人機(jī)工程學(xué)在叉車設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

1、    人機(jī)工程學(xué)在叉車設(shè)計(jì)上的應(yīng)用    趙曉東摘要：叉車的人機(jī)工程設(shè)計(jì)還有色彩以及造型設(shè)計(jì)是叉車設(shè)計(jì)的主要部分，這三個(gè)方面進(jìn)行分析與研究，給出更為合理的設(shè)計(jì)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(jià)值是由一些設(shè)計(jì)思路對(duì)不同類型的工程機(jī)械類型的設(shè)計(jì)是大同小異的。關(guān)鍵詞：叉車；人機(jī)工程；造型設(shè)計(jì)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(chǎng)所比較狹小的空間作業(yè)。人機(jī)工程設(shè)計(jì)主要是以人的心理和特性為根本，運(yùn)用系統(tǒng)，對(duì)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(jì)，運(yùn)用這種設(shè)計(jì)可以使叉車

2、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(jì)叉車人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)涉及到人體與機(jī)器多方面領(lǐng)域，包括人體測(cè)量學(xué)，工程心理學(xué)，行為科學(xué)，最重要的是人體測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)在安全設(shè)計(jì)中起到至關(guān)重要的作用，在人體測(cè)量中，多用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。2人體測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)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(jì)中使用群體的人體測(cè)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(lái)統(tǒng)計(jì)處理得到使用群體的主要人體測(cè)量數(shù)據(jù)。人體測(cè)量數(shù)據(jù)習(xí)慣用百分比來(lái)表示，這是一種數(shù)據(jù)測(cè)量指標(biāo)，一個(gè)百分?jǐn)?shù)把數(shù)據(jù)測(cè)量分為兩個(gè)部分，有百分之五，百分之五

3、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(duì)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(shì)和運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)，根據(jù)百分位來(lái)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(shí)最常用的仿真模型，通過(guò)有效的關(guān)節(jié)點(diǎn)連接來(lái)進(jìn)行仿真。而三維人體模型，是隨著計(jì)算機(jī)高科技發(fā)展迅速而生成的仿真模型，它相對(duì)于二維人體模型對(duì)比，是更直觀，方便準(zhǔn)確的模擬人的行動(dòng)。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

4、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(huì)均勻分配椎間盤各個(gè)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(gè)情況分析，這里主要是靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析，經(jīng)過(guò)專業(yè)的操作分析，靜態(tài)分析是通過(guò)前期對(duì)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(guò)人體模型來(lái)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(dòng)態(tài)分析主要是車輛運(yùn)行中狀態(tài)對(duì)于座椅舒適性的影響駕駛者，對(duì)于叉車這里主要研究振動(dòng)和座椅位置移動(dòng)對(duì)于座椅的影響，在叉車這里主要研究振動(dòng)和位置 移動(dòng)對(duì)于座椅的影響，在叉車運(yùn)行中路和動(dòng)力振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生顫動(dòng)，為了

5、減小駕駛員的影響安裝座椅懸掛系統(tǒng)，這種系統(tǒng)通過(guò)科學(xué)規(guī)律以改變座椅振動(dòng)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(jì)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(zhǎng)時(shí)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(jì)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(jì)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

6、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(jì)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(jì)，主要考慮其形態(tài)尺寸、操作形式與行程、扳動(dòng)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(dòng)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(dòng)，減輕操作者的疲勞程度。7叉車踏板人機(jī)人性化設(shè)計(jì)一般當(dāng)操作力超過(guò)不超過(guò)147n，且連續(xù)使用時(shí)，可以選著踏板控制器，叉車中一般加速，制動(dòng)

7、選用踏板操作，此機(jī)械傳動(dòng)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(jì)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(jì)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(shí)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(jì)中，信息顯示形式一定要簡(jiǎn)單，不復(fù)雜，形象有層次符合識(shí)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(shí)動(dòng)作相關(guān)認(rèn)知的容易程度。主要有反應(yīng)時(shí)間和識(shí)別的習(xí)慣

8、，但不宜過(guò)長(zhǎng)，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(shí)間和識(shí)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(jì)時(shí)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(shí)速表與轉(zhuǎn)速表減少儀表內(nèi)容，主要是整體表盤簡(jiǎn)潔和清晰。在眾多儀表中油壓表示要讀取瞬時(shí)數(shù)據(jù)的儀表，他們是數(shù)量?jī)x表。儀表盤的尺寸設(shè)計(jì)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(shí)別準(zhǔn)確，快速的

9、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。endprint10叉車的視野盲區(qū)（下轉(zhuǎn)第104頁(yè)）（上接第81頁(yè)）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(huì)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(huì)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(jì)時(shí)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(jì)時(shí)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(shí)候，有百分之30時(shí)間開倒車，因?yàn)榍胺揭曇氨回浳飺踝?/p>

10、，這樣叉車只能開倒車了，這樣就造成了駕駛員長(zhǎng)時(shí)間扭頭是司機(jī)嚴(yán)重疲勞，就會(huì)產(chǎn)生脊椎或者腰椎的疾病，目前國(guó)外研制一種叉車來(lái)解決這種問(wèn)題，就是在車后面有顯示裝置，這種設(shè)計(jì)理念可以減少腰椎的毛病。11叉車的外觀造型設(shè)計(jì)叉車外形的造型設(shè)計(jì)是叉車工業(yè)設(shè)計(jì)的重要組成部分，現(xiàn)代叉車的造型趨勢(shì)要求視覺(jué)上更有亮點(diǎn)，有創(chuàng)新，比如體型輕便、線條簡(jiǎn)潔，造型整體性和個(gè)性強(qiáng)，從視覺(jué)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(jì)親和力強(qiáng)，能給用戶帶來(lái)購(gòu)買的欲望。12叉車的外觀色彩設(shè)計(jì)叉車的色彩依附于車體，但是色彩更具有簡(jiǎn)單的沖擊力，是產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)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(jué)協(xié)調(diào)的

11、感覺(jué)，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(chǎng)合在室內(nèi)的話，一般都會(huì)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(shí)對(duì)工作環(huán)境下非操作人員具有一定危險(xiǎn)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(wú)反光的中性色，這樣對(duì)人無(wú)干擾，有利于駕駛員集中精力，安全操作，且不容易疲勞。對(duì)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(jué)，辨認(rèn)度高，保證工作時(shí)反應(yīng)快捷，操作精準(zhǔn)。13結(jié)束語(yǔ)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(chǎng)，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(dòng)強(qiáng)度，作業(yè)效率