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人体工程学主要研究

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人体工程学主要研究范文第1篇

关键字:产品设计;人机工程;问题;发展展望

一 相关概念

所谓产品设计中的人机工程学,也就是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、 劳动心理学等学科的研究方法,对人体结构特征和机能特征进行研究,提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数。在设计和制造时,都必须把“人的因素”作为一个重要条件来考虑。显然,在设计中研究和运用人机工程学的理论和方法就成为工业设计师所面临的新课题。

二 国内外产品设计中人机工程学研究现状概述

人机工程学是一门新兴的边缘科学,它在产品设计中的应用变的越来越重要。它起源于欧洲,形成和发展于美国。提起人机工程学首先要介绍德雷夫斯。德雷夫斯是人机工程学的奠基者和创始人。他出版了第一本人机工程学的专著。德雷夫斯坚持产品设计应该考虑人使用的高度舒适,并提出了产品设计应该遵循人机工程学原理。他出版了著作《人体度量》,从而为产品设计领域奠定了人机工程学的基础。英国是最早开展人机工程学研究的国家之一。目前,人机工程学已应用于英国产品设计的各个部门。1955年德雷夫斯出版了专著《为人的设计》,该书收集了大量的人体工程学资料,从而为工业设计领域奠定了人机工程学这门学科。在这一阶段,德国、美国先后成立了人机工程学会,德国的工业设计协会人类工程学研究所、美国的哈弗大学等都展开了不少人机工程学方面的研究工作,人机工程学原理也被许多产品设计师所采用。怎么使这些产品能够最大可能地适应人的使用要求,变成产品设计中非常迫切的问题。人机工程学与产品设计的联系在80年代以来有一个重大的发展,越来越多的设计师开始把人机工程学研究出来的成果应用到产品设计中。

在中国,人机工程学的研究在20世纪50年代开始即有些零星的开展。中国工业设计大师柳冠中先生最先在国内提出人机工程学的教育体系。此后在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,许多大学的设计院校开设了人机工程学专业课程,同时作为产品设计师必须修读的课程。2002年1月,丁玉兰教授编著了《人机工程学》这本专著,主要讨论了产品设计与人机工程学的关系,为今后的产品设计提供了人机工程学的理论基础。当前,随着我国科技和经济的发展,人们对工作条件、生活品质的要求正逐步提高,对产品的人机工程特性也会日益重视。产品设计师提出了“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。

三 产品设计中人机工程研究内容

产品设计中人机工程学研究内容包括:人的特性的研究、机器特性的研究、环境特性的研究、人一机关系的研究、人一产品关系的研究。而在产品设计中,人机工程学研究的内容主要是包括人机界面设计,控制台和控制室的布局设计,医疗设备,座椅的设计与舒适性研究,办公室和办公设备设计,家用产品舒适性设计等。通过数据研究来确定产品的尺寸和比例。这些尺寸和比例主要基于人类的生理尺寸和使用习惯。在产品开发阶段,会把人机工程学研究的数据应用到产品设计中,使其符合人们的使用要求。

四 目前产品设计中人机工程学研究存在的问题

由于产品的不断更新,人的身体需求和心理因素随着社会的发展也在不断变化。那么产品设计中的人机工程学研究还是存在许多问题。若说“人性化产品”是与“人”合为一体的产品设计,“人机工程因素”则是设计工业产品时的人机界面所必须考虑的因素。由于中国的人身体测量数据和国外是不同的,那么一些产品不能直接引用国外的。工业设计师指出,就电脑的相关部件和设备而言,如键盘、鼠标等输入装置,不同的使用者有不同的使用习惯。所以目前存在的问题是没有考虑人之间的差异性。导致了产品设计的统一性。

应该考虑不同地域,不同年龄段,不同职业背景,不同学历的人群对产品的不同需求。而目前的人机工程学研究数据单一化,这是目前存在的问题。要更加细分人机工程学研究的数据。同样是手机的设计,针对年轻人和老年人两个不同的消费群体,其人机因素的侧重点就大不一样。对于年轻人而言,小巧、功能多样就成为设计的重点。而对于老年人,由于受到视力下降、动作减慢、反应不灵敏生理因素的影响,在设计时,就要将按键和屏幕设计得适当大一些,按键的功能尽富简化。产品设计者应使自己设计的产品在各种条件下都美观大方、全耐用、使用方便,保持良好的人机关系。

五 总结

由于人类社会和技术环境的复杂性的不断提高,因而产品设计与人机工程学研究的结合成为必然的选择。人机工程学作为应用性学科,与人的工作生活息息相关,设计生产出更加人性化、高效能的设备、工具和日常生活用品是努力的目标。以发展的眼光看,基于产品设计的人机工程学的发展会更好的造福人类。人机工程学作为一门边缘学科,在其发展过程中,不可避免地要借鉴人体科学、生物科学和心理学等相关学科的研究方法,并利用本学科的学科特点,结合产品设计的特点,逐步建立和完善一套独特的研究方法,以探讨人,产品,环境三要素之间的复杂关系。

参考文献

[1] 丁玉兰.人机工程学(第三版)[M]. 北京:北京理工大学出版社,2002

[2] 刘春荣.人机工程学应用[M]. 上海:上海人民美术出版社,2004

[3] 袁修干,庄达民.人机工程[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2002

[4] 张峻霞,王新亭.人机工程学与设计应用[M]. 北京:国防工业出版社,2010

[5] 王继成.产品设计中的人机工程学[M]. 北京:化学工业出版社,2004

[6] 高凤麟.人机工程学[M]. 北京:高等教育出版社,2009

人体工程学主要研究范文第2篇

关键词:人体工程学;室内设计;室内环境

现代社会对于“装修”一词大家并不陌生,一般而言就是进行室内设计与改造。主要指根据个人的审美要求,通过室内环境的装饰与调整,使之形成舒适、卫生、自然、安全的空间环境,并且在精神层面赋予鲜明的含义。随着时代的进步,人们生活水平进一步提高,室内设计面临的要求(美观、健康、环保、舒适等)越来越高,而且室内设计已经扩展延伸至生活的方方面面:住宅、店面、办公、旅馆、医院、学校、图书馆等等,与人们息息相关。科技水平的提高,天马行空,人们的想象无止境,因而人体工程学也应运而生,并且在室内设计中所占比重越来越大,因此也越来越引起人们的关注,本文将为你揭开人体工程学的面纱,具体的看以下的介绍:

1 人体工程学的含义与发展

(1)〖JP3〗人体工程学的含义。人体工程学(Human Engineering),〖JP2〗又叫人机工学、人类工程学,或工效学(Ergonomics),主要是对环境中的人体活动、心理、生理等进行综合性研究的学科。工效学(Ergonomis)源于希腊文“Ergo”,是指 “工作、劳动”,“nomos”就是“规律、效果”,更可以理解为人体工程学是探究人们的工作效果、劳动效能的规律性。[1]

(2)人体工程学的发展。人体工程学是起源于欧美,在1857年被波兰的雅斯特莱鲍夫斯基教授提出的。此概念象征着健康、安全、舒适和高效能。起初在工业社会,为了探求人与机械设备之间协调关系而大量使用与机械设备上,直到二战在军事上广泛使用,在坦克、飞机的内舱中,运用人体工程学原理和方法为了有效战斗和操作,并且使人在小空间(人―机―环境)中尽量达到协调,减少人员疲劳,大大提高命中率和安全等问题。[2]二战结束后,人体工程学迅速渗透各个领域(空间技术、建筑设计、工业生产、日常生活用品)等,成为当代室内设计的参考基础之一。随着时代的发展,1960年创建了国际人体工程学协会,使得人体工程学在空间技术、建筑、工业生产及室内设计等领域得到有效运用。一直到当今社会,信息化自动化的发展,室内设计开始更加重视“以人为本”的融合理念,其中日本千叶大学小原教授认为:人体工程学可以探知人体的工作能力及其极限,进而使得人们所从事的工作能够适用生理学、心理学以及人体解剖学的各种特征。人体工程学是以人为主体,将先进的人体计测、心理学计测、生理学测量等手段,使得“人――物――环境”紧密地联系在一个系统中,让人们能更主动地、高效能地支配生活环境。并且人体工程学所涉及的学科也较为广泛,如人类学、心理学、生理学、工程技术学、医学等诸多学科,各学科互相作用能更好适应时展的需求,提高生活质量。

2 人体工程学在室内设计中的重要应用

跟随时代的步伐,人体工程学在美国、英国、德国及日本等已经成为一个比较成熟的学科,强调人与自然的协调统一的呼声越来越高,人们在面对紧张快节奏的压力下,想通过室内设计得到调节情绪、安全舒适的空间环境,人体工程学在室内设计中的应用也尤为突出。

(1)确定了人以及人际关系所需要的室内活动的空间大小的依据。运用人体工程学知识,将人的尺度、姿势、动作、心理、人际交往等进行相关计测,来确定空间范围的大小。[3]具体分析:一般而言人所需空间既包括单人自身和心理空间,也包括两人以上平行、相对等互为交叉空间;姿势和动作不同,设计座椅或者工作台高度也就不同;此外某些国外工作环境设计注重人际交往和团队合作在空间隔断设施布置上都有多层含义的探索。

(2)确定了设施的形体、尺度、家具合理设计提供依据。家具是人们最为常见的设施,主要是实用,人体工程学确定了家具设计基准点(座位、立位),涉及生活各方面座椅、柜台、书桌及床等,运用人体工程学为指导,使得人体尺寸与家具设计相协调,才能达到安全舒适,舒缓疲劳等功效。

(3)提供适应人体的室内物理环境最佳参数。室内热环境(高温低温)、光照环境(照明参数)、重力环境(压力和温度)、辐射环境、声音环境(听得更清楚和噪音)等是室内物理环境的主要参数,通过这几方面的参数测量,来确定人体最为舒适的设计环境。

(4)视觉四要素的计测为室内色彩环境设计提供依据。视力、视野、色觉、光觉就是人的视觉四要素,色彩的冲击力和最佳的视野区域都可以通过人体工程学的计测数据来进行最佳的室内设计,满足人们的生活需求。

3 结语

在千变万化的现代社会,每天人们都在步履匆匆地为生活和工作而奔忙,身心疲惫不堪。更加之互联网的普及,人们的生活、生存的空间更加缩小,人们面对残酷的现实更渴求一种有人情味、安抚情绪的舒适环境。室内设计的作用不仅仅在于普通的坐、卧、睡,日常生活中的娱乐、购物、消遣、吃喝等可以通过环境一览无余。人体工程学为重心的室内设计对人们生活有潜移默化的作用,能呈现出人们的喜、怒、哀、乐等截然不同的内心感受。房屋不单单是住所,更是居住者情感思想的强烈体现。通过人体工程学进行的室内设计,可以使沉重的心灵得以减压和释放,在轻松舒适的环境下心绪得以平静,更突出了人、机、环境相互协调统一,更能积极地为人们创造更安全合理的室内空间。

参考文献:

[1] 王丽萍.浅谈人体工程学在室内空间设计中的应用[J].美术教育研究,2013(11):9191.

人体工程学主要研究范文第3篇

关键词:室内装修人体工程学环境心理学

第一节人体工程学的含义和发展

人体工程学(HumanEngineering),也称人类工程学、人间工学或工效学(Ergonomics)。工效学Ergonomis原出希腊文“Ergo”,即“工作、劳动”和“nomos”即“规律、效果”,也即探讨人们劳动、工作效果、效能的规律性。

人体工程学起源于欧美,原先是在工业社会中,开始大量生产和使用机械设施的情况下,探求人与机械之间的协调关系,作为独立学科有40多年的历史。第二次世界大战中的军事科学技术,开始运用人体工程学的原理和方法,在坦克、飞机的内舱设计中,如何使人在舱内有效地操作和战斗,并尽可能使人长时间地在小空间内减少疲劳,即处理好:人—机—环境的协调关系。及至第二次世界大战后,各国把人体工程学的实践和研究成果,迅速有效地运用到空间技术、工业生产、建筑及室内设计中去,1960年创建了国际人体工程学协会。

及至当今,社会发展向后工业社会、信息社会过渡,重视“以人为本”,为人服务,人体工程学强调从人自身出发,在以人为主体的前提下研究人们衣、食、住、行以及一切生活、生产活动中综合分析的新思路。

日本千叶大学小原教授认为:人体工程学是探知人体的工作能力及其极限,从而使人们所从事的工作趋向适应人体解剖学、生理学、心理学的各种特征。“

其实人—物—环境是密切地联系在一起的一个系统,今后“可望运用人体工程学主动地、高效率地支配生活环境”。

人体工程学联系到室内设计,其含义为:以人为主体,运用人体计测、生理、心理计测等手段和方法,研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系,以适合人的身心活动要求,取得最佳的使用效能,其目标应是安全、健康、高效能和舒适。人体工程学与有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系。

第二节人体工程学的基础数据和计测手段

一、人体基础数据

人体基础数据主要有下列三个方面,即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。

1、人体构造

与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉,这三部分在神经系统支配下,使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成,脊柱可完成多种运动,是人体的支柱,关节起骨间连接且能活动的作用,肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张,使人体各部分协调动作。

2、人体尺度

人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。

3、人体动作域

人们在室内各种工作和生活活动范围的大小,即动作域,它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域,也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据,人体动作域的尺度则为动态的,其动态尺度与活动情景状态有关。

室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用,应考虑在不同空间与围护的状态下,人们动作和活动的安全,以及对大多数人的适宜尺寸,并强调其中以安全为前提。

例如:对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等,应取男性人体高度的上限,并适当加以人体动态时的余量进行设计;对踏步高度、上搁板或挂钩高度等,应按女性人体的平均高度进行设计。

二、人体生理计测

根据人体在进行各种活动时,有关生理状态变化的情况,通过计测手段,予以客观的、科学的测定,以分析人在活动时的能量和负荷大小。

人体生理计测方法主要有:

1、肌电图方法

把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录,从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。

2、能量代谢率方法

由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值,与其平时耗氧量相比,以此测定活动状态的强度,能量代谢率的计算式,以及不同活动的能量代谢率(RMR)。其计算式如下:

运动时氧耗量-安静时氧耗量

能量代谢率(RMR)

基础代谢率耗量

3、精神反射电流方法

对人体因活动而排出的汗液量作电流测定,从而定量地了解外界精神因素的强度,据此确定人体活动时的负荷大小。

三、人体心理计测

心理计测采用的有精神物理学测量法及尺度法等。

1、精神物理学测量法

用物理学的方法,测定人体神经的最小刺激量,以及感觉刺激量的最小差异。

2、尺度法

以顺序在心理学中划分量度,例如在一直线上划分线段,依顺序标定评语

可由专家或一般人,相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。

第三节人体工程学在室内设计中的应用

由于人体工程学是一门新兴的学科,人体工程学在室内环境设计中应用的深度和广度,有待于进一步认真开发,目前已有开展的应用方面如下:

一、确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据

根据人体工程学中的有关计测数据,从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等,以确定空间范围。

二、确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据

家具设施为人所使用,因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据;同时,人们为了使用这些家具和设施,其周围必须留有活动和使用的最小余地,这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间越小,停留时间越长,对这方面内容测试的要求也越高,例如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。

三、提供适应人体的室内物理环境的最佳参数

室内物理环境主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等,室内设计时有了上述要求的科学的参数后,在设计时就有可能有正确的决策。

四、对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供科学依据

人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素,人体工程学通过计测得到的数据,对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区域等提供了科学的依据。

第四节环境心理学与室内设计

在阐述环境心理学之前,我们先对“环境”和“心理学”的概念简要地了解一下。环境即为“周围的境况”,相对于人而言,环境可以说是围绕着人们,并对人们的行为产生一定影响的外界事物。环境本身具有一定的秩序、模式和结构,可以认为环境是一系列有关的多种元素和人的关系的综合。人们既可以使外界事物产生变化,而这些变化了的事物,又会反过来对行为主体的人产生影响。例如人们设计创造了简洁、明亮、高雅、有序的办公室内环境,相应地环境也能使在这一氛围中工作的人们有良好的心理感受,能诱导人们更为文明、更为有效地进行工作。心理学则是“研究认识、情感、意志等心理过程和能力、性格等心理特征”的学科。

关于环境心理学与室内设计的关系,《环境心理学》一书中译文前言内的话很能说明一些问题:“不少建筑师很自信,以为建筑将决定人的行为”,但他们“往往忽视人工环境会给人们带来什么样的损害,也很少考虑到什么样的环境适合于人类的生存与活动”。以往的心理学“其注意力仅仅放在解释人类的行为上,对于环境与人类的关系未加重视。环境心理学则是以心理学的方法对环境进行探讨”,即是在人与环境之间是“以人为本”,从人的心理特征来考虑研究问题,从而使我们对人与环境的关系、对怎样创造室内人工环境,都应具有新的更为深刻的认识。

一、含义

环境心理学是研究环境与人的行为之间相互关系的学科,它着重从心理学和行为的角度,探讨人与环境的最优化,即怎样的环境是最符合人们心愿的。

环境心理学是一门新兴的综合性学科,环境心理学与多门学科,如医学、心理学、环境保护学、社会学、人体工程学、人类学、生态学以及城市规划学、建筑学、室内环境学等学科关系密切。

环境心理学非常重视生活于人工环境中人们的心理倾向,把选择环境与创建环境相结合,着重研究下列问题:

1、环境和行为的关系;

2、怎样进行环境的认知;

3、环境和空间的利用;

4、怎样感知和评价环境;

5、在已有环境中人的行为和感觉。

对室内设计来说,上述各项问题的基本点即是如何组织空间,设计好界面、色彩和光照,处理好室内环境,使之符合人们的心愿。

二、室内环境中人的心理与行为

人在室内环境中,其心理与行为尽管有个体之间的差异,但从总体上分析仍然具有共性,仍然具有以相同或类似的方式做出反应的特点,这也正是我们进行设计的基础。

下面我们列举几项室内环境中人们的心理与行为方面的情况:

1、领域性与人际距离

领域性原是动物在环境中为取得食物、繁衍生息等的一种适应生存的行为方式。人与动物毕竟在语言表达、理性思考、意志决策与社会性等方面有本质的区别,但人在室内环境中的生活、生产活动,也总是力求其活动不被外界干扰或妨碍。不同的活动有其必须的生理和心理范围与领域,人们不希望轻易地被外来的人与物所打破。

室内环境中个人空间常需与人际交流、接触时所需的距离统盘考虑。人际接触实际上根据不同的接触对象和在不同的场合,在距离上各有差异。赫尔以动物的环境和行为的研究经验为基础,提出了人际距离的概念,根据人际关系的密切程度、行为特征确定人际距离,即分为:密切距离;人体距离;社会距离;公众距离。

每类距离中,根据不同的行为性质再分为接近相与远方相。例如在密切距离中,亲密、对对方有可嗅觉和辐射热感觉为接近相;可与对方接触握手为远方相。当然对于不同民族、、性别、职业和文化程度等因素,人际距离也会有所不同。

2、私密性与尽端趋向

如果说领域性主要在于空间范围,则私密性更涉及在相应空间范围内包括视线、声音等方面的隔绝要求。私密性在居住类室内空间中要求更为突出。

日常生活中人们还会非常明显地观察到,集体宿舍里先进入宿舍的人,如果允许自己挑选床位,他们总愿意挑选在房间尽端的床铺,可能是由于生活、就寝时相对地较少受干扰。同样情况也见之于就餐人对餐厅中餐桌座位的挑选,相对地人们最不愿意选择近门处及人流频繁通过处的座位,餐厅中靠墙卡座的设置,由于在室内空间中形成更多的“尽端”,也就更符合散客就餐时“尽端趋向”的心理要求。

3、依托的安全感

生活活动在室内空间的人们,从心理感受来说,并不是越开阔、越宽广越好,人们通常在大型室内空间中更愿意有所“依托”物体。

在火车站和地铁车站的候车厅或站台上,人们并不较多地停留在最容易上车的地方,而是愿意待在柱子边,人群相对散落地汇集在厅内、站台上的柱子附近,适当地与人流通道保持距离。在柱边人们感到有了“依托”,更具安全感。

4、从众与趋光心理

从一些公共场所内发生的非常事故中观察到,紧急情况时人们往往会盲目跟从人群中领头几个急速跑动的人的去向,不管其去向是否是安全疏散口。当火警或烟雾开始弥漫时,人们无心注视标志及文字的内容,甚至对此缺乏信赖,往往是更为直觉地跟着领头的几个人跑动,以致成为整个人群的流向。上述情况即属从众心理。同时,人们在室内空间中流动时,具有从暗处往较明亮处流动的趋向,紧急情况时语言诉引导会优于文字的引导。

上述心理和行为现象提示设计者在创造公共场所室内环境时,首先应注意空间与照明等的导向,标志与文字的引导固然也很重要,但从紧急情况时的心理与行为来看,对空间、照明、音响等需予以高度重视。

5、空间形状的心理感受

由各个界面围合而成的室内空间,其形状特征常会使活动于其中的人们产生不同的心理感受。著名建筑师贝聿铭先生曾对他的作品——具有三角形斜向空间的华盛顿艺术馆新馆——有很好的论述,他认为三角形、多灭点的斜向空间常给人以动态和富有变化的心理感受。

三、环境心理学在室内设计中的应用

运用环境心理学的原理,在室内设计中的应用面极广,暂且列举下述几点:

1、室内环境设计应符合人们的行为模式和心理特征

例如现代大型商场的室内设计,顾客的购物行为已从单一的购物,发展为购物——游览——休闲——信息——服务等行为。购物要求尽可能接近商品,亲手挑选比较,由此自选及开架布局的商场结合茶座、游乐、托儿等应运而生。

2、认知环境和心理行为模式对组织室内空间的提示

从环境中接受初始的刺激的是感觉器官,评价环境或作出相应行为反应的判断是大脑,因此,“可以说对环境的认知是由感觉器官和大脑一起进行工作的”。认知环境结合上述心理行为模式的种种表现,设计者能够比通常单纯从使用功能、人体尺度等起始的设计依据,有了组织空间、确定其尺度范围和形状、选择其光照和色调等更为深刻的提示。

人体工程学主要研究范文第4篇

关键词:自我教育;互动;应用

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)22-0059-03

人机工程学是一门综合性、边缘性的新兴学科,该课程也是艺术设计类专业的一门重要的专业基础课,教学目的在于使学生能够了解人的生理及心理学特性,建立人机系统和人机界面的概念,以人―机―环境作为研究对象,科学地利用三要素之间的相互作用、相互依存的有机联系来寻求系统的优化,研究在艺术设计中如何满足人们的审美需求,为进行以人为本的艺术设计打下基础。总体说来该课程的内容较多,相关的理论有一定的深度和难度,并具有实践性强的特点。如何引起学生学习这门课的兴趣?如何只用几十个课时让学生能够全面、透彻地理解和掌握人机工程学的有关知识?如何在设计中应用人机工程学的理论?这是教学中要解决的难题。做好《人机工程学》的教学工作,必须是教师和学生双方密切配合,才能圆满地完成教学任务。我校工业设计专业的学生生源有两类:一类是理工,另一类是艺术。理工类的学生逻辑思维能力强,但艺术表现力较弱,艺术类的学生思想活跃,艺术表现能力强,但逻辑思维能力较弱。但是他们的共同点是有强烈的求知欲望和好奇心。人机工程学是研究人―机器―环境三者之间相互协调的学科,见图1人机工程学研究的主要内容。同时这门课是一个实践性很强的课程,要求学生有一定的动手能力。在全面仔细地研究了课程的主要内容的基础上,确定了各个章节讲解的先后顺序,从学生感兴趣的知识点入手,先从人体自身讲起,讲授的顺序是先讲人的生理特点,包括人体测量、人的感觉系统、运动系统、神经系统等,再研究人的心理特点,研究人的思维方法和特征,然后讲授机器的结构、功能、操纵等相关理论,接着讲授有关环境的章节,包括自然环境和人造环境。最后讨论人、机器、环境之间相互协调的问题。总结人机工程学的发展趋势。在课程的讲授过程中,将自我教育法贯穿于整个的教学环节,帮助学生树立信心,让他们相信自己一定能学好该课程,并始终让学生处于主导地位,教师扮演一个导演的角色,让学生唱主角,引导学生自己探讨人机工程学有关理论。具体从以下几个方面实施自我教学法。

一、选好教学切入点,充分调动学生的学习热情

人是这门学科的主要研究对象,在教学课程中最先研究人的生理和心理特点,从研究人的外形特征入手,人是大自然最美的艺术作品,在第二章“人体测量”的学习中,要求学生课前预习,自己通过看书掌握人体测量的基本概念,了解男性的体型特征和女性的体形特征上有什么区别。课堂上通过提问的方式将人体测量的重点和难点讲解清楚。学生分成若干个小组,给每一组分发一套测量工具,让每个小组的同学们一起完成测量任务,培养同学们的团队合作精神。每个同学都将自己坐姿和立姿的测量数据记录下来,填写到表格中并写出实验报告。然后每个同学根据自己的测量数据,按照1:2.5的比例做出各自的人体模板,见图2、图3、图4人体模板的照片。经过实际测量人体的数据,学生对人体的重要数据的印象非常深刻,对人体数据的应用也有直观的概念。他们的学习热情空前高涨,评论每个人的身材并相互比较。总期待下一次的上课。利用多媒体课件和人体神经系统、骨骼系统的挂图,讲解人的有关各个系统的结构,进而了解人体各个系统的工作原理,掌握人体的生理特点。研究人的思维和心理特点也是一个重点和难点,在学习第四章人的心理与行为特征时,在课堂上组织同学们做游戏,选出一位同学A猜人名,请他(她)背对着黑板面向同学站着,请另一位B同学在黑板上写出一个人的名字。当然A同学一定知道这个人。允许A同学提出十八个相关的问题,其他人只回答“是”或“不是”,最后A同学经过分析判断,猜出黑板上的人名。在了解游戏规则后,同学们各个跃跃欲试都想参与游戏,在A同学还没有猜出名字的时候,同学们都替他(她)着急,恨不得将答案直接告诉他,一旦A同学猜到,同学们就十分兴奋。从游戏中了解人类思维的特点。人类思维的基本特点有概括性、间接性、与语言的不可分性。为了让同学们更好地理解言语清晰度的概念,在课堂上做言语传输试验。所谓言语的清晰度是人耳对通过它的音语(音节、词或语句)中正确听到和理解的百分数。让学生按座位分成几个小组,教师用纸条写几句话,跟第一位同学讲纸条上写的话,并让他看清楚纸条上写的内容,让该同学将教师的话口头向另一位同学传达,每个同学都依次用口头向另一位同学传达所听到的话,最后请坐在后面的同学说出他所听到的话,结果,每次最后一个同学说出的话与教师跟第一位同学讲的话都有很大的出入。教师跟第一位同学说的话,已经被改的面目全非,每次都令同学们捧腹大笑。这证明在日常的对话中,听者并不能100%理解发言者所讲内容,有时谣言就此产生。而设计言语传示装置,其言语的清晰度必须在75%以上,才能正确传示信息。

二、以案例分析为中心,讲解人的心理特点

人的知觉是审美心理的重要组成部分,人的知觉具有整体性、选择性、理解性、恒常性、错觉等特点,在讲课过程中利用达利、康定斯基、亨利・摩尔等艺术家的作品,请学生欣赏艺术大师的作品,让学生在艺术审美中逐渐理解人的知觉特点。

三、培养学生的实际动手能力

在课程的学习过程中,每个学生都做出自己的人体模板,这个作业有一定的难度,在完成作业的过程中,学生自己摸索出制作人体模板的步骤,首先要有准确、充足的人体数据,然后就是选择合适的材料,同学们各显神通,有的用胶合板、有的用KT板、硬纸板等。接着画出人体的中心线,绘出人体的轮廓线,将人体各个部分裁剪出来,人体各部位的连接也是一道关键工序,同学们开动脑筋,巧妙地用螺钉、螺母连接,让人体模板的各个关节可以任意转动。机器的概念是广义的,在现代生活中,计算机是平时接触最频繁的工具。人机界面是一个相当重要的概念,机器上的仪器仪表就是人机界面的组成部分,为了建立良好的人机界面,必须要设计最佳的仪器仪表。在研究仪器仪表的设计时,要求同学们自行设计轿车的仪表盘,引导同学研究轿车仪表盘的功能、造型,在设计制作过程中,同学们自己总结出仪表盘设计的要点。包括仪表形式、表盘尺寸、刻度与标数、仪表指针、仪表的色彩、仪表面板形式及其布置。最后,同学们设计出了符合人机工程学的轿车仪表盘。见图5、图6、图7轿车仪表盘模型。

四、教学互动,让学生发表自己的见解

在学习完前面几章有关人、机、环境的内容后,课程学习的重点转移到人机工程学在产品设计中的应用,由于人机工程学在产品设计中应用非常广泛,因此,只靠教师一个人是不可能全面地总结的,必须要学生参与总结。以“人机工程学在产品设计中的应用”为题目,布置作业让每个同学制作多媒体课件,并在课堂上发表演讲。同学们积极收集有关资料,列举了许多实例生动、翔实地说明了人机工程学的应用。从不同的角度总结该学科在工业设计中的应用,这样的教学活动让教师和同学开阔了眼界、增长了知识,起到了教学相长的作用。

五、共同探讨和总结人机工程学的发展趋势

人机工程学是一个正在蓬勃发展的新兴学科,还有许多理论有待进一步完善,在课程将要结束的时候,组织学生探讨和总结人机工程学未来的发展方向,在课堂上让同学们畅所欲言,大家七嘴八舌地发表自己的见解,最后总结出以下结论:在当今数字化、信息化迅速发展的时代,人机工程学也会向着数字化、信息化、智能化的方向发展,在人类面临着生态环境遭到严重破坏的情况下,人机工程学必然会向着绿色设计、可持续发展的方向发展,在产品设计中,应用人机工程学的理论,可以实现虚拟人机工程。人机工程学为“以人为本”的设计提供了理论依据。

总之,自我教育法能够有效地调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣,并能培养学生的自学能力,引导学生发现问题、分析问题和解决问题,能够将理论知识的学习与产品设计的实践有机地结合起来,锻炼了学生的动手能力,从而提高了学生的综合素质,数年的教学实践证明:这种教学方法不仅使学生能够牢固地掌握该学科的理论知识,而且能在产品艺术设计中灵活地运用。

参考文献:

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[2]赵可恒,刑益波.工业设计专业人机工程学课程改革之思考[J].广西轻工业,2007,(12).

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[4]但武刚.教育学案例教程[M].武汉:华中师范大学出版社,2007:6.

[5]林俊.《人机工程学》的教学改革与实践[J].中国教育导刊,2007,(16).

人体工程学主要研究范文第5篇

服装距今已有六千年的发展史了,服装的产生和发展,是社会经济、政治、文化发展演变的一种反映。同时也受到地理气候以及生活习俗,审美情趣等影响。服装除了能保护身体所具有的机能外,还具有一种对外炫耀自己意识倾向,不断地强调其特色和性状,尤其在21世纪,追求高价值的装束正在兴起。

近年来,我国服装市场上出现了一个值得注意的情况,就是有些服装无人问津,大量积压,尽管大幅度消价,还是销不出去;而有些服装供不应求,排队争购,即使价格提升,还是照样畅销。其原因是多方面的,有造型、款式、面料、色彩、制作、质量、价格、时令等种种原因,但其中最关键的是造型、款式方面的原因。这里就人体工程学的适宜性,机能性与服装造型的关系阐述如下:

一、生活中的服装与人体工程学的关系

人体工程学应用于服装造型即通过对人体结构和各种状态的研究,以实现人和服装之间的最佳匹配。与其它立体空间艺术不尽相同,服装只有穿到人的身上,并置身于活动中,才能将其特色充分展现出来。在人类生活中,各种姿势多种多样,总的来说,静的姿势是有限的,而动的姿势处处可见,若想人体工程学里的适宜性能时时符合人体,就要连续观察人的姿势。下面是人的一天生活缩影。

穿好外出服装,第一个动势就是穿鞋;然后骑自行车或乘公共汽车上班或上学,有时坐着,有时站着,这是第二个动势。上下楼梯;到工厂干活或洽谈业务;到学校听课或运动都有一定的动势;下班或放学后,还要脱掉衣物,这就是一天生活的主要动势。

人体工程学强调在以人为主体的前提下考虑其它因素,在服装造型中应用也日臻成熟,特别强调内部结构以及穿着过程中对人体的适应性,来达到研究指导服装结构设计的目的,形成系统的服装造型理论及其实际应用体系。

二、服装造型与人体工程学的关系

服装造型是随着时间和空间的变化不断积累各种特征而构成的,属于时空造型体系,它的变化不仅指人体在空间的活动,而且包括生理和心理的变化,应力的大小,运动内部的协调等。服装造型即要符合服装新潮流和时代总趋向;又要美化人的形体,表现人的性格、气质、风度,并适应一定的生活方式。

服装造型一是运用面料造型,服装面料是依附人体的,因此由平面转化为立体,具有平面与立体相结合的特点;二是以人的体形为基础,它是服装造型与人的体型的结合体;三是随人体各种活动而不断变换姿态的立体造型。

服装造型的变化,是根据人体的总体和各部位基本形进行增减组合,构成基本形的组合,以达到美化人体的目的。因此在服装造型设计时要特别强调人体工程学的功能性设计,以人体的外观形态及动态变化规律为依据相互渗透。

三、人体工程学的适宜性与机能性

所谓的适宜性,是指服装与人体、尺寸、美感等适合的程度;

机能性是指活动起来是否方便,穿脱是否容易,尤其在时装表演时,表现服装的附加值较高。

至今为止,在服装造型设计中,只考虑到服装的静止状态,而动势很少考虑,而静止状态的出现,只有在镜子前的一瞬间,而大多是以动的姿势存在。所以本文就将着衣动作时的7种常见姿势的适宜性、机能性来分析论证。

姿势1、两手自然下垂,静止的状态。

姿势2、坐在椅子上,两手放在桌子上,身体向前倾倒姿势。

身体向前倾15?时,胳膊向前25?探出,整体观察,背侧向

转贴于

上移动,胸侧向下移动,侧缝线变化较大,肩斜抬高。

姿势3、上车扶把手的姿势

很明显的看出,腋下部、肩部、袖根周围发生变化。

姿势4、两手向前平抬

腋下部、袖根部、肩部,尤其胸部以上有显著的变化出现。

姿势5、两手两侧平抬

当两侧平抬时,虽有异常变化,但西服穿用时的动作不很重要。

姿势6、系鞋带

这种动势对服装来讲,有点超出上衣构造的界限;但在生活中,穿衣系鞋带是多见的。

姿势7、两手过头举起

这种动势对服装造型来讲,已经超出上衣构造的界限;生活中也很少见。

四、以人体工程学为指导来研究服装造型

为了研制出在造型上适应人体工程学的适宜性、机能性的样板,就拿西服为例,来研究人体运动时所引起的人体结构的变化。按正常分配比例,规格为175/92a,标准服装的松度为14cm,小2cm松度为12 cm,大2 cm的松度为16 cm,大4 cm的松度为18 cm的西服分别做成,经人体着用,按上述7种动作,观察结果表明,姿势7和姿势5的两种动势,因已超出西服上衣的构造界限,暂不考虑。只讨论1—4和6的姿势。

观察做成的西服,在做各种姿势时,由于背宽不够大,引起了折皱现象的出现;袖窿下部位置向前移动,造成袖根底部形成折皱。这些问题的出现,与人体工程学中的适宜性、机能性有直接的关系。人体上部结构胳膊根部,肩部最大的动势对西服上衣结构安全一致是不可能的,适当的补充西服结构,改善西服结构是必要的,但离不开西服结构的范围。这个问题仍是今后人类工程学追求的动的机能性用于各种衣服上。这一直是服装业研究的重大课题。

总之,从多次试验制作的服装,得到的结果来看,第一次制作的服装和经过几次试验后制作的服装构造不一样;按改好后的样板制成的西服,穿着后,活动自如,不变形。通过比较,总结各部位的尺寸对比如下图:

五、利用人体工程学来设计高档西服

人体工程学中的适宜性、机能性是设计高档西服不可缺少的,样板构造最重要、最关键的是人体运动的结构与服装结构的接近,人体从静止开始到运动均含变化状态,通过各种参数比较,具有适宜性、机能性的服装,撕开的现象几乎没有,人体着衣时运动的差异有显著的四个特点。

第一、最明显着衣时,感到背宽下部、腋下袖胯下部有

挤压现象。主要原因身体下部构造的变化如何与西服上衣相适应。

第二、在袖口部位适当增加一定的量,

第三、抬高袖窿深的量

第四、减少底边下搾宽的量

人体工程学主要研究范文第6篇

【关键词】人机工程学;机械设计;应用

一、引言

人机工程学主要的出发点是依靠人的心理特征,深入研究人、机器与环境之间的关系与作用,从而不断优化人、机、环境系统。人机工程学研究的主要对象是操作者。因为工程机械的种类正在不断的增加,所以人机工程学的用途也将不断扩大,其工作的效率和工作速度也将日益提升。同时因为施工现场的复杂性,施工操作者要提升工作效率,就要面临巨大的挑战。以此为背景,不断改善工程机械操作者的工作环境,为其提供安全、高效的工作环境迫在眉睫,因此,人力工程在工程机械中的作用越来越突出。

二、人机工程学在机械设计中的应用

(一)人体尺寸数据与机械协调

人机工程学是最近几十年才发展起来的边缘学科,它综合了人体科学、环境科学、安全科学、社会科学、工程技术科学以及技术美学等方面的内容进行研究。要使得设计出来的工程机械产品符合人体的生理及心理特点,最大程度确保操作者处于舒适的工作环境中,以消耗能量最少,工作疲劳感降低,取得最大工作效率为目标,工作人员就应该合理地结合人体各部分尺寸,研究清楚机械使用的具体范围。不同种族,不同地区的人体尺寸范围不同,所以,在设计机械工程产品时,必须提前调查收集数据,了解具体某地人体尺寸范围,选则最恰当的结构参数。先进国家在测量人体尺寸方面有具体的国家标准,我国也制定了《中国成人人体尺寸》的标准,也就为我国引进国外先进的技术设备提供了一些可靠的数据,在开发新产品时应有效结合我国人体标准尺寸。

(二)人机界面在机械中的人性化设计

在机械操作界面,人机界面是主要设计方向,人机界面可以实现人与机器之间的信息传递和信息交换,是计算机科学和设计艺术学、心理学、人机工程和认知科学的交叉研究领域。由于机械结构比较复杂,具有较多的动力机构,所以,在操作界面的操作十分频繁。人机界面如果布置过于杂乱,会造成操作人员产生烦躁感。另外,还存在一定的安全隐患。合理的操作界面美观大方、通俗易懂、操作方便,操作面板是人机操作的主要界面,工作人员可以在操作界面上完成很多工作,在操作面板上可以显示出机械位置和倾斜度方面的信息,可以让操作人员处于一个比较舒适和高效的环境中,操作面板上位置和形式方面的设计可以结合结构的位置进行设计,操作面板定位方面可以结合设备的造型和操作要求进行设计,比如仪器仪表的设计尽量选用不刺激和不反光的暗色调。

(三)机械噪声方面的设计

由于煤矿企业工作环境具有的特殊性,其噪声存在于各个生产环节中,且煤矿生产设备噪声源比较多,噪声级别比较高,造成的噪声危害是多方面的。噪声不仅影响到工作人员的正常工作,还可能会诱发多种疾病。在强噪声的影响下,会影响人集中注意力,工作中容易出现失误,大功率的噪声可能会妨碍仪器设备的正常运转,引发安全事故。

(四)外观与功能相结合

有效结合人机工程学对工程机械的外观、色彩进行人机工程合理的设计,保障机械不仅在性能方面突出其优越性及先进性,还能够突出其完美的精神功能,使外观艺术与实用功能完美的结合。目前在工程机械产品中,多常见圆角曲线设计,这种设计就符合了人体工程学的设计理念,加强了机械产品的舒适程度,同时,外观也得到了进一步美化。色彩的合理应用,也能给人的心理带来一定的舒适感,好的色彩应用,能够加强工作人员的工作效率,能够减轻工作疲劳感,对工作人员的情绪也有一定的安抚作用。一般来说,工程机械产品都会采用较为明亮,低纯度的色彩,根据操作人员的工作特点,想要起到视觉缓和的效果,就要采用比较温和、安静、明亮的色彩。比如可以采用黄色或者橙色,再用深色作为小小的搭配,确保颜色能够互相呼应,给工作人员一种清亮、明快、和谐、稳重的感觉。在采用颜色设计时,还要注意结合名族特色,国家对颜色的喜好程度等方面内容,只有合理的设计,才能促使机械的广泛应用。

(五)安全可靠性研究

依据出现事故的概率问题,在安全性的基础上设计相对不合理的地方,实现防护措施的优先级和合理人机交互形式的转变。安全可靠性主要针对任何机械产品连个方向的研究,包含了控制系统的可靠性和机械运动的可靠性分析。安全可靠性研究需要分析人的因素,在人思考问题上的疏忽和不足,并在活动范围内实现数据的统计,并通过指导和学习不断的减少事故的发生,提高安全性和可靠性。产品在各种状态下的广义能量值中,如发生碰撞则对人体造成的伤害不能超过限定值。相互之间的关系中,针对事故及其出现的概率;事故出现概率与安全裕度;事故及其安全裕度进行设定一个限定值,判断人机系统的安全性。

三、结束语

人体工程学主要研究范文第7篇

(一)课程

《家具设计与人体工程学》是我校把家具设计与人体工程学结合在一起所开设的一门专业基础必修课。课程共学时112学时,16学时每周,共7周课。课程旨在以项目实训的方式让学生在符合人体工程学的实验数据下进行家具设计,为“人、家具、环境”系统设计提供整体思路,为“以人为本”的设计思想提供可行方法。笔者长期从事家具与室内设计教学与设计实践工作先后收集并整理了十几套相应教材,基本可以归纳出课程包含四大部分内容:第一部分概述(介绍家具设计、人机工程学等概念)、第二部分人体工程学基础(主要介绍人体工程学的研究角度、方法和范畴等)、第三部分人体测量与数据的应用(侧重讲解在家具设计中常用的一些人体测量数据)、第四部分人体工程学与家具设计(人体工程学与家具设计的综合运用,结合案例,比如座椅设计、办公家具设计等)。显然第三、第四部分的内容为重点和难点。通过对本课程教与学师生调查问卷,我们总结了三大印象:第一印象——杂。课程涉及统计学、设计学、人体测量学、生物力学、劳动生理学、环境生理学、工程心理学、时间与工作研究等十多个学科。第二印象——困。课程中需要理解大量的新概念、专业术语,再加上几十组需要学生识记的常用人体尺寸统计数据表,很容易造成“困境”。第三印象——难。人体工程学(Ergonomics)又叫人体工学或人类工程学,人体工程学是探讨人与环境尺度之间关系的一门学科。人体工程学通过对人类自身生理和心理的认识,并将有关的知识应用在有关的设计中,从而使环境适合人类的行为和需求。人体尺度问题是课程的核心和难点。学生不仅要掌握人体自身的尺寸,还要掌握人体尺寸在设计学上衍生的人机尺寸,以及静态尺寸和动态尺寸等等。由于存在学科的跨越和知识点侧重的问题,很多研究方法和过程都没有反应在教材上,导致教与学中出现知其然不知所以然的现象。

(二)教师

1.教师过于重视理论讲授,教学手段单一,教学中与学生严重脱节,无法激发学生学习兴趣和主动性。究其原因教师与学生课前、课下沟通较少、教师引导激发学生自主研究学习不足等原因。

2.教师过于强调教材,注重理论的全面性,侧重点扩展明显不足,主次内容把握不够准确。究其原因是教师在本课程及其前后开设课程了解不足,导致了课堂上内容重复、或者涉猎不足等问题。

3.教师教学中实践教学与理论教学处理不当。常常出现理论与实践环节课时分配不合理、理论与实践环节不能同步或者错位、实践教学手段单一、案例剖析不到位等问题。

4.教师教学之余提升自身专业素养不够。凡事浅尝辄止,学术专研缺乏耐心和恒心。

(三)学生

1.积极主动性不够,被动学习情绪明显。究其原因是由于学生阶段性学习专业深入度不够,设计体验不足,影响其对人体工程学在专业领域重要性的正确认识。

2.无法从理论中联系到实践运用。究其原因是许多学校对人体工程学重视不够,然后错误地反应在教师的教学中,直接影响了学生对待课程的态度。许多教师把人体工程学作为一门理论课来讲授,最终以理论考试的方式作为结课考核。导致的结果是学生一开始就把精力用在备考上,对相关概念和知识只停留在记忆阶段而不是理解和掌握。

3.基础不足,价值观有余。我国大部分艺术类考生的理科基础、逻辑思维能力普遍较差,思维方式较感性,然而《家具设计与人体工程学》这门课程理科属性倾向较重,让很多学生望而却步。加上大部分艺术类考生自入学前价值观就出现了偏颇,他们认为上大学就是为了混文凭、考证书,至于专业好不好无所谓。这样一来《家具设计与人体工程学》这种课程很容易被学生忽略掉,表现为测试作弊、设计作业马虎应付。

(四)课程环境

课程环境对于一个专业、一门课、一位老师、一个学生来讲都是相当重要的。以家具设计与人体工程学为例,在学校专业成立初始,课程环境几乎为零。那时候如果老师上课连多媒体教室都无法实现,那么当量的优秀案例图片改如何向学生展示并讲解。家具设计与人体工程学这门课程重点在培养学生的家具设计造型能力,培养学生适应在“适合人的尺度”的思维模式下进行家具设计创作,所以教学的重点应该是突出体验教学。这种体验教学,不能局限在学生的想象阶段,不能仅仅依靠手绘或者电脑模拟效果图的制作来完成的。理想的体验教学应该是学生能在学习课程的时候能超越识记,掌握人体工程学的研究方法,明确设计是为人的设计的真正含义,能够通过图纸把自己的设计很好的表达出来并完成家具1:1模型,然后能充分的调动各感官机能,完成对模型的修改,完善设计。我校地处河南信阳市,2006年艺术系开设了家具设计方向,到今天已经有了8年的光阴。发展八年学校基本建立了美术基础实训室、模型制作实训室、计算机CAD设计实训室、手木工制作实训室等,应该可以说小有所成、初具规模了。但从我校家具设计方向历届毕业生就业调查反馈表来看,凸出问题表现在毕业生岗位概念模糊、岗前紧张、专业能力局限在方案设计和手工模型中、对于家具设计到家具生产过渡断裂等问题。所以学校离培养高度市场适应性应用型人才成功转型还需要走很长一段距离,这需要全校师生以及“多方来助”的情况下才能逐步实现。完整的家具设计课程环境处了学校自身软硬件环境以外,还应该包含校企合作环境、校政扶持和监督环境、校与校来往学习合作共荣环境等。

二、家具设计与人体工程学教学有感

(一)缘起藤和竹

我校西邻“长淮明珠”南湾湖,南望“云中公园”鸡公山,校园内山清水秀,花木交荫,绿围翠绕,景色宜人。山上有丰富的自然资源,其中最多的就是满上的竹林和成片的老树古藤。2012年学校土建动土,建设一些新校施,原本山上的野生的满山竹林和老藤,被一车车的拉往垃圾站焚烧殆尽,在笔者的眼里这是暴殄天物的行径。在家具史上,能工巧匠用老藤和竹子编制出了多少会计人口、流传古今的家具,多少作品在今天的世界非物质文化的收藏典籍中成为经典。回想多年前,大学时期到教师阶段,学生阶段最痛苦的是每次家具设计课都要花好多钱购买各种各样的模型制作材料,但制作出来的模型效果多少会让人联想到水晶宫时期的矫揉造作、粗制滥造的感觉。原因是我们制作模型购买的大部分是模型卡、ABS板、KT板、喷漆、石膏等工业模型材料,它们除了能粗糙的表达出家具设计的造型形态之外,别说结构,就是简单的接缝收口都很难到位的。当然这些材料制作完模型之后,本身材料的固有色是很难看的,没有任何保留的价值,所以还得用喷漆给制作好的家具模型赋予“五颜六色”的外衣。一个个原本制作还算精致的模型,披上喷漆外衣之后,俨然成了一个七彩家具王国。最让师生感觉头大的事,喷漆对环境的污染——刺鼻的气味加上斑驳的漆影到处可见。现在教师阶段强烈的责任感在一次次的逼近,告诫自己不能“重蹈覆辙”。回看我们的祖辈,他们用无数的惊世之作一次次的想我们呈现自然材料的无穷魅力和价值。竹子特有的质地、中空的结构、快速的生长率(竹子2-3年可以成才)、竹黄和竹青的特殊性、竹结之美等等,竹子有太多太多的研究价值。老藤的最大的特点是它的韧度好、质感美、自然古朴形态美。竹子和老藤都不需要喷漆和上色,这也是它们作为家具模型制作最佳材料的优势之一。于是藤和竹的研究首次在家具设计与人体工程学的模型制作上全面展开。

(二)果成竹与藤

家具设计与人体工程学在教学上笔者一改传统教学常态,主张以“理论讲解为辅,团队研究为主”的课程教学方案,事实证明效果很好。以其中“人机工程学与座椅设计”环节为例:

1.全班分位若干小组,每个小组控制在3-5人,落实名单;

2.每个小组至少收集2个较具典型代表的座椅作品,可以市场购买或者家中邻里收集,方式不限;

3.学生陈述作品来源,教师点评,每小组确定2个最典型作品;

4.解构作品,通过对作品的拆解、使用体验,弄清其结构、尺寸、材料、工艺以及作品的优缺点分析,并在A3图纸上表达清楚;

5.完成原始图纸,教师点评,针对优缺点分析,根据人体工程学所学知识,完成设计改良;

6.教师点评,完善改良方案,制作1:1家具模型,材料竹子、古藤。

三、结语

人体工程学主要研究范文第8篇

关键词: 人机工程学;夹具设计;人机环境;以人为本

 

0 引言

随着现代化工业的发展,人机工程学的应用越来越受到人们的重视。人机工程学是研究人、机及环境相互作用的学科[1],研究人和机器以及环境的相互作用,研究人在工作、生活中怎样才能够统一考虑工作效率、人体健康、安全和舒适等问题,是把人-机-环境系统工程运用系统科学思想和系统工程方法,正确处理人、机、环境三大要素的关系,探讨人机环境系统最优组合的一门科学,如何实现人-机-环境系统的最优组合是我们研究的核心问题。已有研究表明,在设计、生产中应用人机工程学是必要和有效的[2]。本文利用人机工程学的原理对机床夹具设计过程中的有关工作效率、人的健康、安全和人机环境匹配等几方面进行探讨。

1 基于人机工程学的设计内容

将人机工程学应用于机床夹具设计过程应当包含两个方面:1)应用是全过程的;2)应用是全方位的。全过程、全方位地应用人机工程学进行夹具设计,不仅体现其功能的科学性、使用的合理性,还要考虑到舒适、安全、省力和高效等功能[3]。人机工程学在夹具设计中的应用要体现在夹具设计的每个阶段,具体内容如下:

按照这个要求,机床夹具设计从工作效率、人体健康、安全和人机匹配几个方面来进行。

1.1 工作效率

机床夹具设计的总体目标就是“优质、高效、低成本”,在保证质量的前提下,高效率是我们追求的一直追求的重要方面,所谓“高效”是指夹具的工作效率最高,使用价值最大,这是对夹具设计提出的最根本要求之一。在夹具设计中,除了按照生产纲领合理配置夹具的定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、分度装置等夹具各个组成部分的自动化程度,提高生产效率外,装、夹动作应准确、迅速、操作方便,安全省力[5];各个部分的操作手柄、杠杆、开关、显示装置或其它辅助工具应放在操作者的最大工作范围之内,并且要尽可能靠近操作者,但应避免放在操作者的正前方且按动作顺序进行排列与布置;应使操作者手移动的距离和移动次数越少越好;夹具上的各种操作机构的位置应尽量使操作者在使用时不改变或极少改变身置;尽可能采用联动夹紧机构。从而缩短辅助时间,提高人的工作效率。

1.2 人体健康、安全

所谓“安全”是指在系统中不出现人体的生理危害或伤害。在夹具设计中,要坚持“以人为本”的基本指导思想,夹具设计应安全可靠,确保操作者的人身安全。对于存在离心力的夹具,需采取的平衡措施,方法有两种,一是在较轻的一侧加平衡块,平衡块的位置最好可以调节。二是在较重的一侧加减重孔[5]。设计夹紧装置时,为防止工件在加工过程中因振动而松动,夹紧装置要有足够的夹紧力和自锁性能;夹紧装置的自锁装置性能应可靠,以防止产生松动,致使工件有飞出的危险;对于存在冲击载荷的夹具设计时,夹紧力大小要求保证工件夹紧可靠,施力方向和作用点要恰当,必要时可采用辅助支承和浮动夹紧装置,以提高夹紧刚度,因此夹具各元件要具有足够的强度和刚度。在设计和布置定位元件时,应尽量使主要支承面大些,定位元件的支承之间要尽量远些;还要注意防止夹具上的元件与机床的回转件相碰,引发安全事故。夹具上尽可能避免有尖角或突出夹具体(或机床)轮廓之外的元件,必要时应加防护罩。

安全防护装置的设计可以分为两个部分:为保证安全设置在机床上的防护装置设计和个人防护用品设计。防护装置设计的结构和布局应设计合理,防止人体各部位均不能直接进入危险区,主要包括防止人的误操作而引发的事故,要有防误撞装置,比如可以增大操作阻力或按钮保护盖板;防止操作者误入危险区而设置的安全防护装置,比如设置防护网或防护挡板;为防止切屑、切削液飞溅而危害操作者的健康和安全,可设置防护罩或防护挡板。安全防护装置与夹具的配套设计,防护装置设计要保证操作者容易对加工区进行观察。最好有通过对系统进行自动监测与诊断的方式去避免或排除故障、避免事故发生的装置。个人防护用品设计应符合人体工程学,包括防尘、防潮、隔声用品的设计,为操作者提供良好的工作条件,减少不必要的危害。

1.3 人机环境之间的最佳匹配

人-机-环境系统强调“机宜人”、“人宜机”,将人、机、环境这三个要素看成一个相互作用、相互依赖的系统,并用系统工程的方法使系统处于最佳的工作状态。要使人、机、环境三大要素相互之间达到最佳匹配,就要使人-机关系、人-环关系、人-机-环境关系的总体设计要合理。夹具的设计要符合人的生理、心理特点;工作环境要符合人的特性。

在机的总体布局时,夹具的高度应使操作者可以变换操作姿势,可以坐、站交替,具有舒适感;夹具的操作手柄、杠杆、开关、显示装置或其它辅助工具应与人体尺寸相适应(人体平均身高大约1700mm),绝大多数人习惯用右手操作工具和做各种用力的动作,这一事实在人机系统设计时应该予以考虑。夹具设计要能够降低工人的劳动强度和对工人的技术水平要求,双手和身体的动作应该尽量以减少不必要的体力消耗为准则,过度消耗体力容易引发安全事故;夹具的结构工艺性要好,便于制造、装配、调整、检测和维修。维护作业应满足人的要求,维护时间要短、维护费用低,满足与维护有关的可靠性与安全性的要求;夹具的检查点、点以及液压气压系统的维护点都要布局在便于接近的位置;显示器应尽可能安排在视野中心范围之内,使人的视觉效果最优,避免产生视觉疲劳。

夹具使用过程中的噪声、粉尘、切削液对人体、环境的污染也是不容忽视的,切削过程中的噪声、粉尘、切削液往往会对操作者造成身体伤害、会对环境造成污染,在夹具设计时,就要考虑对噪声、粉尘、切削液等污染物进行防治。

2 结束语

随着我国社会和科技的发展,人们对工作条件、生活品质的要求会越来越高,对产品的人机工程特性也越来越重视。提高采用人机工程学原理设计的机床夹具,使人机环境的关系更加协调,对提高企业生产率、降低综合成本,对构建和谐社会具有十分重要的意义。

参考文献:

[1]丁玉兰,人机工程学[m].北京理工大学出版社,2005.

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