人機工程學論文匯總十篇
時間：2023-01-07 08:58:45
序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇人機工程學論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。
篇（1）
19世紀80年代，英國工藝美術運動領導者威廉?莫里斯提出“設計來源于人民，服務于人民”，明確指出設計是為大眾服務的，設計的基礎是服務于人。教師在教學過程中通過滲透人機工程學進行教學，能夠讓學生認識到設計的根本目的。
1.認識人機工程學
人機工程學研究人體各部分結構尺寸、人體機能特征參數，分析人的視覺、聽覺等感官機能等內容，將這些內容融入公共空間設計，能夠提升空間的實用性，使空間更好地服務于使用者。但是學生對于人機工程學相關知識了解較少，教師在課程初期通過課堂講授法為學生傳授相關理論知識是有必要的。教師將人機工程學相關理論知識在授課過程中對學生進行滲透，使學生初步認識人機工程學與設計的關系，在思想上轉變學生對于設計是“針對造型和顏色進行”的理解，讓學生認識到設計的目的在于功能。教師在課堂中講解人機工程學的相關理論，讓學生在公共空間設計中能夠運用人機工程學的相關理論，從而培養學生的人本設計理念，使其設計不再盲目追求形式。
2.培養學生自主學習
現階段普通高等院校的設計專業學生大多在入學前只有一些美術功底，并不具備設計基礎，面對設計因為知識匱乏而不知如何下手，在這種情況下，教師成為引導學生的主要力量。為了培養學生自主學習、自主觀察的學習習慣，在教學過程中，傳授知識點已經不再成為課堂教學的主要目的，教師應引導學生自主學習，讓學生學會自學成為一個主要的教學目的。教師要將學生分組，讓學生對所在城市的某些空間進行實地調研，走出教室、走進社會，通過自己的觀察分析豐富自身的知識結構，完成學習任務。在這個階段，教師需要為學生布置好調研的主要任務，讓學生通過測量、拍照、記錄數據，接觸設計、感受設計，使其能夠通過觀察認識到設計應服務于人，優秀的設計應以功能為主要目的。這樣既提高了學生自主學習的能力，又培養了學生的觀察和總結的學習習慣。
三、交流使學生構建設計思維
環境藝術設計專業學習是系統的、循序漸進的過程，學校制訂培養方案，教師通過教學環節讓學生接觸設計案例進行學習。公共空間設計教學中的實踐調研環節，讓學生通過調研活動對公共空間形成初步認識。學生在學習過程中構建合理的設計思維有利于設計方案的形成。教師在學生構建思維的過程中起到了舉足輕重的作用，將學生在實踐調研中統計的數據和收集的設計資料進行匯總，并運用演示法將其展示給學生，學生小組間通過討論交流數據。教師在這個過程中對學生進行思維引導，把握好學生發散思維的方向，將學生討論的結果匯總后進行講解分析，幫助學生構建公共空間設計思維。
篇（2）
人機工程學是指應用人體測量學、勞動心理學等學科的研究方法［1］，起源于歐洲，形成和發展于美國，20世紀50年代開始迅速發展的一門新興邊緣科學。它從人的生理和心里特性出發，研究人、機、環境的相互關系和相互作用的規律，該學科在其自身的發展過程中，逐步打破了各學科之間的界限，以優化人－機－環境的一門科學［2］。國外對垃圾桶設計研究較早，一些發達國家如德國、美國、荷蘭等，其垃圾桶的設計大多考慮人機關系［3］，國內的垃圾桶設計與國外相比還存在差距，且對垃圾桶的設計很少考慮人機關系。該設計從垃圾桶的結構和功能出發，主要從垃圾桶外觀、結構尺寸、自動打包收緊功能、自動推袋功能等方面進行垃圾桶的設計，力求使用的避免用手接觸垃圾，有效防止細菌通過手傳播，保持室內空氣清新。并且垃圾桶的高度及其他尺寸符合人機工程學原理，色彩能與周圍環境相和諧，成為環境的重要組成部分。其總體設計原理如圖1所示。
2環保垃圾桶的創新設計
2．1垃圾桶的外形設計(1)外形尺寸設計要使垃圾桶與人之間達到最優化配合，使人不需大幅度改變自己的姿勢就可順利地將垃圾放到垃圾桶里。經研究與垃圾桶有關的人體尺寸有:立姿時的肘高、立姿時手的功能高度、立姿時雙手功能上舉高，手的長、寬等，見表1［4］。據人機工程數據圖2、3，當人投垃圾時，保持身體正直，手腕處于順直操作，腰部和腕關節處于相對放松的狀態。當身體彎曲和腕關節處于一系列別扭狀態時，會產生腰部及腕部酸痛、手的力量減小等，如長時間保持這個狀態會引起一些腰部及腕部的綜合癥。根據對多款垃圾桶的調查及垃圾桶的尺寸人機分析表1，一般的家用便捷垃圾桶的高度應為400～550mm。考慮到自動打包套袋垃圾桶的功能實現機構主要安裝在垃圾桶底部，將會占用一部分空間，占用的高度定位為100mm。所以垃圾桶的高度應取大一些，將垃圾桶的高度定位為500mm。垃圾桶的桶口直徑不應過大，在實際生活中一般生活垃圾偏多，考慮到飲料瓶的投放，垃圾桶投入口的桶口直徑應大于垃圾的投放尺寸，垃圾中廢棄飲料瓶的高度一般小于300mm，考慮到自動打包套袋垃圾桶要實現自動打包，在垃圾桶投入口處將會有鋼圈等打包機構，將會占用一小部分空間，所以垃圾桶的桶口直徑也應取大一些，所以將垃圾桶垃圾投入口的直徑定位為350mm。(2)外觀設計垃圾桶桶身設計要求外觀美觀大方，有一定藝術性和觀賞性，適合現代綠色環保的理念。在三維設計時，選用主流CAD軟件Pro/E5.0，其三維外形圖如圖4所示。圖4(a)垃圾桶的桶身正面設計有一個米老鼠圖案。在米老鼠頭像的下面，設計為一個內部齒輪傳動的保護罩，而上部分就是用來裝垃圾的。圖4(b)桶身背面設計的圖案是一動漫《喜羊羊與灰太狼》中灰太狼一家，卡通形象深受小朋友甚至是80，90后的喜愛，給人以溫馨幸福的感覺，整個桶身的設計看起來比較新穎，頗有中西結合的感覺。滿足現代年輕人的審美需求和有小孩家庭的氛圍營造。垃圾桶的桶蓋設計為帽子形狀，易清潔，很有觀賞性，桶蓋上有個透視孔，可清楚地看到垃圾是否裝滿;蓋上延伸部分，專門為開蓋設計，另外，桶蓋上有綠色環保標志，適合現代綠色環保理念。桶身的背面有兩個踏板，左邊是踏板一，主要控制打包機構，右邊是踏板二，主要控制推袋機構。踏板的顏色與灰太狼一家的皮膚的顏色相近，顏色協調。
2．2垃圾桶的功能實現(1)打包收緊機構設計如圖5所示，該傳動機構由踏板一、連桿、棘輪、錐齒輪，直齒輪等部分組成，當打包踩踏踏板一時，人踩踏踏板的力量通過連桿變為動能，帶動棘輪向左運動，從而帶動與之相連的錐齒輪向內轉動，進而帶動后面的直齒輪作對應的方向的轉動，最終將運動傳遞至垃圾桶上部的鋼圈收緊部分，其主要零件如圖6所示。(2)收緊扎口機構設計運動由上述踏板一傳遞至垃圾桶上部的鋼圈收緊部分后，通過轉動將鋼圈慢慢收緊，最終收緊好的垃圾口部被擠壓到V型卡槽中，對壓縮好的垃圾進行扎扣處理，如圖7所示。3)推袋機構的設計推袋機構如圖8，通過踩踏踏板二，運動由踏板經過各個連桿機構傳遞至推板上，推板與連桿連接處為間隙配合，由銷釘連接，在推出垃圾袋時不會翹起，整個過程保持版面豎直，垃圾也在水平方向被推出，效果圖如圖9。
篇（3）
各地成人高等教育機構每年都有為數不少的學生通過成人高考并被錄取，但因為工作忙沒時間、對制度認識不清楚、經濟不寬裕、不想讀了等各種原因而不能按時報到，有的是放棄了入學、有的是逾期后又申請入學等，使得學籍注冊難以管理。
2.學籍異動不規范
成人高等教育學生與普通全日制學生相比，轉學轉專業、退學等學籍異動情況發生更為頻繁，且學生由于遠在異地、不了解制度要求等原因甚至不履行辦理學籍異動手續，這給教學工作和學籍管理造成很大不便。
3.無故缺課、缺考
成人學生邊工作邊學習，不能全身心投入工作，經常發生學生不來上課、不參加考試、電話聯系不上等情況，以后又要求補考，不想留級，這就使得管理工作無法規范化運行。
4.考前拼，考后混
成人高等教育的學生年齡分布差異大，有的年齡在五十歲以上，只是為了評職稱或方便退休安排等原因，“混文聘”的心理在成人高等教育中時有存在，學生態度散漫，不尊重教師，不主動學習，甚至有打架鬧事者，這使得學籍管理工作變得復雜。
二、加強和完善成人高等教育學籍管理的具體對策
針對以上存在的主要問題，本文結合國家相關政策法規及工作實際，提出四點對策:
1.端正態度，明確責任
成人高等教育是我國教育的重要組成部分人，有著專業的管理機構、教師隊伍和廣大的生源，學校應嚴抓管理，樹德育人，從管理者、教師做起，建立一支以捍衛教育、服務學生為宗旨的專業隊伍，端正態度、明確職責;同時，應較強學生的思想政治教育，除了文化課，教師應將學習的重要性、尊師守紀等要求傳達給學生，動之以情曉之以理，使之消除“考前拼，考后混”的思想，為成人高等教育管理工作奠定基礎。
2.制定制度，嚴抓落實
隨著改革開放的不斷深入，學籍管理制度應順應社會的發展有所創新。因此，制定嚴格而又符合工作實際的管理制度，是做好學籍管理工作重要保障。學校應從學生入學報到、注冊學籍、學習管理、學籍異動到畢業管理各個環節制定出明確的制度要求，并編入學生手冊，使得每一位學生、教師和管理人員都能清楚明確學籍管理的具體程序和相關規定，自之日起嚴格執行，這樣才有利于學籍管理工作的規范化運行。
3.加大宣傳教育，做好咨詢輔導
學籍管理中的很多問題，多數是因為學生、教師或管理者對國家、學校的制度要求不了解而造成的，因此，做好有關政策的宣傳教育工作，為學生提供一個便捷的咨詢輔導平臺，如報考指南、專業選擇輔導、學籍異動咨詢等，這樣就會給后期的管理工作減少不必要的煩擾。
4.優化管理手段，基于WEB系統實現信息化、云服務
篇（4）
中圖分類號：TB47
文獻標識碼：A
文章編號：1004-4914（2013）07-013-03
引言
在工業設計研究中，出現了很多優秀的相關碩士論文，本文從工業設計論文的研究方向以及發表數量等，初步分析出2000—2012年間工業設計發展的趨勢與變化，從而了解每個工業設計發展階段的新趨勢，研究成果以及仍然存在的問題。
一、分析方法與步驟
在《中國知網之中國期刊全文數據庫》、《萬方之中國學術會議文獻數據庫》分別檢索論文以及會議文獻題目中包含“工業設計”關鍵詞的文獻，在《中國知網之中國期刊全文數據庫》以“工業設計”為關鍵詞檢索結果，截止到2012年7月19日，為557篇。
二、結果與分析
1.時間分布。考慮到要對現有工業設計趨勢進行研究分析，所以選擇了較近12年（2000年—2010年）的論文，通過使用“工業設計”為關鍵詞進行搜索發現，2000年沒有相關優秀碩士，從2001—2003年相關碩士優秀論文屬于發展起步階段，從2004—2012年每年都會很多優秀碩士，屬于迅速發展階段，相關優秀論文增至557篇，2009年（88篇）是相關數量最高峰點。
經過推斷可知，在2009年工業設計的論文達到歷史最高的原因在于我國本專科擴招是從1999年開始的，自1997年以后，隨著廣大群眾渴望子女接受高等教育愿望的增加，對擴大高等教育規模的呼聲也越來越高。同時，考慮到國家快速發展的需要，1999年我國高等教育開始大規模擴招，當年本專科生招生數與1998年相比增長了47.4%。本專科規模的迅速擴大給高校畢業生的就業帶來了更大的壓力，而研究生的擴招能夠對本科生的就業壓力起到一定的緩解作用，因此，碩士研究生的招生規模也不斷攀升，錄取比例和入學率都在大幅提高。
2.作者分布。在檢索到的工業設計方面的優秀碩士論文中，作者主要分布在以下幾個學校中，可見相關院校的工業設計發展程度。如表1所示。
小結：由于優秀工業設計碩士論文具有一定的刪選性，由表1可以看出工業設計發展較快的院校，并且通過涉及最多的關鍵詞可以看到每所院校所側重的工業設計發展方向或者是發展程度較深的方向。
3.關鍵詞分布。從2000年到2012年，以“工業設計”為關鍵詞搜索的期刊論文中，論文的關鍵詞主要集中在產品設計、CAID構思與表達、設計教育教學、IDFORCNC（先進制造設備工業設計）、設計管理、綠色設計等。由于搜索分布時采用了關鍵詞“工業設計”，所以這里忽略“工業設計”關鍵詞的數量。所有論文相對較多的關鍵詞如下：可持續發展設計（綠色）、中國傳統文化（符號學 語義學）、設計管理/用戶研究交互設計、CAID構思與表達、數據庫、設計教育、造型語言、工設工程（材料、工藝）、汽車設計、時尚設計、服務設計、品牌PI（產品形象識別）設計、人機工程、可用性、設計史、信息視覺化、故事版/情景設計、設計心理學、體驗/情感化設計、IDFORCNC。
其中有代表性的有如下幾篇：2010年，北京服裝學院屈新波在《現代新材料在產品設計中的應用研究》{1}一文中論述了現代新材料在產品設計中的應用，借助于“需求”將產品設計與材料聯系起來。2008年，山東大學張志強在《面向家用健身器材的人機工程理論分析與研究》{2}一文中論述了如何運用人機工程理論對健身器材進行分析，以及針對相關器材人機方面的具體研究。2006年，山東大學吳蘭萍在《面向產品設計自動化的人機工程研究與應用》{3}一文中論述了人機工程學的定義以及與工業設計之間的關系，闡述了人機工程學的原理以及產品設計的不同階段的具體內容，此外還重點分析了現有計算機輔助人機工程軟件，例如JACK、SAMMIE、SAFEWORK等。2004年，武漢理工大學劉紅在《簡論設計項目管理》{4}一文中論述了由于市場競爭的激烈化，用戶需求的多樣化，項目管理的組織及團隊建設的內容與項目管理的執行關鍵，以及設計項目的生命周期。2007年，西北工業大學韓娟在《CAID系統的用戶界面研究及應用》{5}一文中論述了以用戶為中心的設計方法，綜合認知心理學、人機工程學、計算機信息科學等對CAID用戶模型進行分析，將基于用戶模型構建的用戶界面原型引入到界面設計過程中。
4.影響力分布。在檢索到的期刊論文中被引用頻次最高的，排在前6位的論文，如表2所示。
通過引用頻次最多的文章中發現，關注最多的工業設計方向多為產品設計、交互界面方面。因為產品設計和交互設計的研究較早，所以時間早的被引用的幾率就很高。但也充分說明這些優秀論文有一定的借鑒價值。
三、工業設計研究趨勢
工業設計從2000—2012年這12年間，發展速度是迅猛的，這一點可以從優秀碩士論文的發表數量日趨增多看出來，并且也是在跟隨著社會每一步的發展而發生著變化，從簡單地僅僅研究工業設計的表面內容，即“產品設計”，變成研究工業設計更加細節化的方面，是一個從量變到質變的過程。現在工業設計優秀碩士論文中，研究方面數量最多的依次為產品設計、設計管理、設計教育、ID FOR CNC以及可持續發展設計。
李北在2006年中國科協年會的會議論文《未來工業設計的多元化發展趨勢》{12}中闡述，現在工業設計呈現多元化發展趨勢，并且可以看到，工業設計是一種戰略資源，是國家創新戰略體系中的重要組成部分。工業設計正在向著跨專業跨學科的綜合領域發展。此外通過計算機使用的普及，工業設計信息化也成為主流。
通過對2000—2012年優秀工業設計碩士論文逐年的分析發現，發表的時間與內容和2000—2012年工業設計發展的過程、發展的主題是一致的。通過對這些論文關鍵詞的統計分析，可以看到工業設計在每段時間里發展的內容、重點、趨勢，這與社會的需求具有著強烈的聯系。
每篇論文的關鍵詞是不變的，在以“工業設計”為關鍵詞搜索到的碩士論文中，通過對新的一年與以往相比較新出現的關鍵詞進行統計，洞察出工業設計每個階段的新趨勢。如表3所示工業設計研究方向從泛泛的大方向上的研究，比如“產品設計”、“可持續設計”等，發展成為細分的研究方向。研究表明，從抽象的工業設計，變為具體的產品設計，后來人們發現工業設計離不開與社會、人的聯系，所以研究方向漸漸與社會、人聯系起來，最終發展成多方向的、細分的研究方向。這與現有工業設計研究人員對工業設計發展方向的研究結果不謀而合。
2000—2012年有關產品設計、人機工程學以及設計管理等成為研究的主要趨勢。此外，還可以發現每年相比前幾年新增的研究方向即是工業設計發展中研究趨勢的新方向。例如可持續發展（Sustainable Development）是上世紀80年代提出的一個新概念。1987年世界環境與發展委員會在《我們共同的未來》{13}報告中第一次闡述了可持續發展的概念，得到了國際社會的廣泛共識。那么工業設計對此也進行了研究，在2002年第一次出現在相關優秀工業設計碩士論文中。例如2002年湖南大學龔克在《非物質與可持續的工業設計道路》{14}中闡述了有關可持續的工業設計道路的相關內容。
再例如，在現代信息化的大背景下，計算機信息庫在工業設計專業得到了廣泛的應用，2006年第一次出現有關數據庫研究的碩士論文。例如2006年東華大學孫明華發表的《設計藝術學專業建立設計材料數據庫的必要性研究》{15}。2009年山東大學郝松發表了《基于產品表象信息庫的工業設計構型方法研究》{16}。
同時也發現，由于優秀碩士論文是要在社會需求的大背景下提出，受發表時間和評審的限制，雖然相對滯后，但是也能夠體現出近十年間的工業設計的大體研究趨勢、新的研究方向。工業設計研究趨勢的發展變化受社會發展因素（技術、環境、國情、學科交融等）的影響較大。
四、結束語
2000—2012年，我國優秀工業設計數量以及發表的內容質量都有著質的飛躍，這也說明我國工業設計方面研究的水平日趨深入。但是從近幾年發現，已經存在研究過（下轉第16頁）（上接第14頁）熱的現象，主要表現在研究課題的重復性，例如人機工程學，此間不乏相關類似課題的出現。
從2000—2012年間優秀工業設計碩士論文中，可以看到工業設計事業發展迅速，方向由單一轉為多元化，并且呈現多學科融合趨勢。此外，研究趨勢受社會發展的因素（技術、環境、國情、學科交融等）影響較大，比如在信息化的大背景下，工業設計專業與計算機應用越來越密切，因此出現了CAID等相關研究。可以看到工業設計的研究趨勢在以后會圍繞產品設計、計算機輔助工業設計（CAID）、設計管理等熱門話題展開。隨著工業設計的深入研究，也會出現更多新的設計概念，而這些概念一定是可持續性地圍繞用戶的人機設計，相信在以后的研究中，會有更多優秀的碩士論文出現。
注釋：
{1}屈新波.現代新材料在產品設計中的應用研究[D].北京服裝學院，2010
{2}張志強.面向家用健身器材的人機工程理論分析與研究[D].山東大學，2008
{3}吳蘭萍.面向產品設計自動化的人機工程研究與應用[D].山東大學，2006
{4}劉紅.簡論設計項目管理[D].武漢理工大學，2004
{5}韓娟.CAID系統的用戶界面研究及應用[D].西北工業大學，2007
{6}吳瑜.人機交互設計界面問題研究[D].武漢理工大學，2004
{7}周睿.基于可用性的手機交互界面設計研究[D].南京理工大學，2006
{8}楊大年.中國民間兒童玩具再設計研究[D].江南大學，2004
{9}王巍.ICAID系統的實現機制研究[D].湖南大學，2004
{10}王軍鋒.計算機游戲界面設計方法研究[D].西北工業大學，2007
{11}熊湘暉.產品造型設計的外觀質量美學評價理論及研究[D].昆明理工大學，2005
{12}李北.未來工業設計的多元化發展趨勢[R].中國科協年會，2006
{13}我們共同的未來[R].世界環境與發展委員會.1987
{14}龔克.非物質與可持續的工業設計道路[D].湖南大學，2002
{15}孫明華.設計藝術學專業建立設計材料數據庫的必要性研究[D].東華大學，2006
篇（5）
中圖分類號：U46 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）21-0072-01
1 緒論
人機工程駕駛艙設計中的重要性：
科技的發展促使著各行各業都逐漸向自動化、智能化方向發展。在以前需要人為完成的工作在當今時代很大部分都能夠由計算機來自動完成，而且比人工完成的速度更快、精確度更好，這就使得人機之間的關系發生了轉變。在現今人工智能技術、自動化技術已經被人們熟練的應用機的操作中，但是不管技術如何先進，人依舊是操作的主體，在整個過程中依舊起著決定性的作用。因此，為了更好的將飛機的作用發揮出來，必須要對人的體力、心理、生理等對人們產生影響的因素做到充分的考慮，使飛機駕駛艙設計適合人的要求，構成以人為中心的統一的人-機-環境系統。
2 人機工程在駕駛艙設計中的應用
人機工程學是按照人的特性來設計和優化人-機-環境系統的科學。其主要目的是使人能安全、健康、舒適和有效地進行工作。
人機工程學與航空技術的結合，是人機工程學研究和應用的一個極其重要的方面。在航空技術（如飛機駕駛艙）的人機系統設計中，無論是人機分工、人機界面設計，引入人機工程學的原理和方法，并滲入到航空技術設計之中，進行分析、評價和設計，會進一步提高人機系統整體優化水平。
2.1 人機工程學發展概況
人機工程學作為一門科學，其建立和發展僅50余年。
第一次世界大戰至第二次世界大戰期間，由于軍事的需要，使用了飛機、潛艇等現代化設備，開始重視兵員的選拔和訓練，人機關系有所改善，主要是使人去適應已定型的機器裝備。
第二次世界大戰至20世紀60年代，由于新設計的武器裝備不符合人的生理心理特點，即使經過嚴格訓練的人也難以適應，并經常發生事故，從而促使人們把人機匹配的研究方向從過去的由人適應機器轉向使機器適合于人。1959年，國際人類工效學學會（IEA）正式成立，標志著人機工程學已發展成為一門成熟的學科。
20世紀70年代后，人機工程已滲透至各個行業，且在高新技術領域中予以應用。1975年，國際標準化組織（ISO）成立了人類工效學標準化技術委員會（TC 159），標志著人機工程學的應用進入了一個新階段。
人機工程學在我國起步較晚，20世紀70年代末才確立起來并獲得蓬勃發展，1989年，中國人類工效學學會（CES）成立，并于1992年被國際人類工效學學會（IEA）接納為正式成員，標志著我國的人機工程學已進入一個新的發展階段。
2.2 人機工程設計
人機工程在飛機駕駛艙設計中應用的目的是提高駕駛員操作效率、減輕駕駛員工作負荷，以確保系統的安全可靠。飛機駕駛艙設計對人機性能有兩方面的要求：1）客觀的人機工程學設計原則;2）對這些設計原則的正確履行，使之在設計中轉化為駕駛艙的布局、尺寸、形態等各項指標中合理的人機數據。
2.2.1 人機工程設計原則
人機工程設計中應遵循的原則是安全、高效、舒適，這三個要求是相輔相成的。
安全是人機界面設計的第一原則，評估人機界面的安全性主要從以下幾個方面來進行：是否對飛行員有直接的生理傷害;是否易于造成飛行員的錯誤;提供一個友好的顯示界面;飛行員要能夠迅速有效地控制各個系統。
駕駛艙人機界面的舒適程度不僅僅關乎于駕駛人員的感覺，同時能夠影響到他們的心理及生理。這對于駕駛人員能力的發揮有很大的影響，甚至間接的影響到飛行的安全問題，因此，對此我們必須加以重視。
在設計駕駛艙人機界面的過程中，設計人員通常首先考慮的都是高效原則，將設計的功能和性能作為首要問題進行考慮，而對安全以及舒適度放在了次位，或者沒有做到足夠重視。其實在整個設計的過程中，這三者之間是緊密相關、互相影響的。因此在設計時應該對三方面通盤考慮，突出重點。同時應該加大科研投入，設計出飛行員喜歡的人機界面。
2.2.2 人機工程在飛機駕駛艙設計中的應用
1）人體尺寸數據庫及人體建模。
隨著CAD、CATIA等計算機輔助繪圖軟件的飛速發展，在飛機駕駛艙設計中，越來越多的用到人體模型。人體模型的建立，需要廣泛搜集人體尺寸數據，并建立人體尺寸數據庫及相關標準。我國在2003年了飛行員專用標準《中國男性飛行員人體尺寸》GJB4856-2003。
利用飛行員的人體尺寸數據，可以在CATIA等軟件中構建人體模型，來優化駕駛艙設計，使整個人機系統中的人和機器合理匹配。
2）操縱臺、儀表板和座椅等設計。
駕駛員眼位確定后，在進行操縱臺、儀表板和座椅等設計時需考慮駕駛員視野要求、駕駛員對操縱器件的可達性要求等。
在駕駛員眼位確定的前提下，應根據駕駛員坐姿身體尺寸設計操縱臺、儀表板的位置及傾斜角度，將安全操作所需要進行觀察辨認的所有顯示器和控制器提供給駕駛員。使他們在需要觀察一個控制器或顯示器時不需要移去一個障礙物或重新調節座椅，滿足第5百分位到第95百分位的駕駛員可視性、可達性要求。
飛機座椅屬于工作用座椅，在座椅設計時，通過以往的飛機各元件人機工程設計原理和相關試驗，按照駕駛員坐姿身體尺寸設計座高、座寬、座深、座面傾角、靠背、靠背傾角、扶手高度和坐墊，滿足第5百分位到第95百分位的駕駛員可達性要求。
3）可達性、可視性評估驗證。
采用電子模型與實體模型相結合的方法，供飛行員體驗新飛機駕駛艙，對可視性和可達性進行評估驗證，提高設計效率和質量。
利用CATIA等軟件設計1：1的飛機駕駛艙模型，并用CATIA軟件中的人機工程模塊進行駕駛姿勢評價、視域分析和可達性仿真驗證，對駕駛艙的設計進行評估和完善，能夠有效的縮短研制的周期并降低研制成本，給飛行員建立一個舒適、安全的飛行環境。
3 未來人機工程在駕駛艙設計中應用展望
盡管目前我們已經將CITTA等軟件的人機工程設計與仿真驗證應用于設計駕駛艙的過程中，但是就現實情況而言還不能夠完全的滿足駕駛員體驗駕駛艙的要求，而且因為軟件中生成的人體模型沒有穿著衣物，這樣對衣物尺寸的設計會有很大的影響。虛擬座艙的適時出現能很好的解決這一問題。
虛擬座艙是虛擬現實技術在航空領域的重要應用。虛擬座艙有臨境性、交互性和想象力的特點，能使人進入一種封閉的虛擬環境，通過人機接口輸出3維視覺、聽覺和觸覺信息，多通道刺激人的感官，從而使人在頭腦中形成身臨現實環境的感覺;同時，又能接受人的手指動作、話音、頭眼指向等多通道控制信息，實現人機交互。
篇（6）
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）42-0094-02
一、概述
人機工程學是一門研究人、物及其使用環境之間相互作用的科學，它的目標是使物、環境更加易用、適用[1]。在人機工程學發展的過程中，主要致力于解決人在勞作過程中的安全性和舒適性問題，許多人機工程的改進都是建立在慘痛的事故教訓上，因此，人機工程學的研究和應用需要更為客觀、嚴謹的分析和評價，數據量化成為人機評價和設計中的重要依據和標準。因子分析法正是提供了這樣一種客觀的、量化的設計分析方法，是將主觀的設計評價、設計建議量化的重要工具。因子分析的主要目標是用少數因子來描述許多因素或指標之間的聯系[2]，通過量化比對和排序，能夠較為客觀地描述因子的權重及其相互關聯作用。此前，因子分析法被廣泛應用于消費者心理學、產品市場分析和產品設計研究領域等，為設計人員和決策者提供了由客觀數據描述的評判依據。將因子分析法應用于《人機工程學》的研究和實踐教學中，能夠提高學生對于產品人機設計因素的理解和認識，掌握客觀、量化的人機分析方法，培養科學、嚴謹的人機研究和設計素養。
二、因子分析法在《人機工程學》課程實踐教學中應用的現實意義
在目前國內工業設計專業的《人機工程學》教學中，基本以理論實踐相結合的方式展開，其中的實踐教學尤以驗證性實驗和設計性實踐為主。驗證性實驗大多需要借助專業的實驗儀器，通過特定的指標和數據測量，來驗證基礎理論。而設計性實踐往往需要學生理性分析產品、環境的人機設計因素，評價其優缺點，根據所學知識和經驗給出人機改良的建議。這兩類實踐各有特點，又互為補充（如表1），是人機工程學課程實踐教學的常用項目。
從以上的對比中不難發現，驗證性實踐重在數據量化，可進行量化對比，但只涉及基礎理論，而重在應用理論的設計性實踐則更多依靠學生對知識的綜合分析評判能力，很難做到量化對比。因此，在實際教學過程中，學生往往會感到理論與實踐脫節，發現很難將嚴謹量化的基礎理論的結論應用于實際項目的設計實踐中去。在此，引入因子分析法這一量化分析的工具，使得學生能更好地銜接理論知識和應用實踐，為產品的人機學分析和改良設計找到更加可靠、量化的評價依據。
三、因子分析法在實踐項目中的應用實例
因子分析法在實踐項目中的應用，主要目的是評測產品的人機設計因子并根據對比數據提出人機改良的設計方案。經過兩輪的教學實踐，積累了一些因子分析法在實踐教學中應用的較為成熟的案例，在此就“筷子”的人機工程學分析項目為例對應用方法、步驟、注意事項以及可供參考的項目等進行探討。
1.應用方法與步驟。應用因子分析法進行人機分析實踐教學項目的步驟大致可分為以下幾步：
a.分小組，確定人員。其中的人員包括組織實驗的人員和參與實驗的人員。其中組織實驗的人員需要在前期準備實驗材料，布置實驗環境，篩選參與實驗的人員，在實驗中對參與人員進行引導培訓，記錄實驗數據，以及之后對實驗數據進行分析處理和探討結論等工作。參與實驗的人員依據不同的項目而定，其性別、年齡等屬性要兼顧該產品使用人群的普遍特征。參與人員越多，實驗結論越準確，實驗規模越大。以筷子的人機工程學分析項目為例，組織實驗人員為3～4人，參與實驗的人員為2名男生、2名女生。
b.分析產品的人機設計因子，確定測試因子。一般產品的人機設計因子包括產品形態、材質、重量、表面材質、特定結構、作業范圍等，需要根據不同的產品進行具體分析。以筷子產品為例，影響用戶使用筷子的因素主要是筷子的截面形狀、整體長度、材質和重量等。作為實踐教學的項目，宜確定2～3個因子作為測試因子，在此確定為筷子的材質和整體長度作為分析因子展開實驗。
c.收集制作被測模型，制定測試流程。根據確定的測試因子，可參照常用的產品類型，收集制作被測產品的模型。根據控制變量的思想，除了測試因子外，其他設計因子應盡量保持相同。以筷子為例，為模擬用戶在實際使用筷子時的場景，確定了兩個長度、兩種材質共四種筷子（如圖1）進行測試，筷子的種類和截面形狀基本保持一致。
制定測試流程時，重點在于選擇合適的測試內容。測試內容的設定要接近產品實際的使用場景。以筷子為例，在使用過程中，用戶一般會夾取片狀、條狀以及球形的物品。
d.開展測試，記錄數據。測試數據一般以時間、數量等可以量化的指標為主，但在過程中需要注意記錄錯誤或者失誤的次數。以筷子的人機分析項目為例，實驗主要記錄固定時間內夾取的物品數量，若參與實驗人員將物品掉落就記為一次失誤。
e.分析實驗數據，得出結論。分析實驗數據主要采用對比分析的方法，可以繪制線形圖、柱狀圖等進行實驗數據的對比。下圖即為不同筷子長度對使用的影響。
通過數據的對比，不難發現較長的筷子夾取食物的效率更高，但失誤率也更高;兩種筷子在夾取片狀物品時的準確率較高。究其原因在于較長的筷子控制距離也較長，導致失誤率增高，而移動角度相對較小，因子總體的效率更高。
相同的實驗過程應用于不同材質的筷子測試，可以發現較為光滑的材質在夾取物品時失誤率較高，但效率更高。分析原因在于與手部接觸的光滑材質可以在使用過程中較為靈活，但容易使物品在夾取時打滑。
綜上所述，在設計筷子時，材質對手部的使用靈活性和夾取靈活性的影響不同，可以考慮增大筷子手部接觸部分的摩擦力，而使筷子前段較為光滑;筷子的長度適宜取中間值，這樣可以兼顧使用效率和準確率。
2.可參考的實驗項目。在設計實驗項目時，選擇適當的實驗對象尤為重要。實驗對象可選擇人們使用較多的工具、家具、界面等產品，這些產品適宜分析人機因素。經過兩輪的實踐教學，積累了以下的實驗項目：
四、結論
人機工程學作為一門交叉學課，在產品設計、環境設計、機械裝備設計、交通工具設計中得到廣泛應用，也逐漸發展成工業設計專業必學的重要學科內容。人機工程學的優點在于能夠以量化的數據作為依據，準確嚴謹地改善產品的易用性和適用性。在教學中，要將科學嚴謹的設計思想傳達給學生，需要讓學生在理論學習和實踐教學中充分理解和實踐應用。因子分析法在實踐項目中的應用，可以縮小理論學習和實際應用的差距。在實際的教學項目中，因為要在有限的課時內控制實驗條件和找到適當的實驗對象，實驗的規模不宜過大，而重在傳達科學的實驗過程及嚴謹的設計理念。
參考文獻：
[1]丁玉蘭，人機工程學[M].北京理工大學出版社，2011.
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0引言
TnPM是以最高的設備綜合效率和完全有效生產率為目標，以全系統的預防維修為載體，以員工的行為規范為過程，全體人員參與為基礎的以設備為主線的管理體系。隨著TnPM在南京地鐵的推廣TnPM，南京地鐵科技咨詢公司針對地鐵的設備房，創新性地提出了以TnPM/TPM的精髓文化現場可視化管理和現場持續改善為核心指導思想的設備房標識系統。
1 設備房標識系統凸顯的四“模”特色
在設備房標識系統規劃設計過程中，主要圍繞四“模”工作進行組織，即由“模式創新”的提出，到為適應創新模式而開創的“模型擴充”，再到實際設計安裝過程中分為“模塊運作”，直至建造完成。最后經過的項目組科研團隊與實踐團隊的緊密結合，優化整合“模板形成”，從而制定出完整的設備房標識系統標準設計建設規范。
1.1 模式創新
傳統設備房的建造遵循的是地鐵建造的傳統模式TnPM，由設計部門設計出圖，到建設部門建造完成、再到安裝供貨商安裝完成、最后交付運營使用管理論文下載。在傳統的設備房建設與使用過程中，設計、建設、供貨、安裝及運營等五方單位之間缺乏充分的信息交流與溝通，各個單位按照自己的標準建造完成后便移交給另一方，屬于典型的“縫接式”生產流程如圖1所示。南京地鐵推行的設備房標識系統在前期規劃過程中，充分考慮了傳統“縫接式”生產流程的缺陷，創新出“運營前置”的設計模式，即在設計建設前期，由最終用戶---運營方提出使用、維護全過程的內在需求TnPM，系統整理后反饋給設計、建設、供貨及安裝部門。這種從設備房源頭起就開始的多方信息的交流與互動模式，強化了每一環節與其上下部門間相互銜接的緊密聯系，呈現出“循環連接式”的特征，如圖2所示。
圖1 傳統設備房“縫接式” 圖2 新模式下的設備房“循環連接式”
1.2 模型擴充
傳統的設備房在設計建造過程中無明確的模型可言，有的僅是體現一些簡單的人機工程模型，大多是各專業系統常規性或習慣性地進行部分標識的設計，有的部門甚至缺乏相關標識的現場表現力。
在南京地鐵設備房標識系統規劃過程中，采用系統論的觀點將設備房內各設備的標識進行系統分類，所有的這些分類標識設計過程中標準齊全TnPM，參照統一的模型進行定制。
設備房標識系統規劃設計中，集中擴充的模型包括：
系統工程學模型：凸顯設備全壽命全周期成本維護、從設備生產制造、使用、維護直至報廢為止的全過程；凸顯設備房總體從規劃設計、建設監理、運營接管、維保商介入等全過程的管理與無縫銜接。
⑴人機工程學模型：凸顯設備房標識系統的人機工程學的基本原理，凸顯“6A+”設備房的人性關懷，凸顯設備操作人與維護人之間的和諧關系。
⑵價值工程學模型：凸顯“會創收”的設備房“精細維修”理念，凸顯“功能”與“成本”之間的有機協調和平衡，突出現場改善的維修價值和設備最低壽命周期成本之間的關系。
⑶維修工程學模型：凸顯設備維修與全員自主管理之間的關系，突出設備維修與設備可靠性之間的關系。
⑷可靠性模型：凸顯設備維修價值論，凸顯設備房標識系統與RCM（以可靠性為中心的維修）之間的關系論文下載。
1.3 模塊運作
南京地鐵設備房標識系統在總體規劃中將設備房標識系統依據功能一共分為6大類、28中類和77小類。針對每個小類形成大小不一的模塊，且每一個小類形成的獨立模塊除了具有自己特色的設計需求外TnPM，在標識設計過程中必須遵循其相應中類設計的共性原則；而相應的中類設計同樣必須遵循其相應的大類設計的共性原則。
依據上述原則對各個模塊的標識進行獨立成套設計，這樣不僅節約了時間成本和經濟成本，更能使設備標識語言凸現完整性、清晰性、系統性和準確性。
1.4 模板形成
設備房標識系統在設計、運作、完成的過程中，總結、吸收、提煉，制定出一套設備標識系統設計、制作、安裝、培訓與維護等標準規范，用標準規范指導南京地鐵一號線、二號線各設備房標識系統的推廣工作。
標準規范的形成，可進一步促進在地鐵沿線各站設備房標識系統模塊運作過程中形成相對獨立的設計、制作、安裝、培訓與維護模塊集成模板。
2 結語
設備房標識系統是以“一切標識設計全效服務于設備管理維護”為出發點，以改善與提高設備房全系統的預防維修為載體，最高的設備綜合效率（OEE）和完全有效生產率（TEEP）為目標，其四“模”的規劃組織特色為其在南京地鐵的實踐與推廣打下了堅實的基礎。
參考文獻：
[1]南京地鐵科技咨詢有限公司.南京地鐵設備房標識系統[R].南京,2008.
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中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）06-0119-01
0 引言
隨著計算機技術的發展，在概念設計階段使用三維數字化人機工程設計是現代工業設計的必然要求。以人體參數為基礎建立的數字人體模型是描述人體形態和力學特征的有效手段，是研究、分析、設計和評價人機系統不可缺少的測量和模擬工具。目前可進行人機工學分析的軟件較多，本文嘗試以SolidWorks和CATIA這兩種三維軟件為例來探討計算機輔助技術在人類工效學方面的應用。
1 建立模型的思路
由于SolidWorks軟件基于具體的尺寸繪制草圖完成建模，然后通過在裝配體文件中添加幾何關系組成完整的人體模型。所以在創建之前需要計算出各個人體百分位所針對的主要部位尺寸。筆者首先進行了油田作業工人的人體測量工作，由于人體測量中所得到的測量值，都是離散的值隨機變量，大多數都符合正態分布(高斯分布)規律，因而可根據概率論與數理統計理論對測量數據進行統計分析，從而獲得所需群體尺寸的統計規律和特征參數[1]。
通過實際測量，利用上述方法可以計算出對應人體尺寸百分位5%、10%、50%、90%、95%共5組模型尺寸。由于所有部位零件都使用了SolidWorks的配置功能，所得到的最終模型通過選擇不同配置就可以改變各部位的尺寸比例。
CATIA與SolidWorks不同，它具有專門的人機分析模塊，還提供了美國、加拿大、韓國、日本和法國的人體模型數據庫，遺憾的是沒有中國的人體模型。這里筆者依據韓國人人體模型的各部位比例和測量參數，通過修改模型庫中韓國人的相關參數[2]，還可以建立針對目標人群的文件來實現，如圖1所示，當定義完人體模型相關數據后導入CATIA的人體模型庫，然后再確定要建立的人體模型的父系產品、人體模型名、性別、百分數，就能生成中國地區的虛擬人體模型[3]。
2 人機優化方法的不同
使用SolidWorks筆者建立了一個操作平臺,這里對于操控域設置為站姿操作方式來進行設計。以空間分析為例，根據人機工學對站姿操作評估的需求，作業面高度同作業姿勢有關。一般在站姿作業時，身體向前或向后傾斜以不超過10°～15°為宜，工作臺高度一般為操作者身高的60％左右。當臺面高度為900mm～1100mm時，臺面處于最佳作業區內[4]。以此為依據，可以參考導入的人體模型對平臺進行優化，將作業人員所處的作業空間尺寸設定為1100mm*900mm的空間，滿足作業崗位中橫向活動間距大于1000mm的要求，參考建立的人體模型還可以近一步設定操控臺面的最低線距離操作站立面的距離為1135mm，由于操控臺平面為坡面，最高處與最低處的高度差為111mm，則可以算得操控平面中線距離作業站立面的高度為1191mm，在身高60%的比例高度稍微偏高處，在軟件中完全適合我們所測得的平均身高為1753mm的華北地區作業人員使用。操控臺寬度為540mm，與虛擬人體模型肩寬接近，兩側各多出83mm。這樣作業者作業時手臂減少橫向的施力，可以降低肌肉疲勞。依據以上人機工學評價標準，我們最終完成的操控域的優化設計工作。
這里我們將修井機的操控域設計為室內坐姿作業方式。CATIA也具有獨立建模的能力，首先對操控域進行建模，然后導入建立好的人體模型。在對現場作業姿勢有了充分了解后，可以利用約束工具進行身體部位與其它虛擬物體的定位，利用干涉檢查和終止干涉來避免虛擬人體模型的身體和虛擬物體的重合，使人體模型姿勢符合作業姿勢。
由于CATIA具有人體模型姿態分析（HPA）模塊，所以我們可以直接針對這一坐姿，利用CATIA的姿態評估大腿與小腿夾角的舒適度為92.6%。同理對其他模型部位進行評估。以這一坐姿為依據，我們可以調整操控域的座椅以及作業臺的具體尺寸，使得操控域滿足作業人機舒適性的要求。
3 結論
在對操作平臺操控域兩種不同方案的人機優化過程當中我們可以得到以下結論：SolidWorks和CATIA雖然都能進行三維建模，但是在建模方面SolidWorks采用參數化驅動模型，用數值參數和幾何約束來控制三維幾何體建模過程要更加簡便易行，當發現不符合人機工學要求的尺寸時可以及時修改。其不足之處是當人體模型建立完成之后沒有一個專門的人機分析模塊對方案進行智能化分析，需要借助工程圖和零件圖依據人機工程學的人機評價標準來人工調整。而CATIA雖然在所建立模型的編輯和調整上不如SolidWorks便捷，但是它擁有專門的人體模型構造（HBR）模塊和人體模型姿態分析（HPA）模塊，可以很快地對所需作業姿勢進行優化評價。評價結果以分數來顯示清晰明了。
通過以上比較我們可以總結出這樣的一個設計思路，如果結合兩個軟件各自的優勢，利用SolidWorks對操作平臺進行建模工作，然后使用CATIA軟件確定最佳的作業姿勢，最終以這一姿勢所需要的具體人機尺寸來修改SolidWorks中建立的操控域模型，這樣整個設計過程會更加便捷有效。
參考文獻：
[1]載敏．基于人機工程的動態人體模型研究和應用．四川大學研究生學位論文．2004（5）：12-13.
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優化產品與用戶間的界面是人機工程學的研究目的。包括軟件界面和硬件界面兩部分，軟件指控制部分和顯示部分等無實體形態的部分，硬件指把手、按鈕、旋鈕等有實體形態部分。良好的產品界面設計應達到這樣的目標：在操作過程中，決不讓用戶調整自己，不會使用戶產生混亂，不能對用戶有害。軟件部分要簡潔、清晰、明了的起到指示作用；硬件部分應保證用戶操作的目標實現和保護用戶。
一、電冰箱的人機界面分析
電冰箱的人機界面設計首先要考慮人的使用性要求。使用者在操作冰箱過程中，對電冰箱的拉手、電氣按鈕或旋鈕（一般沒有）、冰箱造型、零件功能等均有要求，探討和研究電冰箱人機界面設計就是研究諸如電冰箱的把手、按鍵、儲藏空間、顯示界面等內容。
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中圖分類號： U484 文獻標識碼： A
一、自行車車架選型
車架是構成自行車的基本部件，它具有載人和承受惡劣環境的功能，人僅僅是載重體，由于內部條件和外部條件的變化，使加在自行車上的載重比車體的自重大好幾倍。另一方面，由于人體的自身動力和騎車技能，使自行車向前行駛，車架便成為運載人體安全前進的因素。因此車架應滿足如下要求：強度要絕對牢固耐用；形狀要便于人體發力；形狀還要便于充分人體的控制機能。
車架形狀的確定，必須根據前后車輪擺在同一條水平線上并適合人體的身高，這樣騎上后才能充分發揮雙腿的驅動力。確定選擇環形車架結構，這種環形車架結實耐用，對騎車者的安全性有很大的保證，而且結構緊湊，很大程度上增加了車體的美觀性，因此現在普遍應用這種車架結構。
二、前叉部分
前叉通常由前叉立管、前叉肩、前叉腿及前叉嘴所組成，前叉立管、叉肩、叉腿一般是用釬焊等方法焊接的。前叉嘴是將叉腿的端部壓扁（放進襯片增強）。
前叉立管，其外徑安放在車架前管內（本次設計為22毫米），內徑與把立管（本次設計為18毫米）配合在一起。還有從力學角度考慮，立管的下端，在下擋附近應力最大，因此立管下部應該加厚。叉肩、叉立管和叉腿分別經過沖壓、鍛造加工而成，最后再將兩者以釬焊形式焊接到一起。
叉腿是懸臂梁，考慮應力的合理分布，把它做成根部大，端部小的形狀。這種形狀的截面系數是從根部往端部逐漸減小的，并考慮到外力的影響，做成了前后方向呈長軸般的橢圓形。
叉腿的長度及下部彎曲部分的曲率大小是由使用車輪的直徑和偏距的大小決定的。前叉部件均與車架材料一樣，選用鉻鉬鋼（30CrMo）作為材料。
三、自行車架零部件設計
車架部件由前臉部分，中接頭部分所組成，前臉和中接頭部分都裝有兩套軸承，其形式種類雖多，但靈活的轉動機能為其必要條件
1.前臉設計
（1）功能
功能方面首先應該考慮的是前叉對車架的轉動，即車把的轉動靈活向題。為此，必須提高各部件的加工精度，特別是鋼珠的滾動面與螺紋要同心，并要進行適當的熱處理，力求變形小。
前臉部分不同心，造成前叉組裝上的偏心，前車輪與后車輪的不同心，這對車把的裝配，影響極壞，因此不僅前臉部分，而且對車架，前臉的加工精度以及組裝技術方面，都必須予以充分注意。
此外，在組裝上也要注意，前叉擋絕對不可壓緊，騎行中前臉部分要從前輪受到反力，有封受到相當大的沖擊，必須有足夠的強度。
（2）使用要求
它是通過上下各一套軸承連接車架和前叉的部件，對自行車的操縱、穩定性能影響很大，因此必須具備足夠的機能和強度。
2.中接頭部分
（1）功能
中接頭部分是自行車驅動上不可缺少的部件，由中軸和左右中軸碗，形成左右2套主軸承，裝進車架的中接頭部分內固定起來，為了固定及調整軸承珠道而使用螺紋，但其形式和結構的種類很多，而且螺紋也容易緩和，所以放松問題值得考慮。
（2）使用要求
通常在騎行時，加在腳蹬上左右交錯的踏力為534千克，申軸由于左右碗的支承，基本上保持水平轉動。其轉動速度每分鐘為40 60轉。必須注意作為特殊球軸承的機能，它承擔著以低速轉動而變動的交變載荷。即中軸的直度要好，左右珠道部要無偏心，碗的內外徑無偏心以及螺紋的精度要高等等，在提高部件加工精度的同時，在車架方面也必須盡力防止螺紋的偏心。
使用與車架一樣的材料，用鉻鉬鋼作為中接頭的材料。中接頭與車架體就是一體的。
四、前后軸零部件設計
前后軸部件與車圈、輻條都是組成車輪的主要部件，它既要承受車輪所受的靜的和動的載荷，又要使車輪轉動得靈活輕快。它由軸皮和軸棍組成，為了減輕兩者之間的摩擦，采用了軸承裝置。
自行車軸皮應具備以下功能:
1．必須承受住車輪的靜的或動的載荷。
2．通過輻條與車圈結合起來組成車輪，不得影響輻條的壽命和車輪的機能。條盤的間隔、條盤的厚度及其直徑的大小，要保證尺寸精度。
3．摩擦要少，轉動要靈活。左右軸碗淬大變形，偏心要小。軸擋的外徑與螺紋的偏心要小，螺紋的精度要高。珠道要精細加工，軸棍要直，螺紋精度要高。軸擋的位置必須保持端正。
4．軸碗及軸擋的軸承面的強度要大，磨耗要小，不得產生壓痕。設計要合理，材料要適當，熱處理質量要好。
5．根據各種形式、用途，要求變速機能、剎車機能等都必須良好。
五、中軸零部件設計
中軸是傳動機構，傳動力通過腳蹬、曲柄、鏈條、鏈輪傳到后輪，驅動全車前進。
中軸要承受騎車者的腳踏力量，要具有足夠的強度與負載荷能力。中軸棍折斷荷重不小于19.6KN。
中軸棍選用的是合金鋼40Mn，這種材料用于制造在較高應力與磨損條件下的零件，能承受疲勞負荷。適用于中軸這種工作條件的零件。中軸碗由于要與鋼珠相接觸，而且還會有相對的運動，所以選用的是45鋼，這種優質碳素結構鋼是高強度中碳調質鋼，具有一定的塑性和韌性，較高的強度，切削性能良好，采用調制處理可獲得很好地的綜合力學性能，尤其是適用于制造較高強度的運動零件。滾珠選用GCr9。
六、車把設計
車把連接著前叉，可以轉動前叉，在使用性能上主要是操縱著自行車的行駛方向，并作為騎車者的扶手，支撐著騎車這一部分的重量，并且車把上有車閘和車鈴，起到保障騎駛著安全的作用。
車把因裝在自行車正前方，要求美觀合適，必須能承受一定的顛波撞擊性能。車把選用的材料是Q235A。由于車把要求有一定的強度，再從經濟的角度考慮就選用了這種材料。
本次設計的自行車三維實體模型如圖所示。
七、設計總結
自行車與我們的生活息息相關，雖然自行車不及汽車那樣有優勢，但自行車符合現在時代的環保主題，應該會朝著一個更好的方向發展，設計人員也在不斷的完善與創新自行車這一產業，運用更多先進的技術使其跟上我們時代的發展。
人機工程這門新興的邊緣科學在自行車設計還屬探索階段。作為設計人員在今后的工作中應不斷通過：人一自行車一騎行環境，三要素之間的相互關系的規律，使它們更合理的協調，以創造出最適合于各類騎行者、各種路況的自行車，從而獲得這一系統的最高綜合效能，這是自行車設計者的工作方向。
參考文獻
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