第7章 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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工程學(xué)HUMANENGINEERINGLvJiefengWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2021/5/91人機(jī)

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第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.1人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述7.2人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則7.3人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序與方法7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/92人機(jī)

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第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.1人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述7.2人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則7.3人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序與方法7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/93人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.1.1人機(jī)系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)是由“人”與“機(jī)”兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的（這兩個(gè)子系統(tǒng)又分別由各自的要素構(gòu)成）的一個(gè)整體系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，“人”與“機(jī)”相互聯(lián)系、相互作用，共同完成完成特定的目標(biāo)；同時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)還受到外界環(huán)境的影響和作用。人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是在研究“人”、“機(jī)”子系統(tǒng)各自的功能和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究它們?cè)诃h(huán)境因素的影響和作用下，之間相互聯(lián)系、相互作用形成有機(jī)整體并實(shí)現(xiàn)功能的方式。7.1.2人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要素1.系統(tǒng)目標(biāo)具體人機(jī)系統(tǒng)的功能一般是特定的。此外，人機(jī)系統(tǒng)還有對(duì)安全、舒適、經(jīng)濟(jì)和效率的要求。2.人與機(jī)強(qiáng)調(diào)人的特性和限度，為人設(shè)計(jì)，讓人的因素貫穿設(shè)計(jì)的全過程，是人機(jī)工程學(xué)的重要實(shí)踐原則。3.人機(jī)界面人機(jī)界面的設(shè)計(jì)主要是指顯示、控制以及它們之間的關(guān)系的設(shè)計(jì)。4.環(huán)境主動(dòng)地設(shè)計(jì)系統(tǒng)環(huán)境，以使人更加感到舒適和愉悅，調(diào)動(dòng)人的情緒，提高作業(yè)質(zhì)量和效率。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.1人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述2021/5/94人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.1.3人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的范疇1.人機(jī)功能分配在人機(jī)系統(tǒng)中，充分發(fā)揮人與機(jī)械各自的特長(zhǎng)，互補(bǔ)所短，以達(dá)到人機(jī)系統(tǒng)整體的最佳效率與總體功能，這是人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，稱為人機(jī)功能分配。一般地說，靈活多變、指令程序編制、系統(tǒng)監(jiān)控、維修排除故障、設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、辨認(rèn)、調(diào)整以及應(yīng)付突然事件等工作應(yīng)由人承擔(dān)。速度快、精密度高、規(guī)律性的、長(zhǎng)時(shí)間的重復(fù)操作、高階運(yùn)算、危險(xiǎn)、笨重等方面的工作，應(yīng)由機(jī)械來承擔(dān)。2.人機(jī)匹配為使人機(jī)系統(tǒng)總體效能最優(yōu)，必須使機(jī)械設(shè)備與操作者之間達(dá)到最佳配合，即達(dá)到最佳人機(jī)匹配。人機(jī)匹配包括顯示器與人的信息通道特性的匹配，控制器與人體運(yùn)動(dòng)特性的匹配，顯示器與控制器之間的匹配，環(huán)境與操作者適應(yīng)性的匹配，人、機(jī)、環(huán)境要素與作業(yè)之間的匹配等。3.人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面設(shè)計(jì)主要是指顯示、控制以及它們之間的關(guān)系的設(shè)計(jì)。作業(yè)空間設(shè)計(jì)，作業(yè)分析等也是人機(jī)界面設(shè)計(jì)的內(nèi)容?？刂破饕m合于人的操作，應(yīng)考慮人進(jìn)行操作時(shí)的空間與控制器的配置。顯示器的配置要與控制器相匹配，使人在操作時(shí)觀察方便，判斷迅速淮確。4.系統(tǒng)的評(píng)價(jià)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后要進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的方法很多，通常分為三類：實(shí)驗(yàn)法、模擬裝置法和實(shí)際運(yùn)行測(cè)定法。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.1人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述2021/5/95人機(jī)

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第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.1人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述7.2人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則7.3人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序與方法7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/96人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved1GB/T16251—1996《工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人類工效學(xué)原則》中規(guī)定了與人的生活質(zhì)量、安全和健康有關(guān)的工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般指導(dǎo)原則。（詳見該標(biāo)準(zhǔn)）7.2.1工作空間和工作設(shè)備的設(shè)計(jì)

1.與身體尺寸有關(guān)的設(shè)計(jì)

2.有關(guān)身體姿勢(shì)、肌力和身體動(dòng)作的設(shè)計(jì)

3.有關(guān)信號(hào)、顯示器和操縱器設(shè)計(jì)7.2.2工作環(huán)境設(shè)計(jì)7.2.3工作過程設(shè)計(jì)第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.2人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則2021/5/97人機(jī)

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第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.1人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述7.2人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則7.3人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序與方法7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/98人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.3.1人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序一般來說，人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序包括以下幾個(gè)方面：（1）明確系統(tǒng)的目標(biāo)，包括系統(tǒng)的功能和對(duì)安全、舒適、經(jīng)濟(jì)、效率等方面的要求。（2）調(diào)查系統(tǒng)的外部環(huán)境，了解系統(tǒng)環(huán)境的設(shè)計(jì)要求。（3）分析系統(tǒng)構(gòu)成要素的情況，了解系統(tǒng)要素的設(shè)計(jì)要求。（4）進(jìn)行系統(tǒng)分析，利用人機(jī)工程學(xué)知識(shí)對(duì)環(huán)境影響、人機(jī)聯(lián)系、作業(yè)方式等內(nèi)容加以分析。（5）分析構(gòu)成系統(tǒng)的各要素的機(jī)能特性及其約束條件，如人的最小作業(yè)空間，人的最大操作力，人的作業(yè)效率，人的可靠性和人體疲勞、能量消耗，以及系統(tǒng)費(fèi)用等。（6）人與機(jī)的整體配合關(guān)系的優(yōu)化，如分析人與機(jī)之間作業(yè)的合理分工，人機(jī)共同作業(yè)時(shí)關(guān)系的適應(yīng)程度等配合關(guān)系。（7）人、機(jī)、環(huán)境各要素的確定。（8）利用人機(jī)工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)的方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括系統(tǒng)的完整性、可靠性、安全性、高效性、經(jīng)濟(jì)性等方面。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.3人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序與方法是開始①明確系統(tǒng)目標(biāo)②了解系統(tǒng)環(huán)境③了解系統(tǒng)要素④系統(tǒng)分析系統(tǒng)的調(diào)查研究系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)優(yōu)化要素確定系統(tǒng)評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作是否合格是否否完成系統(tǒng)的規(guī)格化及構(gòu)成2021/5/99人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.3.2人機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的主要工作在人機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的全過程中，均應(yīng)考慮人機(jī)工程設(shè)計(jì)的問題。在開發(fā)的不同階段，人機(jī)工程設(shè)計(jì)都有相應(yīng)的工作需要完成。系統(tǒng)開發(fā)的各階段各階段的

主要內(nèi)容人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)人機(jī)工程設(shè)計(jì)的主要工作系統(tǒng)的調(diào)查研究明確目標(biāo)系統(tǒng)對(duì)安全、舒適、經(jīng)濟(jì)和效率的要求分析系統(tǒng)各方面的要求確定任務(wù)明確系統(tǒng)的重要事項(xiàng)明確要求相應(yīng)準(zhǔn)備與設(shè)計(jì)有關(guān)的人員、設(shè)備、材料準(zhǔn)備團(tuán)隊(duì)構(gòu)成、任務(wù)分工、設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)分析和系統(tǒng)規(guī)劃系統(tǒng)的主要事項(xiàng)詳細(xì)劃分系統(tǒng)的主要事項(xiàng)及其性能設(shè)想系統(tǒng)的性能分析系統(tǒng)的功能對(duì)各項(xiàng)設(shè)想進(jìn)行比較實(shí)施系統(tǒng)的輪廓及其分布圖系統(tǒng)構(gòu)思系統(tǒng)的功能分配系統(tǒng)的人機(jī)匹配人機(jī)交互方式對(duì)可能的構(gòu)思進(jìn)行分析評(píng)價(jià)對(duì)各種方案進(jìn)行比較研究對(duì)各種性能的作業(yè)進(jìn)行分析確定必要的設(shè)計(jì)因素選擇最佳設(shè)想和必要的設(shè)計(jì)條件人機(jī)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)設(shè)想提出評(píng)價(jià)的方法設(shè)想系統(tǒng)設(shè)計(jì)人因分析系統(tǒng)中人在生理、作業(yè)、心理等各方面的因素準(zhǔn)備適用的人機(jī)工程數(shù)據(jù)和資料設(shè)計(jì)細(xì)則人、機(jī)與作業(yè)的關(guān)系提出人機(jī)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于信息與控制的研究與實(shí)現(xiàn)方法的選擇和開發(fā)研究作業(yè)性能具體設(shè)計(jì)在系統(tǒng)的最終構(gòu)成中，協(xié)調(diào)人機(jī)系統(tǒng)顯示裝置與控制裝置的選擇和設(shè)計(jì)，人機(jī)界面設(shè)計(jì)作業(yè)空間，作業(yè)器具設(shè)計(jì)作業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)對(duì)安全性、可靠性的考慮系統(tǒng)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)缺陷診斷修改意見根據(jù)評(píng)價(jià)的分析，修改設(shè)計(jì)確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖紙階段的評(píng)價(jià)模型和模擬的人機(jī)關(guān)系評(píng)價(jià)其它方面的評(píng)價(jià)生產(chǎn)生產(chǎn)以上幾項(xiàng)為準(zhǔn)以上幾項(xiàng)為準(zhǔn)使用使用、保養(yǎng)以上幾項(xiàng)為準(zhǔn)以上幾項(xiàng)為準(zhǔn)2021/5/910人機(jī)

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第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.1人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述7.2人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則7.3人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序與方法7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/911人機(jī)

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所謂系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是指系統(tǒng)“地”設(shè)計(jì)，而非僅僅系統(tǒng)“的”設(shè)計(jì)。無論設(shè)計(jì)對(duì)象的大小、復(fù)雜程度，都可以將之視為一個(gè)系統(tǒng)加以分析、設(shè)計(jì)。為了更簡(jiǎn)潔、清晰地說明人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路和方法，本節(jié)特選取相對(duì)簡(jiǎn)單、又與日常生活結(jié)合緊密的“牙刷設(shè)計(jì)”作為案例。7.4.1設(shè)計(jì)目標(biāo)實(shí)際的設(shè)計(jì)課題往往是由相應(yīng)的企業(yè)提出并委托設(shè)計(jì)的，因此企業(yè)對(duì)于設(shè)計(jì)的要求是不可忽視的前提。本項(xiàng)目由一家國(guó)內(nèi)家庭用品公司委托設(shè)計(jì)，根據(jù)企業(yè)的特點(diǎn)，其對(duì)設(shè)計(jì)的要求主要包括：（1）面向一般家庭日常生活中成人用牙刷的市場(chǎng)。（2）產(chǎn)品供內(nèi)銷和出口，應(yīng)能滿足不同地域的廣大用戶對(duì)于牙刷的需求。（3）除了實(shí)現(xiàn)使用上的便捷性和舒適性，設(shè)計(jì)方案還應(yīng)具有特色，以增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。（4）決定日用小產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力的另一重要因素是成本，因此必須以盡可能低的成本實(shí)現(xiàn)盡可能好的效果。（5）具有良好的工程可行性和可靠性。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/912人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.4.1設(shè)計(jì)目標(biāo)另一方面，作為日常使用的產(chǎn)品，用戶對(duì)于牙刷的需求也是至關(guān)重要的，是“人－牙刷”系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。經(jīng)過調(diào)研，一般家庭成年用戶對(duì)于牙刷的主要要求包括：（1）功能需求：能夠較好地滿足清潔牙齒和口腔保健的功能；一些簡(jiǎn)單、實(shí)用的附加功能，如清潔舌苔、按摩牙齦，或便于使用的附加功能，如便于放置、保持衛(wèi)生，日漸受到重視。（2）生理需求：刷頭（刷毛）、手柄使用方便、安全、健康、舒適。（3）心理和情感需求：具有較強(qiáng)的新穎性和審美性，滿足當(dāng)代用戶的審美趣味。（4）其它：價(jià)格合適，性能可靠。根據(jù)以上要求，可以明確牙刷設(shè)計(jì)的系統(tǒng)目標(biāo)如下：（1）功能性目標(biāo)：首先必須能夠較好地滿足清潔牙齒和口腔保健的功能；在此基礎(chǔ)上可在不增加成本、不提高工藝要求的前提下適當(dāng)增加實(shí)用功能。（2）安全性目標(biāo)：牙刷頭部外形應(yīng)光滑，無銳邊，無毛刺；刷柄尾部形狀不能對(duì)人體造成傷害；產(chǎn)品中可溶砷、鎘、鉻、鉛、汞或這些元素組成的任何可溶性化合物的元素含量不得超標(biāo)。（3）衛(wèi)生性目標(biāo)：刷毛、刷柄、刷頭不應(yīng)脫色；牙刷各部位應(yīng)容易清潔，不易藏污納垢。（4）舒適性目標(biāo)：刷頭和刷毛應(yīng)使口腔感到舒適；刷柄應(yīng)容易把握、不易打滑、手感舒適；牙刷形狀應(yīng)使人在刷牙時(shí)的姿勢(shì)和動(dòng)作自然輕松。（5）審美性目標(biāo)：應(yīng)通過牙刷的造型、色彩、材質(zhì)、裝飾、語義等的設(shè)計(jì)使人感到心理愉悅。（6）其它目標(biāo)：工程性好；經(jīng)濟(jì)性好。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/913人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.4.2系統(tǒng)分析1.刷頭刷頭的形狀一般為方形、橢圓形或鉆石型。（圖）方形刷頭植毛面積大，能有效清潔牙齒表面；橢圓形刷頭輪廓圓滑，不會(huì)讓口腔感到不適；鉆石形刷頭的末端較尖，容易深入口腔內(nèi)清潔。牙刷具備任何形狀的刷頭，都能清潔牙齒，并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但刷頭的大小需要綜合考慮口腔大小、張口程度及個(gè)人習(xí)慣等因素。應(yīng)盡量使用小巧的刷頭，以便能深入口腔深處，保證靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，清潔后部牙齒。根據(jù)美國(guó)牙科協(xié)會(huì)的規(guī)定，牙刷頭的長(zhǎng)度應(yīng)為2.5～3厘米，寬度為0.8～1厘米，有2～4排刷毛，每排5～12束刷毛，牙刷頭前端應(yīng)為圓鈍形。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例（a）方形刷頭（b）橢圓形刷頭（c）鉆石形刷頭刷頭形狀2021/5/914人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.4.2系統(tǒng)分析2.刷毛刷毛的硬度一般可分為軟性、中性、硬性三種，平時(shí)使用中性硬度的牙刷比較適合。牙刷刷毛單絲頂端輪廓必須去除銳角，且不應(yīng)有毛刺。刷毛的排列形式各有不同，包括平面型、波浪型、半球形、中凹型等。（圖）相關(guān)研究表明，不同排列方式的刷毛對(duì)于清潔作用并無明顯差異。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例刷頭形狀（a）平面形刷毛（b）波浪形刷毛（c）半球形刷毛（d）中凹形刷毛2021/5/915人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.4.2系統(tǒng)分析3.刷頸刷頸是連接刷頭與刷柄之間的部分，雖然并不與人的口腔或手發(fā)生直接接觸，但它的長(zhǎng)短、粗細(xì)、角度對(duì)牙刷的整體使用效果有很大影響。刷頸的設(shè)計(jì)，一般要求有一定的長(zhǎng)度和適當(dāng)?shù)拇旨?xì)。因?yàn)檫^短或過粗的刷頸缺乏彈性，刷牙時(shí)不易控制力度，容易傷害牙齦。此外，刷柄與刷頭之間的角度，有直的、傾斜的、偏置的和傾斜偏置四種，直線型的使用時(shí)比較有力，但有角度的牙刷對(duì)后牙清潔效果較好，此角度以17度～20度為宜。（圖）第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例刷頸角度（a）直形刷頸（b）傾斜刷頸（c）偏置刷頸（d）傾斜偏置刷頸2021/5/916刷柄手握方式（a）正握（b）反握人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.4.2系統(tǒng)分析4.刷柄牙刷柄是供把持用的，以便能牢固地握住牙刷并準(zhǔn)確地將刷毛深入到應(yīng)刷的部位。因此，牙刷柄的設(shè)計(jì)要求是：要有一定的長(zhǎng)度、寬度，根據(jù)GB19342-2003《牙刷》的規(guī)定，牙刷全長(zhǎng)應(yīng)大于150mm，又根據(jù)GB／T16252-1996《成年人手部號(hào)型》中列出的中國(guó)成年男子手寬均值為82mm，中國(guó)成年女子手寬均值為76mm，相應(yīng)牙刷的刷柄供拇指外四指周向抓握的部分長(zhǎng)度應(yīng)略大于此值；刷柄橫界面一般都是扁平的，這樣便于人手的把握；刷牙時(shí)手把持刷柄主要有正、反兩種握法（圖），針對(duì)每種握法，刷柄上對(duì)應(yīng)拇指、食指第二指節(jié)及其余三指握拳的位置都應(yīng)有適當(dāng)?shù)囊曈X或觸覺提示及防滑設(shè)計(jì)。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/917人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.4.2系統(tǒng)分析5.刷牙動(dòng)作刷牙有多種手法（表），除橫刷法因被認(rèn)為是造成楔狀缺損的重要因素之一而漸遭淘汰外，其它手法效果相當(dāng)?？傮w而言，刷牙時(shí)，人的前臂與上臂形成一定的夾角并可保持不變，由手用力，帶動(dòng)前臂及上臂繞肩關(guān)節(jié)擺動(dòng)。由食指到小指四個(gè)指頭握住刷柄，大拇指前伸抵住刷柄，依靠腕關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，清潔口腔內(nèi)各部位。根據(jù)人體的動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則，應(yīng)降低動(dòng)作能級(jí)，即能夠用手腕完成的動(dòng)作，不用手臂運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。為此，大拇指與刷柄的接觸面應(yīng)基本與刷毛截面平行，這樣手腕能夠輕松擺動(dòng)，因?yàn)槭滞蟮膹澢葌?cè)偏更靈活；刷頭應(yīng)與手握處隔開一定距離，這樣手腕只要小幅振動(dòng)，刷頭就可有較大清潔范圍。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例常見刷牙手法刷牙手法刷毛的位置動(dòng)作效果橫刷法與牙面成90°角水平向的拉動(dòng)齦上清潔，易造成牙齦損傷、牙頸部的楔形缺損圓弧法Fones法與牙面成90°角在牙面和牙齦上劃圈齦上清潔，對(duì)于牙齦溝內(nèi)和牙齒鄰間隙清潔效果不佳滾動(dòng)刷法Roll法刷毛尖端接觸牙齦面方向旋轉(zhuǎn)齦上清潔，牙齦按摩，不重點(diǎn)清潔牙齦溝內(nèi)的菌斑改良Stillman法向根尖方向呈45°角，部分在齦緣部分在牙間顫動(dòng)能有力地按摩牙齦，并清潔牙間隙，但是難以清潔齦溝改良charters法與牙面成90°角面方向掃動(dòng)，環(huán)形顫動(dòng)適用于鄰間隙較大者，對(duì)牙齦有良好的按摩作用，但不易清除齦溝內(nèi)的菌斑水平顫動(dòng)法改良bass法與根尖呈45°角，在齦溝中面方向顫動(dòng)。刷洗力強(qiáng)，能清除齦溝內(nèi)菌斑2021/5/918人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.4.2系統(tǒng)分析6.環(huán)境相對(duì)而言，人在刷牙時(shí)受周圍環(huán)境影響較小，主要保證環(huán)境的衛(wèi)生即可。此外，牙刷的設(shè)計(jì)還可能與環(huán)境中的一些其它因素有關(guān)，如放置方式等。如有些牙刷柄末端設(shè)有小吸盤，可吸附光滑表面倒垂擺放，有利于刷毛積水盡快瀝干，但這種方式又可能污染周圍環(huán)境。在這些方面可做適當(dāng)改進(jìn)。7.審美性在符合人的生理因素的基礎(chǔ)上，牙刷造型的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循形式美的基本原則，如比例恰當(dāng)、線條流暢、形態(tài)變化有韻律感等；色彩搭配協(xié)調(diào)，如冷色系讓人感覺干凈、金屬色讓人感覺高檔等；可適當(dāng)加以裝飾。此處不再贅述。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/919人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.4.2系統(tǒng)分析8.工程性與經(jīng)濟(jì)性牙刷主要通過工程塑料，如PS（聚苯乙烯）、ABS（丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）、PC（聚碳酸酯）、樹脂等注塑成型，再植毛而成，如有需要還可在刷柄上絲印、燙字。因此造型不宜過于復(fù)雜，以便脫模。由于技術(shù)難度不大，因此生產(chǎn)企業(yè)的利潤(rùn)一般不高。要提高收益，一方面需要通過設(shè)計(jì)提高產(chǎn)品附加值，另一方面則要降低成本。牙刷生產(chǎn)的成本主要集中在原材料與模具兩方面：上述原材料價(jià)格從每噸數(shù)千元到數(shù)萬元不等，因此牙刷在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少材料用量；模具費(fèi)用每套也需數(shù)萬元，因此在生產(chǎn)規(guī)模一定的情況下，一只牙刷所需的模具套數(shù)越少，其成本也就越低。（圖）第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例需要不同數(shù)量模具的牙刷造型（a）只需一套模具的牙刷造型（a）需要兩套模具的牙刷造型（c）需要三套模具的牙刷造型2021/5/920人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.4.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)以上目標(biāo)與分析，可以提出許多符合要求的設(shè)計(jì)方案。（圖）這需要設(shè)計(jì)師在清晰的設(shè)計(jì)目標(biāo)和深入的系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，有較好的創(chuàng)意能力和較強(qiáng)的造型能力。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/921人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.4.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)以上目標(biāo)與分析，可以提出許多符合要求的設(shè)計(jì)方案。（圖）這需要設(shè)計(jì)師在清晰的設(shè)計(jì)目標(biāo)和深入的系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，有較好的創(chuàng)意能力和較強(qiáng)的造型能力。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/922人機(jī)

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HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved17.4.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)以上目標(biāo)與分析，可以提出許多符合要求的設(shè)計(jì)方案。（圖）這需要設(shè)計(jì)師在清晰的設(shè)計(jì)目標(biāo)和深入的系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，有較好的創(chuàng)意能力和較強(qiáng)的造型能力。第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2021/5/923HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved1第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例（a）方案1：整體造型簡(jiǎn)約、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、流暢，使牙刷也能夠具有時(shí)尚感。同時(shí)，也充分考慮了人機(jī)工程因素，在實(shí)現(xiàn)造型的基礎(chǔ)上保證了抓握和使用的實(shí)用、舒適。簡(jiǎn)約的造型和單一材料的使用，在實(shí)際生產(chǎn)加工中降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率具有重要的作用。7.4.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)以上草案進(jìn)行比較分析，可以從中選擇若干綜合最優(yōu)的方案進(jìn)行深入。2021/5/924HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved1第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例7.4.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)以上草案進(jìn)行比較分析，可以從中選擇若干綜合最優(yōu)的方案進(jìn)行深入。（b）方案2：分叉式握把突破了傳統(tǒng)牙刷造型，并具有功能上的意義。中部自然下陷，融合兩邊握把，并有漣漪形防滑設(shè)計(jì)，貼合使用者手形，實(shí)現(xiàn)了良好的人機(jī)關(guān)系。整體造型流暢，線條柔和。人機(jī)

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2021/5/925HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved1第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例7.4.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)以上草案進(jìn)行比較分析，可以從中選擇若干綜合最優(yōu)的方案進(jìn)行深入。人機(jī)

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（c）方案3：造型簡(jiǎn)潔，符合人機(jī)要求。造型、裝飾、質(zhì)感充分滿足抓握自然、舒適、可靠的目標(biāo)，也能夠滿足用戶的審美要求。2021/5/926HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved1人機(jī)

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設(shè)計(jì)方案尺寸圖2021/5/927HumanEngineering,LvJiefeng,WUTCopyrightReserved1第7章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.4人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例7.4.4系統(tǒng)評(píng)價(jià)方案基本確定后，可按1：1比例制作模型，并對(duì)方案的人機(jī)關(guān)系進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。人機(jī)

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