摘要：近年来，我国的人机工程学有了很大进展。人机工程学的出发点是人的心理特征，进一步探究人、机器、环境三者间的关系与作用，从而使得人、机器、环境系统得以优化与完善。由于工程机械类型越来越多元化，因此人机工程学用途也将随之多样化，工作效率与水平也实现了很大程度上的提升。在此形势下，对机械操作人员的工作环境加以改进，为其提供更加舒适、安全、有效的工作环境条件已经成为必然趋势。据此，人机工程在机械设计中的作用越来越突出。本文主要对人机工程学在机械设计中的应用进行了详细分析。
关键词：人机工程学;机械设计;应用
引言
信息化社会背景下，高新科技在机械设计中的应用也更加广泛，这大大推动了机械产品的多功能趋势，也使其更加符合当代人对产品的需求。随着时代的变迁，产品设计必然需要不断创新，与时俱进，鉴于机械设计的高精度、高标准，对机械设计优化方法进行深入研究显得更加必要。
1机械设计中应用人机工程学的必要性
由上所述，人机工程学的主要理念是为了在机械设计过程中，植入机械设计产品出行后，可以对人们使用机械设计产品的安全性得到提升提高操作机械设备时的舒适性以及减少因操作机械设备产生的安全问题。人机工程学在研究人体基本结构构造特点的同时，满足人体各项需求来打造设计机械产品。正是由于我国的机械设备数量种类的增多以及操作施工环境的不确定性，对人机工程学在机械设计中应用需更加突出其重要性。
2在机械设计中人体机能的体现
①感觉系统。感官通道不同所适应的场合也明显不同。其中，视觉通道更加适合进行复杂或抽象信息，较长或需延迟的信息，与空间方位、位置相关信息等的有效传输。而听觉通道适合传输繁杂信息，较短或不需延迟的信息，与空间无关联信息，快速响应信息等等。触觉通道则更加适合简捷、明了，以及急需快速传递的信息，一般应用于通过手触摸的机器与装置场合中。在信息通过视觉通道进行传输时，进行机械装置设计时，需要对人的视角、视力、视野、视距、中央与周围视觉、色觉、明暗适应等多方面因素进行充分考虑。②神经系统。基于感觉通道所传输的信息，通过大脑中枢多元化处理。大脑处理信息的速度和记忆活动等都具备不可替代的重要意义。其中，就人脑反应速度而言，在进行产品设计时，不能超出人脑速度。而且，还需合理利用人脑的记忆功能，通过复杂的记忆活动能力进行科学设计，以此提高整体效率与实用价值。③运动系统。所谓运动系统实际上就是人体完成不同动作与从事生产劳动的器官系统。在进行机械设计的时候，需要对骨的功能、关节活动范围、肌肉强度与力度等进行综合考虑。其中关节需要位于舒适调节的范围中，肢体运动需要对肢体出力、运动范围与动作速度频率等进行全面考虑。
3人机工程学在机械设计中的应用分析
3.1机器人模块化参数化实现流程
进行机器人模块化参数化设计时，用户先根据实际工况确定模块种类、数量及装配方式，再逐项确定机器人各模块的尺寸参数，从而确定机器人的机械本体结构。不同的尺寸参数、模块种类和数量对应结构相似、尺寸不同的机器人。
3.2在机械可操控性设计中的应用
操控就是人体把操作信息传输给机械，操作机构类型具备一定的多样性，但是都需要满足人体信息输出部位对操作的多元化需求，即手与脚。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以，在机械设计中，设计人员应切实考虑到机械运动方向、阻力、运行速度、安全性等相关因素，保证机械操控结构运动与被控对象运动方向相同，这样一来，才能够提升人体操控的准确性与安全性，进一步简化机械操作培训工作，提高速度与精确度的调节性能，保证操作的稳定性与可靠性。因为机械的可操控性备受多样因素影响，即操控器的外形、安装位置、位移、运动方向等等。基于人机工程学角度，机械设计应与人的生理特征相符，才可以实现被大部分不同类型人操控的目标。操控元件的运动方向应与机械运行状态相同，不同操控标志都要易于辨别，使得其与人体自然操控动作需求相符，可以通过操作人员身体重力加以操作控制。而且，只有基于人机工程学，进行机械设计，才能够实现机械多元化功能，大大降低人体操控的强度与难度。
3.3机械产品的制造中运用创新元素
机械产品由最开始的设计阶段直至最后的大批量生产环节中包含结构设计、外观设计、零配件设计等。机械产品外观要能够吸引目标客户群体的注意，举例来说，儿童、成年女性、成年男性、老年人在选择产品时注重的外观都有所不同。机械产品的结构设计主要针对于各个群体对产品结构的辨识能力，以及能够接受的各种形态，从而设计出满足各个群体需求的产品结构方案。伴随人们物质生活水平的提高，人们对机械产品的功能、结构方面的需求不断增长，例如，世界上最早的计算机占地达到㎡，然而伴随科技的快速发展，体积逐步变小，成为放在办公桌上的计算机。人们希望机械设备体积逐步变小，而功能更加卓越。举例来说，过去的办公设备体积较为庞大，狭小的办公区内放置了各种类型的机器，而如今，打印、复印、扫描的功能全部融入台机器中，机器体积更加纤巧，功能更加全面，这就是机械设备运用创新思维的具体体现。
3.4机械设计优化方法的选择
根据机械设计出现问题的特点，选择合适的优化设计方法十分关键。针对某一单一问题，可以有多种解决方案，但是为了节省资源，避免浪费时间，需要尽可能排除不符合要求的低效率优化方案，直接选择最优方式进行解决。优化方法需要遵循以下四个基本原则：效率高、可靠性高、计算机运行程序成熟、稳定性好。同时，选择优化方法之前，可以根据个人经验和喜好，结合优化模型的约束条件进行方法选择，不断优化模型的约束函数及目标函数。根据数学模型的特点，也可以完成优化设计的选择，通常情况下，在解决选择对象为显函数并且设计变量有限的问题时，多半采取惩罚函数法；对含有线性约束的非线性规划问题，采用梯度投影法。无论采取哪种优化方案，都需要参考计算机的稳定性能，才能最终确定优化方案。
4人机工程学在机械设计中的发展趋势
在社会技术快速发展的影响下，人机工程学在机械设计中的应用开始趋向于计算机方向，基于计算机对人际工程学内容的计算，对机械设计的相关设施设备加以检测评估，确保机械设计的科学性与合理性。在人机工程学中有效利用计算机技术，在很大程度上推动了机械设计的可持续发展。现阶段，在机械设计行业中，人机工程学备受重视，不同人机工程学理念都实现了在此行业的广泛应用。我国既有工程机械设计人员通过对机械使用人员人体特征的综合考虑，进一步为使用人员提供了更加舒适、安全的使用环境，并促使其在操作时的疲劳感大大降低，而准确性却显著提升，实现了机械使用效率与水平的最大化。
结束语
综上所述，对于机械设计而言，人机工程学发挥着重要作用，可谓是机械设计得以顺利完成的理论基础。当前我国机械发展依旧处于有待成熟的阶段，未来发展空间较大，对此，我国必须积极吸收国内外人机工程学在机械设计中有效应用的经验，在此基础上健全机械设计，促使人机工程学在机械设计中实现广泛应用，进而为机械使用人员提供更加舒适、安全的操作环境。
参考文献
[1]潘青．试论人机工程学在机械制造设计中的应用[J]．科技风，2016(6):27．
[2]谭志．人机工程学在机械设计制造中应用研究[J]．科技展望，2015，25(34)．
[3]杨猛，杜永超.基于装配的人机工程学设计应用研究[J].美术大观，2015（10）：118-119.
论文作者:黄宏浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/2
标签：机械设计论文; 人机论文; 工程学论文; 机械论文; 操作论文; 人体论文; 产品论文; 《基层建设》2019年第9期论文;