同时把相关的一些“机的因素”安排在同一或相近章节，体现一定的内在逻辑性[3]。具体实施方案为：
（1）根据理论知识的关联性，将课程内容分为五大模块：基础知识模块、基础数据模块、设计原理模块、环境模块、人机系统设计模块。
模块一：人机工程学基础知识（第1-3章） 10课时
知识点：人机工程学的基本概述，工业设计与人机工程学，人机工程学综述，人的感觉特征及心理特征，人的运动系统机能及其特征等。
教学手段：多媒体课件进行理论讲授，设计案例剖析，课程实训。
模块二：人体测量与数据应用（第4章） 4课时
知识点：人体测量的方法与常识，常用人体测量资料、人体测量数据的应用。
教学手段：多媒体课件讲授，设计案例剖析，课程实训，网络互动。模块三：人机界面及各种装置设计（第5-8章） 18课时
知识点： 人机的信息界面图形符号设计、显示装置设计与选择、操纵装置设计与选择、工作椅设计主要依据。
教学手段：多媒体讲授，设计案例剖析，课程实训。
模块四：安全设计（第9章） 4课时
知识点： 了解与掌握事故分析、作业环境分析与安全设计之间的关系。教学手段：多媒体讲授，设计案例剖析，课程实训。模块五：人机总体设计及发展趋势（第10章） 4课时
知识点：与人体相关产品的选择及设计。
教学手段：多媒体讲授，设计案例剖析，课程实训，师生互动。
（2）优化理论课各部分的授课时数，突出重点内容。如：增加操作空间、人机信息界面设计部分的学时数，减少热、振动等环境的理论授课学时。
（3）结合煤炭优势，教学重点内容应侧重操作空间、操作面板、人机交互、人机协调等内容，优化理论学时，注重理论与实践的结合，以理论原则和实验数据为设计基础，共同完成实践项目。
二、课程教学方法和手段的改革
《人机工程学》课程针对学生的学习基础和特点，从教学内容中探索，从教学手段中发掘，既要遵循教学的普遍规律，又要有针对性、创造性，从而逐渐形成了具有鲜明特色的教学方法。在教学中主要采用案例教学法、项目实训法和小组攻关法方法等教学方法。
1、案例教学法
案例教学法是国际上推广的一种生动直观的先进教学方法，采取案例教学导入，理论与实践相结合教学方法。在教学过程中，采取师生共同讨论，广泛听取学生的见解，教师最后进行总结，避免了教师上课“一言堂”的做法。
2、项目实训法
为了将教学与实践结合得更加紧密，实现对学生创新精神和实践能力的培养。我们在教学中以“项目实训法”鼓励学生积极参加各类设计竞赛，以产品设计为载体，教师采用一对一指导的形式，以人机原理和产品设计理论为依据，帮助学生解决实际问题，师生共同攻关，使学生不仅学会了设计，部分教师和学生还以此为契机，为自己的设计生涯画上了光辉的一笔，师生均受益匪浅，项目实训法获得了丰硕的成果：多名同学在不同层次的竞赛上获奖；教师和学生多人申报外观专利，如图1 雪花书桌，图2小厨宝。
通过项目实训使同学熟练掌握产品设计人机工程学的知识和研究方法，并能够完成以人机为核心的产品设计和以产品系统设计（基本要素与应用要素）为延伸设计的完整工业产品设计，为工业设计相关专业课程的学习奠定坚实的基础。
3、小组攻关法
“小组攻关法”是根据学生的心理特征而实施的一种教学方法，这种方法是“项目实训法”的补充。学生在小组中彼此分享各人的意见和独到的见解，共同研讨，解决问题，通过“小组攻关法”加强了学生的团队协作意识和交流沟通能力。
三、以“科研促教学”为理念，将科研融入教学
结合黑龙江科技大学的煤炭专业特色和“科研促教学”理念，结合该课程建设，2007年成功申报黑龙江教育厅科学技术研究项目《基于人机工程学的采煤机操作系统应用研究》，将采煤机的操作系统的人机协调课题研究融入课堂，让学生在真题实践中得到锻炼，采用学生的优选设计方案，为企业提供设计参考；将人机协调理论应用于采煤机目前在我省尚属首例，在本领域处于黑龙江省内领先水平。
人机系统总体设计又称为TSD（Total System Design）设计法。TSD设计法的中心思想是系统设计必须分为一系列具有明确定义的设计阶段，而每个阶段的设计活动和任务必须是明确的。这是典型的系统化解决问题策略。“总体”的意义是强调人机系统的各个组成成分都应给予全面的考虑，以克服长期以来设计中忽略人和人的效能问题，其设计的目标是使系统的每个组成成分都为实现系统目标而能够协调一致地发挥各自的功能。
结合采煤机的操作流程进行操纵面板设计，采煤机手动操作系统的操作流程为：开启运输机采煤机泵电机站选择左、右截割；并具有急停手柄和备用手柄。
根据采煤机手动操作系统的操作流程，分析采煤机的工作空间、操纵装置的形状编码和力的大小、作业场所的布置原则来进行操纵面板设计，如图3采煤机操作界面所示。
“科研促教学”是提高大学教学质量的重要途径。科研成果能充实和改革教学内容、科研活动能促进师资队伍建设和教学环境的改善，课外科研小组能培养学生的科研能力，面向本科生学术讲座能激发学生创新意识；从而形成“科研水平提高—教师教学能力提高—教学质量提高—学生质量提高”的良性循环。在教学内容研究的基础上，开展科学研究和实践设计总结，编著《产品设计》教材，其中重点章节为产品设计与人机工程学。该书的出版标志着人机工程学课程的教学达到了一定的理论水平。
四、结语
通过本课题的研究实践，给学生提供大量的符合社会需求的设计实践机会，加深学生对专业的理解，提高了学生的设计能力，摆脱以往教学中理论脱离实际的状况，使学生更好地认识和感受工业设计现实和实践状况，使学生获得符合现实的设计体验，使学生在就业竞争中更具竞争力；使教师在教学和指导设计过程中，能使人机相关原理与产品设计有机融合，提高教师的专业水平、实践知识和设计指导能力；作为以培养创新能力和应用能力的素质培养为目标的建设，对于工业设计其它专业课程的建设提供了可借鉴的模式。
黑龙江科技大学教学研究项目，编号：JY13-54
参考文献
[1] 赵宏梅，李洪纲.基于三大教育理念的“HAT·CDIO”应用型人才培养模式的探究[J]. 设计，2012（2）.
