摘要：科学技术日新月异的发展，使人类驾驭、控制和改造自然的能力有了巨大的提高。现代化的技术装备正是新科技和上述能力的具体体现。目前，企业已越来越多地将人机工程学的设计理念即人性化设计应用于新产品的开发和设计中，给操作者或用户构建一个安全、舒适、健康、高效的工作环境，从而充分发挥人机效能，提高系统效率，增强产品的市场竞争力，进而实现人与产品的完美和谐统一。
关键词：人机工程学；机械设计；设计要点
1.人机工程学概述
人机工程学是一门多学科的交叉学科，研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调，研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术等多个领域，研究的目的则是通过各学科知识的应用，来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。"人机工程学"的确切定义是，把人-机-环境系统作为研究的基本对象，运用生理学、心理学和其它有关学科知识，根据人和机器的条件和特点，合理分配人和机器承担的操作职能，并使之相互适应，从而为人创造出舒适和安全的工作环境，使工效达到最优的一门综合性学科。
2.机械设计中需要考虑到的人体机能系统
就机械设计的过程分析，需要考虑的因素很多，例如，需要分析使用者的神经系统、感觉系统和运动系统等，以上也都是人机工程学发展的重要影响因素。
2.1人体神经系统
人体中的大脑中枢功能运转主要表现在对不同种类信息的获取和整合，做好信息的处理，中枢功能表现为对获取的各类信息进行整合与处理，由此能够及时的应对外部环境的刺激，基于以上分析，研究人员针对机械设备设计的时候，需要避免产品实际反映速度太快，避免人脑的反应比不上机械反应速度的情况，除了以上考虑，研究人员还需针对人脑的记忆功能进行合理分析和利用，由此来有效提升研发产品的实际工作效率。
2.2人体感觉系统
就生理学研究的角度分析，人体内涵盖了很多的感觉神经，诸多的感觉通道都各自对应了不同的场合，例如，视觉通道主要是为了向外部传达信息；听觉通道的作用主要是为了获取外部的信息。就机械设计的研究人员来看，产品实际设计计的过程中需要关注人体的实际感觉，注重使用者的感受，针对人的视力范围和听力范围进行思考，确保产品设计的科学性和合理性。
2.3人体运动系统
运动系统的主要职能是为了确保不同动作和劳动的完成，机械设计需要考虑到骨关节和肌肉强度，例如，肢体运动过程中需要分析肢体的运动范围和出力强度，分析运动的速度等。
3.人机工程学理念下的现代机械设计要点
3.1人体尺寸数据与机械协调
人机工程学是最近几十年才发展起来的边缘学科，它综合了人体科学、环境科学、安全科学、社会科学、工程技术科学以及技术美学等方面的内容进行研究。要使得设计出来的工程机械产品符合人体的生理及心理特点，最大程度确保操作者处于舒适的工作环境中，以消耗能量最少，工作疲劳感降低，取得最大工作效率为目标，工作人员就应该合理地结合人体各部分尺寸，研究清楚机械使用的具体范围。不同种族，不同地区的人体尺寸范围不同，所以，在设计机械工程产品时，必须提前调查收集数据，了解具体某地人体尺寸范围，选则最恰当的结构参数。如现在越来越流行的橱柜家电一体化，就是将家用电器以嵌入的形式融入到整体厨房中，橱柜家电一体化以实用性、合理性为前提。所谓实用性是以其必要的功能性和舒适性来最大限度的满足使用要求，给厨房操作带来便利。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在空间布局上应按照“工作三角形”的要求进行配置，以保证有足够的操作空间和合理的储藏空间。同时各部分的具体尺度也应该符合人的形体特征，适应人的生理条件，即符合人体工程学原则。
3.2人机界面在机械中的人性化设计
在机械操作界面，人机界面是主要设计方向，人机界面可以实现人与机器之间的信息传递和信息交换，是计算机科学和设计艺术学、心理学、人机工程和认知科学的交叉研究领域。由于机械结构比较复杂，具有较多的动力机构，所以，在操作界面的操作十分频繁。人机界面如果布置过于杂乱，会造成操作人员产生烦躁感。另外，还存在一定的安全隐患。合理的操作界面美观大方、通俗易懂、操作方便，操作面板是人机操作的主要界面，工作人员可以在操作界面上完成很多工作，在操作面板上可以显示出机械位置和倾斜度方面的信息，可以让操作人员处于一个比较舒适和高效的环境中，操作面板上位置和形式方面的设计可以结合结构的位置进行设计，操作面板定位方面可以结合设备的造型和操作要求进行设计，比如仪器仪表的设计尽量选用不刺激和不反光的暗色调。
3.3控制器的设计
信息是通过显示器提供给操纵者，这可以是动态视觉显示器如VDT或指示灯，静态显示器如标牌，符号或指令，或者是听觉，触觉显示器。机器操作者对显示的反应可以通过控制器或资料输入装置来实现，这可能是一个开关，按键等任何一种由操作者使用来影响一个系统特征的工具。如果控制器的操作与人们的习惯性一致，它的尺寸也与人体相适应，并且它们的运行特征在大多数人的力量和精确度很容易达到的范围内，那么系统的性能将得到极大的加强。
3.4外观与功能相结合
有效结合人机工程学对工程机械的外观、色彩进行人机工程合理的设计，保障机械不仅在性能方面突出其优越性及先进性，还能够突出其完美的精神功能，使外观艺术与实用功能完美的结合。目前在工程机械产品中，多常见圆角曲线设计，这种设计就符合了人体工程学的设计理念，加强了机械产品的舒适程度，同时，外观也得到了进一步美化。色彩的合理应用，也能给人的心理带来一定的舒适感，好的色彩应用，能够加强工作人员的工作效率，能够减轻工作疲劳感，对工作人员的情绪也有一定的安抚作用。一般来说，工程机械产品都会采用较为明亮，低纯度的色彩，根据操作人员的工作特点，想要起到视觉缓和的效果，就要采用比较温和、安静、明亮的色彩。比如可以采用黄色或者橙色，再用深色作为小小的搭配，确保颜色能够互相呼应，给工作人员一种清亮、明快、和谐、稳重的感觉。在采用颜色设计时，还要注意结合名族特色，国家对颜色的喜好程度等方面内容，只有合理的设计，才能促使机械的广泛应用。
3.5安全可靠性
依据出现事故的概率问题，在安全性的基础上设计相对不合理的地方，实现防护措施的优先级和合理人机交互形式的转变。安全可靠性主要针对任何机械产品连个方向的研究，包含了控制系统的可靠性和机械运动的可靠性分析。安全可靠性研究需要分析人的因素，在人思考问题上的疏忽和不足，并在活动范围内实现数据的统计，并通过指导和学习不断的减少事故的发生，提高安全性和可靠性。产品在各种状态下的广义能量值中，如发生碰撞则对人体造成的伤害不能超过限定值。相互之间的关系中，针对事故及其出现的概率、事故出现概率与安全裕度、事故及其安全裕度进行设定一个限定值，判断人机系统的安全性。
结束语：总之，基于人机工程学的机械设计，应该对操作人员的心理以及生理特点予以充分考虑进来，以此为操作人员构建一种高效、健康、安全以及舒适的工作环境，这样能够使操作变得更为简捷与方便，进而充分将人机效能予以发挥，对系统的效率予以提高。
参考文献：
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[2]卢小菊，刘英林.浅谈人机工程学在机械设计中的应用[J].机械工程与自动化.2013.
[3]孟庆强.人机工程学在机械设计、制造中应用的必然性[J].起重运输机械.2007.
论文作者:都国辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/12
标签：人机论文; 工程学论文; 操作论文; 人体论文; 机械设计论文; 机械论文; 工作论文; 《基层建设》2018年第22期论文;