第四组课程设计

《安全人机工程学》课程设计班级0234102班专业安全工程课程名称安全人机工程学指导教师田好敏刘章现马春莲学号0234102**姓名***二○一二年十二月1目录1前言·····························································21.1研究历史······················································21.1.1安全人机工程的产生与发展·············································21.1.2安全人机工程学的发展概况·············································41.2研究现状·······················································51.3研究目的与意义················································62现有牙刷的人机工程环境··································82.1刷柄的构造····················································82.2刷头及刷毛的构造··············································82.2.1刷头的形状···························································82.2.2刷毛的材料···························································92.3刷毛的排列形式················································103利用安全人机工程对牙刷进行改进设计·······························123.1牙刷的改进设想················································123.2牙刷改进的资料支持············································133.3对新设计的市场调研方法········································154设计总结·························································162[摘要]针对目前市场上牙刷的刷毛形式及尺寸、刷头的形式及尺寸以及刷柄的形式及尺寸上存在的某些弊端，应用安全人机工程学理论，引入人性化设计理念，优化牙刷的各项使用性能。[关键词]安全人机工程学；人性化设计；牙刷。[Abstract]Accordingtothedisadvantageoftheformandsizeofthetoothbrushbristles,thedisadvantageoftheformandsizeofthetoothbrushheadandthedisadvantageoftheformandsizeofthetoothbrushhandle.Applyingthesafetyergonomicstheoryandintroducingtheideaofhumanizationdesigntooptimizeoftheperformanceoftoothbrush.[Keywords]ergonomics;humanizeddesign;thetoothbrush1、前言人机工程学是采用科学的方法研究人、机、环境三大要素之间的关系，将人机工程学应用于物品设计中，由于符合人的生理学和心理学规律，使我们的生活更加舒适。随着科技生产的不断进步，作为一门研究“人—机—环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学—人机工程学在我们日常生活中应用越来越广泛了，人们的生活水平也在不断的提高，对于很多物品不仅仅只要求其功能性，逐渐地开始追求使用的舒适性方便性，所以人机工程学的研究对于未来很多事物的设计有着重要的指导意义和现实意义。随着人类社会的发展，人们越来越重视健康。人的生活质量和健康在很大程度上依赖于人体同诸如生活用品、交通系统、衣着、工作和生活场所、以及娱乐活动等各种因素之间的几何关系。本论文要研究的牙刷设计也存在许多问题，我国许多牙刷设计企业不重视甚至不了解人机工程学，在牙刷产品设计中只单方面在功能上改进，没有考虑用户的需求—“人的需求”。为了优化牙刷的技术设计，确保人与环境之间的协调性，必须量化牙刷与人机工程学的关系。1.1研究历史1.1.1安全人机工程学的产生与发展自人类社会形成以来，人类在求生存、求发展的过程中，开始创造各种各样的简单器具。人类利用这些器具进行狩猎、耕种，从而有了人与器具的关系——3原始人机关系。在古老的人类社会中尽管没有系统的人机工程学的研究方法，但人类通过实践的启发所创造的各种简单工具，以其形状的发展变化来看，是符合人机学原理的。例如：旧石器时代的石刀、石枪、石斧、骨针等工具大部分呈直线形状，有利于利用；到新石器时代，人类所用的锄头、铲刀及石磨等的形状，更适合人的使用。那时的人类在用这些工具进行笨重的体力劳动时，就自发地存在保护自己和提高工作效率两发面需要解决的问题。随着人类社会的发展，人类所创造的工具更是大大向前发展，这些工具由于人的使用经验、体会促使人际关系有简单到复杂，由低级到高级，有自发到自觉，逐渐科学化。但这个时期的人际关系及其发展只建立在人类不断积累经验和自发的基础，因此称为经验人机关系或自发人机关系。人类在历史的长河中，通过劳动改造自然，同时也改造人类本身，推动人类社会的前进，不断地提高文明程度和改造客观环境的能力。产业革命以后，随着科学技术的迅速发展，人们所从事的劳动在复杂程度和载荷量上均起了很大变化，因此人们更注意从多发面研究提高工作效率。世界上一些工业发达的国家就在客观需要的条件下，提出“操作方法”课题，以便耗费最少体力，获得较多效益。由于当时机器和设备主要还是依靠人来直接操作、调整和维修，为寻求更好更简单的手工操纵方法，进行大量的研究，如工作分解、过程分解、动作分解、流程图解、瞬间操作分析、直觉和运动信息分析等，同时也提出了许许多多的行之有效的节能动作的原则，其目的是如何耗费最少体力来换取最大的劳动成果。随着机器的不断改进，人与机器的关系越来越复杂，机器要求操作者接受大量的信息和进行迅速而准确的操纵。例如，飞机的飞行，由于座舱及仪表位置设计不当，造成驾驶员误读仪表盘和误用操作器而发生意外失事，或战斗时操作不灵敏，命中率降低等事故经常发生。究其原因，大约有二：一是这些仪器本身设计没有充分考虑人的生理、心理和生物力学的特征，致使仪器的设计和配置不能满足人的要求；二是操作人员缺乏训练，不能适合斧咋的机器系统的操作要求。这些教训，引起了决策者和设计者的高度重视，他们深深感觉到“人的因素”在设计中是不可疏忽的一个重要条件，同时还认识到要设计一个先进的设备，达到高效率的目的，仅有工程技术知识是不够的，还必须有其他学科知识的配合。在这种情况下，人机结合的一门新兴学科|——人机工程学应运而生了，但这时的人机工4程学主要应用于军事领域而非军事领域发展，并且在世界范围内不断过大，最终成为一门极为广泛的技术科学。综上所述可以看出，人机工程学这门学科时所社会的进步而前进；随着科学技术的发展而不断完善。现在已经进入人工经济向知识经济过渡的时期，随着机械化、自动化、电子化的高度发展，人的因素在生产中增效和人身免受危害的作用越来越大，人机协调问题也越来越重要，人们劳动条件要求越来越高，促进人机工程学的迅速发展。1.1.2安全人机工程学的发展概况人机工程学作为一门科学，其建立和发展仅60余年。但是人类自觉地采用科学的方法，系统地研究人机关系则有百余年历史。萌芽时期（19世纪末至第一次世界大战）19世纪末20世纪初，工业革命促使工厂规模扩大，机械化普遍推广，但劳动生产率却没有相应提高。泰勒提出了“科学管理”原理，认为要选用最适合的劳动工具，要用合理的操作法，并使其标准化；要制定出劳动时间的定额，并提倡按标准操作法来培训工人等。这是人机工程学发展史上的第一个里程碑。初兴时期（第一次世界大战至第二次世界大战）第一次世畀大战期间，由于使用了飞机、潜艇、无线电通信等现代化装备，对人员的素质提出了较高的要求，从而重视兵员的选拔和训练，使人去适应已定型的机器装备的需要。第一次世界大战后，各国纷纷成立了相应的研究机构，研究发现，生产效率的升降主要取决于职工的工作情绪（士气）；影响人的生产积极性的因素，除了物质利益、工作条件外，还有社会的和心理的因素。到20世纪50年代，人际关系学说已成为当时企业界占支配地位的思想理论。成熟时期（第二次世界大战至20世纪60年代）第二次世界大战期间，复杂的高性能的武器装备，由于设计不符合人的生理心理特点，即使经过严格选拔和训练的人员也难以适应，并经常发生事故，从而促使人们在人机匹配的研究方向，从过去的由人适应机、转向使机适合于人的研究。这是人机工程学发展的又一个转折。在此期间，心理学与工程技术互相渗透，系统的设计成果丰硕。许多学者5出版了有关人机工程学专著，并将人机工程学的研究成果整理成汇编、手册或规范，广泛应用于工程技术设计之中，尤其是有关显示器、控制器设计中的人的因素的研究，取得显著的成效。各国纷纷成立有关人机工程学研究学术团体或学会，1959年，国际人类工效学学会(IEA)正式成立，进一步推动了人机工程学的发展。这标志着人机工程学己发展成为一门成熟的学科。新的发展时期（20世纪70年代之后）人机工程学的研究领域越来越宽广，人机工程学已渗透至各个行业以及人类生活的各个领域。人机工程学各个分支学科不断涌现，如航空航天、交通、建筑、农业、林业、服装、VDT等人机工程学。人机工程学的应用，不仅在产品上能满足人类的要求，而且使人类在操作机器设备的过程中也能荻得一定的满足，进一步促进人类能较安全、舒适地工作，且不断地提高工作效率。对人机系统中人的因素的深入研究，不仅给人机工程学带来了新源泉，而且促进了管理工效学、安全工效学的进一步发展。高新技术领域的发展，人机信息交换发展为人一计算机对话的形式，人的作用已由操纵者转变为以监控为主，各种专家系统和人工智能技术将逐渐广泛应用。这些均给人机工程学的发展添加新的内容和课题。1975年，国际标准化组织(ISO)成立了人类工效学标准化技术委员会(TC159)，标志着人机工程学的应用进入了一个新阶段。人机工程学在我国的发展人机工程学在我国起步较晚，20世纪60年代至70年代，虽然在铁道、航空、航天等部门做过一些试验性研究工作，但作为一门学科，直至20世纪70年代末才正确立起来，并获得蓬勃发展。1980年，成立的全国人类工效学标准化技术委员会（与ISO/TC159对口），规划和组织人类工效学国家标准和专业标准的制定、修订，促进了我国人机工程学的发展。与此同时，国内的一些大学、研究所建立了工业心理学、人类工效学（或人机工程学）专业和相应研究机构，招收硕士和博士学位研究生；心理、航空、机械工程等学会分别成直了有关工业心理、人机工程等专业委员会，人机工程学的科研队伍不断扩大。1988年，中国人类工效学学会(CES)成立，并于1992年被国际人类工效学学会接纳为正式成员，标志着我国的人机工程学已进入了一个新的发展阶段。1.2研究现状6随着科学的发展，人机工程学渐渐兴起，并逐渐应用于工业设计。这使用人机工程学来设计新型牙刷，改良传统牙刷提供了科学依据。运用人机工程学的理论来设计新型牙刷，使之更人性化更加保护口腔的愿景成为现实。人机工程技术是21世纪信息领域需要解决的重大课题。美国21世纪信息技术计划中的基础研究内容为4