FSAE赛车车架的人机工程设计

FSAE赛车车架的人机工程设计

赵帅, 隰大帅, 王世朝, 王达, 姜莽

吉林大学

【摘要】在赛车开发过程中，人机工程设计是及其重要的设计工作。FSAE赛车是单人驾驶的方程式赛车，在满足大赛规则规定的前提下，应尽量保证车手具有合适的驾驶姿势、可以方

便地进行各项驾驶操作，并合理安排赛车驾驶舱的空间布置，使整辆赛车紧凑而高效。在本次

FSAE赛车的设计过程中，吉林大学FSAE车队依照V字形开发流程，主要利用CATIA软件进

行初步设计并搭建木条模型完成设计工作。

【关键词】 FSAE ，车架，人机工程设计

Ergonomics Design for FSAE Race Car Frame

Zhao Shuai, Xi Dashuai, Wang Shichao, Wang Da, Jiang Mang

Jilin University

Abstract:During the process of designing a race car, ergonomics is a very important part. Considering FSAE race car is for one racer, we should ensure that the racer has a right posture to control expediently. On the other hand, a more reasonable cabin-space layout can make the whole car compact and efficient. Based on the V design flow, JLU racing team finished the work by Dassault CATIA engineering software and manual wooden model.

Key words: FSAE, Frame, Ergonomics

1引言

FSAE赛车的人机工程主要关系到赛车车架的结构设计。车队从大赛的相关规则规定入手，同时满足车手的驾驶条件，利用CATIA软件逐步设计出满足最低条件的车架模型，之后通过搭建1:1木条模型进行修改完善，最终确定车架的人机结构。开发流程如图1。

大赛的基本要求确定车架的结构和尺寸

①车手的驾驶姿势 多次完善修改

②驾驶舱的空间布置

③腿部空间 搭建1:1

…… 木条模型

满足条件的

车架模型

图1 V字形开发的基本流程

1.1《中国大学生方程式汽车大赛规则》（以下简称《规则》）相关规定

（1）《规则》3.9：当车手正常乘坐并且在车手约束系统的约束下，一个第95百分位男性和该车队所有车手的头盔：

a）必须与前环顶端和主环顶端的连线有至少50.8毫米(2英寸)的距离（图2a）

b) 如果主环支撑置后，头盔必须与主环顶部和主环支架底端末尾连线至少有50.8毫米的间距（图2b）

c）如果主环支撑置前，头盔不可以超过主环后表面。

（2）《规则》3.17：车手的双脚必须完全包裹在框架的主体结构之中。当车手的脚接触踏板时，从侧面和前面看，车手脚的任意部分都不准伸出或高于车架之外。

（3）《规则》4.1：驾驶舱开放规定，为了给驾驶舱的开口有足够的尺寸，大赛模板将被插入开放的驾驶舱内。

（4）《规则》4.2：驾驶舱内部横断面规定，一个自由垂直的横断面允许大赛模板可以被水平的通过从驾驶舱内距离踏板后端面之后100mm处的内操纵舱的位置，并且在其整个长度内都要保持这个状态。

（5）《规则》4.7：车手视野规定，车手必须具有车前面与车侧面良好的可见度。当车手坐在正常位置时，他的视角需为200度（左右各100度）。要求的视角可以包括车手转头或使用反视镜所看到的角度。

图2a 图2b

2车手的驾驶姿势

车手模型使用1988年中国95百分位男性和5百分位女性人体尺寸数据制作，考虑可容纳95%男性模型（身高178cm）。

（1） H30：H30是人机工程设计的最基本参考点，取为H点（胯部关节点）到AHP （踵点，脚跟与车内地板接触点）的垂直距离。根据乘用车推荐数据，跑车的H30为120mm～170mm，考虑到赛车垂直方向上空间紧张，选定H30=120mm。

（2）踏平面角度：踏平面角度是加速踏板在未踏下时，与地板平面所成夹角。可以通过H30代入公式求得。本例中，以H30=120mm计算得，踏平面角度74.86deg。

（3）踏板位置：经过人体模型推移定位，可以确定加速踏板、制动踏板和离合器踏板的中心点坐标。以整车坐标系原点为基准，三个踏板的中心坐标分别是：（-300，100）（-290，30）（-295，-80）。

（4）踏板行程：根据舒适范围计算得，所有踏板踏到底的踏平面角度不能低于45deg。

（5）方向盘位置L6：L6表示方向盘中心到AHP的水平距离，根据总布置酌情选取。在方向盘不干涉人体的情况下，选定L6=595±10mm。

（6）方向盘倾角：根据眼椭圆倾角，方向盘平面与水平面之间的夹角应为78±2deg.

（7）方向盘尺寸：方向盘外缘直径不可大于330mm（13inch）。

（8）仪表盘位置：仪表盘应平行于方向盘平面，另外，在该方向盘位置下，方向盘平面是最适合布置仪表的位置（距离眼点550mm）。倘若不便于在方向盘上布置仪表，则仪表盘应距离方向盘平面150mm以内。

根据以上几条限定，在CATIA V5中确定的人体坐姿模型如图3a、图3b。

图3a：坐姿模型1 图3b：坐姿模型2

3基于人体坐姿的车架设计及空间布置

3.1车架的初步设计

根据规则的设计要求及初期悬架硬点和各总成的位置要求，首先完成车架的整体框架。即在CATIA软件中依据坐标建立点线模型，然后赋予模型截面属性。从而生成三维车架模型。

此时主环高度、前环高度、驾驶舱宽度以及腿部空间长度尚不确定，均为待调整量。主环与前环的高度应保证车手头部与主环前环顶部连线的距离，驾驶舱宽度应满足规则的测试模板，腿部空间长度除满足测试模板外，还应考虑车手踩踏踏板时便利性。

初步设计的车架模型如图4。

3.2车架相关尺寸的确定

3.2.1主环与前环的高度

图4：车架初步模型 图5：头盔约束示意图

打开CATIA装配模块，并将人体坐姿模型与车架的三维模型一起导入装配环境下，调整人体与车架模型的相对位置，使其符合驾驶姿态。

将主环顶端与前环顶端连线，考虑头盔的厚度为20mm，为达到车手头盔与连线、主环

支架的距离不得小于50mm，调整主环前环高度，如图5所示，此时人体头部距离连线105.5mm，距离主环支架76mm，距离足够。确定后的主环前环高度见表1（车架的人机尺寸）。

3.2.2驾驶舱尺寸的确定

建立大赛规定用的空间测试模板，并将其导入装配图中。

要求驾驶舱测试板能够垂直插入直到穿过侧防撞结构的顶端管件的底部。（图6）

要求横断面测试板能够水平的通过从驾驶舱内距离踏板后端面之后100mm处的内操纵舱的位置。（图7）

图6：驾驶舱测试 图7：驾驶舱横断面测试

3.2.3腿部空间尺寸

腿部空间关系到车手踩动制动踏板的便利性，逃离驾驶空间所需的时间，以及转向系统以及制动系的布置形式甚至upright的结构形式。根据95百分位中国男子模型的腿长，暂定车架前隔板距离前环下焊点的距离为850mm，转向系统布置方式为下置。

4搭建木条模型

图8a：第一版木模 图8b：第二版木模 根据CATIA人体坐姿模型的设计结果，我们搭建了车架1:1比例的木条模型（图8a、图8b），各位车手进入车架进行模拟驾驶，根据车手反馈的信息，在原有车架模型的基础上进行修改和完善。通过搭建模型，发现了软件建模欠准确的地方：

①人体模型仅是人体身高的统计值，在某种程度上具有一定的准确性，但并不能完全替代车手的实际身材。

②人体模型的空间位置是通过摆放确定的，然而无法模拟出车手的实际感受，所以搭建木条模型获取车手真实的驾驶感受是十分必要的。

搭建模型后，做出了以下修改：

①缩短了腿部空间的位置，修改了转向系统的布置形式，使整车结构更加紧凑。

②降低了主环高度

③修改了前环前部的杆系结构。

5车架人机尺寸确定

经过上述设计过程和后期的多次修改，车架的人机尺寸确定，具体尺寸如表1所示： 项目 数据 项目 数据

主环高度 1170mm 腿部空间长度 700mm

主环宽度 818mm 腿部空间宽度 400mm

主环倾角 0deg 驾驶舱最小长度 612mm

前环高度 562mm 驾驶舱最大长度 725mm

前环宽度 400mm 驾驶舱最小宽度 400mm

前环倾角 12deg 驾驶舱最大宽度 818mm

表1 车架尺寸

6结束语

车架的人机工程设计过程中，利用CATIA软件建立了95百分位人体坐姿模型，完成了 车架的人机工程初步设计，之后搭建了木条模型，弥补了软件设计的不足。设计好的车架完全满足驾驶员的驾驶需求，为赛车发挥优异的性能奠定了基础。

参考文献

1中国汽车工程学会.中国大学生方程式汽车大赛规则.2009

2北京兆迪科技有限公司. CATIA V5宝典.电子工业出版社.2009

3郑午.人因工程设计.化学工业出版社。2006；

4毛恩荣.汽车人机工程学.北京理工大学出版社.1999

中国巴哈大赛赛车动力匹配设计开题报告

求比赛车速不得超过40公里每小时，其他方面也都有明确的规定。 BSC是一项全新的技术教育和工程实践教育手段，集技术性、趣味性于一身，已成为各国发现和培养汽车产业技能型人才最重要的非教育领域的社会化公共平台。该赛事使得参与其中的同学能够将理论与实践做到融合，对于提高学生的专业技能有很大的帮助，同时给参赛学生带来新的挑战。大赛真正以兴趣为导向，崇尚“人人皆可成才，人人尽展其才”的现代职教精神，可以使参赛学生进一步掌握汽车结构设计、制造、装配、调教维护、市场营销、成本控制等多方面的专业知识技能，提高学生的团队合作能力。 中国的巴哈赛事一经发布便受到了各高校及职院的热情响应，第一届比赛的报名参赛车队就达到33支，最终报到注册29支车队。比赛于2015年8月26日完成车队报到、注册，27日进行了技术检查、静态项目和赛前练习，28日展开了爬坡比赛及操控性比赛，以及最终29日的2小时耐久赛，全面考核了学生选手在理论知识和动手实践两方面的综合能力。BSC是以培养高素质技术技能人才为核心的竞赛平台。同时，通过各学院之间的同场竞技，真正体现、提升专业内涵，为汽车产业输送更多复合型人才，促进汽车运动文化产业的蓬勃发展。本届中国巴哈大赛使用的发动机全部是百力通M20 发动机，该发动机也是全球多个国家Baja SAE的指定比赛发动机。百力通公司有专门的赛事发动机部门，从1976年美国首届Baja比赛开始，百力通(Briggs & Stratton)已连续30年为Baja SAE提供发动机和赛事支持。目前，举办巴哈赛事的国家有：美国、墨西哥、加拿大、南非、巴西、印度、韩国等。 在各方面的大力支持下，在各院校的广泛参与下，首届中国汽车工程学会巴哈大赛于2015年8月29日在山东潍坊完美落幕，大赛取得了圆满成功。且继首届之后，2016中国汽车工程学会巴哈大赛于2016年10月18日—21日在湖北襄阳梦想赛车场成功举办，总共有63支本专科院校同场竞技，其中本科院校28支，职校33支，企业队伍2支。相较于2015年的35支队伍，越来越多的学校参与其中。 中国巴哈组委会主任、中国汽车工程学会副秘书长闫建来强调：“巴哈赛事不单纯是体育竞技，还是以培养创新和技能型人才、服务于汽车产业、繁荣汽车文化为目的的公益教育培训项目”。

人机工程学课程设计

人机工程学课程设计 现在是人工智能的时代，下面是人机工程学课程设计，欢迎参考！ 人机工程学课程设计安全人机工程学是从安全角度出发，讨论人、机和人机相互关系的规律，运用系统工程的方法研究各要素之间的相互作用、相互影响以及它们之间的协调方式，通过设计使人一机系统的总体性能达到安全、准确、高效、舒适的目的。 机械系统过程的任何阶段都必须有人参与，人始终起着主导作用，是最活跃、最难把握，同时也最容易受到伤害的。由于机械设计违反安全人机学原则导致的事故时有发生，据国外资料统计，生产中有58％一70％的事故是与忽视人的因素有关。因此，机械设计应考虑与人体有关的人体测量参数、人的感知特性、反应特性及人在劳动中的心理特征，以减少人为差错，最大限度地减轻体力、脑力消耗及精神紧张感。 由于生理影响产生的危险。不利于健康的操作姿势、用力过度或重复用力等体力消耗产生的疲劳所导致的危险。 由于心理-生理影响产生的危险。在对机器进行操作、监视或维护时，由于精神负担过重、缺乏思想准备以及过度紧张等原因，造成心理负担过重而导致的危险。 由于人的各种差错产生的危险。受到环境不利因素的干

扰或由于人-机配合、协调不当，使人产生各种错觉而引起误操作所造成的危险。 在机械设计中，根据安全人机学原则，通过减小操作者心理和生理的不利影响，协调好人、机的功能分配和相互作用来改善机器的操作性能和可靠性，从而减少机器使用各阶段的差错概率，以保障安全。机械设计时应考虑以下几个方面： 合理分配人机功能。在机械的整体设计阶段，要分析、比较人和机的各自特性，合理分配人机功能。在可能的条件下，尽量通过实现机械化、自动化，减少操作者干预或介入危险的机会。随着微电子技术的发展，人机功能分配出现向机器转移，人从直接劳动者向监控或监视转变的趋势，向安全化生产迈进。 适应人体特性。在确定机器的有关尺寸和运动时，应考虑人体测量参数、人的感知反应特性以及人在工作中的心理特征，避免干扰、紧张、生理或心理上的危险。 友好的人机界面设计。人机界面，即在机器上人、机进行信息交流和相互作用的界面。人、机相互作用的所有要素，如操纵器、信号装置和显示装置，都应使操作者和机器之间的相互作用尽可能清楚、明确，信息沟通快捷、顺畅。 作业空间的布置。这是指显示装置和操纵装置的位置，以及确定合适的作业面。它对操作者的心理和行为可产生直

控制室设计中人机工程学案例分析

控制室设计中人机工程学案例分析 一、控制室设计的人机工程学要求 该控制室的形成，是将一个发电厂或变电站的全部控制、观测与操纵仪器集中于一个室内。要求把操纵台和控制室作为功能上相互有关的部件来看待，其中控制室室内结构造型为一个单元，操纵台和仪表板构成一个单元。应把两者看作技术上和工程上不可缺少的单元来设计。 控制室、仪表板和操纵台设计的优劣，首先影响的是在室内工作的人，以及控制室所具有的功能。控制室设计的人机工程学要求是，使操作者在其岗位上能较轻松地观察其视觉范围内的一切目标，并能无差错地读清一切信号。照明必须有足够的光度，尽量避免眩光，反光要以不影响读清仪器上所示符号为原则。噪声电平应处于最低点，设备应保持无尘。操作台上的各种操作装置，都设计成相协调的组合。选择操纵台形式，要保证读清仪器上所显示的读数，并保证开关具有良好的性能和便于维修，允许操作者变换作业姿势。 二、控制室影响因素综合分析 1．控制室设计要素控制室设计主要包括控制室空间、仪表板和操纵台三大部分，每一部分的主要设计内容列于表1-1。 表1-1控制室设计内容 2．影响控制室设计的因素 1）影响控制室设计的因素包括技术因素、经济因素和人机工程学因一素，这三类因素所包含的指标，分别对表1-1中的各项设计内容产生影响，有关指标对各项设计内容的综合影响关系分析如图1-1所示。 由图1-1的综合分析可知，对设计内容产生影响的三大类因素共有23项指标，其中属于技术因素为7项；属于经济因素为3项；而属于人的因素有17项。由图可见，在控制室设计中，人机工程学因素影响最大，认真分析人机工程学影响因素显得非常重要。

图1-1控制室影响因素综合分析 三、控制室组成部分设计 1．控制室空间设计要点 ①控制室的大小取决于控制装置和信息量的大小。信息是通过各种类型的信息仪器而获得，信息量则取决于信息仪器的大小。其中仪器有照明的、书写的、显示的和声学的测量仪表和信号仪器。仪器大小取决于仪表工业的科学技术水平，并且还受到显示读数的最佳识别程度的限制。 ②仪表板墙面呈半圆形，由此使控制室操作者在操作台旁的位置至全部仪表板的距离大致相等，而对仪表的能见度无视差。半圆的中点和操纵台后面的距离要求正好使操作者不受反射回声的干扰。具体布置见图1-2所示的控制室平面设计。 ③天花板高度的设计要求是，应使控制室的照明达到均匀的程度，并能避免干扰的照射和刺目的光线。 ④照明设备和强度选择原则是，使光线照在所有仪表上都无阴影。在仪表玻璃上不出现反光现象，并容易读出所示数字。同时，发光信号的能见度良好。 ⑤操纵台和仪表板的色彩在考虑到色彩心理学知识的情况下，其适应程度能使操作者在工作效率上不受妨害。此外，在色彩和材料的选择上必须符合技术和经济上的基本要求。 ⑥天花板和墙的材料选择在考虑到惯常的生产噪声以及其它人为噪声的情况下，必须符合声学要求。

机械人机工程设计

2013-2学期 《机械人机工程设计》 题目: 鼠标设计中的人机工程学 院系名称： 专业班级： 学生姓名： 学号 目录 一、摘要 1、前言 (2)

2、关键词 (2) 二、人机工程学简介及鼠标的发展史 1、人机工程学定义人机工程学应用 (3) 2、鼠标的发展史 (3) 三、鼠标的分析与设计 1、人类手部结构 (3) 2、手臂的人机工程学分析 (4) 3、鼠标的人机工程学分析和设计 (5) 4、人机工程学未来鼠标 (6) 四、总结 五、附录 (7) 1、参考文献 (7) 一、摘要： 人机工程学作为一门集合各种学科的综合性学科对设计起着至关重要的作用，其研究方法具有科学性、流程性。现在是网络时代，通过网络我们可以不出家门便知天下事。因此，电脑是连接网络的必要设备，鼠标也是重要的一部分。可以说鼠标是人与电脑的纽带之一，跟人体有着密不可分的关系。在这里人机工

程学在其中的应用也是显得异常重要。 1、前言： 人机工程学是我们选修课，从这门课程中我们了解到人体工程学与我们生活中的密切相关性。在产品设计过程中应充分考虑人和所设计的产品及他们所处的环境的协调及统一，提高产品与人之间的和谐关系，尽量满足舒适和安全的使用要求，以实现“以人为本”的人性化设计思想，使我们在设计方面得到了启迪和发展，使我们对所接触事物了解进一步加深 通过对人性产品设计具体实例来说明人性化设计中所包含的人机工程学因素，指出中国未来的产品设计必以创新和革新为首要条件，人机工程学，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐结合。社会的发展，技术的进步，产品的更新等等都与人，机，环境有密切的联系，所以要实现“以人为本”人性化设计思想，必定以人机工程学为参照。 2、关键词 机械人机工程设计人机工程学鼠标人性化设计 二、人机工程学简介及鼠标的发展史 1、人机工程学定义及应用 所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。 人机工程学的范围是很广泛的，其基础学科是研究人的生理、心理。就是实用科学，把技术科学直接应用的实际的操作之中，也是人体工程的本源之处。人机工程学以人为最根本、最直接的研究、服务的对象，所以一切信息必须从人的自身中去获得，综合了这些信息才能做出判断。人类工程学是与人相关的科学信

人体工程学设计及其应用

人体工程学设计与应用 授课老师：汪海波 安徽工业大学机械工程学院 艺术设计 082班 王宇田 089054483

第一部分：网页分析 色彩分析： 主要页面的背景色为白色，大体都是白色调。白色给人的心里感受有积极的也有消极的。积极方面；纯洁、干净、新鲜、未来派 消极方面;医院的、冷冰冰的、无生趣的、中性的 能与海军蓝、黑色或者红色等暗色调构成强烈的对比色，这种对比能产生权威感 能紧紧吸引人的注意力，树立发展进步的形象 页面的主体颜色为白色，根据人体工程学颜色的匹配的清晰程度 很高。相对于白底黑字在视觉上还有一定保护视力的作用。此种搭配让访问者能集中注意力阅读观看主体文字。

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人机工程学设计说明书

关于公交车车站的人机分析和设计 公交车站是连接乘客和公交服务的初始点。设想，当我们刚下火车飞机的时候面对一个陌生城市时，如果不是钱包鼓得足以叫一辆出租车直接去往目的地，或是当地还没有四通八达的地铁系统，我们必然想到的是先找一个最近的公交车站，在那里也许可以找到开往目的地的公交车。如果没有，那至少也可以在车站上看到当地的公交线路图，寻找到一条合适的乘车线路。 对于城市中整个公交系统的运作，公交运输的畅通性无疑是重要的；对于公交系统的服务对象—乘客，公交的畅通和便捷则可以吸引他们更乐于乘坐公交车。从而减少了私家车的使用。更好的实现绿色环保的人性化。 设计题目：关于公交车车站的改进 公交车站站牌的作用有五个： （1）公交车站的一个重要标志。 （2）标识本地的站名。 （3）为乘客提供行车路线和方向。 （4）提供公交车运行时间 （5）提供乘客临时站点。 调研和分析： 公交车站现状： 地理位置及周边环境：图（1）车站位于兰州麦积山路蓝海商贸城地段。

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中国巴哈大赛赛车底盘设计开题报告 1.选题背景 中国汽车工程学会巴哈大赛Baja SAE China ( 简称BSC大赛）是由中国汽车工程学会（SAE China,简称中汽协会）主办，在各院校间开展的小型越野赛车设计和制作竞赛。此项赛事起源于美国，是大学生方程式赛车的前身，适合各职业院校和本科低年级学生参与。竞赛包括多种静态与动态项目测试，静态项目包括技术检查，赛车设计，成本与制造，商业营销等。动态项目包括牵引力，绕桩，直线加速，操控性，耐力比赛等。2015年8月26日中国汽车工程协会在山东省潍坊市成功举办了第一届巴哈大赛，成为世界上第六个举办巴哈比赛的国家。 选题意义 中国的巴哈大赛起步较晚，仍处在一个起步阶段，国内参加参加比赛的多是职业院校，本科院校涉及较少，相关资料也比较匮乏。因此，本次我们团队的选题研究对本校的巴哈赛车的研究开发有一定的现实，可为日后参加巴哈大赛奠定一定的理论和实践基础。同时激发同学们对于汽车运动的爱好和学习兴趣，深入掌握汽车结构设计，制造，装配，调教维修，市场营销等多方面的专业知识和技能，提高我们的团队协作能力。通过这样与现实紧密贴合的选题研究，为我们以后进入汽车相关领域，积累了宝贵的经验。 2.国内外研究现状 巴哈大赛在国外起源较早，1976年就已开始举办，技术积累相

对深厚。在基础参数选择方面有了大量的实践经验，包括但不限于轴距的合理选择，车重的合理估计，轮辋轮胎选择，AISI 4130管件的加工工艺相对成熟。车辆各系同的轻量化改进。综合近几年国外参赛队伍的设计情况来看，轴距在60到64英寸（152.4到160公分），离地间隙选取为12到16英寸（30到40公分），整备质量在350到400磅（158.9到181.6千克），轮胎多选用22到25英寸的大尺寸越野轮胎。 长期的参赛经历，足够的资金投入，在CVT变速箱的改装方面，国外院校各有千秋。广泛采用四速CVT,最大车速在35英里/小时，通过测功机标定最大扭矩和相应转速。通过有限元分析对CVT变速箱进行轻量化改进。 车架设计方面，都选择桁架式车架，结合各自的设备进行应力分析，意图做到最大程度轻量化，并兼顾稳定性和耐用性。而且在车架顶梁结合处的弯曲度加工技术成熟。悬架系统由于赛事限制均采用双A臂独立悬架和弹簧阻尼系统。同样进行有限元分析，轻量化改进，以减轻簧下质量，提高稳定性，并简化其结构。转向系统采用机械转向结构，主要在于方向机的优化，相关机械零件的静平衡，动平衡计算。 而国内的巴哈大赛起步较晚，各参赛队伍水平参差不齐。主要是高职院校和大学低年级同学参加，主要设计工作依靠外包。但是基本已经实现传动系统的布置，变速器的改进，制动系统的优化布置。在车身车架设计方面目前主要致力于其稳定性，安全性，加强筋较多，

人机工程学和产品设计

人机工程学和产品设计 班级：机械107班姓名：刘清勇学号：Z100501714 随着科学技术的发展，以及人们对各种服务以及舒适操作的需求，人机工程学得到了长足的发展。国际人机工程学会（International Ergonomics Association）对本学科所下的定义为：研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适性等问题的学科。 顾名思义，人机工程学研究的是人与机器之间的相互关系。其根本宗旨是使人能够更加方便舒适的操作机器，提高生产效率，减少误操作，使人与机器能够和谐共处。所以人的因素至关重要。举个简单的例子：人提水壶时要考虑水壶方便、适应手提；往里装水，盖子可以用手打开；水烧开后壶会热，要有隔热手柄；要把水烧开的信息告诉使用壶的人；把烧开的水倒出来。这是人机工程学在生活中的简单应用，它与我们生活中的方方面面都息息相关。 其中人、机、环境构成了一个人——机——环境系统，在进行产品设计时，要综合考虑着三方面的因素，努力做到三者的协调统一。 人机系统设计的目的就是创造最优的人机关系、最佳的系统效益、最舒适的工作环境，充分发挥人、机各自的特点，取长补短、相互协调、相互配合。如何合理分配人与机在系统功能以及人机间有效传递信息是系统整体设计的基本问题。 随着科学信息技术的发展，人们面对的是大量快速传递的信息，要求操作时精度高、快速准确。同时人机界面由硬件向软件转移，这时人与机都进入了一个新的阶段，因此新系统中人的特性如何体现，人与机的功能如何分配，机器系统如何更宜人等成为系统设计的主要内容。 人机工程学的研究方法主要有七种：1. 观察法可借助摄影或录像；2. 实测法借助仪器进行实际测量；3. 实验法在实验室或作业现场进行多次反复观测； 4. 模拟和模型试验法；5. 计算机数值仿真法； 6. 分析法；7. 调查研究法。对于每种方法的运用要结合具体的设计环境、现有生产条件、资金水平、以及人的技术水平来具体选取。 下面我以手套为例来简述人机工程学的产品设计过程。 第一，手套的号码人手的尺寸： 首先要考虑的问题是手套的尺寸如何适合于人的形态和功能范围的限度，相对于人的参数主要是人的结构尺寸和功能尺寸。人的结构尺寸指的是静态尺寸，而功能尺寸指的是动态尺寸。当我们买一双手套时会发现没有与我们的手完全相符的手套，不是有点大就是有点小，所以要考虑功能尺寸。手套的不合适会对我们的手造成一定的伤害，尤其是在一些重要的生产线上，不合适的手套很有可能会引发重大事故。然后根据不同年龄阶段男女手尺寸的特点，设计一系列不同尺寸的手套，来满足各种年龄的需求。 第二，手套的松紧程度： 手套如果过紧就会是人佩戴起来不舒适，如果是在工业环境，佩戴不舒适的手套就会影响工作心情，进而会影响工作效率，给工厂效益带来损失。 而手套过送的话则容易产生松脱，对于冬天保暖用手套，过松还会保暖效果

【人体工程学】人体工程学与室内设计的关系

一、 一、人体工程学：又称“人类工程学”、“人体工学”和“人类工学”是以人的心理学、解剖学和生理学为基础，综合多种学科研究人与环境的各种关系，使得生产器具、生活器具、工作环境、生活环境与人体功能相识应的一门综合性科学。 1、人体尺度：（一）静态尺度，是指静止的人体尺寸，即人在立、坐、卧是的尺寸。（二）动态尺度，是指人在作业及动作在空间进行是所发生的尺寸。 2、人体尺度与家具 桌面高度=椅高+差尺=椅高+1/3（坐高-10mm） 椅子高度=下腿高-10mm 学生课桌高度：桌面高度=椅高+1/2（坐高-10mm） 二、居室按人体工程学设置常用空间尺度 1、起居室 A、起居室的处理要点： a、起居室是人们日间的主要活动场所，平面布置应按会客、娱乐、学习等功能进行区域划分 b、功能区的划分与通道应避免干扰 B、起居室常用人体尺度 2、餐厅 A、餐厅的处理要点 ：a、餐厅可单独设置，也可设在起居室靠近厨房的一隅 b、就餐区域的尺寸应考虑人的来往，服务等活动 c、正式的餐厅内应设有备餐台，小车及餐具贮藏柜等设备 B、餐厅的功能分析 ： C、餐体常用人体尺寸 3、卧室 A、卧室的处理要点： 卧室的功能布置局应有睡眠、贮藏、梳妆及阅读等部分。平面布局应以床为中心。睡眠区的位置应相对比较安静。 B、卧室常用人体尺寸 4、厨房 A、厨房处理要点： a、厨房设备及家具的布置应按照烹调操作顺序来布置。以方便操作，避免走动过多 b、平面布置除考虑人体和家具尺寸外，还应考虑家具的活动 B、厨房功能分析： C、厨房常用人体尺寸 D、厨房家具的布置 1、厨房中的家具主要有三大部分：带冰箱的操作台带水池的洗涤台带炉灶的烹调台 2、主要的布局形式见图 E、厨房操作台的长度 5、卫生间 A、卫生间处理要点：

人机工程学在车身设计中的应用.doc

第四章人机工程学在车身设计中的应用 §4-1 概述 人机工程学是近40年来发展的一门新兴学科，在车身设计中得到了大量的应用。 一、人机工程的概念 研究对象：人—机—环境系统的整体状态和过程。 任务：使机器的设计和环境条件的设计适应于人，以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适，充分发挥人、机效能，使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。 研究范围： ①人的生理、心理特征和能力极限——能承受的极限； ②人机功能的合理分配——充分发挥各自特长； ③人机相互作用及人机界面设计； 相互作用——利用信息显示器和控制器实现人—机间信息交换的过程； 人机界面——使显示器与人的感觉器官的特性相匹配，使控制器与人的效应器官相匹配，以保证人、机之间的信息交换迅速、准确。 ④研究环境及其改善——温度、湿度、照明、噪声、振动、尘埃、有害气体等对人的作业活动和健康的影响。以及控制、改善不良环境的措施和手段； ⑤研究作业及其改善——人从事体力和脑力作业时生理、心理变化，由此确定作业时的合理负荷及耗能量、合理的作业和休息制度、合理的操作方法→↓疲劳，保障健康，↑作业效率； ⑥研究人的可靠性与安全——工程系统日益复杂和精密，操作人员面对大量的显示器、控制器，容易出现人为差错而导致事故发生。→研究人的可靠性及影响因素，寻求减少人为差错，防止事故发生的途径和方法。

二、人机工程学与车身设计的关系 1、人机工程学的研究目的——要解决的问题 ①如何减少汽车的各种物理性能对人生理、心理所产生的影响； ②如何减少驾驶操作的失误而造成的事故。 2、在汽车工程中的应用 ——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。 3、车身内部各种物理量的变化和人体的承受范围 人对车内各种物理量变化的感受具有一定的限度。 车内各种物理量的变化超过允许条件→感到疲劳、头晕、恶心、呕吐等生理上的病态变化和心理上的烦燥不安。 措施：·采用各种灯光、音响报警装置→及时提醒注意； ·应用空调设备→调节车室气候；

电力系统控制中心的人机工程设计参考文本

电力系统控制中心的人机工程设计参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

电力系统控制中心的人机工程设计参考 文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 〔摘要〕阐明了电力系统控制中心人机工程设计的必 要性，并简要介绍了我国第一个电力行业人机工程设计系 列标准的产生、审查情况及其主要内容。 〔关键词〕电力行业人机工程设计标准控制中心 1 控制中心人机工程设计的必要性 电力系统的控制中心(在电网称调度中心，它包括控制 室及与其配套的功能室和相关设施)是监测并控制发电、输 电、配电运行的所在地，是电力系统运行的枢纽。控制中 心的设计包括技术和人机工程两个方面。如何运用人机工 程原则，使控制中心的机(包括硬件和软件)和环境(物理环 境、化学环境以及社会人际环境)适合人的生理、心理特点

以及人的能力及其限度，从而使其技术充分发挥作用，实现控制中心人、机、环境协调和整体优化，保证系统运行安全、高效，是个十分重要的问题。我国电力部门十分重视控制中心的设计，重视采用先进技术，有的直接从国外引进先进设备。但因人种和所处地区不同，在身材、工作环境等方面有所差异，从人机工程角度看，有些地方整体并不协调，必须采取相应的改进措施，才能适合于国内使用。至于我国自己设计的控制中心，虽然也考虑了人的因素，但不够全面，除了对人的心理因素考虑较少外，主要是缺乏系统化、规范化的人机工程设计。因而在运行时往往也呈现出许多弱点，这早已引起业内人士的关注。80年代末，90年代初，就有人对我国4座电厂(分别反映我国60年代末，70年代末和国外80年代末水平)中各种类型的控制室作人机工程学调研，结果表明：在控制室的布局，控制室内显示系统布局对人的视野的适应性，控制装置的

人机工程学在机械设计中的作用

人机工程学是研究人的特性及工作条件与机器相匹配的科学。它把人和机器视为一个有机结合的系统，指出机器应该具有什么样的条件才能使人付出适宜的代价后可获得整个系统的最佳效益。人机工程学不仅涉及到工程技术理论，还涉及到人体解剖学、生理学、心理学以及劳动卫生学等。认真研究这门科学，可以创造出最佳设计和最适宜的条件，使人机实现高度协调统一，形成高效、经济、安全的有机系统。 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特性的适当配合。在人机系统中，人是系统的主体，机器是人创造出来的，机器当然应该适应人的特点。如操作空间应与人体外形测量尺寸相适应；操作机构应与人的形体和最佳用力范围相适应，指示仪表及信号应适合人的视觉、听觉和触觉的常规要求等。 操纵机构是人将信息传给机器的工具。因为人输出信息的部位（口、手、足等）不同和操作要求不同，所以操作机构的种类也很多。在设计时要考虑机器的动作方向、阻力、速度和安全等因素。如果操纵机构的运动方向与被控制对象的运动方向及仪表显示方向保持一致，操作就会准确及时；也可简化培训过程，改善调节的速度和精度，并减少事故。 操纵机构存在摩擦、弹性、粘性和惯性等阻力是必要的，这可以产生“操纵直接感觉”，使操作连贯，减少振动和过载造成的干扰，保证操作控制的准确性。 控制动作分为行程调节和微量调节。行程调节可使控制器迅速接近所需位置。微量调节则使控制器准确地置于所需位置。设计时应使操纵机构与仪表显示的位移有合适的比率。 在仪表指示设计中，视觉显示装置最多。人的正常视距为46cm～71cm，视角为39°～41°。仪表应设置在操作者正面视野内，最佳视距为50cm～55cm;重要仪表不得超出40°视角的范围，常用仪表必须在3 0°视角内。仪表高度最好与眼睛相平，上下视线在10°～45°范围内。指针刻度间距摆角不得小于10°，指针的宽度为1.0mm～2.5mm，并应贴近刻度盘表面，以减少误差。当有多个仪表并列时，其正常位置变化所对应的指针方向应该相同，闪光信号不要太多，闪光频率以0.67Hz~1.67Hz为宜。

人机工程学产品设计调研报告

人机工程学产品设计调研报告 ——芬兰青少年家具设计调研 班级：08陶设一班姓名：谢朕学号：200810111107 设计师——为了因应极简空间的效率应用，二十一世纪的设计师用尽心思，不断地将设计的线条简化，运用更多的巧思将物品的功能幻化于无形，而整合出集造型，色彩与功能于一身的新世纪生活设计。 主要材料——现代家具钟爱木材。 森林与植物是大地之母，为地球上的生物带来生生不息的活力。长时间生长而成的树木，带有特殊的芬芳，加上自然质朴的美感，能把健康及舒适带进居家，让生活回归自然本质。 设计特点——时尚，简约，安全 青少年家具设计充满个性化想象力。有些设计师甚至把NBA、街舞等时尚元素注入到产品中。设计除了注重颜色的搭配与和协外，尤其注重环保与安全。青少年活泼好动，尽量避免使用玻璃制品等易碎材料，宜选择边角处略有小圆弧的以避免尖楞利角碰伤孩子。结构一定严谨牢固，旋转稳固，杜绝晃动或倾倒现象发生。

青少年（12--18岁）需要较大的空间发挥他们天马行空的奇思妙想，让他们探索周围的小小世界。几乎按照成人尺寸设计的家具，伸手可及的搁物架和茶几能给他们控制一切的感觉，满足他们即将成为成人的欲望。他们还钟情于可以充分施展爱好，以及有用来学习的地方，最好还可以用来接待同学以及和同学一起学习玩耍。 色彩选用——鲜艳，生动，活泼 色彩宜明快、亮丽、鲜明，以偏浅色调为佳，尽量不取深色。如果分色，如淡粉 配白、淡蓝配白、榉木配浅棕等等，则更显活泼多彩。

青少年家具设计方向——线条简约，时尚；以木材为基础，主要运用真皮或柔软度与之相近的材料；以一种或多种相似元素组合家具，使青少年具有主动性，灵感来源于拼插玩具；色彩可搭配成系列。

机械设计与人机工程学

机械设计与人机工程学 摘要：论述了人机工程学对于机械产品设计的重要性，指出人机结合及人机功能分配的主要研究内容，对人体感觉功能与设计关系的协调提出了具体建议。 关键词：人机系统；环境条件；人机工程 人机工程学是研究人的特性及工作条件与机器相匹配的科学。它把人和机器视为一个有机结合的系统，指出机器应该具有什么样的条件才能使人付出适宜的代价后可获得整个系统的最佳效益。人机工程学不仅涉及到工程技术理论，还涉及到人体解剖学、生理学、心理学以及劳动卫生学等。认真研究这门科学，可以创造出最佳设计和最适宜的条件，使人机实现高度协调统一，形成高效、经济、安全的有机系统。 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特性的适当配合。在人机系统中，人是系统的主体，机器是人创造出来的，机器当然应该适应人的特点。如操作空间应与人体外形测量尺寸相适应；操作机构应与人的形体和最佳用力范围相适应，指示仪表及信号应适合人的视觉、听觉和触觉的常规要求等。 操纵机构是人将信息传给机器的工具。因为人输出信息的部位（口、手、足等）不同和操作要求不同，所以操作机构的种类也很多。

在设计时要考虑机器的动作方向、阻力、速度和安全等因素。如果操纵机构的运动方向与被控制对象的运动方向及仪表显示方向保持一致，操作就会准确及时；也可简化培训过程，改善调节的速度和精度，并减少事故。操纵机构存在摩擦、弹性、粘性和惯性等阻力是必要的，这可以产生“操纵直接感觉”，使操作连贯，减少振动和过载造成的干扰，保证操作控制的准确性。 控制动作分为行程调节和微量调节。行程调节可使控制器迅速接近所需位置。微量调节则使控制器准确地置于所需位置。设计时应使操纵机构与仪表显示的位移有合适的比率。 在仪表指示设计中，视觉显示装置最多。人的正常视距为46cm～71cm，视角为39°～41°。仪表应设置在操作者正面视野内，最佳视距为50cm～55cm;重要仪表不得超出40°视角的范围，常用仪表必须在30°视角内。仪表高度最好与眼睛相平，上下视线在10°～45°范围内。指针刻度间距摆角不得小于10°，指针的宽度为1.0mm～2.5mm，并应贴近刻度盘表面，以减少误差。当有多个仪表并列时，其正常位置变化所对应的指针方向应该相同，闪光信号不要太多，闪光频率以0.67Hz~1.67Hz为宜。 由于作为人机系统主体的人有易出错误的特性，除通过训练提高其可靠性外，在操作机构和指示仪表设计中还需采取安全措施，以防偶然错失而造成严重后果。预防方法很多，常用的有顺序自锁、锁定、阻尼、槽卡、定向、定位等物理方法。 综上所述，以装运设备为例，当总体设计时就应考虑以下几点：

人机工程学课程设计报告

人机工程学课程设计 设计课题多媒体教室人机学评析与改进 学校院系云南农业大学工程技术学院 所属专业 组员及学号 指导教师 设计时间 摘要

人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；人和机器及环境的相互作用；工作中、家庭生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的。它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究手段和方法，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。本次课程设计针对我校多媒体教室的一些不足提出了一些修改意见，先通过对教室及其中摆设的尺寸的整体测量，考虑到人体尺寸百分位数，我国成年人人体主要尺寸，作业面设计时的尺寸和人与光环境等，找到存在的人机学问题。把学生、教室、教室环境看做一个系统的三大要素，对照相关标准设计数据使系统三要素形成最佳组合的优化系统，让学生在教室上课时感到更加的舒适和人性化，提高听课率。 【关键词】：人机工程；多媒体教室；人体尺寸；照明度；教学设备

目录 一．引言 (3) 1.1背景 (3) 1.2意义 (5) 1.3研究内容 (6) 1.4方法 (6) 二．多媒体教室的现状 (7) 三．评析 (8) 3.1采光的评析与改进 (8) 3.2多媒体的评析与改进 (9) 3.3教室整体布局的评析与改进 (13) 四. 总结 (16) 五. 心得 (16) 六. 参考文献 (18)

一、引言 1.背景 了解和把握教学的物理环境，可以使人与客观环境获得最佳的匹配，使教学媒体更充分地发挥其功能，从而取得预期的、良好的教学效果。 （1）多媒体教室 教室是开展多媒体教学活动的主要场所。多媒体教室的建设、应根据师生开展多媒体教学活动的需要。从多媒体教室所处的位置、形状、大小、教室内座位的编排、各种教学媒体的安置等方面进行综合考虑： 1)多媒体教室一般应选择在噪声较小的地方，尽可能离普通教室较远的位置，如选择教学大楼的顶层或同层中靠近楼体边缘的位置，以减少与外界的相互干扰、影响。当然，若对多媒体教室的隔音效果要求不高的话，在选择位置时就可灵活些。 2)多媒体教室形状以矩形为佳，长宽比采用为4：3或5：3较好。室内要有足够的空间高度(3米以上)，室内各角落尽可能采用圆弧形，墙壁采用吸音材料以提高音质。 3)教室大小要从多媒体教学的规模大小、使用功能、教学效果等多角度进行综合考虑。 4)多媒体教室地面宜采用阶梯状，地面倾角在10℃～15℃之间。 5)座位编排要科学，否则会影响学生的观看效果。前排座位离屏幕不能太近，一般应在3米以上，以减少屏幕雪花干扰，后排座位离屏幕不能太远，一般应控制在屏幕对角线长的6倍距离范围内，以提高屏幕画面的清晰度。 （2）照明 教学活动要具备必要的照明，通常情况下。教室需有300～500勒克司的照度。多媒体教学中，由于考虑到投影屏幕中画面的亮度、清晰度，教室门窗都要求遮光处理，降低室内光强以提高屏幕画面的对比度。这显然与正常教学要求必要的光照相矛盾，这也是导致目前多媒体教学中学生注意力不集中、教学效果不佳的重要因素。多媒体教室宜采用人工光源分别对教师讲台区域、学生区域布光，教师控制台上应安装灯光控制器，以便根据多媒体教学的要求对光照作相应的控制。需要指出的是，学生长期处于光线较暗的环境中，会带来视觉系统的疲劳，

中国巴哈大赛赛车动力匹配设计

中国巴哈大赛动力匹配设计 摘要：此次毕业设计是要对赛车进行动力匹配设计及优化，并指出了研究的目的和意义。首先在详细了解2017年中国汽车工程学会巴哈大赛规则后，确定了赛车发动机的选型原则。其次通过讨论，确定了巴哈赛车发动机的主要参数，进而完成了后期的计算，并运用caita三维制图软件结合参数进行3D图的绘制。最后在老师的指导下，协同小组成员制作一辆巴哈赛车。 关键词：巴哈，设计及优化，选型，主要参数，赛车制作

Chassis design of Baja SAE China racing car Abstract：The graduation design is to design and optimize the dynamic matching of the car, and pointed out the purpose and significance of the study. First in a detailed understanding of the 2017 China Automotive Engineering Society Baja rules, to determine the principle of selection of the car engine. Secondly, through the discussion, the main parameters of the Baja Racing engine are determined, and the later calculation is completed. The 3D drawing of the graph is carried out by using caita three-dimensional drawing software. Finally, under the guidance of the teacher, the collaboration team members to produce a Baha car. Keywords：Baja; Chassis design and optimization; Selection；Main parameter; Racing production

机械设计与人机工程学

编号：SM-ZD-29482 机械设计与人机工程学Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改

机械设计与人机工程学 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查 和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目 标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 摘要：论述了人机工程学对于机械产品设计的重要性，指出人机结合及人机功能分配的主要研究内容，对人体感觉功能与设计关系的协调提出了具体建议。 关键词：人机系统；环境条件；人机工程 人机工程学是研究人的特性及工作条件与机器相匹配的科学。它把人和机器视为一个有机结合的系统，指出机器应该具有什么样的条件才能使人付出适宜的代价后可获得整个系统的最佳效益。人机工程学不仅涉及到工程技术理论，还涉及到人体解剖学、生理学、心理学以及劳动卫生学等。认真研究这门科学，可以创造出最佳设计和最适宜的条件，使人机实现高度协调统一，形成高效、经济、安全的有机系统。 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特性的适当配合。在人机系统中，人是系统的主体，机器是人创造出来的，机器