基于人机工程学的手持设备设计与研究

摘要

本文以单晶炉生产设备中的手操器为设计研究对象展开对同类手持设备的研究，探讨了手持设备人机工程学的研究方法，具体分析了手持类设备在使用时的人机特点，探讨了手持设备在入机设计中应遵循的设计原则。从产生、发展、应用及其相关的设计原理、方法等方面，进行了系统、深入的研究与归纳。
　　笔者深入了解太阳能光伏发电产业链中的硅单晶生长设备现状，并多次与西安理工晶科有限公司沟通学习，分析国内外先进手持工具设计方面的设计理论和设计实例，探讨手持设备设计的一般原则，在充分了解相关情况的基础上，运用人机工程学的分析方法对手持设备在手掌结构研究及尺寸分析、外观形态、人机色彩、人机界面等进行分析，注重人机工程环境，根据产品设计、设计方法学、人机工程学等基本原理对手持设备进行外观改良设计及创新设计，并运用逆向工程技术对手持设备提取特征数据作为设计的依据，在原有基础上力求创新突破传统模式实现产品改良方案。通过三维快速成型的方法对创新方案进行模具制造，用实体模型的形式对使用者进行设计反馈调查，以此完善设计方案。文章经过系统深入的研究总结，对手持设备设计的现状、基本理论、研究方法、设计实践与评价进行了深入研究。本着“以人为本”的思想，展望手持设备设计的发展趋势，提倡工程作业的安全性与舒适度，为该领域的产品创新设计，提供了坚实的理论基础和丰富、可行的创作手段并提出了探索性的思路。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 研究意义

1．3 人机工程学主要研究方法

1．4 国内外手持设备研究方法与应用

1．5 手持设备设计中存在的问题

1．6 研究内容与研究思路

1．7 本章小结

2 手持设备人机工程学设计应用

2．1 人机工程学在手持设备领域的研究内容

2．2 手持类设备的人机特性

2．3 手部解剖学特征

2．4 手持工具操作方式及设计原则

2．5 人体测量学在设计中的应用

2．5．1 掌握使用者和操作者状况

2．5．2 确定所设计产品的类型选择人体尺寸百分位数

2．5．3 确定修正量

2．6 手操器尺寸设计

2．7 本章小结

3 手持设备界面设计

3．1 产品的人机界面

3．2 人机界面设计原则

3．3 手持设备界面存在的问题

3．4 手持操控器界面构成关系

3．5 基于视觉编码的界面设计

3．5．1 视觉特征

3．5．2 视觉形象外形轮廓特征

3．5．3 视觉显示中的布局设计

3．5．4 视觉显示中的色彩设计

3．5．5 视觉显示中的标志图文设计

3．6 基于触觉编码的操纵装置设计

3．6．1 触觉特征

3．6．2 操纵装置布局设计

3．6．3 按钮的选择与设计

3．7 本章小结

4 设计实践

4．1 用户调查访谈分析用户需求

4．2 设计方案

4．2．1 改良设计

4．2．2 创新方案

4．2．3 设计反馈

4．3 本章小结

5 结论

5．1 研究结果

5．2 研究不足与展望

5．3 展望

参考文献

致谢

附录