基于心理声学和声音意象的数控机床操作情绪影响研究

发布时间：2020-06-22 15:38

【摘要】：数控机床产品声音体验是操作工人与数控机床人机交互体验的重要部分,数控机床产品声音是影响用户的操作工效、使用体验与身体健康的一个重要因素,用户受声音影响产生的情绪变化是对操作工效与使用体验产生影响的媒介,良好的声音设计可以降低对用户的负面情绪的影响,甚至获得由听觉诱发的愉悦情绪,从而提高工作效率,减少失误,创造操作员与数控机床更加良好舒适的人机交互体验。本文从用户的声音需求研究入手,应用声音评价与感性工学的理论与方法对数控机床产品声音的心理声学参数与声音意象、声音影响PANAS-X进行了计算与评价试验,应用MATLAB建立起了基于情绪影响的声音评价神经网络模型,提出了改善机床产品声音的措施并进行了SEA隔声仿真验证。首先,根据文献研究法与直接观察法分析数控机床的主要声音源,通过以UGC语料信息为基础的系统需求信息提取方法,得到了“机床的声音影响操作工的操作情绪,从而影响了操作工效”的信息结论,确定了以数控机床空载及加工声音为采集与研究对象。其次,应用数字人工头声学设备采集了52段空载运作与加工声音样本,应用心理声学分析软件Artemis计算各数控机床声音样本的尖锐度、粗糙度等参数,并对计算的数据结果进行讨论。根据文献归纳法、问卷调查法、频数分析与聚类分析建立感性意象词汇库,根据感性工学的理论与方法构建声音感性意象评价量表,以PANAS-X(Positive and Negative Affect Schedule-Expanded)为基础构建了数控机床声音影响用户操作情绪的评价量表,共招募26名与数控机床有过接触的被试完成意象与PANAS-X评价试验并对试验数据进行了统计与信度分析。最后,应用统计分析软件SPSS分别计算了心理声学参数、意象评价数据与PANAS-X评价结果的Pearson相关系数,以较高相关性的参数为构建数控机床情绪评价模型的输入,以PANAS-X评价结果为输出值,对模型的输入参数值与输出参值做了归一化处理,应用MATLAB建立了基于用户情绪影响的数控机床声音评价模型,根据Pearson相关分析及模型得到的数控机床声音特征,提出了改善数控机床声音的具体措施,并应用ESI VA one振动声学模拟软件进行隔声仿真验证了改善措施的有效性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：B842.6;TG659
【图文】：

机床产量,消费量,全球,数据源

1.2 国内外研究现状1.2.1 国内外数控机床产品及声音研究现状数控机床是指装有程序控制系统的自动化机床[13]，按机床的工艺用途可被分为车床、铣床、磨床、冲床等普通数控机床与功能组合在一起的加工中心。相比于普通机床，数控机床操作员的工作更趋于技术性劳动，劳动强度有所降低，其主要的工作内容是编辑、导入、修改加工程序，选择与装卸毛坯与零件，选择准备刀具，观察机床状态，测量检验零件等。(1) 数控机床产品市场现状数控机床是制造业信息化的重要基础，是重要的战略性基础产业。但中国数控机床在中高端机床项目相比国外一些发达国家发展上仍然较为落后[14]，数控机床的声音品质差距是其中之一。同时，中国工业化由大转强的发展目标决定了对数控机床的较大的市场需求[15]。2016 年全球机床产量与消费量如图 1-1 所示。

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哈尔滨工业大学硕士学位论文素的技术”[36]。国内对于感性工学的研究始于 1996 年一文的发表[37]，随后，国内各大高校与研究机构开始应用。，有合作的网络文献能够吸引更多的被引[38]，利用 Ci图 1-2 所示的国内感性工学研究的可视化图谱，根据词9]。

【参考文献】