非线性规划方法在人机工程实验数据处理中的应用

人机工程学实验数据的处理是一个很复杂的环节 .由于涉及到工程心理学、机械设计等多个学科领域的知识 ,使得实验数据处理起来十分困难 .本文提出采用基于非线性规划方法的数据处理方案求解模糊评判方程 ,详细讨论使用此方法的步骤     

Operator work-related musculoskeletal disorders during forwarding operations in South Africa: an ergonomic assessment

Forest machine operators are still experiencing work-related musculoskeletal disorders (WMSDs) despite extensive mechanisation and modernisation of harvesting systems. However, paucity of local ergonomics research and technology transfer problems may affect the use of mechanised systems in South Africa. Consequently, this study was a field-based ergonomic assessment of local forwarding operations. PG Bison's North East Cape Forests (NECF) Eastern Cape operations and Komatiland Forests (KLF) Mpumalanga operations were studied. The main aim of the study was to carry out an ergonomic assessment on local forwarder operator tasks, using Tigercat 1055 forwarders. The study specifically assessed WMSD prevalence and risk factors, investigated the frequency of awkward head postures and evaluated work organisation. A modified Nordic musculoskeletal questionnaire was used to survey WMSD prevalence and work organisation factors. Operators reported hourly, localised work-related musculoskeletal discomfort experienced during the shift. A video camera mounted in the cab was used to capture footage of awkward head postures. The video footage was also used for the WMSD risk assessment using the Health and Safety Executive (HSG60) upper limb disorder assessment worksheets. Operators reported having experienced WMSDs during the last 12 months mainly in the lower back, neck, shoulders and upper back. The studied operators reported lower repetition strain symptoms and higher lower-back disorders than in previous studies. Twenty-three percent of the awkward head postures adopted were extreme. The study results support the assertion that causal pathways of WMSDs are complex and multifactorial. Repetition, awkward head posture, duration of exposure, vibration, psychological factors and individual differences were identified as the main WMSD risk factors.     

基于骨骼关节识别的拖拉机驾驶室座椅舒适度评价

为优化拖拉机驾驶室座椅设计,减轻驾驶员作业负担,提高作业效率,解决我国拖拉机在驾驶室座椅舒适性方面技术基础研究不足的问题,提出一种基于骨骼关节识别的拖拉机驾驶室座椅舒适度评价方法。首先,在对拖拉机座椅舒适性影响因素分析的基础上选取人体坐姿关节角为研究因素,在配备不同座椅的两种拖拉机上利用消费级深度相机Kinect v2进行8组驾驶动作捕捉试验,获得了在不同驾驶动作下精确度为0.01°的关节角信息;然后,将关节角数据导入人体建模仿真分析软件Jack中得到人体模型,根据不同的驾驶动作进行了关节力矩仿真及下背部受力仿真,分析得到人体舒适度结果;最后,基于层次分析法构建了拖拉机座椅舒适度评价指标层次结构模型,确定各指标权重并进行一致性检验,对涉及的所有指标的原始数据进行处理并计算得到座椅舒适度的综合评价结果。仿真结果表明,相比于普通座椅的拖拉机,在配备基于人机工程学座椅的拖拉机上作业时,人体模型动作完成能力增加10个百分点且无关节不适的情况,其腰部关节处的压力在驾驶姿势下可以有效减少80N,在扭转姿势下可以有效减少370N,并且腰部所受的侧向剪力也有所减小,证明了人体模型在此拖拉机座椅上的舒适度更高。通过分析座椅舒适度评价矩阵,可以得到根据人机工程学设计的座椅舒适度优于普通座椅。依据骨骼关节识别方法的评价结果与根据层次分析法分析的结果一致,证明了基于骨骼关节识别的拖拉机驾驶室座椅舒适度评价方法的可行性与有效性。该评价方法可为拖拉机驾驶室座椅人机工程学研究及准确高效地优化拖拉机座椅设计提供参考依据与指导对策。     

工业设计在改进产品外观中的应用

本文着重论述了应用工业设计的基本理论，进行ＦＭ６００Ｂ型复膜机的外观改进设计．     

人类功效学及在收纳类家具设计中的应用

介绍了人类功效学在国外和国内的发展过程,阐述了它在家具设计特别是在收纳类家具产品设计中的作用,充分体现了“以人为本”的家具设计思想。西北林学院学报21卷第3期柴文刚等人类功效学及在收纳类家具设计中的应用     

农业装备驾驶室虚拟人机工程学设计与评价

以拖拉机和联合收割机等典型农业装备驾驶室为研究对象,建立了基于元件类型、元件、元件特征参数的“顶层、中间层、底层”三层驾驶室人机界面评价指标体系;利用OpenGL参数化模型设计方法和虚拟现实交互技术,研究了驾驶室分层次模糊综合评判的客观评价方法与基于虚拟漫游交互的主观评价方法;基于VS.NET 开发系统和Multigen Vega Prime仿真平台,开发了农业装备驾驶室虚拟人机工程学设计与评价系统。对某国产拖拉机的应用结果表明,基于所开发系统的客观评价和虚拟试验评价结果基本一致,可作为一种设计和评价农业装备驾驶室的重要手段。     

基于Pro/E Manikin的拖拉机驾驶室人机工程评价方法

人机工程学设计是拖拉机驾驶室设计中非常重要的部分.该文以确定的H点为参考,运用人机工程学设计原则,对拖拉机驾驶室的驾驶员座椅和各操纵装置进行了布局和设计,并建立了驾驶室的 Pro/E 三维模型,运用Pro/E Manikin模块对驾驶员的坐姿舒适性、驾驶员视野性能、驾驶员的操作空间3个方面进行仿真和评价.结果表明,原设计方案中无法同时满足对各操纵装置的舒适性.对驾驶室优化布局和设计,首先,H点位置在X方向的坐标位置为550和581 mm时,分别调用第5百分位和第95百分位的中国男性人体模型进行分析,各操纵装置在操纵舒适性的RULA分析分数为1时,方向盘、变速杆、侧控台和前控台距踵点水平距离范围分别为290~352、366~437、375~420和128~213 mm.其次,通过Pro/E Manikin中到达包络的阴影区域检查操作空间是否符合要求.最后,在进行驾驶室设计过程中,将消音器和空气滤清器的位置设计在前立柱对驾驶员形成的盲区范围内,将水平面前方2个不可避免的盲区(12.81°和14.36°)叠加,最大程度的减小了驾驶员的盲区.优化设计后的驾驶舒适性、视野性能及易操作性在一定程度上都得到了改善.该方法为拖拉机驾驶室人机工程学设计提供了一定的参考.     

基于人机工程学的工业产品虚拟设计研究

从人机工程学与产品设计的关系出发,研究了基于虚拟设计的产品设计方法与实现形式,并利用人机交互方式对产品设计模型进行了验证,同时利用网络虚拟现实技术对产品设计进行用户之间的交互设计与分析,从而达到了从产品人机工程学虚拟设计到产品制造的闭环过程,此方法降低了产品设计成本,提高了产品设计质量．     

拖拉机用户界面人机分析及JACK仿真优化研究

针对目前农机用户界面信息获取性差、界面布置不合理、界面设计不符合人机工程学、界面交互容易引起驾驶员操作疲劳,以及不合理的界面设计与布置会增加驾驶员认知偏差与操作错误等现象,应用Rhino软件建立拖拉机动力模型,JACK软件中建立数字虚拟驾驶员,将Rhino模型导入JACK人机工程软件,进行仿真试验。通过研究驾驶员对农机用户界面的可视域、可达域及舒适性等进行模拟分析,得出传统界面布置与存在的人机交互问题,优化设计目标、验证设计的可靠性。结果表明:JACK软件的结合设计有利于提高驾驶员的操作准确性、舒适性和安全性,减少不必要的实验费用,可为农机用户应用界面更加人性化、合理化提供参考。     

活体珍珠梅挥发物释放的季节性及其对人体脑波影响的初探

采用改进的便携式循环收集装置，直接捕集无损伤天然活体绿化植物珍珠梅的挥发成分，进行热脱附—气相色谱／质谱联用(TCT—GC/MS)分析，鉴定出不同季节的挥发成分差异，并结合相关的人体脑波测试实验总体结果及挥发成分中的刺激性、毒害性物质评价，指出珍珠梅对于林业人类工效学中绿色嗅觉环境建设的慎用问题。