摘要：目前，在我国社会的快速发展进程中和科学技术水平的不断提高下，人们对机械设计的要求越来越高。本文将根据人机工程学的含义 ，从几个方面深入分析人机工程在机械设计中的应用。
关键词：人机工程；机械设计；应用
一、人机工程学的含义
人机工程学是运用人体测量学、人体力学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科和其他相关学科的基本知识和理论，分析和研究“ 人一机一环境”系统的相互作用，解决机器设备、工具、作业场所以及各种用具的设计如何适应人的生理和心理特点，从而为操作者（或使 用者）创造安全、舒适、健康、高效的工作环境，因此人机工程学是按照人的特性改善和设计机器特性的学科。将人机工程学应用于机械设 计中可以创造出最佳的机械产品，使人、机、环境实现高度协调统一，形成高效、经济、安全的有机系统。
二、人机工程应融入到机械设计的各个环节
机械设计的整个过程中都是十分复杂的，它是一种带有设计者一定主观色彩的创造性的活动，所以，在设计开始之前的准备阶段，需要对人 机工程所存在的因素进行全面考虑，从而让人机工程可以把思想理念很好的融入到机械设计的每一个环节中，这样就会从根本上避免机械设 计结束后才发现所存在着一些和人机工程要求不相符的问题，进而要重新对设计进行整改，如此一来，就会给机械设计的整体完成带来很大 影响，同时还会大大提高其人力成本。比如在某一普通车间中，工作室的温度和湿度、操作人员的分配和机械设备的布置等都要在机械设计 开始之前对其进行全面的掌握和了解，原因在于只有这样才能选择出更为合适的机械结构和机械材料，从而才能在一定程度上生产出自动化 程度较高的机械设备。
三、人机工程学在机械设计中的应用
1.人机匹配与人机系统总体设计
人机匹配是指人的特性与机器的特性进行恰当合理的分配。在人机系统中，人是系统的主体，机器是人创造出来的，为人服务，所以机器应 当适应人的特点。相对于机械而言，人的体能是有限的，但是，体现在机器设计中的人类智慧却永远超过先进的机器设备本身。所以在设计 机器或装置时，应尽可能考虑人体的机能和人的心理生理特征，例如，人体形态特征参数、人的感知特性、人的反应特性以及人在劳动中的 心理特征和人为差错等，力求在人操纵机器时所接触的部位尽量符合人体的要求，须使人体骨架结构能够适应它，肌肉组织能够操纵它，精 神系统能够控制它。其目的是为减少人在使用过程中的差错，发挥人和机器各自的特点，以提高机械产品的可靠性，为操作者（或使用者） 创造安全、舒适、健康、高效的工作条件。
在人机系统设计中，首先要按照科学的观点来分析人和机器各自的特点，以便研究人与机器 的功能分配，从而扬长避短，各尽所长，充分 发挥人与机器的各自优点。在设计中尽量防止产生人的不安全行为和机器的不安全状态，做到安全生产。
人体的功能动作具有一定的对称性和协调性，所以在设计操作动作过程中不仅要考虑到人的形体和最佳用力范围，还必须要使其操作更加简 便、连贯和协调。对于人机系统来说，操作空间的设计要和人机界面设计结合在一起，操作空间要按照人的习惯和人体外形尺寸来考虑工作 空间、工作姿势、照明等的设计；而人机界面的设计需要适应人的视觉、听觉及触觉的特性，通常需要控制装置集中方便、仪器显示明显、 人机信息交换迅速及时等等。
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2.对产品外观及人机界面进行合理的设计
现阶段，随着人们自我认识水平的不断提高，对机械产品所提出的要求已经不仅仅局限在使用功能上，而是需要进行心理学、美学等方面的 设计，从而让所生产出来的产品不但要有好的品质，其外观设计也需要更加精致。所以，所设计出来的产品要想涵盖人机因素，就要对产品 的外观和人机界面进行科学合理的设计。在设计外观过程中还需要添加色彩方面的知识，当前工业设计所遵循的原则主要以简洁为主，所以 ，在实际设计时，不要在同一台设备上使用太多的色彩，所使用大面积颜色要统一，这样会给人带来沉稳、大气的感觉。除此之外，色彩的 选择和搭配是否合理，还直接影响到每台机械产品本身所需要传递给人的独特的信息元素和设计时使用者的内心情感及体验的充分了解。
人机界面可分为广义与侠义两种含义，广义的含义就是人与机器的接口；侠义的含义就是人与软件的接口；这两个方面都必须将人的因素全 面的考虑，不仅要设计出输入与输出效率高的设备，让操作人员在工作中能够舒适、方便的将任务有效的完成；同时，软件界面在设计过程 中应根据人的认知规律与实际特点，与使用者之间进行良好的沟通与交流，以便于对系统存在不合理的地方全面的改进，那么，这样才算得 上真正对人的尊重与关心。
3.环境控制和人身安全装置的设计
安全生产在机械作业中是最重要的。机械产品在长期使用后会出现故障，操作人员在长时间 的工作中也会出现差错而导致事故的发生。因 此，为了确保安全，不仅要研究产生不安全的因素，并采取预防措施，而且要探索不安全的潜在危险，寻求减小人为差错的途径，力争把 事故消灭在设计阶段。人机工程学对环境控制的重点就是减少环境对操作者的消极影响，从 而提高生产效率。环境对人的影响主要有温度 、湿度、噪声、粉尘、照明、辐射以及有毒气体等因素。例如人在低温环境下长时间工作，不仅肢体易麻木，而且灵活性也会降低。研究表 明，夏季的温度在18℃-24℃、冬季的温度在l7℃-22℃是最适宜的，人的精力与体能最旺盛，工作效率最高。如果室内温度长时间过高，会 影响人的体温调节功能，使人精神疲惫、四肢乏力、头晕脑涨、思维迟钝，甚至记忆力变差。工作环境的湿度对人的工作效率也有一定的影 响，长期工作在潮湿的车间里会出现四肢乏力，全身关节疼痛，影响操作者对加工零件尺寸精度的把握，且潮湿的环境极易腐蚀设备，诱发 事故。一般来说最适合的湿度范围为 40%-60%，过于干燥，将会使人心情烦躁不安。此外，噪声也同样会影响人的工作效率，人长时间的工 作在噪声很大的车间里，其听力会逐渐下降，注意力和记忆力也会受到一定程度 的影响，且操作者易燥易怒，不能高效地完成作业。最后 ，光照和色彩对人的工作效率影响也是不容忽视的，如机床上照明条件不好又恰逢阴雨天气或者黑天，就会严重影响操作者的视线范围，极 易产生误操作，轻则产品报废，重则危及操作者的人身安全。而色彩对人们的心理影响也是非常微妙的，明快的色彩使人心情愉悦，而厚重 的色彩使人压抑，易产生孤独感，严重影响生产效率的提高。环境的好坏，直接影响人们的身心健康，影响产品的质量，恶劣的环境会腐蚀 损坏设备，诱发事故，因此对作业环境应定期检测，及时治理，排除隐患。
在设计中还应考虑安全防护问题。安全防护主要包括两方面的内容：一是采取有效措施避免错误的操作，对机器进行防护；二是对操作者人 生安全的防护。除要求设备具有设计合理、安装可靠和不影响操作的防护装置如防护罩、防护档板、防护栏外，还要求安装保险装置如超负 荷安全保护装置、行程保险装置、制动保险装置、顺序动作联锁装置和意外事故联锁装置等，同时还应对操作者进行安全生产辅导。
综上所述，目前，需要把人性化的设计理念融入到现阶段的机械设计中，这不仅是我们在日后设计中的奋斗目标，同时也是现代机械设计在 未来社会中进一步发展的必然所在。
参考文献：
[1].刘永锋.人机工程在机械设备中的应用[J].黑龙江科技信息，2014（11）.
[2].李俊.人机工程学在机械设计中的应用[J].硅谷，2011（19）.
[3].林浩，陈明，王玉.生产线规划中人机工程问题的仿真分析及优化[J].机电一体化，2012（02）.
论文作者:李朝,吴焱林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/30
标签：人机论文; 操作者论文; 机械设计论文; 机器论文; 工程学论文; 环境论文; 机械论文; 《电力设备》2018年第10期论文;