人体工程学和环境心理学都是近数十年发展起来的新兴综合性学科。过去人们研究探讨问题，经常会把人和物、人和环境割裂开来，孤立地对待，认为人就是人，物就是物，环境也就是环境，或者是单纯地以人去适应物和环境对人们提出要求。而现代室内环境设计日益重视人与物和环境间，以人为主体的具有科学依据的协调。因此，室内环境设计除了依然十分重视视觉环境的设计外，对物理环境、生理环境以及心理环境的研究和设计也已予以高度重视，并开始运用到设计实践中去。第一节人体工程学的含义和发展人体工程学(HumanEngineering)，也称人类工程学、人间工学或工效学(Ergonomics)。工效学Ergonomis原出希腊文“Ergo”，即“工作、劳动”和“nomos”即“规律、效果”，也即探讨人们劳动、工作效果、效能的规律性。人体工程学起源于欧美，原先是在工业社会中，开始大量生产和使用机械设施的情况下，探求人与机械之间的协调关系，作为独立学科有40多年的历史。第二次世界大战中的军事科学技术，开始运用人体工程学的原理和方法，在坦克、飞机的内舱设计中，如何使人在舱内有效地操作和战斗，并尽可能使人长时间地在小空间内减少疲劳，即处理好：人—机—环境的协调关系。及至第二次世界大战后，各国把人体工程学的实践和研究成果，迅速有效地运用到空间技术、工业生产、建筑及室内设计中去，1960年创建了国际人体工程学协会。及至当今，社会发展向后工业社会、信息社会过渡，重视“以人为本”，为人服务，人体工程学强调从人自身出发，在以人为主体的前提下研究人们衣、食、住、行以及一切生活、生产活动中综合分析的新思路。日本千叶大学小原教授认为：人体工程学是探知人体的工作能力及其极限，从而使人们所从事的工作趋向适应人体解剖学、生理学、心理学的各种特征。”其实人—物—环境是密切地联系在一起的一个系统，今后“可望运用人体工程学主动地、高效率地支配生活环境”。人体工程学联系到室内设计，其含义为：以人为主体，运用人体计测、生理、心理计测等手段和方法，研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系，以适合人的身心活动要求，取得最佳的使用效能，其目标应是安全、健康、高效能和舒适。人体工程学与有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系。第二节人体工程学的基础数据和计测手段一、人体基础数据人体基础数据主要有下列三个方面，即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。1、人体构造与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉，这三部分在神经系统支配下，使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成，脊柱可完成多种运动，是人体的支柱，关节起骨间连接且能活动的作用，肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张，使人体各部分协调动作。2、人体尺度人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。3、人体动作域人们在室内各种工作和生活活动范围的大小，即动作域，它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域，也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据，人体动作域的尺度则为动态的，其动态尺度与活动情景状态有关。室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用，应考虑在不同空间与围护的状态下，人们动作和活动的安全，以及对大多数人的适宜尺寸，并强调其中以安全为前提。例如：对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等，应取男性人体高度的上限，并适当加以人体动态时的余量进行设计；对踏步高度、上搁板或挂构高度等，应按女性人体的平均高度进行设计。二、人体生理计测根据人体在进行各种活动时，有关生理状态变化的情况，通过计测手段，予以客观的、科学的测定，以分析人在活动时的能量和负荷大小。人体生理计测方法主要有：1、肌电图方法把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录，从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。2、能量代谢率方法由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值，与其平时耗氧量相比，以此测定活动状态的强度，能量代谢率的计算式，以及不同活动的能量代谢率（RMR）。其计算式如下：运动时氧耗量-安静时氧耗量能量代谢率（RMR）=—————————————基础代谢率耗量3、精神反射电流方法对人体因活动而排出的汗液量作电流测定，从而定量地了解外界精神因素的强度，据此确定人体活动时的负荷大小。三、人体心理计测心理计测采用的有精神物理学测量法及尺度法等。1、精神物理学测量法用物理学的方法，测定人体神经的最小刺激量，以及感觉刺激量的最小差异。2、尺度法以顺序在心理学中划分量度，例如在一直线上划分线段，依顺序标定评语可由专家或一般人，相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。第三节人体工程学在室内设计中的应用由于人体工程学是一门新兴的学科，人体工程学在室内环境设计中应用的深度和广度，有待于进一步认真开发，目前已有开展的应用方面如下：一、确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据根据人体工程学中的有关计测数据，从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等，以确定空间范围。二、确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据家具设施为人所使用，因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据；同时，人们为了使用这些家具和设施，其周围必须留有活动和使用的最小余地，这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间越小，停留时间越长，对这方面内容测试的要求也越高，例如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。三、提供适应人体的室内物理环境的最佳参数室内物理环境主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等，室内设计时有了上述要求的科学的参数后，在设计时就有可能有正确的决策。四、对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供科学依据人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素，人体工程学通过计测得到的数据，对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区域等提供了科学的依据。第四节环境心理学与室内设计在阐述环境心理学之前，我们先对“环境”和“心理学”的概念简要地了解一下。环境即为“周围的境况”，相对于人而言，环境可以说是围绕着人们，并对人们的行为产生一定影响的外界事物。环境本身具有一定的秩序、模式和结构，可以认为环境是一系列有关的多种元素和人的关系的综合。人们既可以使外界事物产生变化，而这些变化了的事物，又会反过来对行为主体的人产生影响。例如人们设计创造了简洁、明亮、高雅、有序的办公室内环境，相应地环境也能使在这一氛围中工作的人们有良好的心理感受，能诱导人们更为文明、更为有效地进行工作。心理学则是“研究认识、情感、意志等心理过程和能力、性格等心理特征”的学科。关于环境心理学与室内设计的关系，《环境心理学》一书中译文前言内的话很能说明一些问题：“不少建筑师很自信，以为建筑将决定人的行为”，但他们“往往忽视人工环境会给人们带来什么样的损害，也很少考虑到什么样的环境适合于人类的生存与活动”。以往的心理学“其注意力仅仅放在解释人类的行为上，对于环境与人类的关系未加重视。环境心理学则是以心理学的方法对环境进行探讨”，即是在人与环境之间是“以人为本”，从人的心理特征来考虑研究问题，从而使我们对人与环境的关系、对怎样创造室内人工环境，都应具有新的更为深刻的认识。一、含义环境心理学是研究环境与人的行为之间相互关系的学科，它着重从心理学和行为的角度，探讨人与环境的最优化，即怎样的环境是最符合人们心愿的。环境心理学是一门新兴的综合性学科，环境心理学与多门学科，如医学、心理学、环境保护学、社会学、人体工程学、人类学、生态学以及城市规划学、建筑学、室内环境学等学科关系密切。环境心理学非常重视生活于人工环境中人们的心理倾向，把选择环境与创建环境相结合，着重研究下列问题：1、环境和行为的关系；2、怎样进行环境的认知；3、环境和空间的利用；4、怎样感知和评价环境；5、在已有环境中人的行为和感觉。对室内设计来说，上述各项问题的基本点即是如何组织空间，设计好界面、色彩和光照，处理好室内环境，使之符合人们的心愿。
概论 人体工程学及其应用第一章 人体工程学基础第二章 人和环境第三章 环境行为与室内设计附录 建筑环境科学参考文献
人体工程学又叫人类工学或人类工程学，是第二次世界大战后发展起来的一门新学科。它以人－机关系为研究的对象，以实测、统计、分析为基本的研究方法。从室内设计的角度来说，人体工程学的主要功用在于通过对于生理和心理的正确认识，使室内环境因素适应人类生活活动的需要，进而达到提高室内环境质量的目标。人体工程学在室内设计中的作用主要体现在以下几方面：1、为确定空间范围提供依据2、为设计家具提供依据3、为确定感觉器官的适应能力提供依据。＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝从古代家具探究人体工程学的起源--黄莉华（南昌大学艺术与设计学院 330027）摘 要：目前，人们普遍认为人体工程学最早是由泰罗提出来的。实际上早在古代，人类制造的许多产品就体现出了现代的人体工程学的思想。本文详细分析了人体工程学在古代家具设计中的运用。由此可见，人体工程学应起源于古代，并随着时间的推移而不断的完善发展，为现代人体工程学的系统提出奠定了基础。关键词：人体工程学；起源；古代家具；1 前言人体工程学（Ergonomics）是40年代后期发展起来的一门技术科学。Ergonomics一词在1857年有波兰教授雅斯特莱鲍夫斯基提出的，它来源于希腊文。[4]在20世纪初，英国泰罗设计了一套研究工人操作的方法。研究怎样操作才能省力，高效，并订出相应的操作制度，人称泰罗制，这是人体工程学的始祖。现代，人体工程学在设计过程中已成为设计师自觉考虑的一个重要因素。尽管人体工程学在100多年前作为一门科学被系统提出，人们也普遍认同此为人体工程学的起源。实际上早在数千年前，人类制造出来的物品如家具，劳动工具等已经反映出了人体工程学的运用。设计在线.中国2 从古代家具探究人体工程学的起源：2．1 人体工程学源于古代设计在线.中国人是一种爱幻想，善变，情感丰富而又敏感脆弱的动物。所以希望生活的人造环境让人感到舒适，充满温情。设计可以帮人实现梦想。[3]原始社会的设计，就像人类所有的发明创造一样，总是抱着改天换地，方便生活的目的产生的。每一件物品，每一个造物的过程，都在无意的探询人类之根本。人们创造物品的同时，也在自发的追求着使用产品时的舒服，安全等，考虑人的不同要求。根据国际人机工程学会的定义，人体工程学研究人在某种工作环境中的解剖学，生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中，家庭生活中和休假是怎样同意考虑工作效率，人的健康，安全和舒适等问题的学科。人体测量学，生理解剖学及心理学等现代人体工程学的内容在古代的器物中同样得到了体现。研究人体工程学的目的是使人在使用产品时获得高效，舒服，安全，健康的感受。以下就以古代家具的起源，发展为例来说明人体工程学的起源早在泰罗制出现以前就开始了。2．2古代家具设计中人体工程学运用：（1）古代家具中人体测量学的体现： 设计在线.中国人体测量学是一门新兴的科学，同时又具有古老的渊源。早在公元前一世纪罗马建筑师Vitruvian就已从建筑学的角度对人体尺度作了全面的论述，他从人体各部位的关系中，发现人体基本上以肚脐为中心。人体测量学是通过测量人体各部位尺寸来确定个人之间在人体尺寸上的差别的一门科学。测量出来的尺寸可以作为满足人需求的产品设计的尺寸参考。古代家具设计虽没有像现代一样科学系统自觉的运用人体测量学的功能，但某些方面仍可以认定为人体测量学的运用。战国时期家居习俗为“席地而坐”，即“跽坐”，跽坐时两膝着地，以臀部靠住脚跟，上身挺直，以示庄重，所以人们的视线和身体所及的高度以及器物的装饰面都决定了漆案，漆几等家具为低型家具。漆案，漆几的比例尺度是比较科学合理的。如案面高度多在10厘米~20厘米之间。漆几的高度一般在30厘米~40厘米之间，可适宜于人们“隐几而坐”。[1]马王堆汉墓漆器家具功能设计特点是按照当时人的起居习惯合理设计。如3号活动几矮足只有 16厘米，高度适宜于“隐几而卧”。其实用尺寸是经过计算而设计的。食案仅有2厘米高的短足，便于人们托盘送食利于放置，案面四沿还有2.3厘米高起的拦水线，防止食物汤水外溢。产品尺寸功能设计符合人们的使用要求。（2）古代家具中生理解剖学的体现：人体的生理结构包括神经系统，运动系统等八大系统。研究人体系统组成部分的生理功能的最佳发挥及舒适尺度并将其运用到产品中，可以使人体自身从生理上获得舒适的感受。古代的器具中制造中很多考虑了人体运动系统和人体力学，力求人们能够减少疲劳，消耗更小的体力。尽管并不是自觉系统的形成一套体系，但很多器具如家具等已出现了此方面的端倪。公元前6实际的希腊家具与同时期的埃及家具一样，都来用严格的长方形结构，同样具有狮爪或牛蹄的腿。平直的椅背，椅坐等。到公元前5世纪希腊家具开始呈现出新的造型趋向。这时的坐椅形式已经变得更加自由活泼，椅背不是僵直的，而由优美的曲线构成，使人坐得更舒服。明代家具设计中已能够自觉的体现人体工程学的内容。如明代的靠背椅的背倾角和曲线则是工匠根据人体特点设计的。人体脊柱的侧面，在自然状态时呈“S”形。明代匠师根据这一特点，将靠背做成与脊柱相适应的“S”形曲线；并根据人体休息时的必要后倾度，使靠背具有近于100度的背倾角。这样处理的结果，人坐椅上，后背与椅子靠背有较大的接触面，肌肉就得到充分的休息，因而产生舒适感。坐不易感到疲乏。（3）古代家具中心理学的体现：设计在线.中国心理学是研究人的心理现象及其活动规律的科学。从广义上看，心理学可以作为背景知识，设计和改善人与物，人与环境，人与人的关系。设计可以从人们日常的知觉感受，认知感受，情绪感受出发，分析各种审美需要。[6]设计以人为本，以人为本意味着设计的产品应当适应人操作的生理和心理特性。古代的家具设计中很多体现了当时人类不同情感的需求。通过家具上了装饰图案，色彩，材料的不同搭配，使得使用者产生共鸣的心理感受。例如商代的家具是我国古代家具的初级时期，其造型纹饰原始，质朴，浑厚。特别是青铜器家具除了使用功能之外，更多是体现了当时人们对自然认识和意识形态领域中浓厚的迷信鬼神概念。家具上的饕餮纹和龙纹突出表现的是一种神秘威吓中的敬畏，恐惧，残酷和凶狠感，这些主要是为了服从祭祀的要求，从而达到精神统治的目的。[1]随后战国时期的楚国，在制作家具过程中，工艺家们往往善于运用当时人们的情感和欣赏习惯，运用楚民族历史发展中长期形成的各种艺术表现手法所体现的审美内容，来反映社会的物质和精神生活面貌，以及人们的思想倾向。上述例子体现了古人在家具设计中很早就开始注重通过家具来体现人的情感，达到人的各种需要。虽然不能象现代工业设计那样系统完整的将心理学知识运用到设计中，但毕竟已出现了萌芽。3 结论虽然，作为一门独立的科学，人体工程学是20世纪才形成。但其实，自从人类开始制造工具，营造居所开始，就已经有人体工程的因素。因为要满足和适合人体的要求，在工具，用品，建筑设计中必须考虑人的因素，首先是尺寸合适，高低合适，方便使用，设计和制作更考虑到安全，效率。所以说，人体工程学的发展，并不是现代社会的产物。[5]文中以古代家具为例说明了在古代家具设计中，工匠们就注意到了现代人体工程学的基础内容----测量学，生理学，心理学。尽管其运用的还不够系统完整，但至少说明了在制造器具，建造住宅过程中诞生了人体工程，并且已有了很长的历史。参考文献：[1]中国古代家具鉴赏 聂菲 文物出版社 2004年11月[2]家具设计 雷达 中国美术学院出版社 1995年3月[3]现代十大设计理念 人性化设计 何晓佑 ，谢云锋等编著 2001年5月[4]人体工程学与室内设计 同济大学 刘盛璜 中国建筑工业出版社 1997年7月[5]世界现代设计史 王受之 中国青年出版社 2002年9月[6]工业设计心理学 李乐山 高等教育出版社 2004年1月ABSTRACT: Now people often think ergonomics is lodged by Tiload at the soonest. In the fact, many products made by people had incarnated the thoughts of modern ergonomics at the ancientry. This writer analyses particularly ergonomics’s using in ancient furniture design. So ergonomics should stem from the ancientry and continue development all the times, become the basement of modern ergonomics’s systemic lodging .KEYWORDS: Ergonomics, stem from, ancient furniture＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝人体工程学家具的设计LIVART采用了Pro/ENGINEER和Pro/MECHANICA这两种三维设计系统，设计师可直接根据人体工程学来设计家具，这就是LIVART所构筑的设计体系。LIVART是具有25年历史的、传统的、韩国最大的专业家具公司，生产婚庆家具、厨房家具、办公家具、装潢及船泊家具等产品。它是名副其实的综合家具生产商，一直在不断的成长和自我完善。LIVART为开发办公家具创立了独家商标――NeoCE，并正在开发这个品牌的办公椅、办公桌等。NeoCE的使命就是创造以员工为中心的新生活文化，它为实现舒适高效率的办公环境而进行着多种尝试。其中之一就是摆脱以往的只强调外观的设计体系，构筑一种充分尊重设计师的设计意图，并使人们能够对产品产生信任的设计体系。为构筑这样的设计体系，LIVART设计三组采用了PTC的三维设计软件Pro/ENGINEER 和Pro/MECHANICA。通过这个软件我们建立了一套家具设计体系，让设计师能够直接进行家具设计。下面让我们来看一下有关的设计体系流程：推进背景陈列在办公室或家中的家具在英语和汉语中被解释为放在家中的物品，法语和日语则是可以移动的物品。现代科学技术的突飞猛进，以及人们工作和生活空间的不段变化，就要求家具的生产企业在家具的设计、生产方式等方面进行改革，同时也要考虑降低成本，提高家具的经济性。因此家具市场不断细分，多种不同类型和不同设计的家具不断进入市场。“多种不同类型的家具”根据其功能的不同，可以分为人体家具、准人体家具和建筑家具三种类型。人体家具是指人们休息时使用的椅子、沙发、床等与人体有密切关系的家具；准人体家具是指人们办公时使用的办公桌、操作台等可以提高人们工作效率的家具；而建筑家具则是指人们用来储存物品的衣柜、书架、壁橱等与建筑有着密切关系的家具。以上列举的多种不同类型的家具中，有一种是我们经常接触的，它就是椅子。最初，椅子是一种用来衡量阶级和身份的社会尺度。而现在，椅子早已深入到老百姓的生活中，椅子的实用功能，早已不能满足人们的需要。人们对椅子外观样式、材料品质的追求，使椅子的设计样式丰富多姿，各有特色。从而也使椅子在设计上取得了瞩目的成绩。可以说椅子发生的巨大变化，是老百姓不断变化的需求造成的。椅子的设计一直都是按照社会需求来进行的，最近又出现了“人体工程学”的设计方法。这种方法更具科学性，更重视与舒适感相关的各种问题。例如，坐久了会不会感到不舒服、椅身的高度和椅腿的长度是否合适、椅腿是否完全着地、如果是带扶手的椅子，当把胳膊搭在扶手上时，肩部的位置感觉会如何等。这样，椅子既具备了优美典雅的视觉感受，同时也拥有满足人们日常生活和工作需要的实用功能，于是椅子就更成了日常生活、工作中和我们紧密相连的事物了。这些椅子的设计，与传统的木制椅设计相比有着相当大的差异。我们采用的是高级化设计方案，将设计制造出面向未来的 “人体工程学”产品。执行过程椅子是对人们活动起辅助作用的工具，首先必须能够承受人们活动带来的各种力量和冲击。设计师在设计初期就应该考虑到椅子对外部冲击的承受力，否则就不能充分体现椅子的实用功能。因此设计师应在充分了解椅子构造的基础上进行设计，以达到既美观又实用的目的。为实现这个目的，我们构筑了如下的设计流程。概念化阶段概念化阶段是整体设计的理念和宗旨，是保证今后具体设计得以顺利进行的前提条件。对椅子设计概念化进行设定的过程，涉及椅子相关的功能性、构造和材料以及形状等问题。对于“某种设计为什么应该采取那样的形状或构造？”“为什么应该用那样的材料生产？”等问题，概念化阶段都要做出总体的说明。设计的概念化要充分反映设计师的理念和价值，发挥他们的创造性，所以它不应是其他人的意见，而应该是设计师自己的想法。具体化阶段具体化阶段是按照在概念化阶段设定的设计方案，解决家具的构造、功能和美观问题并创造出其基本形状。在这个阶段要画很多草图、图样，做出模型，还要选择材料，讨论椅子的构造以及其他一些细节问题等。椅子设计的具体化阶段就是创造出产品形状的过程，简单地讲就是做出椅子造型的外观图样，并对其进行论证。这部分的相关案例在此省略。设计家具阶段椅子设计的关键是将重点放在符合整体的外观和核心架构（Core）的设计上。产品的外观、椅子的造型以及稳定的构造应该既反映设计师的精湛设计，又能实现人们对舒适的要求，这就是设计家具的重点。为实现这一目标，我们以在具体化阶段提出的产品外观为基准做出了如下的骨架（Skeleton）模型。可以说这是为实现自顶向下（Top-Down）的设计方式而做出的基本模型。从这个骨架模型中，我们不仅可以看到体现着产品概念的外观，还可以获得产品各种配件位置和连接的信息，如核心架构（Core），倾斜度(Tilt)，底座（Base），扶手（Arm Rest）等。这可以由设计师在设计产品并做出草图的同时，从3个角度，即曲面（Surface），曲线（Curve），基准面（Datum Plane）来表现。这种骨架模型是与上面提到的三个阶段中对家具设计的内容相联系的，用于设计师很少接触的筋（Rib），凸台（Boss），体格构造等的设计中。当然这对于没有相关基本知识的设计师来说几乎是不可能的事情，但只要是在内部开发过2个以上模型产品的设计师，都可以亲自完成模型各部分器具设计。设计检验阶段通过以上各阶段步骤完成的产品设计并不是完美的。尤其是椅子与人体结构有着密切的关系，可以说人们 对产品设计的合理性和适用性的评判是很重要的。因此应该对设计进行检验。对于椅子的设计来说，椅子的大腿 —— 底座（Base）部分能否稳定地支撑人体体重是很重要的。当然除此之外对Back，即支撑人体背部的椅背部分和Arm Rest，即扶手部分的检验也是很必要的。对椅子底座（Base）的说明通过以上一系列说明，我们可以了解设计师对产品零部件进行亲自设计的整个过程。当然比起专门的零部件设计者来说，他们的设计可能还存在着不足，但是这拓展了设计师的工作领域，重要的是创造产品的设计师通过参与产品的整个开发过程，可以开发出更具亲和力，符合人体工程学的产品。结束语我们要构筑一种设计师亲自对产品零部件进行设计的设计体系，到现在为止我们说的“人体工程学的家具设计”就是对这一过程的体验。实际上这种设计体系的运用需要不断完善和更新，同时也需要设计师的不懈努力，而LIVART设计三组已经开始尝试和运用这种设计体系，并大胆地向产品零部件的设计方式发起挑战。LIVART的企业理念是为人们构造一种生活＋艺术（Live +Art）的环境氛围，秉承这一理念，我们采用了最高级的产品设计方案 —— PTC解决方案，LIVART设计三组通过这一方案使设计师能够轻松完成对自己模型的设计和检验。这个项目的实施可以说是设计师开阔自己工作领域的一个契机，这就是此项目带给我们的最大收获。我们希望这种椅子的设计可以更好地保护人们的腰部和颈部。最后向参与这个项目实施的各位LIVART设计师表示感谢！材料提供：LIVART设计三组参考网页：作者：PTC公司韩国MCAD GSO经理LIVART公司介绍：LIVART 是具有25年历史的，传统的，韩国最大的专业家具公司，生产婚庆家具、厨房家具、办公家具、装潢以及船泊家具等产品。LIVART充满现代感的设计、及时便捷的售后服务、快速无误的送货运输系统、还有完美的品质等，都领导着韩国21世纪的生活文化潮流。LIVART被消费者评价为韩国一流的家具品牌，是名副其实的。LIVART一直按照生活+艺术(LIVE+ART)的品牌理念，来创造和培植生活艺术。LIVART通过韩国200多个销售网点，开展了整体服务体系。另外，它摆脱了目前家具业的痼疾 —— 泡沫价格，而实行稳定的价格。LIVART站在了建立消费者对产品和品牌信赖体系的最前沿，正在为引领家具产业进入先进时代而不断努力。同时， LIVART也正在筹措实施让消费者更能感受产品所带来的亲切感和关爱感的具体方案，并正在完善相关的设计、生产和服务体系。设计师们为了提高产品开发能力，正倾力于符合人体工程学并贴近环境的家具的研究和开发中，他们正为实现产品差别化、集中化、专门化和实际化而不懈努力。并且为了实现对完美品质的追求，他们将彻底实行自我生产管理和合作企业管理，他们还将成立品质改善委员会来强化品质管理。另外，与其他企业不同的是，LIVART的网页将消费者的不满、意见等都公之于众，虚心诚恳地倾听消费者的呼声，这也是LIVART充满自信的一种表现。 LIVART并不满足于只作为韩国的领先企业，他们的目标是与家具生产发达国家，如意大利等国家，在设计和品质方面通力合作，大胆地向实现全球化品牌而挑战！公司网页：http://www.livart.co.kr＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
廖永建唐元汾
作者简介：廖永建，中宝协人工宝石专业委员会第三届委员，上海新漫传感技术研究发展有限公司部门经理。
唐元汾，中宝协人工宝石专业委员会第二、三届委员，中国科学院上海硅酸盐研究所庆华公司高级工程师。
人工宝石晶体以其特有的晶莹剔透、色彩缤纷、光彩夺目的属性以及其良好的物理化学和光学性质，具有重要的欣赏价值和收藏价值，并具有许多重要的工业用途，在珠宝首饰业、功能晶体材料领域用途广泛。据不完全统计，现今世界上已研究成功并投入批量生产的合成宝石达30多种，其中特别重要的有10余种。我们常见的合成宝石有人工合成的蓝宝石、红宝石、立方氧化锆、祖母绿、各种颜色的水晶、尖晶石、金红石、金绿猫眼、金刚石等。无色蓝宝石被广泛应用在耐高温高压器件、耐磨损器件、特种窗口、红外制导、导弹整流罩等国防、军事、科研高科技领域，是当前蓝、紫、白光二极管（LED）和蓝光激光器（LD）工业的首选基片，是制造半导体蓝色发光二极管的关键性材料，广泛应用于移动电源节能发光体，目前整个国际市场需求量较大。这些宝石晶体绝大部分的熔点都非常高，比如刚玉系列宝石、尖晶石与立方氧化锆的熔点分别是2050℃，2100℃，2700℃。为便于具体说明，本文以刚玉宝石晶体的生长为例进行探讨。
要满足熔点温度高达2000℃的晶体生长，在加热方式和坩埚材料方面存在较大困难。
1）加热方式，能达到2000℃以上的加热方式主要有以下3种：
·氢氧焰：比较简易的加热方式，但是温度梯度控制较难；
·感应加热：需要坩埚材料或晶体原料必须能导电，否则无法加热；
·用石墨/钼作发热材料的电阻加热。
2）坩埚材料：主要有石墨、钼和铱等，这些坩埚材料必须在真空或保护气氛下使用，这样对设备的要求大大提高，而这些坩埚的使用成本也不菲。为了解决上述坩埚材料的问题，人们又研制出无坩埚和利用原料本身作坩埚的技术。
下面将不同的加热方式和坩埚选择进行组合分类，可以得到宝石晶体大致的不同生长方法如表1。
表1 不同加热方式和坩埚组合形成不同的晶体生长方法
表1基本概括了从熔体中生长宝石晶体的主要方法，基本上都可以用于刚玉系列宝石的生长。其中焰熔法由于使用氢氧焰进行加热比较简易，整个晶体生长设备比较简单，同时生长效率高，成本相对较低，非常适合工业化生产，是宝石晶体最常用的方法。但这种方式有温度梯度大、导致晶体应力大需要高温退火和对粉体要求严格等缺点；晶体质量欠佳限制了装饰性用途之外的应用。
冷坩埚法主要用于生长立方氧化锆，它先将埋在ZrO2原料的金属锆感应发热，将金属锆周围的ZrO2加热到 1200℃以上，由于 ZrO2在1200℃以上导电而被感应熔化，通过控制原料周围的冷却装置使原料表层不熔，形成一层未熔的固体壳起到坩埚的作用，熔化部分的ZrO2熔体在底座下降过程中结晶得到立方氧化锆晶体。
区熔法工艺过程是先把晶体材料烧结或压制成棒状，然后将固定好的料棒放入保温管内，旋转并下降（或移动加热器）使之熔化，熔融区处于漂浮状态仅靠表面张力支撑，由此可获得纯化或重结晶的晶体。
这几种方法的共性是不用坩埚或用自身做坩埚，生长设备大大简化，但同时限制了晶体质量，对于开拓功能性用途不利，同时也难于获得大尺寸晶体，无法满足大尺寸方面的应用。
为了获得基片或窗口级刚玉晶体，必须采用其他方法，如提拉法、导模法、下降法或泡生法等进行生长，由于这些技术较为先进，工艺较难，目前世界上工业化生产的规模及能力均满足不了市场需求。据了解，目前仅有俄罗斯、日本、美国等国家，实现了满足衬底质量和尺寸大于2英寸1英寸＝25.4mm。要求的晶体的工业化生产。这些方法是利用电感应或电阻（石墨）加热，钼作坩埚，能够较好控制晶体生长所需温场，其缺点是石墨和钼必须在真空或惰性气体保护下工作，因此对晶体生长设备要求比较高，生产成本也比较大，但对于基片级刚玉来说，这个成本是可以接受的。
目前在国内采用这些方法生长基片/窗口级刚玉晶体的研究主要有：
上海光机所独创“导向温梯法”生长2～4英寸优质蓝宝石晶体，突破了国际公认的蓝宝石晶体生长的技术难关，并为大尺寸蓝宝石晶体的产业化打下良好基础。
上海光机所1993年利用坩埚下降法成功生长出直径为120mm，重3kg的优质无色蓝宝石。
云南省玉溪市蓝晶科技有限责任公司自主创新研发成功了具有自主知识产权、带搅拌的感应加热坩埚下降法生长大直径高品质蓝宝石单晶基片技术。
北京人工晶体所2000年利用坩埚下降法成功生长出直径为80mm，厚90mm的窗口级无色蓝宝石。
由上可知，虽然一般介绍刚玉类宝石晶体的生长方法中大都未介绍坩埚下降法，但是在实际中它应该是一种有益的宝石生长方法。所谓坩埚下降法又称梯度炉法或布里奇曼－斯托克巴格（Bridgeman-Stockbarger）法，是常见的从熔体中生长晶体的方法。它通常是由盛载熔体的坩埚在晶体炉内缓慢下降，通过温度梯度较大区域时，熔体自下而上结晶为整个晶体，其典型的晶体炉结构示意图如图1所示。这个过程也可以用结晶炉沿坩埚上升，或者坩埚和结晶炉都不动，而是通过结晶炉缓慢降温来完成。由此可见，温梯法其实质就是坩埚下降法。
图1 坩埚下降法晶体炉结构示意图
坩埚下降法相比焰熔法、提拉法等具有以下优点：
1）温场易于精细调节。可以根据需要通过设立多级加热、改变保温和调整坩埚导热方式等比较便利地获得所需温场，这对于改善晶体质量非常重要。
2）非常便于生长大尺寸晶体。该方法生长的晶体直径和高度都可达数百毫米。
3）可一炉同时生长多根晶体，工艺条件也容易掌握，易程序化和自动化。
不过它同时也有难于直接观察、需要真空或充惰性气体进行保护设备的缺点。
利用坩埚下降法生长刚玉晶体，可用钼或铱作为坩埚，采用高频感应加热或石墨电阻加热。将氧化铝原料放入装有籽晶的坩埚里，然后装炉以备生长。将炉体抽真空或充入保护性气体，之后加热熔化，恒温数小时后，以0.5～5mm/h的下拉速度使坩埚缓慢通过温度梯度为20～40℃/cm的结晶区域，可得到所需刚玉晶体。
为了使坩埚下降法更好地适应宝石晶体的生长，有必要在普通坩埚下降法的基础上发展新的技术，可能的发展方向有：
1）多坩埚技术：坩埚下降法能够一炉多坩埚生长，这对于提高产量和成品率，降低生产成本非常有意义，相比提拉法具有绝对优势。由于多坩埚明显破坏温场的均匀对称性，从而大大增加了生长难度，需要对多坩埚下降炉进行合理设计。可以这么说，多坩埚技术的合理使用，使得其生产成本低于焰熔法存在可能性。
2）熔剂坩埚下降法：熔剂法特别适合于生长温度高、难度大的氧化物晶体，宝石晶体恰好就是这类晶体。但是熔剂法存在很大局限性，如温度梯度小，晶体尺寸不大；坩埚下降法正好能克服熔剂法的这些局限性。如果能把这两种方法结合起来，对宝石晶体生长大有好处。比如以PbF2-PbO作助熔剂，在1350℃可获得位错密度较低的无色蓝宝石晶体，但其尺寸小，成本高，难于大量生产。如果能与坩埚下降法相结合，有可能得到改善。
3）引入强迫对流：通过引入强迫对流，可以明显加快熔体中物质传输和热量传输，从而改进晶体质量，尤其是对于宝石晶体，因为其熔点温度高，黏度大，效果尤其明显。引入强迫对流的方式有加速坩埚旋转技术或搅拌技术。如云南省玉溪市蓝晶科技有限责任公司研发成功了具有自主知识产权、带搅拌的感应加热坩埚下降法单晶生长技术，并利用这种技术率先在国内完成了生长直径2英寸，3英寸，4英寸，且无气泡、无晶界等晶体缺陷的高质量蓝宝石晶棒的中试生产，实现了年生产直径2.4英寸蓝宝石单晶基片15万片的生产能力。该技术与传统的下降法单晶生长技术相比，生长工艺稳定，生产成本低，成品率高（达90%），技术达到国内先进水平。
综上所述，坩埚下降法作为一种常用的晶体方法，通过进一步的试验研究，应该能够在宝石晶体的生长上大有作为。
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Journal of Synthetic Crystals缩写：J Synth Cryst 供参
浅论应用ＣＡＤ技术的现代机械设计 摘要：在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。 关键词：机械设计；CAD技术 1 CAD技术的发展 CAD(Computer Aided Design)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和产品数据管理技术（Product Data Management，PDM）及计算机集成制造系统（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一体。 产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(Intelligent CAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。 以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。 2 三维CAD技术在机械设计中的优点 通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点: 2.1 零件设计更加方便 使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。 2.2 装配零件更加直观 在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。 2.3 缩短了机械设计周期 采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。 2.4 提高机械产品的技术含量和质量 由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CAD CIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。 3 CAD技术在机械设计中的应用 3.1 零件与装配图的实体生成 3.1.1 零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。 对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。 3.1.2 实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。 3.2 模具CAD/CAM的集成制造 随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。 一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。 3.3 机械CAE软件的应用 机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。 4 CAD前沿技术与发展趋势 4.1 图形交互技术 CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。 4.2 智能CAD技术 CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。 4.3 虚拟现实技术 虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。 参考文献 [1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社. [2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002. [3]徐平,虚拟现实技术研究,文秘杂烩网 2009.8.31. [4]葛海霞,刘村.AutoCAD2004/2005辅助设计[M].上海:上海科学普及出版社,2004. [5]秦志峰,齐月静,胡仁喜,等.AutoCAD2005机械设计及实例解析[M].北京:机械出版社,2005.
基于嵌入式技术楼宇智能化控制系统*摘要:为了解决智能楼宇控制点种类和数量多的问题,设计了基于嵌入式技术的智能楼宇控制系统,系统采用MODBUS通讯协议,485/232总线结构,最大通讯距离达1200m,通过区域控制器与控制模块数目自由组合组成控制网络的方法成功解决这个问题,效果良好。关键词:智能楼宇 MODBUS协议 485/232总线 区域控制器0 引 言智能楼宇最早出现在美国,我国的智能楼宇起源于20世纪90年代,楼宇智能化是现代工业高科技的结晶,是未来“信息高速公路”的主节点,是进入“数字时代”新兴的产物。所谓楼宇自动化系统是对中央空调系统、通风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、电梯系统进行监控。随着高新信息技术和计算机网络技术的高速发展,对建筑物的结构、系统、服务及管理的最优化组合的要求越来越高[4]。系统控制的方式由过去的中央集中监控,转而由高处理能力的现场控制器所取代的集散控制系统,本文设计的楼宇自动化智能控制系统是专门为楼宇智能化所设计,同霍尼韦尔、西门子等楼宇控制产品相比结构灵活,控制简便,并且易于针对个体需求进行软件的二次开发。1 网络结构控制系统结构如图1所示,分为三个控制层。上层为PC远程集中监控,下层为控制模块,中间层为现场区域控制器。层与层之间通过RS232/485总线联网。远程集中监控平台主要功能为提供即时的数据显示、历史数据的保存维护和查询显示、故障报警和故障历史查询、参数修改和查询。PC远程监控平台为主要人机界面,所以上位机软件设计体现了如下三个优点:一是将控制网络WEB化,可以将不同来源、不同格式的信息转变为统一的格式,供具有统一界面的客户机浏览器浏览,以更好地适应信息化社会的使用需要;二是建立了基于SQL SERV-ER数据库的管理信息系统,提高了信息管理的功能;三是采用开放式设计的网络结构,可以更方便地与其他系统(如安保系统、消防系统)进行集成。软件基于delphi平台开发,加载大量图形操作,简单方便。控制模块包括四种,即数字量输入模块(Digital In-put)、数字量输出模块(DigitalOutput)、模拟量输入模块(Analog Input)、模拟量输出模块(AnalogOutput)。控制模块是控制系统的主要执行机构,即采集数字量信号和模拟量信号,也输出数字量信号和模拟量信号。因此每种模块各自拥有单独的控制芯片,既接受现场区域控制器的控制命令,又需要根据控制命令完成模块的输入输出功能。中间层现场区域控制器既与PC远程监控平台进行通讯,接受控制命令并上传实时数据,又通过控制模块采集数据、执行控制命令。显然,现场区域控制器是整个控制系统的核心枢纽,其重要性不言而喻,因此整个区域控制器的软硬件设计无疑成为整个系统的重点和难点。2 区域控制器2.1硬件电路区域控制器硬件电路主要由CPU、上下位机通讯接口、EEPROM和时钟、键盘和触摸屏、液晶以及数字量/模拟量输入输出单元组成。硬件结构如图2所示。区域控制器CPU选用STC89C516RD2,这是一款新一代抗干扰/高速/低功耗的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机[1-3]。区域控制器自身带有一定数目的数字量/模拟量输入输出单元,可以在智能楼宇控制系统中作为控制模块的补充,同时也可以使区域控制器单独作为产品配套控制器使用,灵活多变。时钟和EEPROM通过I2C总线与区域控制器CPU连接。I2C总线用两条线(SDA和SCL)在芯片和模块间传递信息。SDA为串行数据线, SCL为串行时钟线,这两条线必须用一个上拉电阻与正电源相连,其数据只有在总线不忙时才可传送。CPU是主设备,时钟和EEPROM是从设备[9]。上位机通讯接口由控制器CPU通过SPI总线访问异步通讯芯片MAX3100来实现。SPI总线采用三线同步接口。主要特点是可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等;下位机通讯接口以串行口中断的方式实现半双工通讯。为了满足多种输入方式,控制器同时带有键盘和触摸屏,即可以以按键方式键入控制命令,也可以直接点击触摸屏实现。键盘采用独立式键盘;触摸屏选用电阻式触摸屏,电阻式触摸屏屏幕主要由两个导电层组成,当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X和Y两个方向上产生信号,然后由触摸屏控制器侦测到这一接触点并计算出(X,Y)的位置。2.2软件流程智能楼宇控制系统所控制的点位种类多样,如温度、湿度、流量、开关等。硬件电路依据数字量、模拟量以及输入、输出提供了通用的接口,因此具体识别控制每个点位则完全由软件完成。现场区域控制器作为整个系统的控制核心,既要检测自身输入输出单元,完成显示,报警等功能,又要根据上位机(PC)、控制模块提供信息发出控制决策。因此软件流程包括初始化、故障检测与处理、控制算法实现、上下位机通讯等(图3),初始化包括数值初始化、中断初始化,通讯初始化,显示初始化;故障检测包括通讯故障,反馈故障,逻辑故障等;控制部分主要是程序算法的实现,对输入输出的智能控制,包括键盘/触摸屏输入及液晶输出,上位机通讯即远程PC与区域控制器通讯,而下位机通讯则是区域控制器与控制模块之间通讯[5-6]。楼宇自动化控制系统故障种类多样,故障处理方法又各有不同,因此故障的检测和处理就成为程序设计的一个难点,针对这种情况,程序采用了查表法(表1),成功的解决了这一难题。楼宇自动化控制系统故障种类多样,故障处理方法又各有不同,因此故障的检测和处理就成为程序设计的一个难点,针对这种情况,程序采用了查表法(表1),成功的解决了这一难题。表中分5列,第一列为故障号;第二列为故障处理方法,如1(停机),2(关机), 3(重启)···;第三列判断是否联动,如0(否), 1(是),主要判断一些相互有关联的部分出现故障是否需要同步处理;第四列所谓的报警延时主要指某一现象视为故障的重复出现时间,目的是为了消除抖动引起的误报;第五列延迟寄存器则存放报警延时,如1(0.1秒级延时寄存器), 2(秒级延时), 3(分级延时)。每条故障都要对应于表中的一条,实际应用中只需填写表格,快捷方便。上下位机通讯程序都采用MODBUS通讯协议[7-8],Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。控制器通信使用主—从技术,即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。此系统中当主设备为上位PC机时,现场区域控制器为从设备,当现场区域控制器为主设备时,控制模块为从设备。Modbus协议建立了主设备查询的格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。从设备回应消息也由Mod-bus协议构成,包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。例如:当主设备(现场区域控制器)发送如表2请求时,此控制器连接的所有控制模块都接受这请求,但是只有地址为1的控制模块对此请求应答,其他地址的控制模块自动丢弃这帧数据,经CRC检验数据正确后,根据功能码来处理此帧数据,此例中功能码为06,即向此寄存器地址写寄存器数据,完成后从设备需回应与主机请求相同的信息。置区域控制器和各种控制模块数量,结构灵活多变,可以适应多种输入输出信号,根据用户的实际需求开发控制软件,真正达到量身定做成为一大特色。本智能控制系统已经在多个楼宇智能化控制中使用,控制准确,运行稳定;另外,区域控制器也可单独使用,作为产品配套控制器,成功应用于除湿机、冷干机、Vocs气体清除装置等。参考文献1于洪洲·51系列单片机软件抗干扰设计[J]·集成电路通讯·2007,25卷,2期:16-182汪文,陈林·单片机原理及应用[M]·华中科技大学出版社3Yu ShouqianWang Jianhua Kou Jinqiao. Embedded Integrated Servo-controllers for IntelligentModularActuators[J]·HIGH TECHNOLOGYLETTERS.2006,12,1:37-41.4 B. Surrogate·Developmentofan IntelligentEnergyManagementNetworkforBuilding Automation, PROGRAMMABLE CONTROLLER FAC-TORY AUTOMATION(PLC FA)·2005,3:28-305黄鑫,宋洋·软件抗干扰技术及其在单片机上的应用·现代电子技术,2007年9期:90-926朱国飞·单片机在工业控制上的应用[J]·中国科技信息, 2005年18A期:77-797田拥军,赵光强,曾健平·基于RS485总线技术的PC机与单片机多机通讯设计[J]·湖南工程学院学报:自然科学版, 2007年17卷2期:19-238肖凯,张贤斌·Modbus协议在串口通讯中的研究及应用[J]·长江工程职业技术学院学报,2007年1期:30-329赵学军·RS485总线测控模块的MODBUS扩展协议设计[J]·自动化与仪表,2007年2期:37-40
浅谈汽车车载网络论文
导语：随着汽车工业日新月异的发展，现代汽车上使用了大量的电子控制装。下面是我为大家整理的浅谈汽车车载网络论文，欢迎阅读。
摘 要： 车载网络是现代汽车电子技术发展的必然趋势，本文就车载网络形成的必要性及其应用进行了系统地分析，以便更好地理解新一代汽车电子控制系统。
关键词： 车载网络 车身系统 动力传动系统 安全系统 信息系统
一、引言
随着汽车工业日新月异的发展，现代汽车上使用了大量的电子控制装置，许多中高档轿车上采用了十几个甚至二十几个电控单元，而每一个电控单元都需要与相关的多个传感器和执行器发生通讯，并且各控制单元间也需要进行信息交换，如果每项信息都通过各自独立的数据线进行传输，这样会导致电控单元针脚数增加，整个电控系统的线束和插接件也会增加，故障率也会增加等诸多问题。
为了简化线路，提高各电控单元之间的通信速度，降低故障频率，一种新型的数据网络CAN数据总线应运而生。CAN总线具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强;在自动化电子领域的汽车发动机控制部件、传感器、抗滑系统等应用中，CAN的位速率可高达1Mbps。同时，它可以廉价地用于交通运载工具电气系统中。
二、CAN总线简介
CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是由ISO定义的串行通讯总线，主要用来实现车载各电控单元之间的信息交换，形成车载网络系统， CAN数据总线又称为CAN—BUS总线。它具有信息共享，减少了导线数量，大大减轻配线束的重量，控制单元和控制单元插脚最小化，提高可靠性和可维修性等优点。
CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通信，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。其工作采用单片机作为直接控制单元，用于对传感器和执行部件的直接控制。每个单片机都是控制网络上的一个节点，一辆汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都只需引出两条导线共同接在节点上，这两条导线就称作数据总线（Bus）。CAN数据总线中数据传递就像一个电话会议，一个电话用户就相当于控制单元，它将数据“讲入”网络中，其他用户通过网络“接听”数据，对这组数据感兴趣的用户就会利用数据，不感兴趣的用户可以忽略该数据。
一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点，但实际应用中，所挂接的节点数目会受到网络硬件的电气特性或延迟时间的限制。使用计算机网络进行通信的前提是，各电控单元必须使用和解读相同的“电子语言”，这种语言称“协议”。汽车电脑网络常见的传输协议有多种，为了并实现与众多的控制与测试仪器之间的数据交换，就必须制定标准的通信协议。随着CAN在各种领域的应用和推广，1991年9月Philips Semiconductors制定并发布了CAN技术规范（Version 2.0）。该技术包括A和B两部分。2.0A给出了CAN报文标准格式，而2.0B给出了标准的和扩展的两种格式。1993年11月ISO颁布了道路交通运输工具—数据信息交换—高速通信局域网国际标准ISO 11898，为控制局域网的标准化和规范化铺平了道路。美国的汽车工程学会SAE 2000年提出的J 1939，成为货车和客车中控制器局域网的'通用标准。
三、CAN-BUS数据总线的组成与结构
CAN-BUS系统主要包括以下部件：CAN控制器、CAN收发器、CAN-BUS数据传输线和CAN-BUS终端电阻。：
1．CAN控制器，CAN收发器
CAN-BUS上的每个控制单元中均设有一个CAN控制器和一个CAN收发器。CAN控制器主要用来接收微处理器传来的信息，对这些信息进行处理并传给CAN收发器，同时CAN控制器也接收来自CAN收发器传来的数据，对这些数据进行处理，并传给控制单元的微处理器。
CAN收发器用来接收CAN控制器送来的数据，并将其发送到CAN数据传输总线上，同时CAN收发器也接收CAN数据总线上的数据，并将其传给CAN控制器。
2．数据总线终端电阻
CAN-BUS数据总线两端通过终端电阻连接，终端电阻可以防止数据在到达线路终端后象回声一样返回，并因此而干扰原始数据，从而保证了数据的正确传送，终端电阻装在控制单元内。
3．数据传输总线
数据传输总线大部分车型用的是两条双向数据线，分为高位﹝CAN-H﹞和低位﹝CAN-L﹞数据线。为了防止外界电磁波干扰和向外辐射，两条数据线缠绕在一起，要求至少每2.5cm就要扭绞一次，两条线上的电位是相反的，电压的和总等于常值。
四、车载网络的应用分类
车载网络按照应用加以划分，大致可以分为4个系统：车身系统、动力传动系统、安全系统、信息系统。
1．动力传动系统
在动力传动系统内，动力传动系统模块的位置比较集中，可固定在一处，利用网络将发动机舱内设置的模块连接起来。在将汽车的主要因素—跑、停止与拐弯这些功能用网络连接起来时，就需要高速网络。
动力CAN数据总线一般连接3块电脑，它们是发动机、ABS/EDL及自动变速器电脑（动力CAN数据总线实际可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等电脑）。总线可以同时传递10组数据，发动机电脑5组、ABS/EDL电脑3组和自动变速器电脑2组。数据总线以500Kbit/s速率传递数据，每一数据组传递大约需要0.25ms，每一电控单元7~20ms发送一次数据。优先权顺序为ABS/EDL电控单元→发动机电控单元→自动变速器电控单元。
在动力传动系统中，数据传递应尽可能快速，以便及时利用数据，所以需要一个高性能的发送器，高速发送器会加快点火系统间的数据传递，这样使接收到的数据立即应用到下一个点火脉冲中去。CAN数据总线连接点通常置于控制单元外部的线束中，在特殊情况下，连接点也可能设在发动机电控单元内部。
2．车身系统
与动力传动系统相比，汽车上的各处都配置有车身系统的部件。因此，线束变长，容易受到干扰的影响。为了防干扰应尽量降低通信速度。在车身系统中，因为人机接口的模块、节点的数量增加，通信速度控制将不是问题，但成本相对增加，对此，人们正在摸索更廉价的解决方案，目前常常采用直连总线及辅助总线。
舒适CAN数据总线连接一般连接七个控制单元，包括中央控制单元、车前车后各一个受控单元及四个车门的控制单元。舒适CAN数据传递有七大功能：中控门锁、电动窗、照明开关、空调、组合仪表、后视境加热及自诊断功能。控制单元的各条传输线以星状形式汇聚一点。这样做的好处是：如果一个控制单元发生故障，其他控制单元仍可发送各自的数据。该系统使经过车门的导线数量减少，线路变得简单。如果线路中某处出现对地短路，对正极短路或线路间短路，CAN系统会立即转为应急模式运行或转为单线模式运行。
数据总线以62.5Kbit/s速率传递数据，每一组数据传递大约需要1ms，每个电控单元20ms发送一次数据。优先权顺序为：中央控制单元→驾驶员侧车门控制单元→前排乘客侧车门控制单元→左后车门控制单元→右后车门控制单元。由于舒适系统中的数据可以用较低的速率传递，所以发送器性能比动力传动系统发送器的性能低。
整个汽车车身系统电路主要有三大块：主控单元电路、受控单元电路、门控单元电路。
主控单元按收开关信号之后，先进行分析处理，然后通过CAN总线把控制指令发送给各受控端，各受控端响应后作出相应的动作。车前、车后控制端只接收主控端的指令，按主控端的要求执行，并把执行的结果反馈给主控端。门控单元不但通过CAN总接收主控端的指令，还接收车门上的开关信号输入。根据指令和开关信号，门控单元会做出相应动作，然后把执行结果发往主控单元。
（1）安全系统
这是指根据多个传感器的信息使安全气囊启动的系统，由于安全系统涉及到人的生命安全，加之在汽车中气囊数目很多，碰撞传感器多等原因，要求安全系统必须具备通信速度快、通信可靠性高等特点。
（2）信息系统
信息系统在车上的应用很广泛，例如车载电话、音响等系统的应用。对信息系统通信总线的要求是：容量大、通信速度非常高。通信媒体一般采用光纤或铜线，因为此两种介质传输的速度非常快，能满足信息系统的高速化需求。
五、CAN总线技术在汽车中应用的关键技术
利用CAN总线构建一个车内网络，需要解决的关键技术问题有：
（1）总线传输信息的速率、容量、优先等级、节点容量等技术问题
（2）高电磁干扰环境下的可靠数据传输
（3）确定最大传输时的延时大小
（4）网络的容错技术
（5）网络的监控和故障诊断功能
（6）实时控制网络的时间特性
（7）安装与维护中的布线
（8）网络节点的增加与软硬件更新(可扩展性)
六、结束语
CAN总线作为一种可靠的汽车计算机网络总线，现已开始在先进的汽车上得到应用，从而使得各汽车计算机控制单元能够通过CAN总线共享所有的信息和资源，以达到简化布线、减少传感器数量、避免控制功能重复、提高系统可靠性和可维护性、降低成本、更好地匹配和协调各个控制系统之目的，随着汽车电子技术的发展，具有高度灵活性、简单的扩展性、优良的抗干扰性和纠错能力的CAN总线通信协议必将在汽车电控系统中得到更广泛的应用。
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工程机械行业是制造业的重要组成部分,对国家经济的发展起著至关重要的作用。下面是我为大家整理的，供大家参考。
范文一：工程机械液压控制系统技术研究
作为一种实际应用效果良好的控制系统，工程机械液压系统在近期得到了长足的发展和进步。该项课题的研究，将会更好地提升液压控制系统的实际效果，从而保证工程机械的良好运转。本文从概述相关内容着手本课题的研究。
一、概述
在城市建设日新月异的今天，大型工程机械已经成为城市工程专案中不可或缺的工具。而液压控制系统是大型工程机械中最为重要的组成部分，起到控制和稳定的作用。工程机械在作业当中，负荷变化非常大，有时候功率从零直接加到无穷大，这也就需要机械的控制系统要迅速地做出调整;另外，工程机械在操作的过程中，机械的多个部件往往需要同时工作，控制系统需要传动和控制相协调，这也对机械的液压系统带来了很大的考验。液压控制系统主要用于工程机械的控制系统当中，其工作原理就是把机械能先转化为液压能，然后经过调节和分配之后，再把液压能转化为机械能，以达到对机械各个部件进行控制的目的。当液压泵受到发动机传输过来的机械能后，液压阀对系统的压力、方向、流量等进行调整，使其达到要求的指标。液压控制系统具有许多优点，比如占用空间小，操作灵活方便等，其自动程度非常高，操作起来十分方便，因此系统的使用越来越广泛。但是，这也带来了一些问题，因为液压控制系统的内部结构非常复杂，科技含量也非常高，操作人员必须了解系统的工作原理，正确操作以防出现问题，而且对液压系统的维护保养就成了非常必要的环节，这也就需要维护人员深入地了解液压系统结构与原理，定期对液压系统进行维护，以保证液压系统能够始终处于最佳的工作状态。
二、工程机械液压控制系统的技术分析
1.负流量控制
负流量控制，是指控制压力与排量成反比。在换向阀的中位回油道上有一个节流孔，油液通过节流孔产生压差，将节流口的前压力引至泵变数机构来控制泵的排量。通过节流孔的流量越大，节流口前的先导压力越大，泵的排量就会减少。泵的排量与先导压力成反比的关系，故称负流量控制。这种控制技术具有稳定性好、响应快、可靠性和维修性好等特点，因流量与负载有关，可控制性较差，而且多路阀的主回油路上存在少量的溢流损失。
2.正流量控制
正流量控制的目的是为了用容积调速代替定量系统中的节流调速，以提高系统效率，与负流量控制相反，控制压力与泵源排量成正比。与负流量控制不同的是正流量控制的泵源先导控制压力来自手柄，这样可以更有效地消除无负载动作时的空流损失。工作时，系统流量与先导操纵压力相适应，能减少节流损失，但不能完全消除。虽然与负流量相比操作性更好更直接，节能效果稍好，缺点是控制系统较复杂，由于控制回路中增加梭阀组，影响了系统的响应速度，而且系统中还是存在少量节流损失。
3.负载敏感控制系统
负载敏感控制系统，简称LS系统，它是是一种利用泵的出口压力与负载压力差值的变化而使系统流量随之相应变化的技术。该系统是利用梭阀将多个执行机构中最大负载压力取出，并与泵源输出压力之间相比较，形成固定值压差，其值为泵头调节阀块中LS弹簧设定压力，以推动变数泵变数机构动作，使泵源的流量输出始终和执行元件流量需求保持一致。由于LS差值的存在，泵源压力始终高于最大负载压力，约1.8MPa。但当该系统执行元件流量需求大于泵源流量，即流量供小于求时，系统无法自动分配流量。
三、液压系统故障诊断的基本技能和方法
技术维修人员要对液压系统的基本结构掌握好，弄清楚整体液压系统的工作原理和各主要部件的主要功能，并且对液压元件的使用特点进行详细的了解。在掌握了上述基本的技能之后，还要有一定的液压装置执行管理经验，提高处理紧急情况的能力。维修技术人员，还需要学会使用基本的检测仪器，在凭个人经验技术不能确定液压装置故障的情况下，需要使用相关的专业检测仪器进行故障检测，以提高故障检测的准确率。常见诊断方法介绍：
1.直观检查法。直观检查法就是技术人员直接通过对液压系统的看、听、摸等感觉器官进行检查，再结合个人的实际经验，对故障进行分析和判断。具体说来，要观察液压油的颜色，通过和相应的标准进行对比，得出合理的结论，一些液压元件，由于使用温度的变化，也会导致颜色发生变化，比较常见的，是银白色的液压元件，在高温、高负荷的工作环境下，会逐渐变成暗黄色，时间长了，如果液压元件超负荷运转时间长了，就容易出现颜色的明显变化，这就通过肉眼的观察，可以直接得出结果。通过用手触控，也是一种分析判断液压装置故障的良好方法，正常的液压元件应该是光滑、质地细密的，如果用触控相关的元件时，感觉到粗糙、扎手，那就很可能是液压元件出现硬伤。因此，通过手的触控，可以发现这种问题。
2.排除分析法。逻辑分析法，主要是通过对液压系统的整体把握，通过排除一些不可能发生故障的环节，进而逐步缩小故障产生的范围，减少不必要的大范围检查，这样可以逐步提高装置故障诊断的准确率。除此之外，在排除分析法的基础上，还可以使用逻辑分析法。
四、工程机械液压控制系统的维护
1.液压油的选择与更换
液压油的化学成分会在液压系统的工作过程中发生变化，因此经过长时间的使用，油液的效能就会降低，无法满足液压系统的需要，此时就需要对系统中的液压油进行更换。更换液压油应使用设计要求的液压油型号。为了防止发生化学变化，不能混合使用不同型号的液压油。在液压系统使用过程中，油液可能会对系统产生污染，油液污染容易是引起系统的故障。这种因素给装置的威胁是很普遍的，由其引起的故障数量占到系统故障总量的70%～80%。所以，预防液压系统的污染应当在使用过程引起的足够重视。首先需要提高油液的清洁度，油液中存在的污染物，会对系统元件寿命和稳定性造成危害，油液的清洁度不高是引起液压系统故障的主要因素。
2.防止固体杂质混入液压系统
清洁的液压油是液压系统的生命。液压系统中有许多精密偶件，有的设阻尼小孔或缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等，危及液压系统的安全执行。一般固体物质入侵途径有：液压油不洁;加油工具不洁;加油和维修、保养不慎;液压元件脱屑等。
3.防止空气和水入侵液压系统
1要防止空气入侵液压系统
在常压常温下液压油中含有容积比为6%～8%的空气，压力降低时空气会从油中游离出来，气泡破裂使液压元件“气蚀”，产生噪声。大量的空气进入油液中将使“气蚀”现象加剧，液压油压缩性增大，工作不稳定，降低工作效率，执行元件出现“爬行”等不良后果。另外，空气还会使液压油氧化，加速其变质。
2要防止水入侵液压系统
液压油中含有过量水分会使液压元件锈蚀，油液乳化变质、润滑油膜强度降低，加速机械磨损。除了维修保养时要防止水分入侵外，还要注意储油桶不用时要拧紧盖子，最好倒置放置。
五、结语
通过对工程机械液压控制系统技术的相关研究，我们可以发现，在当前条件下，液压控制系统故障的判断方法是多样的，有关人员应该从工程机械液压控制系统的客观实际出发，研究制定最为科学合理的液压控制系统技术实施方案。
范文二：工程机械自动化发展技术分析
摘要：根据相关资料显示，我国的工程机械工作环境多数在户外，因此具有一定的特殊性，所以需要工程机械自动化装置具有较高的质量，因而导致专业性较高的控制器在工程机械行业中受到了广泛关注。随着我国经济建设飞速发展，工程机械行业的发展程序逐渐加快。由于我国工程机械自动化发展起步较晚，缺乏相关经验，所以当前的工程机械自动水平与国外相比，还是存在一定的差距。
关键词：工程机械;自动化;技术浅析
0前言
所谓工程机械自动化，指的就是机械制造业中利用自动化发展技术，对加工目标进行持续的自动生产，从而达到提升生产速度，加快生产过程中投物、转变以及传送环节速度的目的。在工程机械行业中使用自动化发展技术，能够有效的弥补传统手工操作的不足之处，并且不需要操作者有很高的学历与技术，因为自动化的发展技术操作简单，易懂易学。另外，由于在操作中使用机械进行自动控制，所以生产速度快，工作效率高，生产出的产品品质也较高。因此在工程机械中自动化技术得到了广泛的应用，并且在高速发展的机械制造行业中逐渐的成为发展的重点。
1工程机械自动化的定义
工程机械自动化，指的就是在工程机械制造业中，对于自动化技术的应用，并能够在一定程度上有效的促使加工目标进行持续的生产，从而提升自动化生产发展并加快生产投物、加工转变速度的过程[1]。在我国，工程机械自动化的发展与利用，应经逐渐的成为当前机械制造业中促进相关技术改革、发展与更新的重要目标与手段，同时也成为衡量工程机械自动化技术水平是标准。在机械制造业中，应用自动化技术，一方面能够促进工程机械制造业的发展，另一方面能够直接影响到我国国民经济中各个部门的技术应用与发展程序。
2分析当前我国工程机械自动化的发展技术
2.1现代化的工程机械自动化技术
我国的工程自动化技术发展到今天，应经从简单转为复杂，从部分转变为全面，并且应用范围也在不断的扩大，因此增大了工程机械生产过程中的灵活性。随着社会程序的不断发展，工程机械自动化技术的应用也发生了变化，结合机械行业的发展背景，不断的进行技术方面的创新与完善。因此，根据当前我国的发展现状，需要发展现代化的工程机械自动化技术。与此同时，还应当考虑到当前我国实际的国情与发展背景，不能过分强调自动化操作，因为这样会不仅会在一定程度上提升生产成本，也会威胁到基层劳动力的发展[2]。现如今，既能符合我国国情，又能满足行业需求、适应社会发展的工程机械自动化技术的发展目标是：借鉴国外机械行业的成功经验，引进符合我国机械行业的发展情况的先进技术与装置，对机械装置进行适当的优化，追求部分自动化，允许人工操作，充分完善自动化资讯系统，提升计算机管理的工作效益。这样的解决措施不仅能有效的提升我国机械自动化发展的程序，还能有效的降低成产成本，为劳动力提供更多的就业机会。
2.2根据当前机械行业的实际生产情况制定的自动化技术
在现代化的企业管理模式中，优异的技术都是通过不断实践中得出的，多数都是在实践过程中发现了问题，从而确立了研究目标，最终通过不懈的努力研究出结果，并将这一结果应用与实际的生产过程中，解决出现等问题。而工程机械自动化技术就是这样，“取之于实践，用之于实践”，贯彻以生产发展的需求的基本原则，利用这一原则制定能够有效解决问题的生产技术。另外，我国的工程机械自动化技术的发展也需要结合实际的发展现状，不能过分追求整体自动化，以求缩短生产周期，这样会导致人工与机械装置工作效率降低。但是也不能不使用自动化技术，因为有很多的工作都依靠这一技术，所以不适用自动化技术将会增大人工工作量，延长生产周期。另外，因为我国的工程机械自动化行业发展起步较晚，所以很多生产技术不够成熟，因此导致生产处的产品质量与实用性较差。所以在完善生产技术时不仅需要几何当前该行业的实际生产情况，还需要在提升自动化工作效率的同时，确保产品质量与数量，这样才能有效的提升经济利益。
2.3具有低成本、成效快等特质的工程机械自动化技术
当前我国的工程机械自动化技术的应用范围有限，主要原因是生产成本过高。从产品的研发开始到生产调整，一直到最后的生产，这些环节够很复杂，所以如果使用自动化机械装置将会极大的提升生产成本。因此我国很多的中小型企业由于预算成本等原因不能引进很多自动化装置，在部分环节中仍然使用人工技术。并且从企业受益的角度考虑，就会发现，如果大量的引进自动化装置其实并不能马上获得经济收益，有很多企业可能在引进装置进行生产后仍然不能度过亏损期，因此工程机械自动化技术在我国的应用范围非常有限。根据相关资料表明，在我国，中小型企业是社会发展主流，并且很多企业的生产成本都是有限的。因此，想要扩大自动化技术的应用范围，就应当顺应时代潮流，减少该技术带来的生产成本，扩大自动化技术的可执行性[3]。另外，西方发达国家已经研究出低成本、高收益的工程机械自动化技术，所以我国的企业可以在自身实际生产机械装置的基础上，适当的引进先进的自动化装置，将自动化装置与原有的机械装置进行有机的结合，合理安排生产流程与装置位置，尽可能的发挥出自动化装置在管理方面的优势以及人工操作的灵活性，创造出人机和谐发展的生产系统。这样做，不仅可以进一步的提升生产效率，还能最大化的节省生产成本，提升企业经济收益。
3结论
综上所述，现如今如果想在工程机械的行业中发展自动化技术，一方面需要有较高的起点，紧跟时代发展脚步，吸取国内外机械行业中的成功经验，改善自身的不足之处。另一方面应当引进先进的、低成本的自动化技术，将改善与普及进行有机的结合，促使我国工程机械自动化的发展技术能够稳定、健康的发展。
参考文献：
[1]钟建业.工程机械自动化的发展技术浅析[J].轻工科技,201512:85-86.
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人体工程学和环境心理学都是近数十年发展起来的新兴综合性学科。过去人们研究探讨问题，经常会把人和物、人和环境割裂开来，孤立地对待，认为人就是人，物就是物，环境也就是环境，或者是单纯地以人去适应物和环境对人们提出要求。而现代室内环境设计日益重视人与物和环境间，以人为主体的具有科学依据的协调。因此，室内环境设计除了依然十分重视视觉环境的设计外，对物理环境、生理环境以及心理环境的研究和设计也已予以高度重视，并开始运用到设计实践中去。第一节人体工程学的含义和发展人体工程学(HumanEngineering)，也称人类工程学、人间工学或工效学(Ergonomics)。工效学Ergonomis原出希腊文“Ergo”，即“工作、劳动”和“nomos”即“规律、效果”，也即探讨人们劳动、工作效果、效能的规律性。人体工程学起源于欧美，原先是在工业社会中，开始大量生产和使用机械设施的情况下，探求人与机械之间的协调关系，作为独立学科有40多年的历史。第二次世界大战中的军事科学技术，开始运用人体工程学的原理和方法，在坦克、飞机的内舱设计中，如何使人在舱内有效地操作和战斗，并尽可能使人长时间地在小空间内减少疲劳，即处理好：人—机—环境的协调关系。及至第二次世界大战后，各国把人体工程学的实践和研究成果，迅速有效地运用到空间技术、工业生产、建筑及室内设计中去，1960年创建了国际人体工程学协会。及至当今，社会发展向后工业社会、信息社会过渡，重视“以人为本”，为人服务，人体工程学强调从人自身出发，在以人为主体的前提下研究人们衣、食、住、行以及一切生活、生产活动中综合分析的新思路。日本千叶大学小原教授认为：人体工程学是探知人体的工作能力及其极限，从而使人们所从事的工作趋向适应人体解剖学、生理学、心理学的各种特征。”其实人—物—环境是密切地联系在一起的一个系统，今后“可望运用人体工程学主动地、高效率地支配生活环境”。人体工程学联系到室内设计，其含义为：以人为主体，运用人体计测、生理、心理计测等手段和方法，研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系，以适合人的身心活动要求，取得最佳的使用效能，其目标应是安全、健康、高效能和舒适。人体工程学与有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系。第二节人体工程学的基础数据和计测手段一、人体基础数据人体基础数据主要有下列三个方面，即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。1、人体构造与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉，这三部分在神经系统支配下，使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成，脊柱可完成多种运动，是人体的支柱，关节起骨间连接且能活动的作用，肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张，使人体各部分协调动作。2、人体尺度人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。3、人体动作域人们在室内各种工作和生活活动范围的大小，即动作域，它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域，也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据，人体动作域的尺度则为动态的，其动态尺度与活动情景状态有关。室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用，应考虑在不同空间与围护的状态下，人们动作和活动的安全，以及对大多数人的适宜尺寸，并强调其中以安全为前提。例如：对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等，应取男性人体高度的上限，并适当加以人体动态时的余量进行设计；对踏步高度、上搁板或挂构高度等，应按女性人体的平均高度进行设计。二、人体生理计测根据人体在进行各种活动时，有关生理状态变化的情况，通过计测手段，予以客观的、科学的测定，以分析人在活动时的能量和负荷大小。人体生理计测方法主要有：1、肌电图方法把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录，从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。2、能量代谢率方法由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值，与其平时耗氧量相比，以此测定活动状态的强度，能量代谢率的计算式，以及不同活动的能量代谢率（RMR）。其计算式如下：运动时氧耗量-安静时氧耗量能量代谢率（RMR）=—————————————基础代谢率耗量3、精神反射电流方法对人体因活动而排出的汗液量作电流测定，从而定量地了解外界精神因素的强度，据此确定人体活动时的负荷大小。三、人体心理计测心理计测采用的有精神物理学测量法及尺度法等。1、精神物理学测量法用物理学的方法，测定人体神经的最小刺激量，以及感觉刺激量的最小差异。2、尺度法以顺序在心理学中划分量度，例如在一直线上划分线段，依顺序标定评语可由专家或一般人，相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。第三节人体工程学在室内设计中的应用由于人体工程学是一门新兴的学科，人体工程学在室内环境设计中应用的深度和广度，有待于进一步认真开发，目前已有开展的应用方面如下：一、确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据根据人体工程学中的有关计测数据，从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等，以确定空间范围。二、确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据家具设施为人所使用，因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据；同时，人们为了使用这些家具和设施，其周围必须留有活动和使用的最小余地，这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间越小，停留时间越长，对这方面内容测试的要求也越高，例如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。三、提供适应人体的室内物理环境的最佳参数室内物理环境主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等，室内设计时有了上述要求的科学的参数后，在设计时就有可能有正确的决策。四、对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供科学依据人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素，人体工程学通过计测得到的数据，对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区域等提供了科学的依据。第四节环境心理学与室内设计在阐述环境心理学之前，我们先对“环境”和“心理学”的概念简要地了解一下。环境即为“周围的境况”，相对于人而言，环境可以说是围绕着人们，并对人们的行为产生一定影响的外界事物。环境本身具有一定的秩序、模式和结构，可以认为环境是一系列有关的多种元素和人的关系的综合。人们既可以使外界事物产生变化，而这些变化了的事物，又会反过来对行为主体的人产生影响。例如人们设计创造了简洁、明亮、高雅、有序的办公室内环境，相应地环境也能使在这一氛围中工作的人们有良好的心理感受，能诱导人们更为文明、更为有效地进行工作。心理学则是“研究认识、情感、意志等心理过程和能力、性格等心理特征”的学科。关于环境心理学与室内设计的关系，《环境心理学》一书中译文前言内的话很能说明一些问题：“不少建筑师很自信，以为建筑将决定人的行为”，但他们“往往忽视人工环境会给人们带来什么样的损害，也很少考虑到什么样的环境适合于人类的生存与活动”。以往的心理学“其注意力仅仅放在解释人类的行为上，对于环境与人类的关系未加重视。环境心理学则是以心理学的方法对环境进行探讨”，即是在人与环境之间是“以人为本”，从人的心理特征来考虑研究问题，从而使我们对人与环境的关系、对怎样创造室内人工环境，都应具有新的更为深刻的认识。一、含义环境心理学是研究环境与人的行为之间相互关系的学科，它着重从心理学和行为的角度，探讨人与环境的最优化，即怎样的环境是最符合人们心愿的。环境心理学是一门新兴的综合性学科，环境心理学与多门学科，如医学、心理学、环境保护学、社会学、人体工程学、人类学、生态学以及城市规划学、建筑学、室内环境学等学科关系密切。环境心理学非常重视生活于人工环境中人们的心理倾向，把选择环境与创建环境相结合，着重研究下列问题：1、环境和行为的关系；2、怎样进行环境的认知；3、环境和空间的利用；4、怎样感知和评价环境；5、在已有环境中人的行为和感觉。对室内设计来说，上述各项问题的基本点即是如何组织空间，设计好界面、色彩和光照，处理好室内环境，使之符合人们的心愿。
什么人体工程学，简直就是瞎捭，其实就是手感好，用着方便，就这么简单，你想买个好鼠标，其实也没什么难买的，只要看看手感好不好就行了。