人的特性与机械设计的协调

设计的机械要为人所用，那么必须要和人的特性协调、配合。

（1）人的力量和动力 人具有的动力为100～300W，能够发出的力量为100～300N。由人操作的机构，必须为人力所能及才行。

（2）人的尺寸 人的身高，手和脚的长度，坐下来时关节的位置和眼的位置等，机械必须和人的空间尺寸协调、相配。

（3）人的活动范围 人的手和脚有一定的活动范围，各关节（如肩关节、手肘部关节、手腕部关节、腰部关节、膝盖关节和脚部关节、颈关节）的活动范围不同，机械必须满足不同关节的不同活动范围的要求。

（4）人的感觉范围 机械必须符合人的感觉范围。人的感觉范围是很有限的，太小的力、太弱的光、太微细的东西人都感觉不到，人的听觉、视觉、触觉、嗅觉、味觉和温度的感觉因人而异，都局限在一定的范围内，具有迟钝与敏捷之分，非常复杂，机械必须灵活地对应人的五感六觉特性。

（5）人的操作感觉和判断感觉 人在操作机械时，操作量必须与机械的活动量平衡对应。例如，自来水龙头的开关手柄拧大了，出水就多，开关手柄的角度收小了，出水就少；转向盘向右转，车头就向右转，转向盘向左转，车头就向左转，和人的感觉一致。

（6）人的操作过程和时间、判断顺序、思考顺序 机械的设计必须考虑人的操作习惯和过程，必须考虑人反应的时间长短、判断顺序和思考顺序。机械的动作太快，人往往跟不上节奏，无法判断，烦恼油然而生。

（7）人的复杂情感和心理 已经进入快速发展的机器人时代的21世纪，有时机器人必须模仿人的动作，更进一步，还需模仿人的复杂情感和心理活动。

研究人的特性，就必须关心脑科学和人体工学。

高品质优良设计的目标就是把设计对象（产品）的功能、质量和制造周期进行最优化，以展开正确无误的设计。当然，必须达到产品所要求的规格条件，而且必须提高环境保护的责任意识，保证设计对环境没有坏影响。

设计必须面向上述安全优质的目标是一个基本的任务。具体来说，有下面几个要点：

1）掌握设计对象（产品）的规格质量条件。

2）收集和利用可供参考的技术资料。(https://www.xing528.com)

3）各种行业标准和规格的遵守与使用。

4）关联法规的理解和遵守。

5）各专业厂商的产品的利用。

6）经过实践证明的既有图纸和实物等的利用。

7）人脑智力的开发、设计计算理论与现场实践的闭环反馈循环优化展开。

8）计算机辅助设计的利用，CAD/CAE等软件的使用。

9）从设计开始到零件供应与加工周期的同步整合协调，以缩短生产周期。

10）实现物美价廉的目标，精心设计、精心施工、精心服务，减少失误和浪费，提高质量与降低成本。

上面归纳出来的十个要点，当然还必须赋予社会学和人际关系学、公共关系学等行为环境上必需的任务。从事精密机械工程学的工作，必须心知肚明这一行的团队性，单枪匹马是做不了的。如果在项目的实施全过程中，事前没有规划好前述十个要点的实施计划，不按部就班落实时间、落实人，是没法展开工作的。

进而必须了解的是，从事精密机械工程学的工作，不是靠几个齿轮、凸轮等单纯机械设计就能解决的工作。精密机械工程学的任务，经常在交叉科学、多学科领域进行，和工业设计、人体工程学有密切的联系，如图1.2.4所示的测量仪表，其形状和读数误差的结果有关，进一步的研究表明，文字形状、数字的写法、指示灯的使用方法和仪表文字底盘的颜色搭配等和读数精度误差都有微妙的关系。我们上班的地方都有许多文章要做，只要举几个小的例子，就会觉得谈机械设计的基础这个话题太大，数理化电工艺方方面面基础知识都需要，日本有一本《M&E》的杂志，就是专攻M&E[MECHANICAL（机械）、MATERIAL（材料）、MANUFACTURING（制造）、ELECTRONICS（电子学）、EQUIPMENT（装置）、ENGINEERING（工学）]的杂志，在设计过程中强化科学系统综合设计的理念非常重要。

图1.2.4 仪表的指针形状和读数误差的结果关系