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人体工程学研究内容精选(九篇)

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人体工程学研究内容

第1篇:人体工程学研究内容范文

关键词:人体工程学;功能;景观设计;

中图分类号:J59 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2015)-10-00-02

一、人体工程学的概念及发展

人体工程学(Ergonomics),也称人类工程学、人间工学或工效学。原出希腊文“Ergos”,即“工作、劳动”和“nomes”即“规律”,也就是探讨人们劳动、考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。这门科学在第二次世界大战前才开始有了系统的研究。在我国也很早就开始了这方面的研究。据西汉文献记载,在制造兵器时,要考虑大小合手、长短适中。明代家具设计为了使人触感舒适,椅子的靠背做成适合人体脊柱弯曲的曲线,棱角做成钝圆型,椅角做成圆柱塑,这些都融进了中国古代朴素的人体工程学思想。这就说明人体工程学原本就是研究人在适度的劳动中用力规律的一门学科。我国将人体工程学作为一门独立的学科研究,是从20 世纪80 年代末开始的。

人体工程学是建立在技术科学、心理学、生理学、卫生学的交叉点上, 它利用解剖学、人体测量学及生物物理学等研究成果来研究人在生存环境中可能拥有的功能, 以创造最佳的生活环境与劳动条件, 保证劳动的效率和安全, 有利于身体健康。

二、人体工程在环境设计中的作用主要表现在以下几个方面

(一)人体工程学为环境设计提供了可靠的原则

“以人为本”是环境设计的基本原则1 运用人体工程学可以密切环境与人的关系, 通过对人体特征及活动规律的深入研究, 可以加强环境的有效利用, 使环境设计更加科学、合理。

(二)使功能得以量化

在以往的设计中, 对于功能问题多凭经验而缺少科学的根据, 而运用人体工程学则可以弥补这方面的缺陷, 通过有效地功能价值分析, 减少了设计的盲目性。解决该问题包括人在环境的运动状态的功能组织原则、排列原则和使用频度等1

(三)为环境空间质量提供可靠保证

人的生理结构及特征、生活内容及性质、活动规律及范围是决定室内外空间的性质、尺度、形状的重要因素。而人体工程学提出了“舒适带”的理论, 使环境更加适应人的生理条件, 并提供安全、可靠的保证。这其中包括空气成分、气象条件、光辐射及其声波、磁场温度、湿度等对环境质量的影响。

(四)提供适应人感觉的环境条件

人的感觉能力存在一定的差别和一定的限度, 人体工程学就是从一般规律着手研究其特性、共性而制定的原则。对于任何一件家用电器特别是视听设备系统, 它的质量效果除本身技术质量以外, 很大程度上则取决于它所在空间适应人体工程学的程。

1、视觉系统

环境对人所产生的作用, 绝大多数是通过人的视觉实现。掌握人体工程学可以正确地运动用光学原理来保护人的视力, 了解人的生理结构、视觉特征与视野范围可以获得最佳视觉效果的途径, 并满足人的心理需求。

2、听觉系统

人耳作为听觉系统包括两种功能, 一是获得声音功能, 二是寻求平衡与确立位置的功能。人体工程学主要运用声学原理进行研究人耳与声音的关系、听觉效果以及噪声对人的危害等。

3、嗅觉、味觉与触觉系统

嗅觉、味觉及触觉方面的效果对环境质量有着重要的影响, 因此,我们要千方百计予地重视, 正确对待,这也是用其它方法所不能替代的客观需要。

三、人体工程学在景观设计中的研究

景观设计中的人体工程学是人体工程学在空间设计中的有效利用,是研究人体工程学与空间条件之间正确、合理的关系,以取得最高生活机能效率。空间设计是“为人造物”,.创造出以“人”为中心的人性环境。中国古代就十分重视人与环境的和谐,强调“天人合一”。景观设计的研究重心也应该放置在“人”上面。人体的结构非常复杂,由运动器官、感觉器官、消化器官、大脑等共同构成。人的身体有一定的尺度,活动能力更有一定的限度,无论是采取坐、立、卧、行中的哪一个活动,都有一定的限度和方式,因此,对于与活动有关的空间计划和设施器物等的设计,都必须考虑到人的形体特征、动作特性和体能极限等人体因素,使活动效率提高到最大程度,身体疲劳降低到最小程度,并使人承受一定的负荷及由此产生的生理、心理变化。同时,还要考虑人的活动与环境的相互关系,环境的温度、湿度、噪音、光线和气味等都直接而强烈的影响人体的活动能力和活动效率。此外,年龄、性别、个体、体质和智能等个人差异和民族差别,地域特征以及经济技术指标,都是值得考虑的设计因素。

四、《人体工程学》在景观设计中的重要性

景观设计是一门研究如何创造功能合理、舒适美观、符合人的生理要求和心理要求的室外环境的学科,从这一点可以看出人体工程学和景观设计在思想和内容上有很多的共同点(都是研究人和环境),人与环境的关系就如同鱼和水的关系,彼此相互依存,相互联系,人是环境的主角,环境是人的环境,人的一切活动的是为了满足人的生活和工作需要,因此《人体工程学》课程在环境艺术设计专业学习中极其重要,体现在以下几点。

首先,环境艺术设计中的景观设计是其根本,对空间的研究是如何强调科学性和艺术性,如何为人服务,而《人体工程学》根据人体测量数据,从人的尺度,行为空间(动作域),生理空间以及知觉空间等,确定各种不同的功能空间的划分和尺寸,使空间更有利于人们的活动,为确定人们在室外活动所需空间范围提供主要依据。

其次,设施与环境在景观设计中占有很大的比例和很重要的地位,对室外环境效果起着重要的影响,其形体、尺度以人体尺度为主要依据,同时设施与陈设的使用范围也要求由人体工程学提供重要参考依据。同时景观设计重视人与环境的关系,室外环境包括气温与气湿环境、光环境、声环境、振动环境、气味环境等,它们对人的生理、心理影响巨大,是环境艺术设计探讨的重要问题,人体工程学正为室外环境的设计提供有力的科学依据。

总之,在景观设计中不论是整体规划还是细节处理,都以满足人和人际活动的需要为核心,都以创造人的使用方便和舒适为目的,提倡“以人为本”的人性化设计无疑需要人体工程学提供准确的设计航标。

五、人体工程学在景观设计中的运用

(一)景观设计中的空间环境心理。

人在室外环境中,其心理与行为尽管有个体之间的差异,但从总体上分析仍然具有共性,仍然具有以相同或类似的方式做出反应的特点,这也正是我们进行设计的基础。

1、领域性与人际关系距离。

领域性原是动物在环境中为取得食物、繁衍生息等的一种适应生存的行为方式。室外环境中个人空间常需与人际交流、接触时所需的距离统盘考虑。根据人际关系的密切程度、行为特征来确定人际距离,印分为:密切距离、人体距离、社会臣离、公众距离。

2、私密性与尽端趋向。

如果说领域性主要在于空间范围,私密性则涉及在相应空间范围内包括视线、声音等方面的隔绝要求。私密性在居住类室外空间中要求更为突出。由于在室内空间中形成更多的“尽端”,也就更符合人们“尽端趋向”的心理要求。

(二)景观设计中色彩与环境心理的应用。

人们总是最先用视觉来感受环境,而在一个固定的环境中,最先映入眼帘的是色彩,色彩处理的好坏不仅影响着视觉美感,也影响着人的情绪和工作生活效率研究发现,人置身予绿色的环境中,皮肤温度可降低l 至2 度,脉搏每分钟减少4 至8 次,呼吸减慢、血压降低,心脏负担减轻,表现出一副安静自若的神态,促使人更加冷静地对待现实。

(三)光影与环境心理的关系。

现代室外光环境的设计中,光不仅起照明的作用,而且还是界定空间、分割空间、室内空间氛围的重要手段,同时光还表现一定的装饰内容、空间格调和文化内涵,趋向于实用性及文化性的有机结合,成为现代景观设计的一个重要因素。光和影的衬托给人们提供了愉悦的视觉刺激,是营造气氛与创造意境的“特殊材料”。安藤忠雄认为:“光和影能给静止的空间增加动感,给无机的墙面以色彩,赋予材料更动人的‘表情’”。由于光的功能是多元化的,现代室外光环境的设计内容在深度和广度上表现出多层次、多方面的特性,通过各种设计手段创造某种环境气氛、制造某种情调、实现特定构思的环境设计,满足人的心理需求和精神消费。例如通过灯光与环境的结合设计出不同的功能空间,通过光线的合理运用,改变了环境的固有色给人的视觉带来协调性,划分且营造出一个优雅的环境氛围,使人对空间产生无限的遐想。

综合上述的分析,掌握人体工程学不仅能为景观设计提供了一些依据和方法, 更主要的是使我们对待设计的理念产生了质的改变。设计不是想当然的行为, 知其然, 更应知其所以然。

景观设计中的人体工程学主要研究两个方面的问题:一方面是借助人体测量资料设计室外动态空间的可行性,并作为空间计划和活动设备的根据;另一方面凭借运动与感觉、生理和心理的研究资料作为环境条件设计的可靠标准,并作为环境设计的根据,再以这两方面为参照,即在一定的约束条件范围内,设计出有效使用面积最大、单位造价最低、资源消耗最少、人与环境最和谐的室外空间。

参考文献:

第2篇:人体工程学研究内容范文

(一)课程

《家具设计与人体工程学》是我校把家具设计与人体工程学结合在一起所开设的一门专业基础必修课。课程共学时112学时,16学时每周,共7周课。课程旨在以项目实训的方式让学生在符合人体工程学的实验数据下进行家具设计,为“人、家具、环境”系统设计提供整体思路,为“以人为本”的设计思想提供可行方法。笔者长期从事家具与室内设计教学与设计实践工作先后收集并整理了十几套相应教材,基本可以归纳出课程包含四大部分内容:第一部分概述(介绍家具设计、人机工程学等概念)、第二部分人体工程学基础(主要介绍人体工程学的研究角度、方法和范畴等)、第三部分人体测量与数据的应用(侧重讲解在家具设计中常用的一些人体测量数据)、第四部分人体工程学与家具设计(人体工程学与家具设计的综合运用,结合案例,比如座椅设计、办公家具设计等)。显然第三、第四部分的内容为重点和难点。通过对本课程教与学师生调查问卷,我们总结了三大印象:第一印象——杂。课程涉及统计学、设计学、人体测量学、生物力学、劳动生理学、环境生理学、工程心理学、时间与工作研究等十多个学科。第二印象——困。课程中需要理解大量的新概念、专业术语,再加上几十组需要学生识记的常用人体尺寸统计数据表,很容易造成“困境”。第三印象——难。人体工程学(Ergonomics)又叫人体工学或人类工程学,人体工程学是探讨人与环境尺度之间关系的一门学科。人体工程学通过对人类自身生理和心理的认识,并将有关的知识应用在有关的设计中,从而使环境适合人类的行为和需求。人体尺度问题是课程的核心和难点。学生不仅要掌握人体自身的尺寸,还要掌握人体尺寸在设计学上衍生的人机尺寸,以及静态尺寸和动态尺寸等等。由于存在学科的跨越和知识点侧重的问题,很多研究方法和过程都没有反应在教材上,导致教与学中出现知其然不知所以然的现象。

(二)教师

1.教师过于重视理论讲授,教学手段单一,教学中与学生严重脱节,无法激发学生学习兴趣和主动性。究其原因教师与学生课前、课下沟通较少、教师引导激发学生自主研究学习不足等原因。

2.教师过于强调教材,注重理论的全面性,侧重点扩展明显不足,主次内容把握不够准确。究其原因是教师在本课程及其前后开设课程了解不足,导致了课堂上内容重复、或者涉猎不足等问题。

3.教师教学中实践教学与理论教学处理不当。常常出现理论与实践环节课时分配不合理、理论与实践环节不能同步或者错位、实践教学手段单一、案例剖析不到位等问题。

4.教师教学之余提升自身专业素养不够。凡事浅尝辄止,学术专研缺乏耐心和恒心。

(三)学生

1.积极主动性不够,被动学习情绪明显。究其原因是由于学生阶段性学习专业深入度不够,设计体验不足,影响其对人体工程学在专业领域重要性的正确认识。

2.无法从理论中联系到实践运用。究其原因是许多学校对人体工程学重视不够,然后错误地反应在教师的教学中,直接影响了学生对待课程的态度。许多教师把人体工程学作为一门理论课来讲授,最终以理论考试的方式作为结课考核。导致的结果是学生一开始就把精力用在备考上,对相关概念和知识只停留在记忆阶段而不是理解和掌握。

3.基础不足,价值观有余。我国大部分艺术类考生的理科基础、逻辑思维能力普遍较差,思维方式较感性,然而《家具设计与人体工程学》这门课程理科属性倾向较重,让很多学生望而却步。加上大部分艺术类考生自入学前价值观就出现了偏颇,他们认为上大学就是为了混文凭、考证书,至于专业好不好无所谓。这样一来《家具设计与人体工程学》这种课程很容易被学生忽略掉,表现为测试作弊、设计作业马虎应付。

(四)课程环境

课程环境对于一个专业、一门课、一位老师、一个学生来讲都是相当重要的。以家具设计与人体工程学为例,在学校专业成立初始,课程环境几乎为零。那时候如果老师上课连多媒体教室都无法实现,那么当量的优秀案例图片改如何向学生展示并讲解。家具设计与人体工程学这门课程重点在培养学生的家具设计造型能力,培养学生适应在“适合人的尺度”的思维模式下进行家具设计创作,所以教学的重点应该是突出体验教学。这种体验教学,不能局限在学生的想象阶段,不能仅仅依靠手绘或者电脑模拟效果图的制作来完成的。理想的体验教学应该是学生能在学习课程的时候能超越识记,掌握人体工程学的研究方法,明确设计是为人的设计的真正含义,能够通过图纸把自己的设计很好的表达出来并完成家具1:1模型,然后能充分的调动各感官机能,完成对模型的修改,完善设计。我校地处河南信阳市,2006年艺术系开设了家具设计方向,到今天已经有了8年的光阴。发展八年学校基本建立了美术基础实训室、模型制作实训室、计算机CAD设计实训室、手木工制作实训室等,应该可以说小有所成、初具规模了。但从我校家具设计方向历届毕业生就业调查反馈表来看,凸出问题表现在毕业生岗位概念模糊、岗前紧张、专业能力局限在方案设计和手工模型中、对于家具设计到家具生产过渡断裂等问题。所以学校离培养高度市场适应性应用型人才成功转型还需要走很长一段距离,这需要全校师生以及“多方来助”的情况下才能逐步实现。完整的家具设计课程环境处了学校自身软硬件环境以外,还应该包含校企合作环境、校政扶持和监督环境、校与校来往学习合作共荣环境等。

二、家具设计与人体工程学教学有感

(一)缘起藤和竹

我校西邻“长淮明珠”南湾湖,南望“云中公园”鸡公山,校园内山清水秀,花木交荫,绿围翠绕,景色宜人。山上有丰富的自然资源,其中最多的就是满上的竹林和成片的老树古藤。2012年学校土建动土,建设一些新校施,原本山上的野生的满山竹林和老藤,被一车车的拉往垃圾站焚烧殆尽,在笔者的眼里这是暴殄天物的行径。在家具史上,能工巧匠用老藤和竹子编制出了多少会计人口、流传古今的家具,多少作品在今天的世界非物质文化的收藏典籍中成为经典。回想多年前,大学时期到教师阶段,学生阶段最痛苦的是每次家具设计课都要花好多钱购买各种各样的模型制作材料,但制作出来的模型效果多少会让人联想到水晶宫时期的矫揉造作、粗制滥造的感觉。原因是我们制作模型购买的大部分是模型卡、ABS板、KT板、喷漆、石膏等工业模型材料,它们除了能粗糙的表达出家具设计的造型形态之外,别说结构,就是简单的接缝收口都很难到位的。当然这些材料制作完模型之后,本身材料的固有色是很难看的,没有任何保留的价值,所以还得用喷漆给制作好的家具模型赋予“五颜六色”的外衣。一个个原本制作还算精致的模型,披上喷漆外衣之后,俨然成了一个七彩家具王国。最让师生感觉头大的事,喷漆对环境的污染——刺鼻的气味加上斑驳的漆影到处可见。现在教师阶段强烈的责任感在一次次的逼近,告诫自己不能“重蹈覆辙”。回看我们的祖辈,他们用无数的惊世之作一次次的想我们呈现自然材料的无穷魅力和价值。竹子特有的质地、中空的结构、快速的生长率(竹子2-3年可以成才)、竹黄和竹青的特殊性、竹结之美等等,竹子有太多太多的研究价值。老藤的最大的特点是它的韧度好、质感美、自然古朴形态美。竹子和老藤都不需要喷漆和上色,这也是它们作为家具模型制作最佳材料的优势之一。于是藤和竹的研究首次在家具设计与人体工程学的模型制作上全面展开。

(二)果成竹与藤

家具设计与人体工程学在教学上笔者一改传统教学常态,主张以“理论讲解为辅,团队研究为主”的课程教学方案,事实证明效果很好。以其中“人机工程学与座椅设计”环节为例:

1.全班分位若干小组,每个小组控制在3-5人,落实名单;

2.每个小组至少收集2个较具典型代表的座椅作品,可以市场购买或者家中邻里收集,方式不限;

3.学生陈述作品来源,教师点评,每小组确定2个最典型作品;

4.解构作品,通过对作品的拆解、使用体验,弄清其结构、尺寸、材料、工艺以及作品的优缺点分析,并在A3图纸上表达清楚;

5.完成原始图纸,教师点评,针对优缺点分析,根据人体工程学所学知识,完成设计改良;

6.教师点评,完善改良方案,制作1:1家具模型,材料竹子、古藤。

三、结语

第3篇:人体工程学研究内容范文

关键词:人体工程学;环境艺术;设计

设计服务于人。人总是在某一个环境中使用着某些物质设施,或是生活和工作的工具,或是人类生活的空间环境。人的生活质量和工作效能很大程度取决于这些设施是否适合人的行为习惯和身体各方面特征,所以学习人体工程学,并将人体工程学的设计要素应用于设计之中,才能使设计更好的为人服务。

一、环境艺术设计专业人体工程学课程的教学目标

环境艺术设计专业涵盖内容非常广泛,既包括各类人们使用的家具、设施,又包括人们生活的各类室内外环境,作为设计专业课程之一的人体工程学的学习应该达到这样几个目的:

(一)为确定空间场所范围提供依据。影响场所空间大小、形状的因素很多,但最主要的因素还是人的活动范围及设施的数量尺寸。

(二)为设计家具、设施等提供依据。家具、设施的主要功能是使用,因此,无论是人体家具还是储存家具都要满足使用要求。

(三)为确定感觉器官的适应能力提供依据。人的感觉器官在什么情况下能够感觉到刺激物,什么刺激可以接受,什么刺激不能接受,这也是人体工程学的一大重要课题。

二、环境艺术设计专业人体工程学课程的现状分析

笔者将多年在实践教学中发现的问题,分析如下:

(一)学生

(1)积极主动性不够,被动学习的情绪明显。究其原因,是由于学生对人体工程学在大量环境设计实践中的重要性缺乏广泛的直观、切身的体会;

(2)实践中运用人体工程学在时,往往各种因素的复杂性会给学生的主动学习设置思想障碍。即便在教师的引导下,从学生日常接触的绘图桌椅、餐厅桌椅、会议室桌椅、学生寝室卧具、学生寝室环境、洗漱间环境、教室环境、餐厅环境及其他一些典型的室内、外环境入手, 引导学生思考并讨论这些与自己日常生活密切相关的家具及环境在实际使用中造成的种种不便的原因,也会因为问题的复杂性造成积极主动学习的障碍。

(3)环境艺术类学生大都为艺术类考生,逻辑思维能力较差,思维方式大都注重感官而缺乏理性。在实例讲解过程中,大量的尺寸分析,除考虑各种人体静态尺寸、动态功能尺寸之外,还要考虑一定的使用状态、使用方式等等,这些因素之间的相互作用,最终会导致设计结果的截然不同,因此,严密的逻辑思维能力、精益求精的设计态度,才能设计出真正符合人体工程学需求的家具或环境。

(二)教师

(1)大部分教师注重理论教学,而非以提高学生的兴趣、建立学生正确的设计思维为主要教学目标。目前的人体工程学教材内容偏重理论、原理、公式、数据,较为枯燥,使艺术类学生容易产生厌学心理。这要求教师要根据学生的实际情况和专业的重心适时调整教学计划,将以提高学生的学习兴趣和锻炼其人体工程学设计思维为主要培养目标。

(2)注重理论的全面性,而不注重解决单个实际设计问题的精确性。大量的理论使得学生有了一些人体工程学的设计意识,但针对实际问题的解决时,面对相对复杂的情况,导致学生手足无措,教师应注重设计实践的有效设计及精确的指导。

三、教学改革的主要思路

(一)教学模式上

(1)以案例教学为主,抛砖引玉

课程各章节内容的安排应以经典案例空间为切入点,提出案例,先让学生讨论如果自己遇到这样一个设计项目,应考虑人体工程学的哪些因素、应如何设计?让同学充分讨论,各抒己见,利用教学中相互作用的方法,全班讨论、分组讨论,既活跃课堂气氛又加深了学生的印象。将学生的讨论结论归纳并一一列出,同时记录学生们疑惑的内容,让学生带着疑问去听课,并要求课程之后让同学自己解决刚才遇到的问题,不足之处教师再进行纠正和补充。

(2)以实践教学为目的,理论指导实践

环境艺术设计是一项实践性较强的专业,所有的理论都是为了使学生在日后面临实际设计项目时能有法可依、有据可循。人体工程学课程本身是直接服务于环境的使用者――人的,因此,环境艺术设计专业人体工程学课程应以面向实践为主要目的。课堂之上教师讲解的各种案例,学生总会感觉离自己很遥远,是天方夜谭,针对这样的情况,教师应带领学生走出课堂,面向真实的设计项目,亲身体验设计项目时面临的种种问题,这样才会有更迫切的解决问题的欲望和冲动,从而上课时才能积极思考、主动学习,达到事半功倍之效。

(二)教学方法上

(1)纳入丰富的多媒体手段

现在的多媒体已经广泛而深入地应用到学校课堂里,教师上课不再是传统的言传身教,而是集言、声、乐、动画、媒体剪辑等等融为一体的生动有趣的视、声觉盛宴,众多高校每年一次的多媒体课件比赛,也证明了高校对教师多媒体技术的重视。为了削弱人体工程学给学生带来的枯燥、乏味的感受,教师在多媒体制作上也应花一番心思,不仅仅加入图片和文字,也可以加入一些视频,例如国内外著名设计师的设计思想、某款著名家具的设计思路等等,拓展了学生的见闻、增加了对设计专业的喜爱。

(2)循序渐进的课程设计

人体工程学是设计的尺度基础,对学生的设计思想有重要的指导作用,因此,它在设计专业课程中的地位和作用是毋庸置疑的。教师应在理论教学之后组织相应的课程设计,宜采用学生生活常见的现实生活现象为题材,可以先讨论,教师再指导,最后学生自己完成设计。整个课程应完成5-6个课程设计,有效锻炼学生的设计思维和设计能力。

环境艺术设计专业的人体工程学课程应该以培养学生以人为本的设计理念、缜密的设计思维,较强的独立的设计能力为目的的一门基础专业课程,希望通过教学改革,对人体工程学课程的教学及人才培养起到理论及实践方面的示范作用。

参考文献:

[1]刘昱初,程正渭.人体工程学与室内设计[M].北京:中国

电力出版社,2008.

[2]徐磊青.人体工程学与环境行为学[M].北京:中国建筑工

业出版社,2006.

[3]李文彬.建筑室内与家具设计人体工程学[M].北京:中国

林业出版社,2001.

[4]闫换新.面向实践的人因工程学教学研究[J].浙江科技学

院学报,2011(6),P:239-243.

第4篇:人体工程学研究内容范文

论文摘要:很多人通过多年来的积累,拥有了自己的住宅,所以在室内设计中,不仅仅要美观大方,舒适感和便捷感也得到了人们的重视。人体工程学在室内设计中的应用,就是解决人们在居住空间中健康、高效、愉快工作和生活的需求,也是现代室内设计追求的标准。

一、概述人体工程学

人体工程学是一门关于技术和人的协调关系的科学,也是一门多学科的交叉学科。它首先是一种理念,把使用产品的人作为产品设计的出发点,要求产品的外形、色彩、性能等,都要围绕人的生理、心理特点来设计;然后是整理形成的设计技术,包括设计准则、标准、计算机辅助设计软件等;这些设计技术再和特定领域的其他设计技术及制造技术相结合,就形成符合人体工学的产品,这些产品让使用者更健康、高效、愉快地工作和生活。人体工程学研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调,研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域,研究的目的则是通过各学科知识的应用,来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造,使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。

二、概述室内设计

室内设计是指为满足一定的建造目的(包括人们对它的使用功能的要求、对它的视觉感受的要求)而进行的准备工作,对现有的建筑物内部空间进行深加工的增值准备工作。目的是为了让具体的物质材料在技术、经济等方面,在可行性的有限条件下形成能够成为合格产品的准备工作。需要工程技术上的知识,也需要艺术上的理论和技能。室内设计是从建筑设计中的装饰部分演变出来的。他是对建筑物内部环境的再创造。室内设计可以分为公共建筑空间和居家两大类别。当我们提到室内设计时,会提到的还有动线、空间、色彩、照明、功能等等相关的重要术语。室内设计泛指能够实际在室内建立的任何相关物件:包括:墙、窗户、窗帘、门、表面处理、材质、灯光、空调、水电、环境控制系统、视听设备、家具与装饰品的规划。

三、人体工程学为室内设计奠定了基础

人体工程学联系到室内设计,其含义为:以人为主体,运用人体计测、生理、心理计测等手段和方法,研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系,以适合人的身心活动要求,取得最佳的使用效能,其目标应是安全、健康、高效能和舒适。人体工程学与有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系。由于人体工程学是一门新兴的学科,人体工程学在室内环境设计中应用的深度和广度,有待于进一步认真开发,目前已有开展的应用方面如下:(1)为人际交往空间的确立奠定了基础。根据人体工程学中的有关计测数据,从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等,以确定空间范围。(2)为家具、设施的形体、尺度及其使用范围奠定了基础。家具设施为人所使用,因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据;同时,人们为了使用这些家具和设施,其周围必须留有活动和使用的最小余地,这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间越小,停留时间越长,对这方面内容测试的要求也越高,例如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。(3)为室内设计的视觉环境奠定了基础。人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素,人体工程学通过计测得到的数据,对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区域等提供了科学的依据。

四、人体工程学为室内设计要素提供了依据

(1)合理的空间布局。根据人体工程学提供的数据一句,空间的合理分布给人们以美的感受是设计基本的任务。(2)合理的运用色彩。室内色彩除对视觉环境产生影响外,还直接影响人们的情绪、心理。科学的用色有利于工作,有助于健康。(3)合理的采光。人类喜爱大自然的美景,常常把阳光直接引入室内,以消除室内的黑暗感和封闭感,特别是顶光和柔和的散射光,使室内空间更为亲切自然。光影的变换,使室内更加丰富多彩,给人以多种感受。(4)合理的装饰。室内设计根据结构和人的心理需求,结合功能需要加以装饰,可共同构成完美的室内环境。充分利用不同装饰材料的质地特征,可以获得千变完化和不同风格的室内艺术效果,同时还能体现地区的历史文化特征。(5)合理的陈设。室内家具、地毯、窗帘等,均为生活必需品,在符合审美的条件下,结合人体工程学的要求,更能体现其特点和个性。(6)合理的绿化。室内设计中绿化以成为改善室内环境的重要手段。室内移花栽木,利用绿化和小品以沟通室内外环境、扩大室内空间感及美化空间均起着积极作用。

参考文献

[1]刘峰,朱宁嘉.人体工程学设计与应用[M].辽宁美术出版社,2007

[2]刘昱初,程证渭.人体工程学与室内设计[M].中国电力出版社

[3]张月.人体工程学[M].中国建筑工业出版社

[4]刘盛璜.人体工程学与室内设计[M].中国建筑工业出版社

第5篇:人体工程学研究内容范文

18世纪上半叶,研讨式教学产生于哥廷根大学。至19世纪初,柏林大学将其作为一种制度确立下来,应用于小班和研究生教学。随着学科的细分,研讨式教学的应用领域不断拓宽,德国的研讨式教学在各国的大学教育中得到广泛应用,同样也对我国的高等教育产生了深远的影响。

研讨式教学是指教师以课程授课内容和学生知识积累为基础,指导学生创造性地应用自己所学的知识和能力,发现问题、讨论问题和解决问题,在研讨中累积知识,培养创新思维和能力。

二、人体工程学教学的现状分析

对于艺术设计专业的学生而言,《人体工程学》是一门重要的专业基础课,课程内容广泛,涉及的学科领域众多且交叉性强,想要学好这门课程并非易事。经问卷调查,被调查人群中11%的学生认为《人体工程学》内容复杂枯燥,部分理论知识难以理解;59%的人认为课程内容的综合性与艺术类学生的知识背景存在矛盾,是导致学习困难的原因之一;19%的人缺乏学习兴趣,认为《人体工程学》的理论难以联系实际,导致学习效果不佳。对教师而言,《人体工程学》属于难教的课程。我国的人体工程学较西方国家起步晚,教材多而不精,部分理论直接引入了西方国家或日本的人体工程学研究成果,研究的条件背景不明。对于这部分内容教师常照本宣科,学生觉得晦涩难懂,教学效果大打折扣。此外,《人体工程学》常采用考试作为考核方式,学生为了通过考试需要死记硬背理论知识,很难培养在实践中的应用能力。为了改变这一现状,需要教师和学生共同努力,采用不同于以往填鸭式的教学方法,以期取得良好的教学效果,达到教师和学生的共同进步。

三、研讨式教学的应用

研讨式教学主要是为了解决传统授课方式遇到的某些问题而采用的。教师是学习的引导者和组织者,提供学习场地和设备(教室、模型实验室、多媒体设备和实验设备等),学生才是学习的主体。在《人体工程学》的教学过程中,发现座椅设计这一课题内容丰富,涉及面广,较为适合作为研讨课的学习内容。下面以座椅设计研讨课为例,介绍研讨式教学在《人体工程学》课程中的实际应用。

(一)设定学习目标和任务

研讨课的开始,教师设定学习的总体目标设计适合每个学生自己的学习椅,完成座椅设计的成果图纸,并在图纸上列表说明座椅各功能尺寸数据的由来。另外,将学习任务分成了 座椅设计中人的因素、座椅设计的环境因素和座椅的尺寸、造型和材料设计三个方面。

(二)学生分组自学并展开讨论

将学生分成多个学习小组(每组3~4人),课下查阅相关资料,课上交流学习。通过查阅相关资料,学生了解到,座椅设计中人的因素主要包括人体基本构造、人体测量、人座椅界面的压力分布、人体疲劳等重要内容。在课上的交流学习过程中,各小组抽出一名学生向全体同学讲解某一个部分的内容(确保每个学生讲课的机会均等),教师和学生随时可以提出疑问并共同探讨解决。人体测量中百分位的概念是学习的重点和难点,由教师负责解释;座椅设计中用到的人体静态尺寸,由学生自带测量工具互相展开测量实验,并对数据进行了统计与分析。人座椅界面的压力分布和人体疲劳相关知识,则采用了最直观的学习方式,将学生作为被试者进行体压分布测量实验和肌电实验,给学生留下了深刻的印象。座椅功能尺寸设计是座椅设计的重点,这一环节则在学生通过自主学习充分了解和掌握座椅尺寸设计要素后,通过设计图纸来完成学习效果的检验。

(三)集体评议

集体评议是由师生共同检验学习效果的重要环节。每名学生都需要将自己的设计图纸展示出来并讲解,老师和同学提出问题并共同探讨解决问题,同时完成本门课程的考核,成绩由老师和学生分别给出的成绩共同组成,也体现了公平公正的原则。最初学生对于研讨式的方式反应淡漠,后来发现本课程的学习需要每个人的参与且参与度越来越高,从最初的被动参与到后来的主动学习,学生的学习态度和积极性都发生了极大的变化。经过逐步的教学研究和实践,通过后续的反馈环节得知,调整课程的学习内容,以研讨课的形式增加课堂讨论环节、实验和设计实践环节,取得了良好的教学效果。

四、小结

第6篇:人体工程学研究内容范文

关键词: 人机工程学;夹具设计;人机环境;以人为本

0 引言

随着现代化工业的发展,人机工程学的应用越来越受到人们的重视。人机工程学是研究人、机及环境相互作用的学科[1],研究人和机器以及环境的相互作用,研究人在工作、生活中怎样才能够统一考虑工作效率、人体健康、安全和舒适等问题,是把人-机-环境系统工程运用系统科学思想和系统工程方法,正确处理人、机、环境三大要素的关系,探讨人机环境系统最优组合的一门科学,如何实现人-机-环境系统的最优组合是我们研究的核心问题。已有研究表明,在设计、生产中应用人机工程学是必要和有效的[2]。本文利用人机工程学的原理对机床夹具设计过程中的有关工作效率、人的健康、安全和人机环境匹配等几方面进行探讨。

1 基于人机工程学的设计内容

将人机工程学应用于机床夹具设计过程应当包含两个方面:1)应用是全过程的;2)应用是全方位的。全过程、全方位地应用人机工程学进行夹具设计,不仅体现其功能的科学性、使用的合理性,还要考虑到舒适、安全、省力和高效等功能[3]。人机工程学在夹具设计中的应用要体现在夹具设计的每个阶段,具体内容如下:

按照这个要求,机床夹具设计从工作效率、人体健康、安全和人机匹配几个方面来进行。

1.1 工作效率

机床夹具设计的总体目标就是“优质、高效、低成本”,在保证质量的前提下,高效率是我们追求的一直追求的重要方面,所谓“高效”是指夹具的工作效率最高,使用价值最大,这是对夹具设计提出的最根本要求之一。在夹具设计中,除了按照生产纲领合理配置夹具的定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、分度装置等夹具各个组成部分的自动化程度,提高生产效率外,装、夹动作应准确、迅速、操作方便,安全省力[5];各个部分的操作手柄、杠杆、开关、显示装置或其它辅助工具应放在操作者的最大工作范围之内,并且要尽可能靠近操作者,但应避免放在操作者的正前方且按动作顺序进行排列与布置;应使操作者手移动的距离和移动次数越少越好;夹具上的各种操作机构的位置应尽量使操作者在使用时不改变或极少改变身置;尽可能采用联动夹紧机构。从而缩短辅助时间,提高人的工作效率。

1.2 人体健康、安全

所谓“安全”是指在系统中不出现人体的生理危害或伤害。在夹具设计中,要坚持“以人为本”的基本指导思想,夹具设计应安全可靠,确保操作者的人身安全。对于存在离心力的夹具,需采取的平衡措施,方法有两种,一是在较轻的一侧加平衡块,平衡块的位置最好可以调节。二是在较重的一侧加减重孔[5]。设计夹紧装置时,为防止工件在加工过程中因振动而松动,夹紧装置要有足够的夹紧力和自锁性能;夹紧装置的自锁装置性能应可靠,以防止产生松动,致使工件有飞出的危险;对于存在冲击载荷的夹具设计时,夹紧力大小要求保证工件夹紧可靠,施力方向和作用点要恰当,必要时可采用辅助支承和浮动夹紧装置,以提高夹紧刚度,因此夹具各元件要具有足够的强度和刚度。在设计和布置定位元件时,应尽量使主要支承面大些,定位元件的支承之间要尽量远些;还要注意防止夹具上的元件与机床的回转件相碰,引发安全事故。夹具上尽可能避免有尖角或突出夹具体(或机床)轮廓之外的元件,必要时应加防护罩。

安全防护装置的设计可以分为两个部分:为保证安全设置在机床上的防护装置设计和个人防护用品设计。防护装置设计的结构和布局应设计合理,防止人体各部位均不能直接进入危险区,主要包括防止人的误操作而引发的事故,要有防误撞装置,比如可以增大操作阻力或按钮保护盖板;防止操作者误入危险区而设置的安全防护装置,比如设置防护网或防护挡板;为防止切屑、切削液飞溅而危害操作者的健康和安全,可设置防护罩或防护挡板。安全防护装置与夹具的配套设计,防护装置设计要保证操作者容易对加工区进行观察。最好有通过对系统进行自动监测与诊断的方式去避免或排除故障、避免事故发生的装置。个人防护用品设计应符合人体工程学,包括防尘、防潮、隔声用品的设计,为操作者提供良好的工作条件,减少不必要的危害。 转贴于

1.3 人机环境之间的最佳匹配

人-机-环境系统强调“机宜人”、“人宜机”,将人、机、环境这三个要素看成一个相互作用、相互依赖的系统,并用系统工程的方法使系统处于最佳的工作状态。要使人、机、环境三大要素相互之间达到最佳匹配,就要使人-机关系、人-环关系、人-机-环境关系的总体设计要合理。夹具的设计要符合人的生理、心理特点;工作环境要符合人的特性。

在机的总体布局时,夹具的高度应使操作者可以变换操作姿势,可以坐、站交替,具有舒适感;夹具的操作手柄、杠杆、开关、显示装置或其它辅助工具应与人体尺寸相适应(人体平均身高大约1700mm),绝大多数人习惯用右手操作工具和做各种用力的动作,这一事实在人机系统设计时应该予以考虑。夹具设计要能够降低工人的劳动强度和对工人的技术水平要求,双手和身体的动作应该尽量以减少不必要的体力消耗为准则,过度消耗体力容易引发安全事故;夹具的结构工艺性要好,便于制造、装配、调整、检测和维修。维护作业应满足人的要求,维护时间要短、维护费用低,满足与维护有关的可靠性与安全性的要求;夹具的检查点、点以及液压气压系统的维护点都要布局在便于接近的位置;显示器应尽可能安排在视野中心范围之内,使人的视觉效果最优,避免产生视觉疲劳。

夹具使用过程中的噪声、粉尘、切削液对人体、环境的污染也是不容忽视的,切削过程中的噪声、粉尘、切削液往往会对操作者造成身体伤害、会对环境造成污染,在夹具设计时,就要考虑对噪声、粉尘、切削液等污染物进行防治。

2 结束语

随着我国社会和科技的发展,人们对工作条件、生活品质的要求会越来越高,对产品的人机工程特性也越来越重视。提高采用人机工程学原理设计的机床夹具,使人机环境的关系更加协调,对提高企业生产率、降低综合成本,对构建和谐社会具有十分重要的意义。

参考文献

[1]丁玉兰,人机工程学[M].北京理工大学出版社,2005.

[2]Abrahamson L.Production economics analysis of investment initiated to improve working environment[J].Appl.Ergon.2000,31(1):1-7.

[3]吴强等,基于人机工程学的设计实践[J].机械设计与制造,2007(6):45-47.

第7篇:人体工程学研究内容范文

【关键词】人机工程学;机械设计制造;应用

1前言

作为现代工程设计中用于工效提升的重要学科,人机工程学充分将心理、生理以及其他学科内容结合起来,要求机械设计中注重为人创造更为高效、安全、舒适的环境,确保机械设计达到最佳效益。现代很多机械产品在流通中很难占据一定的市场优势,究其原因在于未将人、机器与环境等融入产品中。对此如何融入人机工程学成为现代机械设计制造中需考虑的重要内容。

2人机工程学的相关概述

关于人机工程学,其旨在结合心理学、生理学等,使机器制造中可与人保持适应,使创造的环境更为安全舒适的,是实现人、机、环境高度统一的重要学科。现代机械设计制造本身作为系统复杂工程,要求对相关工作强度、环境以及机械材料等进行充分考虑,在实现智能化、自动化的基础上的坚持以人为中心完成整个设计过程。现阶段工程机械设计由于需满足各行业领域的实际需求,所以在使用条件、用途等方面有所差异,这样人机关系匹配、相关参数指标等都有所不同。因此,如何通过人机工程理论指导机械设计制造尤为重要[1]。

3机械设计制造中人机工程学的具体应用分析

3.1从人体尺寸数据出发的设计制造思路

人机工程理论融入机械产品机械产品制造中,要求立足于人的身心特征,确保为作业人员提供安全舒适的环境,这样才可使工作效率得以提高且疲劳程度、人体能量消耗得以减少。产品设计过程中设计人员需对机械的实际用途、人体尺寸相关数据进行充分考虑。但需注意关于人体尺寸测量,设计人员应注重对不同区域人群进行分析,避免完全依托于的借鉴国外成功产品设计经验而而导致产品最终难以符合目标人群人体尺寸数据,确保实现人、机协调的目标。

3.2从机械操作安全可靠角度

作为基本且较为频繁的操作,很多机械产品都要求通过的相应的动作以使操作装置的作用得以发挥。所以在设计操纵装置过程中应从人机工程学角度出发,将装置在操纵力、位置以及整体运动状态等各方面都需符合人体力学。在追寻操作装置布置美观、简洁的基础上应防止出现操作困难或影响效率的情况。通常大多机械产品在投入使用后极易引发一定的安全事故,对驾驶员带来安全威胁,特别作业环境较为复杂时,安全事故发生的频率将更高。因此在实际过程中应遵循安全设计的基本原则,可将相关如防落物、防翻滚以及监控保护装置设置其中,或通过安全警示标志的设计使安全性得以提高。近年来许多机械产品也从车窗设计方面着手,分别在车前、车后以及侧面引用全视野窗户,并在驾驶室内安装照明系统,这样促进操作安全性的进一步提高。关于安全设计工作,国外许多基于人机工程学的机械设计也开始从操作条件与视野条件方面着手,以卡特彼勒企业为例,其在驾驶室设计方面要求在原有设计基础上对操作者视野条件扩大21%,对安全程度的提高可起到突出的作用。

3.3从驾驶环境角度的设计思路

以驾驶室设计为例,大多机械产品应用中多处于较为恶劣的环境下,相关如发动机废气、现场尘埃物质等会对驾驶室空气质量带来一定危害,机械操作人员在反应能力上将受到严重影响。因此从人际工程学角度出发,为使操作环境更为舒适健康,除保证具备基本视野条件外,还需将冷暖空调设置其中,确保密封的驾驶室内空气保持较高质量。同时考虑到座椅设计部分,应以人体生理结构为依据,使座椅保持宽大且能够进行座高与座深的调节,确保操作者在操作姿势上保持自由。而且设计中也可将防振装置引入其中,其目的在于使操作人员脊柱所受冲击负荷得以减少。以REXROTH公司为例,其在设计过程中保证具有较高性能的基础上,在座椅后安装贮藏箱使食品、饮料等可在其中贮存,完全符合人机工程学的基本理论[2]。

3.4从作业舒适性角度

在作业舒适度方面,首先考虑机械产品在使用过程中存在的全身振动问题,操作恩怨在振动情况下极易出现的身体上的腰酸背痛以及心理上的烦躁等问题,因过于疲劳而使整体工作效率进一步降低。因此在设计过程中应充分考虑引入性能较高的减震材料,或直接在产品设计中引入加减振器,以此使作业舒适性得以提高,如典型的的悬浮式座椅,其主要由GRMMERAG企业进行设计,保证座椅可进行调节的同时将液压减振器设置中,取得较为明显的效果。另外需注意大多机械产品在投入使用后可能存在噪声问题,操作人员长期在噪声环境下便可能出现疲劳或反应迟钝等问题,因操作失误而引发安全隐患问题。尤其机器因异常情况而发出声响时,噪音过大将使其完全湮没。因此,在实际设计过程中应注重对噪声来源进行分析,一般集中在底盘、发动机等方面。因此对噪声进行控制首先应从从声源方面着手,对振动、发动机燃烧、风扇等各部件产生的噪声进行降低。同时应在传播噪声途径方面着手,可通过吸声材料的引入使隔音效果进行提高,或将阻尼元件在发动机、车身、驾驶室间进行设置,可使减震隔振效果得以提升,并解决二次噪声问题。只有通过合理设计才可使作业环境得以改善,实现人、机、环境协调的目标。

3.5从外观设计角度

根据人机工程理论,机械在外观设计方面应更注重体现出高性能与美观性等特征,其也是使机械展现物质与精神功能的重要途径。目前常见的外观设计多从大圆角曲线形式方面着手,使其为人带来耳目一新的感觉。以叉车外形设计为例,其在造型设计中以曲面为主,并使脚踏板保持圆弧型,这样可避免操作中出现碰撞机身等问题,增强整体舒适性与安全性。此外,外观设计中结合人机工程理论还需在色彩方面着手,尽量将低纯度、高明度色彩设置于机身方面,其他部分设计也需达到简简洁、协调等效果,有利于缓解操作者视觉疲劳[3]。

4结语

机械设计制造中人机工程学的应用是使工作效率得以提高的重要保障。实际设计过程中应正视人机工程学的基本内涵,从人体尺寸、机械操作安全、驾驶环境以及外观设计等角度出发,坚持人、机、环境结合的原则,使机械设计制造水平进一步提高。

作者:谭志 单位:成都理工大学

参考文献:

[1]徐向阳.基于人机工程学的工业车辆驾驶室设计研究[D].南京:南京航空航天大学,2012.

第8篇:人体工程学研究内容范文

关 键 词:人机工程学 工业设计 教学研究

人机工程学是一门主要研究“人一机一环境”系统的多学科综合的边缘学科。人机工程学既研究“人-机、机-环境、人-环境”三个子系统的属性,又研究人机系统的整体结构及其属性。从而使整个系统安全、高效,且对人有较高舒适度和生命保障功能,最终达到系统综合使用效能最高。

黑龙江科技大学工业设计专业经过十余年的建设,对人机工程学课程的教学已提升到研究和实践阶段。人机工程学是工业设计专业的专业基础课,在工业设计专业的课程体系中占有重要地位。作为基础知识体系的重要组成部分,该课程教学的成效关系到后续的产品设计系列专业课程教学是否能顺利展开。所以该课程在“应用型人才”培养目标的指导下和前期教学研究的基础上,课程教研小组成员对本课程的教学思路、教学内容、教学方法和教学手段 进行了不断的探索、研究和实践。这门课程的教学改革历经几届学生的教学实践,最终取得了良好的教学效果。

一、课程教学内容体系研究

首先确立教学内容改革的目的,是实现应用人才培养目标:“具有开阔的眼界、良好的个人素质、正确地价值观、艺术与技术交融的专业知识结构;有较强的沟通表达能力、团队协作精神和良好的职业道德;具备较系统的工业设计核心知识、技能、态度,适应社会的应用型设计人才,力争实现就业零适应期。[1]”教学内容的组织方式是在必要的理论知识基础上,突出工业设计专业应用人机工程学的实用性和应用型;适当删减原先主要是适合工技术专业工科学生的纯理论研究性的教学内容,时着力加强本学科与工业设计专业的关联[2]。

人机工程学虽以独立课程单元存在,但却辅助于若干产品设计课程,本单元课程既具有相对的独立性,又具有较强的延续性,改革课程内容,优化理论学时,突出注重应用的特点。在教学内容的编排上,针对现行教科书章节安排的不合理,对各章节进行了重新整合,目的是希望在每一个“人的因素”的知识点后安排与其相应的设计内容“机的因素”,可以马上理论联系设计实际。同时把相关的一些“机的因素”安排在同一或相近章节,体现一定的内在逻辑性[3]。具体实施方案为:

(1)根据理论知识的关联性,将课程内容分为五大模块:基础知识模块、基础数据模块、设计原理模块、环境模块、人机系统设计模块。

模块一:人机工程学基础知识(第1-3章) 10课时

知识点:人机工程学的基本概述,工业设计与人机工程学,人机工程学综述,人的感觉特征及心理特征,人的运动系统机能及其特征等。

教学手段:多媒体课件进行理论讲授,设计案例剖析,课程实训。

模块二:人体测量与数据应用(第4章) 4课时

知识点:人体测量的方法与常识,常用人体测量资料、人体测量数据的应用。

教学手段:多媒体课件讲授,设计案例剖析,课程实训,网络互动。模块三:人机界面及各种装置设计(第5-8章) 18课时

知识点: 人机的信息界面图形符号设计、显示装置设计与选择、操纵装置设计与选择、工作椅设计主要依据。

教学手段:多媒体讲授,设计案例剖析,课程实训。

模块四:安全设计(第9章) 4课时

知识点: 了解与掌握事故分析、作业环境分析与安全设计之间的关系。教学手段:多媒体讲授,设计案例剖析,课程实训。模块五:人机总体设计及发展趋势(第10章) 4课时

知识点:与人体相关产品的选择及设计。

教学手段:多媒体讲授,设计案例剖析,课程实训,师生互动。

(2)优化理论课各部分的授课时数,突出重点内容。如:增加操作空间、人机信息界面设计部分的学时数,减少热、振动等环境的理论授课学时。

(3)结合煤炭优势,教学重点内容应侧重操作空间、操作面板、人机交互、人机协调等内容,优化理论学时,注重理论与实践的结合,以理论原则和实验数据为设计基础,共同完成实践项目。

二、课程教学方法和手段的改革

《人机工程学》课程针对学生的学习基础和特点,从教学内容中探索,从教学手段中发掘,既要遵循教学的普遍规律,又要有针对性、创造性,从而逐渐形成了具有鲜明特色的教学方法。在教学中主要采用案例教学法、项目实训法和小组攻关法方法等教学方法。

1、案例教学法

案例教学法是国际上推广的一种生动直观的先进教学方法,采取案例教学导入,理论与实践相结合教学方法。在教学过程中,采取师生共同讨论,广泛听取学生的见解,教师最后进行总结,避免了教师上课“一言堂”的做法。

2、项目实训法

为了将教学与实践结合得更加紧密,实现对学生创新精神和实践能力的培养。我们在教学中以“项目实训法”鼓励学生积极参加各类设计竞赛,以产品设计为载体,教师采用一对一指导的形式,以人机原理和产品设计理论为依据,帮助学生解决实际问题,师生共同攻关,使学生不仅学会了设计,部分教师和学生还以此为契机,为自己的设计生涯画上了光辉的一笔,师生均受益匪浅,项目实训法获得了丰硕的成果:多名同学在不同层次的竞赛上获奖;教师和学生多人申报外观专利,如图1 雪花书桌,图2小厨宝。

通过项目实训使同学熟练掌握产品设计人机工程学的知识和研究方法,并能够完成以人机为核心的产品设计和以产品系统设计(基本要素与应用要素)为延伸设计的完整工业产品设计,为工业设计相关专业课程的学习奠定坚实的基础。

3、小组攻关法

“小组攻关法”是根据学生的心理特征而实施的一种教学方法,这种方法是“项目实训法”的补充。学生在小组中彼此分享各人的意见和独到的见解,共同研讨,解决问题,通过“小组攻关法”加强了学生的团队协作意识和交流沟通能力。

三、以“科研促教学”为理念,将科研融入教学

结合黑龙江科技大学的煤炭专业特色和“科研促教学”理念,结合该课程建设,2007年成功申报黑龙江教育厅科学技术研究项目《基于人机工程学的采煤机操作系统应用研究》,将采煤机的操作系统的人机协调课题研究融入课堂,让学生在真题实践中得到锻炼,采用学生的优选设计方案,为企业提供设计参考;将人机协调理论应用于采煤机目前在我省尚属首例,在本领域处于黑龙江省内领先水平。

人机系统总体设计又称为TSD(Total System Design)设计法。TSD设计法的中心思想是系统设计必须分为一系列具有明确定义的设计阶段,而每个阶段的设计活动和任务必须是明确的。这是典型的系统化解决问题策略。“总体”的意义是强调人机系统的各个组成成分都应给予全面的考虑,以克服长期以来设计中忽略人和人的效能问题,其设计的目标是使系统的每个组成成分都为实现系统目标而能够协调一致地发挥各自的功能。

结合采煤机的操作流程进行操纵面板设计,采煤机手动操作系统的操作流程为:开启运输机采煤机泵电机站选择左、右截割;并具有急停手柄和备用手柄。

根据采煤机手动操作系统的操作流程,分析采煤机的工作空间、操纵装置的形状编码和力的大小、作业场所的布置原则来进行操纵面板设计,如图3采煤机操作界面所示。

“科研促教学”是提高大学教学质量的重要途径。科研成果能充实和改革教学内容、科研活动能促进师资队伍建设和教学环境的改善,课外科研小组能培养学生的科研能力,面向本科生学术讲座能激发学生创新意识;从而形成“科研水平提高—教师教学能力提高—教学质量提高—学生质量提高”的良性循环。在教学内容研究的基础上,开展科学研究和实践设计总结,编著《产品设计》教材,其中重点章节为产品设计与人机工程学。该书的出版标志着人机工程学课程的教学达到了一定的理论水平。

四、结语

通过本课题的研究实践,给学生提供大量的符合社会需求的设计实践机会,加深学生对专业的理解,提高了学生的设计能力,摆脱以往教学中理论脱离实际的状况,使学生更好地认识和感受工业设计现实和实践状况,使学生获得符合现实的设计体验,使学生在就业竞争中更具竞争力;使教师在教学和指导设计过程中,能使人机相关原理与产品设计有机融合,提高教师的专业水平、实践知识和设计指导能力;作为以培养创新能力和应用能力的素质培养为目标的建设,对于工业设计其它专业课程的建设提供了可借鉴的模式。

黑龙江科技大学教学研究项目,编号:JY13-54

参考文献

[1] 赵宏梅,李洪纲.基于三大教育理念的“HAT·CDIO”应用型人才培养模式的探究[J]. 设计,2012(2).

第9篇:人体工程学研究内容范文

近年来,人机工程学得到了飞速发展,并已逐步发展成为了一门多学科交叉的工业设计学科。人、机器以及环境之间的关系是人机工程学的主要研究目标。在科学技术飞速发展的今天,人机工程学该门学科具有一定的现实意义。本文从人机工程学角度入手,系统的阐述了人机工程学相关理论的研究速度,旨在进一步推动人机工程学理论研究工作的深入。

关键词:

人机工程;人体性能;环境因素

人、机器和环境之间的关系是人机工程学的主要研究内容,该门学科的研究方法众多,评价手段非常丰富,包括心理学和生理学等等,通过对人机工程学理论的深入研究,我们能够通过多门学科的有效应用,为工业设计领域提供必要的理论依据,这种做法能够有效提高我国工业设计领域的工作效率,能够极大的改善工业设计的工作方式,因此,我们必须对其予以高度的重视。

一、人体特性

作业者以及机器的使用者在人机工程学理论中被称之为“人”,研究人机工程学理论中的“人体特性”应当从以下两个方面入手。一是深入的研究人体结构。[1]从本质上来说,该种研究方式就是在应用人体尺寸测量知识来实现对人体结构的研究,从而将单个主体同群体之间的差别挖掘出来,得出相关数据。这些数据能够为人体测量提供必要的标准。例如,在设计驾驶员座椅的时候,我们就可以以人体数据为标准,制作出适应驾驶员实际情况的座椅等等,由此可见,人机工程学理论在工业设计中占据着非常重要的地位。二是深入的研究人的具体劳动动作。在这里我们又将人的具体劳动动作称之为作业,其内涵是设计者通过作业这种手段,将材料逐步转变为与具体工作顺序相一致的活动。所谓作业空间是指作业者以及机器的使用者在工作的过程中,同机器以及工具等所需要的所有空间总和。之所以进行作业空间设计主要目的在于通过这种方式能够将人机系统的工程优势充分的发挥出来,从而不断的满足作业的需求。[2]笔者认为,在设计作业空间的过程中,设计者应当做到全方面的考虑诸多因素,例如个人的行为因素、设计作品的舒适度等等,只有这样做,才能够设计出符合大众需求的优秀作品。良好的作业空间具有以下几方面的优势,一是作业者的工作效率能够得到极大的提升;二是能够确保作业者四肢所分担的工作量保持适中;三是适应群体的范围非常广泛;四是安全性高,舒适、便捷。在设计作业空间的过程中,我们应当遵循以下几点要求:

1)在设计作业空间的过程中,设计者应当以具体设施和元件的重要程度为依据,像显示器、控制器这类装置是比较重要的装置,因此,在布置这类装置的过程中,我们应当考虑布置区域是否能够方便作业者进行操作,笔者认为,这些设备可以安放在空旷的作业区内。[4]

2)在设计作业空间的过程中,设计者还应当依照具体设施和元件的使用频率进行布置。在最佳操作区域内放置的设施和元件往往是一些使用频率较高的元件,值得注意的是,在依照该顺序进行摆放的过程中,应当尽可能的将上述元件安排的接近一些,这样做能够使整个操作过程形成一个流水线,极大地提高了工作效率。

3)在设计作业空间的过程中,设计者除了应用上述顺序进行排序外,还可以依照不同设施和元件的功能来进行排序,这样,能够极大地方便操作,提升管理水平。值得注意的是,上述排列顺序并不是独立存在,是有机结合在一起的。设计者在进行空间布局的过程中,应当将上述顺序有机结合在一起,并在此基础上,充分考虑作业的安全性、人流的组织形式以及方便特殊人群等因素,可见,虽然空间布置看上去比较简单,其中所蕴含的道理则非常的多。

二、机器系统

作业者以及机器的使用者所操作和使用的产品就是指人机工程学中的“机”,值得注意的是,大家在理解这一概念的过程中,应当明确这里所说的“机”并不是狭义的机器。机器系统主要研究和设计人机界面层次,它具有一定的具体性。一般情况下,我们会将机器系统划分为两个方面,一是显示设计,二是控制设计。很早以前的一段时间内,我们都是通过手工技能来实现对机器质量的控制的,在这种情况下,作业者及机器的使用者与机器之间的协调配合就显得非常重要。常见的手动控制机器的作业包括机床操作等等。随着社会的发展,科学技术水平的提升,大型智能机器应运而生。与传统机器不同,大型智能机器的输出量非常大,其操作幅度也越来越复杂,这就要求作业者以及机器使用者(人)具有较强的决策能力,能够正确的判断信息,并以此为依据选择正确的操作方案。现如今,人机工程学的主要研究内容已经逐步向显示器与控制器的设计方向转变。显示器在工作过程中占据着非常重要的位置,主要原因在于,现如今的生产过程中,操作人员需要大量的处理信息,这就要求操作人员具备精准的、快速的信息处理速度,而上述这些要求则必须通过显示器来实现;控制器在信息传递的过程中也发挥着巨大的作用。笔者认为,设计师在设计控制器的过程中,应充分考虑操作人员的性别特征以及生理尺寸,这样才能够提高工作效率。

三、环境因素

在人机系统中,环境的作用也非常的重要。所谓环境主要是指人们工作的环境以及生活的环境。这些小环境往往与人机系统存在着密切的联系。工作环境不好,会给作业者带来一定的负面影响,例如,作业者如果长期在声音较大的环境下工作,就会导致听力有所下降等。因此,必须对环境因素给予高度的重视。通过长期的研究与实践我们可以得出这样的结论,在深入了解人体对环境中各种因素适应能力的基础上,我们可以确定什么样的环境才能够保障作业者以及机器使用者工作的舒适度,才能够确保他们的安全,使整个作业在安全的环境下进行,这样做,能够极大地提高作业者以及机器使用者工作的积极性,保障他们的健康。

四、结语

总而言之,工业设计中人机工程学理论的研究具有非常重要的意义,它能够进一步提高作业者的工作效率,保障作业者的人身安全,除此之外,还能够实现流水操作,从而推动工业领域的发展,正因如此,我们应当对其予以高度的重视。

作者:王兴 单位:九江职业技术学院

参考文献

[1]卢兆麟,汤文成.工业设计中的人机工程学理论、技术与应用研究进展[J].工程图学学报,2009,06:1-9.

[2]刘继航.工业设计中的人机工程学理论、技术与应用研究进展[J].科技展望,2015,09:280.