基于人因工程學的新型多媒體講臺優化設計研究＊

宋海冰，林 怡，洪增強

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基于人因工程學的新型多媒體講臺優化設計研究＊

宋海冰，林 怡，洪增強

（大連民族大學 機電工程學院，遼寧 大連 116600）

闡述了一種顯示屏高度及傾斜角度可調節的新型多媒體講臺，該新型多媒體講臺包括講臺外部結構及空間布局、功能性機械結構、傳動機構和電控系統。基于人因工程基本理論及實際情況對多媒體講臺外部結構進行優化設計，使其具有功能性并提高空間利用率，應用簡單機械結構實現屏幕高度及角度的調節，并通過以單片機為核心的電控部分來實現控制方式的簡單化。

多媒體講臺；人因工程；多媒體教學一體機；多媒體控制系統

1 概述

如今科技飛速發展，多媒體教學一體機已經較為完善，它是一種將講臺與電腦、多媒體控制系統、視頻展臺、音頻設備、視頻轉換器等電子產品集合為一體的產品，具有操作簡單直觀、演示再現規范、圖像變化靈活、資源利用簡便等優勢，能增強師生間的互動，同時也能應用于商務培訓以及廣告宣傳、產品或項目的展覽、演示等，但與之相匹配的多媒體講臺卻難以滿足人們的需求。目前，市面上的多媒體講臺大多電腦屏幕高度及角度不可調節，部分只能進行單一調節或調節受限制，此類講臺不便于使用者觀看屏幕，在使用時易產生疲勞感；還存在桌面空間利用率低、需要使用者手動操作、復雜、費時等諸多缺點。多媒體教學一體機如此廣泛的應用促使我們設計一款與之搭配的新型多媒體講臺。因此，在傳統講臺的基礎上進行優化設計研究。

2 基于人因工程學的多媒體講臺設計

2.1 新型多媒體講臺的主體部分

該新型多媒體講臺包括講臺外部結構及空間布局、功能性機械結構、傳動機構和電控系統，具體如圖1和圖2所示。

2.2 外部結構及空間布局

外部結構由機架、底盤和拓展空間構成，底盤運用合金材料配合可伸縮結構，實現高度的可調節。拓展空間包含控制屏幕變化過程中采集信息的按鍵、抽拉式鍵盤以及與整個拓展空間大體顏色相異的水杯槽。抽拉式鍵盤配合滑軌阻尼，可降低噪聲，更適合教室、會議室等環境使用。

2.3 功能性機械結構

功能性機械結構由顯示屏框、運動支架、滑動軌道、運動滾輪、導軌盤和機箱蓋構成。支架上方與顯示屏框相連接，支架下方裝有滑動滾輪，滑動滾輪安裝在滑動軌道之中，滑動軌道為滑動滾輪提供軌跡限定的移動空間，即滑動滾輪可在滑動軌道內根據同步帶的移動而發生移動，從而使支撐顯示屏框的運動支架的角度發生改變，以此調節上方支撐的顯示屏框的高度和角度。

1—顯示屏框；2—運動支架；3—滑動軌道；4—運動滾輪；5—導軌盤；6—機架；7—底盤；8—拓展空間。

9—機箱蓋；10—傳動齒輪組；11—同步帶；12—同步電機。

2.4 傳動機構

傳動機構由傳動齒輪組、同步帶、同步電機構成。同步電機為整個新型多媒體講臺提供動力，電機與傳動齒輪組通過同步帶相連，將動力最終傳輸到滾輪上，使運動滾輪在“軌道”上滑動（滾輪與滑道有“自鎖”），通過調節2對齒輪的相對距離及在“軌道”上的位置便可對顯示屏高度和傾斜角度調整，達到設計目的。

2.5 電控系統

電控系統由單片機、按鈕、電源、各類導線等構成。按鈕將用戶指令傳送至單片機中，經過單片機分析處理，在電源的支持下完成對電機的控制。具體流程如圖3所示。

圖3 控制流程圖

3 功能實現方式

該新型多媒體講臺利用電機為整個功能性機械機構提供動力，通過電機連接傳動齒輪組帶動同步帶的移動，從而使固定在電腦屏幕框的支架發生移動，實現對電腦屏幕高度及角度的調節。對新型多媒體講臺的桌面布局進行合理化設計，設置異于新型多媒體講臺桌面大體顏色的局部圓形區域，利用“求滿”心理間接實現對操作者水杯等物品放置位置的限制，抽拉式鍵盤能在節省空間的同時將鍵盤高度提高，使其更易于操作，并在此新型多媒體講臺的桌面設置按鍵，以采集使用者的指令信息，實現智能化。

4 結論

新型多媒體講臺基于人因工程學對傳統多媒體講臺進行研究及改善設計，實現智能化的可控操作。其中，簡單機械結構使電腦屏幕實現高度、角度可調節，適應不同身高的操作者，成本低廉，便與生產，適于廣泛推廣，可應用于學校、公司會議廳等諸多場合。

［1］郭付，錢省三.人因工程學［M］.北京：機械工業出版社，2007.

［2］聞邦椿.機械設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，2010.

TS951.7

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.22.124

2095－6835（2018）22－0124－02

大連民族大學大學生創新創業訓練計劃資助（校級201812026188）

宋海冰（1997—），女，吉林吉林人，大學本科生，研究方向為工業工程。

林怡。

〔編輯：張思楠〕