工業產品設計中人機工程學的運用

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工業產品設計中人機工程學的運用

【摘要】現代型人體工程學主要是通過人機系統、環境系統整齊劃一進行研究,使其與人工操作設計產品時達到契合。人機及環境系統相互協調時,其綜合實力是最強的。

【關鍵詞】工業產品設計;人機工程學;應用

0引言

隨著時代的變遷,技術水平日益提高,人們的生活質量也快速提升,形態單一、功能單一的產品已不能滿足大眾的需求,大眾更多希望產品在保證質量的前提下,還具有舒適性、高效性,且能滿足精神層面的需求。因此,要從人機工程學提煉精華內容應用到工業的相關產品設計中,力求優化產品之間的聯系,做到人機、環境統一,取得效益最大化。人機系統是指為達到特定的目的,由相互作用、相互依賴的人和機器兩個子系統構成一個完整系統。人機工程學即人體功效學,歷經50年來的不斷演化推進,大致從注重經驗型到科學型再到現代型,在特定的工業設計中起到鋪墊作用。不論是內容特點還是方式方法都在不停地隨時代變化而變化,進一步完善達到極致。

1產品設計理念

1.1虛擬化設計

虛擬化設計不僅是指計算機在現實虛擬化環境中實現完成,還要嚴格控制物理空間和時間空間,在對工業產品進行設計時關于產品驅動的相關問題,可通過計算機的人機模型進行模擬,對產品的加工分配及后期評價進行虛擬化,以避免陷入設計盲點,節約產品開發和制造成本。在現實虛擬化設計中可以通過數據手套、數據耳機等多類設備模仿體驗人的真實感受,推動產品設計進一步深入。產品的開發和設計不僅增強了科學性、原則性,還降低了盲目性,最終實現用戶體驗最大化的目的。

1.2綠色設計

綠色設計是符合人類最根本利益的設計觀念,符合可持續發展理念,不僅滿足人類的基本需求,更注重生態環境問題,工業產品整個生命周期應格外加強其環境屬性的考量,將其設為設計目標。在符合環境屬性的條件下,保證產品的基礎功能、壽命狀況及經濟效益。例如,最早的刀削滾齒機無需加入切削液,滾齒機通過使用油霧分離器解決車間環境的相關問題,無法保證避免過期切削液對環境的負面影響,而現流行的干式切削機達到綠色環保需求,其研制與開發得到廣泛應用[1]。

2工業產品設計中人機工學的應用

2.1工業型產品的設計應用

工業型產品的設計不單包括功能、性能方面的研究,還涵蓋了造型設計。對于工業產品的樣式,各個部件的位置、尺寸大小、色調裝飾和材質質量等都會在用戶那里得到不同的反饋,可能是愉悅感,也可能是壓抑感,潛移默化地影響著產品的性能評價和使用體驗。工業產品的樣式,部件尺寸大小及位置擺放要最大程度符合自身性能及操作狀況。起重機類型頗多,橋式起重機的優勢在于其形狀似橋,橋架鋪設在兩側高架上的軌道豎向運行,可以充分利用橋架下面的空間吊運物料,不受地面設備的限制,使用范圍廣,不僅其機體本身給人們帶來極好的視覺體驗,為日后的工作開展帶來安全感[2]。

2.2色彩設計中的應用

人們對色彩可以作出最直接的生理反應,首先通過大腦想象,當人坐在電視機前,電視機機體若是鮮艷色彩,那么對人的視覺可以產生很大的沖擊感,心里產生不穩定因素,所以色彩的運用極其重要,要根據產品的性能特征來選擇其色調展示。幼兒園的操場設計會選擇色彩斑斕的色塊裝飾,引起兒童大腦興奮,情緒高漲,回到教室中面對暗色的桌椅和墻壁會使其安靜下來,保持平穩心態。同理,工業機床為便于操作,禁止出現過多的發光件,以使操作者以嚴謹的思維對待工作,提高視覺分辨能力,在工作時長內不產生怠倦感,從而保證產品加工的精確度、速度以及安全度。機床要盡量選擇灰色系,飽和度低的顏色,但對于室外的大型設備而言,就需要大面積艷麗的色彩,使人產生警惕意識,注意安全[3]。

2.3信息裝置設計應用

人們可以通過視覺、聽覺、觸覺與產品進行信息傳播,其中視覺傳遞尤其重要。所謂的人機系統在憑借視覺觀察傳播信息時,有屏幕顯示、儀表顯示等,在聽覺方面有報警器、蜂鳴器等。對產品的操作過程就是實操者對產品進行有效傳播和加工的過程,由此可知,信息傳播與加工的速度、質量,對工作效率產生直接影響,以便以后對信息顯示裝置的信息提取更準確。人體視線范圍,視覺機能作為標準進行設計規劃,大型三維LED視覺顯示裝置器尺寸大小、垂直點距、發光角度都以此作為參考,從人體的視覺特點方面來看,人體對水平方向的視覺反應速度要更先于垂直方向,才不會產生視覺疲勞。所以,無論是電壓表還是電流表,都必須認讀快,精確度高,而與此相比,一些氣壓計、溫度計等認讀速度慢和精確度低。按照用戶的生活習慣,對從左至右,從下至上都歸為增加的方向,比如常見音量鈕,從左至右撥動按鈕音量便會增大,設計產品時必然遵循這一習慣,但并不是適用于任何情況。比如冰箱內的溫度按鈕,其顯示不代表溫度的數值,而是在某個數字區域內對應溫度的高低程度,有些用戶無法區分數字的表示含義,不少廠家已經推出全新型液晶電腦板,通過設定溫度便可直接顯示出來,無需打開冰箱門便可看見各個參數,一目了然,使用戶更加便捷操作[4]。

2.4操縱裝置設計應用

實操者通過接收輸出的信號轉化成工業產品的輸入信號,對于一些手動裝置和腳動裝置,其裝置的實施必須靠人施加相應的力度才能完成,所以這時候研究人機工程學格外重要,操縱裝置的規模大小、位置狀態等都要與人體生理結構相適應,操縱裝置的空間范圍必須設計合理才能提高工作效率。用腳動裝置來說明,如汽車離合器,需要對腳動作業范圍和用力大小來設計離合器的規格。踏板有勁力和微力的區別,汽車中的踏板是勁力的,應安置在小腿外側傾斜,運動方向與水平方向調好角度,位置高度設計恰當,位置太高,用力不準確,位置太低,活動量低,動能性能差。對于手動操作產品,根據手指尺寸和手掌尺寸來設計,方便其流暢操作,按鍵聲音大小設計從低到高,且按鍵間保持一定距離,避免出現指示錯誤。

2.5環境設計應用

人機操作人員即人所控制的一切對象,環境是指人在特定工作條件中,如空間、溫度、噪聲、振動等。人機工程學涵蓋了物理環境和化學環境對人體的生理影響,系統最優組合,高效經濟,創造優良生產環境,保障個人機體的安全性和高效性,實現工業產品經濟效益最大化。生活中,廚房作業最困難的是油煙大、污染大和操作不方便,吸油煙機的誕生成功解決了眾多家庭主婦頭疼的問題,廠家在生產產品時利用不沾油的葉輪,保持內部清潔,外層的金屬板涂抹了耐油防腐蝕材料,且整體構造簡單,清洗便捷。

3結語

人機工程學的發展促進了工業產品設計日益高級化,使得大眾的生活變得明媚、舒適且充滿生機。設計者若是能夠對人機工程學原理了然于胸,便會為工業產品的多樣化帶來無限可能,也為工業經濟帶來希望。

參考文獻

[1]李甜暢.工業產品設計中人機工程學的應用研究[J].科技風,2018(31):220.

[2]喬杉.產品造型設計中的人機工程學應用要點解析[J].中國設備工程,2018(6):142-143.

[3]毛斌,孫蕊蕊.人機工程學在工業設計中的應用———以汽座椅的坐姿功效為例[J].工業設計,2017(10):92-93.

[4]黃坤.人機工程學在動漫衍生產品設計中的應用研究[J].赤峰學院學報(自然科學版),2017,33(7):34-35.

作者:唐亞軍 宋敏 單位:荊楚理工學院

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