人机工程学在设计实践中的应用——以座便器为例

座便器是人们日常生活中必不可少的器具,座便器设计的科学与否将直接影响人们的日常生活,影响使用者的身体健康,同时还会影响卫生间的整体协调性。座便器的设计要让使用者感到舒适方便,应该符合人体的基本尺寸,尤其是人在坐姿状态下的尺寸。文章主要对人机工程学中人体坐姿尺寸和坐便器尺寸的关系进行分析,阐述座便器中的人机工程学理论,为座便器的设计者提供尺寸依据。     

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。     

基于公共交通型自动扶梯客伤的人机分析与研究

目的基于公共交通型自动扶梯所发生的伤亡事件,研究扶梯客伤事故中几种不合理的人机关系。方法运用儿童人体尺寸参数的统计分析、人机视觉规律计算方法、人体尺寸数据、虚拟人技术等人机工程分析方法。对自动扶梯中不合理的安全距离、不足的辨识度、不合理的零部件尺寸以及扶梯的人机设计缺乏动态设计等方面进行了人机关系的分析与研究。结论得出自动扶梯安全人机尺寸,并针对自动扶梯的设计和检验提出建议。     

智能坐便器流噪声数值模拟及实验验证

以某款智能坐便器为研究对象，利用逆向工程技术进行建模，获得智能坐便器三维模型。采用Fluent和LMS Virtual. Lab联合仿真方法，对智能坐便器虹吸破坏时刻流噪声进行数值模拟，并通过实验对模拟结果进行了验证；基于数值模拟结果分析了智能坐便器空间声场指向性分布。结果表明：采用联合仿真方法对智能坐便器虹吸破坏时刻的流噪声进行数值模拟，各主要监测点噪声数值模拟结果与实验结果偏差均在7%以内，验证了方法的可行性。该智能坐便器空间噪声辐射有明显指向性，辐射噪声频谱图表现为宽频特性。研究结果可为后续智能坐便器降噪优化提供一定参考。     

关节臂式坐标测量机数据采集系统的关键点设计

对关节臂式坐标测量机数据采集系统的几个关键点进行了分析设计,其中包括数据同步锁存、对径读数、坐标实时显示.通过可编程逻辑器件(CPLD)与单片机的结合,完成了光栅信号的滤波、4细分、辨向及可逆计数等功能.实验证明,该设计能够准确完成测量机的数据采集.     

基于Kano-FAST-E的鞋面压合机优化设计

目的 降低鞋面压合机设备作业过程中的失误率、优化人机交互体验。方法 基于Kano模型调研分析作业人员与企业经理对当前设备的使用感受及需求;利用FAST理论重新定义设备的功能区域并指导设计展开;基于人机工程学理论(E),对设计方案的功能布局和结构尺寸进行优化,提升人机操作效率;利用眼动试验对改进前后的功能布局进行对比分析验证,并借助李克特量表对设计方案进行用户满意度评价。结果 完成鞋面压合机的优化设计实践,提升了设备的人机性能和用户满意度,有效提高了作业人员认读效率、减少视觉疲劳和错误操作。结论 改进后的鞋面压合机赋予了工人更加安全、高效且人性化的操作模式,验证了Kano-FAST-E的设计策略对该设备的人机优化设计具有指导意义,也为同类设备的开发实践提供参考。     

智能坐便器的设计与研究

目的 设计出一种智能坐便器,在智能坐便器内部具有一种新型处理结构,整体包含便捷、智能、人性化3大优点.方法 查阅与人类排泄用具和人体工程学相关的文献及专利,并分析研究现有的蹲便器、坐便器及智能坐便器存在的优缺点,以此作为参考对象进行创新性设计,从节水、智能、节约成本、人性化4个层次对坐便器的外观、材料以及内部结构进行改造.结果 坐便器内部处理结构采用带传动装置,能够实现对粪便进行及时的处理,并通过人机工程学计算出能够使人体在排泄时体验相对舒适感受的坐便器壳体的合理尺寸.结论 在满足使用者对排便要求的基础上节约水资源,避免异味扩散,减少病菌传播,节约产品成本,让使用者达到一个更舒适的姿势以及更好的排便感受.     

基于坐姿分析的座椅舒适度测试与评价

人们的很多生产生活活动是在坐姿下完成的,因此研究坐姿舒适度有很重要的意义。坐姿舒适度在座椅的设计中扮演着越来越重要的角色,而对座椅舒适度的研究也逐渐偏重对坐姿舒适度的评价。人性化座椅的设计必须满足舒适度高的要求,以达到人体舒适坐姿的需求。针对坐姿舒适度评价,采用经典的光学动作捕捉技术和问卷调查相结合的方法对坐姿舒适度进行科学评价。实验选用美国Motion Analysis光学动作捕捉系统,设置11个Eagle数字捕捉镜头,用EVaRT软件获取了40名志愿者人体关键点在空间中的点位数据,采用PCA主成分分析提取特征点的方法提取关键点,用MATLAB软件自主编程对关键点数据进行处理和计算,比较测试者坐在2种不同座椅上的关节角度和力矩数据差异。统计结果表明,志愿者采用不同的姿势坐在不同的座椅上时,躯干、大腿、膝盖部位的角度和力矩数据差异较为明显。结合人机工程理论,利用这些数据差异对坐姿进行分析,为座椅设计提供理论依据。这种人机工程学理论分析评价和问卷调查相结合的方法,为座椅的舒适度评价提供了有效的依据。     

参数化人体模型驱动的产品人机工程设计

针对产品人机工程设计的要求,提出了通过人体模型对产品的形态与结构进行驱动设计的思路.基于人体测量数据库建立了结构模型、尺寸模型和曲面模型3种参数化人体驱动模型,实现了产品人机工程设计的驱动设计,即通过对人体模型的操作将人体测量数据直接映射为产品设计尺寸,为人机工程设计原则的合理应用提供了效率和可靠性的保障.通过座椅的人机设计进行了验证.     

基于压力分布实验的汽车座椅人机形态研究

目的根据人机工程理论及人体的生理学特征,结合汽车座椅坐垫和靠背的人机形态指标,探讨座椅造型设计与人机形态之间的对应规律。方法压力实验采用VERSION Tekscan压力测量系统7.60-21C和CONFORMat Research软件对压力分布数据进行采集和处理。共选取6名被试者,分别对三款座椅进行乘坐实验,并结合问卷访谈的调查进行对比分析。结果实验统计得出每款座椅靠背与坐垫部分的接触面面积、平均压强、峰值压强等值,进一步数据挖掘,显示出符合人机形态的新型汽车座椅在舒适性方面明显优势。结论人机形态对于汽车座椅的舒适性有着至关重要的影响。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。