人體工程學的主要作用范例6篇

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人體工程學的主要作用

人體工程學的主要作用范文1

【論文摘要】隨著社會的發展、信息社會的過度,人們更重視“以人為本”,為人民服務。人體工程學就是一切從人自身出發,在以人為本的前提下研究人們衣、食、住、行以及一切生活生產活動中綜合分析的新思路。

一、人體工程學的起源

人體工程學起源于歐美,原先是在工業社會中,開始大量生產和使用機械設施的情況下,探求人與機械之間的協調關系,作為獨立學科有40多年的歷史。第二次世界大戰中的軍事科學技術,開始運用人體工程學的原理和方法,在坦克、飛機的內艙設計中,如何使人在艙內有效地操作和戰斗,并盡可能使人長時間地在小空間內減少疲勞,即處理好:人——機——環境的協調關系,并伴隨著人類技術水平和文明程度的提高而不斷發展完善。

二、人體工程學的涵義

人體工程學是一門關于技術和人的協調關系的科學,也是一門多學科的交叉學科。它首先是一種理念,把使用產品的人作為產品設計的出發點,要求產品的外形、色彩、性能等,都要圍繞人的生理、心理特點來設計;然后是整理形成的設計技術,包括設計準則、標準、計算機輔助設計軟件等;這些設計技術再和特定領域的其他設計技術及制造技術相結合,就形成符合人體工學的產品,這些產品讓使用者更健康、高效、愉快地工作和生活。人體工程學研究的核心問題是不同的作業中人、機器及環境三者間的協調,研究方法和評價手段涉及心理學、生理學、醫學、人體測量學、美學和工程技術的多個領域,研究的目的則是通過各學科知識的應用,來指導工作器具、工作方式和工作環境的設計和改造,使得作業在效率、安全、健康、舒適等幾個方面的特性得以提高。

三、人體工程學在環境藝術設計中的體現

人體尺度:8W+gl = C~ 。人體尺度,即人體在室內完成各種動作時的活動范圍。設計人員要根據人體尺度來確定門的高寬度、踏步的高寬度、窗臺陽臺的高度、家具的尺寸及間距、樓梯平臺、家內凈高等室內心尺寸。

1.常用的室內尺寸如下:室內隔墻斷墻體:厚度0.12m;大門:門高2.0m~2.4m,門寬0.90m~0.95m;廁所、廚房門:寬0.8m~0.9m、高1.9m~2.0m;室內窗:高1.0m,左右窗臺距地面高度0.9m~1.0m;玄關:寬1.0m、墻厚0.24m;踏步:高0.15m~0.16m、長0.99m~1.15m、寬0.25m;扶手寬0.01m、扶手間距0.02m、中間的休息平臺寬1.0m。

2.常用家具尺寸:(1)單人床:寬0.9m、1.05m、1.2m;長1.8m、1.86m、2.0m、2.1m;高0.35m~0.45m。(2)雙人床:寬1.35m、1.5m、1.8m,長、高同上。(3)圓床:直徑1.86m、2.125m、2.424m。(4)衣柜:厚度0.6m~0.65m、柜門寬度0.4m~0.65m、高度2.0m~2.2m。(5)正方型茶幾:寬0.75/0.9/1.05/1.20/1.35/1.50m,高度0.33m~0.42m,但邊角茶幾有時稍高一些,為0.43~0.5m。(6)書桌:厚度0.45m~0.7m(0.6m最佳)、高度0.75m。(7)書架:厚度0.25~0.4m、長度0.6m~1.2m、高度1.8m~2.0m。(8)椅凳:座面高0.42m~0.44m、扶手椅內寬于0.46m。(9)餐桌:中式一般高0.75m~0.78m、西式一般高0.68m~0.72m。(10)方桌:寬1.20/0.9/0.75m。(11)抽油煙機與灶的距離:0.6m~0.8m。

四、人體工程學與環境藝術設計的關系及作用

人與環境之間的關系如同魚與水的關系一樣,彼此相互依存,人是環境的主題,在理想的環境中,不僅能提高工作效率,也能給人的身心健康帶來積極的影響。從環境藝術的角度來說,人體工程學的主要功能和作用在于通過對人的生理及心理的正確認識,是一切環境更適合人類的生活需要,進而使人與環境達到統一。

人體工程學在環境設計中的作用主要體現在它為確定空間場所范圍提供依據,為設計家具、設施提供依據、為確定感覺器官的適應能力提供依據。因為影響場所空間大小、形狀的因素很多,但最主要的因素就是人的活動范圍及設施的數量和尺寸。因此環境藝術設計當中不能忽視人體工程學,只有根據人體學設計的環境才能使環境更為舒適,滿足人們生活的需要。

參考文獻

[1]劉峰,朱寧嘉.《人體工程學設計與應用》.遼寧美術.2007(8)

[2]劉昱初,程證渭.《人體工程學與室內設計》.中國電力出版社

[3]張月.《人體工程學》.中國建筑工業出版社

人體工程學的主要作用范文2

(安徽建筑大學,安徽 合肥 230601)

摘 要:人體工程學是一門技術科學,屬于環境藝術設計專業的一門基礎理論課程,該課程具有很強的實踐性以及理論性,但是這門課程涉及到的內容較多,而且相當繁雜,導致很多高校開展的人體工程學課程教學成效低下.為了進一步提高人體工程學課程教學效果,本文主要分析了當前人體工程課程教學現狀,并且提出了幾點教學改革和實踐建議.

關鍵詞 :人體工程學;課程教學內容;改革;實踐

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-260X(2015)05-0270-02

基金項目:安徽建筑大學2012年校級質量工程項目:《人體工程學》課程教學內容改革與實踐(2012YX31)

環境藝術設計主要是利用藝術設計方法科學、合理規劃、設計室內外環境的一門藝術.這門課程自身就具備科學性、藝術性的雙重屬性,同時也具備理科教育以及文科教育的特點,是一門邊緣性、綜合性較強的學科.在環境藝術設計專業中,人體工程學是其中極為重要的專業基礎理論課程,主要是研究人和環境、機器之間的相互作用,深入研究在休假、家庭生活、工作的過程中如何高效統一人的健康、舒適、安全、工作效率等相關問題.由此可見,環境藝術設計和人體工程學之間在內容、思想方面存在諸多共同點,兩者是相互聯系、相互依存的關系.人的所有活動都是為了更好的適應人的日常生活需求以及工作需求,因此在環境藝術設計專業學習中,人體工程學課程顯得尤為重要.

1 當前人體工程學課程教學過程中存在的主要問題

人體工程學課程內容非常多,涉及到美學、人體生理學、工程心理學、工程技術、營銷學、環境工程學等多門學科,屬于一門應用非常廣泛、研究廣度較廣的在邊緣、綜合學科.作為環境藝術設計專業的基礎課程,人體工程學教學質量對于環境藝術設計專業教學效果有直接的影響,然而目前人體工程學教學現狀并不樂觀,具體表現在以下幾個方面問題:

1.1 課程內容存在較大差異

目前人體工程學的相關書籍大多數是參考工業設計專業人體工程學作為基礎的,實際上很少有真正適用于環境藝術設計專業的書籍真的很少.同時,不同書籍里的內容都有不同的側重點,課程內容之間存在很大差異,對于環境藝術設計專業學生而言并沒有很大的指導意義,無法完全滿足實際教學的多樣化需求.很多專家也逐漸開始意識到課程內容差異較大的問題,雖然陸續編寫了一些人體工程學課程教材,但是仍然缺乏真正的精品.

1.2 傳統的教學手段滯后、老舊

“人體工程學”課程主要屬于工程技術領域,因此該課程的理論體系比較大,涉及的內容較多.以往人體工程學課程的教學方法以及教學模式比較單一,教師過于強調理論教學,教學內容主要以數據、公式、原理、理論等相關內容為主,這些內容也比較枯燥,學生的學習興趣較差,久而久之很容易出現厭學心理.目前,大多數高校人體工程學課程教學都是以教學為主導,由教師單向的向學生傳授相關的理論知識,學生被教師當做接受知識的儲存器,而且該門課程的考查方式主要采用的是閉卷考試為主.大多數學生為了應付考試,平時都是采用死記硬背的方式學習,很少會主動深入理解、分析相關的理論知識,學生的實際應用能力也就相對較差.其次,平時學生只是單純的聽課,教師也很少提問問題,課后作業安排也比較少,這樣很難鍛煉、提高學生的實際動手操作能力.傳統的教學方式無法充分調動學生的學習主動性以及積極性,學生只是抱著應付考試的心態學習,很少主動發現問題、思考問題、解決問題,這樣并不能達到預期的教學效果.

1.3 各專業課程之間缺少貫通

在研究的過程中,我們發現,學習環境藝術設計專業其他的課程時,并沒有真正的融合人體工程學教學,在很多情況下應用人體工程學僅僅是停留于表面,并沒有真正的引導學生靈活運用這些知識.同時,在學習人體工程學的相關內容時,也沒有有機結合其他專業課程內容,其實踐環節內容基本上都是以人體工程學這門課程為教學目標,基本上實踐教學內容都主要是以本課程的相關要求設計的,并沒有考慮到每一個專業課程之間的相互聯系.這樣學生在學習過程中很難建立一個系統、完善的思維體系,各課程之間也不能很好的聯系起來,更不用談靈活運用了.

2 人體工程學課程教學內容的改革以及實踐建議

2.1 明確定位課堂主體

傳統人體工程學課程教學課堂上主要以教師為主導,學生處于被動學習狀態,這種教學方法的教學效率低下,而且學生學習興趣不高,很容易形成惰性思維,缺乏競爭意識.隨著新課程改革的不斷深入,越來越強調學生的主體地位,主張學生才應該是課堂教學的主體,學習是學生自己的事情,教師不能代替學生學習,也不能幫助學生完成知識的吸收和轉化.在實際教學過程中,教師應該努力指導學生學習,為學生提供更多自主思考、自主學習的機會,培養學生養成自主學習的好習慣,真正的掌握、應用教師傳授的相關知識.通過一段時間的探究實踐學習后,教師應該增加互動環節,在課堂上多設計一些主題討論活動,鼓勵學生們暢所欲言,自由發表自己的觀點和看法.為了提高主題討論活動的實施效果,教師應該向學生們布置任務,在課后自己花費一些時間查閱相關的資料,做好相關的準備工作.在近年教學中,我們已逐步讓學生自己去尋找課題,自己提出問題,解決問題,從家具到小型室內環境到公共室內外環境,學生也表現出很大的積極性.當然,教師也應該樹立對學生學習負責的態度,對學生多一點耐心和指導,充分尊重學生,關心學生,和學生建立民主、平等的師生關系,營造一種和諧的課堂學習氛圍.

2.2 合理調整、更新人體工程學課程內容

只要是和人相關的所有問題都可以被歸納到人體工程學的研究范疇中.藝術設計專業具有很多研究方向,其中環境藝術設計專業主要是傾向于研究人體測量學以及人體測量學應用、環境行為學理論、環境心理學等,應該將人體生理學的相關基礎知識刪減掉.人體工程學課程教學內容改革應該在保留一些必要理論知識的前提下有機結合環境藝術設計專業的基本特點,將環境藝術專業應用人體工程學的應用性以及實用性特征充分突出出來.總體整合方向主要是將部分人體生理學知識、工程心理學、工程技術等相關內容刪除.因為學生畢業后就業方向具有多樣化,因此可以從多種途徑適當增加消費心理學、空間心理學、環境行為學等方面的內容.這樣不僅可以大大拓寬教學內容的廣度,也可以增加實踐教學內容,使學生能夠更好的聯系自身理論知識和實踐知識,提高學生的知識應用能力.

2.3 豐富人體工程學課程教學手段

教師在實踐教學的過程中應該適當增加實驗教學環節.因為環境藝術設計專業不僅具有較強的藝術性,同時也具有科學性和實用性,從而滿足人體工程學課程的使用功能要求.比如,在講解“人體測量學”的相關內容過程中,教師可以進行人體測量實驗,設計座椅的寬度、深度、高度等尺寸指導學生掌握正確的人體測量方法以及統計數據的方法,同時掌握設計應用.如果條件允許的情況下,可以插入眼動實驗、混色實驗、錯覺實驗等一些小實驗,這樣更加有利于激發學生的學習興趣,幫助學生更好的理解、認識人的視覺特性.在近兩年的教學中,我們充分調動學生的積極性,讓學生通過測量自己的身高尺寸來制作人體模型,這樣很好的讓學生充分參與其中,并且對很多人體尺度具有深刻印象,從而為之后的室內設計打下了良好的尺寸基礎.

教師也可以采用互動教學法,互動教學可為學生們學習營造一種良好的環境和氛圍,有利于調動學生的學習主動性以及積極性,開發學生的創造性思維,進而提高學生的學習效果.其次,教師也應該多引入一些優秀作品進行案例分析,這樣也有利于幫助學生更好的學習.通過多媒體技術或者是生動、形象的圖片向學生們展示一些經典案例,這樣可以幫助學生親身體驗到一些優秀的設計作品應該具有什么特征,一份優秀的設計作品是如何靈活運用相關的人體工程學理論知識的.教師平時在教學過程中應該引導學生多注意觀察生活實際,在我們的日常生活中了解人體工程學的實際應用.比如,在學習“人體工程學與室內空間”的相關內容時,教師首先應該擬好一個調查項目,然后組織學生們自由分組合作探究,確定一個大家都比較感興趣的探究課題,然后到飯店、商場、校園以及宿舍等空間上主動發現問題.待學生完成相關調查后,再和教師以及其他同學共同討論、分析,最后針對調查過程中發現的問題提出有效的改進對策,并且制作一個改進效果圖.通過這種教學方式有利于培養、鍛煉學生發現問題、分析問題、解決問題的實踐能力.

綜上所述,傳統的人體工程學教學模式已經無法滿足學生的實際教學需求,教師應該積極創新、實踐,堅持“以學生為本”的教學理念,合理整合課程教學內容,不斷豐富課程教學手段,注重培養學生的實踐能力,指導學生靈活運用自己所學知識,為日后學習環境藝術設計專業課程奠定扎實基礎.

參考文獻:

人體工程學的主要作用范文3

【關鍵詞】《人體工程學》 展示設計專業 融合創新

“人體工程學(Human Engineering),也稱人類工程學、人體工學、人間工學或工效學(Ergonomics)。工效學Ergonomics原出希臘文“Ergo”,即“工作、勞動”和“nomos”,即“規律、效果”,也即探討人們勞動、工作效果、效能的規律性。人體工程學是由6門分支學科組成,人體測量學、生物力學、勞動生理學、環境生理學、工程心理學、時間與工作研究學。

人體工程學作為獨立學科有40多年的歷史。它誕生于第二次世界大戰之后的歐美,主要產生于工業社會大量生產和使用機械設施的情況下,探求人與機械之間的協調關系。早期的人體工程學主要研究人和工程機械的關系,即人機關系。其內容有人體結構尺寸和功能尺寸,操作裝置,控制盤的視覺顯示,這就涉及到了心理學、人體解剖學和人體測量學等,繼而研究人和環境的相互作用,即人―環境關系,這又涉及到了心理學、環境心理學等。至今,人體工程學的研究內容仍在發展,并不統一。在迅速發展的設計行業里,人體工程學發展速度非???,特別是室內設計行業,未來則將向著多元化、人性化和智能化的方向發展。

人體工程學是展示設計藝術專業教學中重要的專業必修課程之一。設計師必須具備人體工程學方面的知識和修養,并且能妥善地解決和處理人體工程學問題,才能取得設計上的成功。隨著人們生活品質的提升和文化事業的蓬勃發展,人們更追求空間的舒適和愉悅。按照人體工程學基礎而進行的展示設計是舒適愉悅的前提。本課程通過對人在某種工作環境中的生理、心理學等因素的研究;培養學生樹立一種科學態度,達到人―使用物―環境的相互結合;通過設計使得在展示空間中提升信息傳遞的效率,確保人的健康、安全和舒適等問題,使設計真正地服務于人。通過本課程的學習,使學生得到人體基本形體構造的知識,同時使學生懂得人體一些重要尺寸在展示設計專業中的應用,為展示設計的后續課程及今后實際工作打下扎實的基礎。

由此,我們的課程教學就不能泛泛講解《人體工程學》中的基礎內容,我們要將該課程的基礎內容與展示設計專業進行改革與融合創新,使之成為為我專業所用的專業基礎課程。

2013年,由北京印刷學院設計學院會展方向陶海鷹老師主筆,根據專業特點,形成了《人體工程學》課程的本專業教學大綱。成果如下:《人體工程學》通過對人在某種工作環境中的生理、心理學等因素的研究;培養學生樹立一種科學態度,達到人―使用物―環境的相互結合;通過設計使得在展示空間中提升信息傳遞的效率,確保人的健康、安全和舒適等問題,使設計真正地服務于人。

基本要求如下:第一章,展示中的尺度問題。了解人體工程學的發展與應用,并熟悉展示空間環境中人的各種尺度關系。了解人體工程學在展示設計中的意義。第二章,展示的通道分布于陳列設計。了解展示的觀眾通道分布是按人流股數計算的,大型展示活動一般采用多線通道;了解和熟悉展示設計的陳列密度,以及與展廳空間跨度、凈高的關系;了解閱讀心理及閱讀習慣并能設計視覺流程;從人體工程學的角度分析展示中的陳列高度,以及與參觀者視線的相對位置;了解展示設計與視覺特征的關系。第三章,展示信息傳達效率的提升。了解展示信息傳達的有效途徑;熟練運用展示設計語言來更好地傳遞信息。第四章,展示設計的色彩與照明。了解并掌握展示空間環境中的色彩與照明設計原則,研究展示空間中色彩與照明對人的心理作用。了解掌握展示設計中的色彩應用規律。了解掌握在展示設計中對光源、光照的要求。

人體工程學的主要作用范文4

[關鍵詞]光學顯微鏡;機械結構;人體工程學

中圖分類號:TH742 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)36-0193-01

光學顯微鏡的結構主要有光學結構和機械結構組成,機械結構的部分不僅能對光學結構有很好的固定作用,還起著關鍵性的調節作用,機械結構能夠發揮光學系統的最大功效,輔助光學系統完成相關的顯微鏡觀察工作。光學顯微鏡的機械結構的部分主要在載物臺、物鏡轉換器以及調焦裝置等,這些機械結構的設計不僅要遵循基本的機械結構設計原則,還要保證在光學顯微鏡中的具體的光學操作,除此之外,設計的原則還要迎合人體操作的需求,使得光學顯微鏡的機械結構更加的吻合人體工程學的設計要求,使得光學顯微鏡使用更加的舒適方便。

一、 光學顯微鏡的基本構造

對于光學顯微鏡的機械設計,我們首先要了解光學顯微鏡的構造組成部分,而且還要知道這些零部件的作用,只有熟知了這些零部件的作用和使用規范,我們才能更加合理的設計光學顯微鏡的機械結構部分,光學顯微鏡一般是由載物臺、聚光照明系統、物鏡,目鏡和調焦機構組成。載物臺的作用是放置被觀察的物體,使用調焦旋鈕來驅動調焦機構能完成對載物臺的調節工作。聚光燈照明系統由聚光燈和光源組成,聚光燈的作用能夠讓光更多的聚集到被觀察的部位。物鏡距離載物臺比較近,是第一級的放大裝置。目鏡則是于人眼靠近的第二級放大鏡頭。

這三部分是光學顯微鏡的重要組成部分,構成了光學顯微鏡的主要工作原理。

那么機械裝置有哪些呢?一般光學顯微鏡的機械裝置有鏡座、鏡臂、載物臺、鏡筒、物鏡轉換器、與調焦裝置。這些機械裝置的主要作用是固定和調節光學鏡頭,調節標本的位置等。其中鏡座是支撐整個顯微鏡的裝置,而鏡臂則用來支撐精通和載物臺。

二、 基于人體工程學的光學顯微鏡的機械結構設計

人體工程學的設計原理主要是考慮到人體結構和機械結構尺寸,并且綜合考慮到人們勞動、工作效果、工作效能等方面,利用系統工程、控制理論、統計學的原理設計出一系列的設計方法。具體到光學顯微鏡的機械結構設計中,我們就要考慮到人們的身體尺寸和應用習慣,首先我們從有關部分獲得了我國成年人的人體部分尺寸的表格(表-1),以此為根據設計光學顯微鏡結構部分。

1、載物臺的設計

從上面的介紹中我們知道,載物臺的作用是用來放置被觀察物體的,并且式樣能夠在載物臺上自由的移動,以獲取最佳的觀察效果。一般的移動范圍是30mm*70mm和50mm*70mm,主要的設計標準就是,載物臺距離工作底面的距離于載物臺和人體的水平距離,分別設為B1和B2,考慮到人在調節使用載物臺的過程中的行為習慣,得出計算式。

其中y1和y2分別衣著修正指數和身體活動余量修正。同理得出B2的表達式。經過計算得出:

B1=307~357mm

B2=301~348mm

2、調焦機構設計

調焦機構用于調節光學結構以便于觀察人員獲取最佳的成像效果,調焦的動作主要包括了上下移動和粗微調節機構,如何合理的設計能夠使得人在調焦的過程中更加的舒適和便捷。首先是調焦旋鈕的位置,在具體的使用過程中,顯微鏡是放在工作臺上的,我們無法獲取具體的使用高度和姿勢,所以我們只能將人體的上身活動分為三個維度的多個不同程度的拆解動作,分別為手肘在X、Y、Z軸上的旋轉方向,并在matlab的環境下運行得出,人體的手臂舒適度域:

為了適應大多數人的使用習慣,我們從95百分位這一階段的數據為設計的參考點,確定出調焦按鈕的最佳設計尺寸,從而確定調焦按鈕在光學顯微鏡中的位置。其次是調焦按鈕的外形和尺寸,旋鈕的截面形狀對于人手的握持方式有著一定的影響,當旋鈕和手掌的接觸面積越大的時候,人手的貼合的程度越好,那么使用的手感就越好,但是太大了會讓人手在長期的握持中增加疲勞感,所以對于旋鈕的直徑設計要求為。旋鈕的直徑設計保持在35mm-75mm之間,厚度的大小在20mm-50mm范圍內波動。最后是旋鈕的扭矩M,扭矩的大小設計也非常的重要,太大了會使握持不舒服,太小的話又不利于調焦的準確,由于人類的手部關節的操作力范圍為12N-18N,根據人體工程學的計算方法得出M的大小為:

除了基本的形態和尺寸設計,我們還要考慮到載物臺移動過程中的摩擦力設計,太小的摩擦力會讓調節過程難以掌握精確度,阻力太大的話會增加人使用的機體勞累,所以適當的摩擦力設計也是機械結構設計中需要考慮的內容。

3、物鏡轉換器的設計

物鏡轉換器是迅速切換物鏡的機械裝置,有內定位和外定位兩種,轉換器的設計直接影響了成像的質量,根據人體工程學的原理,內定位型的轉換器比較能夠減輕操作的負擔,同時還能節省操作臺的空間,所以很多光學顯微鏡的采用內定位轉換器,其設計也非常的滿足心理學和生理學的設計要求。

結語:本文通過對光學顯微鏡的主要結構做了介紹,并對光學顯微鏡的機械部分的功能做了相應的闡述,利用人體工程學的設計理論,對光學顯微鏡的機械結構部分作出了具體的設計標準的研究,是符合我國當前光學顯微鏡制造標準的。

參考文獻

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[3]柯燕,甘巧強,楊建軍等.模塊化的保偏近場掃描光學顯微鏡結構設計[J].現代科學儀器,2007,(3):54-56

人體工程學的主要作用范文5

關鍵詞:人機工程學 工程機械座椅 設計 座椅

人機工程學是一門新興的科學,它的發展起源要追朔到上個世紀五十年代,它跨越了不同的科學領域,結合了多種科學原理、數據和方法,它所研究的重點對象為怎樣將工程機械的設計布置和人身尺寸、生理及心理特點有機結合的相關問題。人機工程學的最大特點為,將人看做組成系統的一個元件,以人為主體,通過對人體進行詳細分析,將人與機械進行優化協調,從而使整個工作系統得到完善。人機工程學的研究成果對工程機械駕駛員座椅的設計和布置有著重要意義。通過人機工程學的理念設計出的駕駛員座椅,充分根據人身尺寸、生理及心理特點,對人的使用及操作有一定的適用性,帶給人一種舒適、安全的駕駛環境,讓駕駛員與設備發揮有效的作用,使人機工程學的機械效率達到最高,這是現代人機工程學應主要研究的課題。

一、人機工程學對工程機械駕駛室的設計與布置

(一)對駕駛室的座椅位置進行確定。在人機工程中,駕駛員在工作中采用的坐姿,人和機械的重要接口就是座椅。因此,座椅的布置和設計對駕駛員座椅的舒適程度和駕駛室內相關的布置有直接影響。對座椅進行合理的布置,優化人和座椅之間的聯系,為駕駛員提供一種舒適、安全的工作環境有著深遠影響。

在對駕駛室座椅的位置進行確定時,第一個要確定的是,駕駛座椅上人身軀干與大腿之間的連接點,它是駕駛室座椅的尺寸和舒適程度的基準點。駕駛員通過自身條件將駕駛座椅調節到舒適的入座位置后,通過對座椅的前后調節,駕駛員自身坐姿角度的調整,使駕駛員在駕駛過程中不易產生疲勞,并且在操作過程中有利于滿足操作的輕便型、視野的開闊性。

(二)駕駛員座椅和其他功能部件控制元件設計關系。工程機械中用于操作的機械功能部件控制系統比較多,首先座椅的位置與腳部操作部件的關系,要易于腳操作,而且長期工作狀態下腳部又不易疲勞。汽車座椅位置和方向盤間的設計,要求兩者之間的距離合適而且座椅對人體的肩部有支持,降低人體疲勞。座椅和工程機械操作桿之間的設計,手柄的操作桿一般在座椅兩側的控制箱上,座椅的設計要充分支撐手臂位置減少疲勞。

駕駛員的各項功能部件控制元件與座椅之間主要要考慮人體操作是的方便和避免人體的疲勞。按照人機工程學原理指導,充分考慮人體各方面的操作習慣和操作距離,對于容易疲勞的位置要對人體有支撐,避免疲勞。

二、人機工程學對工程機械駕駛員座椅的設計指導

在對駕駛員的座椅進行設計時,首先應該考慮駕駛員的人體心理及生理特點和人體壓力合理性的分布,在選擇參數的過程中,需要對駕駛室內駕駛座椅的舒適性和操作靈活性之間的矛盾進行調節,以及舒適性和視覺效果之間的不協調等。

(一)駕駛座椅乘坐的姿勢。駕駛座椅的舒適程度的人體乘坐的姿勢、生理特點有著緊密聯系。人身的脊柱是支撐人體重量的關鍵,它的承受重量由上到下越來越大,腰曲變形變形最為嚴重。人體除了在站立時腰曲接近人體的生理弧形而產生的變形較小外,坐姿的不正確容易應發腰痛、腰酸等難受的感覺。因此,在對座椅進行設計時,應強迫駕駛員使用正確的坐姿。也就是:將臀部向前移與靠背分離開,讓肩部往后傾斜,使兩條腿之間的夾角保持在115?.并且讓小腿向前伸,將大腿和小腿之間的夾角保持在110?至115?之間。然而,對于工程機械的駕駛員來說,為了能有良好的視覺效果和靈活輕便的操作性,可以適當減小大腿與小腿之間的夾角,這樣才會使駕駛員的上身接近直立位置,讓胸部保持挺起的狀態,而肩保持微垂的合理姿勢。有的時候為了保證操作的靈活性和視野的開闊性,就要適當犧牲駕駛座椅的舒適性。

(二)人體壓力的分布。作用在駕駛座上的人體重量,要充分考慮到臀部的不同部位在感受到不適之前所能承受的壓力,以及在靠背上的壓力作用,做到分布合理,而不是平均區分。因此,從肩部和腰椎兩方面來看,應該使壓力由內向外逐漸降低。所以,在駕駛座椅的壓力分布上應該是坐骨部分的壓力最高,其次是長坐骨周圍向臀部的部分逐漸降低,直到與坐墊前沿的大腿接觸點趨于最低值;在駕駛座椅的靠背上體的壓力分布,應為肩部和脊椎兩部分的壓力最大,即通過肩胛骨與腰椎之間的相互支撐,來保證腰曲弧形的正常和保護脊椎不易受傷。

(三)駕駛座椅的舒適度的標準。首先,駕駛室內的座椅尺寸要與人體的測量尺寸相一致;其次,工程機械的內部座椅應該根據人的坐姿不同,設計成可以自由調節的合理方案,方便駕駛員根據不同的條件需求,來滿足不同坐姿要求的舒適度;最后,在設計工程機械的駕駛座椅時,應該保證駕駛員隨時保持舒適的坐姿能力,靠背的設計需求應根據腰部的支撐力,合理的設計結構尺寸,方便駕駛員在乘坐時腰椎可以正常彎曲。

(四)工程機械座椅振動舒適性的設計。由于工程機械工作的環境比較惡劣,駕駛員在工程車作業是需要承受低頻(2-8Hz)、高強度的機械振動。根據人機工程學得原理,人體頭部的共振頻率為2-30Hz,心臟約5Hz,眼睛為18-50Hz,臀與足為4-8Hz,肩部約2-6Hz,軀干約6Hz,人體總體的頻率為7.5Hz左右,一般來說對應人體的敏感共振頻率為4-8Hz,所以一般工程機械座椅的共振頻率應保持在3.5Hz以內。

要保證共振頻率在3.5Hz以內,我們在座椅的下部增加減振系統用于減低座椅的共振傳遞率。對于減振系統中的設計,首先在選擇減振彈簧時(減振彈簧)要選擇合適的彈簧,減低減振系統的共振傳遞率。其次要選擇合適的阻尼缸。在確定整椅的配置后再通過實驗確定共振頻率。

(五)工程機械座椅設計的重點。通過人機工程學對工程機械座椅進行合理的設計,它的可行性可以分為四個階段;概念化階段、具體化階段、周祥化階段、檢驗校對階段。概念化設計階段是工程機械總體設計的理念和宗旨,是保證設計順利進行的首要條件。具體化的設計階段,將解決座椅的結構、外形、美觀、材料等問題,并設定出基本的形狀。周詳化的設計階段的重點是將整體的外觀和核心架構進行設計。檢驗校對的設計階段,是將產品的外觀和座椅的造型及穩定性進行校對、檢驗,保證產品的質量和舒適度。以上就是工程機械座椅的設計重點。

總結:

總之,人機工程學的設計研發過程,對工程機械的駕駛員座椅的布置和設計有著深遠影響,為工程機械駕駛室的舒適度和可操作性提供了保障,因此加強人機工程學的研究與開發,最大限度的滿足人體的舒適程度,高度運用人機工程學的知識指導工程機械駕駛員座椅的設計,是非常有必要的,這也是未來發展的趨勢。

參考文獻:

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人體工程學的主要作用范文6

[關鍵詞]人機工程學;設計的實踐性;實踐性教學

[中圖分類號]J022 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432(2011)49-0209-02

社會的發展、技術的進步、人們生活方式的改變……這一切的一切皆賦予了設計“以人為本”的理念,設計從產生到發展始于人類生活的開始。人類的歷史、文化遺產等都產生于設計,在此,設計所進行的是一種文化活動,借設計把人類社會推向未來。那么,設計學科如何全面適應社會科學技術的發展、如何最大限度地滿足人類社會的生產方式、生活方式、人類交流及思維方式……這些無疑對設計及設計教育學提出新的更高要求。在探索設計基礎課程――人機工程學的教學模式之時,首先,應明確設計的性質、目的,即設計的兩個方面:一是創造;二是改良。所謂:“創造”是從無到有,根據人的需要,創造某種具有真正功能、全新方式的“物”。如果只是對“物”的外觀、形態、材質、性格等方面進行改變,那只是借創造之名,實為“改良”;其次,應全面掌握人機工程學學科的性質、特點及內容,并與設計相融,有針對性地構建人機工程學的知識結構、教學內容、課程設置體系、教學模式等。

1 人機工程學理論知識

1.1 人機工程學基礎理論

人機工程學又叫人體工程學、人間工程學、工效學等,是一門抓住人、物、環境的聯系,以人體生理學、心理學為基礎,結合各類相關學科知識,研究“人―機―環境” 三者之間協調、一致性關系的學問。其中,以人體科學中的人類學、生物學、心理學、解剖學、人體力學、人體測量學等為其一;以環境科學中的環境保護學、環境心理學、環境監測技術等學科為其二;而以技術科學中的工業設計、環境設計、視覺傳達設計、系統工程、交通工程等學科相互整合,構成了本學科的體系,其目的是為設計和科學研究提供理論指導與依據,為人類社會建立一個舒適、安全、良好的工作與生存環境。其內涵包括:

(1)為設計中考慮“人的因素”提供準確人體尺度參數

人體工程學應用人體測量學、人體力學、生理學、心理學等學科的研究成果與方法,對人體結構特征和機能特征進行研究,為設計提供準確人體尺度數據。如人體感知特征、反應時間、各部分的尺寸、體重、重心以及人體生物學等人機學參數。

(2)為設計中“物”的功能合理性提供科學依據

設計中如何解決人與物相關的各種功能的最優化,創造出與人的生理和心理機能相協調的“物”,這將是當今設計中,在功能問題上的新課題。而人體工程學可提供操作簡便、省力而又準確的依據。

(3)為設計中考慮“環境因素”提供設計準則

人體工程學研究各種環境因素對人體的反應和適應能力,分析聲、光、熱、電、振動、塵埃和有毒氣體等環境因素對人影響程度,確定了人在生產和生活活動中所處的各種環境的舒適范圍和安全限度,從保證人體的健康、安全、合適和高效出發,為設計提供了設計方法和設計準則。

(4)為設計中提高工作效率作出理論指導

人體工程學的研究成果是將人―機―環境三要素作為一個系統來指導具體設計,這就為設計中提高工作效率提出理論依據。

1.2 設計與人體工程學

作為一門新興的邊緣學科,人體工程學發展至今也不過四五十年的歷史,其基本指導思想與工作內容與設計有很多的相關性。如:人機工程學的基本理論“設計要適合人的生理、心理需求”與設計的基本觀念“創造物,應同時滿足人們的物質與文化需求”具有一定的一致性。二者的相同點,即同樣都是研究人與物之間的協調關系;反之,由于設計在歷史發展中更多的融入美的探求等文化因素,包括視覺傳達設計、飾品設計等,而人機工程學則在勞動與管理科學中有廣泛應用,這是二者的區別。

設計邁入當代之際特別強調“設計的人本主義”,其意義在于提倡設計的人性回歸,而人體工程學更加重視“以人為本”,講求一切為人服務,強調人類的衣、食、住、行,從人的自身出發,在以人為主體的前提下考慮其他因素。誠如日本千葉大學小原教授所言:“人體工程學是探知人體的工作能力及其極限,從而使人們所從事的工作趨向適應人體解剖學、生理學、心理學等學科的各種特征?!比梭w工程學已廣泛應用于當代設計,通過對人體計測、人體力學與運動測量、人的視覺與顯示系統設計、人的行為與操縱系統設計等人體諸因素的研究,在設計領域,如:工業設計、環境設計、視覺傳達設計、系統工程設計、交通工程設計等的應用已日臻成熟。

2 人機工程學教學模式探索

2.1 基礎課程教學實踐性特點

基礎課程教學――人機工程學是專業設計基礎教學的必修課之一,針對其社會性、實用性及與人的需求相互依存的特性,在教學的主要目的、教學方式、教學手段等方面著重強化學生設計的創造性思維、操作技能和實踐能力的培養;作為尋求理論知識與具體的設計課題相互轉換、虛擬與現實共生的教學方式,要求課堂教學與社會實踐緊密結合、傳統工藝與現代化表現手段的統一。在對人―物―環境感知、認知、理解、分析、重構的基礎上,緊緊圍繞專業設計的培養目標、特點及教學目的,注重借鑒、消化、融合國內外有關人機工程學教學的方法與經驗,更重視與中國設計教學結合,為設計提供設計的依據,同時,所創造的“物”,能夠使人―物―環境三者之間相互協調,其特點是由基礎教學通向專業設計的橋梁。

總之,人機工程學以基礎課程教學的實踐性為主線,更強調課程設置的針對性。

(1)教學內容與形式結合

在人機工程學教學中,注重理論教學與動手能力的互動性,在傳統工藝的基礎上強化計算機輔助設計在教學中的作用,通過二者的教學整合,從而掌控著當代設計的脈搏。

(2)思維方式的培養

人機工程學以抽象思維為主線,具體的形象思維作為輔助方法;以理論知識為指導,強化工藝技能的培養。在教學過程中,貫徹“在學中做,在做中學”的理念。通過實踐,培養學生視覺反應力,增強視覺接受信息的能力,即感悟能力;開發想象能動性及對未知領域自覺探索,即創新能力;培養分析能力、思維能力、鍛煉對事物的把握能力、努力使基礎課教學適應專業課的需要。

(3)基礎課程教學實踐性

一種理論只有用于實踐才有其存在的價值和意義;如果不能指導實踐,那便是毫無意義的空話。人機工程學的實踐性,依專業教學特點,強調基礎教學理論的實踐性,著眼于培養綜合素質、技術全面設計人才。在“初步實踐―理論與實踐并行―系統實踐”的模式中,通過人機工程學實驗性特征,以實際課題或模擬課題的形式,采用講、做(操作)結合,在做(操作)中,強化對理論知識的理解、實現理論知識和實踐教學的交替滲透。

2.2 人機工程學教學模式

(1)任務引領式課程模式

即按照課題任務的相關性原則進行課程設置,它不同于以學科界限進行課程設置體系,是通過以課題任務為中心引領知識、技能和態度,讓學生在完成課題任務的過程中,學習相關理論知識,融“教、學、做”為一體,借生產性實訓、實習等教學改革措施,培養學生的實踐能力、創新能力及理論與具體課題相結合的人才培養模式。

(2)人機工程學任務引領式課程模式的形式與特點

在整個藝術設計教學體系中,理所當然地將整個體系劃分為基礎課、專業基礎課、專業課三大類。教條式的劃分使三者嚴重脫節,成為設計教與學最突出的滯后點。任務引領式課程模式是以某一具體的設計任務及設計課題貫穿基礎、理論及技能三者之間的系統框架,加大三者之間課程結構的轉換,形成以服務于社會需求、突出設計的實用性、強調發揮學生主動探索精神的新型“媒介”式課程模式。如:設計的思維訓練、命題設計的程序與方法、人機工程學與實踐教學等。

3 結 論

設計學科隨著時代的發展,而不斷改變著其存在的形態。我們在探討人機工程學教學模式的同時,必須明白人機工程學邊緣學科這一本質,在人類科學與文化不斷進步、創新的時代,對于作為藝術與科學、物質與精神、人―物―環境三者和諧之紐帶的設計基礎學科“人機工程學”,變是永遠不變的原則,只有如此,才能最大限度地滿足人類社會的需要。

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