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键盘操作板的人机工程学设计和分析

人类工效学 1998年第1期4卷 58-60页

作者：吴小勇北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系

分析平板式计算机工作台不能较好地适应当前计算机作业的需要，提出名为“键盘操作板”的计算机作业用品设计方案，用以改善平板台使用中在手腕背屈、手臂支承、台面拥挤３方面的问题。键盘操作板的主要部分为一块约８０ｃｍ×２０ｃｍ... 详细信息

分析平板式计算机工作台不能较好地适应当前计算机作业的需要，提出名为“键盘操作板”的计算机作业用品设计方案，用以改善平板台使用中在手腕背屈、手臂支承、台面拥挤３方面的问题。键盘操作板的主要部分为一块约８０ｃｍ×２０ｃｍ的平板，以一定方式安装在平板台上靠近操作员一方。试产和试用结果表明，该方案简单易行，能有效改善多种上机作业的舒适性和方便性。

关键词：键盘操作板人机工程学设计设计方案工效学

基于人机工程学原则的中国安全禁止标志评估与再设计

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装饰 2021年第1期 92-95页

作者：管少平苏文盛华南理工大学设计学院

本研究评估了中国安全禁止标志的可理解性及其与标志设计人机工程学原则的相关性,运用标志设计的人机工程学原则与受试者反馈,对可理解性不佳的标志进行了重新设计,并通过标志理解性测试与偏好测试来验证设计过程的有效性。结果表明:我... 详细信息

本研究评估了中国安全禁止标志的可理解性及其与标志设计人机工程学原则的相关性,运用标志设计的人机工程学原则与受试者反馈,对可理解性不佳的标志进行了重新设计,并通过标志理解性测试与偏好测试来验证设计过程的有效性。结果表明:我国现行国标的安全禁止标志的可理解性情况并不理想,许多理解不佳的标志需要被重新设计;标志的可理解性与标志的熟悉性、物理相符性以及概念相符性都显著相关,利用人机工程学原则与受试者反馈来设计标志可以有效提高标志的可理解性。

关键词：禁止标志可理解性人机工程学设计安全标志

多功能互动健身车的创新机构设计及有限元优化分析

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多功能互动健身车的创新机构设计及有限元优化分析

作者：龙志健哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着人们生活质量的不断提高,健身行业得到了快速的发展,同时企业也相应地对健身器材的创新、研发方面提出了更高的要求。目前,对于健身车行业,主要着重于对其舒适性以及安全性方面进行改进研发,但在其核心领域,即运动方式上并没有得到... 详细信息

随着人们生活质量的不断提高,健身行业得到了快速的发展,同时企业也相应地对健身器材的创新、研发方面提出了更高的要求。目前,对于健身车行业,主要着重于对其舒适性以及安全性方面进行改进研发,但在其核心领域,即运动方式上并没有得到突破性的发展,造成了运动过程较为单调乏味,影响锻炼效果。为此,本课题研究开发了一款全新的多功能互动健身车。其特点在于双手双脚都能独立驱动,通过变换双手和双脚的运动组合和运动姿态,在实现一般自行车交替骑方式的基础上,增加了如踏楼梯、仿生跑等不同运动方式。其丰富的运动方式配合上合理的训练模式程序,更大程度地提升了健身车的趣味性以及运动效果。本文主要围绕着这种新型运动方式的机构创新设计及其相关分析研究而进行的。首先为了满足全新运动姿态的舒适要求,对健身车的主体结构尺寸进行全面合理的人机工程设计分析,以达到新颖性、舒适性和安全性的统一;然后在此基础上对其全新的运动方式和总体结构方案进行系统分析,并根据相关的功能需求着重对各个关键部件进行深入研究和机构设计;接着对其阻力系统的阻力输出、构造等方面进行了全面分析,并针对本健身车的独特驱动方式,设计出一种全新的阻力自动调节系统,使骑行者在全新的运动方式下也能获得平稳、舒适的锻炼感受,并通过样机的搭建以及相应实验验证了健身车设计方案的可行性;最后,针对实验时出现样机皮带打滑的问题,基于ANSYS Workbench软件着重对机架延伸板进行了有限元优化分析,使其达到所需的性能要求,以更接近产业化的需求。

关键词：健身车人机工程学设计阻力自动调节有限元分析

基于压力阈值研究的眼镜式可穿戴产品辅助设计系统设计

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基于压力阈值研究的眼镜式可穿戴产品辅助设计系统设计

作者：鞠雨欣湖南大学

学位级别：硕士

作为近年来逐渐成熟的新型智能硬件,眼镜式可穿戴产品以其便携性、轻量化和智能化的特性被认为具有广阔的应用前景。然而同其他可穿戴产品一样,佩戴舒适性一直是制约眼镜式可穿戴产品市场推广的重要因素之一。由于使用时该类产品需要与... 详细信息

作为近年来逐渐成熟的新型智能硬件,眼镜式可穿戴产品以其便携性、轻量化和智能化的特性被认为具有广阔的应用前景。然而同其他可穿戴产品一样,佩戴舒适性一直是制约眼镜式可穿戴产品市场推广的重要因素之一。由于使用时该类产品需要与人体头面部进行较长时间的直接接触,在此过程中产生的接触压力会直接影响到用户的佩戴体验,因此可以考虑通过参考压力阈值来约束接触压力的大小,从而保证产品的佩戴舒适度。压力阈值是衡量人体压力感知能力的指标之一,压力阈值越高则对压力越不敏感,在可穿戴产品领域的研究中压力阈值曾被用于指导耳机、鞋类等产品的舒适度设计。目前已有部分学者对头面部的压力阈值进行了测量和研究,得到了覆盖头面部不同区域的压力阈值分布。但这些研究大多数测量点较少,导致获得的压力阈值分布精度较低,而其中测量点较多的研究又没有聚焦于眼镜式可穿戴产品的接触区域,对此类产品设计的指导价值不高。除此之外,由于目前压力阈值辅助产品舒适度设计的形式单一,多以传统数据表格或压力敏感度地图这类二维形式供设计人员参考,使得阈值数据与三维模型的对应关系较弱,查阅起来不够直观。可见压力阈值数据的实际应用效果较差,需要进一步研究压力阈值其他的应用方式。因此本研究旨在关注压力阈值在辅助眼镜式可穿戴产品设计中的应用路径和应用形式。在应用路径研究中基于可穿戴产品人因设计开发模式提出了压力阈值辅助产品设计的研究路线,包含头面部压力阈值测量和人头模型-压力阈值映射两部分。为获取大样本的头面部压力阈值数据库,本研究对198名被试进行了较高密度的特征点分布并完成了测量实验,同时分析了压力阈值的区域分布规律以及人口学参数对压力阈值的影响。在数据库的基础上,研究根据人机接触面上的压力和形变变化分别提出了对应的人头模型-压力阈值映射方式。在应用形式上,结合目标用户对压力阈值的使用需求研究,将应用路径整合到压力阈值辅助设计系统中进行工具化呈现,使压力阈值数据在产品设计和评估阶段能够以定性和定量相结合的方式更好地辅助设计人员完善产品的舒适度设计,从而提升设计效率。本研究的创新点在于提出了压力阈值辅助眼镜式可穿戴产品设计的研究模式,基于该模式建立了大样本中国成年人头面部压力阈值数据库,并得到了人头模型与压力阈值的两种映射方式。不仅丰富了人体测量学数据库,同时也为压力阈值在产品设计中的应用提供了新的路径。本研究还基于压力阈值的应用路径设计了压力阈值辅助设计系统,填补了压力阈值在可穿戴产品设计辅助系统领域内的空白,帮助产品设计人员提高设计准确性和效率,减少原型迭代次数,是压力阈值数据驱动产品设计的新方式。

关键词：压力阈值辅助设计系统眼镜式可穿戴产品人机工程学设计

中国人头面部组织厚度数据库研究与可视化设计

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中国人头面部组织厚度数据库研究与可视化设计

作者：周保岐湖南大学

学位级别：硕士

头戴式产品的佩戴舒适性与头部组织的生物力学特性有密切的关联,有限元实验是一种基于生物力学特性的虚拟仿真实验,可用于确定产品与人体间接触应力和变形的分布情况,为人机工程学产品设计提供支持。建立精确的有限元模型依赖于基于颅... 详细信息

头戴式产品的佩戴舒适性与头部组织的生物力学特性有密切的关联,有限元实验是一种基于生物力学特性的虚拟仿真实验,可用于确定产品与人体间接触应力和变形的分布情况,为人机工程学产品设计提供支持。建立精确的有限元模型依赖于基于颅面部分区的面部分层组织厚度,并且和种族、年龄、性别息息相关。此前一些学者已经对中国人的组织厚度数据进行了测量和统计分析,但这些数据大多没有结合头面部复杂曲面和结构的分区分层,仅对单层组织进行了小样本的测量统计,并且最终的呈现形式均为传统数据表格或研究报告,可读性和易用性较差,研究结果对于设计的指导意义十分有限。因此,本研究旨在获取大样本的头面部组织厚度数据,挖掘中国人头部组织厚度信息的差异规律,并建立可视化厚度数据检索系统,完成从研究到应用的闭环路径,用数据驱动头戴式产品舒适度设计的发展。本研究使用华中地区1174个CT图像样本进行组织厚度测量,将头面部划分为17个解剖学区域,根据区域选取了33个特征点,分别测量了每个特征点的软组织总厚度,皮肤组织、脂肪组织、肌肉组织分层厚度,及骨骼硬组织厚度,并统计出了各区域的平均多层组织厚度,获得分层分区域的中国人头面部多层组织厚度数据库,并比较性别、年龄对FSTT的影响和双侧的对称性。由于头面部组织厚度数据库往往以文献或数据文档的形式存在,检索使用过程繁琐且效率低,因此本研究使用测量所得数据创建了一个可视化的头面部组织厚度数据库在线检索平台,通过竞品分析和用户研究,分析用户需求,设计了包含特征检索、数据检索和模型定制的在线数据产品,可满足产品设计师、虚拟仿真工程师和相关领域研究人员对数据库的检索及使用需求,使数据库可得到更加广泛的使用。本研究对于头面部的分层分区是组织厚度测量的重要创新,基于CT图像的大样本数据库建立,有效推动了中国人组织厚度测量研究进程。组织厚度数据库在开展产品与人体间相互作用的虚拟仿真实验,完成产品的尺寸设计具有重要的参考意义。本研究构建的可视化组织厚度数据库检索系统,提升了数据库的检索及使用体验,是数据价值的扩展。

关键词：组织厚度可视化数据库可穿戴式产品有限元人机工程学设计

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太空舱操控手柄人机一体化设计方法研究

太空舱操控手柄人机一体化设计方法研究

作者：苏莉莉西安电子科技大学

学位级别：硕士

空间站是迄今为止规模最大的航天器,体现着现代航天领域最全面、最复杂、最先进和最综合的科学技术水平。在空间站的探索进程中,需要借助空间站机械臂完成多项操作。航天员对于机械臂的操控是通过舱内操纵台上的力反馈操纵手柄实现的。... 详细信息

空间站是迄今为止规模最大的航天器,体现着现代航天领域最全面、最复杂、最先进和最综合的科学技术水平。在空间站的探索进程中,需要借助空间站机械臂完成多项操作。航天员对于机械臂的操控是通过舱内操纵台上的力反馈操纵手柄实现的。太空舱操控手柄是航天员与机械臂操纵台接触的重要媒介,是实现人机交互的界面。操控手柄虽为简单的元器件,却包含许多人机工程学的知识。如果在操控手柄的设计过程中忽视人机工程学,可能会形成诸多暗含的伤害和危险;反之,注重操控手柄人机工程学设计,不仅有助于满足使用舒适、操作高效的设计需求,还有助于保障太空舱的安全、手柄性能的充分发挥等。本文通过研究人机工程学设计理论,总结了手柄的人机工程学设计理论依据,并将此理论融入太空舱操控手柄的设计和仿真中。以下为本文重点研究内容:首先,分析航天员-操纵台的人机系统,提出了太空舱操控手柄的人机工程学设计理论基础。从人机系统的角度分析了航天员的行为原理和操纵台的基本结构及布局。根据人机工程学理论,结合操纵台、手柄和按键的结构特性,提出其人机工程学设计原则和设计要素。其次,按照设计流程设计出多个符合人机学的手柄方案。针对三种不同的操纵台布局方式分别进行操控手柄的设计。按照草图绘制阶段、分析建模阶段、渲染效果图阶段以及三维打印阶段的流程进行设计,论述每种设计方案的设计灵感及尺寸说明。再次,借助软件开展操纵台的人机学仿真和手柄尺寸适宜性分析。建立操作环境模型、三维人体模型,分别对三种操作姿势进行视野、手伸及界面、姿态舒适度的分析,对比出何种操作方式是最舒服的;建立手的模型,将各设计方案进行抓握模拟仿真,判断各方案的尺寸及形态是否符合人手的生理结构。最后,建立了一种科学的综合评价方法,从多种手柄设计方案中筛选出最合理的方案。确定手柄的评价指标,采用多目标多级模糊综合评价法创建数学模型,借助专家打分法确定各评价指标的权重,用计算机语言编写相关程序,对方案的各个评价指标评分,通过对比各方案评分结果,从中挑选出最优秀的设计方案。

关键词：操控手柄人机工程学设计仿真模糊综合评价

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浅谈纺织机械的绿色设计分析研究

中国高新技术企业 2012年第28期 13-15页

作者：何四新富润控股集团有限公司浙江诸暨311800

所谓绿色设计就是指从产品的设计阶段充分考虑产品的设计、制造,直至最后的报废处理对环境的影响。绿色设计可以有效地解决制造业对环境带来的污染问题,绿色设计理念越来越受到人们的追捧。纺织业作为我国的重要经济产业,其机械设备的... 详细信息

所谓绿色设计就是指从产品的设计阶段充分考虑产品的设计、制造,直至最后的报废处理对环境的影响。绿色设计可以有效地解决制造业对环境带来的污染问题,绿色设计理念越来越受到人们的追捧。纺织业作为我国的重要经济产业,其机械设备的绿色设计直接关系着纺织业的可持续发展和市场竞争力。文章主要对纺织机械的绿色设计进行了必要的分析。

关键词：纺织机械绿色设计竞争力可拆卸性设计人机工程学设计