地铁车厢扶手人机工程仿真分析及改进设计

目的 为满足地铁乘客站姿乘车的便利性与舒适性,结合人机工程仿真分析软件Jack对车厢扶手的设计方案进行分析校核和改进设计。方法 依据GB/T7928—2003中A型车主要技术规格和GB13094—2017中客车扶手尺寸要求,在CAD软件中搭建了地铁车厢内装三维模型;根据GB10000—1988,在Jack软件中建立了第5百分位成年女性和第95百分位成年男性人体数字模型;结果 对站姿乘客使用扶手时的不同姿势进行快速上肢动作分析和舒适度分析,得到站姿整体舒适度评分结果;通过人机分析结果,对地铁车厢扶手数量布置和高度设置进行设计改进,并再次通过Jack软件对乘客站姿舒适度进行测试。结论 结果表明,改进后的设计方案满足乘客的便利性和舒适性要求,为地铁车厢扶手的人机工程设计提供参考,相关的设计参数值可对现有标准形成补充。     

空间站卫生间人机仿真评估与实践

目的 对空间站卫生间的人机关系进行分析,评价其人机工效,为空间站卫生间人机工程评价、设计优化提供理论方法和技术支持。方法 以DELMIA软件为分析工具,在对空间站卫生间环境建模后,导入航天飞行乘员人体尺寸模型,构建人机仿真虚拟场景。将空间站卫生间如厕过程分解,调整人体模型的如厕姿态及舒适角度范围,对空间站卫生间可达可视域进行判别,开展空间站卫生间如厕姿态舒适性仿真分析与评价。结果 仿真结果显示虚拟航天成员如厕各阶段姿态可达性、可视性、舒适性均满足人机工程学需求。结论 该空间站卫生间能为航天乘员提供一个舒适的如厕环境,其总体结构与布局符合人机工程学设计原则。     

基于人机工程学的马桶创新设计研究

目的 针对人们使用马桶姿势和方式不合理的问题,为用户提供一种更加宜人的前倾倚卧式蹲便器造型设计方案,从而提高马桶使用的安全性、有效性、健康性和舒适性。方法 基于人机工程学原理,总结归纳马桶的人机设计原则;采取文献研究法、问卷调查法和案例分析法,调研马桶的设计研究现状,分析马桶的设计、使用状况及存在的不足与创新需求。结果 根据归纳的原则,运用科学的原理与方法,对马桶进行创新设计应用实践,优化人机结构和尺寸参数,完成前倾倚卧式蹲便器创意方案的设计和建模造型,提出创新设计产品的宜人性特点和改进方向。结论 对现有马桶进行人机创新设计,使其造型和使用方法更加符合用户的人机需要,构建实用新型的创新产品,促进市场转化与推广。     

全地形车集成设计人机工效校核与分析

文章根据车辆人机工程学相关理论,利用CATIA V5人体工程模块建立人车模型,对改进后的全地形车(All-Terrain Vehicle,ATV)样车进行了人机工程校核。重点针对驾驶员和乘员坐姿、视野、手伸以及脚部空间进行了校核,对人员乘坐舒适性、安全性以及操作便利性进行了分析,为ATV的CAE仿真和实车设计提供依据。校核结果表明,改造后的ATV整车布置满足人体骑乘姿势要求,视野宽阔,便于操作,具有较好的舒适性和安全性。     

基于人机工程学的头戴式耳机舒适性设计

目的 为了有效提升头戴式耳机的舒适性,提高用户使用头戴式耳机产品的满意度,保证头戴式耳机设计的合理性。方法 面向头戴式耳机设计对象,系统分析耳机用户头部关键尺寸和头部受力情况,测量耳机夹紧力范围及耳机质量,研究影响头戴式耳机舒适性的各设计要素。 结论 以人机工程学原理和方法为依据,探讨了耳机关键设计要素对用户佩戴舒适性的影响,提出了基于人机工程学的头戴式耳机设计原则,为耳机设计的功能尺寸、结构形式以及材料选择提供了相应的理论和实践依据,为耳机的人机工程学设计提供有效建议。     

物流冷链消毒设备改进设计与仿真分析

目的 为强化疫情防控工作,针对物流冷链行业包裹消毒链工作效率缓慢的问题,对消毒设备进行改进设计,提高冷链消毒设备操作时的人机舒适性和工作效率。方法 基于人机工程学理论,对现有物流冷链消毒设备原理与组成结构进行分析,对消毒设备的功能布局和结构尺寸进行优化。利用Jack虚拟仿真软件对改进前、后的冷链消毒设备进行对比,并进行人机工程仿真验证及评价。结果 通过仿真验证得出,改进后的消毒设备方案增强了人体在不同工作流程中的舒适度,有效改善了操作人员长期工作时的身体疲劳,并提高了产品的使用效率。结论 冷链消毒设备的改进设计使消毒人员与机器之间形成和谐有效的人机关系,研究结果可为消毒设备创新设计提供参考,为疫情防控期间冷链行业的防疫工作提供有效建议。     

佰草集面膜包装的人机工程学分析与改进设计

通过对一款佰草集瓶装面膜包装容器进行安全性、舒适性、动作和造型风格意向尺度等方面的人机工程学分析,指出其缺陷,并在此基础上进行改进设计,提供了一款基于人机工程学的包装设计。     

某型机前轮转弯手轮外形适应性改进研究

本文主要阐述了运用人机工程学,参照符合人机工程原理数据,并利用三维软件CATIA对飞机前轮转弯手轮进行了适应性改进,使其满足部队对前轮转弯手轮操作舒适性方面的需求。     

基于人机工程学的增强现实眼镜设计研究

目的以提升用户人机体验为前提,结合增强现实眼镜的功能需求,从人机工程、使用过程、用户研究等多个方面探索该类产品的设计方法。方法针对增强现实眼镜在使用中出现的问题,从人体数据入手,建立数字头部模型,再通过人机工程学计算得出设计尺寸,为设计研发提供参考并最终得出设计。结论提出了一种增强现实眼镜的造型设计方法,提升了用户体验,对增强现实眼镜的工业设计具有一定的参考。     

自行式C型旅居车餐厨空间人机工程设计

目的 随着自驾旅行的日趋流行,一种集成会客、起居、餐厨、卫浴等功能的旅居车出现在汽车市场,满足了旅行者车内生活的基本需要.其中餐厨空间是旅居车内部生活空间的重要组成部分,食物烹饪加工和存放是餐厨空间的基本功能.针对某型自行式C型旅居车餐厨空间的人机设计缺陷,对其设施布局、使用方式进行人机工程学改良设计.方法 首先通过分析中国成年人体标准尺寸确定用户在餐厨空间操作的舒适范围,并结合旅居车内可用空间尺寸来对车内餐厨空间的人机设备进行布局并设计方案,为自行式C型旅居车提供一款餐厨空间方案,其次采用人机工程软件Siemens Jack验证设计方案的可行性.结论 通过对设计方案的分析与验证,从使用舒适性及便利性的方向为旅居车餐厨空间的造型设计和研发提供有效的建议.     

基于 JACK的老年人下肢屈伸康复系统绩效仿真分析

通过人机工效仿真测评,得到老年人下肢康复行为的人机工程设计数据,为康复训练产品设计的优化提供参数化支撑和方向性指导。根据现有康复产品,建立康复虚拟环境,创建虚拟数字老年人体模型,定义老年身体形态和生理参数,将虚拟数字老年人体模型与虚拟康复环境结合,输入康复任务,分析老人康复操作任务的流程,对老人康复行为进行人机工效虚拟仿真。通过对老年人下肢康复系统的人机工效虚拟仿真测评,得到大量仿真数据,从而发现系统存在的不足和潜在的风险,为改进其设计提供依据。通过仿真分析有助于康复产品真正做到安全、健康、有效,从本质上提升康复训练系统的可用性。     

办公家具的尺寸与工作效率的关系研究

目的根据办公桌椅的尺寸与人体尺寸特征,结合座椅不同高度的体压分布状态,探讨办公家具桌椅设计与人体形态相对应的规律。方法体压分布实验采用tekscan设备,并对压力分布数据进行采集处理,共选20名被试者,分别对一款办公椅的两种坐姿状态进行实验,并结合面部表情分析软件进行比对分析。结果实验统计得出两种坐姿的一面接触面积,平均压强、峰值、压强等值,以及两种坐姿下,操作不同任务时的面部表情数据进行分析,显示出不同坐姿下人们的办公舒适度及效率是不同的。结论办公桌椅的尺寸对人们的办公舒适度及效率有着至关重要的影响。     

基于老年患者身体挪移行为障碍的病床设计研究

目的 通过对医院病床的设计研究,为老年患者因身体挪移行为障碍而遭遇的各种问题寻求更好的方法,解决老年患者,特别是肢体活动严重受限的老年患者,在就医治疗与日常护理时所面临的问题。方法 以老年患者的就医治疗与康复需求为设计导向,以病床人机工程学为设计准则,运用观察法、调查法和情景分析法等实验方法,对老年患者在就医环境中的主动与被动挪移行为需求及行为状态进行记录、评价与分析,并以行为的目的与路径为线索,分析相应过程中老年患者因身体挪移而产生的实际问题及原因。结论 通过对医院病床的再设计,避免了老年患者因不当的主动或者被动的挪移行为所造成的二次伤害,提高了老年患者就医与康复过程的安全性、舒适性,同时提高了医院的医疗效率。     

牙科椅不同俯仰角度的人体舒适度研究

目的通过研究牙科椅俯仰角度的变化与人体舒适度之间的关系,为改善牙科椅的设计提供有力的参考依据。方法测试不同俯仰角度下人体主观舒适度,基于CATIA(交互式CAD/CAE/CAM系统)人机工程设计与分析模块,在导入的牙科椅模型中引入三维人体模型,建立虚拟人机关系,结合人机工程学理论,对不同俯仰角度下人体姿态的舒适度进行仿真分析,利用SPSS统计分析软件对所得的数据处理。结论牙科椅俯仰角度从0°转到60°的过程中,人体舒适度分值呈先上升后下降的趋势。人体最舒适的牙科椅俯仰角度为30°,最不舒适的角度为0°,同时验证了CATIA人机工程设计与分析的可行性。     

基于JACK虚拟仿真的学龄前脑瘫儿童助行器人机优化设计

目的 减少学龄前脑瘫儿童助行器的安全隐患,解决患儿在训练过程中的肢体二次损伤问题,提升助行器人机舒适性,对学龄前脑瘫儿童助行器进行优化设计。方法 通过JACK虚拟仿真软件的RULA工具,分析得到学龄前脑瘫儿童在使用助行器过程中存在的不合理姿势,并对其进行人机工学与受力分析,提出改进方法并进行设计优化,最后导入JACK虚拟仿真软件进行风险与舒适性验证。结果 优化后的学龄前脑瘫儿童助行器的使用受伤风险从4级降低到1级,患儿躯干弯曲力矩、L4/L5脊柱压缩力、剪切力的姿势载荷指数分别降低53%、47%、81%,上身各关节处于舒适角度。结论 经过JACK仿真分析及人机优化后的助行器,有效降低了学龄前脑瘫儿童在康复训练中的二次损伤风险,减轻了患儿步行训练中的身体负担,提升了助行器使用的舒适性。     

基于INPD与熵权法的居家适老护理床设计

目的 在人口老龄化背景下,探索适老护理床的设计理论与方法,为居家适老护理床的设计提供新的研究方法与设计参考。方法 运用INPD结合熵权法指导居家适老护理床设计研究,通过SET分析法,寻找设计机会点。通过对养老机构的护理人员、老年人和家属进行问卷调查,明确老年人对护理床的需求点。将熵权法引入AHP完善定量研究,对目标用户的需求进行权重值计算和优先级排序。通过绘制设计概念矩阵,对设计目标进行进一步深化和筛选,得出最终的设计概念。结论 将熵权法引入AHP消除了主观评价所带来的影响,并且通过实际设计案例验证了INPD与熵权法相结合的科学性、有效性和合理性,同时也为老年护理床产业提供了新的研究思路。     

基于人机工程学的公交车拉手设计

应用人机工程学原理和人体测量尺寸数据展开对公交车拉手的深入设计。在分析现有产品和设计存在问题的基础上,提出拉手改良设计原理,缓解车辆运行中的惯性带来的眩晕和安全隐患,并充分考虑不同身高人群的使用和广告效益,从手柄、连接结构、广告放置、限位卡及各个部件的材质、色彩等方面,结合手的解剖学特征和立姿静动态尺寸,对拉手进行了改进和完善,为提高该类产品的使用舒适度和改善乘车环境提供新的思路。     

基于人机工程的踏板电动车儿童安全座椅设计

目的 针对近年来儿童乘坐电动自行车频发伤亡事故的现状,研究现有电动车儿童安全座椅不合理的人机关系;从安全性、易用性的角度出发,为儿童安全座椅提供设计依据。方法 采用人机工程学理论,综合分析了儿童安全座椅的人机工程学因素;运用产品设计中人体尺寸的应用原则,对儿童安全座椅进行了安全、合理的人机尺寸设计;使用调查法对儿童安全座椅的使用场景与使用方式进行了调研,得出了儿童安全座椅须符合人机工程学的功能与结构设计要求;依据儿童的生理和心理特征,对造型要素进行了分析。结果 从可调节性、便携性、安全性等方面展开了研究,得出了儿童安全座椅的合理尺寸与结构设计要求,基于儿童的心理与生理特征,得出了安全座椅的造型设计要求。结论 以踏板电动车为例,进行儿童安全座椅的创新设计实践,实现以人为中心,安全、舒适、便携的人机关系。     

老年人人因工程研究热点的文献分析及其产品设计启示

目的 梳理和分析近十年来面向老年人的人因工程研究内容和趋势,并思考其对老年人产品设计的启示。方法 搜集人因工程领域的9本SCI/SSCI国际权威期刊上2011—2021年针对老年人的研究文献,通过文献统计并利用可视化工具VOSviewer软件进行关键词共现和时间跨度的聚类分析,掌握当前国际上老年人人因工程研究的热点和前沿,分析和总结研究的方法、特点和趋势,并思考当前热点和前沿对老年人产品设计的启发。结论 当前老年人人因工程研究秉持“以人为本、以用户为中心”的思想,且与最新技术的联系日趋紧密,研究内容和应用范围不断扩大,研究技术和手段更为丰富,学科交叉性更加凸显,其国际热点主要集中在行为和任务绩效、产品和技术的使用、身心健康、摔倒风险和行动安全、姿势和劳作健康五个方面,而新技术的接受、生理信号测量与虚拟技术的使用、认知与决策分析是新兴方向。面向老年人的产品设计应当重视老年人的安全和健康关切,聚焦人机关系和人机分析,考虑老年人的接受度和独特需求,深入到老年用户的心理和情感层面,进行更科学和精确的测试与评估,从而提升设计品质。