人机工程学在工业产品造型设计中的应用

人机工程学在工业产品造型设计中的应用摘要：介绍了人机工程学的概念及分类方法，总结了人机工程学在工业产品造型设计中的发展，并对人机工程的工业产品造型设计的优秀案例进行了简单介绍。关键词：人机工程学；工业产品；座椅设计；电脑键盘0 前言随着社会的进步和人们生活水平的提高，人们对一个产品的要求不仅仅满足于其使用价值，而且越来越注重产品的附加价值情感价值、美学价值和个性化价值等，及人性化需求越来越高。人机工程学是20世纪50年代后期的一门新兴边缘科学，它起源于欧洲，形成和发展于美国。所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。在人机工程学研究中，我们把人机环境系统作为研究的基本对象，运用生理学、心理学和其它有关学科知识，根据人和机器的条件和特点，合理分配人和机器承担的操作职能，并使之相互适应，从而为人创造出舒适和安全的工作环境，使工效达到最优。人机工程学优秀产品大致都有如下特征： (1)产品与人体的尺寸、形状及用力配合；(2)产品使用顺手、方便；(3)产品能防止使用者操作时意外的伤害和错用时产生的危险；(4)产品各操作单元功能实用；(5)各元件在安置上能使其自身意义毫无疑问的被辨认；(5)产品便于清洗、保养及修理。1 人机工程学在工程产品造型设计中的应用1.1 人机工程学设计中的要点在产品造型设计中考虑人机工程学就是考虑人与产品的交互方式以及交互界面的设计，在这个过程中运用人机工程学的基本原理分析产品中人的因素，从基本的生理要素、心里要素着手，并将人的因素的研究融入到产品造型设计的全过程中。由此可知，产品造型设计中人机工程学应用的要点主要包括生理要素、心理因素要素。在产品的设计过程中，应同时注重生理要素、心里要素两方面。要将人体尺寸纳为产品设计的基本尺寸，包括人体的静态尺寸和动态尺寸，人体的静态尺寸是结构尺寸，而人体的动态尺寸侧重的重点是人在执行某种动作时的身体特征；同时也不能忽视用户的感觉、直觉特性、认识、学习和出错情况等因素可能带来的影响，这样才能适应用户的职业、行为方式、认知和操作等方面的需要，从而使产品更加符合人机工程设计的要求。1.2 基于人机工程学的座椅设计随着社会的发展，脑力劳动者越来越多，随之而来的就是人们需要在椅子上工作的时间也越来越长。据统计，人们平均每天在椅子上度过9.3h，所以工作场合或休息场所的椅子的结构是否合理就对人们的工作效率、休闲感受起到了直接的影响的作用，如果椅子的结构设计不合理，很容易引发各种职业疾病，对人们的身体和心理都造成较大的影响。图1 家用车座椅的主要构成根据人机工程学的原则可以知道，座椅健康由人-机-环境这三个因素所印象，也就是说人的行为习惯、座椅本身的设计及所处环境等因素会对人的健康状况造成根本的影响。从人体本身方面，人体无法长期保持端坐的姿态，而不正确的姿态不仅会对人当前的状态造成消极的影响，长期发展还会对人体的健康造成不利影响，比如长期工作后人会感到头晕，并且很多办公人员都容易有腰痛这一顽疾，这都是由于不健康的坐姿而导致的。良好的坐姿是将最适当的压力分布于被脊椎骨之间的椎间盘上，并能将最适合、最均匀的静负荷量分布于所附的肌肉组织上。从座椅设计的角度看，舒适度应该是设计考虑的首要因素，舒适的座椅能缓解使用者的多方面由于不健康坐姿而引发的疾病，也能使人心情愉快，提高工作效率。从环境方面来看，座椅的舒适度应该适应季节、温度的变化，不受其影响。图2 工作台与座椅空间设计图3 balans椅1.3 电脑键盘的人机工程学设计在现代社会中，电脑已经成为人类不可或缺的工具，它为人们的工作与生活带来了无限的便捷，不仅是快速、精确的计算及方便的管理模式，更将世界都连通在了一起。而随着电脑的不断更新换代，键盘作为人机交互的重要输入设备也得到了不断地发展，人们把人机工程学的精神融入在键盘模式的设计中。不当的设计会使长时间的使用者特别是主要用电脑的工作人员易产生疲倦，影响工作效率。现代的键盘在设计中运用人机工程学原理，并结合手的生理特点、坐姿生理学等学科知识，使人-机-环境系统相协调，为使用者创造安全、舒适、健康、高效的工作条件图4 不同的键盘排列方式图5 不同的键盘结构设计方式最近对键盘设计改良的研究已经深入到各个键位的细部设计了。由于每个手指的长度、施力方向和力度大小都不一样，有研究已经运用压力回馈图对每个键位尝试分别设计。在科技高速发展的现代新世纪，键盘的设计也必将随着电脑的高速发展得到一次次的革新。这样才能符合时代的要求。2 总结在市场竞争愈加激烈的现代社会中，产品同质化程度越来越高，我们可以从当代工业设计的发展历程和趋势中得出“人性化设计”才是未来发展的大趋势这一结论。因此我们在工业造型设计中，应该注重人性化设计，从生理、心理两方面要素出发，结合环境的要求和影响，将人机工程学完全融入到设计的过程中。只有这样，才能提高产品的竞争力，也能真正设计出有利于人类使用和健康的产品，实现产品设计的长足的发展。参 考 文 献1 蔺倞产品造型设计中的人机工程学应用要点分析A 2015. 2 夏春鸿浅析人机工程学在工程机械设计中的运用D广东省江门市.3 罗剑英 张煜欣 黄建烜基于人体工程学的座椅设计研究综述A东莞理工学院学报第23卷第1期4 杨明朗 袁桃基于人机工程学的键盘设计A包装工程, 2005.105 袁涛. 工业产品造型设计 (M). 北京市：北京大学出版社, 2013. 190-198.67 人机工程学百度百科： 作者简介：本科生，研究方向：机械设计制造及其自动化E-mail:：