机车驾驶室的人机工程学设计（精选6篇）
篇1：机车驾驶室的人机工程学设计
人机工程学小组论文
题 目： 机车驾驶室的人机工程学设计 班 级： 铁车二班 学 号: 20097836 姓 名： 陈 明 指导教师： 李怀仙 人机工程学是近几十年才发展起来的一门新兴边缘科学。它主要研究工程技术设计如何与人体尺寸、生理和心理特性相适应的问题, 其目的在于获得最高效率及作业时的安全和舒适。机车驾驶室是机车乘务员的作业场所,在机车驾驶室的设计中,应用人机工程学,其目的就是使所设计的机车驾驶室不仅能满足机车乘务员的作业要求,而且能使机车乘务员操作方便、舒适、安全,减少体力疲劳和精神负担。笔者主要从人-机关系和人-环境关系两个方面来分析机车驾驶室的设计,使其更适宜于人的操作,有效地发挥机车乘务员和设备的作用,从而使人-机-环境系统总体性能达到最优。从人-机关系方面考虑机车驾驶室的设计 1.1 操纵台面板的设计
机车操纵台是列车运行的人机界面,是机车乃至列车设备系统的集中反映,操纵台上器件设置是否科学合理,对乘务员能否全面准确地完成驾驶职能有很大影响。(1)GB,U IC有关操纵台布置的几项原则[ 1, 2 ] GB /T67696 OR7.2 等同):“正常运行时使用的操纵装置均应靠近司机,尽可能集中在司机操纵台上。”U IC6172000中3规定(与U IC617-6 OR2.1等同):“司机驾驶室的所有装置可由单人操作(司机室的布置应做到所有装置可单人操作)。”(2)操纵台面板的人机工程学设计在头部保持静止,而眼睛正常活动的状态下,根据人眼对视觉信号的觉察效果的优劣可以将视野分为3个区域:良好
视区(A)、有效视区(B)和不适宜视区(C),如图1 所示[ 3 ]。一般将最重要的和需要频繁视察的信号置于A区,而实践证明,视距为800mm远时,操纵台面板最优尺寸范围如图2所示,其中O为视野中心[ 4 ]。
对于操纵台面板上控制系统,手的功能可及范围是将肘关节伸直,即呈180°状态,以肩关节为轴心旋转时, 3个手指(拇指、食指、中指)所能抓握操纵器的区域。这个区域一般用第五百分位数的男子人体活动模板来确定,也可使用作图法。手臂可视为二杆系统,如图3所示[ 3 ]。
国内于1997年曾分别对DF11内燃机车和SS4型电力机车的机车乘务员就仪表、显示器的链值进行过问卷调查,得出的基本结论是:第一链值层为与制动有关的压力表,第二链值层为与速度控制有关的仪表和显示屏,第三链值层为与功率、力有关的仪表,第四链值层为与机车设备状态有关的仪表和显示屏。根据人机工程学,在布置控制器或显示器时,还应考虑功能性,即将功能上相关的控制器或显示器,布置在邻近位置上,对在操作程序上彼此有联系的几个控制器,按使用顺序予以合理布置,一般是由左至右(推荐采用)或由上到下2种方法兼用排列。幅控制系统设计还要考虑各种操作件的造型、色彩和运动方向。操作手柄的外型一般要根据手幅的长度、手握的粗度、手掌肌肉和手柄接触位置来设计。按钮接通/断开要有灯光色彩的显示。按钮、旋钮和手柄三者的运动方向应符合外力的方向。显示装置设计还要考虑选择显示器和仪表的易读性和准确性。对于定量读数的显示,选择电子式数字显示。对于定性读数的显示,由于它不要求具体的数字,且模拟显示更为灵敏、方便,因此选用指针式显示。
1.2 座椅的设计
在机车驾驶中,乘务员主要采用坐姿工作,人与机器的一个重要接口即为座椅。座椅的设计与布置直接影响到乘务员的乘座舒适性和室内其它相关设施的布置。合理安置座椅,改善人与座椅之间的关系,对于给乘务员创造一个舒适安全的工作环境,起至关重要的作用。
考虑座椅应有良好的静态特性、动态特性及足够的结构强度、刚度,并能进行适当的调节,还要符合乘务员的了望要求,根据人机工程学设计理念,对座椅进行如下设计要求: ①乘务员坐定在座椅上,在最佳视角范围内对侧窗几何中心进行了望时,其头部转动的角度不得超过60°,透过侧窗观察后视镜时,应能看见站台的发车信号。②座椅高度可以调节,其可调范围应该满足不同身高使用者的要求,使用者的脚和腿能保持在舒适位置。③座椅有背靠,背靠应该大小合适,设计成弯曲形,以适合人的腰椎形体,工作中根据需要加以调节,使其能分担部分体重及工作受力。④为支撑上肢,座椅两边应有扶手,尺寸和角度均应符合人体尺寸要求。⑤具有旋转调节功能,有充足的旋转范围,满足使用者工作的需要。⑥质地。椅面的质地应柔软并具有一定弹性和透气性,以缓冲局部压力,提高舒适度。
1.3 驾驶室前窗的设计
驾驶室前窗上缘离木地板的高度不得低于1.7m[ 2 ] ,而95%的人眼高不高于1.7m,因此机车乘务员站立操纵时符合了望条件。
设计机车乘务员了望条件时应注意:乘务员以松弛坐姿坐定在座椅上,在水平视线左右各35°范围内了望前方时,前窗结构应无视觉干扰;乘务员坐定在座椅上,在最佳视角范围内对侧窗几何中心进行了望时,其头部转动的角度不得超过60°;透过侧窗观察后视镜时,应能看见站台的发车信号[ 5 ]。因此,前窗玻璃采用整体式的,另外必须根据机车乘务员的眼椭圆范围确定风动刮雨器刮扫前窗玻璃的面积和部位,并在满足前窗振动抑制要求的前提下,以最细的支柱来减小视野死角。为防止霜冻结冰,前窗玻璃应设有加热器,如电阻加热元件。为避免刺眼阳光对机车乘务员的直射,前窗玻璃应设有遮阳板。从人-环境关系方面考虑驾驶室的设计
环境是影响安全、工效、健康和舒适性的因素,噪声、热环境、色彩和照明等环境因素均会影响机车乘务员的操作质量。因此,机车驾驶室的设计也要从人-环境关系方面加以考虑。
2.1 噪 声
噪声是一种有害身体健康的刺激因素,可以对操作者产生干扰,影响重要的语言信息传递。担当铁路运输的机车车辆产生的噪声对机车乘务员的影响表现为乘务员的听力下降、易于疲劳,影响对线路的了望以及接受音响信号的能力,因而可危及列车的安全。因此,要控制和减弱机车噪音。机车噪音的控制和减弱,一般是指使机车驾驶室内的声强在不超过80～83Pb(A)的状态下,乘务员能持续工作,听力不受损伤,能接受音响信号。经过调查可知影响驾驶室噪音的因素为:机器间噪声的强弱;柴油机、辅助机组减振消声状况;驾驶室围护结构的隔振特性;驾驶室内的吸声程度等。使驾驶室隔绝或减弱噪音是一项综合性问题,须全面考虑隔声、隔振和吸声等各项措施。
在机车驾驶室设计中,主要采用以下措施来控制和减弱噪音: ①驾驶室的地板采用双层浮筑型结构,其特点为用弹性垫将地板与支承架、四周墙壁完全隔开,严格避免刚性连接,起到显著的隔声效果。另外驾驶室的后壁、侧壁和车顶也都用组合式阻尼材料层覆盖。②在驾驶室和机器间设置四道隔墙,对四道隔墙的门窗均采用了双层玻璃,很大程度上将噪声封闭在机器间内。③隔墙上的小孔、缝隙都加以密封。如传动轴通过孔四周的缝隙用钢板和密封橡胶加以密封。④在驾驶室围护结构的墙面上,均敷设软质聚胺酯泡沫塑料作为吸声材料。
2.2 热环境
驾驶室的温热环境也是决定乘务员的作业效能和健康的重要影响因素。乘务员所处的环境条件主要包括空气的温度、湿度和风速这3种物理因素。高温易使乘务员的注意力涣散,动作准确性下降,协调能力减弱;低温易使肢体麻木,特别是影响手的精细运动灵巧度和双手的协调动作。据研究,在夏季18～24℃,冬季17～22℃的条件下,乘务员的工作效率高、质量好。人机工程学称它为温度的“快感带”。在机车驾驶室设计中,改善热环境方面主要是设置取暖、通风和补充新鲜空气的电气空调设备,如在驾驶室顶部安装加热和通风的联合装置。当驾驶室内气温发生变化时,它可使新鲜空气在控制好的温度下进入驾驶室,通过驾驶室下部和上部设置进风口和排风口,形成气流来控制室内温度。
2.3 色彩和照明
色彩是人体视觉的生理特性以及人的心理属性的综合反映。好的色彩环境有助于提高工作效率,减少或避免差错,提高人对信号、标志的辨别速度,且可加快恢复人的视觉能力,减少疲劳等;而坏的色彩环境将影响人的心理情绪和视觉功能,影响工作效率。驾驶室的色彩配置一般以较低明度的偏冷色,使机车乘务员在视觉和心理上产生柔和安静的感觉,以愉快的情绪、饱满的精神投入工作。照明环境应根据驾驶室的布局及窗户的方位情况来设计,既要满足工作照明,又要避免眩光。合适的照明能够提高近视力和远视力,有助于提高工作效率。当照明不良时,因反复努力辨认,易使视觉疲劳,引起视力下降、眼球发胀、头痛及其它疾病而影响健康,并引起工作失误和产生事故。为此,用日光灯照明,采用透明灯罩来提高光的漫射性能,使灯光柔和;将光源布置在视线外微弱刺激区;选用合适的材质或涂色降低反射系数,避免反射眩光。结束语
将人机工程学原理应运于机车驾驶室的设计中,可以在完成机车乘务员驾驶作业的前提下,提高机车乘务员的作业效率,有效发挥乘务员和设备的作用,减少乘务员的体力疲劳和精神负担,从而使列车的运行更为安全可靠。结 论
综上所述,这些降低噪声的措施和途径是在实践中摸索出来的,其实降低机床噪声的途径还有很多,这就要求工程技术人员进一步研究、探索。
篇2：机车驾驶室的人机工程学设计
题 目： 基于人机工程学的车内座椅设计 班 级： 09铁道车辆2班 姓 名： 屈难平学 号: 20097831 基于人机工程学的驾驶室座椅设计
摘 要
以人机工程学的理论为基础,介绍了座椅设计中座高、座宽、座深、座面倾角、靠背高度靠背倾角等座椅静态参数的选取原则,以某轻卡座椅为例,用Pro/E建立座椅的模型,导入Man-neQuinPRO10。2中进行人机分析,并结合实例对座椅的各静态参数进行选取。
关 键 词:人机工程学;轻卡座椅;舒适坐姿;建模分析
人机工程学是一门边缘学科,主要研究工程技术如何与人体尺寸、生理及心理特征相适应。在
轻卡驾驶室座椅的设计中,主要研究如何使座椅符合人体尺寸的需求,给驾驶员带来舒适感,降低驾驶疲劳度,提高驾驶的安全性,同时也能大大防止驾驶员由于不正确的驾驶姿势而导致的脊椎变形,以及由此引发腰痛、腰肌劳损等职业病。1.舒适坐姿的生理特征
图1所示为人体在各种不同姿势下腰椎的弯曲形状。曲线B表示人体松弛侧卧时,脊柱呈自然弯曲状态;曲线C是最接近人体脊柱自然弯曲状态的坐姿;曲线F是当人体的躯干与大腿的夹角呈90°时的情形,此时脊柱严重变形,椎间盘上的压力不能正常分布。因此,欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲形态,躯干与大腿之间必须有大约135°的夹角,并且座椅的设计应使坐者的腰部有适当的支撑,以使腰曲呈弧形自然弯曲状态,腰背肌肉处于放松状态人坐着时,大腿和上身的质量必须由座椅来支承。人体结构在骨盆下面有2块圆骨,称为坐骨结节,如图2所示。这2块小面积能够支持大部分上身的质量。覆盖在它们外面的皮肤能获得丰富的动脉血液供应,就像脚底一样。而在臀部的边缘部分,血液循环则大不一样,这部分静脉较多(包含较少的氧)。当人坐着的时候,覆盖着坐骨结节的皮肤能够更好地经受持久的压力。因此,座面上的臀部压力分布在坐骨结节处最大,由此向外压力逐渐减小,直至与座面前缘接触的大腿下部,此处压力为最小。座垫的柔软程度要适当,坐骨部分的座垫应当是支承性的,它要承受加在座位上的大约60%的质量,而其余部分则应当比它更柔软些,以便能够把质量分布在更大的面积上。座椅靠背上的压力分布中,肩胛骨和腰椎骨2个部位应最高,此即靠背设计中所谓的“两点支承”准则。在靠背的两点支承中,上支承点为肩胛骨提供凭靠,称为肩靠,其位置处于第5-6节胸椎的高度；下支承点为腰曲部分提供凭靠,称为腰靠,其位置处于第4-5节腰椎的高度。
图1 人体在各种不同状态下腰椎的弯曲形状 图2 股骨正常位置
腿的主动脉紧靠着大腿下表面和膝盖的后面,在这个部位上,任何持续的压力都会给人造成极端的不舒适和肿胀感觉,需要借助于适当减短座深、把座垫前缘修圆和采用较软的泡沫塑料座垫等措施来防止这种情况发生。同时,还要使座面离地板的高度足够低,以便使脚能踩着地板,让人的这个重要部位感觉不到有任何压力。坐骨下面的座面应当是近似水平的。图2表示带有股骨的骨盆部位的前视图,从图中可看出股骨在股节中从连接骨盆的球孔向外伸去。用平坦的座面,股骨的这一部分在坐骨平面之上,因此不承受过分的压迫。但是,如果座面是斗形的(图3),则弯曲的座面会使股骨趋于向上转动(箭头所示)而受载,造成髋部肌肉承受反常的压迫,从而引起不舒适感。故需注意避免采用斗形座面。应当注意斗形的座面不论从什么观点看,都是不适用的,因为它不能适应人体大小的整个系列,它还把身体质量平均地分配在整个臀部,而不是让较多的质量集中在坐骨结节部位。
图3 斗形座位将股骨推向上方
使股骨处于受载状态,舒适的坐姿,应保证腰曲弧处于正常自然状态,腰背肌肉处于松弛状态,从上体通向大腿的血管不受压迫,保持血液正常循环。因此,最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移,使上体略向后倾斜,体腿夹角保持在90°-115°。小腿向前伸,大腿与小腿、小腿与脚面之间也有合适的夹角,如图4示,10°<θ1<20°;15°<θ2<35°;80°<θ3<90°;90°<θ4<115°;100°<θ5<120°;85°<θ6<95°。针对具体情况,在舒适范围内选取合适的角度。
图4 舒适坐姿的关节角度 轻卡座椅静态参数的选取
1)座高。座高指地面至座面上坐骨支承处的高度。座椅高度应该使驾驶员大腿接近水平,小腿自然放置。如果座面过高,就会导致小腿悬空,使大腿肌肉受椅面前缘压迫,腿部血液循环受阻,小腿麻木肿胀;座面过低会增加背部肌肉负荷。所以座高的设计先要考虑较小身材的操作者。
2)座宽。座宽应满足臀部就坐所需的尺度,使人能自如地调整坐姿,座宽取值时应适当大于臀宽。通常以大身材女性的臀宽尺寸上限为设计依据,以满足能容纳身材粗壮者的需要。由于驾驶室空间的限制,座宽尺寸不能太大,以免影响变速操纵杆、停车制动杆等的尺寸和操作。
3)座深。座深是指椅面的前后距离。正确的设计应使臀部、腰部都得到支持,座面前缘与小腿间应留有适当的距离,保证小腿可自由活动。座深不宜太大,防止矮小身材的人坐上之后,座面前缘压迫膝窝处的压力敏感部位,迫使人前移,背部得不到靠背支持,产生极度不适。如果要得到靠背的支持,则必须改变腰部正常曲线,也会产生不舒适。为了满足大多数人的需求,座深应按较小百分位的群体设计。这样,身材矮小的人能够坐着舒适,身体高大的人也只要小腿能得到稳定的支持,就不会在大腿部位引起压力疲劳。
4)座面倾角。座面倾角是座面与水平面夹角。座面后倾可以起到2个作用:一是由于人体重力作用,使坐者躯干后移,使背部抵靠靠背,以获得支持,从而使背肌得到放松,降低背部静压;二是防止坐者从座面前缘滑出座面,这对在常处于颠簸环境中的驾驶员尤为重要。但如果座面过分后倾,在进行驾驶操作时,脊椎因身体前屈而会被拉直,破坏正常的腰椎曲线,形成一种费力的姿势,同时还会压迫腹部,长期驾驶会造成生理上的伤害。因此倾角不能太大,一般为4°-8°。
5)靠背的高度。靠背的功用是保持脊柱具有一种轻松的姿势。由于每个人的脊柱长度不同,身材也不完全相同,每个人的脊柱曲度变化存在着一定的差异,使靠背高度与其形状之间出现了复杂的关系。靠背按其高度不同可分为低靠背、中靠背、高靠背及全靠背4类。低靠背为一点支承,只支承腰部;中靠背也是一点支承,支承在胸椎;高靠背为两点支承,靠背下部支承于腰椎、上部支承于肩脚骨上;全靠背为三点支承,除支承于腰椎及肩胛骨之外还设有头枕。靠背的尺寸主要与腰部、肩部、头部的高度(决定靠背高)和宽度(决定靠背宽)有关,确定高度时还应计入座椅的有效厚度。6)靠背倾角。靠背倾角指坐面与靠背的夹角。从保持正常自然形态的脊柱、增加舒适感角度看,靠背倾角取115°左右较为合适。3 座椅Pro/E建模实例分析
用Pro/E建立座椅的模型,然后导入ManneQuinPRO10.2中进行人机分析。ManneQuinPRO10.2的主要功能是:能为产品作人性化设计和评估提供3D的人体模型,可以对此人体模型作多种姿势变换,进行全方位的模拟验证。在进行分析之前,了解坐姿的人体尺寸是非常重要的。坐姿人体尺寸包括11项,如图5所示,表1列出了我国成年人的人体坐姿尺寸。
图5 坐姿人体尺寸 表1 坐姿人体尺寸
下面结合实例对座椅的各静态参数进行分析: 1)座高。为了满足大身材驾驶员的需求,应该取P99男性的人体尺寸进行计算研究。前面已经提过,驾驶员操纵脚踏板时,小腿与大腿间的舒适夹角应为110°-120°,以120°为优,如图6所示。根据图
5、表2可知AB代表坐深,P99男性的坐深AB为510 mm;BC为小腿加足高加上鞋高修正量30mm,取P99男性的尺寸得出BC=463+30=493mm。根据公式:AC2=AB2+BC2-2AB·BCcos120°,即AC2=5102+4932-2×510×493×cos120°=754 579,求得AC≈869 mm。实例中的轻卡驾驶室中DC为840 mm。根据勾股定理:AD2=AC2-CD2,即AD2=8692-8402=45 361。求得AD≈214mm就是舒适的座椅高度。实例的座椅的高度为200 mm,与214 mm的相差不大。用Pro/E建立如图7所示的座椅三维模型,然后导入ManneQuin-PRO10。2中,采用P99男性的人体3D模型进行分析,可得知当人坐在高度为214 mm座椅上时,大腿与小腿夹角是120°,所以本例的轻卡座椅的高度是合理的。
2)座宽。根据P99的女性坐姿臀宽400 mm,再加上着装功能修正量13 mm,座椅的座宽应为413 mm较佳。本例轻卡驾驶座椅的座宽尺寸为510 mm,大于413 mm。建模分析如图8所示,座椅宽度大于P99的女性坐姿臀宽,因此,该轻卡的坐 宽是较为合理的,能满足更大部分人群的使用。
3)座深。根据P5的女性人体坐深401 mm,再加上着装修正量,座深应为415 mm左右。本例轻卡座椅的座深为460 mm,建模分析如图9,看到小身材尺寸的女性的膝窝处的压力敏感部位受到座面前缘的压迫,所以建议缩小座深,改为415 mm左右。
图6 小腿与大腿夹角
图7 座椅高度分析验证
图8 座宽分析验证
4)座面倾角。由图9可知,该轻卡的座面倾角为5°。汽车驾驶座椅座面倾角一般为7°-12°,为了避免驾驶员因颠簸而滑出座椅,建议将座面倾角改为15°左右。
图9 座深、座面倾角分析验证
5)靠背高度。本例的座椅是三点支承的全靠背座椅。查询GB/T14774─93《工作座椅一般人类工效学要求》可知,腰靠距座面的高度取165-210mm,腰靠圆弧半径取为400-700 mm,推荐值为550 mm。如图10所示,本例座椅的腰靠高度在170 mm左右,其表面为接近于平面的大圆弧。靠背高度为848 mm,表面弧度的设计与人体在正常状态下的脊椎弯曲吻合度较大,因此其设计是较为合理的。
6)靠背倾角。本例的座椅靠背倾角调节范围是:向后8°,向前7°。如图10所示,靠背倾角为100°,向前调节后可达到93°,向后调节可达到107°,即本例的座椅靠背倾角范围是93°-107°。查询GB/T14774─93《工作座椅一般人类工效学要求》可知,靠背倾角取95°~115°。所以靠背倾角的度数也在合理的参数范围之内。
图10 座面倾角、靠背高度分析验证
参考文献
[1] 丁玉兰。人因工程学[M]。上海:上海交通大学出版社,2004。
[2] 毛恩荣,张红,宋正河。车辆人机工程学[M]。北京:北京理工大学出版社,2007。
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[4] 陆剑雄,张福昌,申利民。坐姿与座椅设计的人机工程学探讨[J]。人类工效学,2005,11(4):44-49。
篇3：机车驾驶室的人机工程学设计
不同的标准法规对驾驶员的行车环境具有不同的规定, 通过收集到的关键数据进行统计分析, 将会形成不同的人体特征点分布图形, 这是微型客车驾驶室座椅人机工程设计重要的参考数据。这些参考数据能够丰富微型客车驾驶室座椅人机工程设计理论。随着科学技术的发展, 这种人机工程设计发挥的作用将会越来越重要。本文就对微型客车驾驶室座椅的人机工程设计进行相应分析。
1 座椅参考点 (Sg RP)
SAE J1100 中对Sg RP的定义为:对于一个特定的座椅, 其上有一个唯一确定的H点, 我们称之为座椅参考点, 也就是Sg RP。通过调节座椅的位置, 在设计H点的调节行程中, 可以有很多设计H点, 但是座椅参考点只有一个。其表征的意义为:驾驶员正常驾驶时座椅的最后位置, 也就是说, 在驾驶室中, 当第95 百分位人体模型坐在座椅上时, 实际H点应与座椅参考点位置重合。
2 RAMSIS软件的主要功能和应用
RAMSIS软件对于客车驾驶室座椅人机工程设计具有重要的影响, 能够提升设计效率。微型客车驾驶室座椅的人机工程设计对应中的座椅、实现等元素要布置设计, 保证驾驶人员的伸展性。利用RAMSIS软件能够准确的确认驾驶室空间伸展性, 完善视野分析功能, 针对行车中的盲区进行确定, 提升行车的安全性效果。RAMSIS软件对于提升驾驶员的舒适度具有推动作用, 同时RAMSIS软件也是一种安全带模块, 这是一种利用电子系统安全的测试装置, 在模块进行设计的时候将会对发生的安全事故进行仿真分析。
3 驾驶室座椅人机工程设计优化
3.1 RAMSIS人体模型H点优化
驾驶室座椅人机工程设计要构建人体模型, 这是进行人机工程设计的基础。独立测量尺寸以及控制测量尺寸是RAMSIS人体模型尺寸的重要构成部分, 控制测量尺寸有三项, 即腰围和坐姿高度以及身高。而独立测量尺寸一共包含十五项, 即上臂长度、胸部宽度、肩部宽度和头部厚度以及头部宽度等。人体模型准确性对于优化驾驶室座椅人机工程设计具有重要的影响, 能够在一定程度上提升驾驶人员舒适感。因此, 要正确的获取人体数据, 这是进行驾驶室座椅人机工程设计优化的首要条件。为了能够正确的分析驾驶室座椅舒适状况, 对驾驶室座椅人机工程布置状况要进行确认, 应用合理的专业数据。优化过程中了解RAMSIS软件中, 人体模型的H点不能成为胯关节的中心点, 其实与胯关节有距离。优化过程中需要了解这段偏移位置, 由于这段偏移代表座椅SGRP点与人体的胯关节中心点距离不是一成不变, 是需要变动, 变动因素受到性别、人体数据库、坐骑种类影响。
3.2 优化空间校核
其中应用RAMSIS软件能够空间校正核准, 由于驾驶室内部空间比较小, 所以任何一点小的空间都会引发不舒服, 通过RAMSIS软件校核主要的目的调整到最佳位置, 比如图示是在制动操作过程中, 驾驶员与转向管柱之间的位置变化关系。如图所示能够看到转向管柱壳体积过大, 占用驾驶员腿部盛放空间, 所以驾驶员在制动操作过程中, 小腿碰撞壳体, 对驾驶员的舒适性以及行车安全造成威胁。
因而在设计是要优化这一空间, 考虑驾驶员的腿部摆放位置, 设计过程最好真人实验, 了解不同年龄和性别, 腿部摆放的最和谐位置, 优化这一过程, 让驾驶员更容易操作, 避免人机搭配不合理的情况。
3.3 视野性优化
汽车行驶安全与车辆视野性关系密切, 如果汽车视野性良好那么能较好的提升整体行车的安全性能, 有效的避免发生交通事故。比如运用GB11562-1994 和GB 15084—1994 中测量车的视野范围。优化过程中也要借助于RAMSIS软件, 对车辆的前方视野、仪表台视野开展合理的分析以及校核。
4 驾驶室内空间舒适性分析
微型客车驾驶室座椅的人机工程设计要体现人文关怀, 这种设计理念最为直接的表现为驾驶室空间的舒适性效果。为驾驶人员提供一个舒适的行车环境将会降低疲劳感觉, 防止交通事故的发生。因此, 驾驶室空间座椅能够为驾驶人员提供稳定的架势姿势, 为驾驶人员提供良好的视野, 方便驾驶人员能够进行简单的行车操作, 控制驾驶人员承受的振动。
5 驾驶室内空间的伸展性
驾驶人员要能够在有效的空间中操作仪表, 这对于驾驶空间的伸展性要求较高。驾驶空间的伸展性对于驾驶人员进行操作具有直接的影响。驾驶空间的伸展性对于仪表布置的位置以及构造等有着较大的关系。因此驾驶室内空间伸展性主要表现在以下几个方面:当驾驶人员保证上体不动的时候, 驾驶室内仪表的位置没有在伸手可以触及的范围之内。方向盘下方的按钮被挡道, 这样驾驶人员在进行操作的时候需要手臂大幅到调整才能够按到按钮, 并且视线也会被方向盘阻挡。仪表台上布置按钮的区域选择不够合理, 需要对这些按钮的位置重新布置。针对这种情况需要对微型客车驾驶室仪表设计进行相应性的改善。在必要的情况下要取消方向盘下的按钮, 将按钮布置到其他的区域范围中。这样能够在一定程度上降低驾驶人员调整身体的频率, 进一步的增强驾驶室内空间的伸展性。
参考文献
[1]刘军, 秦洪武.计算机辅助车辆人机工程学软件开发[J].机械设计与制造工程, 2014, 29 (05) :46-48.
篇4：机车驾驶室的人机工程学设计
以期利用人机工程学原理有效改善当前国内轨道交通驾驶室设计当中的不足，为我国轨道交通驾驶员提供一个健康、安全、舒适的作业环境，在最大程度上降低由于驾驶室设计原因引起的人为误操作率。
【关键词】驾驶室;人机工程设计;舒适度
我国驾驶室人机工程方面的研究刚刚起步，有许多不完善的地方。随着现代科技的快速发展，列车在控制技术上得到了较大的进步，列车驾驶室中涉及到的电子设备、操纵装置以及显示装置组件增多。对于逐步自动化控制的列车来说，驾驶室当中人机信息交流急剧增多。这在很大程度上给驾驶室的整体设计带来一定的困难。驾驶室人机工程的设计需要考虑到为驾驶员创建一个舒适、健康的作业环境，而且要保证驾驶室符合驾驶员的生理特性，在最大程度上保证驾驶员在长时间的作业状态下保证列车的安全运行。
本文基于当前国内轨道交通驾驶室人机工程设计当中的若干问题进行了探讨，以期利用人机工程学原理有效改善当前国内轨道交通驾驶室设计当中的不足，为我国轨道交通驾驶员提供一个健康、安全、舒适的作业环境，在最大程度上降低由于驾驶室设计原因引起的人为误操作率。
一、驾驶室环境设计
驾驶室内的环境主要是指驾驶室内客观的理化条件和结构空间。驾驶室中的理化条件如果达到良好，不仅可以使驾驶员精神饱满、心境愉悦，而且可以减轻驾驶员的作业疲劳，提高操作的可靠度。
（一）驾驶室光环境设计
光环境主要从以下两个方面对轨道交通工具的运营产生影响：影响列车的运营安全、影响驾驶员的视觉健康。
驾驶室照明环境的设计至少应考虑以下三方面的要求：照度标准、光线质量、避免眩光。
适当提高照度，不仅可以减少人的视觉疲劳，而且可以提高人的工作效率。
对轨道交通工具驾驶室的光环境进行设计时，对于自然光环境的控制主要采用在驾驶室玻璃窗上安装遮阳帘的形式，对于人工光环境的设计，要确保所使用的灯具的照度满足要求，要求在额定电源电压下工作时，灯具发光表面基准轴 1300mm 处的照度应为 120lx。采用冷白色及中性色的光源，显色指数大于等于 80，操纵台面显色最小照度应大于 60lx，照度均匀度最小值应大于等于 0.7，而作业面的临近周围的照度均匀度不应小于 0.5，通道和其他非作业区域的一般照明的照度值不宜低于操纵台平均照度值的 1/3，在地板面上应始终保证有 301x。此外，在光环境设计时要避免直接眩光以及间接眩光。当总照明电路断开后，为了方便驾驶员可以无任何困难的观察、走动，驾驶室内仍需要保持一定的光线亮度。还需注意的是，仪表等照明光线不应刺眼，对驾驶员视觉造成不良影响。
（二）驾驶室噪声环境设计
噪声是一般是由大量的不同频率和强度的音调所组成。鉴于驾驶员工作及环境的特点，主要从控制噪声源与控制噪声的传播两方面入手，进行设计控制。控制噪声源方面，轨道交通工具驾驶室的噪声环境在设计时应该分清其噪声源，针对不同的噪声产生原因采取不同的方法，进行相应的控制。
（三）驾驶室振动环境设计
在对轨道交通工具驾驶室的振动环境进行设计时，可以采取一些措施来消除或者减小振动，从而阻止振动的传播，将振动对人的不良影响和损害降至最小。
二、驾驶室座椅与操纵台设计
（一）驾驶室座椅的设计
对于轨道交通工具驾驶员来说，一个正确的作业姿势能够有效降低人体的疲劳感，不仅对驾驶员的身体健康有利，而且能够在很大程度上提高驾驶员的工作质量。当前，我国轨道交通工具驾驶员主要采用坐姿进行驾驶作业。
在驾驶室的座椅设计上应当保证其适合驾驶员的生理结构特性。以座椅尺寸的设计来说，欧洲人的体型较大，座椅尺寸应该大一些，而亚洲人的体型相比之下显得小些，在座椅尺寸的设计上应当小些。与此同时，座椅尺寸是否合适严重影响了驾驶员的坐姿舒适性、以及能否保证驾驶员保持正确的坐姿。鉴于舒适性和视觉性的双重要求，座面一般上倾 0。-5。，靠背向后倾斜 5～15°。座垫应该前高后低，有一定的倾斜度，即座垫相对于水平面的夹角，一般取 0°至 5°。靠背高度的设计，进行设计时选择 50 百分位的中国成年男女“坐高”进行设计，同时要考虑功能修正量，另要考虑到枕骨的位置。总而言之，在驾驶室座椅的设计上应当讲座椅尺寸满足我国驾驶员人体尺寸放在第一位，其次再考虑座椅的材质、以及美观。
在驾驶室座椅的设计当中，应当足以预留一定的额外空间。之所以这样说是因为驾驶员在作业当中通常会长时间保持一个姿势在座椅上一动不动，往往会给驾驶员带来身体上的疲劳感，留出一定的空间可以让驾驶员对座椅进行一定的调动，获得肌肉上的放松，减少身体疲劳感。
（二）驾驶室操纵台设计
驾驶室操纵台由操纵装置与显示装置共同组成。在人机系统当中，信息显示装置具有重要的作用，通过该装置，机器以视觉、触觉以及听觉等形式向人相关信息。在对驾驶室操纵台的设计当中应当考虑到驾驶员的视野问题。
除了在操纵台显示装置视野上的问题，操纵台上的操纵装置的设计也应当尽可能符合驾驶员的人体结构特点。对于驾驶员来说，其作业期间大部分时间都是在操纵台上进行的，若操纵台的设计在尺寸与形状上不合理，很容易造成驾驶员生理疲劳以及颈、肌肉、背、肩、腰和腕关节的疼痛。相关研究表明，当操作台高度为720～750mm时最适合我国驾驶员生理特点。此外，设置一定的操纵台台面倾斜度有利于驾驶员更好的作業，台面与水平之间的倾角在5°-18°之间为宜。
三、驾驶室作业空间设计
驾驶室的作业空间是驾驶员操纵机器时所需的活动空间以及机器、被加工对象等所占有的空间总和。驾驶室作业空间设计应当以“以人为中心”思想进行的设计。轨道交通工具驾驶室的作业空间设计应当以其中设备、设施的合理匹配作为最首要的设计依据。在驾驶员处于舒适、正确的驾驶姿势时，驾驶室内的空间设计要达到以下标准：驾驶室内的空间尺寸设计要协调，达到对空间的最有效利用、操纵台容膝空间设计合理。驾驶室的高度至少应为2000mm，前窗玻璃到驾驶座椅身后最近的物体之间在驾驶室纵向上的最小距离为1500mm。同时，为了更好地对人体进行支撑以及使坐姿舒适，轨道交通驾驶室的脚踏板要设计有15°～25°的倾角。
参考文献：
[1]毛恩荣，张红，宋正河.车辆人机工程学[M].北京：北京理工大学出版社，2007.
[2]阮宝湘，等.工业设计人机工程[M].北京：机械工业出版社，2010.
[3]马江彬.人机工程学及其应用[M].北京：机械工业出版社，2001.
篇5：飞机驾驶舱人机工程设计探讨论文
2.1.1一体化
即控制和显示一体化要求，确定位置与运动关联分析必要性，将功能相关控制和显示设置在一起，并按照操作顺序与功能进行分类，将其设置在最方便位置[2]。
2.1.2标记标牌
任何标记标牌的设计，无论是内容还是位置均需要具有较高的可识别性、解读性，可以根据其内容描述来执行措施避免伤害。一般标记标牌与安全性关系较小且空间有限制时，可以采取垂直方向布置，内容从上到下读取。且各类标记标牌要按照内容进行设置，避免与其他项目和标签造成混乱。对于标记标牌的设置，要注意不得将其设置在会对飞行员行动产生影响的位置，尤其是手或手臂位置。
2.1.3声音要求
飞机驾驶舱设备仪器运行是否为正常状态对整个飞行任务执行来说具有重要意义，在危险来临时，飞行员可以更快的通过音频信号获得相应信息，及时采取操作措施。即应在飞机驾驶舱内设置音频警告信号，确保飞行员可以更容易发现问题。
2.2人机工程设计要点
2.2.1总体布局
驾驶舱内集合了众多功能子系统，与人机工程有着密切联系，为保证满足飞行员操作要求，需要保证驾驶舱内总体布局的`合理性，最大限度降低飞行员心理、生理压力，减少飞行任务过程中的疲劳感。对于控制器、显示器等设备设计时需要结合机组人员操作习惯，并对内部功能系统进行合理分配，提高各子系统间作业协调性，更符合人体力学需求。任何设备的安装与配置，均不得对飞行员行为产生阻碍，可以满足身高在157.5cm~190.5cm机组人员活动空间要求，为飞行任务中的飞行员提供最大的自由度[3]。另外，还要保证有宽阔、清晰和不失真的视界，可以在飞机实用限制内安全完成任何机动动作。还要减少诸如耳机、麦克风导线产生的干扰，以及空间不够对行为产生影响。
2.2.2控制台布局
操纵台上需要设置控制器与显示器，并要严格设计控制台尺寸，降低操作难度，且结构设计上也应更符合人体机能操作要求。还应对飞行员心理和生理特点进行综合分析，按照常规标准对操纵台进行设计，或者也可以按照预期运动方向操作进行设计，如手柄向下，受控部位放下；手柄向上，受控部位收上；手柄向后，受控部位向后；手柄向前，受控部位向前。且要适当提高受控部件性能参数，或者部件接通。还可以在操纵台上设置相关显示装置，并保证操作作业的协调性，获得最高人机工效。另外，应根据使用时机和功能，来对各操作装置进行集中布置，尤其是飞行控制、动力燃油系统与导航系统，布置方位要便于飞行员操作。
2.2.3仪表面板设计
仪表面板主要包括显示器与控制器，主要负责飞行员与各种仪器的对话，在飞行任务中为仪器观察和操作最为频繁的部位。基于人机工程设计要求，应将仪表面板设置在驾驶员正前方，且控制与驾驶员视线成直角，视距在710mm。飞行员坐姿时，仪表面板与地面夹角保持70°~80°，且面板高度要控制在视线水平线10°以内，以及高于视水平线45°，最佳应与驾驶员眼高平行。
2.2.4显示器布置
飞机驾驶舱内各机器设备功能复杂，且各子系统间存在密切联系，在有限操作空间内集中了多个显示器与操纵器，为保证飞行员操纵精准性与快速性，获得最佳人机信息交流系统，在设计时需要确定使用顺序、操作功能、使用频率与重要性四项准则，根据控制器与操纵器设置顺序排列布置，降低飞行员记忆与操作难度。其中，应尽量将功能相同、相关显示器和操纵器组合在一起，且保证使用频率高的在最佳视区或最佳操作区，相反使用频率小的则可以布置在次要区域，更好的满足实际操作需求。其中，要注意紧急制动器的布置，虽然使用频率低，但是要保证设置位置的合理性，避免位置不便于操作而出现安全事故。
3结束语
对飞机驾驶舱设计要求进行分析，为保证可以切实满足飞行员操作要求，需要做好驾驶舱内整体布局，保证各功能系统间配置的合理性，确保所有系统均可以协调作业，且不会对飞行员操作行为产生不良影响。
参考文献:
[1]鞠峰.飞机驾驶舱人机工程设计研究[D].西北工业大学，.
[2]马智.飞机驾驶舱人机一体化设计方法研究[D].西北工业大学，.
[3]黄平.浅谈通用飞机驾驶舱人机工程设计基本原则[J].科技资讯，，08：37.
篇6：人机工程学台灯的设计
题
目: 基于人机工程学的台灯设计 院
系： 指导老师：
学生姓名： 学
号：
【摘要】利用人因工程学原理，通过对台灯各部件的分解进行分析设计，对 其进行改善，尽量满足使用者的需求，做到台灯的实用、人性与方便。提出自己 对工效学的一点感悟。
【关键字】人因工程、台灯、设计
一、引言
台灯，作为一种小范围的照明工具，已经成了现在学生的必需品，在我们的大学宿舍里，每位同学的桌上几乎都会放着一盏台灯，它们形态各异，颜色变幻。
台灯的照明是一种小范围的照明，这样有很多好处，如不易影响他人，还可以节约能源。现在我国也正在推行“中国绿色照明工程”，国家经贸委会等 13 个部门，共同组织实施的一 项旨在节约电能，保护环境，改善照明质量的活动。绿色照明是指通过科学的照明设计，采 用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品，改善提高人们工作、学习、生活的条 件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境。我想台灯作为一种节能的 照明电器，又作为学生所青睐的一种学习用具，应该是这项全国性的节能改善活动中的一支 强大的推动力量。同时，大部分使用台灯的学生都是青少年，是祖国的希望于未来，健康的 台灯和健康的使用也应该是我们所关注的一个问题。
台灯诚然以上描述的那样重要，但在现实中，面对着自己的台灯，总会提出这样那样的 意见，感到自己的台灯有好多不尽人意的地方。我先发点牢骚，我的台灯首先照度不够，可 动空间小，而且高度太低，再者还经常会发出一些刺鼻的气味。
现在的台灯有些还添加了好多辅助功能，但它首先是一种照明工具，它有着它们最基本 的使命——照明。所以无论台灯设计的多么绚丽多彩，照明的舒适度永远是衡量台灯设计主 要标准。台灯的设计不仅要在制造工艺和生产方面可行，更重要的是在设计思想中体现人因 工程对人的关爱，使人用着舒适，这才是我们最终的目的。
二、台灯的使用要求的原则
在使用台灯的场所，如果灯光的照度和显色性不够，会使阅读者过度使用视力，导致眼 睛疲劳，而灯光光线长期地频闪或有眩光会给人的视觉神经系统带来严重伤害，所以要特别 讲究照明的质量。从满足人类照明舒适、健康的角度并考虑到能源的节约，良好的照明应具 备五个条件：
2.1 桌面照明要有足够的照度
目前我国学校及写字楼等照明场所普遍采用的照明设计标准是 80 年代制定的，其中办
公、学习的桌上照度标准仅为国际标准的 1/2，国际标准为 300—500 勒克斯（lx），而我国标 准约 150 勒克斯。照度太低或太高会使阅读困难，容易造成阅读疲劳，影响阅读和工作效率。2.2 显色指数不低于 80
显色指数即为光对颜色的还原程度——我们称为显色性。在显色指数较低的灯光下(一 般荧光灯为 60—70)看东西，眼睛对颜色的分辨能力低，容易造成视觉疲劳。一般台灯照明 的显色指数应不低于 80
2.3 光线要稳定
如果灯光足够亮，但却在不停地闪动，光线不够稳定，我们说它存在频闪。当频闪超过 一定的范围时，会产生视觉疲劳。而长期的视觉疲劳会对人的视觉系统造成损伤。特别是在 电脑日益普及的今天，许多人在灯光下使用电脑（CRT 显示屏），通常电感镇流器荧光灯的
频闪和荧光屏的帧幅闪动（每秒更换画面 50—100 次）重叠，形成光共振，对人的视觉系统 伤害更大。长时间在这种照明环境阅读或工作会损伤眼睛，并有眼胀头痛等不适症状，通常 也找不出原因。所以，欧洲电工委员会早在 1997 年就禁止在有电脑荧光屏的办公室安装使 用电感镇流器的荧光灯，以保护电脑操作人员健康，而我国目前对此尚无相应法规，加之宣 传较少，故未引起人们的重视，但随着“城市灯光综合症”发病率越来越高，相信与之对应 的法规出台只是时间问题了。
2.4 无眩光
人眼受到眩光影响后，会感到刺激和压迫而失去明快舒适的气氛，时间稍长就会产生心 情厌烦、急躁不安等情绪，对阅读和工作都会带来严重不利的影响。
三、设计
根据第一节的分析，我觉得虽然我是大学生，但是从台灯行业角度和祖国建设的角度出 发，设计台灯应该首先满足中小学生的需要，我们大学生现在使用的台灯基本与高中生或者 我们的高中时代没有多大差别，所以我的服务对象选取的是中学生。对于小学生，我们可以 看到很多专门为小朋友们设计的学习用具，在型号功能上都有专门适应小朋友的特色。
首先我站在一个大环境下考察设计问题，提取出了三个考虑因素:
使用者——中学生（我也包括在内）
台灯——我们所要研究的目的 环境——包括自然环境与社会环境
然后，对每个因素进行再挖掘来看一下我们的设计需要
使用者
学习压力大，任务重
正处在发育阶段
安全意识较为薄弱
台灯
造型
功能
材料
环境
制造经济性及可行性（考虑社会环境）
环境保护（考虑自然环境）
最后，开始各部件的分析设计环节。
①灯泡：灯泡的主要功能在于照明。台灯的灯泡有很多种，如白炽灯、日光灯管、节能 灯管等。由于中学生学习的时间较长，眼睛易疲劳，为了保护其视力，所要设计的台灯应连 续平稳地发光，一般选择没有频闪或频闪较低的灯泡。
（a）
（b）
（c）
图一：几种不同的灯管的展示
现在比较好的厂家生产的护眼台灯系列都是采用的基本能发出类似自然光的（非偏振
光）光线，同时使用了特制镇流器是灯光很少发生对眼睛有刺激频闪，这当然是我们建议选 用的，但是这种台灯价位较高，根据我国处于社会主义初级阶段社会发展不均衡的现状，有 条件的家庭建议选用这样的台灯。另外灯泡台灯（b）也可以发出质量较好的光，但是黄光，而且有时灯泡台灯的不合理设计或选用会导致大的发热量，引起使用者的不适。在选用时应 注意这一点。像（c）图的节能灯管因为它只是作为基本照明使用，达不到科学用眼的要求，所以在这里不推荐采用。
②支撑架
台灯放在书桌上，它的高度与学生的坐高以及书桌高度之间有很重要的关系。台灯的高 度不仅影响光线的利用率，而且影响学生的坐姿。选择支撑架时，在保证台灯高度适中的前 提下，要考虑它对不同学生身高的适应性以及制作复杂程度、成本等问题。
多灯 头设 计，多 支撑 架。
（a）
（b）
柔软可塑 型支撑 架，可根 据需要调 节。
可折叠式支 撑架，可以 在多个方向 上自由调 节。
（c）
（d）
图二：几种不同台灯支撑架
以上几种支撑架，（a）图作为写字台台灯不应采用，可以作为一件艺术台灯。（d）图的 支撑架也不符合人因工程的设计（作为写字台台灯；如果作为照明则无可厚非）。在这里我 更倾向于使用（b）（c）两图的支撑架，高度方向可调，且调节方便。
对于支撑架长度的设计。由于人的上身位于桌面以上的部分由人的身高与桌子的设计决 定的。人的身高可以统计得出，桌子的设计则是基于人因工程的另一个设计课题了，通过对 这一项人因课题的研究会得出我们希望得到的桌面上人身体部分的数据，但是我们现实中人 因工程设计的产品还没有得到普及，所以我们现在还不能得到一套可靠的这种统计数据，况 且即使得到了这样的统计数据，为了满足大多数用户的需求，只靠统计这种方式是不行的，最好在使用中有一个用户交互的环节，或者说是反馈环节。由此，与其用户与厂家反馈不如 用户自己对自己购买的产品进行反馈，这样就支持了我们刚刚提到的采用（b）（c）图示支 撑架的结论。
综上，似乎可以得出一个看法——台灯支撑架等一些尺寸不重要了，担着是不是代表我 们就不需要设计了呢，当然不是。人因工程要求我们以严谨的态度思考问题，即使是从企业 的角度，考虑经济型的原则，我们也要确定一个最基本的支撑尺寸，或是支撑架所能到达的 最大高度等一些尺寸指标。在这里选取支撑架最高高度这个指标进行设计。
表一：我国成人男女人体部分主要数据（单位：mm）
直杆 式，之 多能调 节高 度。
表二：我国成人男女人体部分功能尺寸（单位：mm）
这里之所以引用我国成年男女的生理指标，是因为如果设计台灯满足成年生理指标要
求，对于未成年人来说肯定会符合要求；而且这些指标确定的是台灯的尺寸标准，在实际使 用中是方便可调的，这里的研究只是为了满足厂家经济性的要求。
但是通过对以上表中的数据的分析，我们会发现缺少了一个重要的数据，那就是桌面上 身高。对这一点我在查找过程一直没有解决，只能留待进一步完善了。好在这是厂家设计部 门要考虑的问题，对于使用者——我们研究的主体来说，有一个合适的最大支撑架长，满足 最长时灯光不会照入眼睛就可以了。从使用者的角度我们已经满足了使用者人因上的设计。下面，进入下一个设计环节。
③灯罩
选择灯罩时，主要考虑的是通过灯罩提供一个照度合适并且光线柔和的环境。这与灯罩 的材料和外形有着密切的关系。
灯罩的材料会影响光线的照射形式。透明灯罩将光透射出去，会使台灯照度达不到要求； 不透明的灯罩反射灯光，使台灯照度很高却不能营造一个柔和的环境。选择灯罩材料还应注 意材料的导热效果。
灯罩的外形设计还应该考虑光线照射的角度，通过选择合适的灯罩坡度使台灯的光线更 符合要求。
另外，对灯罩的设计分析还要考虑它对台灯稳定性的影响。
（a）
（b）
（c）
图三：各种类型的灯罩图示
相信现在大部分同学的台灯都是类似（a）（b）这样的灯罩，属于不透明灯罩。（c）图
所示的是一种半透明灯罩，透明玻璃或没有灯罩的台灯则属于全透明灯罩。根据工效学和科 学用眼的要求，在集中精力工作时周围要有一定的照度，这样积不至于是自己处于过于紧张 的状态，有能在移视目光时不致眼睛在明暗中频繁变换，过快地导致视疲劳。
综上，我们采用半透明的灯罩作为理想台灯的灯罩。
④开关
开关作为一种控制器，首先要依据控制器设计的工效学要求作为基础。控制器设计的工
效学要求具体内容请见《人因工程》中国科学技术出版社.孙林岩 2005 版 P160‐P164.在孙老 师的书上有详细的介绍。
在这里，我只想陈述我自己的一点对于台灯开关的看法。开关起通断电源或调节光线亮 度的作用。常见的台灯开关有拨动式开关、旋钮式开关、触摸式开关等。
选择开关时，要注意它能否根据需要，安全有效地控制台灯的亮度。触摸式感应开关会 因为无意的触碰而导致灯亮和灯灭，而声控式开关也会因为外界环境发出的声音而引起灯的 自动开和关，这无疑会造成不良影响。几种开关的示意图图四所示。
（a）
（b）
（c）
图四：几种开关的示意图
根据使用的需要，选用旋钮式开关作为最佳备方案。对于不可调亮度的台灯任何一款符 合人因控制器要求的开关都可以满足要求。
⑤底座
底座位于台灯的底部，起支撑和稳定作用。因此，它的设计主要是通过对材料和形状的 设计来保证台灯的稳定性。
根据包括中学生在内的台灯使用者特点，底座的材料应选择坚固的、不易碎的，其形状 则应在追求台灯稳定的基础上，体现个性化的风格。
（a）
（b）
（c）
图五：几种台灯底座示意图
综合以上的讨论，根据每项元素我得出的最优结论，给出如下我的设计。
结构要点：
灯泡，无频闪接近自然光
支撑架，弯曲式可调支撑架
灯罩，半透明
开关，满足工效学要求的开关即可
底座，个性底座
半透明灯罩
弯曲式可调 支撑架
满足工效学 要求的开关
无频闪接近自然光的灯 泡或灯管
个性底座（供 使用者自选）
图六：设计成果要点示意图
四、讨论
4.1 其它设计
对台灯进行设计分析时，可以考虑如何实现台灯的多功能，如在台灯底座上安装日历、笔筒等附件。还可以考虑对台灯的功能进行拓展，如实现台灯的定时开关功能，到了学习时 间它就会自动打开；实现台灯的自动报警功能，当眼睛离书本太近时，台灯能自动提醒使用 者纠正坐姿。
分析台灯材料的选择时，要注意在现有条件下有哪些材料可供使用，尽量就地取材；并 且要尽量使用可再生资源。
在作设计分析时，应考虑台灯各部分之间的关系，使之成为一个协调的整体。
4.2 本设计分析
在以上对台灯设计的讨论中，通过把台灯分解为灯泡、支撑架、灯罩、开关、底座五部 分分别对每一部分进行了讨论，由于自己的知识储备还很有限，所以每部分的设计中还或多 或少存在一些问题。对每一部分的评价再第三节中每部分设计后已经给出。最终结果示意图 图六较为粗糙，仅给出了一个大致的概念型示意，在具体的操作中还要进一步细化、完善。
4.3 我对人因工程的一点感悟
通过人因工程课堂上跟随孙老师的学习以及自己查阅一些相关资料，对工效学已有一个 大致的认识。看到周围的事物，总想着从人因公程的角度去思考，看有无值得完善的地方。我举一个我遇到的例子。
前一段时间去东东包吃饭，他们从提价之后一直使用一次性筷子，用纸包装，上面印着 东东包的一些图案。但是每次用快自我发现，因为我习惯一手握住筷子，另一手轻握纸包把 纸拉开一点，在抓住露出的筷子将其取出，这里就存在一个问题，我常常使筷子将要使用的 一头露出在外面，又不好再调头了，只能用可能不是很干净的手（即使很干净也会觉得不舒 服）去抓筷子的细头，而对于有些人则不存在这个问题，他们会把纸包拉开很大一块，然后 不论怎样都会抓住筷子的中部，不会发生不舒服的情况。
我想设计者要考虑到各种使用习惯的人群的需要，当然如果像我这样使用筷子的改变一
下使用方式也可以达到要求，但是如果东东包在生产或者委托生产一次性筷子时注意到这一 点，更能体现它对顾客的关怀，是一件何乐而不为的事。
我考虑到的解决方案：
采用透明包装（如塑料，可以看到，一般不会拿错方向）
在纸包上标注头与尾，装筷时按照标注方向（标注要醒目，方便顾客）
服务员帮助拆筷（略微加大工作量，可能会让有些客人不满意，效果好的话会改善
服务质量）
同时我在想到这些时跟东东包的负责人员进行了一下交流，他们也觉得这些建议很好，但是很长时间过去了，情况依然没有得到改善，有些失望。
以上现实中我遇到的实例就是我在现实中对人因工程的一点感悟。
五、结语
将人因工程学原理应用于台灯的设计中，作为自己的一次实际操作经历，漏洞很多，重 在实践。当前，各种产品的人因问题还存在很多，人因工程工作者与研究人员依然任重而道 远。
【参考文献】