人机工程学在叉车设计上的应用

赵晓东

摘要：叉车的人机工程设计还有色彩以及造型设计是叉车设计的主要部分，这三个方面进行分析与研究，给出更为合理的设计思路，以人体模型为模板进行相应的验证，叉车的参考价值是由一些设计思路对不同类型的工程机械类型的设计是大同小异的。

关键词：叉车；人机工程；造型设计

叉车作为一种工程车辆可以用于搬运，叉取和堆垛。它的机构紧凑，容易操作并且体积小重量轻，最重要的是它可以在工作场所比较狭小的空间作业。人机工程设计主要是以人的心理和特性为根本，运用系统，对人与机械或者环境之间的相互作用进行工程系统设计，运用这种设计可以使叉车操作方便，为人节省体力，并且安全舒适，可以使人与机械还有环境的配合达到最佳的状态。

1叉车的人机工程设计

叉车人机工程学设计涉及到人体与机器多方面领域，包括人体测量学，工程心理学，行为科学，最重要的是人体测量，测量数据在安全设计中起到至关重要的作用，在人体测量中，多用百分数来表示。

2人体测量数据的统计

任何产品都必须消费，有其受益人群，这些人就是使用人群。产品设计中使用群体的人体测量数据是重要的参数和依据，主要是身材较大的人和身材娇小的人进行类比，依此来统计处理得到使用群体的主要人体测量数据。人体测量数据习惯用百分比来表示，这是一种数据测量指标，一个百分数把数据测量分为两个部分，有百分之五，百分之五十，身材较大的用百分之五十表示，身材小的用百分之五表示。人体参数也是可以建立人体模型的依据，人体模型可以描述人的体态特征和生理特征，是进行分析研究的试验对象，广泛应用于仿真学，在仿真学中，可以模仿人的工作姿势和运动姿势，根据百分位来作出不同的人体模型，人体模型分为二维人体模型和三维人体模型，二维人体模型是人机时最常用的仿真模型，通过有效的关节点连接来进行仿真。而三维人体模型，是随着计算机高科技发展迅速而生成的仿真模型，它相对于二维人体模型对比，是更直观，方便准确的模拟人的行动。

3研究坐姿相关理论分析

相关研究表明，人体坐姿状态下，人体的脊椎，骨盆，腿和脚是主要受力的。它们是人体主要受力关节，其中脊椎是人体背部中线处的依靠，受力部分最大的应该是腰椎和椎间盘，为了保持身体生理弯曲形式，压力会均匀分配椎间盘各个部分，而且压力平滑绝不是平均压力分配，座椅的舒适性分为两个情况分析，这里主要是静态分析和动态分析，经过专业的操作分析，静态分析是通过前期对于人体生理学和生物力学的研究结果，进行仿真实验，综合人体尺寸模拟，通过人体模型来优化座椅尺寸，结构，使驾驶员身体主要承受结构与人体压力分配更为舒适，动态分析主要是车辆运行中状态对于座椅舒适性的影响驾驶者，对于叉车这里主要研究振动和座椅位置移动对于座椅的影响，在叉车这里主要研究振动和位置 移动对于座椅的影响，在叉车运行中路和动力振动都会产生颤动，为了减小驾驶员的影响安装座椅悬挂系统，这种系统通过科学规律以改变座椅振动传递频率，使数值一直处于驾驶员能承受范围。

4叉车座椅人机安全设计

座椅是叉车驾驶员关系最直接接触的装置，驾驶员采用坐姿操作叉车，身体直接和座椅长时间接触，直至工作完成，叉车的工作效率主要是由座椅的舒适度所决定，因为良好的舒适度才可以减少司机的疲劳程度。所以叉车座椅是需要进行不断完善的。

5方向盘的人性化设计

叉车最重要的操作装置之一是方向盘，它的作用可以控制叉车的行驶方向。方向盘位于驾驶员正前方，方向盘圆心在驾驶员最舒适位置，方向的人机设计原则，主要考虑了尺寸一定合适操作者的不同人体尺寸，还有一些外力作用，比如转向力和轴向力，转向阻力是重要的外力，它与方向盘的倾斜角度要符合驾驶员的生理，要求更为舒适，方向盘的形式选择显示多为盲区，操作方式要同叉车相互配合。叉车方向盘形式主要采用两幅式，单幅式，三幅式。

6叉车操作杆的人性化设计

操作杆是叉车操作装置，主要用于门架倾斜、叉架起落和换挡操作。操作杆的设计，主要考虑其形态尺寸、操作形式与行程、扳动角度以及布置位置，一定要适合操作者的人体尺寸特点和舒适条件，要符合操作者的生理特征。操作杆的行程和扳动角度基本做到仅需要手臂就能完成，尽量减少身体不必要移动，减轻操作者的疲劳程度。

7叉车踏板人机人性化设计

一般当操作力超过不超过147N，且连续使用时，可以选着踏板控制器，叉车中一般加速，制动选用踏板操作，此机械传动叉车的变速离合器也使用踏板控制，所以踏板叉车的人机操作是很重要的，在叉车设计中有重大意义。

8叉车的显示装置

在叉车人机系统中，还有显示系统是更加直观的，显示系统作用是信息输入阶段和反馈阶段提供的车辆运行，状态的信息，显示系统设计是否符合人机协调原则，这些信息直接影响着司机的识别阶段与执行阶段的高效性，安全性。所以驾驶者必须认读准确，快速又不易使驾驶员披览信息的显示的重点，这是驾驶员需要熟练的，显示装置的原则，再设计中，信息显示形式一定要简单，不复杂，形象有层次符合识别的习惯，分辨性给出的信息被驾驶者感知并闹钟形式或者下意识动作相关认知的容易程度。主要有反应时间和识别的习惯，但不宜过长，即可分辨优良，可分辨性即可仪表给出的信息被操作者感知并在相关认知容易程度，主要有时间和识别准确性等指标，这些也是极其重要的。

9研究叉车仪表分析选型

叉车的仪表是显示装置的直观体现，叉车前仪表与汽车类型不同，仪表比正常汽车要多的多，其中主要有燃料表，电量表，冷却水温表，油压表，工作计时器，各种信息提示，这些是直观的信息，由于叉车一般进行速度较为缓慢，一般不单独设置时速表与转速表减少仪表内容，主要是整体表盘简洁和清晰。在众多仪表中油压表示要读取瞬时数据的仪表，他们是数量仪表。仪表盘的尺寸设计也是人性化的，刻盘的大小和刻度标记数量与人的观察距离有关，刻度盘大小的刻度要满足识别准确，快速的要求，刻盘直径25毫米开始增大，具体大小还要与显示系统的观察距离而定。endprint

10叉车的视野盲区

（下转第104页）

（上接第81页）

由于叉车的结构特殊性，除了侧叉车，门架机构一般位于驾驶者正前方，且包括起升链条，油缸的合理布置，现在大多数叉车使用了这种宽视野门架，门架的高度仍然会不同程度遮挡驾驶员前方视野。盲区是指在野区或视野内被遮挡食物的区域，由于盲区会遮挡工作实现，产生市区窄小，不利于叉车安全工作作于，所以要在视野设计时尽量扩大视野，减小盲区。同视野，盲区也分为单眼盲区与双眼盲区，在设计时根据实际情况选择。

据权威调查显示，驾驶员工作时候，有百分之30时间开倒车，因为前方视野被货物挡住，这样叉车只能开倒车了，这样就造成了驾驶员长时间扭头是司机严重疲劳，就会产生脊椎或者腰椎的疾病，目前国外研制一种叉车来解决这种问题，就是在车后面有显示装置，这种设计理念可以减少腰椎的毛病。

11叉车的外观造型设计

叉车外形的造型设计是叉车工业设计的重要组成部分，现代叉车的造型趋势要求视觉上更有亮点，有创新，比如体型轻便、线条简洁，造型整体性和个性强，从视觉上看上去比较协调美观，整体造型流畅统一，整车的设计亲和力强，能给用户带来购买的欲望。

12叉车的外观色彩设计

叉车的色彩依附于车体，但是色彩更具有简单的冲击力，是产品竞争的主要手段之一，色彩和造型的相互配合可以给外观以更直接的整体性，给人以视觉协调的感觉，色彩和造型的相互融合才可以使外观更直接体现在人们的视野中。

12.1满足环境的要求

叉车是在室外和室内都能使用到的产品。所以叉车主要在室内与室外使用其外观应有所不同。如果使用场合在室内的话，一般都会用比较有亮度的颜色体现光感，比如黄色，绿色。如果使用产品在室外的话，这样容易接触水泥，灰尘容易被污染，这样为了耐脏，就跟衣服也一样，使用光感比较暗的色彩，黑色，紫红之类的。

12.2满足叉车功能的要求

主色调的选择最重要，根据驾驶者的喜好和产品的功能不同而定，其余色彩必须围绕主色彩进行包装，形成统一的整体感，从而满足功能要求和不同客户的需求。叉车是一种工业机械产品，颜色不要求花哨，但是叉车工作时对工作环境下非操作人员具有一定危险性，所以从调节颜色方面应该考虑醒目色彩为主色调，这些色彩可以有警示作用。驾驶室内的色彩选用低透明度，无反光的中性色，这样对人无干扰，有利于驾驶员集中精力，安全操作，且不容易疲劳。对这种显示器和操作装置的产品，其控制面板的色彩要具有良好的视觉，辨认度高，保证工作时反应快捷，操作精准。

13结束语

工业机械中常常用叉车进行作业，这是比较方便的，它广泛与码头港口，还有货场，工厂车间，流通中心和配送中心，并进入船舱和车厢内进行托盘，搬运，并且实现机械化作业，主要是减轻工人搬运劳动强度，作业效率提高的主要工具。在设计叉车时要保证安全，如今社会比较重视社会分子，在日常生活中更要强调工作舒适性。

参考文献：

[1]时元福.人机工程学在叉车上的应用[J].工程机械,2003(34).

[2]严波.人机工程学在叉车设计上的应用研究[J].机械设计与制造,2007(12).

[3]王旭辉.人机工程学在叉车内外设计及安全设计中的应用研究[D].太原理工大学,2011endprint