基于人因工程学的新型多媒体讲台优化设计研究＊

2018-12-06宋海冰洪增强

科技与创新 2018年22期

宋海冰，林怡，洪增强

宋海冰，林怡，洪增强

（大连民族大学机电工程学院，辽宁大连 116600）

阐述了一种显示屏高度及倾斜角度可调节的新型多媒体讲台，该新型多媒体讲台包括讲台外部结构及空间布局、功能性机械结构、传动机构和电控系统。基于人因工程基本理论及实际情况对多媒体讲台外部结构进行优化设计，使其具有功能性并提高空间利用率，应用简单机械结构实现屏幕高度及角度的调节，并通过以单片机为核心的电控部分来实现控制方式的简单化。

多媒体讲台；人因工程；多媒体教学一体机；多媒体控制系统

1 概述

如今科技飞速发展，多媒体教学一体机已经较为完善，它是一种将讲台与电脑、多媒体控制系统、视频展台、音频设备、视频转换器等电子产品集合为一体的产品，具有操作简单直观、演示再现规范、图像变化灵活、资源利用简便等优势，能增强师生间的互动，同时也能应用于商务培训以及广告宣传、产品或项目的展览、演示等，但与之相匹配的多媒体讲台却难以满足人们的需求。目前，市面上的多媒体讲台大多电脑屏幕高度及角度不可调节，部分只能进行单一调节或调节受限制，此类讲台不便于使用者观看屏幕，在使用时易产生疲劳感；还存在桌面空间利用率低、需要使用者手动操作、复杂、费时等诸多缺点。多媒体教学一体机如此广泛的应用促使我们设计一款与之搭配的新型多媒体讲台。因此，在传统讲台的基础上进行优化设计研究。

2 基于人因工程学的多媒体讲台设计

2.1 新型多媒体讲台的主体部分

该新型多媒体讲台包括讲台外部结构及空间布局、功能性机械结构、传动机构和电控系统，具体如图1和图2所示。

2.2 外部结构及空间布局

外部结构由机架、底盘和拓展空间构成，底盘运用合金材料配合可伸缩结构，实现高度的可调节。拓展空间包含控制屏幕变化过程中采集信息的按键、抽拉式键盘以及与整个拓展空间大体颜色相异的水杯槽。抽拉式键盘配合滑轨阻尼，可降低噪声，更适合教室、会议室等环境使用。

2.3 功能性机械结构

功能性机械结构由显示屏框、运动支架、滑动轨道、运动滚轮、导轨盘和机箱盖构成。支架上方与显示屏框相连接，支架下方装有滑动滚轮，滑动滚轮安装在滑动轨道之中，滑动轨道为滑动滚轮提供轨迹限定的移动空间，即滑动滚轮可在滑动轨道内根据同步带的移动而发生移动，从而使支撑显示屏框的运动支架的角度发生改变，以此调节上方支撑的显示屏框的高度和角度。

1—显示屏框；2—运动支架；3—滑动轨道；4—运动滚轮；5—导轨盘；6—机架；7—底盘；8—拓展空间。

9—机箱盖；10—传动齿轮组；11—同步带；12—同步电机。

2.4 传动机构

传动机构由传动齿轮组、同步带、同步电机构成。同步电机为整个新型多媒体讲台提供动力，电机与传动齿轮组通过同步带相连，将动力最终传输到滚轮上，使运动滚轮在“轨道”上滑动（滚轮与滑道有“自锁”），通过调节2对齿轮的相对距离及在“轨道”上的位置便可对显示屏高度和倾斜角度调整，达到设计目的。

2.5 电控系统

电控系统由单片机、按钮、电源、各类导线等构成。按钮将用户指令传送至单片机中，经过单片机分析处理，在电源的支持下完成对电机的控制。具体流程如图3所示。

图3 控制流程图

3 功能实现方式

该新型多媒体讲台利用电机为整个功能性机械机构提供动力，通过电机连接传动齿轮组带动同步带的移动，从而使固定在电脑屏幕框的支架发生移动，实现对电脑屏幕高度及角度的调节。对新型多媒体讲台的桌面布局进行合理化设计，设置异于新型多媒体讲台桌面大体颜色的局部圆形区域，利用“求满”心理间接实现对操作者水杯等物品放置位置的限制，抽拉式键盘能在节省空间的同时将键盘高度提高，使其更易于操作，并在此新型多媒体讲台的桌面设置按键，以采集使用者的指令信息，实现智能化。