人机工程学操纵杆的设计
基于人机工程学的割草机设计与操作界面
基于人机工程学的割草机设计与操作界面人机工程学是研究人类与机械设备之间的适配性和协调性，旨在改善用户体验和工作效率。
在割草机的设计与操作界面上，运用人机工程学的原则可以有效提高用户的舒适感和操作的便利性。
本文将从设计和操作两个方面介绍基于人机工程学的割草机界面的需求。
设计方面：1. 界面布局：割草机的操作界面应该简洁明了，各个部件的功能和位置应该清晰可辨。
例如，电源按钮和操作杆应该位于用户容易触碰到的位置，以便开启和关闭割草机。
2. 显示器设计：割草机可以配备液晶屏幕，显示工作状态、割草进程和其他重要信息。
显示器应该具备较大的字体和良好的对比度，以便在户外环境下也能清晰可见。
3. 按键设计：割草机的按键应该经过人机工程学设计，使得操作者能够直观地识别和操作。
按键的尺寸应合适，触感应该清晰明确，且按键之间的间距足够避免误操作。
4. 操作杆设计：操作杆是割草机操作的重要部分，应该符合人体工学原理，让使用者在长时间操作过程中也能保持舒适。
操作杆的高度应该能够调节，以适应不同身高用户的需求。
此外，操作杆的材质应该防滑，以避免手部的疲劳。
操作方面：1. 启动机器：割草机的启动操作应该简洁易懂，用户只需要按下电源按钮或扳动启动杆，即可快速启动。
这样能够让用户在紧急状态下快速启动割草机。
2. 切换割草模式：割草机可能具备多种模式，如碎草模式、收集模式等。
切换不同的割草模式应该简单明了，用户通过按键或旋钮可以快速完成模式的切换。
3. 调节割草高度：用户可能需要根据不同草坪的高度调节割草机的割草高度。
割草机应该设计相应的按钮或旋钮，方便用户进行高度的调节。
4. 安全设计：割草机的操作界面应该有相应的安全设计措施，以防止误操作造成的伤害。
例如，操作杆上可以设置安全按钮或手柄，操作者必须同时按住安全按钮和启动按钮才能启动割草机。
总结：基于人机工程学的割草机设计与操作界面可以提高用户的使用体验和操作的便捷性。
通过合理的界面布局、清晰可辨的显示器设计、符合人体工学的按键和操作杆设计，以及简洁易懂的操作方式，使得割草机更加人性化和安全可靠。
人机工程学在汽车式起重机操纵室操纵手柄设计中的应用研究
汽车式起重机操纵室操纵手柄形态的演变大致分为四个阶段，如图2所示，分为两类即前置五杆式和座椅两侧式。
第一阶段：操纵手柄的设计只是为了单纯满足其功能性，色彩也比较单一，以黑色为主不易于辨别，形态以球型为主，基本没有考虑人的因素；第二阶段：随着技术和人们认识的提高，在操
（四）色彩的分析
色彩牵涉的学问很多，包含了美学、光学、心理学和民俗学等等。
心理学家近年提出许多色彩与人类心理关系的理论。
他们指出每一种色彩都具有象征意义，当视觉接触到某种颜色，大脑神经便会接收色彩发送的讯号，即时产生联想。
人们共同对色彩感受的感情作用也有如下三种：。
基于人机工程学的水草收割机操纵器设计
：
【 摘 要 】 分析水草收割机的主要操纵器， 基于人机工程学的设计原则， 对小型水草收割机的操纵杆 ：
进行人性化设计 ， 纵 器带有 无间隙的 自锁装置 ， 集成 两个按钮 ， 该操 并 分别控 制 柴油机和割 刀的启动和停 ÷
： 止。最后对操纵器的合理布局进行分析研究。
：
：
李 俊 张丽珍
（ 海海洋 大学 工程学 院 ， 海 ２ １ ０ ） 上 上 ０ ３ ６ Ｄｅ ｉｎ ｏ ｈ ｑ ａ ｉ ｅ ａｒ ｅ ｔ ｒｍａ ｉ ｕａ ｏ ｓ ｂ ｓ ｄ ｏ ｒ ｏ ｏ ｉｓ ｓｇ ｆ ｅ ａ ｕ ｔ ｗｅ ｄ ｈ ｖ ｓ ｅ ｎ ｐ ｌｔ ｒ ａ ｅ ｎ ｅ ｇ ｎ ｍ ｃ ｔ ｃ
中图分 类号 ：Ｈ１２ Ｔ ８ 文献标 识 码 ： Ｔ ２ ，Ｂ１ Ａ
小 型水 草 收割 机 主要 用 于 清 理 水 域 中的 悬 浮植 物 和挺 水 植 钮分别安放在左右两个操纵杆上 ， 左右手操纵操作杆时可以很方
物， 它体积小 ， 操纵器较多 ， 对于那些长期从事水草收割的人员来 便地用大拇指按压操纵杆上端 的按钮， 由于柴油机电启动按钮使 说， 操纵器的合理设计和布置 显得尤其重要 ， 当的设计和布局 用频率较低 ， 不 故放在左边操纵杆上 ， 符合人 的用手习惯。 将严重影响人 的身心健康ｌ 应用人机工程学的设计理念 ， 】 。 ｌ 对小型
★来稿 日期 ：０ ９ ０ — ５ －基金项 目： ２０—４０ ｈ － 上海市选拔培养优秀青年教师科研专项基金 （ 一 ０ — ６ ４ ０ ）上海市重点学科建设项 目（ Ｉ０ ） Ｂ ８１０－８１， Ｔ １１， 上海 市 科学 技 术 委 员会 项 目（ ５ｚ ５ ２ ） ０ ｄ０ ８ ３
２ 纵 杆设 计 操Fra bibliotek２ １设计 尺 寸 ．
基于人机工程学的割草机手柄设计优化
基于人机工程学的割草机手柄设计优化1. 引言割草机是一种常见的家用工具，用于修剪草坪和花园中的草地。
手柄作为控制割草机移动和操作的重要部件，对用户体验和工作效率有着重要影响。
本文基于人机工程学的原理，对割草机手柄进行设计优化，旨在提升用户的舒适性和操作性能。
2. 手柄的形状与尺寸根据人机工程学的原则，手柄的形状和尺寸应该基于人手的解剖结构和功能需求进行优化。
手柄应具备自然握持的形状，以减少手部疲劳和不适感。
另外，手柄的尺寸也应考虑不同用户群体的手部大小差异，保证在握持过程中的舒适性和稳定性。
3. 材料选择与表面处理手柄的材料选择也是设计优化中的重要考虑因素。
应该选择具有良好耐磨性、防滑性和抗细菌滋生的材料，以提高手柄的寿命和卫生性能。
此外，手柄的表面处理也应该具备适度的粗糙度，以增加握持时的摩擦力，提高操作的稳定性。
4. 按钮和手柄之间的布局手柄上的按钮是控制割草机功能的重要元素，它们的布局应该方便用户的操作，并且避免误操作。
基于人机工程学的原则，我们可以通过用户操作习惯和频率分析来确定按钮的位置，并通过合理的布局，将按钮与手柄进行有机结合，实现自然的握持和操作。
5. 手柄的重量平衡手柄的重量平衡是设计优化中的重要考虑因素。
割草机作业时间较长，如果手柄的重量不平衡，会增加用户手臂和肩膀的负担，导致疲劳和不适感。
因此，应该通过结构设计和材料选择来实现手柄的重量平衡，减少用户疲劳感，提高工作效率。
6. 震动和噪音控制割草机的震动和噪音会对用户的使用体验和健康造成不良影响。
在手柄设计中，我们应该考虑采用减震材料和减震结构，以减少割草机产生的震动对手柄的传递，降低用户手部的不适感。
此外，还可以采用隔音材料和结构设计来降低割草机的噪音水平，提供更舒适的工作环境。
7. 可调节性和人性化设计为了适应不同用户的需求，手柄设计应具备可调节性。
通过设计可调节的手柄高度和角度，可以满足不同身高和体型的用户的使用需求，提高操作的舒适性和准确性。
工业设计人机工程之操纵装置设计PPT课件
控制器分开布置，以免紧急操作时混乱，造成事故。
6
3】按人体操作部位分 • 手动控制器：按键、开关、 旋钮、手柄及转轮等 • 脚动控制器：踏板 • 其它：？
6
每一类操纵装置的特点 描述的角度：使用功能、使用情况
觉
6
操纵装置的定义：
• 操纵控制装置则是起着执行信息传递的 作用。
适宜操作的旋钮尺寸
18
6
3.按键
•在设计中经常使用的按键以四角钝圆的四方 形最方便。不常用的可采用圆形。
•按键表面应稍有凹陷或纹理粗糙，以便揿时 手指不易滑脱。以手掌揿压的按键表面应为
蘑菇形，这样有利于手掌用力均匀。
a)操作手感不好,常用于轻 小型操作次数少的设备上； b)按键应凸出一定高度,低不易 感觉位置是否正确 c)按键间应有间距,否则容易同时接触两个键 d)按键以中凹的型为佳； e)适宜的尺寸可参考图 f)密集按键的形式
6
三、操纵控制装置的设计（一）手动控制器设计
23
6
4．操纵手把：操纵手把的外形、大小、长短、重量以及材料等，除应
满操作要求外，还应符合手的结构、尺度及触觉特性。
(a)(b)(c)为好 (d)(e)(f)为差
把手长度=>手幅宽 把手径向尺寸适中
手把与手掌的关系
24
6
便于触觉识别，特别市戴手套时。 把手表面光洁平滑，触觉舒适。
6
1.手动控制器设计考虑的因素
• 设计手的接触物时应避免将受力集中于 掌心和指骨肌，防止受压受震而引起难 于治愈的痉挛，至少也减少了手的疲劳 和操作不准。
• 形状应便于触觉对它进行识别。
• 尺寸应符合人手尺度的需要。
第七章操纵装置设计【设计人机工程学】精品PPT课件
操纵装置的特征编码与识别 旋纽、手柄、按纽、按键设计
工作椅设计的主要依据 手握式工具的设计
操纵装置的特征编码与识别
形
状 编 码
大 小
编
码
颜
色
标
编
志
码
编
码
形 状 编 码
形象化的飞机操纵器
形状与功能有直接的联系，如轮形的操纵器可用来 操纵飞机的起落架，翼形操纵器则用于副翼或襟翼 的操纵，这种形象化的操纵器有利于减少飞行事故。
按 键 的 形 体 设 计 键盘的设计应考虑人手指按压键盘的力度、
回弹时间及使用频度、手指移动距离等因素。 人们使用键盘的最高击键速度可以达到15次 /s,一个熟练的使用者平均击键速度为5次/s.
旋纽、手柄、按纽、按键设计
按
键
的
形
体
设
计
按键的形式和尺寸
电话数字键盘与计算器数字键盘为什么不一样？
工作椅设计主要依据
3、椅坐面和腰靠结构应使其感到安全、舒适。
4、腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性，腰靠倾角 不得超过115度。
5、工作坐椅一般不设扶手，需设扶手的必须保证操作人 员作业活动的安全。
6、其结构材料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手 的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材 料制造。
工作椅设计主要依据
分时，可采用标志编码，即在操纵器
颜 标 色 志
上刻以适当的符号以示区别，符号的 设计应只靠触觉就能清楚地识别。因 此，符号应当简明易辨，有很强的外
编 形特征。如下列所示：
码
可用触觉辨别的标志编码
旋纽、手柄、按纽、按键设计
旋 纽 的 形 体 设 计
操纵杆课程设计
操纵杆课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解操纵杆的基本概念、组成部分及工作原理；2. 学生能够掌握操纵杆在自动化控制中的应用及不同类型的操纵杆特点；3. 学生了解操纵杆在我国科技发展中的重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并设计简单的操纵杆控制系统；2. 学生通过实际操作，提高动手能力，培养实际问题解决能力；3. 学生能够运用操纵杆知识，进行创新设计，提高创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对操纵杆技术的兴趣，激发学习热情；2. 学生认识到操纵杆技术在生活中的广泛应用，增强学以致用的意识；3. 学生在学习过程中，培养团队合作精神，提高沟通与协作能力；4. 学生了解我国在操纵杆领域的发展，增强民族自豪感。
课程性质：本课程为工程技术类课程，旨在培养学生的动手能力、创新能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生处于好奇心强、动手能力逐渐提高的阶段，对新技术有较高的兴趣。
教学要求：教师需结合实际案例，引导学生理论学习与实际操作相结合，注重培养学生的实践能力和创新精神。
通过课程目标的分解，确保学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 操纵杆基本概念：介绍操纵杆的定义、发展历程及分类；教材章节：第一章 操纵杆概述2. 操纵杆的组成部分及工作原理：分析操纵杆的结构、功能及其工作原理；教材章节：第二章 操纵杆的组成与工作原理3. 操纵杆在自动化控制中的应用：讲解操纵杆在不同行业和领域的应用；教材章节：第三章 操纵杆的应用4. 不同类型的操纵杆特点：对比分析各类操纵杆的特点、适用范围及优缺点；教材章节：第四章 操纵杆的类型与特点5. 操纵杆控制系统设计：结合实例，教授操纵杆控制系统的设计方法与步骤；教材章节：第五章 操纵杆控制系统设计6. 操纵杆创新设计：启发学生思维，进行操纵杆的创新设计实践；教材章节：第六章 操纵杆创新设计7. 操纵杆在我国科技发展中的重要性：介绍我国在操纵杆领域的发展成果及前景；教材章节：第七章 操纵杆在我国科技发展中的地位与作用教学内容安排和进度：本课程共计16课时，按以下进度进行：1-4课时：操纵杆基本概念、组成部分及工作原理；5-8课时：操纵杆在自动化控制中的应用、不同类型的操纵杆特点；9-12课时：操纵杆控制系统设计；13-16课时：操纵杆创新设计及我国科技发展中的重要性。
电动履带式桩机的人机工程学设计与操作界面优化
电动履带式桩机的人机工程学设计与操作界面优化概述：电动履带式桩机是一种用于桩基施工的重型机械设备。
它通过电动机驱动履带来进行移动，并通过液压系统提供强大的动力来完成桩基的打桩工作。
为了提高工作效率和操作人员的工作体验，人机工程学设计和操作界面优化是非常重要的。
一、人机工程学设计1. 人体工程学原理人体工程学原理是人机工程学设计的基础。
在设计电动履带式桩机时，需要考虑操作员的身体尺寸、力学特性以及人体工程学的基本原则，以确保操作员在使用过程中的舒适度和安全性。
2. 操作台设计操作台是电动履带式桩机上操作员工作的主要场所。
在人机工程学设计中，需要考虑以下几个方面：- 操作员坐姿的舒适性：操作台的座椅应该能够调节高度和角度，以适应不同操作员的身高和工作姿势。
- 操作台与仪器的布局：各种操作仪器、按钮和显示器应该根据人体工程学原理进行布置，使得操作员可以方便地操作和观察。
- 操作台的震动和噪音控制：为了降低操作员的疲劳和健康损害，需要采取一定的措施来减小操作台的震动和噪音。
3. 操纵杆设计操纵杆是电动履带式桩机上操作员控制桩机进行移动和打桩的主要工具。
在人机工程学设计中，需要考虑以下几个方面：- 手柄的形状和大小：手柄应该符合操作员的手型，并且大小适中，使得操作员可以轻松地握住和操控。
- 按钮和开关的布局：各种按钮和开关应该布置在方便操作员使用的位置，以提高操作的效率和安全性。
- 操纵杆的灵敏度和反馈：操纵杆的灵敏度应该能够适应操作员的操作习惯，并且需要提供足够的反馈力度，使得操作员能够清楚地感知到操纵杆的运动情况。
二、操作界面优化1. 显示器设计显示器是电动履带式桩机上用于显示各种参数和信息的设备。
在操作界面优化中，需要考虑以下几个方面：- 显示内容的合理性：显示器上应该显示与操作相关的参数和信息，以方便操作员了解当前的状态和运行情况。
- 显示器的清晰度和亮度：显示器的分辨率和亮度应该足够高，使得操作员可以清晰地观察显示内容，即使在光线较暗的环境中也能够正常使用。
驾驶舱操纵杆设计心理学分析
驾驶舱操纵杆设计心理学分析
飞机驾驶舱是飞行控制的人机交互中心，一直是飞机设计的重要环节。
随着动力系统、航空系统、流体设计和液压系统等理论的成熟，驾驶舱设计越来越得到人们的重视。
现代科技以人为本，在驾驶舱设计中也越来越多地考虑人的因素。
人机界面是否友好，它影响到人的生理和心理状况，直接关系到飞行员能力的发挥，关系到飞行的安全和效率。
驾驶舱设计中人因工程学分析
驾驶舱设计包含的人因工程学分析范围广泛，在此仅列举部分内容。
布局分析
飞行员通过操纵装置控制飞机。
要保证操纵杆、油门杆处于手可触及的范围，以及脚踏板处于脚运动范围。
同时，驾驶舱设备布局，必须使得飞行员在操纵过程中的肌肉疲劳程度尽可能降低。
因此合理的驾驶舱布局显得尤为重要。
手可达域是以肩关节为转心、手为端点的半椭球面,旋转部件为包括上臂、前臂和手的连接结构,受到人体自身条件的限制,各部件相对转动角度处于特定范围内,形成的可达域是近似、不规则的，各个不同高度的操作部件布置应满足处于该高度可达域曲线范围内。
布置脚踏操纵装置时以脚舒适域为优先选择范围。
第5章 操纵装置设计(车辆人机工程学)
回到本节目录
5.2 操纵装置设计的人机工程问题
5.2.2
操纵器的形状和式样
操纵器的形状同它的功能之间最好有逻辑上的联系， 以利于辨认和记忆。 操纵器的式样应便于使用，有利于操作者用力。 有定位或保险装臵的操纵器, 其终点位臵应有标记或 专门的止动限位装臵。 分级调节的操纵器应有中间各档位臵标记和定位、自 锁、连锁装臵。 脚控操纵器不应使踝关节在操作时过分弯曲。 操纵器的使用方法应尽量简化。 当操纵器数量很多，而又难以单纯用形状来区分时， 可在操纵器上刻以适当的符号，作为辅助标志。这些符号 回到本节目录 最好用手感触即可辨别。
(2) 手轮 适用于细微调节和平稳调节。当手轮一次连续 转动角度大于120°时, 应选用带柄手轮。主要适用于无 级调节、三工位或多工位的分级开关。手轮很适宜于保持 在一个位臵上, 要求精确地调节, 但容易产生无意识操纵。 因此, 手轮要有联锁或保险装臵。
5.1 操纵装置的类型和选择
(3) 旋钮 适用于用力较小且变化细微的连续调节或三种 状态以上的分级调节。可用于某一工位的快速调整,能实 现无级调节,旋转运动不受限制,可广泛用于粗调或细调。 (4) 按钮 只允许有两个工位。适用于安装空间受限制或 要求单手同时快速操纵多个操纵器的场合。更适宜于要求 可以看见和触及所控制工位的情况。为了防止无意识操纵, 可采取适当的结构措施。 (5) 按键 只允许有两个工位。适用于安装空间受限制或 要求单手同时快速、准确地操纵多个操纵器的场合。按键 可根据用途不同, 选用不同颜色, 便于识别。
操纵器的选择
根据操纵器的功能特点和使用操纵器的具体条件（如 使用要求、空间位臵、环境因素等)初步选择工作效率较 高的几种型式，然后考虑经济因素进行筛选确定。
5.1 操纵装置的类型和选择
操纵杆现状研究
操纵杆现状研究
操纵杆是一种常见的机械控制装置，广泛应用于航空、航天、军事、工业等领域。
随着科技的不断发展，操纵杆的设计和制造也在不断更新换代，以满足不同领域的需求。
操纵杆的设计趋势主要体现在以下几个方面：
一、数字化控制
随着数字化技术的发展，越来越多的操纵杆开始采用数字化控制技术。
数字化控制可以实现更加精准的控制，提高操纵杆的灵敏度和反应速度，同时还可以实现自动化控制和远程控制等功能。
二、人机工程学设计
人机工程学是一门研究人类与机器之间交互的学科，操纵杆的设计也越来越注重人机工程学的原理。
通过对人体工学、心理学、生理学等方面的研究，设计出更加符合人体工程学原理的操纵杆，使得操纵杆的使用更加舒适、方便、安全。
三、轻量化设计
随着航空、航天等领域的发展，对操纵杆的轻量化要求也越来越高。
轻量化设计可以减少操纵杆的重量和体积，提高操纵杆的灵活性和可靠性，同时还可以降低成本和能耗。
四、智能化设计
随着人工智能技术的发展，操纵杆的智能化设计也越来越受到关注。
智能化设计可以实现操纵杆的自适应控制、智能识别、智能决策等功能，提高操纵杆的智能化水平和自主性。
操纵杆的设计和制造正朝着数字化、人机工程学、轻量化、智能化等方向不断发展，以满足不同领域的需求。
未来，随着科技的不断进步，操纵杆的设计和制造也将不断更新换代，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。
操纵杆机构的设计与优化
操纵杆机构的设计与优化操纵杆机构作为传动装置在各个领域得到广泛应用，其设计与优化对于提高机械系统性能至关重要。
本文将探讨操纵杆机构的设计原理以及优化方法，希望能对相关领域的工程师和研究人员有所启发。
一、操纵杆机构的设计原理在设计操纵杆机构之前，首先需要明确其工作原理。
操纵杆机构主要通过操纵杆与被操纵物体之间的连接，实现力或运动的传递。
其设计原理可以简化为以下几个要素：1. 运动学分析：在设计操纵杆机构之前，需要进行运动学分析，包括运动路径、工作空间等的确定。
通过运动学分析，可以明确机构的运动特性，为后续的设计提供依据。
2. 力学分析：操纵杆机构在工作时需要承受一定的载荷。
通过力学分析，可以确定机构在不同工况下的受力情况，避免设计出不合理的机构结构。
3. 材料选择：操纵杆机构涉及到材料的选择，需要考虑材料的强度、刚度以及耐磨性等性能。
合理选择材料可以提高机构的使用寿命和工作效率。
二、操纵杆机构的优化方法操纵杆机构的优化可以从多个方面进行，包括结构设计、参数优化以及控制策略等。
下面将分别介绍这些优化方法。
1. 结构设计优化：结构设计优化是操纵杆机构优化的核心内容。
在结构设计时，需要根据机构的工作条件和要求，合理选择传动结构、连接方式以及材料等。
通过优化结构设计，可以提高机构的刚度、精度和工作效率。
2. 参数优化：参数优化是通过调整操纵杆机构的参数，如杆长、杆角度等，来达到最优性能。
参数优化可以通过数值模拟、试验验证等方法进行。
通过不断调整参数，可以找到最佳参数组合，实现机构性能的最大化。
3. 控制策略优化：操纵杆机构的控制策略也可以进行优化。
通过合理选择控制算法和参数调节，可以提高机构的控制精度和响应速度。
控制策略优化可以通过仿真和试验验证等方法进行。
三、案例分析为了更好地理解操纵杆机构的设计与优化，我们可以通过一个案例来具体说明。
以机器人操纵杆机构为例，我们可以通过上述方法进行设计与优化。
首先，进行运动学分析，确定机器人操纵杆的运动路径和工作空间，以满足机器人工作的要求。
人机工程学操纵杆的设计
基于人机工程学汽车变速杆的设计姓名：谢奕浩班级： 13级车辆工程4班学号：81．设计背景变速杆是汽车改变变速器中齿轮的齿轮比，使车辆的行驶速度变化，驱动力随之变化；是使运动部件从某一速度变换为另一速度的工具。
驾驶人通过操纵变速杆来改变不同比例的变速器齿轮的合分，汽车可以实现加速、减速或者倒车。
汽车的变速杆可以分为手动档，自动档。
手动档的是通过操控手动变速箱来改变车辆行驶速度的，手动变速箱是有不同齿比的齿轮组构成的，它工作的基本原理就是通过切换不同的齿轮组，来实现齿比的变换。
作为分配动力的关键环节，变速箱必须有动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮，就是一个手动变速箱最基本的组件。
动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮比例所达到的动力传输效果是完全不同的，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。
而自动档通过操控自动变速箱来改变车辆行驶速度的，自动变速车箱可以大致分为Tiptronic、7G-Tronic、Geartronic、平行轴式AT这四种类型的变速车箱。
自动变速箱简称AT，全称Auto Transmission，它是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。
和手动挡相比，自动变速箱在结构和使用上有很大不同。
手动挡主要通过调节不同齿轮组合来更换挡位，而自动变速箱是通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速的目的。
其中液力变扭器是自动变速箱最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，泵轮和涡轮是一对工作组合，泵轮通过液体带动涡轮旋转，而泵轮和涡轮之间的导轮通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差并实现变速变矩功能，对驾驶者来说，您只需要以不同力度踩住踏板，变速箱就可以自动进行挡位升降。
由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮提高效率，液压操纵系统会随发动机工作变化自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。
4人机工程学-操纵装置设计
4.2 人体的施力与运动输出特性
4.2.1 人体的肌力及其影响因素
（一）人体主要部位的肌肉力量
一般女性的肌力比男性低20%-30%。 右利者右手肌力比左手约高10%； 左利者左手肌力比右手约高6%-7%。 操纵力：人们使用器械、操纵机器所使用的力。 主要指机体的臂力、握力、指力、腿力或脚力，有时也用 到腰力、背力等
4.4.1手控操纵器的设计
（二）操纵手把的设计 讨论：在这些手柄中，哪种最好，简述理由。
4.4 常用操纵器的设计
4.4.1手控操纵器的设计
（二）操纵手把的设计
4.4 常用操纵器的设计
4.4.1手控操纵器的设计
（二）操纵手把的设计 讨论小结：a、b两种好。 理由：手掌上肌肉最厚的是大小鱼际肌、其次是指骨 间肌和指球肌，是天然避震器。 掌心肌肉最薄，神经、血管集中，要避免此处受压。
第4章 操纵装置设计
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 人的手足尺寸与人体关节活动 人体的施力与运动输出特性 操纵器的类型与选用 常用操纵器的设计 操纵与显示相合性
4.1 手足尺寸与人体关节活动
4.1.1 人体手足尺寸
（一）人体手足尺寸
4.1 手足尺寸与人体关节活动
4.1.1 人体手足尺寸
（一）人体手足尺寸
4.4 常用操纵器的设计
4.4.1手控操纵器的设计
（二）操纵手把的设计 1、设计合理的操纵手把，主要考虑以下几个方面： 手把形状应与手的生理特点适应 手把形状应便于触觉对它进行识别。
4.4 常用操纵器的设计
4.4.1手控操纵器的设计
（二）操纵手把的设计 手把应符合人手尺寸的需要。
4.4 常用操纵器的设计
4.4 常用操纵器的设计
人机工程学第五章 操纵装置
12
3．立姿的手臂操纵力
a）前后方向的推拉 b）左右方向的推拉
图5-5 立姿屈臂操纵力的分布 图5-6 立姿、前臂水平方向上的推拉力
4．握力
男子优势手的握力约为自身体重的47﹪～58﹪； 女子约为自身体重的40﹪～48﹪。 所有肌力均随施力持续时间加长而逐渐减小。 例如某些肌力持续4分钟，会衰减到1/4左右； 肌力衰减到1/2所持续时间，对多数人是基本相同 的。
4
表5-3 男子、女子手部控制部位尺寸的回归方程（单位：mm）
5
例 试求：1、女子5百分位数的掌厚， 2、男子95百分位数的掌厚， 3、男子95百分位数的掌围。
解 1、由表5-3，女子掌厚的回归方程为 Y ＝9.23＋0.21X2 ，
式中 自变量 X2——女子手宽 由表5-1：女子5百分位数的手宽为 X2 ＝70mm， 代入上式，即得到女子5百分位数的掌厚为
第五章 操纵装置
1
图5-33 手柄的形状及其解剖学分析
• 第一节 手足尺寸与人体关节活动
一、人体手足尺寸 （GB/T 10000—1988）
图5-1 人体手部尺寸 表5-2 人体足部尺寸
图5-2 人体足部尺寸 （单位：mm）
表5-1 人体手部尺寸
（单位：mm）
2、手部控制部位的尺寸 除手长、手宽外的其他手部尺寸称为手部控制部位尺寸。 GB/T 16252—1996《成年人手部号型》中，以手长和手宽两个 参数回归方程的形式，给出了20个手部控制部位尺寸的计算公式。 其中长度类尺寸均以手长为回归方程的自变量； 宽度、围度类尺寸均以手宽为回归方程的自变量。
13
人机工程学操纵装置设计
二、设计要点
控制器与显示器的布置必须位于作业者正常的作业空间范围内
作业者能 1. 良好地观察必要的显示器 2. 操作所有的控制器
控制台作业面
3. 舒适的作业姿势
使操作者有良好的手-眼配合协调性。
电子化办公台的可调设计
在按人体平均尺寸 值设计的情况下，必须 给予可调节的尺寸范围。
调节方式： 高低、水平、倾角
电子化办公台的组合设计
单元系列、易于拆卸、 便于装配、变动灵活。 组合形式：
广 电 系 统 控 制 室（台）
演播厅
制作机房
监测中心
其他组合控制室（台）
交警指挥中心 公安局指挥中心
高速公路总监控室
0.36 0.72 ~ 1.45
弯曲
躯干
倾斜
0.72 ~ 1.62 1.26
2.盲目定位动作特征
左 正中面 右
盲目定位动作离目标位置的13差5距° （9单0°位 c4m5°） 0°
45° 90°
13 5°
上方
10.4 8.2 8.8 6.2 8.1 8.1 10. 8
正 中 9.3 8.6 7.8 5.3 7.8 8.1 9.1
调整控制器 按钮、手柄、操纵盘等
使机器的工作状态，稳定地增加或减少、 保持在规定的工作参数上。
紧急停车控制器 按键、按钮等
要求在最短的时间内产生明显的效果，有 “一触即发”的效果。
控制操纵器的人动作特征
肌肉的运动特征
收缩与放松
操作中人的动作类型
肌肉的部位
力的大小 男女
手臂肌肉肌肉的部位力的大左小 370 200 右 390 220
基于人机工程学的割草机手柄设计与优化
基于人机工程学的割草机手柄设计与优化人机工程学是研究人和机器之间的交互关系、设计和优化机器系统，以提高操作效率、安全性和用户体验。
在割草机的设计中，人机工程学可以发挥重要作用，以确保手柄的舒适性、易用性和安全性。
一、人机工程学概述人机工程学是将人类认知、心理、生理和工程学原理相结合，用来设计和改进产品、工作场所和系统，以提高用户的工作效率和安全性，并减轻人的负担和压力。
在割草机的设计中，人机工程学可以使操作者更加舒适、方便、高效地使用割草机。
二、手柄设计原则1. 舒适性：手柄应该符合人体工程学原理，形状和尺寸适合不同用户的手型和手指的长度，减少手部疲劳和不适。
2. 可调性：手柄应该可以调整高低位置、倾斜角度和侧倾程度，以适应不同用户的身高和姿势，减少不必要的肌肉和骨骼负担。
3. 易操作性：手柄上的控制按钮和开关应该容易找到并操作，布局应该符合人们常用的动作和习惯，确保用户能够快速上手。
4. 安全性：手柄上的控制系统应该设置防护装置，以防止误触和意外操作，减少潜在的伤害风险。
三、手柄设计与优化建议1. 应用人体工程学原理：根据人手的尺寸和形状，设计合适尺寸的手柄，手柄的曲度和表面材质应该符合人体手部的曲线和摩擦需求，以提供舒适的握持体验。
2. 多功能控制按钮：手柄上的控制按钮布局应该合理，具备不同功能的按钮应该有明显的标示和分隔，以便用户操作时能准确识别和选择所需功能。
3. 操作手感和反馈：手柄的操作给用户带来的手感和反馈应该清晰明确，用户点击或拨动按钮时应有明显的触感，并伴随声音、光亮或震动等反馈，以增强用户的操作感知体验。
4. 紧急停止按钮：在手柄上设置一个明显的紧急停止按钮，以便用户在意外情况下能够立即停止割草机，确保安全。
5. 重量平衡：手柄的设计应该考虑到割草机的整体重量分布，以确保手柄的使用不会过于费力，避免用户感到过重或失控。
6. 防滑设计：手柄表面采用防滑材质，以提供良好的手感和稳定性，确保用户在操纵割草机时不易滑动或滑脱。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于人机工程学汽车变速杆的设计
姓名：谢奕浩班级： 13级车辆工程4班学号：130403041038 1．设计背景
变速杆是汽车改变变速器中齿轮的齿轮比，使车辆的行驶速度变化，驱动力随之变化；是使运动部件从某一速度变换为另一速度的工具。
驾驶人通过操纵变速杆来改变不同比例的变速器齿轮的合分，汽车可以实现加速、减速或者倒车。
汽车的变速杆可以分为手动档，自动档。
手动档的是通过操控手动变速箱来改变车辆行驶速度的，手动变速箱是有不同齿比的齿轮组构成的，它工作的基本原理就是通过切换不同的齿轮组，来实现齿比的变换。
作为分配动力的关键环节，变速箱必须有动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮，就是一个手动变速箱最基本的组件。
动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮比例所达到的动力传输效果是完全不同的，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。
而自动档通过操控自动变速箱来改变车辆行驶速度的，自动变速车箱可以大致分为Tiptronic、7G-Tronic、Geartronic、平行轴式AT这四种类型的变速车箱。
自动变速箱简称AT，全称Auto Transmission，它是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。
和手动挡相比，自动变速箱在结构和使用上有很大不同。
手动挡主要通过调节不同齿轮组合来更换挡位，而自动变速箱是通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速的目的。
其中液力变扭器是自动变速箱最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，泵轮和涡轮是一对工作组合，泵轮通过液体带动涡轮旋转，而泵轮和涡轮之间的导轮通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差并实现变速变矩功能，对驾驶者来说，您只需要以不同力度踩住踏板，变速箱就可以自动进行挡位升降。
由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮提高效率，液压操纵系统会随发动机工作变化自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。
为了满足行驶过程中的多种需要(如泊车、倒车)等，自动变速箱还设有一些手动拨杆位置，像P挡(停泊)、R挡(后挡)、N挡(空挡)、D挡(前进)等。
2．人机工程学在车辆中的应用
2.1车辆工程中的应用
人机工程对现有条件下驾驶汽车和乘坐汽车在生理、心理及社会等各方面进行大量统计与调查，引入生理学、医学、心理学、人体解剖学、运动生物学、人体测量学、工程学、机械学、环境科学、信息工程、系统工程等学科的观点和方法，开展全面研究和分析→改善汽车的各种性能。
目的：为汽车设计、改进提供各种调查、改进、试验与分析结果，使汽车更好地、尽善尽美地为人服务。
2.2研究的范围
①人体尺度和操纵范围；
②人的视觉和光效应；
③听觉信息的传递和噪声干扰；
④人体对环境的适应；
⑤人—车系统的响应时间；
⑥人—车系统的特性和安全驾驶；
⑦饮酒对驾驶的干扰。
要求：从主观和客观两方面使汽车的各种性能更好地适应人们的心理和生理上的要求。
2.3达到的目的
（1）根据人类生理、心理的自身规律来指导设计；
（2）为驾驶员创造一个安全性、操作性好，视野开阔、清晰而又舒适的工作环境；
（3）使乘客感到安全、舒适和方便，不会有过度疲劳与不良的生理反应；
（4）从主观和客观，积极和消极等方面采取措施，使车祸降到最低限度。
3．人机工程学在车辆操作杆的应用
3.1操纵杆的设计
操纵杆的自由端装有手柄，另一端与受控部件相连。
汽车的操纵杆用于一个平面的推、拉式摆动运动，由于受行程和摆动角度的限制，操纵杆不适合做大幅度的连续控制，也不适合作精细控制。
（1）操纵杆的形态和尺寸操纵杆的粗细一般为22~32mm，采用手柄，直径不宜小于7.5mm。
操纵杆的长度与其操纵的频率有很大关系，用前臂和手
操作的操纵杆，操纵力一般在20～60N的范围内，汽车变速杆的操纵力常为30～50N，若每个班次中操作达到1000次，则操纵力应不超过
15N。
（2）行程和扳动角度操纵杆操作时应该只用手臂而不移动身躯，以此原则来确定操纵杆的操作行程和扳动角度。
如图所示短操纵杆设在座椅扶手前
边，前臂在扶手上靠转动手腕操作，比较轻松。
500～600mm长操纵杆的操作行程为300～350mm，转动角度30°～60°为宜。
（3）操纵杆的安置位置立姿下在肩部高度操作最为有力，坐姿下则在腰肘部的高度施力最适宜，如图1。
操纵力较小时，在上臂自然下垂的位置
斜向操作更为轻松，如图2。
图1 图2
3.2常用移动式操纵装置的工作行程和操纵力
手柄适宜操纵力的大小和手柄距地面的高度、操纵方向使用左手或右手等因素有关，如表1所示手柄适宜的操纵力。
3.3手柄的形状和尺寸设计
对手柄设计的基本要求是：手握舒适，施力方便，不打滑。
动作可控制。
因此手柄的形状和尺寸应根据手的结构和生理特征进行设计。
当手执握手柄时，施力和转动手柄，都是依靠手的屈肌和伸肌共同完成的。
手掌的结构如图3所示，其解剖特征是，指球肌和大小鱼际肌的肌肉最丰厚，手掌心的肌肉最少，指骨间肌和手指部分则布满神经末梢。
因此，手柄的形状当设计成使其被握住的部位于掌心和指骨间肌留有适当间隙，以减轻掌心和指骨间肌的受力，改善手掌的血液循环状况，保证神经不受过强的压迫，如果掌心长期受压受震，可能会引起难以治愈的痉挛，至少容易引起疲劳和操纵定位不准确。
图3中，（a）、（b）、（c）三种形式手柄符合上述的要求，操作效果较好；（d）、（e）、（f）三种形式的手柄，执握时掌心与手柄贴合面太大，操作效果不好，只适合作为瞬间和受力不大的操纵手柄。
图3 手柄形式和着力部位的比较
4.设想与改进
4.1问题的提出
不同身高的人使用变速杆，即使调整椅子高度，由于手臂的长度不一样，会造成手握住变速杆的不舒适性，因此设计出一个符合大多数人的使用的变速杆。
4.2解决方案
对以上存在的几个问题，提出如下解决方案，如有雷同纯属巧合。
1.可以在杆上的结构改成类似雨伞伸缩杆的结构，不同的是在手柄部分有可调节杆高度的开关。
2.把杆改成液压杆的设计。
4.3方案的分析
第一种方案只是在机械结构上的改变，而且成本不高，容易成功。
不过杆的调节精度大。
可调范围广但是是离散的。
第二种方案在舒适性上高于第一种方案，杆的调节精度小，可调范围广而且是连续的。
成本上会高于第一种。
5.总结
随着社会的发展，未来中国可能每个家庭都有一辆或者多辆汽车，使用的人越来越多，面向的人越来越多，人机的应用也越来越广泛，人们将期待一辆成本地但使用范围广的车辆的出现。
从此看来，变速杆的微微调整杆的长度对于车来说起到一定的作用，能适应不同身高的人使用车辆是使其市场范围扩大的保证。
改良性设计显得尤为重要，改良设计也从最初的功能形态改进逐步转向从人机学，材料加工工艺，生产成本等各个因素考虑，本次作业，只对其中因素之一“人机学”进行的改良，当然还存在很多方面的不足，也许这谈不上什么“好的设计”，但是这能算“对的设计”，后期还会对细节部分改进。