林业机械装备的人性化设计研究
徐克生,
刘瑞林，李时舫，孟凡烨
(国家林业局哈尔滨林业机械研究所，黑龙江哈尔滨150086)
摘
要：介绍了人性化设计的理论内涵，阐述了林业机械装备对人性化设计的现实需求，从人机界面设计、设
备外观设计、操作舒适性设计等方面分析了人性化设计在林业机械装备设计中的应用前景。
关键词：林业机械；人性化设计；需求；前景；研究中图分类号:S 776.02
文献标识码:Ａ
文章编号:2095-2953(2012)12-0032-03
勇立潮头的意思Study on the Humanized Design of Forestry Machinery and Equipment
XU Ke-sheng ,LIU Rui-lin ,LI Shi-fang ,MENG Fan-ye
(Harbin Rearch Institute of Forestry Machinery,the State Forestry Administration,Harbin Heilongjiang 150086,China)
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Abstract :Theo re tica l co nno ta tio n o f hum a niz e d de s ig n is intro duce d ,the pra ctica l de m and fo r hum a niz e d de s ig n o f fores try m a chinery a nd e quipm e nt a re s ta te d a nd the a pplica tio n pro s pect o f hum a niz ed de s ig n in fo re s try m achine ry a nd e quipm ent de s ign isa na lyz e d in te rm sof hum a n-m a chineinte rfacede s ig n ,e quipm e nt a ppea rancedes ign a nd o pe ra ting co m fo rt ．Key words :fores try m a chine ry ;hum a niz ed de s ig n ;de m a nd ;pro s pect ;re s e a rch
1人性化设计的理论内涵
人性化设计的核心是“以人为本”，是指在符合人
们物质需求的基础上，强调精神与情感需求的设计。人性化设计综合了产品设计的安全性与社会性，注重改善产品与人之间存在的一种可以相互交流、互动的关系，充分重视使用者在生理、心理方面的需要。在实现产品功能设计的同时，更注重使用者对产品的需求，即美国心理学家 A.Maslow 提出的
需要层次论(Hierarchical Theory of Needs )。古代著名思想家墨子所说的“衣必常暖，而后求丽；居必常安，而后求乐”即阐述了人类需要满足的这种需要层次关系。产品设计由简单实用到除实用之外蕴含有各种精神文化因素的人性化走向，正是这种需要层次逐级上升的反映。
人性化设计是一种设计哲学理念，是工业文明发展的必然产物，是体现设计者对使用者关怀的最好诠
释。美国设计家普罗斯说过“人们总以为设计有三维—美学、技术和经济，然而更重要的是第四维—人性”。因此，人性化设计的产品，在满足产品基本功能的基础上，应最大限度地满足人的需求，适合人的行为方式，体谅人的情感，使人感到舒适，应尽量满足人的生理、心理特征，符合人的审美观和价值观，尤其要满足人的安全需要，最大限度地发挥其作用，提高工作效率。这就要求产品在设计时必须把“人的因素”作为一个重要条件来考虑，最终实现人-机-环境之间的相互协调与统一。
2
林业机械装备对人性化设计的现实
领证需要带什么
需求
我国是林业大国，但非林业强国。党中央、国务院
高度重视林业工作，确立了以生态建设为主的林业发展战略，作出了建设生态文明的战略决策，对林业作出了“四个地位”的精辟概括，提出了新时期林业的“四大使命”。胡锦涛总书记在联合国气候变化峰会上提出了“双增”目标。回良玉副总理在中央林业工作会议上的讲话中强调:“加快推进林业机械化、信息化、标准化建
收稿日期:2012-10-30
基金项目：国家林业局“948”项目“灌木仿形平茬先进技术
引进”(2012-4-31)；黑龙江省科技攻关项目“灌木平茬采收机械手研究与开发”(GC10B202)
第40卷第12期
林业机械与木工设备
Vo140No.122012年12月
FORESTRY MACHINERY &WOODWORKING EQUIPMENT
Dec.2012
设计与计算
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设，不断提高现代林业建设的物质装备水平和科学管理水平。”这些重大决策和举措，都离不开林业机械装备做支撑。发展现代林业、建设生态文明的新形势，促使各级林业主管部门、专家和领导对加强和提高林业技术装备水平高度重视。实现林业现代化，首先应实现林业机械化，没有林业机械化，就谈不上林业现代化。林业机械装备技术水平的高低，是衡量现代林业发展程度的一个重要标志。由此可见，林业机械化在现代林业建设中处于基础地位，是各项工作的前提和保证。
无论是造林、采伐、运输、木材深加工，还是森林防火、森林病虫害防治，没有先进的林业机械作载体，再先进的林业技术及林业生产工艺也只能束之高阁，发挥不了巨大生产力的作用。采用机械化作业，将大大提高劳动生产率，减轻劳动强度，提高作业质量，降低生产成本，减少不安全因素，便于集约化经营。实践证明，适时适地的良好林业技术及先进的工艺措施，在没有与其配套的机械技术实施以前，是难以形成巨大社会生产力的。只有良好的林业技术、先进的林业生产工艺与林业机械化高度结合，林业产业才能得到大力发展。实现林业机械化，是林业生产发展的需要，是提高林业科技水平的需要，是改善林业生产条件的需要。
随着社会的发展、科技的进步，现代林业机械装备设计对人性化的要求也日益提高。林业机械装备设
计应向环境友好型、资源节约型、功能多样型、操作舒适型、物美价廉型方向发展，即造型新颖、布局合理、线条优美、细节处理考究；应向性能可靠、技术先进、一机多用、提高工作效率、减少事故发生的方向发展。为此，实现“人-机-环境”的高度协调、统一、和谐的人性化设计显得尤为重要，这也是实现林业可持续发展的必然选择与现实需求。
3人性化设计在林业机械装备设计中的应用前景分析
学生会章程
林业机械装备人性化设计的主要任务是建立合理且可行的人机系统，更好地实施人机系统的功能分配，更有效地发挥人的主体作用，并为使用者创造安全、舒适的环境，实现人机系统“安全、高效、经济”的综合效能，体现设计者对使用者的关怀以及实现使用者的愿望。根据人体的理论参数和要求，在保证人体最佳状态的前提下提出使用者的作业范围；在保证工作效率的前提下提出使用者的允许范围；在不致伤害的最低限度和环境要求下提出使用者的安全范围；一切安全防护设施如何适应人的各种使用要求等。在设计时充分体现“以人为本”的设计理念，确保操作设计上符合安全性原则、能耗设计上符合环保原则、结构设计上符合最优化原则、功能配置上符合实用性原则。
团课讲稿
3.1人机界面的人性化设计
人机界面是指人机之间信息显示、传递与控制的系统，包括显示系统、控制系统。界面设计的任务就是要使信息传递及控制系统安全、可靠，符合人的生理、心理特征。界面设计应主要从人机工程学的
角度，对控制器和显示器进行合理安排。一般来说，林业机械装备上往往有多种控制器和显示器，因此，控制器和显示器的合理匹配是界面设计的主要内容。除将控制器和显示器布置在人的视觉及可触及的理想范围内，还要按重要程度、使用频率、逻辑功能、使用顺序等四项原则进行布置。主管英语>电话的英文
林业机械装备通常都将显示装置和控制装置装配成一个控制台或控制盘，因此控制-显示就应该有一个合理的运动关系，如显示器采用数字显示还是模拟显示；对显示仪表的控制是用简单的旋钮还是用同一尺寸的曲柄。实验证明，旋钮的控制优于曲柄，它可以使控制更方便、更精确。为了使用者能迅速、准确辨认，控制器通常还要利用其大小、位置、颜色、形状等进行编码。
机械装备的信息显示系统可向使用者传递各种信息，这些信息经过使用者的汇集、加工和处理，再通过控制系统反馈给机械设备。在信息传递过程中，使用者对信息的接收速度、处理速度、反馈速度及其相应的准确性在很大程度上取决于信息显示系统的设计。由于对信息接收的器官不同，显示系统有视觉显示器、听觉传示器、触觉显示器和动觉显示器等。在作业过程中，对显示器的选择主要依据信息的特征、作业活动情况及作业环境而设计。当传递复杂、抽象或多样化的信息在噪声较大的作业环境中传递，以及操作人员工作地点固定不动的情况下传递宜选用视觉显示装置；当传递的信息简单、紧急，操作人员的工作又要求四处走动或环境被严重干忧(如灯光昏暗、粉尘飞扬、工作地点杂乱等)的情况下，采用听觉传示较为理想；触觉显示器及动觉显示器也应依据信息特点及人的作业要求选择。在这几种显示器中，视觉显示器由于信息传递量大、传递方式多样化而占主要地位。
控制系统的设计质量直接影响机电设备的运转情况，因此对控制器的设计要符合人机工程学要求。从控制器的编码、操纵阻力到控制器的形状、大小等都要进行人机工程学分析。对控制类人机界面的设计主要应考虑林业机械装备显示装置与人信息通道特性的匹配；操纵器与人体运动特性的匹配；显示器与操纵器性能的匹配等，从而针对不同的系统研究设计最优的显示-控制方式。控制器的操纵大多由手来完成，手动控
徐克生，等：林业机械装备的人性化设计研究33第12期
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制器常见的有旋钮、按键(包括键盘)、手柄、转轮等几种。这不仅因为手操作起来灵敏、准确，而且手的操作功能多种多样，如手可以有握持、定位、分离、装配等动作。手动控制器的设计应该符合手的生理特点、运动规律及活动范围，否则不仅影响手的操作动作，长期使用还会影响手的健康。如尺寸设计过大，操纵阻力设计不适宜，在使用时将压迫手掌使之紧张，造成酸麻、手胀等不适感觉。因此，手控制器的设计应考虑其外形结构及尺寸等适应人手的活动要求。3.2设备外观的人性化设计
外观设计也就是设备的造型设计，也称其为设备的艺术造型。林业机械设备的传统形象一直比较粗放，过去无论设计还是制造，都没有对其外观给予足够的重视。林业机械设备艺术造型不仅应能体现其功能的合理性及外在质量的统一性，使机器的形态与其结构、功能及使用要求相统一，还应体现出
设备的技术先进性和符合时代感的审美要求。外观设计包括很多方面，如各部分的比例得当、形体流畅、色彩协调、显示装置与控制装置布置美观以及便于直观操作和有醒目的标识等。另外，在外形及色彩使用上还应兼顾设备的安全性，如在一些高危机械设备中应使用安全色和安全标志。此外，还要注意色彩的流行性、国际规定的警戒色、民族地域的用色习惯、企业专用色以及各国对色彩的好恶等方面，以避免产生误会导致产品受到抵制。斯大林
3.3操作舒适性的人性化设计
劳动条件的好坏，不仅影响作业质量和生产率，而且直接关系到林业机械装备使用者的身心健康。所以，在林业机械设备设计时就应充分考虑到使用者的安全与舒适，这也是林业机械发展中一个迫切需要研究和解决的问题。
舒适性与许多影响因素有关，很难用一个简单的指标来评价。林业机械设备的使用者是否舒适，取决于安全状况，振动、噪声，驾驶室内的温度、湿度，发动机废气污染，操纵方法与操纵力，照明、显示装置，通讯条件等是否在使用者人体最佳适应范围内。在一定意义上说，就是要处理好人与机械的关系。以人为主体，和以机械为劳动工具的人机关系中，主要体现在“机宜人”和“人适机”的关系上。供人使用的机械，应尽量满足人的生理、心理特征，符合人的审美观和价值观，尤其要满足人的安全需要，让人能最大限度地发挥其作用。如联合伐木机和采运机械的驾驶室应为翻滚保护结构(ROPS )，满足抗侧翻碰撞和吸收动能这两方面的
要求；竖直矩形的仪表盘面在定性显示中的认读时间最短，准确性也较高，而开窗式的仪表盘面在定量显示中的认读时间最短。
4
小结
随着科学技术、设计手段、机械制造水平、实验
检验能力的提高，人们对林业机械装备人性化设计的要求会越来越高，这是时代和社会进步的体现。未来的人性化设计具有更加全面立体的内涵，将超越我们过去有关人与物关系的认识，追求人-机-环境的协调，在设计中表达人文思想，满足人的精神需求，关注人类的生活环境和生活方式，把这些心理和情感的因素融入到设计中去，是人性化设计的精髓与发展趋势。
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第40
卷
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