基于尺寸驱动的人机工程设计技术研究

陈敏铭

（杭州张小泉集团有限公司，浙江 杭州 311401）

基于尺寸驱动的人机工程设计技术研究

陈敏铭

（杭州张小泉集团有限公司，浙江 杭州 311401）

随着科学技术的迅速发展，在人们的日常生活以及生产活动中，越来越多的采用了很多的现代工业产品，涉及到了工业生产以及人们的衣食住行等各个方面，那么这就要求工业产品的造型需要符合人的欣赏习惯，同时适应人的各项需求。人机工程学是一们综合性的新兴边缘学科，它是以人的生理和心理特点为依据的，目的是为了提高人的工作质量和生活质量，尺寸驱动是指在零件结构不变的情况下，通过改变尺寸来获得一系列的不同尺寸的零件。本文阐述了尺寸驱动和人机工程设计技术，并研究了尺寸驱动的人机工程设计方面的内容。

尺寸驱动；人机工程设计；技术研究

由于计算机开发和研究，涉及到的领域越来越多，并且在各个领域占据着重要的位置，人机工程设计是一门综合性的交叉性学科，涉及到很多的领域，在计算机及其相应的计算机辅助工业设计系统的支持下，进行工业设计领域内和人机工程相关的各项创造性活动，这一活动是计算机信息时代的产物，计算机辅助人机工程设计技术是计算机辅助工业设计系统的内部支撑技术。随着CAD、多媒体等技术的进一步发展，人们对于设计过程必然有一个更深的认识，那么对设计思维的模式将会达到新的境界，在计算机的辅助下，尺寸驱动的人机工程设计技术将会有巨大的发展。

一、尺寸驱动和人机工程设计

随着CAD技术的广泛应用，人们逐渐的不满足仅仅通过用CAD支撑的软件来进行画图，而是通过开发更为科技的画图软件，是实现产品快速的更新换代。尺寸驱动是指在保持零件结构不变的情况下，把零件的尺寸当做是变量，转换不同的尺寸来获得一系列的尺寸不同但结构一致的相似零件的一个过程，简单来说就是通过转变零件的尺寸来获得不同尺寸的零件，这种方式在零件的重新生成修改方面的方便性被极大的显示出来。采用尺寸驱动方法进行产品的设计，可以有效的缩短产品的设计周期，从而更好的提高工作效率，降低成本，减少设计出现的误差。

人机工程设计指的是人机系统，把人作为系统设计的一部分，将人、机器以及环境这三者看做是一个系统进行总体设计，在这一系统中人不再是被动的去适应机器，而是和机器一起共同完成一个系统目标。人机工程设计的目的是为了减少使用中人的差错，充分发挥人和机器各自的特点来提高机械产品的可靠性，当然设计操作的环境应该尽量的适合于人的工作需求。基于尺寸驱动的人机工程设计系统以人体测量数据为基础，建立人体尺寸数据库和参数化人体模型库，这就是驱动产品设计的过程，也就是开发以人为中心的产品，并基于人机工程学来评估、解决使用者不同身体尺寸问题。人体尺寸测量数据分为静态人体尺寸和动态人体尺寸，设计的人机工程所用的参数就是经过前期的测量得来，受经济和其他方面的影响，所设计出来的人机工程并不能够适应百分之百的人，只能适应小部分的人使用。

二、基于尺寸驱动的人机工程设计技术

从产品设计和人机工程设计之间的映射关系来看，基于尺寸驱动的人机工程设计涉及到产品相关部件的几何信息和色彩信息等，基于尺寸驱动的人机工程设计平台指的是产品人机设计的基础是能够被产品共享的，一般具有相对稳定的结构。对于人体模型设计，需要在前期测量人的身高、体重、年龄以及标准姿态和自定义姿态等方面的数据，这些数据都存储在人体数据库中，根据这些数据建立人体模型。人体模型又可以分为内部的表达式模型和放入场景的视觉模型这两种，设计人体模型需要依靠人体部位参数、人体型号参数和人体姿态参数，根据这三种参数来制定一定的人体模型。

基于尺寸驱动的人机工程设计过程有以下几个步骤：首先是确定产品人机设计部件，简单的说就是确定产品人机设计的对象；再选取和构建合适的人体模型；再确定产品的主参数和相关的因驱动参数，建立驱动路径；然后建立基于尺寸驱动的人机设计平台；最后就能获得人机尺寸驱动产品。比如利用尺寸驱动的人机工程设计技术来设计一把座椅，目前大部分的办公室工作人员以及部分体力劳动者都会采用坐姿工作，那么这就加大了对座椅的需求量，坐姿是人体比较自然的姿势，优点较多，坐姿有利于保持身体的稳定，这对于工作有很大帮助，但是目前的座椅存在着很多缺陷，由于人的坐姿不正确和座椅设计不合理给人带来严重的损害，那么我们就可以利用这一技术来设计座椅，设计的座椅必须要有腰靠，要保证躯干和大腿之间具有至少一百度的夹角，坐垫的深度、座椅的高度以及座椅下的空间要合适，等等，最重要的是座椅的靠背倾角要设计成可调节。给长期久坐的办公人员设计一把更加舒适的座椅，能够更好的促进工作效率的提升，这对于久坐的办公阶层人员来说，能够有效的环节久坐带来的身体不适，帮助人们缓解久坐带来的不适感。

三、结语

尺寸驱动的人机工程设计技术的合理运用能够有效的促进工作效率的提高，减少人为的误差，在我国人机工程技术还处于刚起步，想要将这一技术运用到各个领域是比较艰巨的任务，为了使我国的产品在国际上具有足够的竞争力，就必须要高度重视基于尺寸驱动的人机工程设计技术的研究，加大人力物力的投入，让我国在激烈的国际竞争中占有一席之地。

[1]侯建军,申黎明.床屏设计的人机工程学探讨[J].包装工程,2014(04).

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J05

A

1005-5312（2014）17-0276-01