人體工程學的運用范文

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人體工程學的運用

篇1

關鍵詞:室內設計;教學;人體工程

一、人體工程學及室內設計的綜述

(一)人體工程學綜述

隨著社會經濟的飛速增長,如何滿足人們的需求變得尤為重要。人體工程學作為一門較為先進的學科,對人、物和環境之間的關系進行綜合的考慮和評估,從而實現三者的有機結合,在工程學的發展中具有至關重要的意義。隨著人們對設計要求日益提高,人體工程學在室內設計中始終將人作為研究的主要對象,不但要加強室內的視覺效果,還應注意對物理環境以及人們的心理環境進行研究和設計。

(二)室內設計綜述

室內設計主要是根據建筑物的使用性能不同,按照相應的設計標準,考慮到建筑所處的環境和功能,利用建筑美學的有關原理和一些技術手段,設計出功能合理、優美舒適的生活環境,以此來滿足人們日益增長的物質生活和精神生活需求。室內設計的空間環境不僅要滿足建筑使用要求,還應該體現出建筑的使用價值,在此基礎上盡量設計出具有一定的建筑風格、歷史文化以及具有特色的環境氛圍的室內設計方案。人體工程學在室內設計中的應用主要表現在精神功能以及室內設計的實用功能兩個方面。人們的心理環境的變化會受到室內環境的影響,好的室內設計方案在一定程度上有利于提高人們的心理健康程度。另一方面,室內設計最根本的目的就是為了滿足人們的使用要求,所以在設計時必須控制好建筑的實用性。

二、室內設計教學中人體工程學的運用

人體工程學在室內設計教學中的應用就是始終堅持以人為本的思想理念。

(一)室內設計教學中生理計測的運用

人體在活動的過程中,其生理變化的狀況是不同的,采用生理計測的方式能夠科學、客觀的測量出人體在活動時的負荷情況及能量的消耗狀況。通常的計測方式有能量代謝率法和肌電圖法。因為人體在消耗能量的過程中會產生一定的耗氧量,活動時的耗氧量和平時的相比,強度狀態會發生一定的變化,通過能量代謝率公式進行計算就能計算出人體在不同情況下的代謝率。肌電圖法是利用活動過程中電流圖和肌肉伸縮的情況來確定人體的負荷和活動強度的。在教學中,我們應該根據不同的生理計測的結果,使學生提高室內設計中對人體活動情況的注意力,盡可能保證設計的合理性。

(二)人體工程學的基礎數據在室內設計教學中的運用

人體工程學中的基礎數據有三個方面:人體尺度、人體構造、人體的動作域。這些方面在室內設計教學中都會被運用。其中,人體工程學研究的基本數據之一就是人體尺度,加強室內設計教學中對人體尺度的研究對保證設計方案的實用性具有深刻的意義。其次人體構造是和人的運動系統聯系最緊密的部分,如人體的肌肉、關節和骨骼,分別通過神經系統的分配,使人體各部分順利的完成運動。骨骼是人體的支柱,通過四肢骨、軀干骨以及顱骨這三個部分進行運動,再通過骨關節的連接加強活動,最后由神經系統向骨骼肌傳遞信號,形成肌肉的舒張或收縮,從而協調人體的工作。人體活動的區間以及生活的空間范圍就是人體的動作域。人體的動作域的大小和人體的活動情況息息相關,所以,準確的動作域的分析對確定室內空間的尺寸十分重要。在室內設計的過程中,我們應該盡可能的采用多種計測方式測定出人體的動作域,為人體工程學的研究提供基礎的數據。

(三)室內設計教學中心理計測的運用

心理計測的方式主要有尺度法和精神物理學法等。尺度法主要是在心理學中按照一定的順序進行劃分。精神物理學測量的方式就是采用物理的方式測量出最小的人體神經刺激量,以保證在設計中加以注意。在室內設計教學中,應該盡可能讓學生進行實踐、合作,組織相應的團隊,將學生作為教學的中心,通過自評、組評、互評以及團體評的方式進行教學,最大限度的激發學生的潛力,提高學生的積極性,從而獲得良好的教學效果。

三、結語

在室內設計的教學中,如何應用人體工程學的概念對提高室內設計的水平至關重要,因此,在教導學生的過程中,教師應盡量提高學生學習的主動性和創造性,充分利用人體工程學的相關理念教導學生進行室內設計。

參考文獻:

[1]曹會波.小議模型制作在室內設計教學中的作用[J].美與時代(中),2011,(06):52-53.

[2]林海.變與不變——基于教學論的室內設計教學工作室制的思考[J].藝術教育,2011,(09):66-67.

篇2

關鍵詞:人體工程學;室內設計;室內環境

現代社會對于“裝修”一詞大家并不陌生,一般而言就是進行室內設計與改造。主要指根據個人的審美要求,通過室內環境的裝飾與調整,使之形成舒適、衛生、自然、安全的空間環境,并且在精神層面賦予鮮明的含義。隨著時代的進步,人們生活水平進一步提高,室內設計面臨的要求(美觀、健康、環保、舒適等)越來越高,而且室內設計已經擴展延伸至生活的方方面面:住宅、店面、辦公、旅館、醫院、學校、圖書館等等,與人們息息相關??萍妓降奶岣?,天馬行空,人們的想象無止境,因而人體工程學也應運而生,并且在室內設計中所占比重越來越大,因此也越來越引起人們的關注,本文將為你揭開人體工程學的面紗,具體的看以下的介紹:

1 人體工程學的含義與發展

(1)〖JP3〗人體工程學的含義。人體工程學(Human Engineering),〖JP2〗又叫人機工學、人類工程學,或工效學(Ergonomics),主要是對環境中的人體活動、心理、生理等進行綜合性研究的學科。工效學(Ergonomis)源于希臘文“Ergo”,是指 “工作、勞動”,“nomos”就是“規律、效果”,更可以理解為人體工程學是探究人們的工作效果、勞動效能的規律性。[1]

(2)人體工程學的發展。人體工程學是起源于歐美,在1857年被波蘭的雅斯特萊鮑夫斯基教授提出的。此概念象征著健康、安全、舒適和高效能。起初在工業社會,為了探求人與機械設備之間協調關系而大量使用與機械設備上,直到二戰在軍事上廣泛使用,在坦克、飛機的內艙中,運用人體工程學原理和方法為了有效戰斗和操作,并且使人在小空間(人―機―環境)中盡量達到協調,減少人員疲勞,大大提高命中率和安全等問題。[2]二戰結束后,人體工程學迅速滲透各個領域(空間技術、建筑設計、工業生產、日常生活用品)等,成為當代室內設計的參考基礎之一。隨著時代的發展,1960年創建了國際人體工程學協會,使得人體工程學在空間技術、建筑、工業生產及室內設計等領域得到有效運用。一直到當今社會,信息化自動化的發展,室內設計開始更加重視“以人為本”的融合理念,其中日本千葉大學小原教授認為:人體工程學可以探知人體的工作能力及其極限,進而使得人們所從事的工作能夠適用生理學、心理學以及人體解剖學的各種特征。人體工程學是以人為主體,將先進的人體計測、心理學計測、生理學測量等手段,使得“人――物――環境”緊密地聯系在一個系統中,讓人們能更主動地、高效能地支配生活環境。并且人體工程學所涉及的學科也較為廣泛,如人類學、心理學、生理學、工程技術學、醫學等諸多學科,各學科互相作用能更好適應時展的需求,提高生活質量。

2 人體工程學在室內設計中的重要應用

跟隨時代的步伐,人體工程學在美國、英國、德國及日本等已經成為一個比較成熟的學科,強調人與自然的協調統一的呼聲越來越高,人們在面對緊張快節奏的壓力下,想通過室內設計得到調節情緒、安全舒適的空間環境,人體工程學在室內設計中的應用也尤為突出。

(1)確定了人以及人際關系所需要的室內活動的空間大小的依據。運用人體工程學知識,將人的尺度、姿勢、動作、心理、人際交往等進行相關計測,來確定空間范圍的大小。[3]具體分析:一般而言人所需空間既包括單人自身和心理空間,也包括兩人以上平行、相對等互為交叉空間;姿勢和動作不同,設計座椅或者工作臺高度也就不同;此外某些國外工作環境設計注重人際交往和團隊合作在空間隔斷設施布置上都有多層含義的探索。

(2)確定了設施的形體、尺度、家具合理設計提供依據。家具是人們最為常見的設施,主要是實用,人體工程學確定了家具設計基準點(座位、立位),涉及生活各方面座椅、柜臺、書桌及床等,運用人體工程學為指導,使得人體尺寸與家具設計相協調,才能達到安全舒適,舒緩疲勞等功效。

(3)提供適應人體的室內物理環境最佳參數。室內熱環境(高溫低溫)、光照環境(照明參數)、重力環境(壓力和溫度)、輻射環境、聲音環境(聽得更清楚和噪音)等是室內物理環境的主要參數,通過這幾方面的參數測量,來確定人體最為舒適的設計環境。

(4)視覺四要素的計測為室內色彩環境設計提供依據。視力、視野、色覺、光覺就是人的視覺四要素,色彩的沖擊力和最佳的視野區域都可以通過人體工程學的計測數據來進行最佳的室內設計,滿足人們的生活需求。

3 結語

在千變萬化的現代社會,每天人們都在步履匆匆地為生活和工作而奔忙,身心疲憊不堪。更加之互聯網的普及,人們的生活、生存的空間更加縮小,人們面對殘酷的現實更渴求一種有人情味、安撫情緒的舒適環境。室內設計的作用不僅僅在于普通的坐、臥、睡,日常生活中的娛樂、購物、消遣、吃喝等可以通過環境一覽無余。人體工程學為重心的室內設計對人們生活有潛移默化的作用,能呈現出人們的喜、怒、哀、樂等截然不同的內心感受。房屋不單單是住所,更是居住者情感思想的強烈體現。通過人體工程學進行的室內設計,可以使沉重的心靈得以減壓和釋放,在輕松舒適的環境下心緒得以平靜,更突出了人、機、環境相互協調統一,更能積極地為人們創造更安全合理的室內空間。

參考文獻:

[1] 王麗萍.淺談人體工程學在室內空間設計中的應用[J].美術教育研究,2013(11):9191.

篇3

關鍵詞:人體工程學;設計;教學改革

人體工程學是設計專業重要的學習內容,也是專業基礎必修課之一。它主要服務于實用藝術,為提高事物的使用功效和舒適度提供科學依據和保障。在現代生活中,隨著科技成分在社會生活中所占比重的增大,人體工程學已成為實用藝術不可缺少的組成部分。這門課程教學的成效也直接關系到后續的設計類專業課程教學是否能順利展開,對相應的設計理論課也起到示范作用。如何使藝術設計專業的學生正確理解人體工程學的內涵,并將該課程的知識更好地應用于實際的設計項目當中,是一個值得所有專業教師共同探討的重要課題。

一、教學中存在的問題分析

1.教學模式陳舊,缺乏針對性。人體工程學對于設計類的學生來說是一門非常頭疼的課。部分院校的藝術設計由于辦學時間不長、師資力量不足等原因,在人體工程學教學時還是采取傳統的“課堂理論知識灌輸+課終閉卷考試”的模式進行教學。學生普遍有厭學心理,雖然靠在考前死記硬背都能基本過關,但考過之后很快就忘記。

2.學生在校期間的學習和社會實際脫節,難以使學生從現實層面了解課程內容。人體工程學是實踐性很強的專業,但在學校期間的學習往往和社會實際脫節,難以使學生從現實層面了解課程內容。

3.教學手段和方法缺乏啟發性。目前的教學比較趨于傳統的教學模式。理論課程主要以教師授課為主,教授人體生理學、人體心理學的基礎知識等。課程中安排的實踐教學主要是對簡單的家具進行測繪,然后在計算機上進行仿真。這種授課方式沒有跳出傳統模式固有的框架,在教學過程中缺乏啟發性,難以激發學生的創造潛能。

二、教學方法探討

1.多元化的教學方法。(1)重視設計實踐教學。在信息多元化的社會中,學生自主學習的渠道越來越多樣化,教師要根據時代的變化不斷更新自己的教育理念。目前的教育方法主要還是以教師單方面授課、學生個人動手實踐的模式居多。根據現實需要,教師也可挑選網上設計招標項目,如家具、展廳或環境小品的設計等,讓學生自組團隊,設計投標,當然教師也可虛擬課題進行。在這種實戰或模擬的互動教學中,學生會更加投入,互相協作并且了解哪方面欠缺,為以后自學指明了方向,有利于完善他們的知識結構。(2)合理運用多媒體。在課件的設計上采用多媒體課件形式,將繁雜枯燥的理論知識化為淺顯易懂的圖表,靈活運用多種直觀形式如文字、圖形、聲音、視頻等,將傳統教學中的各種信息表現出來,在較短時間里,讓學生的各種感官并用,利用多種信息渠道,提高對信息的吸收率,加深對知識的理解,從而達到優化教學的目的。(3)結合案例進行講授。為了使學生在具體的設計中能更好地運用人體工程學原理,更好地理解其使用范圍和應用方法,在教學中就應注重運用豐富、典型的案例進行闡釋,通過對具體案例的評析、講解和討論,使學生更好地理解人體工程學和本專業的關系,學會進行相關知識和方法進行設計。例如:在“人體測量與數據應用”這一章中,為了更好地理解各個人體測量數據的應用范圍及應用場景,除了選擇書中介紹的案例外,還參考了大量和藝術設計相關的案例,特別是大量的人體測量數據與環境設計和室內設計的關系,像室內展廳設計中的空間設計、展具設計等,就會涉及到身高、立姿雙手上舉高、眼高的相關尺寸等。

2.靈活進行課程設計。雖然人體工程學是理論課程,但是它的作業最好要求學生以簡單的設計形式來完成,或者開設相應的課程設計進行輔助教學。(1)調研報告。調研報告可以很好地引導學生對所學理論知識的重新理解,本課程設計了一次調研報告:“用人體工程學眼光去審視我們的校園環境”,要求學生認真觀察思考,從室外環境景觀――寢室、教室、繪圖室、閱覽室等――坐具、寢具、文具等三個角度,去發現現實生活和校園環境當中不合理的人體工程學問題。此次作業可隨著課程章節內容的展開逐步進行調研及資料的搜集,重點在發現問題,深入分析問題和提出完善的解決方案。(2)小課題的設計。本課程安排了一次小課題設計“工作椅設計”,根據人體尺寸依據及椅子設計原則,分析目前學生用椅的缺點,設計一種適合學生用的椅子。作業提交內容包括效果圖、必要的結構圖、基本外觀尺寸圖及設計說明。(3)大課題的設計。大課題設計既是實踐性教學的重要環節之一,又是教學的核心內容。以小型空間設計作為設計題目,如居室設計、書房設計、小酒吧設計、小辦公環境設計或專賣店設計等,制定完整的任務書,要求根據空間功能恰當地分割空間、布置和營造空間,尺寸處理要滿足人的心理和行為需求,其中的家具及用具設計要以人的舒適使用為宜,并將設計意圖以效果圖的形式體現出來。

篇4

[關鍵詞]室內設計;人體工程學;關系

近年來,逐漸興起了一種新興綜合科學,即人體工程學。過去人們認為環境就是環境,物就是物,人就是人,總是要求人去適應環境和物,且在探討問題時經常將上述三者分開,獨立對待。人們思想的不斷進步,對于室內環境的要求逐漸轉變為人與物之間的關系,倡導以人為本的設計理念,所有在實施前期設計的時候,除了關注傳統的視覺效果以外,還要結合業主的需求,和外界環境來綜合考慮。

1人體工程學相關概述

當今社會在發展,人體工程學的興起可以追溯到工業時期,當時人類開始大量生產和使用機械設備,為高效的使用這些設備,人類開始探索人與機械之間的相互關系。人體工程學在當今社會又被叫做人類工程學,隨著人們的個人主義不斷增強,“以人為本”的觀念也漸漸深入人心,人體工程學開始運用到人們的日常生活中來,使得人可以置身于更加安逸舒適的環境中,更加適合人的發展。日常生活中可以身心愉悅,在工作中可以提升工作效果,對人體健康也特別有利。

2人體工程學與室內設計的關系分析

2.1人體工程學促進室內設計質量的提升

在人們將人體構造帶入到室內設計后,設計方面也得到了很大的進步與發展。最初,設計是靠人們的想象進行的,設計師根據自己對設計的理解和內心的想象進行設計工作。當引進人體工程學之后,室內設計將其列入到更加科學和理性的層面,有了切實有效的衡定數據,從此極大改變了室內使用和生活環境,為人類生活品質的提升奠定了基礎。人類工程學對于室內策劃的重要貢獻在于,其將老式的室內策劃中的知性元素給予了擴大化,至使室內策劃有依據可遵、有數據可依照。人類工程學的擴大利用給全體室內策劃事業有了極大的跨越。它為室內策劃未來的理性化,到達科學和藝術的圓滿結合。人體工程學最初并不是為了室內設計而興起的,與之并沒有太大關聯,但后期在室內設計中的廣泛應用對整個室內設計和人類文明的進步有著深遠意義。

2.2人體工程學對室內設計觀念的影響

人類工程學對室內策劃的高深用義還體現在它對室內策劃理念的影響。室內策劃的理念伴隨人類工程學導入對室內策劃的工作產生了深遠的影響。一是人體項目學將科學的理論帶入到室內規劃的概念中來。在早期的室內規劃中,設計師的設計思路不夠嚴謹,大多隨心所欲,隨意性較強。人體工程學的引入帶來了室內設計的顛覆,它將科學、嚴謹的觀念滲透到審計師的靈魂之中,使得設計師在設計時考慮人的適用性成為本能,也是現實要求。二是在設計房屋的內部環境中樹立整體概念。保守的室內設計師所在意的只有其現在掌握的設計產品是不是達到優秀,而忽略了從房屋的整體角度去想產品是不是適用。新的設計理念的引入則成功轉變了這種設計上的缺陷,使得室內設計風格各元素之間的互動性增強,提升了整體效果。

3人體工程學在室內設計中的應用

3.1在家居空間設計中的應用

營造一個品位高雅、格調不俗的家居氛圍,不是簡單的把自己喜歡的沙發、茶幾、電視柜、餐桌椅擺進家里,而是要從科學與藝術的角度,在空間的規劃、色彩、光線、個性等方面巧妙構思,如此才能使居住者進入家的環境時,得到身心的放松和滿足?,F在提倡的“人性化”家居、“健康家居”等都屬于人體工程學設計。

3.2在室內家具設計中的應用

室內設計合理,符合空間的用途和性質,也能產生環境美感。作為室內的主體物————家具,要符合人體工程學的原理。它是為人所使用,服務于人的,使用起來應該非常得體、適當,可以起到愉悅人的精神的作用。因此,家具設計包括它的尺度、形式及其布置方式,必須符合人體尺度及人體各部分的活動規律,以便達到安全、舒適、方便的目的。人和家具、家具和家具之間的關系是相對的,并應以人的基本尺度(站、坐、臥不同狀況)為準則來衡量這種關系,確定其科學性和準確性,并決定相關的家具尺寸。以家居臥室的布置為例,臥室的寬度不能過小,目前家居臥室的布置方法都將床置于臥室中間,床的頂端靠墻,床腳正對電視柜,左右兩邊都要留有過道,這樣,既留下了床頭柜和大衣櫥的空間,還在床的兩側留下了過道,使用起來很方便。

4結語

人體工程學的特點就是在認真研究人,機,環境三個要素本身特性的基礎上,不單純著眼于個別要素的優良與否,而是將使用“物”的人和設計的“物”以及人與“物”所共處的環境作為一個系統來研究,在人體工程學中將這個系統稱為“人―機―環境”系統,這個系統中,人,機,環境三個要素之間相互作用,相互依存的關系決定著系統總體的性能,人體工程學是科學地利用三個要素間的有機聯系,來尋求系統的最佳參數。

參考文獻:

[1]劉舒.淺析室內設計與人體工程學的關系[J].魅力中國,2013,(32):299.

[2]任增凱.對人體工程學與當代室內設計的關系分析[J].中國培訓,2016,(10):137.

[3]肖晨凱,朱曉娟.淺談人體工程學在室內設計中的應用[J].改革與開放,2013,(02):133-134.

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論文摘要:很多人通過多年來的積累,擁有了自己的住宅,所以在室內設計中,不僅僅要美觀大方,舒適感和便捷感也得到了人們的重視。人體工程學在室內設計中的應用,就是解決人們在居住空間中健康、高效、愉快工作和生活的需求,也是現代室內設計追求的標準。

一、概述人體工程學

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。

二、概述室內設計

室內設計是指為滿足一定的建造目的(包括人們對它的使用功能的要求、對它的視覺感受的要求)而進行的準備工作,對現有的建筑物內部空間進行深加工的增值準備工作。目的是為了讓具體的物質材料在技術、經濟等方面,在可行性的有限條件下形成能夠成為合格產品的準備工作。需要工程技術上的知識,也需要藝術上的理論和技能。室內設計是從建筑設計中的裝飾部分演變出來的。他是對建筑物內部環境的再創造。室內設計可以分為公共建筑空間和居家兩大類別。當我們提到室內設計時,會提到的還有動線、空間、色彩、照明、功能等等相關的重要術語。室內設計泛指能夠實際在室內建立的任何相關物件:包括:墻、窗戶、窗簾、門、表面處理、材質、燈光、空調、水電、環境控制系統、視聽設備、家具與裝飾品的規劃。

三、人體工程學為室內設計奠定了基礎

人體工程學聯系到室內設計,其含義為:以人為主體,運用人體計測、生理、心理計測等手段和方法,研究人體結構功能、心理、力學等方面與室內環境之間的合理協調關系,以適合人的身心活動要求,取得最佳的使用效能,其目標應是安全、健康、高效能和舒適。人體工程學與有關學科以及人體工程學中人、室內環境和設施的相互關系。由于人體工程學是一門新興的學科,人體工程學在室內環境設計中應用的深度和廣度,有待于進一步認真開發,目前已有開展的應用方面如下:(1)為人際交往空間的確立奠定了基礎。根據人體工程學中的有關計測數據,從人的尺度、動作域、心理空間以及人際交往的空間等,以確定空間范圍。(2)為家具、設施的形體、尺度及其使用范圍奠定了基礎。家具設施為人所使用,因此它們的形體、尺度必須以人體尺度為主要依據;同時,人們為了使用這些家具和設施,其周圍必須留有活動和使用的最小余地,這些要求都由人體工程科學地予以解決。室內空間越小,停留時間越長,對這方面內容測試的要求也越高,例如車廂、船艙、機艙等交通工具內部空間的設計。(3)為室內設計的視覺環境奠定了基礎。人眼的視力、視野、光覺、色覺是視覺的要素,人體工程學通過計測得到的數據,對室內光照設計、室內色彩設計、視覺最佳區域等提供了科學的依據。

四、人體工程學為室內設計要素提供了依據

(1)合理的空間布局。根據人體工程學提供的數據一句,空間的合理分布給人們以美的感受是設計基本的任務。(2)合理的運用色彩。室內色彩除對視覺環境產生影響外,還直接影響人們的情緒、心理。科學的用色有利于工作,有助于健康。(3)合理的采光。人類喜愛大自然的美景,常常把陽光直接引入室內,以消除室內的黑暗感和封閉感,特別是頂光和柔和的散射光,使室內空間更為親切自然。光影的變換,使室內更加豐富多彩,給人以多種感受。(4)合理的裝飾。室內設計根據結構和人的心理需求,結合功能需要加以裝飾,可共同構成完美的室內環境。充分利用不同裝飾材料的質地特征,可以獲得千變完化和不同風格的室內藝術效果,同時還能體現地區的歷史文化特征。(5)合理的陳設。室內家具、地毯、窗簾等,均為生活必需品,在符合審美的條件下,結合人體工程學的要求,更能體現其特點和個性。(6)合理的綠化。室內設計中綠化以成為改善室內環境的重要手段。室內移花栽木,利用綠化和小品以溝通室內外環境、擴大室內空間感及美化空間均起著積極作用。

參考文獻

[1]劉峰,朱寧嘉.人體工程學設計與應用[M].遼寧美術出版社,2007

[2]劉昱初,程證渭.人體工程學與室內設計[M].中國電力出版社

[3]張月.人體工程學[M].中國建筑工業出版社

[4]劉盛璜.人體工程學與室內設計[M].中國建筑工業出版社

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一、 將礦山特色引入課堂

在課堂教學上,安全人機工程學這門課程課時量較少,要利用好每一堂課的時間來將考試和實踐應用的內容教授給學生。在授課內容上大體分為六個方面。一是在課堂上的理論知識,教師應該在實地考察前先將安全人機工程學的基本概念,研究目的和研究內容等基本理論傳授給學生,帶領學生探究人機結合面和人機系統等多個專業術語的含義。二是在人體參數的研究上,安全人機工程學這門課程,人的安全是最重要的,研究人體形態尺寸和功能尺寸,人體的視覺特征和體型指數,人體的生物力學指數和生物學,運用準則來測量人體數據等。三是研究人機之間的功能分配和人機之間的功能匹配,在礦山工作中人的工作和機器的工作,還有人與機器之間的特性比較。在這些研究的基礎上探究人機系統的安全可靠性和研究提高人機系統可靠性的途徑。四是設計相關的人機安全系統,根據相關的礦井工作配置來設計人機安全系統,規劃井下井上顯示器和控制器的類型,確立人機安全系統的設計原則,設計方向。五是研究人的生理學和心理學,在礦井工作的時候人的心理需求和生理需求同樣影響在礦山工作的安全性,研究人體常見的疲勞種類和改善解決疲勞的方式。六是在實踐中滿足礦山安全人機工程學的設計要求,增加機器操作者的健康防護措施和消除對人體健康的影響,以及完善井下工作人員的防護裝置的設計原則等。在課堂講解中要將礦山的特色,將所從事行業特色融入課堂之中去,對相應的知識點以相關的實例進行講解。對于礦山的工作場地分析則是用煤礦井場地進行分析,因為煤礦井的作業環境與一般的地面廠房有很大的差異,相對于地面而講地下井昏暗潮濕,溫度高噪聲大,影響地下礦井的工作因素多,在教授課程項目時,應選取這種有代表性的工作環境進行講解。

二、 引入重視礦山特色的經典案例

安全人機工程學是一門以培養實踐人才為基準的應用型學科,在課堂教學中要多以實際案例來進行教學,通過經典案例的教學講解來啟發學生的思考方式,讓學生通過在解決案例的過程中不斷錘煉自己學到的知識點。讓案例教學法充分融入平時的課堂教學中去,培養學生們積極參加解決各種案例,將知識教授和能力培養結合起來,鍛煉出新時代社會需要的復合型應用人才。案例教學法的種類較多,安全人機工程課程可以使用自由討論式,主題探討式,小組解決式和教師案例講解式,每種都有不同的特點和培養側重。在案例的選取上要選取和知識點相復合,并且具有代表性的實際案例,例如在講解機器的可靠性選擇時,選取經典的四川肖家灣煤礦井爆炸案例,介紹并分析事故的原因,也可以讓學生們自主學習找出事故的發射原因,并在課堂中分組討論預防和解決同類事故的方式。在案例教學法的教學過程中教師要加以把控,既可以將其作為基礎知識的講解點也可以作為基礎知識的運用范疇,對于專業內重要的理論知識,教師可以先進行理論的講解,對重要知識點的設計原理和要求部分進行反復講解,在對一個完整人機安全系統進行分析評價,在運用當堂的知識來分析該系統中那些部分符合安全學設計,那些符合安全學設計,并分小組討論來改進相關人機安全系統方案。

三、 突出實踐的礦山特色教學方法

在安全人機工程學的教授中有很多的理論知識點,對于許多沒有實踐經驗的學生來說,單純的理論知識點有些陌生,僅僅依靠老師在課堂上的講解學習的效果不夠明顯,案例的教學也無法彌補沒有實際教學的弊端。在安全人機工程學中必須要進行充足的實踐教學,主要有實驗教學和課程設計。在實驗教學方面主要緊密圍繞課程所學內容,目標和教學對象,增設與礦山相關的實驗??梢栽趯嶒炇抑心M煤礦井下的實際工作環境,在實驗室所設置的環境中進行溫度濕度照明和濕度等的測定。在課程設計方面在內容上要與進行實踐的礦山特征要吻合,積極地引導學生在礦山企業中的生產系統中選取相關的課題來進行探究,如對實際煤礦井下溫度濕度,風速照明和噪聲瓦斯等作業環境要素進行測量判斷,讓學生分組進行測量分析,對礦山企業的作業環境進行分析和評價,找出其中的不足并提出改善和解決的辦法。

篇7

1.教學方法陳舊,缺乏創新點和突破點

人體工程學課程對于藝術設計專業的教學十分重要,當前多數高職院校均開設了這門專業基礎課。藝術設計的各個領域,包括室內設計、景觀設計、展示設計、家居設計、產品設計等,這些設計的基礎均是以人為本。人體工程學研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素,研究人、機器和環境的相互作用,研究在工作中、家庭生活中和休假時怎樣統一考慮工作效率、健康、安全和舒適等問題。因此,一些教師把這門課程作為一門理論課來講授是比較合理的。多數職業院校把這門課程安排在大學第一學期,但是大學一年級的學生初次接觸基礎課往往會比較茫然,不明白學習這門課有什么作用,而一些教師的授課方式往往是列舉很多人體尺寸和家具尺寸,學生只能生搬硬套、死記硬背。這種教學方式不但不能獲得好的教學效果,還會使學生產生厭學情緒,對其日后的專題設計課程學習不利。

2.教材內容更新慢,缺乏優秀的設計案例

人體工程學教材版本眾多,但是仔細閱讀就會發現部分教材的內容大致一樣,一成不變的身體尺寸數據是全書重點,對于這種僵化的內容和乏味的圖示,一些基礎差的學生接受起來有一定難度。而且,一些教材中的數據沒有與實際工作接軌。世界在發展,科技在進步,新時期的很多優秀的設計卻很少出現在教材里。學生對教材中的內容也只是熟悉一下而已,很難將理論與設計實踐相結合,這違背了高職教育培養實踐型人才的要求。

3.與實踐教學環節脫軌

高職院校應以培養應用型人才為根本任務,以適應社會發展需求為目標,以培養技術應用型人才為主線,合理制訂學生的能力素質培養方案。高職院校的學生通過在校期間接受相關的培養,在其畢業后能夠掌握基礎理論、過硬的技術能力和足夠的專業知識。高等職業技術教育培養的是應用型高級技術人才,所以在教學計劃中應大量增設實踐教學環節,提高學生的實踐能力。人體工程學是必修課,更是理論課,這門課程的學習過程學生幾乎都在教室內完成,很難將課堂上學到的理論知識應用到實際設計中,因此,教師也就不能很好地完成教學目標。

二、人體工程學與實踐應用的結合方法

1.轉變教學觀念,以培養應用型人才為教學方針

培養應用型人才是當今高職院校的教學重點,學校在制訂課程教學大綱時應注重基礎理論知識的靈活運用,把大量的教學時間放在實踐上。教學時要根據不同層次學生的特點,因材施教,教學內容應深淺合適,突出實踐性。人體工程學課程在室內設計專業占據重要的地位,它無論是對后續課程還是學生日后的具體工作都有著重要的意義。一方面,后續設計課程必須以人體工程學為理論依托;另一方面,它能夠指導工程設計方案的實施,體現方案的人性化和合理性。因此,在課堂教學中,教師應在講解的同時加入實際工程知識,有針對性地把知識傳授給學生,這樣既講授了基本的理論,又讓學生結合了實際,學生對人體工程學課程中的一些概念、意義等才會有更深層次的理解。如,在講解人體尺寸測量時,筆者讓學生準備尺子,在教室中把桌椅排列成不同的空間組成形式,可以模擬臥室、客廳、廣場和購物空間等,學生可以邊布置邊測量邊思考。這樣的教學形式比較直觀、形象,學生通過親身體會感受展示空間的通道尺寸、衣柜與床的高度等,親身體會人體工程學的奧秘,從而能夠把所學知識真正應用到實踐中。

2.順應新時期的設計發展潮流,更新教學內容

藝術設計行業是一個發展迅速、緊跟時代潮流的行業,新技術、新產品、新設計思潮層出不窮,教師也要把這種日新月異的變化帶到人體工程學的課堂教學中。首先,在教材的選擇上,要盡量選擇一些實踐性強且附帶大量案例的教材,同時,教師應根據學生所學專業的實際情況適當增刪教學內容,把握重點。如,在實踐環節的課堂教學中,教師可以讓學生嘗試設計椅子,學生根據題目進行設計創意,在設計的過程中就會主動了解椅子的尺寸、角度、適宜場所等。這就可以變被動學習為主動學習,學生的學習興趣增強了,教師的教學環節也出彩了不少。在制作的過程中,教師可根據學生設計初稿指導其修改,讓學生逐步了解人體工程學的內涵和意義。其次,教師要及時為學生補充一些新的知識。藝術設計課程知識更新比較快,教師應在課堂教學的基礎上適當補充社會實踐,讓學生到家具市場、文具商店、菜市場、花鳥魚市場、戶外廣場、大型商場等公共場所親身體驗人體工程學的知識。除此之外,教師還要經常帶學生到各種施工現場進行調研,參與設計實踐項目,這樣學生才能時刻關注設計界的新動態、新工藝,才能更好地把人體工程學的理論知識應用在實踐中。

3.教學方法要多樣化

高職院校應當在合理的范圍內盡可能多地為學生提供實踐場所、實訓室、工作室等,教師可以把教學從課堂上搬到工作室中,鼓勵學生參與一些正在進行的工程項目,結合其他課程進行交叉學習。教師應對學生進行分工,通過觀摩、演示、實踐等多種手法豐富課堂內容。這樣學生就不會感覺是在學習枯燥的理論知識,而是在玩中學,知識掌握得會更直觀、牢固。人體工程學其實不是一門枯燥的理論課,學生課上做筆記、課下背數據的時代已經過去,教師可以讓學生在課堂上收獲更新、更直觀的知識與理論。教師應帶領學生深入市場,調研當下流行家具的樣式、尺寸等,通過圖片、數據等形式幫助學生理解本課程需要掌握的知識。當然,教師除了要具備良好的專業素質外,還要掌握學生性格特點,調動學生的學習積極性,使學生愉悅地完成學習任務。

三、結語

篇8

【關鍵詞】老齡化;人體工程學;無障礙;設計

【中圖分類號】R686【文獻標識碼】A【文章編號】1044-5511(2011)11-0473-02

隨著社會的發展進步和人口老齡化的加快,老年人越來越受到人們的關心和社會的重視。“人性化”的社會倡導我們更多的關注老齡人群這一相對弱勢的群體,在這種理念引導下進行家具以及相應環境的設計,將極大地方便他們的日常生活,同時也從一個側面反映了社會的文明進步。而面對日益迫切的需求,如何更好地設計出適合的家具產品就成為了值得我們研究的方向。作為設計人員應該從充分研究老年人的生理和心理的基礎上,利用科學分析法和深入細致地調查獲取這一類人群對家具的切實需求,設計出在功能和外觀上都盡可能符合老年人行為能力和生活習慣的家具。要達到這一目的,需要從兩個方面入手:一是人體工程學角度研究老年人群有別于其他人群的體質特征;二是從無障礙設計角度關懷老年人的生理心理需求。

1 人體工程學與無障礙設計

1.1 人體工程學:人體工程學(Human Engineering),也稱人類工效學(Ergonomics)。人體工程學是一門研究系統中人和其他元素的交互作用的科學,致力于應用理論、原則、數據和方法進行設計,以求將人和整個系統達到最佳。

人體工程學起源于歐美,第二次世界大戰中,開始運用其原理和方法,在坦克、飛機的內艙設計中,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。戰后,各國把人體工程學的實踐和研究成果,迅速有效地運用到空間技術、工業生產、建筑及室內設計中去,并于1960年創建了國際人體工程學協會。而把人體工程學原理引入到家具中,目的就是為了優化用戶和家具產品、家居環境之間的界面,力求使人、物及環境的系統達到最佳組合,從而發揮出最好的作用。

1.2 無障礙設計:無障礙設計(barrier-free design)這個概念名稱始見于1974年,是聯合國組織提出的設計新主張。無障礙設計強調在現代社會,一切有關人類衣食住行的空間環境以及各類建筑設施、設備的規劃設計,都必須充分考慮具有不同程度生理傷殘缺陷者和正?;顒幽芰λネ苏叩氖褂眯枨?,營造一個充滿愛與關懷、切實保障人類安全、方便、舒適的現代生活環境。在歐美、日本等一些國家,較早認識到了無障礙設計的重要性,進行了必要的研究,極大地改善了特殊人群的日常生活,甚至對廣大普通人群的生活品質也有提高。

我國引入無障礙設計雖然起步晚、起點低,但也已取得了顯著成績。國家建設部已下發了《城市道路和建筑物無障礙設計規范》,其中有24條為工程建設強制性標準條文,于2001年8月21日起開始執行。目前我國多數城市的干道、主要商業街、廣場、醫院等采用了無障礙設計,城市住宅小區的無障礙設施也開始起步。但是,應該注意到的是,無障礙設計還沒有引起我們的足夠重視,普及方面也存在較大的差距,比如人們的居室以及家具日用品等,很多都還沒有無障礙設計的考慮,成為了無障礙設計的盲點。

1.3 人體工程學在無障礙家具設計中的介入:老年人、殘疾人、行動不便者對環境和用品有更多的依賴性,無障礙家具設計就是考慮到這一群體的特點,在設計中采取的“人性化”措施使家具更適宜他們生活。而人體工程學作為人體科學、環境科學與技術科學融合交叉的新興學科體系,有著廣泛的應用領域,其聚焦點在于“協調人與產品的關系”,在家具產品中則主要著眼于優化“人-家具-室內”的關系。無障礙家具設計要得以科學合理地實現,人體工程學的介入和運用是必不可少的。

人體工程學在現代家具設計中的應用,特別強調其在使用過程中對人體的生理及心理反應,并對此進行科學的實驗和計算,在進行大量分析的基礎上為設計提供科學的依據。例如大家都很熟悉的椅子,其高度常定在390mm~420mm之間,根據就是人的坐姿時的基準點(坐骨結節點)為準進行測量和設計,高度不夠會使體壓集中,并讓人在起立時顯得困難;高度過高會使兩足不能落地,時間久了血液循環不暢,肌腱會發脹而麻木。對現代家具進行設計,要力圖做到“人-家具系統”相互和諧。

在無障礙設計中,設計師可以運用人體工程學在家具和其他相關設施的設計上妥善處理功能與造型,以方便人們的日常動作行為,從而幫助有障礙人群獨立生活的愿望得以實現。人體工程學,作為研究人體在生活、工作等行為活動中的適用度的重要依據,將是研究無障礙家具設計過程中不可或缺的重要部分。主要著眼點在于對居住環境的各個空間中的家具進行尺寸分析及功能研究,使之符合目標人群的行為、生理、心理需求,給他們帶來便利,滿足他們的需求。

2 老年人生理特征和心理變化

老齡化問題也是我國21世紀要面臨的一大社會問題。隨著生活水平的提高,醫療條件的改善,人們的預期壽命長了,老年人也就多了。2005年統計,中國60歲以上人口是1.44億,占全國人口的11%。因此,中國已經進入了老齡化社會,而老年人也是無障礙設計關注的重點人群。由此可見,我國對于無障礙設計是有著較為迫切的需求的,這值得我們設計人員關注和重視。

2.1 老年人的生理特征:老年人的生理變化主要是機體老化、功能障礙。隨著年齡的增長,人體各系統、組織和器官功能逐漸衰退,導致機體活動減退、生物效能減低、環境適應能力減弱和器官應激能力衰減。具體來看主要有以下幾個方面:(1)肌肉骨骼系統:老年人隨著年齡的增長,身體不斷萎縮,其人體尺度也發生相應變化,最明顯的表現在身高。老年科學研究結果表明,人在28~30歲時身高最大,35~40歲之后逐漸出現衰減。一般老年人在70歲時身高會比年輕時降低2.5%~3%,女性的縮減有時最大可達6%。除此之外,老年人的肌肉及骨骼系統衰退,反應和靈活程度下降,肌肉的強度以及控制能力也不斷減退,一般人70歲時的肌肉強度只相當于30歲時的一半。(2)感知能力:老年人的感覺器官會衰減,一般首先是聽覺和視覺發生障礙,視覺主要表現在眼角膜變厚,晶狀體彈力下降,睫狀肌調節能力減退,多出現老花眼。老年人還會出現辨色能力下降,對近似色的區分力下降,判斷高差和有少量光影變化的能力也會減弱;聽力衰退則主要表現為高頻聲音不敏感,所以交談時經常需要很接近;觸覺味覺嗅覺也會隨著感覺細胞的衰老和減少逐步減退。(3)思維能力:人的記憶、分析、綜合、判斷、推理以及計算能力,都是人的智力組成內容。根據智力測驗,最佳智能狀態在25歲左右。進入老年后,記憶力和反應速度的降低較為明顯。

2.2 老年人的心理變化:隨著老年人生理衰退,心理狀況也悄然發生改變。而在中國由于現代社會“空巢家庭”、“留守老人”的出現,缺乏和子女交流的居家老人心理的變化較之以往更加明顯。就心理學角度而言,老年人的心理變化主要表現在以下幾個方面:(1)失落感:老年人由于一般不再從事生產性工作,心理上會產生一種失落感,從而表現出兩種情緒:一種是沉默寡言,表情淡漠,情緒低落,凡事都無動于衷;一種是表現為急躁固執易怒,對周圍的事物看不慣,為一點小事而發脾氣。(2)依賴感:老年人由于社會和個人生理原因,會偏向于依賴性增強。主要表現在經濟上依賴、生理上依賴和社交上依賴。(3)懷舊情緒:人到老年,思想不再像年輕時候樂于憧憬未來,而更傾向于回顧過去,說話做事都帶有濃厚的懷舊色彩。由于退休之后生活的節奏突然放緩,老年人的心態也更趨向于安靜詳和的狀態。(4)行事小心:心理研究表明,老年人做事情較為趨向穩扎穩打,不會輕易冒險,行動上比較小心,不是很在意所花的時間。

3 老年人家具設計原則

根據老年人群的身心特點,運用人體工程學和無障礙設計法則進行家具的造型、色彩、功能、材料等方面的設計和確定時可以歸納出一些具體的做法,有助于滿足老年人的生理和心理需求,以達到安全、便利和舒適的效果:

(1)尺度和造型:老年人的無障礙家具在設計時首先要考慮家具的尺度,由于老年人身體尺度的萎縮,家具的工作臺面高度應適當降低,柜類家具的儲存空間高度也需要和正常成年人有所區別??闪硪环矫?,老年人的體重和身體圍度卻一般會比普通成年人大,故人體家具如椅子沙發等宜寬大穩重而不宜小巧。造型方面,由于老年人的懷舊情感,應避免采用年輕人所偏愛的現代幾何造型,宜傳統造型風格,但表面裝飾也不宜太過繁雜,避免清潔工作量加大。另外為了適應腿腳不太方便,需輪椅或坐姿行動的老年人,廚柜、衛浴柜的下方宜留出容膝空間。另外,造型上應該更加強調安全性,可以多運用一些無尖角、圓滑的形體,以減少磕碰、擦傷等意外情況的發生。

(2)色彩和材料:色彩方面從老年人偏寧靜的心理狀態出發,應該使用柔和統一的色調,以增加家具的平靜、莊重、高雅的感覺。而另一方面老年人的視力敏感度降低,因此如果有功能提示的區域應用較明顯的色彩或圖案加以強調。

材料方面首要因素是環保健康,實木類材料為首選,人造板材應達到國家E1級環保標準。表面涂飾以啞光漆為好,椅子座面靠背宜采用柔軟舒適的軟包材料。盡量減少玻璃、金屬等質地較硬容易造成傷害的材料。

(3)功能和細節:由于我們的設計對象的身體機能的衰退和不足,往往難以輕松地把握自己的動作,同時判斷力也下降。因此,設計上要充分考慮家具的功能,輔助他們方便使用,保障他們的人身安全。人體家具和準人體家具可增加一些輔、保護性的設施,如扶手、安全抓桿等,使用者可用手臂支撐來彌補下半身肌肉力量的缺點;臥具可以增加電動或機械升高斜倚功能,方便起身;柜類家具的儲存空間劃分宜簡單明了,內部可安裝照明燈,高處可以加入升降裝置,方便取放。

4 具體設計分析

在這里我們根據基本功能進行分類的設計分析。

4.1 家具設計實例:①人體家具:這是一類直接支撐人體的家具,如椅、凳、沙發、床等。老年人在家里的大部分活動都需要和這一類家具有關。(1)坐具類:對于椅、凳這種坐具來說,加入扶手可以方便人起坐時抓握,增加身體平衡的支點。因此,有扶手的椅子是比較適合無障礙設計的;在坐具尺寸上,座面寬度應使用較大些的尺寸,對于體重較大的老年人來說坐起來更加方便,活動起來更加自由;另外,座具的背傾角和坐傾角可適當偏大,以增加其舒適性。沙發的設計首先要從人體工程學角度確定其傾斜角度和坐深,如人體坐姿的傾斜角度和坐深較大,會使人起身更為費力。另外沙發的坐墊靠墊不能太過柔軟,人的腰椎將得不到有力支撐,因此應該注意使其軟包填充更具有韌性和彈性。此外,沙發周圍加上腳踏、雜志擱架等功能附件以方便老年人的休閑生活。②床具類:床的長寬設計宜采用大尺寸設計,即滿足大身材對床的要求。另外由于人在睡眠時姿勢經常變化,為使人睡眠時舒適,也應該按大身材來設計??捎蒙砀叩腜90 或P95為上限,兩側再各留100~150 mm 的余量,建議采用尺寸為1000mm×2050mm。對于下肢不便的老年人來說,應該在床的一側或兩側安裝扶手,方便上下床,而床面高度應與輪椅高度接近(500mm)。為了便于起身還可以使用電動升降裝置調節床具的上半部分角度和高度。③ 準人體家具:此類家具的功能部分與人有關,代表類型為桌、臺等。桌子不宜過高或過低,過高容易導致人的肌肉疲勞,長期如此可能會出現頸椎問題;過低的桌子則會使人感到書寫不適,肩部疲勞,胸悶,起坐吃力等。對于下肢活動不便的人,可在桌子的側面安裝扶手裝置,以便輔助走路和起立支撐。而下方容膝空間也要比正常的最低580mm高,以方便腿部進出。如為輪椅使用者更需要加大為750mm左右。④貯存類家具:貯存類家具主要為柜架類家具。對于帶有抽屜和頂柜的柜類,不宜有低于雙膝的抽屜和高過頭的頂柜,以減少人的躬身和爬高,減少不安全因素的存在,且使用省力。另外其家具飾件如拉手的體量不宜太小,也不宜棱角太過分明,可以考慮采用鏤銑方式與抽屜柜門面板一體化處理。同時,抽屜滑軌柜門鉸鏈要選用高品質的五金配件,確保家具開啟輕巧省力。柜門的設計宜采用推拉門或者折疊門,避免采用平開門,因為平開門需占用較大的空間且不利于輪椅使用者開啟或關閉。

5 總結

老年人無障礙家具是通過設計來彌補他們在家居生活中的行為障礙。設計者應更多地研究老年人群的特點和實際要求,充分應用人體工程學,才能真正做出符合他們的生理心理需求的無障礙設計,構建一個真正相互尊重、平等的社會環境。

參考文獻

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篇9

關鍵詞:農機產品;人機工程學;安全;便利

農機產品作為一種需要使用者長時間、持續性的操作的機械系統,在其設計之初是否充分運用人機工程學理論知識,將直接關系到使用者生產作業時的安全和舒適,以及能否減輕使用者疲勞程度和提高工作效率。如果農機產品能夠具備優良的人機性能,既能滿足使用者的作業要求,又能使作業者操作起來更加方便、安全和舒適,同時可以減少使用者身體疲勞和精神負擔。

中國是一個農業大國,農業現代化離不開農機產品的現代化。隨著科技和經濟的發展,中國農機在普及率、產量上不斷提高,農業機械化程度越來越高。然而不可忽略的一點是農機產品的質量卻沒有同步增長,存在著設計理念缺失、造型粗狂簡單、操作不便、不符合人體工程學要求等諸多問題。這樣就造成了我國農機產品在國際市場上缺乏競爭力,所以,加強我國農機產品的人性化設計刻不容緩。

1 人機工程學簡介

在人機工程學發展的不同歷史時期,不同的學者提出過多種關于人機工程學的定義,分別反映了當時人機學學科思想的側重點。國際上較為常見的名稱有:人類工效學,或簡稱工效學,這個學科名稱在世界上應用最廣;人的因素(學),或人因工程(學),美國一直沿用的名稱,某些東南亞國家和我國臺灣也采用這個名稱;人類工程學,或稱人體工程學;工程心理學以及人-機-環境系統工程學、宜人性設計(人機工程設計)等等。國際人機工程學學會(IEA,International Ergonomics Association)對人機工程學下過國際學者較為認可的定義,即人機工程學是研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素,研究人和機器及環境的相互作用,研究在工作中、家庭生活中與閑暇時怎樣考慮人的健康、安全、舒適和工作效率的學科。

2 農機產品簡介

農機,即農業機械,是指在作物種植業和畜牧業生產過程中以及農、畜產品初加工和處理過程中所使用的各種機械。我國新石器時代的仰韶文化時期就有了原始的耕地工具――耒耜;在公元前3世紀,與耕地、播種、收獲、加工和灌溉等種植業相關的鐵、木制農具開始大量出現;公元前90年前后,趙國發明的三行耬,即三行條播機,其基本結構至今仍被應用;到9世紀已形成結構相當完備的畜力鏵式犁。

在20世紀30年代,馬拉收割機、馬拉谷物聯合收獲機等畜力機械相繼出現;40年代起,自走式的谷物聯合收獲機逐漸成為主流;到了50年代,先后制造并推廣使用了谷物播種機、割草機和玉米播種機等;到了60年代,水果、蔬菜等農副產品的收獲機械開始迅速發展;從70年代開始,伴隨著科技革命的進程,電子技術開始逐步應用于農業機械產品作業過程的監測和自身控制,產品的自動化程度逐漸提高。進入21世紀,液壓技術、電子技術、電子計算機、紅外線、GPS等新技術已廣泛應用于農業機械,農業機械產品開始朝著人性化、智能化、集成化、多元化的方向發展。

3 農機產品設計中的人機工程學分析

3.1 農機駕駛視野分析

農機的駕駛視野起到掌握農機工作情況和確保行駛安全的作用。除了駕駛室內的監控設備外,其視野主要受農機玻璃門窗的影響。因此,為了提高農機駕駛者的視野,一是可以改進、擴大門窗玻璃,二是可以改進倒車鏡、駕駛室內電子監控設施等設施。

3.2 農機顯示設備分析

農機的顯示設備(儀表)的人機因素設計尤為重要,不僅關系到作業效率,更關系到操作者的人身安全。農機的儀表設計應將各種信息盡可能地顯示在人的視覺特點范圍內,使得操作人員頭部自然轉動甚至不需要轉動的情況下就可以方便地看清儀表顯示數據。

儀表排列時水平范圍應大于垂直范圍,且遵循自左至右、自上而下和順時針方向排列。按儀表的重要程度和使用頻率差異,應以左上方布置為最優,然后依次為右上方、左下方、右下方。表盤上字符的設計應該力求能[晰地顯示信息,應選擇恰當地字體和大小。儀表的指針方面,形狀盡可能簡單,宜采用頭部尖、尾部平、中間等寬的指針。除了顯示儀表在農機中的應用,聲音提示、數字顯示、屏幕顯示也越來越多地運用到農機設計中來,并且為及時、有效、直觀地反映農機運行狀況起到了很好的保障作用。

3.3 農機駕駛座椅分析

座椅的相關尺寸數據來源于對人體動態和靜態尺寸的研究。但由于操作人員需要長時間動態操作,故而人體的尺寸參數僅僅是參考因素之一。面臨不同的座椅參數,需要綜合考慮操作需要、動態尺寸、大小百分位等因素,進行靈活運用。為了保證坐墊上合理的體壓分布 , 坐墊應相對結實平坦。另外,座椅靠背應保證有對人體背部和腰部的合理支承。在農機駕駛座椅的材料選擇方面,要充分考慮到座椅材料的震動舒適性以及對人體熱環境的影響。

3.4 操控裝置分析

對作業空間內的操控裝置進行設計,必須要注重以人為中心,結合人體測量學數據,同時操控裝置的排布還必須要兼顧人的心理因素,以減輕農機作業時操作者的疲勞感和單調厭倦感。

操控裝置設計時除了必須使用手來操作的工作外,應盡量用腳踏控制裝置,并要確保所有操控裝置簡單易操作,靠單人即可完成。布置時還應考慮功能性,將功能上相關或相近的控制器按順序就近布置。對于按鈕等性質的操作裝置或重要的操控器須有燈光或聲音的配合。

4 結語

當前,我國農機產品鼓勵政策的出臺以及國內外農機市場需求不斷增加,對農機產品的性能及人性化要求也不斷提高。因此,企業必須要將人機工程學理論應用到農機產品的設計和制造過程中,為國內外農機用戶提供質量可靠、充滿人性化的農機產品。

參考文獻:

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篇10

[關鍵詞]逆向工程;人機工程學;改良設計;實驗

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.20.251

為了能夠在市場競爭中取得優勢,很多企業不斷改良產品設計,推出新產品。因此,產品改良設計的原理與方法是工業設計專業學生所必須掌握的?!豆I產品再設計》課程即是針對如何改進現有產品的工業設計專業課程。[1]人機工程學是工業設計中重要的輔助手段。[2]在工業設計領域,人機工程學為衡量產品使用舒適度提供了參考和評價標準。而在人機工程學應用于工業設計實踐方面,Shenchang Eric Chen提出形態混合遷變的方法,即可以運用人體尺度數據與產品數據合成新產品造型。本文所介紹的實驗方案,運用逆向工程[1][3]的方法:首先用油泥、發泡泡沫等材料制作人體生理構造反形,再利用shape averaging[3](Morphing)法對人體反形與產品形態進行混合遷變,得出新的產品形態。本文列舉兩例自行車把改良設計實驗。

1 實驗1

本實驗運用手掌持握反形(有手指凹陷)與目標車把合成新的車把造型,目的在于改良和優化現有車把與手掌生理結構的吻合度。使用帶有手指凹陷構造的手掌持握反形,可以得出持握穩定的車把設計結果。

(1)利用油泥手工制作手掌持握反形(有手指凹陷),并利用數字化三維掃描儀和Stereo 3D獲取其三維數據(圖1)。

(2)利用數字化三維掃描儀獲取目標車把(圖2)三維數據。

(3)分別抽離等量的手掌持握反形(有手指凹陷)與目標車把的截面輪廓線。

(4)將兩組截面輪廓線置于同一坐標系,并縮放調整位置與尺度。

(5)將兩組輪廓線進行混合運算,并采取不同的Morphing比例,選擇最佳混合遷變結果,其加權比例為3∶7;圖4左側為目標車把局部截面輪廓線,右側為油泥手掌持握反形(有手指凹陷)局部截面輪廓線,紅色為所選最佳結果。

(6)以步驟(5)中的結果,創建新曲面,生成最終形態(圖3)。

(7)制作改良車把設計效果圖(圖略)。

2 實驗2

本實驗運用手掌持握反形(無手指凹陷)與目標車把合成新的車把造型,目的在于改良和優化現有車把與手掌生理結構的吻合度并且保留一定的手掌自由度。使用不帶有手指凹陷構造的手掌持握反形,可以得出持握穩定性稍差,稍有些手掌活動自由度的車把設計結果。

(1)利用油泥手工制作手掌持握反形(無手指凹陷),并利用數字化三維掃描儀和Stereo 3D獲取其三維數據(圖5)

(2)利用數字化三維掃描儀獲取目標車把(圖2)三維數據

(3)分別抽離等量的手掌持握反形(無手指凹陷)與目標車把的截面輪廓線

(4)將兩組截面輪廓線置于同一坐標系,并縮放調整位置與尺度

(5)將兩組輪廓線進行混合運算,并采取不同的MORPHING比例,選擇最佳混合遷變結果,其加權比例為5∶6;圖7左側為目標車把局部截面輪廓線,右側為油泥手掌持握反形(無手指凹陷)局部截面輪廓線,紅色為所選最佳結果

(6)以步驟(5)中的結果,創建新曲面,生成最終形態(圖6)

(7)制作改良車把設計效果圖(圖略)

3 結 論

本文所介紹的兩例實驗為2014年天津工業大學機械工程學院工業設計專業《工業產品再設計》課程實驗。實驗案例表明:兩個設計方案均有效的對自行車把的造型進行了改良設計。所不同的是實驗1的結果可使手掌持握車把時貼合更為緊密,實驗2 的結果手掌持握的自由度較高。兩種改進設計可適用于不同使用習慣的人群。由于設計來源于人體結構反形,這種直觀反求的方式保障了人體結構與產品外形的吻合度。本實驗的結果取決于手掌持握反形與目標車把形態的混合結果。故,手掌持握反形的設計在本項實驗中至關重要,直接影響實驗結果。因此,本實驗的局限即在于設計結果對不同生理尺度的適應性較差。因此,本實驗的方法,可以拓展為運用多件不同尺度的手掌持握反形得出多個設計結果,即可以產生不同尺碼的產品,以符合更多人群的需求。

本課程實驗使學生掌握了基于人機工程學的產品改良設計方法,激發了學習興趣,培養了專業技能,提高了學生對工業設計專業的認知度。

參考文獻:

[1]陳永超,王秋惠,楊愛慧,等.基于逆向工程技術的工業產品再設計課程實驗研究[J].中國市場,2015(19).

[2]盧兆麟,湯文成.工業設計中的人機工程學理論、技術與應用研究進展[J].工程圖學學報,2009(6):1-9.