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第1篇

社會(huì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)品的更新、生活節(jié)奏的加快……等等一系列的社會(huì)與物質(zhì)的因素，使人們?cè)谙硎芪镔|(zhì)生活的同時(shí)，更加注重產(chǎn)品在"方便"、"舒適"、"可靠"、"價(jià)值"、"安全"和"效率"等方面的評(píng)價(jià)，也就是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常提到的人性化設(shè)計(jì)問題。

所謂人性化產(chǎn)品，就是包含人機(jī)工程的產(chǎn)品，只要是"人"所使用的產(chǎn)品，都應(yīng)在人機(jī)工程上加以考慮，產(chǎn)品的造型與人機(jī)工程無疑是結(jié)合在一起的。我們可以將它們描述為：以心理為圓心，生理為半徑，用以建立人與物(產(chǎn)品)之間和諧關(guān)系的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的肌能，保護(hù)人體健康，從而提高生產(chǎn)率。僅從工業(yè)設(shè)計(jì)這一范疇來看，大至宇航系統(tǒng)、城市規(guī)劃、建筑設(shè)施、自動(dòng)化工廠、機(jī)械設(shè)備、交通工具，小至家具、服裝、文具以及盆、杯、碗筷之類各種生產(chǎn)與生活所創(chuàng)造的"物"，在設(shè)計(jì)和制造時(shí)都必須把"人的因素"作為一個(gè)重要的條件來考慮。若將產(chǎn)品類別區(qū)分為專業(yè)用品和一般用品的話，專業(yè)用品在人機(jī)工程上則會(huì)有更多的考慮，它比較偏重于生理學(xué)的層面；而一般性產(chǎn)品則必須兼顧心理層面的問題，需要更多的符合美學(xué)及潮流的設(shè)計(jì)，也就是應(yīng)以產(chǎn)品人性化的需求為主。

那么，對(duì)于一件產(chǎn)品是如何來評(píng)價(jià)它在人機(jī)工程學(xué)方面是否符合規(guī)范呢?以德國Sturlgart設(shè)計(jì)中心為例，在評(píng)選每年優(yōu)良產(chǎn)品時(shí)，人機(jī)工程上所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)為：

1)產(chǎn)品與人體的尺寸、形狀及用力是否配合；

2)產(chǎn)品是否順手和好使用；

3)是否防止了使用人操作時(shí)意外傷害和錯(cuò)用時(shí)產(chǎn)生的危險(xiǎn)；

4)各操作單元是否實(shí)用；各元件在安置上能否使其意義毫無疑問的被辨認(rèn)；

5)產(chǎn)品是否便于清洗、保養(yǎng)及修理。

一般情況下，在設(shè)計(jì)教育中常以上述第三項(xiàng)較為強(qiáng)調(diào)，而消費(fèi)者在購買商品時(shí)，則是以產(chǎn)品的視覺效果、商場(chǎng)氣氛及價(jià)值來決定購買行為的成立與否，但作為一名好的設(shè)計(jì)師應(yīng)為產(chǎn)品長期使用的效果及舒適性負(fù)責(zé)，尤其是避免傷害與危險(xiǎn)的防止更是不可忽視的考慮因素。如，在操作計(jì)算機(jī)的上機(jī)姿勢(shì)中，在現(xiàn)行的上機(jī)條件下，操作員常常是手臂向前懸空著來操作鍵盤和鼠標(biāo)的。手臂的懸空形成了肩頸部的靜態(tài)疲勞，使得操作員不得不將背部靠在椅子靠背上作業(yè)(后靠姿勢(shì)會(huì)加大懸空的手臂的前伸程度，從而增大肩部所需要的平衡力矩，加快肩頸部的疲勞)，而當(dāng)操作員脫離靠背又手臂懸空時(shí)，體重就全部需要由脊柱來承擔(dān)，其結(jié)果或者是腰背的疲勞酸痛，或者是腰肌放棄維持直坐姿勢(shì)而塌腰駝背，或者是把手腕抵在桌沿而引發(fā)腕管綜合癥。那么，要解決諸如此類的問題，設(shè)計(jì)師就必須充分考慮人機(jī)工程學(xué)的因素。

所謂人機(jī)工程學(xué)，亦即是應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對(duì)人體結(jié)構(gòu)特征和機(jī)能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)的相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；還提供人體各部分的出力范圍、活動(dòng)范圍、動(dòng)作速度、動(dòng)作頻率、重心變化以及動(dòng)作時(shí)的習(xí)慣等人體機(jī)能特征參數(shù)，分

析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機(jī)能特性；分析人在各種勞動(dòng)時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對(duì)各種勞動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對(duì)工作效率的影響等。

人機(jī)工程學(xué)因素往往是企業(yè)提高其競(jìng)爭(zhēng)力的手法之一。若說"人性化產(chǎn)品"是與"人"合為一體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，"人機(jī)工程因素"則是設(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品時(shí)的人機(jī)界面所必須考慮的因素。在我國即將加入WTO所面臨的沖擊下，中國的制造業(yè)無不是嚴(yán)陣以待，企圖在競(jìng)爭(zhēng)中保持優(yōu)勢(shì)。管理大師麥克·波特(MICHAELPORTER)曾說過，企業(yè)具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的兩個(gè)方式，一是擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，走向規(guī)模經(jīng)濟(jì)，才能占有成本上的優(yōu)勢(shì)；另一個(gè)便是創(chuàng)造企業(yè)或產(chǎn)品的附加值，制造消費(fèi)者趨之若鶩的心理。在現(xiàn)今產(chǎn)品和質(zhì)量逐步提高，且消費(fèi)者對(duì)商品品質(zhì)要求越來越高的情況下，各產(chǎn)品制造商們無不力求突破，希望能出奇制勝，打動(dòng)消費(fèi)者的心。拿當(dāng)今世界上提出的"健康"人機(jī)工程學(xué)的新要求為例，即是用某些考慮人機(jī)因素的輔產(chǎn)品，如：電動(dòng)腰靠、紫外線阻隔(UV、CUT)等來提高產(chǎn)品人性化的層次，籍此創(chuàng)造其他品牌無法模仿的優(yōu)勢(shì)，而贏得消費(fèi)者青睬的。

究竟什么樣的產(chǎn)品需要人機(jī)工程呢？在設(shè)計(jì)上又如何表現(xiàn)，才能成為符合人機(jī)工程學(xué)的產(chǎn)品呢?

工業(yè)設(shè)計(jì)師指出，就電腦的相關(guān)部件和設(shè)備而言，如鍵盤、鼠標(biāo)等輸入裝置，因使用者可能長時(shí)間利用其從事工作或娛樂，接觸的時(shí)間較長，在使用時(shí)也可能十分投入。因此，人機(jī)工程學(xué)就成了設(shè)計(jì)上最主要的條件之一。

人機(jī)工程學(xué)的顯著特點(diǎn)是，在認(rèn)真研究人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素本身特性的基礎(chǔ)上，不單純著眼于個(gè)別要素的優(yōu)良與否，而是將使用"物"的人和所設(shè)計(jì)的"物"以及人與"物"所共處的環(huán)境作為一個(gè)系統(tǒng)來研究。在人機(jī)工程學(xué)中將這個(gè)系統(tǒng)稱為"人——機(jī)——環(huán)境"系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)中，人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素之間相互作用、相互依存的關(guān)系決定著系統(tǒng)總體的性能。本學(xué)科的人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論，就是科學(xué)地利用三個(gè)要素間的有機(jī)聯(lián)系來尋求系統(tǒng)的最佳參數(shù)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法，通常是在明確系統(tǒng)總體要求的前提下，著重分析和研究人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素對(duì)系統(tǒng)總體性能的影響，如系統(tǒng)中人和機(jī)的職能如何分工；如何配合；環(huán)境如何適應(yīng)人；機(jī)對(duì)環(huán)境又有何影響等問題，經(jīng)過不斷修正和完善三要素的結(jié)構(gòu)方式，最終確保系統(tǒng)最優(yōu)組合方案的實(shí)現(xiàn)。這是人機(jī)工程學(xué)為工業(yè)設(shè)計(jì)開拓了新的思路，并提供了獨(dú)特的設(shè)計(jì)方法和有關(guān)理論依據(jù)。

作為一個(gè)全息系統(tǒng)的局部，一個(gè)產(chǎn)品中包括了我們這個(gè)商品社會(huì)中的全部信息。一件設(shè)計(jì)優(yōu)良的產(chǎn)品，必然是人、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、文化等因素巧妙融合、平衡的產(chǎn)物。開始一項(xiàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的動(dòng)機(jī)可能來自各個(gè)方面，有的是為了改進(jìn)功能，有的是為了降低成本，有的是為了改變外觀，強(qiáng)化"柜臺(tái)效應(yīng)"，以吸引購買者，更多的情況是上述幾方面兼而有之。于是，對(duì)設(shè)計(jì)師的要求就可能來自功能、技術(shù)、成本、使用者的愛好等各種角度。不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重點(diǎn)也大不相同，暖水瓶的設(shè)計(jì)顯然就要比香水瓶的設(shè)計(jì)考慮更多的人機(jī)問題；再以肇及設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的電腦游戲遙感器為例，乍見此產(chǎn)品時(shí)，看似不符合人機(jī)工程學(xué)，但實(shí)際使用時(shí)卻很合手，操控性良好，而且遙感器外型頗酷，用此搖桿玩空戰(zhàn)游戲，有操控戰(zhàn)斗機(jī)的味道。相比于市場(chǎng)上其他同類型的產(chǎn)品，即使售價(jià)比一般產(chǎn)品高出許多，也一樣大受歡迎，足見其魅力所在。但也有這樣一種產(chǎn)品，在市場(chǎng)上受到歡迎，是因其外型討好且成本不高所致，但缺點(diǎn)是產(chǎn)品輕，因此，在使用時(shí)本來一只手操作很方便，卻不得不雙手并用才行，這就是該產(chǎn)品在人機(jī)工學(xué)上的不足之處；但在成本、售價(jià)及市場(chǎng)因素的考慮下，廠商還是推出此種產(chǎn)品。而對(duì)于專業(yè)用品就不同了，例如美發(fā)師每天所使用的吹風(fēng)機(jī)，除草機(jī)工人所使用的修剪機(jī)就絕對(duì)不能輕視人機(jī)工程學(xué)在生理層面上的考慮。

然而，一個(gè)好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可以涵蓋形態(tài)和人機(jī)因素的，產(chǎn)品的外形一樣也可以有機(jī)會(huì)作人機(jī)工程的發(fā)揮。以TEAGE為微軟所設(shè)計(jì)的易用鼠標(biāo)球而言，該鼠標(biāo)是特別為兒童體驗(yàn)電腦而設(shè)計(jì)的，在方案決定之前對(duì)兒童的抓握方式進(jìn)行了研究，黃白兩色相間的鼠標(biāo)球使兒童們?cè)趯W(xué)習(xí)電腦時(shí)，增加了趣味性和功能性。該產(chǎn)品已經(jīng)超脫了產(chǎn)品造型上的束縛，除讓其更好用之外，也同時(shí)賦予了產(chǎn)品新的意義與想象空間。

除了一般的大眾消費(fèi)品之外，專為特殊族群所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在人機(jī)工程學(xué)上也有更多的考慮。如，殘疾人用的瓷器套具，此套設(shè)計(jì)是專為殘疾人做的餐具，又不讓人直接看出它們是專為殘疾人做的。故而，設(shè)計(jì)師在充分考慮了人機(jī)工程學(xué)的基礎(chǔ)上，特別處理手把的凹凸，使患者拿在手里有一種心態(tài)上的平衡感，既能看到，又能摸到，但又不那么顯眼。

再以醫(yī)療設(shè)備來說，病床、醫(yī)療椅等產(chǎn)品，在設(shè)汁上不只是考慮操作要符合人機(jī)工程學(xué)，在材料上也應(yīng)力求人性化，增加產(chǎn)品的親和力，以提高產(chǎn)品的"EQ"。

由于學(xué)科來源的多樣性和應(yīng)用的廣泛性，人機(jī)工程學(xué)中采用的各種研究方法種類很多，有些是從人體測(cè)量學(xué)、工程心理學(xué)等學(xué)科中沿用下來的，有些是從其他有關(guān)學(xué)科借鑒過來的，更多的是從應(yīng)用的目標(biāo)出發(fā)創(chuàng)造出來的。其中常用于一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的方法有如下幾類：

1，測(cè)量方法

測(cè)量方法是人機(jī)工程學(xué)中研究人形體特征的主要方法，它包括尺度測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量、力量測(cè)量、體積測(cè)量、肌肉疲勞測(cè)量和其他生理變化的測(cè)量等幾個(gè)方面。

2．模型工作方法

這是設(shè)計(jì)師必不可少的工作方法。設(shè)計(jì)師可通過模型構(gòu)思方案，規(guī)劃尺度，檢查效果，發(fā)現(xiàn)問題，有效地提高設(shè)計(jì)成功率。

3．調(diào)查方法

人機(jī)工程學(xué)中許多感覺和心理指標(biāo)很難用測(cè)量的辦法獲得。有些即使有可能，但從設(shè)計(jì)師工作范圍來看也無此必要，因此，設(shè)計(jì)師常以調(diào)查的方法獲得這方面的信息。如每年持續(xù)對(duì)1000人的生活形態(tài)進(jìn)行宏觀研究，收集分析人格特征、消費(fèi)心理、使用性格、擴(kuò)散角色、媒體接觸、日常用品使用、設(shè)計(jì)偏好、活動(dòng)時(shí)間分配、家庭空間運(yùn)用以及人口計(jì)測(cè)等，并建立起相應(yīng)的資料庫。調(diào)查的結(jié)果盡管較難量化，但卻能給人以直觀的感受，有時(shí)反而更有效。

4．?dāng)?shù)據(jù)的處理方法

當(dāng)設(shè)計(jì)人員測(cè)量或調(diào)查的是一個(gè)群體時(shí)，其結(jié)果就會(huì)有一定的離散度，必須運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析處理，才能轉(zhuǎn)化成具有應(yīng)用價(jià)值的數(shù)據(jù)庫，對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生指導(dǎo)意義。

當(dāng)今的工業(yè)設(shè)計(jì)師面臨著多種活動(dòng)和課題，例如：電視資訊、互動(dòng)電視、通用遙控器等，與企業(yè)合作的范圍也很廣，在實(shí)施產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì)過程中，通常采用如下的設(shè)計(jì)程序：

1)建立并運(yùn)用資料庫(這在前面已有論述)；

2)決定研究主題；

3)觀察階段：

*目標(biāo)輪廓*訪識(shí)/觀察*使用模式/議題

4)發(fā)展階段：

*關(guān)鍵議題*產(chǎn)品概念*測(cè)試與評(píng)估

在整個(gè)研究過程中，人機(jī)工程師和工業(yè)設(shè)計(jì)師都必須全程參與，但在各個(gè)階段為主為輔的角色會(huì)有不同。例如：產(chǎn)品概念由工業(yè)設(shè)計(jì)師主導(dǎo)，測(cè)試則由人機(jī)工程師主導(dǎo)，每個(gè)步驟以劇本的形式來串連溝通。每件產(chǎn)品都有各自的在人機(jī)工程學(xué)上的特色，特別是消費(fèi)性產(chǎn)品。以汽車內(nèi)部設(shè)計(jì)來說，就有三個(gè)表達(dá)人機(jī)工程需求的方式：一是操控界面，如方向盤的設(shè)計(jì)；二是座椅及內(nèi)裝設(shè)計(jì)，如一些大客車座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起來的凸包。對(duì)于大多數(shù)的中國人來說，這個(gè)凸包常常是頂在后腦勺，使得身體后靠在椅背時(shí)，不得不稍稍低頭。從設(shè)計(jì)上來說，這道凸包本來是用來墊靠頸部凹處，使人的頭頸更舒服的。問題的出現(xiàn)是由于這些座椅的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)直接從國外引進(jìn)，而生產(chǎn)者又沒有重新考慮中西方人在身材方面的不同，尺寸上完全照搬。結(jié)果西方人墊頸的凸包就頂住了我們的后腦勺；三是情報(bào)溝通系統(tǒng)，如導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安全警報(bào)功能。

第2篇

1設(shè)計(jì)思路

人機(jī)工程學(xué)是指應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的研究方法［1］，起源于歐洲，形成和發(fā)展于美國，20世紀(jì)50年代開始迅速發(fā)展的一門新興邊緣科學(xué)。它從人的生理和心里特性出發(fā)，研究人、機(jī)、環(huán)境的相互關(guān)系和相互作用的規(guī)律，該學(xué)科在其自身的發(fā)展過程中，逐步打破了各學(xué)科之間的界限，以優(yōu)化人－機(jī)－環(huán)境的一門科學(xué)［2］。國外對(duì)垃圾桶設(shè)計(jì)研究較早，一些發(fā)達(dá)國家如德國、美國、荷蘭等，其垃圾桶的設(shè)計(jì)大多考慮人機(jī)關(guān)系［3］，國內(nèi)的垃圾桶設(shè)計(jì)與國外相比還存在差距，且對(duì)垃圾桶的設(shè)計(jì)很少考慮人機(jī)關(guān)系。該設(shè)計(jì)從垃圾桶的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，主要從垃圾桶外觀、結(jié)構(gòu)尺寸、自動(dòng)打包收緊功能、自動(dòng)推袋功能等方面進(jìn)行垃圾桶的設(shè)計(jì)，力求使用的避免用手接觸垃圾，有效防止細(xì)菌通過手傳播，保持室內(nèi)空氣清新。并且垃圾桶的高度及其他尺寸符合人機(jī)工程學(xué)原理，色彩能與周圍環(huán)境相和諧，成為環(huán)境的重要組成部分。其總體設(shè)計(jì)原理如圖1所示。

2環(huán)保垃圾桶的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

2．1垃圾桶的外形設(shè)計(jì)(1)外形尺寸設(shè)計(jì)要使垃圾桶與人之間達(dá)到最優(yōu)化配合，使人不需大幅度改變自己的姿勢(shì)就可順利地將垃圾放到垃圾桶里。經(jīng)研究與垃圾桶有關(guān)的人體尺寸有:立姿時(shí)的肘高、立姿時(shí)手的功能高度、立姿時(shí)雙手功能上舉高，手的長、寬等，見表1［4］。據(jù)人機(jī)工程數(shù)據(jù)圖2、3，當(dāng)人投垃圾時(shí)，保持身體正直，手腕處于順直操作，腰部和腕關(guān)節(jié)處于相對(duì)放松的狀態(tài)。當(dāng)身體彎曲和腕關(guān)節(jié)處于一系列別扭狀態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生腰部及腕部酸痛、手的力量減小等，如長時(shí)間保持這個(gè)狀態(tài)會(huì)引起一些腰部及腕部的綜合癥。根據(jù)對(duì)多款垃圾桶的調(diào)查及垃圾桶的尺寸人機(jī)分析表1，一般的家用便捷垃圾桶的高度應(yīng)為400～550mm。考慮到自動(dòng)打包套袋垃圾桶的功能實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)主要安裝在垃圾桶底部，將會(huì)占用一部分空間，占用的高度定位為100mm。所以垃圾桶的高度應(yīng)取大一些，將垃圾桶的高度定位為500mm。垃圾桶的桶口直徑不應(yīng)過大，在實(shí)際生活中一般生活垃圾偏多，考慮到飲料瓶的投放，垃圾桶投入口的桶口直徑應(yīng)大于垃圾的投放尺寸，垃圾中廢棄飲料瓶的高度一般小于300mm，考慮到自動(dòng)打包套袋垃圾桶要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打包，在垃圾桶投入口處將會(huì)有鋼圈等打包機(jī)構(gòu)，將會(huì)占用一小部分空間，所以垃圾桶的桶口直徑也應(yīng)取大一些，所以將垃圾桶垃圾投入口的直徑定位為350mm。(2)外觀設(shè)計(jì)垃圾桶桶身設(shè)計(jì)要求外觀美觀大方，有一定藝術(shù)性和觀賞性，適合現(xiàn)代綠色環(huán)保的理念。在三維設(shè)計(jì)時(shí)，選用主流CAD軟件Pro/E5.0，其三維外形圖如圖4所示。圖4(a)垃圾桶的桶身正面設(shè)計(jì)有一個(gè)米老鼠圖案。在米老鼠頭像的下面，設(shè)計(jì)為一個(gè)內(nèi)部齒輪傳動(dòng)的保護(hù)罩，而上部分就是用來裝垃圾的。圖4(b)桶身背面設(shè)計(jì)的圖案是一動(dòng)漫《喜羊羊與灰太狼》中灰太狼一家，卡通形象深受小朋友甚至是80，90后的喜愛，給人以溫馨幸福的感覺，整個(gè)桶身的設(shè)計(jì)看起來比較新穎，頗有中西結(jié)合的感覺。滿足現(xiàn)代年輕人的審美需求和有小孩家庭的氛圍營造。垃圾桶的桶蓋設(shè)計(jì)為帽子形狀，易清潔，很有觀賞性，桶蓋上有個(gè)透視孔，可清楚地看到垃圾是否裝滿;蓋上延伸部分，專門為開蓋設(shè)計(jì)，另外，桶蓋上有綠色環(huán)保標(biāo)志，適合現(xiàn)代綠色環(huán)保理念。桶身的背面有兩個(gè)踏板，左邊是踏板一，主要控制打包機(jī)構(gòu)，右邊是踏板二，主要控制推袋機(jī)構(gòu)。踏板的顏色與灰太狼一家的皮膚的顏色相近，顏色協(xié)調(diào)。

2．2垃圾桶的功能實(shí)現(xiàn)(1)打包收緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖5所示，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由踏板一、連桿、棘輪、錐齒輪，直齒輪等部分組成，當(dāng)打包踩踏踏板一時(shí)，人踩踏踏板的力量通過連桿變?yōu)閯?dòng)能，帶動(dòng)棘輪向左運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與之相連的錐齒輪向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)后面的直齒輪作對(duì)應(yīng)的方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，最終將運(yùn)動(dòng)傳遞至垃圾桶上部的鋼圈收緊部分，其主要零件如圖6所示。(2)收緊扎口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)由上述踏板一傳遞至垃圾桶上部的鋼圈收緊部分后，通過轉(zhuǎn)動(dòng)將鋼圈慢慢收緊，最終收緊好的垃圾口部被擠壓到V型卡槽中，對(duì)壓縮好的垃圾進(jìn)行扎扣處理，如圖7所示。3)推袋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推袋機(jī)構(gòu)如圖8，通過踩踏踏板二，運(yùn)動(dòng)由踏板經(jīng)過各個(gè)連桿機(jī)構(gòu)傳遞至推板上，推板與連桿連接處為間隙配合，由銷釘連接，在推出垃圾袋時(shí)不會(huì)翹起，整個(gè)過程保持版面豎直，垃圾也在水平方向被推出，效果圖如圖9。

3結(jié)語

第3篇

（一）課程

《家具設(shè)計(jì)與人體工程學(xué)》是我校把家具設(shè)計(jì)與人體工程學(xué)結(jié)合在一起所開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課。課程共學(xué)時(shí)112學(xué)時(shí)，16學(xué)時(shí)每周，共7周課。課程旨在以項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的方式讓學(xué)生在符合人體工程學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)下進(jìn)行家具設(shè)計(jì)，為“人、家具、環(huán)境”系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供整體思路，為“以人為本”的設(shè)計(jì)思想提供可行方法。筆者長期從事家具與室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)與設(shè)計(jì)實(shí)踐工作先后收集并整理了十幾套相應(yīng)教材，基本可以歸納出課程包含四大部分內(nèi)容：第一部分概述（介紹家具設(shè)計(jì)、人機(jī)工程學(xué)等概念）、第二部分人體工程學(xué)基礎(chǔ)（主要介紹人體工程學(xué)的研究角度、方法和范疇等）、第三部分人體測(cè)量與數(shù)據(jù)的應(yīng)用（側(cè)重講解在家具設(shè)計(jì)中常用的一些人體測(cè)量數(shù)據(jù)）、第四部分人體工程學(xué)與家具設(shè)計(jì)（人體工程學(xué)與家具設(shè)計(jì)的綜合運(yùn)用，結(jié)合案例，比如座椅設(shè)計(jì)、辦公家具設(shè)計(jì)等）。顯然第三、第四部分的內(nèi)容為重點(diǎn)和難點(diǎn)。通過對(duì)本課程教與學(xué)師生調(diào)查問卷，我們總結(jié)了三大印象：第一印象——雜。課程涉及統(tǒng)計(jì)學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、生物力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、環(huán)境生理學(xué)、工程心理學(xué)、時(shí)間與工作研究等十多個(gè)學(xué)科。第二印象——困。課程中需要理解大量的新概念、專業(yè)術(shù)語，再加上幾十組需要學(xué)生識(shí)記的常用人體尺寸統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表，很容易造成“困境”。第三印象——難。人體工程學(xué)（Ergonomics）又叫人體工學(xué)或人類工程學(xué)，人體工程學(xué)是探討人與環(huán)境尺度之間關(guān)系的一門學(xué)科。人體工程學(xué)通過對(duì)人類自身生理和心理的認(rèn)識(shí)，并將有關(guān)的知識(shí)應(yīng)用在有關(guān)的設(shè)計(jì)中，從而使環(huán)境適合人類的行為和需求。人體尺度問題是課程的核心和難點(diǎn)。學(xué)生不僅要掌握人體自身的尺寸，還要掌握人體尺寸在設(shè)計(jì)學(xué)上衍生的人機(jī)尺寸，以及靜態(tài)尺寸和動(dòng)態(tài)尺寸等等。由于存在學(xué)科的跨越和知識(shí)點(diǎn)側(cè)重的問題，很多研究方法和過程都沒有反應(yīng)在教材上，導(dǎo)致教與學(xué)中出現(xiàn)知其然不知所以然的現(xiàn)象。

（二）教師

1.教師過于重視理論講授，教學(xué)手段單一，教學(xué)中與學(xué)生嚴(yán)重脫節(jié)，無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。究其原因教師與學(xué)生課前、課下溝通較少、教師引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生自主研究學(xué)習(xí)不足等原因。

2.教師過于強(qiáng)調(diào)教材，注重理論的全面性，側(cè)重點(diǎn)擴(kuò)展明顯不足，主次內(nèi)容把握不夠準(zhǔn)確。究其原因是教師在本課程及其前后開設(shè)課程了解不足，導(dǎo)致了課堂上內(nèi)容重復(fù)、或者涉獵不足等問題。

3.教師教學(xué)中實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)處理不當(dāng)。常常出現(xiàn)理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)課時(shí)分配不合理、理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)不能同步或者錯(cuò)位、實(shí)踐教學(xué)手段單一、案例剖析不到位等問題。

4.教師教學(xué)之余提升自身專業(yè)素養(yǎng)不夠。凡事淺嘗輒止，學(xué)術(shù)專研缺乏耐心和恒心。

（三）學(xué)生

1.積極主動(dòng)性不夠，被動(dòng)學(xué)習(xí)情緒明顯。究其原因是由于學(xué)生階段性學(xué)習(xí)專業(yè)深入度不夠，設(shè)計(jì)體驗(yàn)不足，影響其對(duì)人體工程學(xué)在專業(yè)領(lǐng)域重要性的正確認(rèn)識(shí)。

2.無法從理論中聯(lián)系到實(shí)踐運(yùn)用。究其原因是許多學(xué)校對(duì)人體工程學(xué)重視不夠，然后錯(cuò)誤地反應(yīng)在教師的教學(xué)中，直接影響了學(xué)生對(duì)待課程的態(tài)度。許多教師把人體工程學(xué)作為一門理論課來講授，最終以理論考試的方式作為結(jié)課考核。導(dǎo)致的結(jié)果是學(xué)生一開始就把精力用在備考上，對(duì)相關(guān)概念和知識(shí)只停留在記憶階段而不是理解和掌握。

3.基礎(chǔ)不足，價(jià)值觀有余。我國大部分藝術(shù)類考生的理科基礎(chǔ)、邏輯思維能力普遍較差，思維方式較感性，然而《家具設(shè)計(jì)與人體工程學(xué)》這門課程理科屬性傾向較重，讓很多學(xué)生望而卻步。加上大部分藝術(shù)類考生自入學(xué)前價(jià)值觀就出現(xiàn)了偏頗，他們認(rèn)為上大學(xué)就是為了混文憑、考證書，至于專業(yè)好不好無所謂。這樣一來《家具設(shè)計(jì)與人體工程學(xué)》這種課程很容易被學(xué)生忽略掉，表現(xiàn)為測(cè)試作弊、設(shè)計(jì)作業(yè)馬虎應(yīng)付。

（四）課程環(huán)境

課程環(huán)境對(duì)于一個(gè)專業(yè)、一門課、一位老師、一個(gè)學(xué)生來講都是相當(dāng)重要的。以家具設(shè)計(jì)與人體工程學(xué)為例，在學(xué)校專業(yè)成立初始，課程環(huán)境幾乎為零。那時(shí)候如果老師上課連多媒體教室都無法實(shí)現(xiàn)，那么當(dāng)量的優(yōu)秀案例圖片改如何向?qū)W生展示并講解。家具設(shè)計(jì)與人體工程學(xué)這門課程重點(diǎn)在培養(yǎng)學(xué)生的家具設(shè)計(jì)造型能力，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)在“適合人的尺度”的思維模式下進(jìn)行家具設(shè)計(jì)創(chuàng)作，所以教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)該是突出體驗(yàn)教學(xué)。這種體驗(yàn)教學(xué)，不能局限在學(xué)生的想象階段，不能僅僅依靠手繪或者電腦模擬效果圖的制作來完成的。理想的體驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該是學(xué)生能在學(xué)習(xí)課程的時(shí)候能超越識(shí)記，掌握人體工程學(xué)的研究方法，明確設(shè)計(jì)是為人的設(shè)計(jì)的真正含義，能夠通過圖紙把自己的設(shè)計(jì)很好的表達(dá)出來并完成家具1：1模型，然后能充分的調(diào)動(dòng)各感官機(jī)能，完成對(duì)模型的修改，完善設(shè)計(jì)。我校地處河南信陽市，2006年藝術(shù)系開設(shè)了家具設(shè)計(jì)方向，到今天已經(jīng)有了8年的光陰。發(fā)展八年學(xué)校基本建立了美術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室、模型制作實(shí)訓(xùn)室、計(jì)算機(jī)CAD設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室、手木工制作實(shí)訓(xùn)室等，應(yīng)該可以說小有所成、初具規(guī)模了。但從我校家具設(shè)計(jì)方向歷屆畢業(yè)生就業(yè)調(diào)查反饋表來看，凸出問題表現(xiàn)在畢業(yè)生崗位概念模糊、崗前緊張、專業(yè)能力局限在方案設(shè)計(jì)和手工模型中、對(duì)于家具設(shè)計(jì)到家具生產(chǎn)過渡斷裂等問題。所以學(xué)校離培養(yǎng)高度市場(chǎng)適應(yīng)性應(yīng)用型人才成功轉(zhuǎn)型還需要走很長一段距離，這需要全校師生以及“多方來助”的情況下才能逐步實(shí)現(xiàn)。完整的家具設(shè)計(jì)課程環(huán)境處了學(xué)校自身軟硬件環(huán)境以外，還應(yīng)該包含校企合作環(huán)境、校政扶持和監(jiān)督環(huán)境、校與校來往學(xué)習(xí)合作共榮環(huán)境等。

二、家具設(shè)計(jì)與人體工程學(xué)教學(xué)有感

（一）緣起藤和竹

我校西鄰“長淮明珠”南灣湖，南望“云中公園”雞公山，校園內(nèi)山清水秀，花木交蔭，綠圍翠繞，景色宜人。山上有豐富的自然資源，其中最多的就是滿上的竹林和成片的老樹古藤。2012年學(xué)校土建動(dòng)土，建設(shè)一些新校施，原本山上的野生的滿山竹林和老藤，被一車車的拉往垃圾站焚燒殆盡，在筆者的眼里這是暴殄天物的行徑。在家具史上，能工巧匠用老藤和竹子編制出了多少會(huì)計(jì)人口、流傳古今的家具，多少作品在今天的世界非物質(zhì)文化的收藏典籍中成為經(jīng)典。回想多年前，大學(xué)時(shí)期到教師階段，學(xué)生階段最痛苦的是每次家具設(shè)計(jì)課都要花好多錢購買各種各樣的模型制作材料，但制作出來的模型效果多少會(huì)讓人聯(lián)想到水晶宮時(shí)期的矯揉造作、粗制濫造的感覺。原因是我們制作模型購買的大部分是模型卡、ABS板、KT板、噴漆、石膏等工業(yè)模型材料，它們除了能粗糙的表達(dá)出家具設(shè)計(jì)的造型形態(tài)之外，別說結(jié)構(gòu)，就是簡(jiǎn)單的接縫收口都很難到位的。當(dāng)然這些材料制作完模型之后，本身材料的固有色是很難看的，沒有任何保留的價(jià)值，所以還得用噴漆給制作好的家具模型賦予“五顏六色”的外衣。一個(gè)個(gè)原本制作還算精致的模型，披上噴漆外衣之后，儼然成了一個(gè)七彩家具王國。最讓師生感覺頭大的事，噴漆對(duì)環(huán)境的污染——刺鼻的氣味加上斑駁的漆影到處可見。現(xiàn)在教師階段強(qiáng)烈的責(zé)任感在一次次的逼近，告誡自己不能“重蹈覆轍”。回看我們的祖輩，他們用無數(shù)的驚世之作一次次的想我們呈現(xiàn)自然材料的無窮魅力和價(jià)值。竹子特有的質(zhì)地、中空的結(jié)構(gòu)、快速的生長率（竹子2-3年可以成才）、竹黃和竹青的特殊性、竹結(jié)之美等等，竹子有太多太多的研究?jī)r(jià)值。老藤的最大的特點(diǎn)是它的韌度好、質(zhì)感美、自然古樸形態(tài)美。竹子和老藤都不需要噴漆和上色，這也是它們作為家具模型制作最佳材料的優(yōu)勢(shì)之一。于是藤和竹的研究首次在家具設(shè)計(jì)與人體工程學(xué)的模型制作上全面展開。

（二）果成竹與藤

家具設(shè)計(jì)與人體工程學(xué)在教學(xué)上筆者一改傳統(tǒng)教學(xué)常態(tài)，主張以“理論講解為輔，團(tuán)隊(duì)研究為主”的課程教學(xué)方案，事實(shí)證明效果很好。以其中“人機(jī)工程學(xué)與座椅設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)為例：

1.全班分位若干小組，每個(gè)小組控制在3-5人，落實(shí)名單；

2.每個(gè)小組至少收集2個(gè)較具典型代表的座椅作品，可以市場(chǎng)購買或者家中鄰里收集，方式不限；

3.學(xué)生陳述作品來源，教師點(diǎn)評(píng)，每小組確定2個(gè)最典型作品；

4.解構(gòu)作品，通過對(duì)作品的拆解、使用體驗(yàn)，弄清其結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、工藝以及作品的優(yōu)缺點(diǎn)分析，并在A3圖紙上表達(dá)清楚；

5.完成原始圖紙，教師點(diǎn)評(píng)，針對(duì)優(yōu)缺點(diǎn)分析，根據(jù)人體工程學(xué)所學(xué)知識(shí)，完成設(shè)計(jì)改良；

6.教師點(diǎn)評(píng)，完善改良方案，制作1：1家具模型，材料竹子、古藤。

三、結(jié)語

第4篇

【關(guān)鍵詞】人機(jī)工程 GUI 設(shè)計(jì)

一、人機(jī)工程學(xué)的學(xué)科內(nèi)容

人機(jī)工程學(xué)是一門研究人類、機(jī)器和環(huán)境之間相互作用的學(xué)科，它主要目的是為了使設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備或者人機(jī)系統(tǒng)能夠滿足人的生理和心理特征，使其能夠更好的為人類服務(wù)。在工業(yè)設(shè)計(jì)中，我們通常將其定義為：對(duì)于成批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，憑借專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及視覺感受等賦予其材料、結(jié)構(gòu)、色彩等新的品質(zhì)和資格。人機(jī)界面是人和機(jī)器在交互過程中非常重要的一個(gè)層面，也可以稱之為用戶界面。它是人和機(jī)器之間進(jìn)行通信的媒介，負(fù)責(zé)信息的輸入和輸出，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響用戶的使用效果，是現(xiàn)代設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)方面。

二、GUI的設(shè)計(jì)及色彩的特征

（一）GUI設(shè)計(jì)的流程

對(duì)于一個(gè)完整的用戶界面設(shè)計(jì)包括其啟動(dòng)界面的設(shè)計(jì)、軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)、相應(yīng)按鈕的設(shè)計(jì)、面板的設(shè)計(jì)、菜單的設(shè)計(jì)以及圖標(biāo)和滾動(dòng)條的設(shè)計(jì)等等。跟其他產(chǎn)品一樣其設(shè)計(jì)的過程非常復(fù)雜，包括前期的調(diào)研、總體設(shè)計(jì)、具體設(shè)計(jì)和實(shí)施[1] [2]，是一個(gè)需要循環(huán)測(cè)試和評(píng)估的設(shè)計(jì)過程。

（二）色彩在GUI設(shè)計(jì)中的作用

在人機(jī)界面使用過程中，色彩對(duì)人類的影響最為重要，會(huì)受到人們的首先關(guān)注，其次才是形狀或者其他。所以對(duì)于人類來說色彩直接影響著其精神感受，在設(shè)計(jì)的過程中就要考慮到用戶的審美觀，使用戶在使用的過程中產(chǎn)生舒適感和美感。

GUI的設(shè)計(jì)可以分為網(wǎng)頁和軟件兩種不同的類型，其設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)色彩的選擇也不盡相同。在網(wǎng)頁的色彩設(shè)計(jì)過程中有很大面積的色塊區(qū)域，其像素空間也較大，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)色彩時(shí)有較大的發(fā)揮空間。但是在對(duì)軟件的GUI設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到工程類的嚴(yán)謹(jǐn)性和專業(yè)性，目前大多數(shù)采用了灰色作為其背景色，那么對(duì)于其圖標(biāo)的色彩設(shè)計(jì)就會(huì)受到很大的限制，且其色彩不宜超過64色。在整個(gè)GUI設(shè)計(jì)中首先要做到簡(jiǎn)單明了，對(duì)用戶起到引導(dǎo)的作用，引導(dǎo)用戶得到正確的聯(lián)想和操作。其次還要保證色彩的柔和性，降低不同區(qū)域間的對(duì)比度，使用戶在使用的過程中不會(huì)感覺眼睛疲勞。

（三）人機(jī)交互界面色彩的選擇

在進(jìn)行人機(jī)界面的色彩選擇時(shí)首先要明確主色調(diào)，以體現(xiàn)界面的主題。在工業(yè)設(shè)計(jì)中一般選擇淺灰色、淺黃色、淺藍(lán)色以及淺綠色等淺顏色的背景，再配以深色系的字，這樣既能夠突出重點(diǎn)，又能夠得到大多數(shù)人的認(rèn)可。對(duì)于人機(jī)界面中其他的一些內(nèi)容不宜選用搶眼的顏色，否則就會(huì)喧賓奪主，當(dāng)然并不是完全不能應(yīng)用，為了突出強(qiáng)調(diào)某些因素可以采用明亮的色彩，但是不能使用太多，否則就會(huì)適得其反，達(dá)不到強(qiáng)調(diào)的效果[3]。

在進(jìn)行色調(diào)選擇時(shí)一般要考慮一下三點(diǎn)：

1.暖色調(diào)一般會(huì)給人一種溫暖的效果，冷色調(diào)則相反，使人感到冷清。

2.高彩度的暖色調(diào)給人刺激和興奮，低彩度的冷色調(diào)能夠使人平靜思索。

3.高明色調(diào)使人感覺清爽、明快，低明色調(diào)則使人感覺深沉和莊重。

在選擇顏色進(jìn)行背景色搭配時(shí)一樣不能使用對(duì)比強(qiáng)烈的色彩；使用大面積顏色時(shí)要選用低對(duì)比度的背景，否則會(huì)影響其圖片和文字的辨別，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生互溶現(xiàn)象，使圖片和文字不容易被辨識(shí)。例如在進(jìn)行標(biāo)題背景色設(shè)計(jì)時(shí)可以采用較深的顏色，配以鮮明的字體，這樣一方面可以吸引用戶的注意力，另一方面起到了突出界面主題的作用[4]。

三、人機(jī)工程學(xué)在GUI設(shè)計(jì)中的重要作用

設(shè)計(jì)的目的是為了更好的為人類服務(wù)，所以人是設(shè)計(jì)中首先要考慮的因素。人機(jī)工程學(xué)也是把人作為第一要素來考慮，它在GUI設(shè)計(jì)中的作用可以簡(jiǎn)單的概括為以下三個(gè)方面：

（一）提供人體尺度參數(shù)。人體工程學(xué)是人際工程學(xué)中研究中一個(gè)重要的方向，為GUI的設(shè)計(jì)提供人體結(jié)構(gòu)尺度、生理尺度以及心理尺度等相關(guān)數(shù)據(jù)，從而為設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)人機(jī)界面提供可靠地參考依據(jù)。

（二）提供功能合理性設(shè)計(jì)參數(shù)。在設(shè)計(jì)過程中為設(shè)計(jì)者提供界面中各個(gè)要素的形狀、大小以及色彩和布局等的參數(shù)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)人和機(jī)器之間通信功能的最優(yōu)化，進(jìn)而最大限度的適應(yīng)人類心理和生理需求。

（三）提供系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。人機(jī)工程學(xué)是研究人和機(jī)以及機(jī)所處的環(huán)境一門科學(xué)，人機(jī)工程學(xué)的原理存在于用戶界面設(shè)計(jì)的每一個(gè)過程中。在這個(gè)完整的人機(jī)系統(tǒng)中系統(tǒng)要能夠?yàn)橛脩籼峁├^續(xù)、后退和退出等命令的說明[5]。

四、設(shè)計(jì)實(shí)例

在這次設(shè)計(jì)中我們以一款兒童英語學(xué)習(xí)軟件為例進(jìn)行，設(shè)計(jì)了其登陸界面和一系列圖標(biāo)，其界面色彩豐富、圖標(biāo)的可指示性強(qiáng)。

上述圖標(biāo)和界面的設(shè)計(jì)主要采用了黃色調(diào)作為主色調(diào)，能夠給人一種活潑、燦爛和可愛的感覺。對(duì)于兒童英語課程的學(xué)習(xí)來說其用戶主要是兒童，這種色調(diào)的選擇可以使其在使用過程中感到喜歡，增加了其愉快度，從而能夠更好的幫助兒童學(xué)習(xí)英語。

五、結(jié)論

論文以人機(jī)工程學(xué)為基礎(chǔ)，對(duì)其在GUI設(shè)計(jì)中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了闡述，介紹了基于人機(jī)工程學(xué)的GUI界面設(shè)計(jì)的方法，并且介紹了色彩在界面設(shè)計(jì)中的重要作用和如何選擇合適的色彩以達(dá)到更好的效果。在文章的最后做著還給出了一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例，驗(yàn)證了人機(jī)工程軟件界面設(shè)計(jì)方法的指導(dǎo)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]何曉佑.產(chǎn)品設(shè)計(jì)程序與方法.北京：中國輕工業(yè)出版社，2000.

[2]Jeffrey L.Whitten，Lonnie D.Bentley，Victor M.Barlow.System Analysis and Design Methods. Von Hoffmann Press，1994.

[3]姜葳，用戶界面設(shè)計(jì)研究，浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文[M].2006年3月。

第5篇

關(guān)鍵詞 駕駛艙設(shè)計(jì);人機(jī)工程

中圖分類號(hào)：U46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）21-0072-01

1 緒論

人機(jī)工程駕駛艙設(shè)計(jì)中的重要性：

科技的發(fā)展促使著各行各業(yè)都逐漸向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。在以前需要人為完成的工作在當(dāng)今時(shí)代很大部分都能夠由計(jì)算機(jī)來自動(dòng)完成，而且比人工完成的速度更快、精確度更好，這就使得人機(jī)之間的關(guān)系發(fā)生了轉(zhuǎn)變。在現(xiàn)今人工智能技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被人們熟練的應(yīng)用機(jī)的操作中，但是不管技術(shù)如何先進(jìn)，人依舊是操作的主體，在整個(gè)過程中依舊起著決定性的作用。因此，為了更好的將飛機(jī)的作用發(fā)揮出來，必須要對(duì)人的體力、心理、生理等對(duì)人們產(chǎn)生影響的因素做到充分的考慮，使飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)適合人的要求，構(gòu)成以人為中心的統(tǒng)一的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)。

2 人機(jī)工程在駕駛艙設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

人機(jī)工程學(xué)是按照人的特性來設(shè)計(jì)和優(yōu)化人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)。其主要目的是使人能安全、健康、舒適和有效地進(jìn)行工作。

人機(jī)工程學(xué)與航空技術(shù)的結(jié)合，是人機(jī)工程學(xué)研究和應(yīng)用的一個(gè)極其重要的方面。在航空技術(shù)（如飛機(jī)駕駛艙）的人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，無論是人機(jī)分工、人機(jī)界面設(shè)計(jì)，引入人機(jī)工程學(xué)的原理和方法，并滲入到航空技術(shù)設(shè)計(jì)之中，進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)，會(huì)進(jìn)一步提高人機(jī)系統(tǒng)整體優(yōu)化水平。

2.1 人機(jī)工程學(xué)發(fā)展概況

人機(jī)工程學(xué)作為一門科學(xué)，其建立和發(fā)展僅50余年。

第一次世界大戰(zhàn)至第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事的需要，使用了飛機(jī)、潛艇等現(xiàn)代化設(shè)備，開始重視兵員的選拔和訓(xùn)練，人機(jī)關(guān)系有所改善，主要是使人去適應(yīng)已定型的機(jī)器裝備。

第二次世界大戰(zhàn)至20世紀(jì)60年代，由于新設(shè)計(jì)的武器裝備不符合人的生理心理特點(diǎn)，即使經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的人也難以適應(yīng)，并經(jīng)常發(fā)生事故，從而促使人們把人機(jī)匹配的研究方向從過去的由人適應(yīng)機(jī)器轉(zhuǎn)向使機(jī)器適合于人。1959年，國際人類工效學(xué)學(xué)會(huì)（IEA）正式成立，標(biāo)志著人機(jī)工程學(xué)已發(fā)展成為一門成熟的學(xué)科。

20世紀(jì)70年代后，人機(jī)工程已滲透至各個(gè)行業(yè)，且在高新技術(shù)領(lǐng)域中予以應(yīng)用。1975年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）成立了人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC 159），標(biāo)志著人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新階段。

人機(jī)工程學(xué)在我國起步較晚，20世紀(jì)70年代末才確立起來并獲得蓬勃發(fā)展，1989年，中國人類工效學(xué)學(xué)會(huì)（CES）成立，并于1992年被國際人類工效學(xué)學(xué)會(huì)（IEA）接納為正式成員，標(biāo)志著我國的人機(jī)工程學(xué)已進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。

2.2 人機(jī)工程設(shè)計(jì)

人機(jī)工程在飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)中應(yīng)用的目的是提高駕駛員操作效率、減輕駕駛員工作負(fù)荷，以確保系統(tǒng)的安全可靠。飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)對(duì)人機(jī)性能有兩方面的要求：1）客觀的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)原則;2）對(duì)這些設(shè)計(jì)原則的正確履行，使之在設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)化為駕駛艙的布局、尺寸、形態(tài)等各項(xiàng)指標(biāo)中合理的人機(jī)數(shù)據(jù)。

2.2.1 人機(jī)工程設(shè)計(jì)原則

人機(jī)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的原則是安全、高效、舒適，這三個(gè)要求是相輔相成的。

安全是人機(jī)界面設(shè)計(jì)的第一原則，評(píng)估人機(jī)界面的安全性主要從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行：是否對(duì)飛行員有直接的生理傷害;是否易于造成飛行員的錯(cuò)誤;提供一個(gè)友好的顯示界面;飛行員要能夠迅速有效地控制各個(gè)系統(tǒng)。

駕駛艙人機(jī)界面的舒適程度不僅僅關(guān)乎于駕駛?cè)藛T的感覺，同時(shí)能夠影響到他們的心理及生理。這對(duì)于駕駛?cè)藛T能力的發(fā)揮有很大的影響，甚至間接的影響到飛行的安全問題，因此，對(duì)此我們必須加以重視。

在設(shè)計(jì)駕駛艙人機(jī)界面的過程中，設(shè)計(jì)人員通常首先考慮的都是高效原則，將設(shè)計(jì)的功能和性能作為首要問題進(jìn)行考慮，而對(duì)安全以及舒適度放在了次位，或者沒有做到足夠重視。其實(shí)在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，這三者之間是緊密相關(guān)、互相影響的。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)三方面通盤考慮，突出重點(diǎn)。同時(shí)應(yīng)該加大科研投入，設(shè)計(jì)出飛行員喜歡的人機(jī)界面。

2.2.2 人機(jī)工程在飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1）人體尺寸數(shù)據(jù)庫及人體建模。

隨著CAD、CATIA等計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件的飛速發(fā)展，在飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)中，越來越多的用到人體模型。人體模型的建立，需要廣泛搜集人體尺寸數(shù)據(jù)，并建立人體尺寸數(shù)據(jù)庫及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。我國在2003年了飛行員專用標(biāo)準(zhǔn)《中國男性飛行員人體尺寸》GJB4856-2003。

利用飛行員的人體尺寸數(shù)據(jù)，可以在CATIA等軟件中構(gòu)建人體模型，來優(yōu)化駕駛艙設(shè)計(jì)，使整個(gè)人機(jī)系統(tǒng)中的人和機(jī)器合理匹配。

2）操縱臺(tái)、儀表板和座椅等設(shè)計(jì)。

駕駛員眼位確定后，在進(jìn)行操縱臺(tái)、儀表板和座椅等設(shè)計(jì)時(shí)需考慮駕駛員視野要求、駕駛員對(duì)操縱器件的可達(dá)性要求等。

在駕駛員眼位確定的前提下，應(yīng)根據(jù)駕駛員坐姿身體尺寸設(shè)計(jì)操縱臺(tái)、儀表板的位置及傾斜角度，將安全操作所需要進(jìn)行觀察辨認(rèn)的所有顯示器和控制器提供給駕駛員。使他們?cè)谛枰^察一個(gè)控制器或顯示器時(shí)不需要移去一個(gè)障礙物或重新調(diào)節(jié)座椅，滿足第5百分位到第95百分位的駕駛員可視性、可達(dá)性要求。

飛機(jī)座椅屬于工作用座椅，在座椅設(shè)計(jì)時(shí)，通過以往的飛機(jī)各元件人機(jī)工程設(shè)計(jì)原理和相關(guān)試驗(yàn)，按照駕駛員坐姿身體尺寸設(shè)計(jì)座高、座寬、座深、座面傾角、靠背、靠背傾角、扶手高度和坐墊，滿足第5百分位到第95百分位的駕駛員可達(dá)性要求。

3）可達(dá)性、可視性評(píng)估驗(yàn)證。

采用電子模型與實(shí)體模型相結(jié)合的方法，供飛行員體驗(yàn)新飛機(jī)駕駛艙，對(duì)可視性和可達(dá)性進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

利用CATIA等軟件設(shè)計(jì)1：1的飛機(jī)駕駛艙模型，并用CATIA軟件中的人機(jī)工程模塊進(jìn)行駕駛姿勢(shì)評(píng)價(jià)、視域分析和可達(dá)性仿真驗(yàn)證，對(duì)駕駛艙的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估和完善，能夠有效的縮短研制的周期并降低研制成本，給飛行員建立一個(gè)舒適、安全的飛行環(huán)境。

3 未來人機(jī)工程在駕駛艙設(shè)計(jì)中應(yīng)用展望

盡管目前我們已經(jīng)將CITTA等軟件的人機(jī)工程設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證應(yīng)用于設(shè)計(jì)駕駛艙的過程中，但是就現(xiàn)實(shí)情況而言還不能夠完全的滿足駕駛員體驗(yàn)駕駛艙的要求，而且因?yàn)檐浖猩傻娜梭w模型沒有穿著衣物，這樣對(duì)衣物尺寸的設(shè)計(jì)會(huì)有很大的影響。虛擬座艙的適時(shí)出現(xiàn)能很好的解決這一問題。

虛擬座艙是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在航空領(lǐng)域的重要應(yīng)用。虛擬座艙有臨境性、交互性和想象力的特點(diǎn)，能使人進(jìn)入一種封閉的虛擬環(huán)境，通過人機(jī)接口輸出3維視覺、聽覺和觸覺信息，多通道刺激人的感官，從而使人在頭腦中形成身臨現(xiàn)實(shí)環(huán)境的感覺;同時(shí)，又能接受人的手指動(dòng)作、話音、頭眼指向等多通道控制信息，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

參考文獻(xiàn)

第6篇

論文摘要：論述了基于虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式和虛擬環(huán)境的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、人機(jī)工程分析、形態(tài)組構(gòu)、設(shè)計(jì)管理等產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，認(rèn)為在 現(xiàn)代 工業(yè)設(shè)計(jì)中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將極大地加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，降低產(chǎn)品開發(fā)的成本，對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新有著巨大影響。

0 引言

虛擬現(xiàn)實(shí) vr (virtual reality)是一種高度逼真的模擬人在 自然 環(huán)境 中的視 、聽、動(dòng)等行為 的人機(jī)界面。 簡(jiǎn)單地說，是一種可 以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的 計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是 20世紀(jì)末興起的一 門新的綜合性信息技術(shù) ，它融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù) 、人工智能、人機(jī)接口技術(shù) 、數(shù)字圖像處理 、 網(wǎng)絡(luò) 技術(shù) 、傳感器技術(shù)及高度并行的實(shí)時(shí)計(jì)算等技術(shù)，它不僅指那些戴著頭盔和手套的技術(shù)，而且還包括一切與之有關(guān)的具有 自然模擬、逼真體驗(yàn)的技術(shù)和方法 ，它的根本目標(biāo)就是達(dá)到真實(shí)體驗(yàn)和基于 自然技能的人機(jī)交互。

工業(yè)設(shè)計(jì)是建立在 科學(xué) 技術(shù)基礎(chǔ)之上 ，以賦予工業(yè)產(chǎn)品 藝術(shù) 性為目的的一項(xiàng)感性思維和理性思維相互融合的工作。工業(yè)設(shè)計(jì)的程序有具體的方法和整體的戰(zhàn)略進(jìn)行指導(dǎo)和支持，不同國家、不同時(shí)期面對(duì)不同的設(shè)計(jì)對(duì)象時(shí)，工業(yè)設(shè)計(jì)的程序與方法也是各不相同，大體上有以下幾種：創(chuàng)新設(shè)計(jì)法 、人機(jī)工程學(xué)法 、形態(tài)組構(gòu)法 、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 、caid方法 、價(jià)值工程與價(jià)值創(chuàng)新法、設(shè)計(jì)管理法等  。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入工業(yè)設(shè)計(jì)中，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段利用虛擬數(shù)字模型方便快速地進(jìn)行各種調(diào)查和試驗(yàn)，可以取得適用面更廣、更接近真實(shí)狀態(tài)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí)，建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作將更具科學(xué)性和客觀性，給工業(yè)設(shè)計(jì)的方法論 以新的理念。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀

1．1 國外的研究情況

隨著虛擬技術(shù)的不斷成熟與 發(fā)展 ，一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在很多領(lǐng)域 中應(yīng)用了虛擬設(shè)計(jì) ，也成立了許多與虛擬技術(shù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室、課題組，其中著名的有美 國貝卡羅來那大學(xué)(unc)的計(jì)算機(jī)系 ，其主要的研究課題是物理建模與仿真項(xiàng)目和建筑漫游項(xiàng) 目，此外還有美 國的密歇根大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，主要研究 vr在轎車車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用。瑞士蘇黎士理工大學(xué)計(jì)算機(jī)圖形實(shí)驗(yàn)室主要的研究課題包括動(dòng)畫與虛擬平臺(tái)、協(xié)同虛擬環(huán)境 (collaborative virturalenvironment)等。美國宇航局(nasa)的ames研究中心利用流行的液晶現(xiàn)實(shí)技術(shù)和其它零部件研制出了虛擬飛行器，彌補(bǔ)了飛行模擬器成本過高的不足。美國麥道飛機(jī)公司采用沉浸式的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行新型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助設(shè)計(jì)。

1．2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀

相對(duì)于國外虛擬設(shè)計(jì)的發(fā)展。國內(nèi)虛擬技術(shù)的研究和應(yīng)用還比較落后。自20世紀(jì) 80年代 vr技術(shù)開始起步以來，至今我國在 vr的基礎(chǔ)圖形技術(shù)領(lǐng)域 已經(jīng)具備了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國已有 34家科研機(jī)構(gòu)、高等院校和 企業(yè) 正在開展虛擬制造技術(shù)的研究、開發(fā)及初步的示范應(yīng)用工作 ，有 4家企業(yè)參與了這種新的探索，其主要的研究?jī)?nèi)容包括：① 產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)；② 熱加工工藝模擬；③加工過程、裝配過程的仿真；④ 虛擬軸機(jī)床和虛擬量?jī)x的研制和開發(fā)；⑤虛擬企業(yè)。總體來看，我國虛擬制造技術(shù)的研究多數(shù) 是在原先的cad／cam 及仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，而系統(tǒng) 、全面的虛擬制造技術(shù)的研究尚未開展，還很少能將成熟的虛擬技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際開發(fā)中，尤其在產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，虛擬技術(shù)還未發(fā)揮出它應(yīng)有的作用，應(yīng)用水平遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。由此來看，我國重視產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平的提升，將虛擬技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)領(lǐng)域已成為當(dāng)前國內(nèi)產(chǎn)品開發(fā)的重要環(huán)節(jié)。

2 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的工業(yè)設(shè)計(jì)方法

2．1 創(chuàng)新設(shè)計(jì)法

創(chuàng)新是工業(yè)設(shè)計(jì) 的靈魂所在。當(dāng)代社會(huì) 經(jīng)濟(jì) 條件下 ，市場(chǎng)產(chǎn)品沒有創(chuàng)新就猶如失去了靈魂，很難在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手如林的市場(chǎng)上取得優(yōu)勝。在當(dāng)今全新 的經(jīng)濟(jì)背景下，設(shè)計(jì)創(chuàng)新將引導(dǎo)消費(fèi)、把握機(jī)遇，成為決定產(chǎn)品生命力的重要條件之一，以思維創(chuàng)新、行為創(chuàng)新、方式創(chuàng)新為核心的工業(yè)設(shè)計(jì)將在企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過程中扮演著舉足輕重的角色。如圖 1、2所示 ，在傳統(tǒng) 的工業(yè)設(shè)計(jì)中，人們一直沿用著平面 圖來表達(dá)設(shè)計(jì)思想。即使應(yīng)用計(jì)算 機(jī)三維 軟件，最終也只能得到某個(gè)視角的立體效果圖，難以真實(shí)完整地表達(dá) 出設(shè)計(jì)者的意圖。而基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的工業(yè)設(shè)計(jì)方法將 以數(shù)字化的三維模型作為設(shè)計(jì)思想的載體，全面表達(dá)設(shè)計(jì)者的意圖。人們可以根據(jù)自己的需要任意放大、旋轉(zhuǎn)模型 ，主動(dòng)索取信息，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè) 計(jì)由 面表達(dá) 向體表達(dá) 的突破 ，使設(shè)計(jì)師有更充裕 的時(shí)間來考慮設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié) 問題這無疑對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的方法創(chuàng)新帶來了革命性的沖擊如圖 3所示。

此外 ，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，將可以構(gòu)建一個(gè)全新的開放式設(shè)計(jì)平臺(tái)，以三維數(shù)字化模型作為設(shè)計(jì)思想的載體 ，全面表達(dá)設(shè)計(jì)者的意圖。打破地域限制，實(shí)現(xiàn)用戶與設(shè)計(jì) 、開發(fā)人員的良好溝通和互動(dòng)。

2．2 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)品人機(jī)工程分析

(1)人機(jī)工程學(xué)參數(shù)的采集與分析。傳統(tǒng)的人機(jī)工程學(xué)在參數(shù)的采集和分析中存在諸多問題：①采樣數(shù)量 、測(cè)量和數(shù)據(jù)分析的工作量均很大，且成本高 、周期長；②無法進(jìn)行動(dòng)態(tài)修訂；③缺乏對(duì)于企業(yè)具體產(chǎn)品的針對(duì)性；④參數(shù)多為二維模型。若在具體的采集和分析中使用三維掃描技術(shù) (獲取靜態(tài)三維數(shù)據(jù) )、 動(dòng)作捕捉技術(shù) (獲取動(dòng)作特征數(shù)據(jù))，即可生成虛擬被試三維動(dòng)態(tài)數(shù)字模型 。這些數(shù)字模型在被更新前一直可以 “活在”虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)平臺(tái)上，通過對(duì)虛擬被試三維動(dòng)態(tài)數(shù)字模型的關(guān)鍵點(diǎn)控制 ，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的不斷更新。 (2)虛擬人機(jī)工程設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 。虛擬人機(jī)工程設(shè)計(jì)借助于虛擬樣機(jī) (virtual prototype)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì) ，故也稱其為虛擬人機(jī)工程學(xué)環(huán)境。設(shè)計(jì)人員和不同技術(shù)背景的人可以直觀地觀察到各種虛擬人體三維數(shù)字模型的實(shí)時(shí)情況，精確研究產(chǎn)品的人機(jī)工程學(xué)參數(shù) ，直接與設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行交互，并評(píng)價(jià)產(chǎn)品的性能。

在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人機(jī)系統(tǒng)中，人是操作者 ，機(jī)器只是被動(dòng)的反應(yīng) ，而在虛擬產(chǎn) 品設(shè)計(jì)的人機(jī)系統(tǒng)中，人成為主動(dòng)參與者 ，復(fù)雜系統(tǒng)中可能有許多參與者共同在以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的虛擬環(huán)境中協(xié)同工作。在基于人機(jī)工程的傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，人機(jī)分析和評(píng)價(jià)必須是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后的樣機(jī)模型中或者在試制的產(chǎn)品中進(jìn)行．而在基于人機(jī)工程的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，人機(jī)設(shè)計(jì)分析評(píng)價(jià)又是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中可以同時(shí)進(jìn)行，也可與產(chǎn)品使用者進(jìn)行各種實(shí)時(shí)的交互。

如圖 4所示．基于人機(jī)工程的傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人機(jī)評(píng)價(jià)是在樣品試制后才進(jìn)行，若人機(jī)評(píng)價(jià)結(jié)果達(dá)不到要求 ，就需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì) 和樣 品試 制 ，再進(jìn)行人機(jī)評(píng)價(jià)，這樣反復(fù)循環(huán)指導(dǎo)方能達(dá)到要求，這種評(píng)價(jià)方式既浪費(fèi)時(shí)間又耗費(fèi)資源。而圖 5基于人機(jī)工程的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過程采用協(xié) 同并行式，人機(jī)設(shè)計(jì) 、人機(jī)仿真和人機(jī)評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)交互式。不需要樣品試制的過程 ，而且和虛擬加工 、虛擬制造形成并行 ，大大 的節(jié)省 了時(shí) 間和資原，也加快 企業(yè) 新產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程。

2.3形態(tài)組構(gòu)法

有研究表明，“看”是人類五種感覺中最為重要的感覺，因此，形態(tài)與色彩在設(shè)計(jì)中占據(jù)著尤為關(guān)鍵的地位。嶄新符號(hào)的合理創(chuàng)造，依賴于深入觀察理解生活與 自然 形態(tài)，及隨后進(jìn)行的創(chuàng)造性抽象思維活動(dòng)。這里需要強(qiáng)調(diào)的是，通過對(duì)自然的學(xué)習(xí)、研究、分析，進(jìn)一步升華創(chuàng)造出富有生命力的形態(tài)這一過程，必須遵循 科學(xué) 的研究方法與程序[5]。圖2所示的電錘，其頭部造型形成了電錘強(qiáng)勁的沖擊力，而整體的外形設(shè)計(jì)不僅有傳統(tǒng)電錘的風(fēng)格，更有本款造型個(gè)性設(shè)計(jì)的明顯特征；錘前端典型的電錘圓鼓造型構(gòu)成了錘的共有特征，但也被賦予了更明確的時(shí)尚個(gè)性，線條形式隨錘體輕微向外彎曲，以至前端產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)感，海魚般的外形與原有造型相比更是有著大膽的突破，但那正體現(xiàn)了電錘靈活的運(yùn)動(dòng)特征。在采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行本產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師借助于freeform系統(tǒng)，依照科學(xué)的方法從虛擬立體的觀察和人機(jī)交互中不斷進(jìn)行深入分析研究，見圖6，找出形態(tài)變化的一般 規(guī)律 ，使其在固有的限定條件下自如地進(jìn)行聯(lián)想、抽象與創(chuàng)造，把思維與創(chuàng)造力帶入一個(gè)“美的自由王國”。

2.4設(shè)計(jì)管理法

設(shè)計(jì)管理常以并行工程為模式[7]，設(shè)計(jì)過程引入虛擬現(xiàn)實(shí)，將使參與產(chǎn)品開發(fā)的所有專業(yè)人員可采用并行工作模式系統(tǒng)地將市場(chǎng)需求、工藝制造水平、裝配、維修、產(chǎn)品推廣等來實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。圖6所示的freeform建模系統(tǒng)即可以在設(shè)計(jì)過程中滿足直觀交流這一要求，設(shè)計(jì)師利用力反饋輸入設(shè)備進(jìn)行模型的塑造，也可在原來產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷地修改，并在短時(shí)間內(nèi)完成新的概念模型。為了讓更多的專業(yè)人員參與到設(shè)計(jì)中，還可利用增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，在真實(shí)的環(huán)境中增加虛擬物體、裝飾、結(jié)構(gòu)部件，改變樣式，將信息與生產(chǎn)準(zhǔn)備階段的反饋信息相結(jié)合,選出最后方案。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)管理能很好地遵循“賦予工作的喜悅”的理念,設(shè)計(jì)中注重理性因素的表達(dá)，使設(shè)計(jì)更加大膽地運(yùn)用前衛(wèi)個(gè)性的動(dòng)物外觀形態(tài)的處理手法，將產(chǎn)品的目標(biāo)市場(chǎng)牢牢抓住，本文電錘產(chǎn)品便是作者為無錫銳克電動(dòng)工具有限公司進(jìn)行設(shè)計(jì)的典型范例。目前電錘產(chǎn)品包括八個(gè)系列，在虛擬設(shè)計(jì)中能感悟到該品牌的每一款產(chǎn)品，設(shè)計(jì)集個(gè)性、高性能、完美美學(xué)和實(shí)用樂趣于一身，在虛擬使用電錘中感悟到高科技，感悟到電錘凸形腰線的形態(tài)美，及至高境界的精神美。

第7篇

關(guān)鍵字 人體測(cè)量學(xué) 駕駛室 人機(jī)工程學(xué) 數(shù)字人體模型

中圖分類號(hào)：U46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1論文研究背景

汽車發(fā)展的潮流是行駛安全性越來越好，技術(shù)含量越來越高，駕駛越來越舒適和人性化。在人們生活水平大幅提高的我國，隨著汽車工業(yè)技術(shù)水平的不斷提升和消費(fèi)者的不斷成熟，會(huì)對(duì)汽車的舒適性和安全性有著越來越高的要求，使得進(jìn)一步研究和改善汽車的人機(jī)性能十分必要。從某種意義上講，人機(jī)工程設(shè)計(jì)的好壞直接決定了汽車設(shè)計(jì)水平的高低。

2人體模型

駕駛室設(shè)計(jì)需要利用人體模型來盡可能的模擬現(xiàn)實(shí)中的人，從而縮短與人體有關(guān)的零部件的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)周期。以人體參數(shù)為基礎(chǔ)建立的人體模型是描述人體形態(tài)特征和力學(xué)特征的有效工具，是研究、分析、評(píng)價(jià)、試驗(yàn)人機(jī)系統(tǒng)不可缺少的重要輔助手段。科學(xué)、合理的建立人體模型是人機(jī)工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。對(duì)于像裝載機(jī)這樣比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)對(duì)象，應(yīng)用人體模型是一種重要的輔助手段，它既可以表現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果，也可以用來調(diào)整設(shè)計(jì)，以確定最終設(shè)計(jì)尺寸。

3商用車人機(jī)設(shè)計(jì)工作原理

人機(jī)工程設(shè)計(jì)通常始于概念設(shè)計(jì)初期。了解目標(biāo)駕駛員群體特點(diǎn)和人體尺寸，作為人機(jī)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)，商用貨車具有底盤高，駕駛室為平頭，駕駛室內(nèi)部高度方向空間大、長度方向空間緊湊等特點(diǎn)。此外，商用貨車的駕駛員群體多數(shù)為男性。對(duì)于全新開發(fā)車型，商用貨車人機(jī)工程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和流程。

3.1踏板布置

加速踏板的安裝位置和駕駛員座椅高度決定了駕駛員的基本乘坐姿態(tài)，對(duì)駕駛員坐姿舒適性和各項(xiàng)功能操作具有重要影響。此外，加速踏板位置還決定了駕駛室其它部件的布置位置，是車內(nèi)布置的重要參考元素。加速踏板布置分析主要關(guān)注以下問題：

（1）踏板中心高度。會(huì)影響駕駛員踩關(guān)節(jié)舒適性。由于加速踏板踩踏頻繁，其布置必須考慮長時(shí)間操作的舒適性。加速踏板未踩下時(shí)，應(yīng)保證跺關(guān)節(jié)角度合適，以保證駕駛員踩關(guān)節(jié)舒適；

（2）踏板表面傾斜角度要合適，否則會(huì)影響踏板表面和腳底面的貼合；

（3）要保證駕駛員腳底施力位置始終處于踏板中心附近。

3.2轉(zhuǎn)向盤布置

轉(zhuǎn)向盤布置，包括確定中心位置、傾角和輪緣直徑。合理地布置轉(zhuǎn)向盤，對(duì)于改善駕駛員操縱姿勢(shì)、減小操舵力，從而降低駕駛疲勞程度具有重要意義。確定轉(zhuǎn)向盤的位置要考慮與儀表板和駕駛員之間的距離合適。轉(zhuǎn)向盤輪緣到駕駛員軀干的距離不宜小于250mm，這個(gè)間隙是安全的重要保證。最終所確定的轉(zhuǎn)向盤中心位置、傾角和轉(zhuǎn)向盤直徑，是通過反復(fù)進(jìn)行駕駛員人體、座椅、轉(zhuǎn)向盤布置和位置校核后得到的。現(xiàn)代轉(zhuǎn)向盤上還集成了許多操縱鈕鍵，如雨刮器開關(guān)，風(fēng)擋玻璃洗滌器噴水開關(guān)，大燈、轉(zhuǎn)向燈、小燈開關(guān)，喇叭按鈕，巡航按鈕等。布置這些的時(shí)候要考慮手指操作的伸及性。適當(dāng)選擇這些鈕件的形式和操作順序，保證操作方便性。

3.3儀表布置

儀表盤和儀表在寬度方向的位置應(yīng)布置在可視區(qū)域內(nèi)。為此，應(yīng)該作出不受方向盤阻擋的可視區(qū)域。在可視區(qū)中心附近應(yīng)該布置最常用、最主要的儀表，如：

車速里程表。在最重要的儀表周圍布置一般性儀表，如：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、燃油表、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫表等。有些汽車儀表盤上還集成了發(fā)電機(jī)狀態(tài)、燈光、變速檔位、環(huán)境溫度、路面傾斜度等儀表。

儀表罩要有足夠的深度，以遮住射向儀表玻璃的光線。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行眩目檢查。如果入射光經(jīng)過儀表面反射后不會(huì)與眼橢圓相交，就不會(huì)產(chǎn)生眩目現(xiàn)象。儀表罩的布置不能影響前方下視野，其斷面應(yīng)該布置在前方下視野線Ld以下、公切線Ll的上方。儀表罩最前端與轉(zhuǎn)向盤要保持一定的距離，免發(fā)生干涉。

4總結(jié)

本文是對(duì)商務(wù)汽車駕駛室設(shè)計(jì)方法構(gòu)架及其相關(guān)參數(shù)評(píng)價(jià)方法的有益探索，以人機(jī)工程學(xué)為基本原理，對(duì)駕駛室進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì)，能夠提供給駕駛員舒適的駕駛姿勢(shì)，良好的視野和合理的操縱裝置布局，以實(shí)現(xiàn)安全、舒適、健康、高效的人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)。本課題的主要研究工作和成果如下：

（1）在駕駛室人機(jī)工程設(shè)計(jì)方法研究中，根據(jù)商用車和駕駛員群體的特點(diǎn)，研究了人機(jī)設(shè)計(jì)的前期條件、設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)流程、具體設(shè)計(jì)原理和基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的設(shè)計(jì)工具，建立了適用于商用車任意目標(biāo)駕駛員群體的通用人機(jī)工程設(shè)計(jì)方法。

（2）深入研究了駕駛員駕駛和乘坐姿勢(shì)的舒適性。提出了采用人體肌肉負(fù)荷作為姿勢(shì)舒適性的客觀量度，而肌肉負(fù)荷從宏觀上根據(jù)關(guān)節(jié)載荷計(jì)算來評(píng)價(jià)舒適度的方法。

（3）某商用車樣車的人機(jī)性能進(jìn)行了客觀評(píng)價(jià)，分析了該車型踏板舒適性、儀表視野、駕駛室進(jìn)出方便性和乘坐空間等方面的人機(jī)工程性能。

參考文獻(xiàn)

第8篇

關(guān)鍵詞： 人類工效學(xué)；設(shè)計(jì)；SolidWorks；CATIA

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2012）06-0119-01

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在概念設(shè)計(jì)階段使用三維數(shù)字化人機(jī)工程設(shè)計(jì)是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的必然要求。以人體參數(shù)為基礎(chǔ)建立的數(shù)字人體模型是描述人體形態(tài)和力學(xué)特征的有效手段，是研究、分析、設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)人機(jī)系統(tǒng)不可缺少的測(cè)量和模擬工具。目前可進(jìn)行人機(jī)工學(xué)分析的軟件較多，本文嘗試以SolidWorks和CATIA這兩種三維軟件為例來探討計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在人類工效學(xué)方面的應(yīng)用。

1 建立模型的思路

由于SolidWorks軟件基于具體的尺寸繪制草圖完成建模，然后通過在裝配體文件中添加幾何關(guān)系組成完整的人體模型。所以在創(chuàng)建之前需要計(jì)算出各個(gè)人體百分位所針對(duì)的主要部位尺寸。筆者首先進(jìn)行了油田作業(yè)工人的人體測(cè)量工作，由于人體測(cè)量中所得到的測(cè)量值，都是離散的值隨機(jī)變量，大多數(shù)都符合正態(tài)分布(高斯分布)規(guī)律，因而可根據(jù)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而獲得所需群體尺寸的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和特征參數(shù)[1]。

通過實(shí)際測(cè)量，利用上述方法可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)人體尺寸百分位5%、10%、50%、90%、95%共5組模型尺寸。由于所有部位零件都使用了SolidWorks的配置功能，所得到的最終模型通過選擇不同配置就可以改變各部位的尺寸比例。

CATIA與SolidWorks不同，它具有專門的人機(jī)分析模塊，還提供了美國、加拿大、韓國、日本和法國的人體模型數(shù)據(jù)庫，遺憾的是沒有中國的人體模型。這里筆者依據(jù)韓國人人體模型的各部位比例和測(cè)量參數(shù)，通過修改模型庫中韓國人的相關(guān)參數(shù)[2]，還可以建立針對(duì)目標(biāo)人群的文件來實(shí)現(xiàn)，如圖1所示，當(dāng)定義完人體模型相關(guān)數(shù)據(jù)后導(dǎo)入CATIA的人體模型庫，然后再確定要建立的人體模型的父系產(chǎn)品、人體模型名、性別、百分?jǐn)?shù)，就能生成中國地區(qū)的虛擬人體模型[3]。

2 人機(jī)優(yōu)化方法的不同

使用SolidWorks筆者建立了一個(gè)操作平臺(tái),這里對(duì)于操控域設(shè)置為站姿操作方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)。以空間分析為例，根據(jù)人機(jī)工學(xué)對(duì)站姿操作評(píng)估的需求，作業(yè)面高度同作業(yè)姿勢(shì)有關(guān)。一般在站姿作業(yè)時(shí)，身體向前或向后傾斜以不超過10°～15°為宜，工作臺(tái)高度一般為操作者身高的60％左右。當(dāng)臺(tái)面高度為900mm～1100mm時(shí)，臺(tái)面處于最佳作業(yè)區(qū)內(nèi)[4]。以此為依據(jù)，可以參考導(dǎo)入的人體模型對(duì)平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化，將作業(yè)人員所處的作業(yè)空間尺寸設(shè)定為1100mm*900mm的空間，滿足作業(yè)崗位中橫向活動(dòng)間距大于1000mm的要求，參考建立的人體模型還可以近一步設(shè)定操控臺(tái)面的最低線距離操作站立面的距離為1135mm，由于操控臺(tái)平面為坡面，最高處與最低處的高度差為111mm，則可以算得操控平面中線距離作業(yè)站立面的高度為1191mm，在身高60%的比例高度稍微偏高處，在軟件中完全適合我們所測(cè)得的平均身高為1753mm的華北地區(qū)作業(yè)人員使用。操控臺(tái)寬度為540mm，與虛擬人體模型肩寬接近，兩側(cè)各多出83mm。這樣作業(yè)者作業(yè)時(shí)手臂減少橫向的施力，可以降低肌肉疲勞。依據(jù)以上人機(jī)工學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，我們最終完成的操控域的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

這里我們將修井機(jī)的操控域設(shè)計(jì)為室內(nèi)坐姿作業(yè)方式。CATIA也具有獨(dú)立建模的能力，首先對(duì)操控域進(jìn)行建模，然后導(dǎo)入建立好的人體模型。在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)姿勢(shì)有了充分了解后，可以利用約束工具進(jìn)行身體部位與其它虛擬物體的定位，利用干涉檢查和終止干涉來避免虛擬人體模型的身體和虛擬物體的重合，使人體模型姿勢(shì)符合作業(yè)姿勢(shì)。

由于CATIA具有人體模型姿態(tài)分析（HPA）模塊，所以我們可以直接針對(duì)這一坐姿，利用CATIA的姿態(tài)評(píng)估大腿與小腿夾角的舒適度為92.6%。同理對(duì)其他模型部位進(jìn)行評(píng)估。以這一坐姿為依據(jù)，我們可以調(diào)整操控域的座椅以及作業(yè)臺(tái)的具體尺寸，使得操控域滿足作業(yè)人機(jī)舒適性的要求。

3 結(jié)論

在對(duì)操作平臺(tái)操控域兩種不同方案的人機(jī)優(yōu)化過程當(dāng)中我們可以得到以下結(jié)論：SolidWorks和CATIA雖然都能進(jìn)行三維建模，但是在建模方面SolidWorks采用參數(shù)化驅(qū)動(dòng)模型，用數(shù)值參數(shù)和幾何約束來控制三維幾何體建模過程要更加簡(jiǎn)便易行，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不符合人機(jī)工學(xué)要求的尺寸時(shí)可以及時(shí)修改。其不足之處是當(dāng)人體模型建立完成之后沒有一個(gè)專門的人機(jī)分析模塊對(duì)方案進(jìn)行智能化分析，需要借助工程圖和零件圖依據(jù)人機(jī)工程學(xué)的人機(jī)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來人工調(diào)整。而CATIA雖然在所建立模型的編輯和調(diào)整上不如SolidWorks便捷，但是它擁有專門的人體模型構(gòu)造（HBR）模塊和人體模型姿態(tài)分析（HPA）模塊，可以很快地對(duì)所需作業(yè)姿勢(shì)進(jìn)行優(yōu)化評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果以分?jǐn)?shù)來顯示清晰明了。

通過以上比較我們可以總結(jié)出這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)思路，如果結(jié)合兩個(gè)軟件各自的優(yōu)勢(shì)，利用SolidWorks對(duì)操作平臺(tái)進(jìn)行建模工作，然后使用CATIA軟件確定最佳的作業(yè)姿勢(shì)，最終以這一姿勢(shì)所需要的具體人機(jī)尺寸來修改SolidWorks中建立的操控域模型，這樣整個(gè)設(shè)計(jì)過程會(huì)更加便捷有效。

參考文獻(xiàn)：

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[2]郝增濤．80型輪式裝載機(jī)駕駛室人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì).吉林大學(xué)，2008：62-63．

第9篇

關(guān)鍵詞:人性；人性化設(shè)計(jì)；人機(jī)工程學(xué)

0引言

現(xiàn)代社會(huì)高科技的迅猛發(fā)展，正逐步改變著人類生產(chǎn)生活的方方面面，在展示人類偉大的征服力量和無與倫比的聰明才智的同時(shí)，也帶給人類新的苦惱和憂慮，那便是人情的孤獨(dú)、疏遠(yuǎn)和感情的失衡。在高科技的社會(huì)里，人們必然去追求一種平衡——一種高科技與高情感的平衡，一種高理性和高人性的平衡。技術(shù)越進(jìn)步，這種平衡愿望就越強(qiáng)烈。所以約翰·奈斯比特認(rèn)為：“無論何處都需要有補(bǔ)償性的高情感。我們的社會(huì)里高技術(shù)越多，我們就越希望創(chuàng)造高情感的環(huán)境，用技術(shù)的軟件一面來平衡硬性的一面”，而這種情感和人性平衡的實(shí)現(xiàn)，作為與人類生活息息相關(guān)的設(shè)計(jì)是責(zé)無旁貸的。

現(xiàn)代工業(yè)化社會(huì)中的人們?cè)谙硎芪镔|(zhì)生活的同時(shí)，更加注重消費(fèi)品在“方便”、“舒適”、“可靠”、“價(jià)值”、“安全”和“效率”等方面的評(píng)價(jià)，也就是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常提到的人性化設(shè)計(jì)問題。

1何謂人性化設(shè)計(jì)

人性化設(shè)計(jì)是指在符合人們的物質(zhì)需求的基礎(chǔ)上,強(qiáng)調(diào)精神與情感需求的設(shè)計(jì)。它綜合了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的安全性與社會(huì)性，就是要在設(shè)計(jì)中注重產(chǎn)品內(nèi)環(huán)境的擴(kuò)展和深化。“人性化設(shè)計(jì)”作為當(dāng)今設(shè)計(jì)界與消費(fèi)者孜孜追求的目標(biāo),帶有明顯的后工業(yè)時(shí)代特色,是工業(yè)文明發(fā)展的必然產(chǎn)物。僅從工業(yè)設(shè)計(jì)這一范疇來看，大至宇航系統(tǒng)、城市規(guī)劃、建筑設(shè)施、自動(dòng)化工廠、機(jī)械設(shè)備、交通工具，小至家具、服裝、文具以及盆、杯、碗筷之類各種生產(chǎn)與生活所聯(lián)系的物,在設(shè)計(jì)和制造時(shí)都必須把“人的因素”作為一個(gè)首要的條件來考慮。隨著產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能越來越復(fù)雜，提高操作的效率和使用的宜人性的要求成為設(shè)計(jì)的任務(wù)之一。

1.1產(chǎn)品的形式應(yīng)適合于人的特性。

使產(chǎn)品適合人，而不是讓人去適應(yīng)產(chǎn)品，人本身是一切產(chǎn)品形式存在的依據(jù)，例如一款新概念自行車的設(shè)計(jì)，航天專家依據(jù)人體力學(xué)原理及人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)了全新車體，更適合人體生理特點(diǎn)，構(gòu)思獨(dú)特，科學(xué)地調(diào)整了自行車決定于人體騎姿的三大關(guān)鍵部位，克服了現(xiàn)有自行車及山地車的不足。是一種更安全、更舒適、更省力、更適于人類騎行的自行車。"新概念自行車"座位低而且合理，遇有危險(xiǎn)情況，收閘的同時(shí)，雙腳可著地，有效地提高了行路安全。人還能在較寬大的座位上靠著騎行，實(shí)現(xiàn)了全身放松的舒適行路，利于健康，免患自行車病。"新概念自行車"不同于一般自行車只能靠腿力騎行，而是具備運(yùn)用腿力和腰力雙重力量的能力及后背的反作用力，同時(shí)增大了蹬踏角度，延長了作功時(shí)間，因此速度明顯快于普通自行車。新概念自行車使人與車達(dá)到一種和諧的結(jié)合，也體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的人性化。還有一款口腔綜合治療臺(tái)的設(shè)計(jì)，其特征設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、流暢、緊湊，充分滿足人機(jī)工程學(xué)的最適當(dāng)?shù)牟僮饕?背板上窄、下寬，便于醫(yī)生最大限度的與患者接近，患者肘部支撐舒適。基座占地面積小，座椅下腿部活動(dòng)空間大，方便操作及地面衛(wèi)生清潔。整個(gè)治療臺(tái)的設(shè)計(jì)從形式和功能上處處為人著想，是一款成功的人性化設(shè)計(jì)作品。

再如，牙刷是我們?nèi)粘Ｉ钪凶钇胀ú贿^的產(chǎn)品，但其實(shí)它更需要特別設(shè)計(jì)，尤其是在人機(jī)工學(xué)上要考慮得盡量周到。牙刷從最早的大頭、直把到現(xiàn)在對(duì)手把、刷頭等部位的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，正反映了人們意識(shí)的更新和對(duì)人性化設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)的不斷深化。

1.2人性化設(shè)計(jì)是以人機(jī)工程學(xué)的發(fā)展為前提和基礎(chǔ)的。

從根本上說，人性化設(shè)計(jì)應(yīng)該是功能主義的，它是在保障產(chǎn)品功能的前提下改進(jìn)產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)以達(dá)到符合人機(jī)工程的一般原理的設(shè)計(jì)理念。人機(jī)工程學(xué)是一門多學(xué)科的交叉學(xué)科，研究的核心問題是不同的作業(yè)中人、機(jī)器及環(huán)境三者間的協(xié)調(diào)。研究方法和評(píng)價(jià)手段涉及心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、美學(xué)和工程技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域，研究的目的則是通過各學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用，來指導(dǎo)工作器具、工作方式和工作環(huán)境的設(shè)計(jì)和改造，使得作業(yè)在效率、安全、健康、舒適等幾個(gè)方面的特性得以提高。例如美國設(shè)計(jì)師亨利·德雷夫斯就堅(jiān)持工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該考慮的是高度舒適的功能性，設(shè)計(jì)必須符合人體的基本要求即人機(jī)工程學(xué)。他在研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)上發(fā)表了著名的《人體測(cè)量》，為設(shè)計(jì)界在人機(jī)工程學(xué)方面提供了主要的數(shù)據(jù)資料。社會(huì)發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步，產(chǎn)品更新，生活節(jié)奏緊張，這一切必然導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量觀的變化。人們必將會(huì)更加重視產(chǎn)品人性化方面的評(píng)價(jià)，人機(jī)工程學(xué)等邊緣學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用，也必會(huì)將工業(yè)設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)提到人們所追求的那個(gè)嶄新高度。

2如何評(píng)定“人性化設(shè)計(jì)”

設(shè)計(jì)的核心是人，所有的設(shè)計(jì)其實(shí)都是圍繞著人的需要展開的。以人為核心進(jìn)行外延，有什么樣的需求，就會(huì)產(chǎn)生什么樣的設(shè)計(jì)。人類最初的設(shè)計(jì)，正是針對(duì)人們最普通最基本的需要展開的。所謂人性,是指人的秉性或本質(zhì)特性,是所有人都具有的共性,盡管這種共性在不同的人身上反映的程度會(huì)有所不同。人性的共性一般有:求真、向善、愛美；追求新奇刺激，但又戀舊；有惰性；有情感需求；有自我約束與環(huán)境適應(yīng)力；欲望無止境；自我表現(xiàn)和自我實(shí)現(xiàn)需求等。人對(duì)情感的追求不是憑空的,是要借助于物質(zhì)手段來表達(dá)或?qū)崿F(xiàn)的。中國古代詩詞講究“比、興、賦”,常常是先引入物或景,以此為依托來抒懷。“簾卷西風(fēng)”,“大江東去”，或婉約或豪放,將各自的心境盡致表達(dá)。設(shè)計(jì)承載了對(duì)人類精神和心靈慰藉的重任：年輕的消費(fèi)者購買商品是為了張揚(yáng)個(gè)性和煥發(fā)蓬勃的青春；年壯的消費(fèi)者購買商品是為了填補(bǔ)青春已逝的失落和展示成熟；年老的消費(fèi)者則懷著一股濃濃的懷舊感和飽經(jīng)滄桑的平靜感購買消費(fèi)品。也就是說產(chǎn)品不僅要滿足人的功能需求更要為人們提供情感的、心理的等多方面的享受，設(shè)計(jì)越來越重視對(duì)產(chǎn)品文化附加值的開發(fā)，努力把使用價(jià)值、文化價(jià)值和審美價(jià)值融為一體，突出產(chǎn)品中的人性化的含量。人性有著追求新奇的秉性,這就要求設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，我們的設(shè)計(jì)追求的是完美，但卻不是100%。曾有一位日本學(xué)者提出過“80%的設(shè)計(jì)是最完美的設(shè)計(jì)”的主張,認(rèn)為設(shè)計(jì)不要一次做得太滿、太到位,而應(yīng)留有20%的空間以便今后去填補(bǔ)與完善。現(xiàn)實(shí)就是這樣的,我們的生活日新月異,我們對(duì)生活質(zhì)量的要求也會(huì)不斷變化。

在現(xiàn)實(shí)生活中我們有時(shí)很難從正面評(píng)定某一設(shè)計(jì)是具否是人性化的設(shè)計(jì),但我們往往可以從其反面即非人性化方面來評(píng)定它的不足。如一快餐店家具的設(shè)計(jì)。店主根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出：紅色桌椅可以加快人的就餐速度并使人因受不了長時(shí)間的強(qiáng)色彩沖擊而不愿久留，具有可以加快桌椅的周轉(zhuǎn)速度和顧客流量的功效。于是，他就將設(shè)計(jì)付諸實(shí)施。這種完全是一種商人為了單純的追求功利的行為。就生理來說，用餐過快會(huì)影響胃腸的功能，對(duì)就餐者的健康是有害的；就心理與情感來說，過于搶眼的色彩易引起人的情緒激動(dòng)和緊張，不僅使人感到不安定、不舒適，甚至?xí)l(fā)爭(zhēng)吵乃至暴力。所以這種設(shè)計(jì)是失敗的，甚至是反人性的。

歸根結(jié)底，人性化設(shè)計(jì)應(yīng)該而且最終要由服務(wù)對(duì)象來做評(píng)定。雖然人性是具共性的東西,但這種共性在不同的人身上的表現(xiàn)和需求的程度是不同的。有人向往新奇，有人追求平淡；有人渴望轟轟烈烈，有人希望平平安安；有人積極向上，有人悲觀消沉……例如對(duì)家具這種消費(fèi)品的人性化設(shè)計(jì)的評(píng)定,往往不能完全不考慮功利因素,因?yàn)榍楦小⑸怼⑿睦淼戎T多因素往往是綜合起作用的。設(shè)計(jì)者必須對(duì)服務(wù)對(duì)象的情況多作調(diào)查研究,了解他們各自的職業(yè)、興趣、經(jīng)濟(jì)狀況及文化環(huán)境等具體情況,有針對(duì)性地給予他們?nèi)宋牡年P(guān)懷

3設(shè)計(jì)人性化的表達(dá)

設(shè)計(jì)的目的在于滿足人自身的生理和心理需要，需要成為人類設(shè)計(jì)的原動(dòng)力。美國行為科學(xué)家馬斯洛提出的需要層次論，提示了設(shè)計(jì)人性化的實(shí)質(zhì)。他將人類需要從低到高分成五個(gè)層次即生理需要、安全需要、社會(huì)需要(歸屬與愛情)、尊敬需要和自我實(shí)現(xiàn)需要。馬斯洛認(rèn)為上述需要的五個(gè)層次是逐級(jí)上升的，當(dāng)下級(jí)的需要獲得相對(duì)滿足以后，上一級(jí)需要才會(huì)產(chǎn)生，再要求得到滿足。人類設(shè)計(jì)由簡(jiǎn)單實(shí)用到除實(shí)用之外蘊(yùn)含有各種精神文化因素的人性化走向正是這種需要層次逐級(jí)上升的反映。我國古代著名思想家墨子所說的“衣必常暖，而后求麗，居必常安，而后求樂。”即多少闡述了人類需要滿足的這種先后層次關(guān)系。作為人類生產(chǎn)方式的主要載體——設(shè)計(jì)物，它在滿足人類高級(jí)的精神需要、協(xié)調(diào)、平衡情感方面的作用卻是無庸置疑的。設(shè)計(jì)師通過對(duì)設(shè)計(jì)形式和功能等方面的“人性化”因素的注入，賦予設(shè)計(jì)物以“人性化”的品格，使其具有情感、個(gè)性、情趣和生命。當(dāng)然這種品格是不可測(cè)量和量化的，而是靠人的心靈去感受和體驗(yàn)的。設(shè)計(jì)人性化的表達(dá)方式就在于以有形的“物質(zhì)態(tài)”去反映和承載無形的“精神態(tài)”。一般而言，設(shè)計(jì)人性化的表達(dá)方式有如下幾種：

3.1通過設(shè)計(jì)的形式要素(如造型、色彩、裝飾、材料等)的變化，引發(fā)人積極的情感體驗(yàn)和心理感受，是設(shè)計(jì)中的“以情動(dòng)人”。

設(shè)計(jì)中的造型要素是人們對(duì)設(shè)計(jì)關(guān)注點(diǎn)中最重要的一方面，設(shè)計(jì)的本質(zhì)和特性必須通過一定的造型而得以明確化、具體化、實(shí)體化。在過去很長一段時(shí)間里人們稱工業(yè)設(shè)計(jì)為“工業(yè)造型”，雖然不很科學(xué)和規(guī)范，但多少說明造型在設(shè)計(jì)中的重要性和引人注目之處。在“產(chǎn)品語意學(xué)”中，造型成了重要的象征符號(hào)。意大利設(shè)計(jì)師扎維·沃根于80年代設(shè)計(jì)的Bra椅子，采用了傳統(tǒng)椅子的結(jié)構(gòu)，但椅背卻運(yùn)用了設(shè)計(jì)柔軟而富有曲線美的女性形體造型，人坐上去柔軟舒適而浮想聯(lián)翩，極富趣味性。

在設(shè)計(jì)中色彩必須借助和依附于造型才能存在，必須通過形狀的體現(xiàn)才具有具體的意義。但色彩一經(jīng)與具體的形相結(jié)合，便具有極強(qiáng)的感彩和表現(xiàn)特征，具有強(qiáng)大的精神影響。當(dāng)代美國視覺藝術(shù)心理學(xué)家布魯墨說：“色彩喚起各種情緒，表達(dá)感情，甚至影響我們正常的生理感受”。因而色彩是一般審美中最普遍的形式，色彩成為設(shè)計(jì)人性化表達(dá)的重要因素。現(xiàn)代設(shè)計(jì)秉承包豪斯的現(xiàn)代主義設(shè)計(jì)傳統(tǒng)，多以黑、白、灰等中性色彩為表達(dá)語言，體現(xiàn)出冷靜、理性的產(chǎn)品特性。現(xiàn)代設(shè)計(jì)極力反對(duì)虛飾，以少裝飾、反裝飾著稱。但在適應(yīng)機(jī)械化大生產(chǎn)技術(shù)條件的前提下，適當(dāng)?shù)难b飾確可以增加設(shè)計(jì)的情趣和個(gè)性，使設(shè)計(jì)物燦然生色。現(xiàn)代設(shè)計(jì)師常在工業(yè)設(shè)計(jì)中采用或加進(jìn)自然材料，通過材料的調(diào)整和改變以增加自然情趣或溫情脈脈的情調(diào)，使人產(chǎn)生強(qiáng)烈的情感共鳴。

20世紀(jì)80年代由西德人為發(fā)育遲緩兒童設(shè)計(jì)的學(xué)步車，曾獲國際工業(yè)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。該設(shè)計(jì)沒有選用傷殘人器械上常使用的那種閃著寒光和鋁合金，而采用打磨柔滑的木材制作，再涂上鮮亮美麗的紅漆，配上一部玩具的積木車，產(chǎn)品工藝簡(jiǎn)單，卻受到國際工業(yè)設(shè)計(jì)界的好評(píng)，其根本原因在于設(shè)計(jì)者通過對(duì)材料的用心選擇、色彩的精心搭配和功能的合理配置表現(xiàn)了一種正直的思想和對(duì)人性的關(guān)懷：讓孩子不感到它是醫(yī)療器械，而是令人親近和叫人喜愛的玩具，從而打消自卑感，增加生活的勇氣，也有利于孩子健康人格的形成。

造型設(shè)計(jì)與人機(jī)工程帶來的藝術(shù)文化氣息和人機(jī)相宜的使用界面使產(chǎn)品更具人性化，人類的自我在逐漸回歸中改造著物質(zhì)世界，創(chuàng)造著逐漸屬于人類自己的生活空間。

3.2通過對(duì)設(shè)計(jì)物功能的開發(fā)和挖掘，在日臻完善的功能中滲透人類倫理道德的優(yōu)秀思想如平等、正直、關(guān)愛等，使人感到親切溫馨，讓人感受到人道主義的款款真情，可謂是設(shè)計(jì)中的“以義感人”。

設(shè)計(jì)師只有用心去關(guān)注人，關(guān)注人性，才能以飽含人道主義精神的設(shè)計(jì)去打動(dòng)人。如一個(gè)會(huì)鳴叫的水壺，把哨子改成吹出一個(gè)和聲的汽笛，使人在水開時(shí)不致因尖銳的哨聲而驚惶，當(dāng)然也最大限度地減少了噪聲對(duì)人的傷害。超級(jí)市場(chǎng)的手推車架上加一個(gè)翻板，老年人購物時(shí)累了可以當(dāng)靠椅休息，尊老愛老的美德便體現(xiàn)在細(xì)微的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)中。與常規(guī)方向相反裝配的剪刀，給習(xí)慣于使用左手的人帶來方便。這些設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)在于讓社會(huì)上更多的人感到世界的溫暖、人類的愛心和人與物的和諧親近。在這方面，日本設(shè)計(jì)師可堪稱楷模。凡去過日本的人，無不對(duì)日本設(shè)計(jì)的無微不至留下深刻印象，大到大型機(jī)械產(chǎn)品，小到一把裁紙刀，他們都有獨(dú)到的設(shè)計(jì)匠心，充分發(fā)揮了為人設(shè)計(jì)這一宗旨。日本設(shè)計(jì)界稱工業(yè)設(shè)計(jì)為“生活的學(xué)者”，認(rèn)為設(shè)計(jì)可溝通廠商與消費(fèi)者，彌補(bǔ)生活的缺陷。1989年索尼公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)了一種用于淋浴室的收音機(jī)Showerradio，表達(dá)了一種在任何地方都可以創(chuàng)造個(gè)人產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想。其周到、細(xì)膩的設(shè)計(jì)理念令使用者感動(dòng)不已。

現(xiàn)在，設(shè)計(jì)師對(duì)人性的關(guān)注已擴(kuò)展到為殘疾人設(shè)計(jì)的領(lǐng)域，成為人類工業(yè)設(shè)計(jì)最具人道主義和人情味的一面。德國設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的盲人閱讀儀，小巧輕便，可隨手拿著在報(bào)紙上進(jìn)行掃描圖、閱圖和貯存，避免了殘疾人的心理障礙，盲人也能與正常人一樣讀報(bào)。他們還為殘疾人設(shè)計(jì)了可利用空氣升高的輪椅。這一設(shè)計(jì)使殘疾人在與正常人談話時(shí)，可隨意提高輪椅達(dá)到與正常人同樣的高度，還可像正常人一樣使用酒吧臺(tái)，享受與正常人同樣的待遇和權(quán)力。這一充分考慮殘疾人自卑心理的設(shè)計(jì)受到了他們的歡迎，也真正的做到了“以人為本。”設(shè)計(jì)師已在逐步轉(zhuǎn)換自己的設(shè)計(jì)思維，消費(fèi)者已成為設(shè)計(jì)師的“上帝”。“為人而設(shè)計(jì)”不再只是泛泛而談的口號(hào)，而是深深扎根于設(shè)計(jì)師心中。

4結(jié)束語

設(shè)計(jì)是一種把人們的思想賦予形態(tài)的工作，設(shè)計(jì)就是將所有的人造物賦予美好的目的并加以實(shí)現(xiàn)，優(yōu)秀的設(shè)計(jì)是真善美的體現(xiàn)。設(shè)計(jì)從過去對(duì)功能的滿足進(jìn)一步上升到了對(duì)人的精神關(guān)懷，這是在設(shè)計(jì)中融入文化，增加產(chǎn)品的文化附加值的根本所在，這也是設(shè)計(jì)師的責(zé)任。隨著人類認(rèn)識(shí)水平的逐漸提高、深化和上升，人類認(rèn)識(shí)將由“必然王國”走向“自由王國”，這是認(rèn)識(shí)發(fā)展的必然規(guī)律。而人類的設(shè)計(jì)也必將隨著自身認(rèn)識(shí)的提高走向更高的境界，即人類社會(huì)所孜孜以求的理想化、藝術(shù)化的造物方式和生活方式，由不自覺走向自覺，由追求物質(zhì)需要為主到兩者兼顧并以追求精神享受為主。由設(shè)計(jì)的“必然王國”通向設(shè)計(jì)的“自由王國”，“隨心所欲而不逾矩”，這是設(shè)計(jì)師及消費(fèi)者的共同夢(mèng)想。設(shè)計(jì)的層次越高，其精神性的因素就越多、越圓滿，物質(zhì)性和精神性、理性化和人性化的結(jié)合就越完美、越融洽。從某種意義上說，設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展和提升的過程即是人的認(rèn)識(shí)、思想和情感的不斷完善的過程，人類設(shè)計(jì)是人類情感、文化精神及倫理道德的映照。設(shè)計(jì)是無“情”的，又是有“情”的。“情”即映射于人類普普通通的設(shè)計(jì)中；設(shè)計(jì)是無生命的。又是有生命的，“生命”即蘊(yùn)含于人類對(duì)物的設(shè)計(jì)和使用過程中。人類社會(huì)的一切都已打上了人類精神意識(shí)的烙印，設(shè)計(jì)也不例外。設(shè)計(jì)師的工作即是：使人們從物的擠壓和奴役中解放出來，使人的生存環(huán)境和物品更適合人性，使人的心理更加健康發(fā)展，使人類感情更加豐富，人性更加完美，真正達(dá)到人物和諧，“物我相忘”的境界。對(duì)于今天的設(shè)計(jì)師而言，設(shè)計(jì)人性化永遠(yuǎn)是常念常新的課題，也是設(shè)計(jì)師永恒追求的目標(biāo)。可以預(yù)言，設(shè)計(jì)人性化將是未來設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)和最終歸宿。讓我引用一位美國設(shè)計(jì)師普羅斯說過的話來結(jié)束本文：“人們總以為設(shè)計(jì)有三維：美學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)，然而更重要是第四維：人性。”

參考文獻(xiàn)

1、《人機(jī)工程學(xué)》，丁玉蘭．主編．北京理工大學(xué)出版社．