人机工程学大作业.docx

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人机工程学大作业

人机工程学大作业

目　录

前言

公交车是现代人类出行的重要交通工具，如何提高公交车的安全性与舒适性成了现代公交车车内环境改善的重要目标。

这就需要我们通过人机工程学的研究来实现。

人机工程学是研究人与工作场所、人与生活及工作环境、人与使用器为其间接口之互动关系，且包含相关之设备、工作场所、工做方法、生活环境和器具的一门实用性科学。

人机工程学（HumanFactorsEngineering）是一门应用人性绩效（如生理、心理和工业工程），改善工作系统（包括人、工作、工具、设备、工作场所、工作责任和周边环境）使得人员能在安全、卫生和舒适的情况下，发挥其最大工作效率、及提高生活品质的科学。

人性因素（HumanFactors）是美加地区对人机工程学的称呼。

在欧洲则广范地使用具有“工作研究”含义的Ergonomics来称呼它。

人性因素、人机工程学、生物力学（Bio-mechanics）、生物工程学（bio-engineering）、人体工程学（HumanEngineering）和工程心理学（EngineeringPsychology）在文献上常常被互相交换使用。

在美国空军系统管制中心（AFSC）的教本中，人性因素并不与人体工程学同义，人性因素的内容包罗万象，它涵盖了全部有关运用到系统中人员的生理学和心理学上的所有考查。

它不只包含人体工程学，而且也包含了生命的支持（lifesupport）、人员的选择、训练设备、工作绩效辅助选员（jobperformanceaids），绩效的测量和评估。

人机工程学的原则是设计出适合于人的特性的系统。

为了设计和改善人-机-环境系统，必须知道系统中进行作业的人体各部分的大小、形状、移动范围等形态特性、并根据这些特性来设计显示装置和操作器具。

人体测量的资料在现代工业化生产中是一切产品的基础，它不仅与工作人员的健康、安全和效率等方面有关，并且不像在手工业生产时代的生产者和使用者个人之间直接接触一般是可能的，但是在今天，制造者与使用者是互不相识的。

因此更有必要收集各种不同代表性的身体尺寸，按年龄、性别以及其他特征进行分类和整理。

有了完善的人体尺寸数据，还只是达到了第一步，而学会正确的使用这些数据才能说真正达到了人体工程学的目的，才能将人机工程学应用到社会实践当中去。

《人机工程学》大作业任务书

一、设计题目：

基于人机学的公交车车内环境研究与设计

二、主要内容

在这个作业中，我着手对公交车车车内环境进行了研究和分析，针对不合理的地方，运用人机工程学的知识进行改进，首先为了消除不合理处，我重新对靠近公交车门的把手的分布位置和把手的形状进行了设计，其次根据人体测量的参数，对公交车车内扶杆的高度进行了规定，另外在细节方面也从人机工程学的角度予以考虑。

三、设计任务及要求

⑴完成大作业课题任务分析及资料消化（至少查询5份参考资料）

⑵完成大作业课题设计

⑶完成大作业说明书

四、设计方法及骤

（1）题目分析：

课题总体把握，结合实际对不合理之处进行一一分析，构造出改进的基本思路，形成初步的改进方案。

（2）进行测定，对现有的公交车车内扶杆的高度进行测量，结合人机工程学中的人体测量学进行二次设计。

（3）收集资料，为改进寻求可靠的依据。

（4）全面以各思路为分析对象，完善细节。

（5）用sketchup软件建模，画出设计完整的公交车立体图片

五、编写大作业说明书

大作业说明书要求：

文字叙述清楚，使用统一规定的格式，分析问题透彻、简洁明了，理论正确，设计内容正确、数据来源可靠、正确。

大作业设计说明书正文要求10页以上。

附参考资料名称说明。

设计期限：

2008年9月12日至2008年11月10日

颁发日期：

2008年9月12日

第一章大作业内容简介

1大作业的意义

通过对大作业课题的实际研究，我对人因工程有了更深刻的了解，特别是人因工程三大要素———人、机、环境都在设计过程中有了深刻的体现。

要推广工业工程，使其得到快速发展，必须引入人因工程的概念。

2大作业设计内容

人机工程学作为以人为中心的综合性学科，如果不通过实际应用，那么学习时面对各种分散的资料，就感觉抓不住重点，只有完成一次应用实践，用人机工程学的理论和知识分析一个实际问题，才算是真正接触了这门学科的实质，只有把理论和实践相结合，才能得到更大、更深的收获。

为了满足最高的效率和作业时感到安全、舒适的要求，人机工程学应运而生，随着时代的发展和高科技的日益成熟，这一切都使得人机工程学问题的研究显得更为重要，放眼于整个社会，只要有人工作和活动的地方都存在需要利用人机工程学改进的地方，只有使作业场所适合于人的特点，才能保证人以无害于健康的姿势从事劳动，既能高效地完成预期目的，又感到舒适和不至过早的产生疲劳。

我这次的设计课题以公交车车内环境为主体，运用人机工程学的专业知识来选取一个细节分析并改进，经过分析和推敲，我最终选择了公交车车门及附近扶手的位置布置为分析的重点，因为平时坐公交车，对公交车内部环境有深入观察，也经常看到有人下车时被车门夹伤的事件，从人机工程学的角度，它确实存在着一些技术上的不合理，虽然司机驾驶座附近有后门的监视器，可以一目了然地看到后门的情况，这样的设计我们不能否定，但难免有时乘客还未来得及下车，司机一时疏忽将门关上，导致夹伤乘客，所以基于实际和操作因素，设计者的设计思路还需要改进，基于对车内的乘客安全考虑，我采用了将车门内附近扶手设计成不光滑的扶杆，因为光滑的扶杆容易导致人在握住扶杆时由于公交车突然加速导致人因扶手滑脱被甩至车门附近，存在安全隐患，且将车门前护手设计成往上翘起，避开安全隐患的区域；基于对下车的乘客安全考利，我采用将下车门装上特殊的感应装置，一旦感应到乘客还没下车，正在合拢的车门会停止合拢，避免夹到乘客。

“就类似于银行的自动门，车门立即得到反馈，自动将门开启，避免夹伤乘客。

最终的模型确定之后，通过sketchup的建模软件建出立体图，使改进过的设计成型。

3大作业设计思路

根据分析，本次大作业主要从以下3方面进行研究。

第一，基于对车内的乘客安全考虑，我采用了将车门内附近扶手设计成不光滑的扶杆，因为光滑的扶杆容易导致人在握住扶杆时由于公交车突然加速导致人因扶手滑脱被甩至车门附近，存在安全隐患，且将车门前护手设计成往上翘起，避开安全隐患的区域

第二，基于对下车的乘客安全考利，我采用将下车门装上特殊的感应装置，一旦感应到乘客还没下车，正在合拢的车门会停止合拢，避免夹到乘客。

就类似于银行的自动门，车门立即得到反馈，自动将门开启，避免夹伤乘客。

第三，其他细节方面，由于大部分公交车采用发动机后置后驱的驱动方式，坐在后排的乘客会感到比前面的乘客更强烈的震动，考虑在后排的座位下安置大刚度的弹簧以减少发动机引起的车座震动。

第二章大作业设计过程

1公交车车门附近扶手改进

1.1公交车车门附近扶手现状分析

车门一下弹过来，乘客手腕被车门夹住图1

由图一以看出现在公交车车门附近扶手的外形和分布，设计者将车门附近的扶手位置设计得过于靠近车门内侧，且设计扶手很光滑，这样的设计从一定程度上讲并无不妥，但仔细推敲琢磨就会发现它存在安全隐患。

大部分下车的乘客由于急于下车，会在没停车之前就站到比车内地板低不少的台阶处，出于稳定身体，乘客又不得不将手扶向靠近车门内侧的扶杆处，当车门突然打开，乘客由于没有来得及反应，手腕被车门牢牢夹住。

设计者主要考虑车内扶手结构的协调、美观以及车内扶手的受力状况，对于这些因素我们不予否认，但设计者忽略了最重要的安全问题，如若安全问题得不到保障，这样的公交车不乘也罢。

1.2改进分析

在这里我们对这种情况进行考虑。

基于公交车车门附近扶手的布置，设计者考虑了美观，协调，将扶手设计得过于靠近车门内侧。

我们这样分析，既然扶手是为了让车内乘客达到扶持以稳定身体的目的，如若放弃美观的因素，我们应将扶手的位置做一下改动，避开车门内侧这样的安全隐患区域。

综合上述情况，应当将车门前护手设计成往上翘起，避开安全隐患的区域。

2公交车车门设计的改进

2.1公交车车门的现状分析

现在的公交车主要由公交车司机通过前端的监视器来观察后门的乘客情况，当司机判断乘客全部下车完毕后，按动关门按钮，车门关闭。

绘制成流程图如下（这里只考虑下车环节，上车暂不作考虑）：

公交车到站乘客下车流程图2

在此我们结合流程图分析如下，其中公交车到站，按动开启按钮，后车门开启这三个环节都不容易出现安全隐患，最容易出现安全隐患的是从乘客下车到按动关闭按钮这个环节，因为单靠司机观察，有时难免会出现疏忽。

司机判断失误，乘客还未下车，按下关闭按钮，乘客被夹伤。

2.2改进分析

在车门正上方装上红外感应装置，如果有乘客还未下车完毕，即使司机按下关闭按钮，车门也并不会关闭，同时向司机发出警报信号，延迟关闭车门。

2人机评析

对车门附近扶手进行考察：

用CAD作出如图3所示：

图3车门附近扶手CAD图

2.1长杆的高度：

现有长杆的高度为2米，根据人体测量，考虑通常人体的身高不会超过1.9米考虑，所以2米的长杆高已经足够。

2.2弯曲扶手距离汽车内地板的高度：

弯曲扶手距离汽车内地板的高度为1.2米，考虑到每个乘客的身高具体尺寸的不同，经实验证明，取1.2米的高度可使身高较矮的乘客获得舒适的握感，如果乘客较高，可将手扶握在向上翘起的扶杆上以获得较舒适的握感。

2.3向上翘起的扶杆与主长杆之间的距离：

向上翘起的扶杆与主长杆之间的距离设计为20厘米主要是考虑避开公交车门的开合扇角所形成的区域，乘客的手扶在上面也不用担心会被车门夹到。

第三章改进设计

1改进设计图

图4车门内附近扶手设计改进图

综合上述分析，改进用sketchup软件作图4所示

2改进设计说明

1）弯曲扶手距离汽车内地板的高度为1.2米。

取1.2米的高度可使身高较矮的乘客获得舒适的握感，如果乘客较高，可将手扶握在向上翘起的扶杆上以获得教舒适的握感。

2）向上翘起的扶杆与主长杆之间的距离设计为20厘米主要是考虑避开公交车门的开合扇角所形成的区域，乘客的手扶在上面也不用担心会被门夹到。

第四章小结

4.1课题内容小结

这一次的大作业，我选取了改进公交车内乘车环境作为分析的课题，在这其中，所有的工作都是满足一个目的，即安全、舒适、高效，同时我也意识到了人的自然行为倾向对于人机工程学设计的重要性，人因学的基本要求是使机械设备、工具、作业场所以及各种用具、用品与人的生理、心理特点相适应，达到人们工作和生活的最佳效率和保持良好的状态，为次，涉及生理学、心理学、社会学诸多因素的人的自然行为倾向，便在其中起着很重要的作用。

4.2大作业小结

通过这次大作业的亲身实践，我深深感受到了人机工程学这门学科的实用性，也发现在我们身边有这么多可以改进的细节，也体会到如果人机工程学能普及到生活的每一处，这将对社会、人们的生活造成不可估量的影响。

在作业的完成过程中，在对专业知识的运用方面，我也成长了很多，每一次想法的改进都加深了我对人机工程学这门学科的理解和掌握，这也使得我让我逐渐地加强工业工程意识和对人机工程学知识的应用能力。

由于时间限制和水平的不足，大作业中还存在较多的漏洞和缺陷，我也会尽力完善它，同时也非常感谢在实习过程中帮助过我的老师和同学们。

希望以后的大作业能够更加认真，提高大作业的完成水平和质量。

参考文献

1、张宏林，人机工程学，高等教育出版社，2005

2、阮宝湘，人机工程学课程设计/课程论文选编，机械工业出版社，2005

3、单汝波，基于人机工程学的办公室研究，2007

4、孔庆华，xxxx等，人机工程学基础与案例，化学工业出版社，2008

5、新华网