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摘 要：我国是传统农耕国家，农机产品的发明和使用是世界上比较早的，从仰韶文化时期的耒耜的使用，先民们一直用聪明智慧不断改进农机产品的性能。随着科技和经济的发展，人们对农机产品的性能、工作效率、安全性和美观性等提出了更高的要求。人类功效学原理在农机产品造型设计中的应用，能使农机产品具有与众不同的特质，也是农机产品差异化竞争的重要手段。
关键词：人类功效学 农机产品 造型 色彩
中图分类号：F304.3 文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2016）12-052-02
人类功效学这门学科出现过多种名称与概念，不同时期各国专家、学者依据这一学科不同侧重点为其下过诸多定义，各国对其有着不尽相同的称谓：人类工效学、人类工程学、人机工程学、人体工程学、人因工程（学）等等。国际人类工效学学会（International Ergonomics Association，简称IEA）于2008年发布了最新定义：是研究系统中人与其他组成部分的交互关系的学科，运用其理论、数据和方法进行设计，应达到系统功效优化及人的健康、舒适的目的。
我国是一个农业大国，很早就发明和使用了农机产品，农业机械现代化是农业现代化的重要保障。进入21世纪，我国在科学技术和经济建设等方面取得了长足发展，农业机械的制造生产数量以及普及率有了较大程度的提高，农业机械的自动化和协同性等方面也越来越高。最近几年，我国农机产品的性能质量与欧美发达国家之间几乎没有差别，但是我国农机产品在外观造型上明显逊于对方，同等性能质量的产品在价格上更是低廉很多，从而造成了我们企业的利润偏低的不利局面。因此，我们急需重视农机产品的工业设计，把现代先进的设计理念运用到农机产品的设计与制造中去。充分运用人类工效学学科知识，使农机产品具备良好的人机交互环境，既要满足使用者作业所需的机械功能要求，又要满足使用者操作起来安全、舒适、便捷等需要，进而减少使用者的身心疲惫和负担。
一、农机产品简述
农机产品（即农业机械产品），是指在种植业和畜牧业的生产过程中所使用的所有机械产品，以及在农畜产品初加工和处理过程中所使用的机械产品。据考古发现，我国最早的农机产品是耒耜（耕地器械），发掘于仰韶文化时期；公元前13世纪出现了用于牛耕的铜制犁头；春秋时期，发掘出大量的铁质、木质的农机具，它们主要用来耕地、播种、收获、加工和灌溉等；公元前1世纪的西汉时期，发明了三行条播机具；到了公元9世纪发明了结构非常完备的畜力铧式犁。
在20世纪初叶，畜力收割机、谷物联合收获机等机械相继出现；1935年，英国的弗格森研制成功了拖拉机的农具悬挂系统，即弗格森系统；40年代起，自走式的谷物联合收获机开始普及；到了50年代，先后制造并推广使用了谷物播种机、割草机和玉米播种机等；到了60年代，水果、蔬菜等农副产品的收获机械开始迅速发展；从70年代开始，农机产品发展到了自动化阶段，这时的农机产品大量应用电子技术，从而监测和控制农机产品的作业过程；进入21世纪，GPS导航定位系统、液压控制技术、计算机辅助控制技术、红外线等新技术不断应用于农机产品，农业机械产品开始朝着人性化、智能化、集成化、多元化的方向发展。
二、农机产品设计案例——玉米根茬收获机
（一）设计背景
农作物根茬资源的利用是一个世界性课题，从工业开发角度，可以提取木质素，制成具有高燃值的燃料。从农牧业角度，降解分离有用物，提高其作为饲料的功能；美国利用秆茬资源作饲料、手工制品，近年来开始了纤维素乙醇的提炼；日本主要将其作为未来的燃料。
（二）设计分析
长久以来，我国农机产品在设计过程中，大多从功能的实现、结构的可靠性和性能的稳定性等方面来考虑，而对农机产品的外观造型、人机关系等方面关注不足。从而造成传统农机产品给人以造型笨拙、工艺粗糙、色彩单调、比例失衡等印象，毫无美感可言。在此，笔者以玉米根茬收获机作为设计对象，整体效果如图1所示，仿生犁设计如图2所示，辅助滚和拾捡滚设计如图3所示，根茬导板设计如圖4所示，减震机构设计如图5所示。
在本设计中，犁的设计，以鹰爪和荷叶为原型进行了仿生设计，主要是为了实现根土分离技术。本机器的工作环境是在土壤含水量20%～30%的土壤上作业，犁面上小突起的设计，是为了土壤不会粘到犁上，减少了人员清理犁的时间；拾捡滚的作用是将根茬向前推，然后在辅助滚的配合下，将根茬捡起、后抛至根茬导板；根茬导板的设计主要作业是为了能够将拾捡滚上的玉米根茬收集到传送带上，并可以抖落部分根茬上的泥土；减震机构的设计，主要是为了能够使机器在路面上平稳地行驶，对拾捡装置起到了保护作用。
本设计充分利用人类工效学原理和现代设计理念，将功能、美观、舒适、安全等方面作为重点考虑，改变了人们以往对农业机械的认识，具体创新之处有以下几点：一是实现了集挖茬、拾茬、清茬、引茬、集茬、侧位条铺于一体的复合玉米根茬收获工艺；二是仿生犁的设计摆脱了传统机械铲粘土的特点，造型仿生鹰爪，功能原理来源于荷叶，可以切断玉米发达的根须，实现根土分离；三是根茬导板设计，有效地解决了根茬和拾捡滚的分离问题，很好地连接了拾捡滚和传送带。
三、结论
从2004年至今，国家连续12年发布以“三农”为主题的中央一号文件，尤其是2015年中央一号文件，明确提出要加快农业现代化的建设。这里就包含了农机产品现代化的建设内容，这种鼓励发展农机产品的政策对于国内农机产品的设计与制造是非常好的契机，同时，也对农机产品的国际接轨提出了更高的要求。我国农机企业应该抓住机遇，在不断提高农机产品的性能与质量的同时，更应该切实重视起农机产品的外型设计以及人性化要求，使我国农机产品做大做强，走向国际市场。
[基金项目：2014年黑龙江省大学生创新创业训练重点项目（编号：201410222008）和黑龙江省教育厅科学技術研究项目（编号：12531662）阶段成果。]
参考文献：
[1] 阮宝湘等.工业设计人机工程[M].北京：机械工业出版社，2010
[2] 张建敏.农机产品的外型设计研究[J].农机化研究，2010（4）
[3] 罗润民等.人机工程学视角下的农机产品分析[J].艺术科技，2016（10）
（作者单位：佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
（作者简介：罗润民，佳木斯大学机械工程学院工业设计专业2012级本科生；通讯作者：王俊发，教授，博士生导师，佳木斯大学机械工程学院，主要从事现代农业机械设计与试验研究。）
（责编：贾伟）
关键词：人类功效学 农机产品 造型 色彩
中图分类号：F304.3 文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2016）12-052-02
人类功效学这门学科出现过多种名称与概念，不同时期各国专家、学者依据这一学科不同侧重点为其下过诸多定义，各国对其有着不尽相同的称谓：人类工效学、人类工程学、人机工程学、人体工程学、人因工程（学）等等。国际人类工效学学会（International Ergonomics Association，简称IEA）于2008年发布了最新定义：是研究系统中人与其他组成部分的交互关系的学科，运用其理论、数据和方法进行设计，应达到系统功效优化及人的健康、舒适的目的。
我国是一个农业大国，很早就发明和使用了农机产品，农业机械现代化是农业现代化的重要保障。进入21世纪，我国在科学技术和经济建设等方面取得了长足发展，农业机械的制造生产数量以及普及率有了较大程度的提高，农业机械的自动化和协同性等方面也越来越高。最近几年，我国农机产品的性能质量与欧美发达国家之间几乎没有差别，但是我国农机产品在外观造型上明显逊于对方，同等性能质量的产品在价格上更是低廉很多，从而造成了我们企业的利润偏低的不利局面。因此，我们急需重视农机产品的工业设计，把现代先进的设计理念运用到农机产品的设计与制造中去。充分运用人类工效学学科知识，使农机产品具备良好的人机交互环境，既要满足使用者作业所需的机械功能要求，又要满足使用者操作起来安全、舒适、便捷等需要，进而减少使用者的身心疲惫和负担。
一、农机产品简述
农机产品（即农业机械产品），是指在种植业和畜牧业的生产过程中所使用的所有机械产品，以及在农畜产品初加工和处理过程中所使用的机械产品。据考古发现，我国最早的农机产品是耒耜（耕地器械），发掘于仰韶文化时期；公元前13世纪出现了用于牛耕的铜制犁头；春秋时期，发掘出大量的铁质、木质的农机具，它们主要用来耕地、播种、收获、加工和灌溉等；公元前1世纪的西汉时期，发明了三行条播机具；到了公元9世纪发明了结构非常完备的畜力铧式犁。
在20世纪初叶，畜力收割机、谷物联合收获机等机械相继出现；1935年，英国的弗格森研制成功了拖拉机的农具悬挂系统，即弗格森系统；40年代起，自走式的谷物联合收获机开始普及；到了50年代，先后制造并推广使用了谷物播种机、割草机和玉米播种机等；到了60年代，水果、蔬菜等农副产品的收获机械开始迅速发展；从70年代开始，农机产品发展到了自动化阶段，这时的农机产品大量应用电子技术，从而监测和控制农机产品的作业过程；进入21世纪，GPS导航定位系统、液压控制技术、计算机辅助控制技术、红外线等新技术不断应用于农机产品，农业机械产品开始朝着人性化、智能化、集成化、多元化的方向发展。
二、农机产品设计案例——玉米根茬收获机
（一）设计背景
农作物根茬资源的利用是一个世界性课题，从工业开发角度，可以提取木质素，制成具有高燃值的燃料。从农牧业角度，降解分离有用物，提高其作为饲料的功能；美国利用秆茬资源作饲料、手工制品，近年来开始了纤维素乙醇的提炼；日本主要将其作为未来的燃料。
（二）设计分析
长久以来，我国农机产品在设计过程中，大多从功能的实现、结构的可靠性和性能的稳定性等方面来考虑，而对农机产品的外观造型、人机关系等方面关注不足。从而造成传统农机产品给人以造型笨拙、工艺粗糙、色彩单调、比例失衡等印象，毫无美感可言。在此，笔者以玉米根茬收获机作为设计对象，整体效果如图1所示，仿生犁设计如图2所示，辅助滚和拾捡滚设计如图3所示，根茬导板设计如圖4所示，减震机构设计如图5所示。
在本设计中，犁的设计，以鹰爪和荷叶为原型进行了仿生设计，主要是为了实现根土分离技术。本机器的工作环境是在土壤含水量20%～30%的土壤上作业，犁面上小突起的设计，是为了土壤不会粘到犁上，减少了人员清理犁的时间；拾捡滚的作用是将根茬向前推，然后在辅助滚的配合下，将根茬捡起、后抛至根茬导板；根茬导板的设计主要作业是为了能够将拾捡滚上的玉米根茬收集到传送带上，并可以抖落部分根茬上的泥土；减震机构的设计，主要是为了能够使机器在路面上平稳地行驶，对拾捡装置起到了保护作用。
本设计充分利用人类工效学原理和现代设计理念，将功能、美观、舒适、安全等方面作为重点考虑，改变了人们以往对农业机械的认识，具体创新之处有以下几点：一是实现了集挖茬、拾茬、清茬、引茬、集茬、侧位条铺于一体的复合玉米根茬收获工艺；二是仿生犁的设计摆脱了传统机械铲粘土的特点，造型仿生鹰爪，功能原理来源于荷叶，可以切断玉米发达的根须，实现根土分离；三是根茬导板设计，有效地解决了根茬和拾捡滚的分离问题，很好地连接了拾捡滚和传送带。
三、结论
从2004年至今，国家连续12年发布以“三农”为主题的中央一号文件，尤其是2015年中央一号文件，明确提出要加快农业现代化的建设。这里就包含了农机产品现代化的建设内容，这种鼓励发展农机产品的政策对于国内农机产品的设计与制造是非常好的契机，同时，也对农机产品的国际接轨提出了更高的要求。我国农机企业应该抓住机遇，在不断提高农机产品的性能与质量的同时，更应该切实重视起农机产品的外型设计以及人性化要求，使我国农机产品做大做强，走向国际市场。
[基金项目：2014年黑龙江省大学生创新创业训练重点项目（编号：201410222008）和黑龙江省教育厅科学技術研究项目（编号：12531662）阶段成果。]
参考文献：
[1] 阮宝湘等.工业设计人机工程[M].北京：机械工业出版社，2010
[2] 张建敏.农机产品的外型设计研究[J].农机化研究，2010（4）
[3] 罗润民等.人机工程学视角下的农机产品分析[J].艺术科技，2016（10）
（作者单位：佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
（作者简介：罗润民，佳木斯大学机械工程学院工业设计专业2012级本科生；通讯作者：王俊发，教授，博士生导师，佳木斯大学机械工程学院，主要从事现代农业机械设计与试验研究。）
（责编：贾伟）