工程机械人机工程学的发展
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人机工程学科发展展望1 人机界面技术研究在人机工程学中人机界面是最重要的一个研究分支,它是指人机间相互施加影响的区域,凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机界面。
可将设计界面定义为设计中所面对、所分析的一切信息交互的总和,它反映着人一物之间的关系。
广义的人机界面:在人机系统模型中,人与机之间存在一个相互作用的“面”,称为人-机界面,人与机之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。
机器的各种显示都“作用”于人,实现机-人信息传递;人通过视觉和听觉等感官接受来自机器的信息,经过脑的加工、决策,然后作出反应,实现人-机的信息传递。
人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性。
研究人机界面主要针对两个问题:显示和控制。
狭义的人机界面是指计算机系统中的人机界面。
人机界面(Human-Computer Interface),又称人机接口、用户界面(User Interface)、人机交互(Human-Computer Interaction),是计算机科学中最年轻的分支科学之一。
它是计算机科学和认知心理学两大科学相结合的产物,同时也吸收了语言学、人机工程学和社会学等科学的研究成果。
通过30余年的发展,已经成为一门以研究用户及其与计算机的关系为特征的主要学科之一。
尤其80年代以来,随着软件工程学的迅速发展和新一代计算机技术研究的推动,人机界面设计和开发已成为国际计算机界最为活跃的研究方向。
随着计算机技术、网络技术的发展,人机界面学的发展,会朝着以下几个方向发展:(1)高科技化信息技术的革命,带来了计算机业的巨大变革。
计算机越来越趋向平面化、超薄型化;便捷式、袖珍型电脑的应用,大大改变了办公模式;输入方式已经由单一的键盘、鼠标输入,朝着多通道输入化发展。
追踪球、触模屏、光笔、语音输入等竞相登场;多媒体技术、虚拟现实及强有力的视觉工作站提供真实、动态的影像和刺激灵感的用户界面,在计算机系统中,各显其能,使产品的造型设计更加丰富多彩,变化纷呈。
人机工程技术研究的现状及发展趋势关键词:人机工程;人机界面;视觉;目标拾取。
一、让技术人性化的科学--人机工程学1什么是人机工程学人机工程学是研究“人一机一环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系,为解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。
人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力,以及人受机器、作业和环境条件的限制。
人机工程学还研究人的训练,人机系统设计和开发,以及同人机系统有关的生物学或医学问题。
对于这些研究,在美国有人称之为人类工程学“ HUMAN ENGINEERING ”,人因(素)工程学“ HUMAN FACTORS (ENGINEERING) ” ,在欧洲有人称之为“ ERGONOMICS ”,生物工艺学,工程心理学,应用实验心理学以及人体状态学等等。
日本称之为“人间工学”,我国目前除使用上述名称外,还有译成工效学、宜人学、人体工程学、人机学、运行工程学、机构设备利用学、人机控制学等。
人体工程不同的命名已经充分体现了该学科是“人体科学”与“工程技术”的结合,实际上,这一学科就是人体科学,环境科学不断向工程科学渗透和交叉的产物,它是以人体科学中的人类学、生物学、心理学、卫生学、解剖学、生物力学、人体测量学等为“一肢”;以环境科学中的环境保护学、环境医学、环境卫生学、环境心理学、环境监测技术等学科为“另一肢”,而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统工程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”,形象地构成了本学科的体系,从人机工程学的构成体系来看就是一门综合性的边缘学科,其研究的领域是多方面的,大致包括电话、电传、计算机控制台、数据处理系统、高速公路信号、汽车、航空、航海、现代化医院、环境保护、教育、互联网等,人机工程学甚至可用于大规模社会系统,因此可以说与国民经济的各个部门都有密切的关系。
2人机工程学的国内外发展状况人机工程技术是21世纪信息领域需要解决的重大课题。
人机工程技术研究的现状及发展趋势作者:北京城市学院信息学部刘伟摘要:本文首先介绍了人机工程学的概念,回顾了人机工程技术国内外的研究状况,指出了人机工程技术研究的应用领域;其次通过对人机界面技术及视觉-目标拾取认知技术研究的规律研究的分析,对当前人机工程技术研究的发展趋势进行了探讨;最后对人机工程技术的应用前景进行了分析。
关键词:人机工程;人机界面;视觉;目标拾取。
一、让技术人性化的科学--人机工程学1什么是人机工程学人机工程学是研究“人—机—环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系,为解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。
人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力,以及人受机器、作业和环境条件的限制。
人机工程学还研究人的训练,人机系统设计和开发,以及同人机系统有关的生物学或医学问题。
对于这些研究,在美国有人称之为人类工程学“HUMAN ENGINEERING”,人因(素)工程学“HUMAN FACTORS (ENGINEERING)”,在欧洲有人称之为“ERGONOMICS”,生物工艺学,工程心理学,应用实验心理学以及人体状态学等等。
日本称之为“人间工学”,我国目前除使用上述名称外,还有译成工效学、宜人学、人体工程学、人机学、运行工程学、机构设备利用学、人机控制学等。
人体工程不同的命名已经充分体现了该学科是“人体科学”与“工程技术”的结合,实际上,这一学科就是人体科学,环境科学不断向工程科学渗透和交叉的产物,它是以人体科学中的人类学、生物学、心理学、卫生学、解剖学、生物力学、人体测量学等为“一肢”;以环境科学中的环境保护学、环境医学、环境卫生学、环境心理学、环境监测技术等学科为“另一肢”,而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统工程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”,形象地构成了本学科的体系,从人机工程学的构成体系来看就是一门综合性的边缘学科,其研究的领域是多方面的,大致包括电话、电传、计算机控制台、数据处理系统、高速公路信号、汽车、航空、航海、现代化医院、环境保护、教育、互联网等,人机工程学甚至可用于大规模社会系统,因此可以说与国民经济的各个部门都有密切的关系。
机械制造中的人机工程学应用人机工程学是一门研究如何改善人与机器之间的交互的学科,它在机械制造领域具有重要的应用价值。
本文将探讨机械制造中人机工程学的应用,并介绍其对提升生产效率和工作安全性的重要意义。
一、人机工程学在设计过程中的应用人机工程学在机械制造领域的应用始于产品设计阶段。
设计师需要考虑用户的人体工程学需求,以确保产品的舒适性和易用性。
例如,在设计工作座椅时,合理的人体工程学设计可以减少工人在长时间工作中的疲劳感,并降低工伤的风险。
此外,人机工程学还可以优化控制面板、按钮等的布局,提高工人操作的效率和准确性。
二、人机工程学在工作流程中的应用在机械制造的生产流程中,人机工程学也发挥着重要作用。
通过分析工作流程,确定人员与机器之间的交互方式,并优化工作环境和工具,可以提高工作效率和减少错误率。
例如,在装配线上,根据人机工程学的原理,可以合理安排工人与机器的距离和角度,减少作业者的劳动强度和劳损程度。
此外,通过使用符合人体工程学要求的工具和设备,可以提高操作的精确度和效率。
三、人机工程学在安全保障中的应用人机工程学在机械制造领域对提高工作安全性也有重要意义。
通过合理的人机工程学设计,可以减少因操作错误引起的事故和伤害。
例如,在机械设备中设置符合人体工程学原则的安全保护装置,可以最大限度地减少工人的伤害风险。
此外,人机工程学还可以用于培训工人,提高他们对设备操作的技能和安全意识,从而降低事故的发生率。
四、人机工程学在产品改进中的应用在机械制造领域,人机工程学不仅适用于新产品的设计,也适用于现有产品的改进。
通过对现有产品的人机工程学评估,可以发现存在的问题和不足,并提出改进方案。
例如,通过对操作界面的评估,发现用户操作复杂、功能过于繁杂,可以进行界面优化,提升产品易用性。
此外,根据工人的反馈和实际使用情况,结合人机工程学原理,对产品进行改进,可以提高产品的稳定性和耐用性。
综上所述,人机工程学在机械制造中的应用可从产品设计、工作流程、安全保障到产品改进等多个方面发挥重要作用。
●人机工程学的定义是什么?答:人机工程学(Man-Machine Engineering)是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
它有机地融合了各相关学科的理论,不断地完善自身的基本概念、理论体系、研究方法以及技术标准和规范,从而形成了一门研究和应用范围都极为广泛的综合性边缘科学。
用以设计使操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控制装置,并研究控制台上各个仪表的最适位置。
●人机工程学产生的年代和发展的三个阶段是什么?答:人机工程学的产生可以追溯到20世纪初,但是作为一门单独的学科有50多年的历史。
人机工程学发展的三个阶段分别是:(一)经验人机工程学。
从泰罗的科学管理方法和理论的形成到第二次世界大战之前,称为经验人机工程学的发展阶段,研究者大都是心理学家。
(二)科学人机工程学。
这一阶段的发展是在第二次世界大战期间,其特点是重视工业与工程设计中“人的因素“,力求使机器适应于人。
(三)现代人机工程学。
到了60年代至今,称为现代人机工程学发展阶段。
其研究方向使:把人-机-环境系统作为一个统一的整体来研究,以创造最适合于人操作的机械设备和作业环境,使人-机-环境系统相协调,从而获得系统的最高综合效能。
●英国是世界上开展人机工程学研究最早的国家,但本学科的奠基性工作实际上是在美国完成的。
所以,人机工程学“起源于欧洲,形成于美国”之说。
●●人机工程学的研究方法:1测量人体各部分静态和动态的数据;调查询问或直接观察人在作业时的反应特征;2对时间和动作的分析研究3测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的动态变化。
4 观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题。
5分析差错和意外事故的原因 6 进行模型试验或用计算机进行模拟试验。
7 运用数字和统计学的方法找出各变数之间的互相关系,以便从中得出正确的结论或发展有关理论。
●人机工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类,即人体构造尺寸和功能尺寸的测量数据。
●人机工程学的定义是什么?答:人机工程学(Man-Machine Engineering)是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
它有机地融合了各相关学科的理论,不断地完善自身的基本概念、理论体系、研究方法以及技术标准和规范,从而形成了一门研究和应用范围都极为广泛的综合性边缘科学。
用以设计使操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控制装置,并研究控制台上各个仪表的最适位置。
●人机工程学产生的年代和发展的三个阶段是什么?答:人机工程学的产生可以追溯到20世纪初,但是作为一门单独的学科有50多年的历史。
人机工程学发展的三个阶段分别是:(一)经验人机工程学。
从泰罗的科学管理方法和理论的形成到第二次世界大战之前,称为经验人机工程学的发展阶段,研究者大都是心理学家。
(二)科学人机工程学。
这一阶段的发展是在第二次世界大战期间,其特点是重视工业与工程设计中“人的因素“,力求使机器适应于人。
(三)现代人机工程学。
到了60年代至今,称为现代人机工程学发展阶段。
其研究方向使:把人-机-环境系统作为一个统一的整体来研究,以创造最适合于人操作的机械设备和作业环境,使人-机-环境系统相协调,从而获得系统的最高综合效能。
●英国是世界上开展人机工程学研究最早的国家,但本学科的奠基性工作实际上是在美国完成的。
所以,人机工程学“起源于欧洲,形成于美国”之说。
●●人机工程学的研究方法:1测量人体各部分静态和动态的数据;调查询问或直接观察人在作业时的反应特征;2对时间和动作的分析研究3测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的动态变化。
4 观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题。
5分析差错和意外事故的原因 6 进行模型试验或用计算机进行模拟试验。
7 运用数字和统计学的方法找出各变数之间的互相关系,以便从中得出正确的结论或发展有关理论。
●人机工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类,即人体构造尺寸和功能尺寸的测量数据。
机械工程中的新技术发展与趋势研究机械工程是工程学的一个重要领域,负责设计、制造和维护各种机械设备。
随着科技的不断进步和发展,机械工程领域也在不断创新和发展。
本文将探讨机械工程中的新技术发展与趋势。
一、机器人技术的崛起机器人技术一直是机械工程领域中的一个重要研究方向。
随着人工智能、物联网和传感器技术的进步,机器人技术正经历着显著的发展。
传统机器人主要应用于工业生产线上,但现在机器人已经开始涉足到日常生活中,例如智能家居和服务机器人等。
未来,机器人将越来越多地应用于医疗、农业和灾难救援等领域。
二、3D打印技术的革命3D打印技术是一项革命性的技术,正在对机械工程领域产生重大影响。
通过3D打印技术,人们可以根据设计的模型直接打印出三维物体,而无需传统的制造过程。
3D打印技术不仅可以加速制造过程,还可以节省材料和减少废料产生。
在机械工程中,3D打印技术可以用于制造零部件、原型设计和定制生产等方面。
三、智能化和自动化的发展随着科技的进步,智能化和自动化技术在机械工程领域得到了广泛应用。
例如,自动化生产线可以实现生产过程的高效率和高精准度。
智能传感器和控制系统可以监测和调节机械设备的运行状态,从而提高设备的效率和生产质量。
未来,智能化和自动化技术将越来越多地应用于工业生产和日常生活中。
四、可持续发展的关注在当前全球环境问题日益严峻的背景下,可持续发展已成为机械工程领域中的一个重要关注点。
机械工程师开始关注如何设计和制造更节能、环保的机械设备。
例如,他们在设计发动机时会优化燃烧过程以减少污染物排放;在设计风力发电机时会提高发电效率以减少对化石燃料的依赖。
可持续发展不仅是一种道德责任,也是机械工程师的一项技术挑战。
五、虚拟现实和增强现实技术的应用虚拟现实和增强现实技术是近年来迅速发展的技术,对机械工程领域也有重要的应用前景。
虚拟现实技术可以帮助工程师在设计阶段进行虚拟测试和模拟,节省时间和成本。
增强现实技术则可以将虚拟信息和现实物体结合起来,提供更直观、交互性更强的操作环境。
机械设计中的人机工程学优化在当今科技飞速发展的时代,机械设计已经不仅仅是关于机械部件的组合和功能的实现,更重要的是如何使机械设备更好地适应人类的需求和能力。
人机工程学作为一门研究人与机器相互关系的学科,在机械设计中的应用越来越受到重视。
通过对人机工程学的优化,可以显著提高机械设备的可用性、安全性和舒适性,从而提高工作效率,减少人为错误,保护操作人员的健康。
一、人机工程学的基本概念人机工程学旨在研究人在工作和生活中的生理、心理特点,以及人与机器、环境之间的相互关系和相互作用。
其目的是通过优化设计,使机器和环境适应人的特性,从而实现人、机、环境的协调统一。
在机械设计中,人机工程学主要关注人的操作能力、感知能力、反应能力、体力和精力等方面,以及如何通过设计来减少人的疲劳和压力,提高工作满意度。
二、机械设计中应用人机工程学的重要性1、提高工作效率一个符合人机工程学的机械设计可以使操作人员更加舒适、便捷地操作设备,减少不必要的动作和时间浪费,从而提高工作效率。
例如,合理设计操作手柄的形状和位置,可以使操作人员在操作时更加省力、准确,从而提高操作速度和精度。
2、减少人为错误人的疲劳、压力和不适往往会导致操作失误。
通过人机工程学的优化,可以减少操作人员的疲劳和压力,提高其注意力和反应能力,从而降低人为错误的发生率。
例如,设计清晰易懂的操作界面和标识,可以减少操作人员的误解和误操作。
3、保障操作人员的安全和健康长期在不符合人机工程学的环境中工作,容易导致操作人员患上职业病,如颈椎病、腰椎病、腕管综合征等。
优化机械设计可以改善操作人员的工作姿势和工作条件,减少职业病的发生风险。
同时,合理的安全防护装置和紧急制动系统可以在事故发生时保障操作人员的生命安全。
三、机械设计中人机工程学的优化要点1、操作界面设计操作界面是操作人员与机械设备进行交互的主要途径,因此其设计至关重要。
操作界面应简洁明了,信息显示清晰易懂,控制按钮和手柄的布局应符合人的操作习惯。
工程机械人机工程学的发展
类似的推荐驾驶室内舒适微气候参数在前苏联和欧洲也有,而在这些
方面国内一直都比较落后。
因此,工程机械驾驶室人机工程学研究具
有以下的意义:a.可以提高与促进国内人机工程的应用研究与扩展使
用领域,改进工程机械设计方法并提高其开发水平;b.可以将汽车目
前成熟的设计方法应用于工程机械,并相应研究工程机械对人机工程
学的特别要求,发展相应理论研究;c.如果应用得当,将会从技术上
使国内工程机械的操作舒适度、工作效率和安全性得到提高,并对实
际设计给予正确的指导;d.改进目前国内现有的工程机械设计标准,
推动行业的发展水平;e.进一步提高设计的工作效率,设计适合中国
人体形的工程机械设备,改良常规的落后设计手段。
总之,对于国内
学术而言,许多工程机械设计缺乏人机工程的相关理论,在人机工程
学方面的研究也不多(有的相关研究还停留在经验人机工程学的基础上),所以研究人员必须了解我们的不足,学习先进的研究方法,改
善国内工程机械驾驶室人机研究的落后状态。
工程机械驾驶室的发展趋势
工程机械驾驶室轿车化、人性化、信息化是体现当今工程机械发展的
必然趋势。
驾驶室作为工程机械的一个重要组成部分,人体操作和机
械的交互载体,其设计的合理性,舒适性直接影响的操作人员的安全
与工作效率。
改善操作人员的舒适度,降低疲劳感,是现在工程机械
设计的重要课题。
人机工程学的原理在国际工程机械驶室设计中得到
了广泛的应用,更舒适、更安全、更可靠且外形更美观、操作更方便、更灵活、结构更加合理早已成为工程机械的趋势发展。
在国际上已涌
现了一批高水平专业化的为国际工程机械主机配套生产各种驾驶室的
生产厂商,例如为Caterpiller、LiebHerr等世界著名工程机械企业
提供工程机械驾驶室的配套厂。
这些工厂为国际先进的工程机械驾驶,国际化标准化生产配套的工程机械驾驶室总成已经形成了,包括:电
器仪表系统、操纵系统总成、驾驶室的结构件、座椅、仪表盘支架总
成及舒适软化的驾驶室内部装饰等。
高端工程机械驾驶室形成了一个
符合人机工程学的有机整体。
国外先进厂家已经对工程机械的驾驶室
提出了一些细致的要求:
a.驾驶室的内部布置充分考虑人机工程学,例如仪表的摆放位置,操
作方式等,最大限度地降低驾驶员的疲劳程度,从而使驾驶员的工作
效率和安全性得到最大程度的提高;
b.内部装备安全舒适豪华,全封闭内室,配置空气悬浮座椅、半自动
或全自动空调、电控门锁车窗、安全气囊、环绕式仪表板、碰撞吸能
转向柱、电动天窗、高级音响娱乐系统等;
c.驾驶室悬置系统采用空气弹簧,可以有效地隔绝振动和噪声,提高
整车的舒适性和平顺性。
这些技术要求也为国内工程机械驾驶室设计
发展提供了方向。
还有很多先进的技术也被大量引用到工程机械驾驶
室设计上来,例如:计算机辅助设计、虚拟现实技术、空气动力学模拟、电子样车技术、三维人体模型、模块化设计等,这些先进的技术
将有效的提高工程机械驾驶室设计的水平。
人机工程学实验的应用,也将是为了工程机械驾驶室设计发展的必然
趋势,目前国内的研究绝大部分停留在经验人机工程学、人体尺度和
操作范围上,很少进行有效的人机工程学实验。
先进的人机工程学研
究应该基于准确的实验,利用数据说明问题。
国际上很多实验室,在
研究人机工程学时都使用生理多导仪,通过采集人体的生理信号,将
其数字化并加以分析得出有效结论。
生理多导仪可以采集人体心电、
脑电、肌电、眼电、血压、肌张力、呼吸波、神经电位、皮肤电阻等,这些人体参数,对工程机械驾驶人机工程学研究有着重要作用,利用
这些人体参数,研究人员可以有效的检验设计是否满足人机工程学要求。
总而言之,以人为本的开发设计理念、充分考虑人机工程学在工程机
械驾驶室的应用,提高操作人员的舒适度、安全性和工作效率是工程
机械驾驶室发展的不断追求。
充分利用计算机辅助设计,人机工程学
实验设备等先进技术,将安全使用、舒适操作、提高工作效率等作为
我国工程机械驾驶室发展的目标,我国工程机械驾驶室人机工程学设计水平一定会得到显著的提高。
工程机械人机工程学的发展。