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《北京林业大学》 2003年
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木工宽带砂光机人机界面优化与评价研究

高双林  
【摘要】: 人机工程学(Ergonomics)的核心问题是设计一个良好的人机界面。合理的人机界面设计对系统的安全性、工作效率、操作人员的舒适性以及保障操作人员的身心健康都具有十分重要的作用。 随着我国加入WTO的形势,对木工机械的安全性、舒适性等方面的人机工程学提出了越来越高的要求,在人机界面方面的研究已开始受到关注,并将成为木工机械研究方面的主要内容之一。长期以来,国内在设计砂光机的人机界面时大都是以经验方式或者仿造国外产品设计,缺乏充足的理论支持,也不符合我国人体尺寸参数,而在这方面的研究基本属于空白,特别是其与人机工程学相结合的研究尚无前例。 本研究运用人机工程学理论和设计原则,首次在国内对BSG2713QA四砂架双面宽带砂光机的显示/控制、操作调节和噪声三个界面进行了深入的实验与理论研究,指出了木工宽带砂光机人机界面设计中存在的问题;通过实验研究和理论分析,确定出砂光机人机界面的优化参数和设计方案;提出了评价设计方案优劣的指标—人机界面优度的概念,并应用模糊数学理论,创建了一种分层次人机界面模糊综合评判系统模型(FCES)和人机界面优度计算公式,用于对人机界面进行评价和促进人机界面的优化设计。 研究中依据调节旋钮直径尺寸、形状要适合人的手形,使人能用最大力并达到最大扭矩的功效的基本要求,自行设计测试系统,测试、研究了定厚调节旋钮的操作人机界面参数对最大操作扭矩的影响,实验表明:旋钮形状对最大扭矩有较明显的影响,特别是直径越大,其差别比较明显;最大扭矩随着直径的增加而增大,但不是直线增加,当直径超过75mm时,最大操作扭矩反而下降。 运用人机界面设计的具体原则,对木工宽带砂光机的显示/控制界面进行的分析和优化设计,从显示元件的布局、控制元件的布局、控制台的几何尺度,显示和控制界面的匹配编排等几方面进行了优化,提出了具体的设计方案。 在我国从生理和心理指标研究木工机械噪声问题尚未见报道的情况下,首次对砂光机的噪声性质和频谱构成进行分析可知,砂光机噪声属于中低频噪声,其噪声对人心率的影响测试表明:尽管个人差和时间变化的影响都很显著,但随着噪声暴露时间 摘 要 的增长,噪声的影响很明显。而这种心率的增加,属于紧张引起的心理负荷,容易导 致判断能力下降和误操作,其危害不可忽视。 首次提出用设定一个虚拟噪声源的方法,预测噪声测试点周围的噪声,并依此绘 制砂光机噪声传播的声压等值线图,为选择控制台的安装位置提供了依据。在!〕前, 对降低或隔离砂光机的噪声尚无有效方法和技术措施的情况下,提出合理选择砂光机 控制台的安装位置和佩带噪声个体防护用具是防噪声的有效途径。 关于人机界面的优化评判问题研究很少,特别是木工机械的人机工程优化评判的 研究国内外还未见报告。本研究运用模糊数学理论与基本原理,用分值集合取代模糊 集合的方法,避开了建立隶属函数的难题,创建了一种分层次模糊综合评判系统模型。 该系统包括评判模型、模型的结构层次、指标体系、评价标准、权重系数、评价指标、 计算公式、程序计算软件等内容。该评判系统不仅能对人机界面的几何尺度因素进行 评价,而且对非几何尺度因素也能评价,有效地解决了对人机界面复杂因素定量化评 价的问题。 围绕所研究的问题,首次建立了评价人机界面的指标体系,该指标体系将大量人 机工程实验数据、人体生物力学数据、人体解剖学数据、人体测量学统计数据与己有 的研究结论统一起来;应用层次分析法(AHP)的特性,通过求算比较矩阵的最大特 征值所对应的特征向量,确定出每一层次的全部评价因素相对重要性次序的权值,用 数学的方法将定性分析进行定量化处理;提出人机界面优度的概念和计算方法,作为 人机界面的评价指标,人机界面优度是0~l之间的一个数值,数值越接近1,说明 人与机械之间的匹配合理程度越好。 结合人机界面多层次模糊综合评判实际,开发了《砂光机人机界面多层次模糊综 合评判系统》软件。该系统是在WINDOWS 2000下应用Delphi高级程序语言开发的、 基于数据库的多层次模糊评价系统,具有界面友好、操作简便、层次分明、功能较完 善、算法科学、实时存取、体现开放性和可扩展性等特点,系统可在 W i ndows 98/ME/ZK/XP下运行。 最后,用新开发的人机界面分层次模糊综合评判系统软件,对优化前后的砂光机 人机界面进行了评价,并获得评价结果。 本研究结合国内木工宽带砂光机人机界面的实际问题,进行了一系列的实际调 3 摘 要 查、测试实验分析和理论研究,获得解决这些问题的方案和有理论价值的结论,对其 它木工机械人机界面的优化设计有一定的参考作用。为进一步研究、儿发、建立木【_ 机械人机界面专家评价数据库和家具人机界面专家评价数据库提供一利。可鉴沿的理 论方法。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TS64

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【引证文献】
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1 肖晓华;李冬屹;陈波;;基于模糊理论的司钻控制房人机界面的综合评价[J];石油矿场机械;2009年03期
2 彭莉;;邮包分拣机人机操作界面设计方案的模糊综合评价[J];包装工程;2008年07期
3 周树华;朱典想;;使用模糊数学理论对BQ1127/15/B旋切机人机界面的评价[J];木工机床;2007年03期
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1 李博;基于人机工程学的割灌机作业人体疲劳评估及实验研究[D];东北林业大学;2018年
2 陈净莲;基于人类工效学的森林灭火手泵操作生物力学研究[D];北京林业大学;2010年
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1 梁佳坛;挖掘传输机人机尺度优化及外观造型设计[D];安徽工业大学;2016年
2 张涛;数控旋切机典型件三维造型设计及有限元分析[D];河北工业大学;2011年
3 刘增凯;矿井提升机操作系统人机工程学评价研究[D];河南理工大学;2009年
4 常嘉林;基于图论的加工中心运动方案创新设计及评价研究[D];河南理工大学;2009年
5 闫洪囡;船舶居住舱室人—机—环境评价系统[D];哈尔滨工程大学;2008年
6 周树华;BQ1127/15/B型旋切机人机工程设计研究[D];南京林业大学;2007年
7 彭莉;带式高速邮包分拣机人机界面研究与设计[D];贵州大学;2006年
8 舒余安;皮卡汽车驾驶室的人机工程学研究[D];南昌大学;2005年
【参考文献】
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1 王黎静,袁修干;飞机驾驶舱概念设计阶段工效评价用人体几何模型[J];航天医学与医学工程;2001年06期
2 周前祥,曲战胜,王春慧,姜国华;虚拟乘员舱布局工效学设计中颜色匹配性的实验研究[J];航天医学与医学工程;2001年06期
3 庞志兵,李晓;人的可靠性模型的回归分析[J];人类工效学;2001年03期
4 刘勇,梁瑞雪,孙瑞芳;仪表板在坦克装甲车辆驾驶系统中的人机匹配性研究的关键问题[J];系统工程理论与实践;2001年09期
5 林建;机械系统中人机操作界面的评价[J];福建农业大学学报;2001年01期
6 李凯夫,高振忠,孙瑾;21世纪初期我国人造板工业技术创新刍议[J];林业科技开发;2001年01期
7 黄曙东,张力,李先义,陈建华;紧急情况下人的误判断与误操作数学模型[J];人类工效学;2000年04期
8 赵美英,王海龙,万小朋;人体系统与可靠性分析[J];人类工效学;2000年04期
9 王黎静,袁修干;产品显示器设计中的工效用视域[J];人类工效学;2000年04期
10 李文彬,何伟敏,安静贤,王德明;油锯人机界面的优化研究[J];北京林业大学学报;2000年05期
【共引文献】
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1 蒋建军;张力;王以群;彭玉元;李敏;伍大清;李鹏程;张晓玲;青涛;;基于人因可靠性的核电厂数字化人机界面功能单元数量优化方法[J];原子能科学技术;2015年10期
2 张明月;;基于人机工程学的油锯造型设计研究[J];装饰;2015年03期
3 刘昕;余隋怀;王淑侠;初建杰;王宁;赵明磊;;基于Delphi排序改进的AHP-Fuzzy人机布局虚拟评价[J];计算机工程与应用;2015年03期
4 李博;吉晓民;陈登凯;余隋怀;;多约束下的载人潜器舱内计算机辅助工效设计系统研究[J];图学学报;2014年04期
5 王君;蔡伟;;基于视觉空间特性的人机界面工效学评价[J];战术导弹技术;2012年06期
6 李余峰;薛艳敏;张晓辉;;基于人机工程学的电子设备人机界面设计[J];包装工程;2011年06期
7 杨洪泽;李滨;李博;;森林消防头盔的人机工程学分析[J];北京林业大学学报;2011年01期
8 庄东晓;;HCR模型在船舶驾驶员可靠性评估中的应用[J];船海工程;2010年05期
9 李书玲;;普通旅客列车内部空间的人性化设计[J];科技信息;2010年07期
10 韩磊;;机械系统人机界面优化设计[J];电脑编程技巧与维护;2010年02期
【同被引文献】
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1 郑芸哲;齐明侠;沈蓉;樊宏利;;基于西门子PLC的司钻控制系统[J];石油矿场机械;2008年05期
2 陈波;李冬屹;张旭伟;张景发;;石油钻机司钻工作空间设计[J];石油矿场机械;2007年09期
3 陈波;张旭伟;李冬屹;张嘉新;;浅谈我国石油钻机司钻控制系统存在的问题[J];石油矿场机械;2007年04期
4 王春雨;;包装机械设计方案的多层次灰色综合评价[J];包装工程;2006年06期
5 林建;机械系统中人机操作界面的评价[J];福建农业大学学报;2001年01期
6 袁清珂,曹岩,刘宁,赵汝嘉;产品设计质量综合评价理论与体系的研究[J];中国机械工程;1998年10期
7 林建,毛恩荣,周一鸣;机械系统人机界面匹配优度的研究[J];人类工效学;1997年03期
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1 李普红;基于作业疲劳度的活塞生产线规划研究[D];山东大学;2012年
2 杨锆;不同类型身体活动的躯干肌群sEMG反应模式[D];浙江大学;2012年
3 鲍春雨;基于人机工程学油锯作业人体脊柱生物力学特性研究[D];东北林业大学;2009年
4 董金宝;便携式林业机械及其作业环境对人体平衡的影响[D];北京林业大学;2008年
5 林嗣豪;工作场所工效学负荷综合评估及其应用研究[D];四川大学;2006年
6 肖国兵;手工操作的工效学评价及提举重量限值的研究[D];复旦大学;2004年
7 高双林;木工宽带砂光机人机界面优化与评价研究[D];北京林业大学;2003年
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1 郑功亮;矿用液压扒装机液压控制系统设计及动态性能仿真[D];安徽理工大学;2015年
2 王韶璋;基于TRIZ理论下的工程机械类产品造型设计研究[D];燕山大学;2014年
3 魏苍栋;ZWY-160/55型挖掘式装载机总体设计研究[D];河北科技大学;2014年
4 肖利伟;筑路类机械人机尺度优化与外观设计[D];西南交通大学;2013年
5 王大印;工程机械驾驶室的人机工程学研究[D];哈尔滨理工大学;2013年
6 梁海莎;基于人机工程学的拖拉机驾驶室设计研究[D];南京农业大学;2012年
7 田荣荣;三一集团搅拌车新概念设计[D];湖南大学;2012年
8 吕胜;SF35100型矿用自卸车驾驶室人机工程优化设计[D];湖南大学;2012年
9 赵树椿;装载机驾驶室关键参数设计及人机工程仿真[D];山东大学;2010年
10 王智;基于人机工程学的大型轮式拖拉机人性化设计研究[D];江南大学;2007年
【二级引证文献】
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1 陈波;张旭伟;刘彦秀;唐勇;许阳双;;基于公交站台倚靠架的通用设计定量研究[J];人类工效学;2015年01期
2 杨勤;赵慧亮;赵冠浩;闫爱政;罗盛照;;烟草物流自动开箱系统关键装备及应用模式研究[J];制造业自动化;2013年07期
3 杨勤;吕健;申建初;;RGV人工补货工位的人机系统设计及3D模拟[J];包装工程;2010年06期
4 韩磊;;机械系统人机界面优化设计[J];电脑编程技巧与维护;2010年02期
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1 房帅;船舶驾驶室视觉环境设计研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
2 黄靖康;多功能轮椅结构设计与优化[D];湖北工业大学;2018年
3 胡莹颖;考虑区域复合环境的船舶舱室布置研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
4 黄凯;盘式制动器工艺流程改进研究[D];山东大学;2017年
5 李迎新;FDM型3D打印机人机界面分析与优化设计[D];湘潭大学;2017年
6 钱佩伦;基于SEMG的汽车离合踏板操纵作业强度研究[D];合肥工业大学;2017年
7 刘丽康;可穿戴智能产品设计的研究[D];天津科技大学;2017年
8 朱江南;基于环境心理学的船舶舱室室内空间设计研究[D];哈尔滨工程大学;2017年
9 邢腾远;虚拟舱室人机建模仿真与评估[D];北京理工大学;2016年
10 刘司媛;操控装置工效学设计特征及选用研究[D];郑州大学;2016年
【二级参考文献】
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1 李文彬,王德明,何伟敏;油锯动静态特性对操作者手臂肌肉疲劳的综合效应(Ⅳ)──振动对手皮肤温和皮肤电阻的影响[J];北京林业大学学报;1998年05期
2 李文彬,王德明,何伟敏;油锯动静态特性对操作者手臂肌肉疲劳的综合效应(Ⅲ)──振动对掌长肌收缩的影响[J];北京林业大学学报;1998年05期
3 张力;在更广泛基础上预防和减少事故[J];管理工程学报;1998年03期
4 陈为,陈平;基于“人-机”系统的功能与模式研究[J];人类工效学;1998年01期
5 黄卫刚,张力;大亚湾核电站人因事件分析与预防对策[J];核动力工程;1998年01期
6 林建,周一鸣,毛恩荣;机械系统人机界面匹配优度的计算方法[J];中国农业大学学报;1997年06期
7 李文彬,安静贤,崔文彬,王德明;油锯动静态特性对操作者手臂肌肉疲劳的综合效应(I)──重量、手把直径和手臂姿势对掌长肌收缩的影响[J];北京林业大学学报;1997年03期
8 林建,毛恩荣,周一鸣;机械系统人机界面匹配优度的研究[J];人类工效学;1997年03期
9 许其春,兰凤崇;人体工程学及其在采运系统中的应用[J];东北林业大学学报;1987年04期
【相似文献】
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1 李文彬,黄毅,高双林;木工宽带砂光机调节操作人机界面的优化研究[J];北京林业大学学报;2004年02期
2 莫秋云,李文彬,陈永光;木工宽带砂光机噪声的研究[J];木材加工机械;2004年06期
3 华丽,李文彬,高双林;木工宽带砂光机噪声传播声压等值线图制作方法新探[J];北京林业大学学报;2005年03期
4 莫秋云,李文彬,高双林;木工宽带砂光机噪声对人体心率的影响[J];北京林业大学学报;2004年03期
5 莫秋云,李文彬;木工宽带砂光机噪声对人体脑波及主观评价的影响[J];北京林业大学学报;2005年06期
6 ;《北京林业大学学报》2004年总目次[J];北京林业大学学报;2004年06期
7 兰哲,戴明森;人机界面信息显示最新研究评述[J];北方交通大学学报;1998年03期
8 唐骉;聂桂平;张家骏;戴一涛;;动态雕塑的人机界面研究[J];现代装饰(理论);2011年03期
9 张旭晨;高世杰;;浅谈人机工程学和工业设计的应用[J];科协论坛(下半月);2007年08期
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1 高双林;木工宽带砂光机人机界面优化与评价研究[D];北京林业大学;2003年
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