《基于人因工程的可调节演讲台的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于人因工程的可调节演讲台的设计（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 基于人因工程的可调节演讲台的设计 控制部分设计及仿真分析学 院：专 业：姓 名：指导老师：工业自动化学院工业工程许荟禾学 号：职 称：160408101714邹昕峰工程师中国珠海二二年五月北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计基于人因工程的可调节演讲台-控制部分设计以及仿真分析是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名： 日期： 年 月 日基于人因工程的可调节演讲台-控制部分设计以及仿真分析摘 要演讲台是教师用以传播知识，答疑解惑的工具，也为教师提供
2、了一个平台用以短暂休息。然而传统演讲台高度固定，与多数教师身高不相匹配，进而导致教师使用舒适感差，影响教师的教学效率甚至是身体健康。根据市场调查，现有的可升降演讲台主要通过电动按钮或传感器控制讲台的升降。本设计主要研究对象是初高中及高校教师所应用的讲台，目的是基于人因工程以人为本的思想，利用教师编号唯一性的特点，提供教师一种智能化，舒适性高且便捷性好的讲台，提高教师教学效率，减少患腰椎疾病的风险。本设计主要通过4个步骤实施：（1）绘制质量屋QFD分解教师需求制定初步设计方案。（2）构建Access数据库存储教师的工号身高等信息。（3）设计教师演讲台系统上位机，使教师在系统登录界面输入工号后，能
3、够与51单片机进行串口通信连接，传输教师的身高数据，单片机通过此数据计算由人因工程计算的合适高度，驱动将讲台调整到该高度。同时获取该工号的教师信息、课程信息以及该课程对应的学生列表，并将这些信息实时显示于上位机。（4）最后对系统的传动关键零件-丝杠进行力学仿真分析确保设计的合理性，保证设计的质量。通过以上4个步骤，本设计实现了对可调节演讲台的智能控制，教师上课时能实时显示教师信息和课程信息。关键词：人因工程；演讲台；数据库；串口通信；质量工程；Adjustable podium based on human factors engineering -the design of control
4、part and simulation analysis AbstractThe podium is a tool for teachers to spread knowledge and experience. Sometimes is used to rest awhile. However, the traditional podium is fixed in height and most of teachers height mismatch the podium. These problems make teachers uncomfortable, influence teach
5、ing efficiency and even affect physical health. The electric buttons or sensors controls the existing liftable platform to raise and lower. Although it solves the problem of fixed height, it needs to be manually adjusted multiple times. The main research object of this design is junior high school a
6、nd college teachers. The purpose is to provide teachers by unique teacher number with an intelligent, comfortable and convenient podium based on the human factors engineering. The design is implemented through 4 steps:(1) Draw the QFD decomposition of the house of quality to decompose the needs of t
7、eachers and formulate a preliminary design plan.(2) Build an Access database to store information such as teacher s number and height.(3) Design the upper computer of the platform system, so that the teacher can enter unique number to login the system, then communicated with the 51 single chip to tr
8、ansmit the teachers height. The single chip calculates the appropriate height calculated by human factors engineering through this data. And then adjusts the platform to this height. Meanwhile, get the teachers information of the job number, course information and the corresponding student list of t
9、he course, and display information on the upper computer in real time.(4) Finally, the mechanical simulation analysis of the key transmission part of the system-the lead screw to ensure the rationality of the design and the quality of the design. Through the 4 steps, This design realizes the intelli
10、gent control of the adjustable lecture platform and the teacher can display the course information in real time.Keywords: human factors engineering; podium; database; finite element analysis; quality engineering; 目 录摘 要IIAbstractIII1前言11.1本设计的目的、意义11.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题21.3本设计应解决的主要问题21.4 本章小结32课题研究
11、相关技术42.1 Access数据库技术42.3 STC89C52 单片机62.4 人因工程62.5 质量工程QFD73系统整体设计83.1 基于QFD的系统功能分析（控制部分）83.2 系统整体设计方案113.3 系统整体设计流程图123.3.1数据获取部分123.3.2电机行程和运转时间计算部分133.3.3讲台升降部分163.4 本章小结174系统上位机设计184.1 Access数据库设计184.2 人机交互界面设计214.2.1登录界面224.2.2信息界面(ADO Data 控件连接数据库)234.2.3升降界面设计（串口通信）264.3 本章小结285系统下位机设计295.1 传
12、动方式选择295.2 伺服电机的选型及计算305.3 丝杠的仿真设计325.4 本章小结406总结与展望416.1 总结416.2 展望41参考文献43谢 辞44附录1：英文文献原文45附录2：英文文献中文翻译49附录3：关于可升降演讲台用户需求调查55附录4：可升降演讲台登录界面代码551前言人类对文化的发展和传承是历史进步的重大课题，在这一过程中，人们通过各种手段形式将自己的知识和技能一代接一代的传承下去，教师在传授知识答疑解惑时会使用讲台，讲台也为教师提供一个平台用以短暂的休息。起初讲台多为高于地面些许的凸台或石头，慢慢的讲台变成了木制，合金的讲台，并且配合泥板和石板等书写工具来配合教书
13、活动。随着科技的发展，电子信息时代到来，讲台与时俱进地结合了多媒体，在讲台上配备了话筒，投影仪，电脑，鼠标，键盘，置物台等等设施，可以在课堂上投影图片、视频或者PPT课件，使得教课更加直观更加效率，教课形式也更加多样。演讲台不断演变的过程也反映了人类对教育事业的重视和文明水平的提高。1-3根据中国产业信息网于2019年9月发布的中国教师数量走势分析，中国地区，普高教师的人数在2010年达到150万人，2016年达到173.3万人，2018年，教师人数增加至181.26万人，同比增长4.59%，而中国高等院校教师在2014年达到150万人， 2016年达到160.2万人，2018年，教师人数增加
14、到167.28万人，同比增长4.41%。在2018年，国家教育部门出台相关政策强化教师队伍，并且随着考取教师资格证书流行以及国培计划的实行，教师群体还会继续扩大4。因而改善讲台，制造满足教师需求的讲台是具有市场价值和市场意义的。另外，我国的教育制度是以班级为单位的，通常是一个课室配一个讲台。教师需要去往不同的教室上课，这表明一个讲台的使用者是多个的，并且目前市面上的演讲台的结构简单，功能单一。从人因工程的角度来看，这也必然导致讲台与使用者的身高不匹配。在实际使用过程中，教师的不断弯腰直腰也证实了这个问题的存在，长此以往，容易引发腰椎疾病、静脉曲张等教师职业病。然而在讲台长期的演变过程中，使用舒
15、适性是设计讲台的追求，却未重视因讲台高度固定所引发的一系列问题。因此基于人因工程学设计一款可根据教师身高自动调节的可升降演讲台显得尤为重要。1.1本设计的目的、意义演讲台的使用人群主要为学校的教师群体，讲台最初主要功能是放置教具和课本，提示上课内容。信息化的广泛应用和教学的多元化发展，让讲台也慢慢地与多媒体相结合，融合了电脑，投影仪，音频设备等等设施，同时也需要充当教师短暂的休息平台。但传统演讲台高度固定，大部分情况下与教师的身高不匹配，从人因工程的角度出发，这会造成教师的使用舒适感差，影响心情，进而影响到教学效率，其次，频繁的弯腰、侧腰和直腰会对教师的身体健康有所损害。为了给教师提供一种舒适性高、方便性好，且能减少教师患腰椎疾病风险的讲台。本研究是通过QFD对可升降演讲台进行功能需求展开，确立系统整体设计方案。通过access数据库存储教师的身高、工号、课程名
