基于TRIZ的加工中心人性化设计研究

论文摘要

数控机床加工中心是现代装备制造业的母体,其发展水平的高低将直接影响我国整体装备制造业的水平。随着科学技术的发展,加工中心的制造水平越来越高。在加工中心的设计过程中,从人机工程学的角度出发,关注操作者的生理和心理需求,秉承以人为本的设计理念,已经成为设计界的共识。加工中心是多种技术的综合体,在满足加工中心功能的前提下,进行加工中心的人性化设计,赋予产品由内而外的品质,提高其外观质量,增加产品的附加值,满足市场的需求,成为当前加工中心设计领域刻不容缓的问题。本文根据人机工程学、工程心理学和美学相关原理,将技术和艺术进行结合,通过应用TRIZ(?)中突矩阵,进行加工中心的造型、色彩和人机界面设计研究,为使用TRIZ改善我国加工中心的人性化设计奠定理论基础。具体研究内容包括以下内容：本文从操作者的角度出发,研究影响加工中心人性化设计的需求。通过分析现有市场上加工中心的造型风格,加工中心的主要造型因子如观察窗、机床门等为加工中心的人性化设计设定了内涵和外延。通过分析加工中心造型设计中人的需求,得出形状、安全性、操作方便性是加工中心的主要需求,将其带入TRIZ矛盾矩阵,获得推荐的创新原理,得到指导加工中心造型设计的方法。通过分析现有市场上的加工中心的色彩风格和加工中心主体色的配色风格,对加工中心色彩设计中人的需求进行分析,得出美观、安全性是色彩设计中的主要需求,使用矛盾矩阵获得创新原理,得到用于指导加工中心色彩设计的方法；通过分析加工中心的人机界面,从操作者的角度分析了人机界面的造型因素,分析加工中心人机界面设计中人的需求,使用矛盾矩阵,获得指导加工中心人机界面设计的方法。以SMC3205石材加工中心为例,在相关理论的指导下,对石材加工中心的造型、色彩、人机界面进行设计；并使用Rhino和HyperShot对其建模、渲染制作出相应的效果图,从而找到一条基于TRIZ创新原理的加工中心人性化设计方法。

论文目录

• 目录
• CONTENTS
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2.1 课题研究的目的
• 1.2.2 课题研究的必要性和意义
• 1.3 课题的研究现状
• 1.4 课题的研究方法和内容
• 1.4.1 课题研究的方法
• 1.4.2 课题研究的内容
• 1.5 课题的研究框架
• 第二章 基于TRIZ的加工中心人性化设计
• 2.1 TRIZ
• 2.1.1 技术冲突和48个标准工程参数
• 2.1.2 40条发明原理
• 2.1.3 原始冲突矩阵与新冲突矩阵
• 2.2 加工中心的人性化设计
• 2.2.1 人性化设计的定义
• 2.2.2 加工中心设计中的人机工程学
• 2.2.3 加工中心的人因需求分析
• 2.3 加工中心人性化设计的关键技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 加工中心造型设计研究
• 3.1 加工中心的造型分析
• 3.1.1 加工中心造型的分类
• 3.1.2 加工中心的造型因子分析
• 3.1.3 加工中心的造型风格
• 3.1.4 加工中心的造型人性化设计的意义
• 3.2 加工中心造型设计中的需求分析
• 3.2.1 安全的需求
• 3.2.2 操作方便性的需求
• 3.2.3 造型宜人性的需求
• 3.3 TRIZ的问题解决方法
• 3.3.1 TRIZ解决问题的模式
• 3.3.2 改善加工中心造型
• 3.3.3 缺乏矛盾信息的问题解决方法
• 3.3.4 多重特性对应的加工中心造型设计方法
• 3.4 加工中心概念设计
• 3.4.1 加工中心造型设计
• 3.4.2 加工中心的绘制
• 3.5 本章小结
• 第四章 加工中心色彩设计研究
• 4.1 加工中心的色彩分析研究
• 4.1.1 色彩设计意义
• 4.1.2 加工中心主体色的配色风格
• 4.2 色彩设计的需求
• 4.2.1 功能需求
• 4.2.2 人机协调的需求
• 4.2.3 环境的需求
• 4.3 色彩的搭配原则
• 4.4 基于TRIZ的色彩设计
• 4.4.1 创新设计原理的选择
• 4.4.2 加工中心的色彩设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 人机界面的人性化设计研究
• 5.1 加工中心人机界面设计
• 5.1.1 人机界面设计
• 5.1.2 显示装置
• 5.1.3 操作装置
• 5.1.4 加工中心人机界面分析
• 5.2 数控面板设计元素分析
• 5.2.1 显示器
• 5.2.2 按键
• 5.2.3 旋钮
• 5.2.4 控制杆
• 5.3 加工中心控制面板的人因分析
• 5.4 操作面板设计的需求
• 5.4.1 安全性的需求
• 5.4.2 美观的需求
• 5.4.3 使用方便的需求
• 5.4.4 通用性
• 5.5 本章小结
• 第六章 加工中心人机界面的概念设计
• 6.1 创新原理的统计
• 6.2 创新原理的选取
• 6.3 基于TRIZ的控制面板设计
• 6.3.1 控制面板的造型设计
• 6.3.2 控制面板的色彩设计
• 6.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表