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血糖仪设计.docx
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血糖仪设计
血糖仪的设计
摘要:
人机工程学是一门新兴的,把人—机—环境系统作为研究的大体对象,运用、心理学和其它有关学科知识,依照人和机械的条件和特点,合理分派人和机械承担的操作职能,并使之彼此适应,从而为人制造出舒适和平安的工作环境,使工效达到最优的一门综合性学科。
本文中,要紧进行了两部份介绍。
第一部份为血糖仪的设计,设计了血糖测量仪的外观,采纳CAD软件设计了其外观3D图,利用该血糖仪能够准确便利的测量出患者的血糖。
第二部份介绍分析了人机工程学的进展趋势。
关键字:
人机工程学综合性学科血糖仪
一血糖仪
1.1血糖概述
血液中的糖份称为,绝大多数情形下都是(英文简写Glu)。
体内各组织细胞活动所需的能量大部份来自葡萄糖,因此血糖必需维持必然的水平才能维持体内各器官和组织的需要。
正常人在空肚血糖浓度3.61~6.11mmol/L。
空肚血糖浓度超过7.0mmol/L称为。
血糖浓度低于3.61mmol/L称为,咱们拿到的血液生化检查报告中一样写着:
,或Glu。
高血糖是机体血液中葡萄糖含量高于正常值。
是机体内一个独立存在的病理改变,病变部位在血液,病变性质是血糖代谢紊乱。
长期的高血糖使全身各脏器官及组织发生病理改变,其中包括心、脑、下肢等多处动脉硬化,脂肪及蛋白质分解加速,眼底视角膜毛细血管显现微血肿瘤等。
鉴于此,咱们课题组研制一种血糖测量仪,利用它能够方便快捷的测量出人体的血糖值,患者能够依照自己的血糖值合理的安排运动和膳食,降低血糖值。
1.2血糖测量方式
血糖测量方式要紧有两种:
电化学法和光反射法。
电化学法采纳检测反映进程中产生的电流信号的原理来反映血糖值,酶与葡萄糖反映产生的电子通过电流记数设施,读取电子的数量,再转化成葡萄糖浓度读数。
光反射法是检测反映进程中试条的颜色转变来反映血糖值的,通过酶与葡萄糖的反映产生的中间物(带颜色物质),运用检测器检测试纸反射面的反射光的强度,将这些反射光的强度,转化成葡萄糖浓度。
1.3血糖仪外观设计
图1整体成效图
设计的血糖仪其整体图如图1所示。
该装置体积较小,简单易携,操作简单,相较市面上其他类型的血糖仪,它更稳固,更靠得住,更快捷,须血量更少,利用起来加倍方便。
它的高为100mm,宽为68mm,等待时刻短,仅需要5秒即能够读出血糖值。
包括一块液晶显示屏,用于显示测量结果及当前时刻。
两个按键,一个用于开机关机,另外一个用于记录查看,两个按键配合利用既能够对仪器进行校准,又能够对当前时刻进行调整。
一个试条插口,用于将搜集到的血液进行分析。
一个USB数据接口,通过系统自带的软件,能够将数据传输到电脑中,同时它还能够依照患者不同时刻的血糖值绘制出血糖转变趋势,便于患者查看血糖转变。
该系统还具有低功耗的特点,利用纽扣电池为整个仪器供电,便于拆卸,当电量不足时,能够方便的改换电池。
图2正面图
如图2所示的液晶显示模块用于显示当前时刻及其测量时的血糖值,由于高血糖患者老人占多数,眼神并非是专门好,因此咱们选择了一块大屏,字体也相应的加大,按键也设计的足够大,便于患者操作和查看。
图3反面图
如图3所示,设计了血糖仪反面的支撑座子,共有三个,顶部两个,底部一个,能够保证血糖仪置于平面时血糖仪底部的烤漆不被磨掉,三个座子能够专门好地支撑整个平面,同时可不能显得多余。
底部座子由两个圆柱组成,保证了它的稳固性,同时将其设置为黑色使整个设计小巧,新颖,在那个地址可不能很突出,使得人们更关注与其他功能。
如下图的电池盒,它采纳一个能够拆卸的盖子将电池扣在底部,当电池电量不足或耗尽时,通过拆下盖子即能够换新的电池,这种设计使得改换电池极为方便,不需要打开仪器。
反面图还包括铭牌,铭牌内容包括产品名称,型号,产品注册标准,供电电压,存储条件,用途和注意事项等。
图4USB接口
如图4所示为USB接口,它嵌入在血糖仪的内部,利历时将USB数据线插入到里面即能够利用。
通过将USB接口嵌入到仪器的内部,能够有效的爱惜USB端子,以避免利器破坏它或其他器件使得USB端子短路。
二人机工程学的进展趋势
2.1人机工程学概述
人机工程学是从20世纪50年代开始迅速进展的一门新兴。
人机工程学是从人的和特性动身,研究人,机,环境的彼此关系和彼此作用的规律,以优化人-机-环境的一门科学。
人机工程学,亦即是应用、、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方式,对人体结构特点和性能特点进行研究,提供人体各部份的尺寸、重量、体表面积、比重、重心和人体各部份在活动时的彼此关系和可及范围等人体结构特点参数;还提供人体各部份的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心转变和动作时的适应等人体性能特点参数,分析人的视觉、听觉、触觉和肤觉等感觉器官的性能特性;分析人在各类劳动时的生理转变、能量消耗、疲劳机理和人对各类劳动负荷的适应能力;探讨人在工作中阻碍心理状态的因素和对工作效率的阻碍等。
2.2人机工程学的特点
人机工程学的显著特点是,在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上,不单纯着眼于个别要素的优良与否,而是将利用“物”的人和所设计的“物”和人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究。
在人机工程学中将那个系统称为“人——机——环境”系统。
那个系统中,人、机、环境三个要素之间彼此作用、彼此依存的关系决定着系统整体的性能。
本学科的人机系统设计理论,确实是科学地利用三个要素间的有机联系来寻求系统的最正确参数。
系统设计的一样方式,一般是在明确系统整体要求的前提下,着重分析和研究人、机、环境三个要素对系统整体性能的阻碍,如系统中人和机的职能如何分工、如何配合、环境如何适应人、机对环境又有何阻碍等问题,通过不断修正和完善三要素的结构方式,最终确保系统最优组合方案的实现。
这是人机工程学为工业设计开拓了新的思路,并提供了独特的设计方式和有关理论依据。
2.3人机工程学的应用
1人体工作行为解剖学和人体测量;工作事故,健康与平安
包括人体测量和工作空间设计;姿势和生物力学负荷研究;与工作有关的骨骼、
肌肉治理问题;健康人机工程;平安文化与平安治理;平安文化评判与改良。
2防护设计
防护设计能够分为设计防护装置设计和个人防护用品设计。
专为防护平安而设置,在机械设备上的各类防护装置其结构和布局应设计合理,令人体各部位均不能直接进入危险区。
对机械防护装置设计应符合与人体测量参数相关的尺寸要求。
个人防护用品设计范围极广,它既用于已有平安装置避免损害的场合,也用于一些无法提供平安装置的危险作业场所。
为着重爱惜易受损害的躯体部位,在不同的危险场所,需要设计不同的器具;关于同一种器具,依照具体作业要求与环境的不同,设计重点也应不同。
3认知工效学和复杂任务;环境人机工程
认知技术和决策研究;环境状况和因素分析;工作环境人机工程。
4运算机人机工程;显示与操纵布局设计;人机界面设计与评判
软件人机工程;运算机产品和外设的设计与布局;办公环境人机工程研究;人机
界面形式。
5调剂人机之间匹配
操纵机械的人劳动日趋繁重,工作超负荷成为一个突出的问题。
在这种情形下,人往往显现应激反映,致使重大事故发生。
现代人机系统中,作业人员是在特定环境中操作和治理复杂系统和各类数字化设备,当人在这种环境中工作时,既要靠眼睛来观看环境,又要靠细致的注视来完成精准的操纵动作,通过人机工程技术分析,就可明白人在操作时如何分派注意力、体力,同时了解仪表、屏幕和外视景如何设计和合理分派才能取得最好的人机交互,既减轻操作人员的工作负荷又幸免犯错,切实提高人机工效。
这关于运算机系统、自动化操纵、交通运输、工业设计、军事领域和社会系统中重大事变(战争、自然灾害、金融危机等)的应急指挥和组织系统、复杂工业系统中的故障快速处置、系统重构与修复、复杂坏境中仿人机械人的设计与制造等问题的解决都有着重要的参考价值。
2.4人机工程学的国内外进展状况
人机工程技术是21世纪信息领域需要解决的重大课题。
美国21世纪信息技术打算中的基础研究内容为4项:
软件、人机交互、网络、高性能运算机。
其中,人机建模研究在信息技术中被列为与软件技术和运算机技术等并列的六项国家关键技术之一,并被以为“关于运算机工业有着突出的重要性,对其它工业也很重要”。
美国国防关键技术打算不仅把人机交互列为软件技术进展的重要内容之一,而且还专门增加了与软件技术并列的人机界面这项内容。
日本也提出了FPIEND21打算(FuturePersonalizedInformationEnvironmentDevelopment),其目标确实是要开发21世纪个性化的信息环境。
我国973、S-863、十五打算及以后的十一五打算均将人机交互列为要紧内容。
在中国,人机工程学的研究在20世纪30年代开始即有少量和零星的开展,但系统和深切的开展那么在“文革”以后。
1980年4月,国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委员会,统一计划、研究和审议全国有关人类工效学的基础标准的制定。
1984年,国防科工委成立了国家军用人-机-环境系统工程标准化技术委员会。
这两个技术委员会的成立,有力地推动了我国人机工程学研究的进展。
尔后在1989年又成立了中国人类工效学学会,再在1995年9月创刊了学会会刊《人类工效学》季刊。
20世纪90年代初,北京航空航天大学第一成立了我国该专业的第一个博士学科点,随后南京航空航天大学、西北工大、北京理工大学、北大医学部等大学也前后成立了相应的专业。
当前,随着我国科技和经济的进展,人们对工作条件、生活品质的要求正慢慢提高,对产品的人机工程特性也会日趋重视。
一些厂商把“以人为本”、“人体工学”的设计作为产品的卖点,也正是出于对这种新的需求取向的意识。
2.5人机工程学的进展趋势
二十一世纪人类步入了信息时期,人机工程学的进展必然向着信息化、智能化、网络化的方向进展。
人机工程学作为应用性学科,与人的工作生活息息相关,设计生产出加倍人性化、高效能的设备、工具和日常生活用品是尽力的目标。
以进展的目光看,人机工程学又分为技术人性化和人的技术化两个方面。
下一个世纪技术人性化的最大表现将在于运算机虚拟现实技术的有效化。
从人与运算机交互方式的演变,从利用穿孔纸带输入计算程序,到面对终端机上的字符操作界面,再到个人运算机上的图形界面和多媒体,继而是网络和虚拟现实,确实是运算机技术的日趋“人性化”的进程,也确实是人机工程特性的不断提高。
盖茨的《以后之路》、尼葛洛庞帝的《数字化生存》和美国前副总统戈尔的“数字地球”的讲演都谈到虚拟现实的有关概念和前景,从人机工程学的角度来讲,虚拟现实技术把人类的空间感、行走等感觉和行为功能纳入到人机交互当中,使得人与信息的交流变得加倍自然和没有阻碍。
在二十一世纪,随着运算机技术和网络技术的进展,基于人机工程学的虚拟设计和测试评判已经成为可能,这不仅能够节省大量的时刻和资源,而且能够增强企业的竞争能力,使产品更具有利用性和人性化。
1人机界面技术研究
在人机工程学中人机界面是最重要的一个研究分支,它是指人机间彼此施加阻碍的区域,凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机界面。
可将设计界面概念为设计中所面对、所分析的一切信息交互的总和,它反映着人一物之间的关系。
广义的人机界面:
在人机系统模型中,人与机之间存在一个彼此作用的“面”,称为人-机界面,人与机之间的信息交流和操纵活动都发生在人机界面上。
机械的各类显示都“作用”于人,实现机-人信息传递;人通过视觉和听觉等感官同意来自机械的信息,通过脑的加工、决策,然后作出反映,实现人-机的信息传递。
人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性。
研究人机界面要紧针对两个问题:
显示和操纵。
狭义的人机界面是指运算机系统中的人机界面。
人机界面(Human-ComputerInterface),又称人机接口、用户界面(UserInterface)、人机交互(Human-ComputerInteraction),是运算机科学中最年轻的分支科学之一。
它是运算机科学和认知心理学两大科学相结合的产物,同时也吸收了语言学、人机工程学和社会学等科学的研究功效。
通过30余年的进展,已经成为一门以研究用户及其与运算机的关系为特点的要紧学科之一。
尤其80年代以来,随着软件工程学的迅速进展和新一代运算机技术研究的推动,人机界面设计和开发已成为国际运算机界最为活跃的研究方向。
随着运算机技术、网络技术的进展,人机界面学的进展,会朝着以下几个方向进展:
(1)高科技化
信息技术的革命,带来了运算机业的庞大变革。
运算机愈来愈趋向平面化、超薄型化;便利式、袖珍型电脑的应用,大大改变了办公模式;输入方式已经由单一的键盘、鼠标输入,朝着多通道输入化进展。
追踪球、触模屏、光笔、语音输入等竞相登场;多媒体技术、虚拟现实及强有力的视觉工作站提供真实、动态的影像和刺激灵感的用户界面,在运算机系统中,各显其能,使产品的造型设计加倍丰硕多彩,转变纷呈。
(2)自然化
(3)初期的人机界面很简单,人机对话都是机械语言。
由于硬件技术的进展和运算机图形学、软件工程、人工智能、窗口系统等软件技术的进步,图形用户界面(GraphicUserInterface)、直观操作(DirectManipulation)、“所见即所得”(Whatyouseeiswhatyouget)等交互原理和方式接踵产生并取得了普遍应用,取代了旧有“键入命令”式的操作方式,推动人机界面自然化向前迈进了一大步。
但是,人们不单单知足于通过屏幕显示或打印输出信息,进一步要求能够通过视觉、听觉、嗅觉、触觉和形体、手势或口令,更自然地“进入”到环境空间中去,形成人机“直接对话”,从而取得“身临其境”的体验。
(4)(3)人性化
(5)现代设计的风格已经从功能主义慢慢走向了多元化和人性化。
今天的消费者纷纷要求表现自我意识、个人风格和审美乐趣,反映在设计上亦使产品愈来愈丰硕、细化,表现一种人情味和个性。
一方面要求产品功能齐全、高效,适于人的操作利用,另一方面又要知足人们的审美和认知精神需要。
现代电脑设计,已经摆脱了旧有的四方壳纯机械味的冷淡。
坚锐的棱角被圆滑、单一的米色再也不一统天下;机械加倍紧凑、完美,被给予了人的情感。
软界面中颜色、图标的利用,屏幕布局的层次性,软件操作间的连贯性和共通性,都充分考虑了人的因素,使之操作更简单、友好。
目前,人机交互正朝着从精准向模糊,从单通道向多通道和从二维交互向三维交互的转变,进展用户与运算机之间快捷、低耗的多通道界面。
(6)(4)和谐的人机环境
(7)尔后运算机应能听、能看、能说,而且应能“善解人意”,即明白得和适应人的情绪或心情。
以后运算机的进展是以人为中心,必需使运算机易用好用,令人以语言、文字、图像、手势、表情等自然方式与运算机打交道。
(8)2.6人机工程学的进展前景
在新的世纪里,咱们以新的方式来感知世界,人们愈来愈多的在追求一种新的生存环境和生存空间,毫无疑义,以后的人性化设计具有加倍全面立体的内涵,它将超越咱们过去所局限的人与物的关系的熟悉,向时刻、空间、生理感官和心理方向进展,同时,通过现代高科技技术如虚拟现实、互联网络等多种数字化的形式而扩延。
IDEO设计公司的数字化收音机正是基于这一观念上的最新数字广播,通过对利用者状况的设计构思,研究收音机的可能外观和操作方式。
不管在造型上仍是在界面设计上,都使关系达到物我两忘的状态。
该收音机上的显示屏幕以图形界面来讲明音频节目的内容。
设计范围包括个人化家用收音机、个人可携式收音机和演艺工作者的专业收音机。
以后的产品设计必需以创意与革新为首要条件,唯有真正好用且务实的商品才能在市场上脱颖而出,让感到贴心且实惠的产品方是企业制胜的绝佳利器。
符合,人性化的设计是最实在,同时也是最前沿的潮流与趋势,是一种人文精神的表现,是人与产品完美和谐的结合。
令人性化的设计真正表现出对人的尊重和关切。
附录
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