宋海冰，林 怡，洪增強(qiáng)

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基于人因工程學(xué)的新型多媒體講臺優(yōu)化設(shè)計(jì)研究＊

宋海冰，林 怡，洪增強(qiáng)

（大連民族大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，遼寧 大連 116600）

闡述了一種顯示屏高度及傾斜角度可調(diào)節(jié)的新型多媒體講臺，該新型多媒體講臺包括講臺外部結(jié)構(gòu)及空間布局、功能性機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)和電控系統(tǒng)。基于人因工程基本理論及實(shí)際情況對多媒體講臺外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其具有功能性并提高空間利用率，應(yīng)用簡單機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)屏幕高度及角度的調(diào)節(jié)，并通過以單片機(jī)為核心的電控部分來實(shí)現(xiàn)控制方式的簡單化。

多媒體講臺；人因工程；多媒體教學(xué)一體機(jī)；多媒體控制系統(tǒng)

1 概述

如今科技飛速發(fā)展，多媒體教學(xué)一體機(jī)已經(jīng)較為完善，它是一種將講臺與電腦、多媒體控制系統(tǒng)、視頻展臺、音頻設(shè)備、視頻轉(zhuǎn)換器等電子產(chǎn)品集合為一體的產(chǎn)品，具有操作簡單直觀、演示再現(xiàn)規(guī)范、圖像變化靈活、資源利用簡便等優(yōu)勢，能增強(qiáng)師生間的互動，同時(shí)也能應(yīng)用于商務(wù)培訓(xùn)以及廣告宣傳、產(chǎn)品或項(xiàng)目的展覽、演示等，但與之相匹配的多媒體講臺卻難以滿足人們的需求。目前，市面上的多媒體講臺大多電腦屏幕高度及角度不可調(diào)節(jié)，部分只能進(jìn)行單一調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)受限制，此類講臺不便于使用者觀看屏幕，在使用時(shí)易產(chǎn)生疲勞感；還存在桌面空間利用率低、需要使用者手動操作、復(fù)雜、費(fèi)時(shí)等諸多缺點(diǎn)。多媒體教學(xué)一體機(jī)如此廣泛的應(yīng)用促使我們設(shè)計(jì)一款與之搭配的新型多媒體講臺。因此，在傳統(tǒng)講臺的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。

2 基于人因工程學(xué)的多媒體講臺設(shè)計(jì)

2.1 新型多媒體講臺的主體部分

該新型多媒體講臺包括講臺外部結(jié)構(gòu)及空間布局、功能性機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)和電控系統(tǒng)，具體如圖1和圖2所示。

2.2 外部結(jié)構(gòu)及空間布局

外部結(jié)構(gòu)由機(jī)架、底盤和拓展空間構(gòu)成，底盤運(yùn)用合金材料配合可伸縮結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高度的可調(diào)節(jié)。拓展空間包含控制屏幕變化過程中采集信息的按鍵、抽拉式鍵盤以及與整個(gè)拓展空間大體顏色相異的水杯槽。抽拉式鍵盤配合滑軌阻尼，可降低噪聲，更適合教室、會議室等環(huán)境使用。

2.3 功能性機(jī)械結(jié)構(gòu)

功能性機(jī)械結(jié)構(gòu)由顯示屏框、運(yùn)動支架、滑動軌道、運(yùn)動滾輪、導(dǎo)軌盤和機(jī)箱蓋構(gòu)成。支架上方與顯示屏框相連接，支架下方裝有滑動滾輪，滑動滾輪安裝在滑動軌道之中，滑動軌道為滑動滾輪提供軌跡限定的移動空間，即滑動滾輪可在滑動軌道內(nèi)根據(jù)同步帶的移動而發(fā)生移動，從而使支撐顯示屏框的運(yùn)動支架的角度發(fā)生改變，以此調(diào)節(jié)上方支撐的顯示屏框的高度和角度。

1—顯示屏框；2—運(yùn)動支架；3—滑動軌道；4—運(yùn)動滾輪；5—導(dǎo)軌盤；6—機(jī)架；7—底盤；8—拓展空間。

9—機(jī)箱蓋；10—傳動齒輪組；11—同步帶；12—同步電機(jī)。

2.4 傳動機(jī)構(gòu)

傳動機(jī)構(gòu)由傳動齒輪組、同步帶、同步電機(jī)構(gòu)成。同步電機(jī)為整個(gè)新型多媒體講臺提供動力，電機(jī)與傳動齒輪組通過同步帶相連，將動力最終傳輸?shù)綕L輪上，使運(yùn)動滾輪在“軌道”上滑動（滾輪與滑道有“自鎖”），通過調(diào)節(jié)2對齒輪的相對距離及在“軌道”上的位置便可對顯示屏高度和傾斜角度調(diào)整，達(dá)到設(shè)計(jì)目的。

2.5 電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)由單片機(jī)、按鈕、電源、各類導(dǎo)線等構(gòu)成。按鈕將用戶指令傳送至單片機(jī)中，經(jīng)過單片機(jī)分析處理，在電源的支持下完成對電機(jī)的控制。具體流程如圖3所示。

圖3 控制流程圖

3 功能實(shí)現(xiàn)方式

該新型多媒體講臺利用電機(jī)為整個(gè)功能性機(jī)械機(jī)構(gòu)提供動力，通過電機(jī)連接傳動齒輪組帶動同步帶的移動，從而使固定在電腦屏幕框的支架發(fā)生移動，實(shí)現(xiàn)對電腦屏幕高度及角度的調(diào)節(jié)。對新型多媒體講臺的桌面布局進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，設(shè)置異于新型多媒體講臺桌面大體顏色的局部圓形區(qū)域，利用“求滿”心理間接實(shí)現(xiàn)對操作者水杯等物品放置位置的限制，抽拉式鍵盤能在節(jié)省空間的同時(shí)將鍵盤高度提高，使其更易于操作，并在此新型多媒體講臺的桌面設(shè)置按鍵，以采集使用者的指令信息，實(shí)現(xiàn)智能化。

4 結(jié)論

新型多媒體講臺基于人因工程學(xué)對傳統(tǒng)多媒體講臺進(jìn)行研究及改善設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智能化的可控操作。其中，簡單機(jī)械結(jié)構(gòu)使電腦屏幕實(shí)現(xiàn)高度、角度可調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同身高的操作者，成本低廉，便與生產(chǎn)，適于廣泛推廣，可應(yīng)用于學(xué)校、公司會議廳等諸多場合。

［1］郭付，錢省三.人因工程學(xué)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

［2］聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

TS951.7

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.22.124

2095－6835（2018）22－0124－02

大連民族大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助（校級201812026188）

宋海冰（1997—），女，吉林吉林人，大學(xué)本科生，研究方向?yàn)楣I(yè)工程。

林怡。

〔編輯：張思楠〕