人機工程學在叉車設計上的應用

趙曉東

摘要：叉車的人機工程設計還有色彩以及造型設計是叉車設計的主要部分，這三個方面進行分析與研究，給出更為合理的設計思路，以人體模型為模板進行相應的驗證，叉車的參考價值是由一些設計思路對不同類型的工程機械類型的設計是大同小異的。

關鍵詞：叉車；人機工程；造型設計

叉車作為一種工程車輛可以用于搬運，叉取和堆垛。它的機構緊湊，容易操作并且體積小重量輕，最重要的是它可以在工作場所比較狹小的空間作業。人機工程設計主要是以人的心理和特性為根本，運用系統，對人與機械或者環境之間的相互作用進行工程系統設計，運用這種設計可以使叉車操作方便，為人節省體力，并且安全舒適，可以使人與機械還有環境的配合達到最佳的狀態。

1叉車的人機工程設計

叉車人機工程學設計涉及到人體與機器多方面領域，包括人體測量學，工程心理學，行為科學，最重要的是人體測量，測量數據在安全設計中起到至關重要的作用，在人體測量中，多用百分數來表示。

2人體測量數據的統計

任何產品都必須消費，有其受益人群，這些人就是使用人群。產品設計中使用群體的人體測量數據是重要的參數和依據，主要是身材較大的人和身材嬌小的人進行類比，依此來統計處理得到使用群體的主要人體測量數據。人體測量數據習慣用百分比來表示，這是一種數據測量指標，一個百分數把數據測量分為兩個部分，有百分之五，百分之五十，身材較大的用百分之五十表示，身材小的用百分之五表示。人體參數也是可以建立人體模型的依據，人體模型可以描述人的體態特征和生理特征，是進行分析研究的試驗對象，廣泛應用于仿真學，在仿真學中，可以模仿人的工作姿勢和運動姿勢，根據百分位來作出不同的人體模型，人體模型分為二維人體模型和三維人體模型，二維人體模型是人機時最常用的仿真模型，通過有效的關節點連接來進行仿真。而三維人體模型，是隨著計算機高科技發展迅速而生成的仿真模型，它相對于二維人體模型對比，是更直觀，方便準確的模擬人的行動。

3研究坐姿相關理論分析

相關研究表明，人體坐姿狀態下，人體的脊椎，骨盆，腿和腳是主要受力的。它們是人體主要受力關節，其中脊椎是人體背部中線處的依靠，受力部分最大的應該是腰椎和椎間盤，為了保持身體生理彎曲形式，壓力會均勻分配椎間盤各個部分，而且壓力平滑絕不是平均壓力分配，座椅的舒適性分為兩個情況分析，這里主要是靜態分析和動態分析，經過專業的操作分析，靜態分析是通過前期對于人體生理學和生物力學的研究結果，進行仿真實驗，綜合人體尺寸模擬，通過人體模型來優化座椅尺寸，結構，使駕駛員身體主要承受結構與人體壓力分配更為舒適，動態分析主要是車輛運行中狀態對于座椅舒適性的影響駕駛者，對于叉車這里主要研究振動和座椅位置移動對于座椅的影響，在叉車這里主要研究振動和位置 移動對于座椅的影響，在叉車運行中路和動力振動都會產生顫動，為了減小駕駛員的影響安裝座椅懸掛系統，這種系統通過科學規律以改變座椅振動傳遞頻率，使數值一直處于駕駛員能承受范圍。

4叉車座椅人機安全設計

座椅是叉車駕駛員關系最直接接觸的裝置，駕駛員采用坐姿操作叉車，身體直接和座椅長時間接觸，直至工作完成，叉車的工作效率主要是由座椅的舒適度所決定，因為良好的舒適度才可以減少司機的疲勞程度。所以叉車座椅是需要進行不斷完善的。

5方向盤的人性化設計

叉車最重要的操作裝置之一是方向盤，它的作用可以控制叉車的行駛方向。方向盤位于駕駛員正前方，方向盤圓心在駕駛員最舒適位置，方向的人機設計原則，主要考慮了尺寸一定合適操作者的不同人體尺寸，還有一些外力作用，比如轉向力和軸向力，轉向阻力是重要的外力，它與方向盤的傾斜角度要符合駕駛員的生理，要求更為舒適，方向盤的形式選擇顯示多為盲區，操作方式要同叉車相互配合。叉車方向盤形式主要采用兩幅式，單幅式，三幅式。

6叉車操作桿的人性化設計

操作桿是叉車操作裝置，主要用于門架傾斜、叉架起落和換擋操作。操作桿的設計，主要考慮其形態尺寸、操作形式與行程、扳動角度以及布置位置，一定要適合操作者的人體尺寸特點和舒適條件，要符合操作者的生理特征。操作桿的行程和扳動角度基本做到僅需要手臂就能完成，盡量減少身體不必要移動，減輕操作者的疲勞程度。

7叉車踏板人機人性化設計

一般當操作力超過不超過147N，且連續使用時，可以選著踏板控制器，叉車中一般加速，制動選用踏板操作，此機械傳動叉車的變速離合器也使用踏板控制，所以踏板叉車的人機操作是很重要的，在叉車設計中有重大意義。

8叉車的顯示裝置

在叉車人機系統中，還有顯示系統是更加直觀的，顯示系統作用是信息輸入階段和反饋階段提供的車輛運行，狀態的信息，顯示系統設計是否符合人機協調原則，這些信息直接影響著司機的識別階段與執行階段的高效性，安全性。所以駕駛者必須認讀準確，快速又不易使駕駛員披覽信息的顯示的重點，這是駕駛員需要熟練的，顯示裝置的原則，再設計中，信息顯示形式一定要簡單，不復雜，形象有層次符合識別的習慣，分辨性給出的信息被駕駛者感知并鬧鐘形式或者下意識動作相關認知的容易程度。主要有反應時間和識別的習慣，但不宜過長，即可分辨優良，可分辨性即可儀表給出的信息被操作者感知并在相關認知容易程度，主要有時間和識別準確性等指標，這些也是極其重要的。

9研究叉車儀表分析選型

叉車的儀表是顯示裝置的直觀體現，叉車前儀表與汽車類型不同，儀表比正常汽車要多的多，其中主要有燃料表，電量表，冷卻水溫表，油壓表，工作計時器，各種信息提示，這些是直觀的信息，由于叉車一般進行速度較為緩慢，一般不單獨設置時速表與轉速表減少儀表內容，主要是整體表盤簡潔和清晰。在眾多儀表中油壓表示要讀取瞬時數據的儀表，他們是數量儀表。儀表盤的尺寸設計也是人性化的，刻盤的大小和刻度標記數量與人的觀察距離有關，刻度盤大小的刻度要滿足識別準確，快速的要求，刻盤直徑25毫米開始增大，具體大小還要與顯示系統的觀察距離而定。endprint

10叉車的視野盲區

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由于叉車的結構特殊性，除了側叉車，門架機構一般位于駕駛者正前方，且包括起升鏈條，油缸的合理布置，現在大多數叉車使用了這種寬視野門架，門架的高度仍然會不同程度遮擋駕駛員前方視野。盲區是指在野區或視野內被遮擋食物的區域，由于盲區會遮擋工作實現，產生市區窄小，不利于叉車安全工作作于，所以要在視野設計時盡量擴大視野，減小盲區。同視野，盲區也分為單眼盲區與雙眼盲區，在設計時根據實際情況選擇。

據權威調查顯示，駕駛員工作時候，有百分之30時間開倒車，因為前方視野被貨物擋住，這樣叉車只能開倒車了，這樣就造成了駕駛員長時間扭頭是司機嚴重疲勞，就會產生脊椎或者腰椎的疾病，目前國外研制一種叉車來解決這種問題，就是在車后面有顯示裝置，這種設計理念可以減少腰椎的毛病。

11叉車的外觀造型設計

叉車外形的造型設計是叉車工業設計的重要組成部分，現代叉車的造型趨勢要求視覺上更有亮點，有創新，比如體型輕便、線條簡潔，造型整體性和個性強，從視覺上看上去比較協調美觀，整體造型流暢統一，整車的設計親和力強，能給用戶帶來購買的欲望。

12叉車的外觀色彩設計

叉車的色彩依附于車體，但是色彩更具有簡單的沖擊力，是產品競爭的主要手段之一，色彩和造型的相互配合可以給外觀以更直接的整體性，給人以視覺協調的感覺，色彩和造型的相互融合才可以使外觀更直接體現在人們的視野中。

12.1滿足環境的要求

叉車是在室外和室內都能使用到的產品。所以叉車主要在室內與室外使用其外觀應有所不同。如果使用場合在室內的話，一般都會用比較有亮度的顏色體現光感，比如黃色，綠色。如果使用產品在室外的話，這樣容易接觸水泥，灰塵容易被污染，這樣為了耐臟，就跟衣服也一樣，使用光感比較暗的色彩，黑色，紫紅之類的。

12.2滿足叉車功能的要求

主色調的選擇最重要，根據駕駛者的喜好和產品的功能不同而定，其余色彩必須圍繞主色彩進行包裝，形成統一的整體感，從而滿足功能要求和不同客戶的需求。叉車是一種工業機械產品，顏色不要求花哨，但是叉車工作時對工作環境下非操作人員具有一定危險性，所以從調節顏色方面應該考慮醒目色彩為主色調，這些色彩可以有警示作用。駕駛室內的色彩選用低透明度，無反光的中性色，這樣對人無干擾，有利于駕駛員集中精力，安全操作，且不容易疲勞。對這種顯示器和操作裝置的產品，其控制面板的色彩要具有良好的視覺，辨認度高，保證工作時反應快捷，操作精準。

13結束語

工業機械中常常用叉車進行作業，這是比較方便的，它廣泛與碼頭港口，還有貨場，工廠車間，流通中心和配送中心，并進入船艙和車廂內進行托盤，搬運，并且實現機械化作業，主要是減輕工人搬運勞動強度，作業效率提高的主要工具。在設計叉車時要保證安全，如今社會比較重視社會分子，在日常生活中更要強調工作舒適性。

參考文獻：

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[3]王旭輝.人機工程學在叉車內外設計及安全設計中的應用研究[D].太原理工大學,2011endprint