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多媒体演示仪的人机协调设计

楚杰

  多媒体演示仪作为高校教学的必备工具,在日常教学中应用广泛。但是,目前我国普遍使用的教学设备由于设计参数的部分缺陷、设计方法的不完善,致使75%以上的教师患上了颈椎病、肩周炎等多种疾病。如何进行演示仪的参数优化设计则成为工程技术界研究的必要课题。本文以人机工程学理论为基础,采用样本人群的工程技术测量、问卷调查及计算机辅助工程设计等方法,进行多媒体演示仪的参数建模和工程模型的辅助设计,具体完成我国高校教师样本尺寸的数据建模,并通过模型数据的有效筛选及计算机辅助设计进行多媒体演示仪的人机协调设计,从简单易用,安全高效的角度改善多媒体演示仪的外部构件,完善演示仪的总体结构和功能,促进整体优化设计。研究结果为教学设备的尺寸优化和设计方法的合理选择提供科学依据。 数据建模采用样本人群实测法,选取了国内相关高校在职教师100名样本人群,通过对教师站立姿两种作业岗位下,静态和动态尺寸参数的详细测量,获得了一套高校教师样本人群人体尺寸数据库。通过理论数据分析和计算机数理统计进行人体尺寸数据的均值和方差计算,通过计算机模拟和优化筛选完成人体尺寸数据建模,通过尺寸参数优化设计实现演示仪的人机协调,为新型演示仪的开发提供了设计依据。此外,调查问卷的内容设计从演示仪操作的实际工作环境出发,设计相关的问卷类型、问题、问卷结果输出与反馈方式,有效将问卷调查结果的深度剖析与演示仪教师现场操作规律相结合,保证了问卷调查数据的合理性和准确性。 人机协调设计中,充分利用人群样本尺寸建模数据库及人机相合性设计要素,以人机工程学理论和设计心理学基础为依托,主要完成:人体尺寸分析、演示仪用户界面参数设计、功能操作界面参数设计、话筒参数设计、上盖参数设计、设备连接口及系统操作区参数设计、总体尺寸参数设计和实体模型整体参数设计。重新定位了人机协调演示仪的安全尺寸参数,增加了合开两用升降座椅和创新演示屏。研究形成的各项参数和整体设计经过计算机信息技术模拟实验和模型测试显示:符合教师课堂操作状态,操作规律符合人机工程协调设计的基本要求。 论文以数据调查、数理统计分析,参数优化设计为主要研究方法,以构建模型、计算机信息模拟为检验手段,实现新型多媒体演示仪的人机协调设计。主要研究结论如下: 1.论文完成了高校教师人体尺寸的数据建模,在实验环节中建立了一套适合中国高校教师人体尺寸数据库,解决了目前我国高校教师人体测量数据来源不完善,人体尺寸设计依据不完整等问题,为进一步规范我国教学设备的数据定位及科学完成高校教师教学用具的合理化设计提供一定的依据。 2.初步探索了以演示仪为例的教学设备人机工程设计方法,即样本人群尺寸的数据建模与人机相合性设计相结合的产品参数协调设计法,该方法从设计理念上解决了目前教学设备设计难的问题。该方法明确定位了以演示仪为例的多媒体教学设备的设计思路。采用的工程测量与相合设计实验,方法科学、数据可靠,为将来各类教学设备的开发与研制提供了必要的方法学与技术参考。 3.在数据结果的应用方面,采用将样本人群的数据测量与人机工程相合性设计相结合的协调设计法,完成了基于高校教学实际环境的多媒体演示仪人机协调设计,形成了人机环境相协调的多媒体新型演示仪。其特点有: (1)设计参数:经过参数优化设计后的演示仪尺寸从相合性的角度出发更符合教师的操作标准,使教师在实际工作环境中更加舒适,达到人性化设计的基本要求。 (2)界面设计:增加了提高教学效率的功能区,同时按使用频率对演示仪的界面进行了重新布置。上盖开启方式的设计,既满足了人性化的需求,又可以减少噪音的污染,同时合理地利用了有限的空间。话筒的滑动槽设计,方便不同身高的教师使用;功能操作界面根据不同功能的使用频率进行了分区设计,方便了操作。 (3)色彩设计:界面与按钮设计,盖面机壳和盖板设计均采用不同的颜色搭配,给人一种整体的感觉。设计中选择的沉静色设计,既有金属的刚劲之感,又有木材的人性化的感觉。 (4)功能设计:无障碍设计的辅助功能,是现代人机协调设计的重要体现。为老年教师和残疾人教师增加座椅,是论文设计结果的一种创新,同时座椅可以升降和闭合,提出两种设计功能,使得设计更人性化。……   
[关键词]:多媒体演示仪;数据建模;参数优化
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西北农林科技大学2011年