人體工程學在產品設計中的運用
時間:2022-02-03 11:14:57
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摘要:隨著社會的不斷進步,人們對產品的要求越來越多,這就對產品設計者提出了更高的要求。人體工程學是通過研究人、機、環境之間的優化配置,實現產品最優化設計的一門學科,該學科可廣泛應用于家具、日用品、IT產品、工業產品等多個領域。本文將對人體工程學在汽車設計中的應用進行分析。
關鍵詞:人體工程學;產品設計;應用;汽車
0引言
人體工程學是研究人在工作環境中的解剖學、生理學和心理學等多方面要素,如何通過合理配置,達到人-機-環境的最優化配置問題,其主要內容是將有關人的科學資料應用于設計領域,最大幅度的提高人的工作環境和生活質量,保障人的身心健康和全面發展。人體工程學應用涉及產品領域較多,如家具產品設計、日用生活品設計、工業產品設計等都離不開人體工程學,本文將以工業產品設計為例,對人體工程學在產品設計中的應用進行分析。
1人體工程學在工業設計中的應用
近年來,汽車制造行業發展較為迅速,企業之間的競爭也日漸激烈,為贏取客戶,搶占更大的市場占有率,汽車生產商紛紛將汽車設計作為其優勢。在設計過程中,將人體工程學融入其中,增加了產品的舒適性,從而達到提高客戶滿意度的目的。本文將以汽車部件的設計為例,對人體工程學的應用進行分析。
1.1轉向盤設計中的人體工程學
轉向盤布置主要是對轉向盤中心、傾角和輪緣直徑進行確定。轉向盤的布置對于駕駛員操縱姿勢和操作力具有直接影響,因此對于降低駕駛疲勞度具有重要意義。首先,轉向盤位置由儀表板和駕駛員之間的距離決定,轉向盤輪緣到駕駛者軀干的距離應達到安全距離的最低限制(250mm);轉向盤前后位置還應考慮駕駛者的伸展性。其次,轉向盤高度設計時主要考慮駕駛者上肢的舒適性,轉向盤太高,駕駛者會產生“端胳膊”駕駛的感覺,加快疲勞的產生;駕駛者身材不同,其對轉向盤高度要求存在不同程度的差異,單一設計很難達到滿足所有客戶的需求,因此,轉向盤高度一般設計為可調節的,這樣就能根據駕駛者的身材進行調節,確保駕駛者能夠舒適的操作轉向盤。再次,轉向盤輪緣所在平面應與駕駛者觀察儀表時的視線為垂直關系,這是轉向盤傾角設計的主要依據,該設計能使駕乘人員獲得最佳的儀表視野;另外,轉向盤傾角還應與駕駛者手握軸線的方向相匹配。最后,轉向盤直徑設計太小不利于操控,且影響對儀表的觀察視野;直徑太大會造成空間的浪費。以商務車轉向盤設計為例,通常會設計為450mm,同時配置轉向助力裝置減少操控力,而不采用加大直徑的辦法減少操控力。轉向盤中心位置、傾角和直徑的最終確定是需要通過反復試驗、校核后得到的,確保轉向盤設計達到最優化狀態?,F代轉向盤設計時還會配置許多功能按鈕,如雨刷器開關、擋風玻璃洗滌噴水開關、照明系統開關、喇叭按鈕等,布置這些功能按鈕時要充分考慮手指操作的伸及性,對功能按鈕的形式和順序進行不斷的優化,保障操作的便捷性。
1.2儀表板布置中的人體工程學
首先,儀表板主斷面的設計。儀表板主斷面位于駕駛員中心對稱面處,該部分設計是駕駛者乘坐環境設計的重要組成部分,其設計原理如圖1所示。駕駛者下視野線切線以下為盲區,要與眼橢圓下方相切(L4),切線(L4)與水平線所成的角(a)即為駕駛員前方下視野角。為保證前方下視野的要求,儀表板上方最高點、前擋風玻璃下側邊緣、轉向盤輪緣都要在下視野線切下方;做轉向盤輪緣最高處截面下方和眼橢圓上方的公切線(L1),做轉向盤輪緣上方和眼橢圓下側公切線(L2),L1和L2之間可布置儀表盤。連接儀表盤中心和眼橢圓中心(L3),L3應平分L1和L2之間的空間;儀表盤中心到眼橢圓中心的距離(R)最大值不超過750mm(以商務用車為例),一般距離可設計為710mm;儀表盤平面與L3的夾角應控制在90±10°范圍內。
1.3儀表布置中的人體工程學儀表盤和儀表橫向位置應布置
在可視區域內。一般來說,最常用、最主要的儀表應布置在可視區中心附近,如車速里程表等;將一般性的儀表布置在重要儀表的周圍,如發動機轉速表、油量表、發動機水溫表等。部分汽車儀表盤上還設計了其他功能儀表,如發電機狀態、燈光、變速檔、環境溫度、路面傾斜度等相關儀表,在布置儀表時應按照認讀順序進行,同時考慮各功能儀表之間的邏輯性,聯系密切的儀表可就近布置;當儀表較多時,還可通過顏色加大功能區分,將引人注目的顏色應用到重要儀表區,可對駕駛者起到警示作用。
1.4儀表罩布置
儀表罩要能遮住射向儀表玻璃的光線,這就需要對儀表罩的設計深度進行試驗,確保入射光經過儀表表面反射后不會與眼橢圓相交,消除炫目現象。儀表罩布置不能干擾前方下視野,其斷面應布置在公切線L1上方,下視野線L4以下。儀表罩最前端要與轉向盤保持50mm以上的距離,防止二者的干涉。
2人體工程學應用前景分析
產品設計的主要目的是滿足人的需要,因此,產品設計應以“人”為中心,將“人”在使用產品過程中產生的行為和心理感受融入到產品設計中,充分考慮人-機-環境之間的關系,加強人與產品之間的溝通是非常重要的,也是產品設計是否成功的關鍵要素。隨著人們生活水平的不斷提升,人們對各類產品的需求也越來越高,客戶不僅關心產品的性能,更關注產品能否滿足客戶的實際需求、產品設計師在進行產品設計時,應具有創新意識,利用人機工程學、超強的觀察力和敏感力對產品進行設計,確保產品能夠滿足客戶的需要,提高產品的市場占有率和好評率,擴大企業的經濟效益。
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作者:侯彥君 單位:宿遷職業技術學院
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