人体工程学的概念范文
时间：2023-12-26 18:08:07
导语：如何才能写好一篇人体工程学的概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
人体工程学主要研究科技和空间环境与人类之间的交互作用。在实际的工作、学习、生活环境中，人体工程学者应用相关学科知识进行设计，以达到人类安全、舒适、健康、工作效率提高的目的。
在我们生活的周围，无处不存在与人体工程学相关的东西。我们上下的楼梯、坐具、家具、电脑、键盘、笔、垃圾箱等等，很多都或多或少地体现着人体工程学的应用。正因为这些运用，才使得我们的生活如此的方便、舒适。没有这种符合人体工程学的设计，生活可能不堪设想。
比如这样一些不符合人体工程学的例子：手机的开机键关机键设置不合理；座椅的靠背设计不符合人体脊椎曲线；有的楼梯台阶高度设计不合理，走起来很累；公共场地的面积与实际需容纳的人数不匹配，造成人员拥堵；有的公交车上的扶手设计也不合理，没有考虑乘客的身高因素，统统设计为同一种高度，矮个子的人够着很困难；儿童用的药品药盒没有采用安全盖，造成医疗事故；有的产品开启不方便，锁扣设计不合格，等等。
人体工程学有关于人体结构的诸多数据对设计起到了很大的作用。了解了这些数据之后，我们做室内设计时就能够充分地考虑这些因素，做出合适的选择，并考虑在不同空间与围护的状态下，人们动作和活动的安全，以及对大多数人的适宜尺寸，并强调其中以安全为前提。比如，家具的设计就要适合人体静态和动态时的特殊尺寸要求。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，这样才不会使得活动在其中的人感觉约束、拘谨。另外，颜色、色彩及其布置方式，都必须符合人体生理、心理尺度及人体各部分的活动规律，以便达到安全、实用、方便、舒适、美观之目的。人体工程学在家具设计中的应用，就是特别强调家具在使用过程中对人体的生理及心理反应，并对此进行科学的实验和计测，在进行大量分析的基础上为家具设计提供科学的依据。同时，把人的工作、学习、休息等生活行为分解成各种姿势模型，以此为研究家具设计，根据人的立位、坐位和卧位的基准点来规范家具的基本尺度及家具间的相互关系，
坐具是日常生活中我们用到最多的用品。作为家具一员，其重要性不言而喻。因而，坐具中的人体工程学知识运用则显得格外重要。一旦椅子不符合人体要素，则会带来很多麻烦。例如椅子的靠背如果设计不当，人坐在上面会感觉很累，后背很别扭，长期下去，脊椎可能受到不同程度的损害。
居家生活中，劳动量比较大的地方非厨房莫属了，橱柜的尺寸和各项家具的摆放及材料色彩的选用极大的影响了人们在厨房的工作效率，在新的厨房概念中，厨房不仅是烧菜的地方，还应该是娱乐、休闲、朋友聚会、沟通情感的家庭场所。“厨房新生活”传达了一个全新的生活概念。在选购橱柜时不仅要注意柜体面材的选择，在进行厨房设计时，还应该考虑合理的作业流程和人体工程学设计。以清洁餐具为例，习惯上，在清洁水池上方吊柜存放餐具，如果没有按科学的测量，操作起来的结果，就像漫画里的人物，拿放物品非常费劲。如果按人体工程学的原理加以设计，加宽水池的宽度，延展的宽度作为后操作台，同时降低吊柜的高度，只是改变一点，就可以把工作的强度降到最低。以烹制食品为例，普通的操作台与吊柜之间的高度设计不够合理，操作起来，阻隔视线，一不小心，还有碰头的危险。当人体工程学巧妙的融入橱柜设计中，一切就不同了。以吊柜的开启方式为例，吊柜是橱柜中重要的组成部分，存放物品时，吊柜的开启方式，直接影响使用是否方便。传统的开启方式占用空间，上掀柜门方便好用，也利于美观。以柜子与大抽屉的类比为例。如果我们用柜子储藏物品，取物时，要打开柜门，蹲下才可以拿到物品。如果用抽屉储存物品，拉开抽屉，就可以看到全部的物品，轻松取物。一切都是那么轻松和舒适，人体工程学在橱柜设计中的运用，让舒适的生活在厨房中精彩上演。
篇2
关键词：人体工程学；室内设计；室内环境
现代社会对于“装修”一词大家并不陌生，一般而言就是进行室内设计与改造。主要指根据个人的审美要求，通过室内环境的装饰与调整，使之形成舒适、卫生、自然、安全的空间环境，并且在精神层面赋予鲜明的含义。随着时代的进步，人们生活水平进一步提高，室内设计面临的要求（美观、健康、环保、舒适等）越来越高，而且室内设计已经扩展延伸至生活的方方面面：住宅、店面、办公、旅馆、医院、学校、图书馆等等，与人们息息相关。科技水平的提高，天马行空，人们的想象无止境，因而人体工程学也应运而生，并且在室内设计中所占比重越来越大，因此也越来越引起人们的关注，本文将为你揭开人体工程学的面纱，具体的看以下的介绍：
1 人体工程学的含义与发展
（1）〖JP3〗人体工程学的含义。人体工程学（Human Engineering），〖JP2〗又叫人机工学、人类工程学，或工效学（Ergonomics），主要是对环境中的人体活动、心理、生理等进行综合性研究的学科。工效学（Ergonomis）源于希腊文“Ergo”，是指 “工作、劳动”，“nomos”就是“规律、效果”，更可以理解为人体工程学是探究人们的工作效果、劳动效能的规律性。[1]
（2）人体工程学的发展。人体工程学是起源于欧美，在1857年被波兰的雅斯特莱鲍夫斯基教授提出的。此概念象征着健康、安全、舒适和高效能。起初在工业社会，为了探求人与机械设备之间协调关系而大量使用与机械设备上，直到二战在军事上广泛使用，在坦克、飞机的内舱中，运用人体工程学原理和方法为了有效战斗和操作，并且使人在小空间（人―机―环境）中尽量达到协调，减少人员疲劳，大大提高命中率和安全等问题。[2]二战结束后，人体工程学迅速渗透各个领域（空间技术、建筑设计、工业生产、日常生活用品）等，成为当代室内设计的参考基础之一。随着时代的发展，1960年创建了国际人体工程学协会，使得人体工程学在空间技术、建筑、工业生产及室内设计等领域得到有效运用。一直到当今社会，信息化自动化的发展，室内设计开始更加重视“以人为本”的融合理念，其中日本千叶大学小原教授认为：人体工程学可以探知人体的工作能力及其极限，进而使得人们所从事的工作能够适用生理学、心理学以及人体解剖学的各种特征。人体工程学是以人为主体，将先进的人体计测、心理学计测、生理学测量等手段，使得“人――物――环境”紧密地联系在一个系统中，让人们能更主动地、高效能地支配生活环境。并且人体工程学所涉及的学科也较为广泛，如人类学、心理学、生理学、工程技术学、医学等诸多学科，各学科互相作用能更好适应时展的需求，提高生活质量。
2 人体工程学在室内设计中的重要应用
跟随时代的步伐，人体工程学在美国、英国、德国及日本等已经成为一个比较成熟的学科，强调人与自然的协调统一的呼声越来越高，人们在面对紧张快节奏的压力下，想通过室内设计得到调节情绪、安全舒适的空间环境，人体工程学在室内设计中的应用也尤为突出。
（1）确定了人以及人际关系所需要的室内活动的空间大小的依据。运用人体工程学知识，将人的尺度、姿势、动作、心理、人际交往等进行相关计测，来确定空间范围的大小。[3]具体分析：一般而言人所需空间既包括单人自身和心理空间，也包括两人以上平行、相对等互为交叉空间；姿势和动作不同，设计座椅或者工作台高度也就不同；此外某些国外工作环境设计注重人际交往和团队合作在空间隔断设施布置上都有多层含义的探索。
（2）确定了设施的形体、尺度、家具合理设计提供依据。家具是人们最为常见的设施，主要是实用，人体工程学确定了家具设计基准点（座位、立位），涉及生活各方面座椅、柜台、书桌及床等，运用人体工程学为指导，使得人体尺寸与家具设计相协调，才能达到安全舒适，舒缓疲劳等功效。
（3）提供适应人体的室内物理环境最佳参数。室内热环境（高温低温）、光照环境（照明参数）、重力环境（压力和温度）、辐射环境、声音环境（听得更清楚和噪音）等是室内物理环境的主要参数，通过这几方面的参数测量，来确定人体最为舒适的设计环境。
（4）视觉四要素的计测为室内色彩环境设计提供依据。视力、视野、色觉、光觉就是人的视觉四要素，色彩的冲击力和最佳的视野区域都可以通过人体工程学的计测数据来进行最佳的室内设计，满足人们的生活需求。
3 结语
在千变万化的现代社会，每天人们都在步履匆匆地为生活和工作而奔忙，身心疲惫不堪。更加之互联网的普及，人们的生活、生存的空间更加缩小，人们面对残酷的现实更渴求一种有人情味、安抚情绪的舒适环境。室内设计的作用不仅仅在于普通的坐、卧、睡，日常生活中的娱乐、购物、消遣、吃喝等可以通过环境一览无余。人体工程学为重心的室内设计对人们生活有潜移默化的作用，能呈现出人们的喜、怒、哀、乐等截然不同的内心感受。房屋不单单是住所，更是居住者情感思想的强烈体现。通过人体工程学进行的室内设计，可以使沉重的心灵得以减压和释放，在轻松舒适的环境下心绪得以平静，更突出了人、机、环境相互协调统一，更能积极地为人们创造更安全合理的室内空间。
参考文献：
[1] 王丽萍.浅谈人体工程学在室内空间设计中的应用[J].美术教育研究，2013（11）：9191.
篇3
关键词：人机工程学 课堂教学 教学成果
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)005-163-02
工业设计是以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行的设计，其理念是在符合各方面需求的基础上兼具特色。工业设计是一门综合性、应用性很强的交叉性学科，它旨在形成和谐的实物环境，最充分的满足人的物质需要和精神需要。工业设计在企业中有着广阔的应用空间。
1. 人机工程学教学的重要性
人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互关系；研究在工作中、家庭生活中及休闲时怎样统一考虑工作效率，人的健康，安全和舒适等问题的学科。本课程是工业设计专业的重要组成部分，它为设计安全可靠、便于使用的产品提供了人机关系方面的理论依据和方法指导。
我国的工业设计专业教学，形成了两种基本知识体系：一种是工程技术体系；另一种艺术美学体系。根据工业设计专业办学基本要求，无论哪种知识体系，都必须学习人机工程学、工业设计工程基础等课程。从人机工程学教学方面来说，传统的理论知识灌输过程所涉的工科知识较大，面对大量的原理和数据公式，艺术类学生听起来费解，也容易产生疲劳和厌学情绪。课程的教学成效关系到后续课程教学是否能顺利展开，而死记硬背、不加理解的学习方法和模式起不到应有的效果。
通过人机工程学的课程学习，应该让学生理解设计是什么，怎样设计，设计达到的效果。具体来说，转变成人机工程学课程中要解决的3个目标，就是“寻找产品问题、正确分析原因、重新改良设计”，再简化一下可表达为设计上常用的述语：发现问题、分析问题、解决问题。这3个教学目标实际上就是设计的三个阶段。本文将从教学实际出发，探讨人机工程学教学改革中的实践与体会。
2. 人机工程学课程的教学目的
工业设计教育不应该试图把学生教成每一方面都精通，能在事先熟知的所要设计的产品的各个方面的专家，事实上也不可能做到这一点；而应该把设计教育的重点放在让学生学会这门学科的基本理论和基本研究方法以及培养他们对知识的应用和与再生能力上，使学生能够举一反三，在面对新问题时能够迅速把握实质，灵活运用所学的知识并以创造性的方法解决这些问题。
由于工作对象的多样性和复杂性，设计师必须经常面对各式各样的人机问题，这种情况给人机工程学的教学工作带来了一定的困难。人机工程学研究内容的涉及面广，涉猎的学科繁多，再加之信息技术的不断发展，甚至可以延展出界面设计这样独立的设计课程，因此作为工业设计专业的学生不可能真正全面地掌握人机工程学各个领域的所有内容。人机工程学的教学目的也绝非是让学生认真背诵书本的概念与数字，而是教会学生具有基本的人机工程学观念，提高其人机意识，了解基本概念、内容和方法，在以后的设计实践中能够自觉查阅相关资料，深入学习，使其设计更科学和全面。
3. 人机工程学教学改革的探索
人机工程学教学方法的得失和教学内容的安排，往往直接影响到教学效果的成败。因此，实际的课堂教学中，科学的教学方法、先进的教学手段和合理的教学安排，能够激发学生的学习兴趣，培养学生积极思考和解决问题的能力，牢固地掌握并灵活运用知识。
3.1 联系实际生活，引导学生自主学习
传统的人机工程学教学，为了引起学生对课程的重视，在课程之初会用很多时间来探讨课程的重要性。人机工程学兴起的直接原因是二战中大量因人机设计失误而导致的飞机失事。军事领域的人机设计问题让学生觉得很新奇，但毕竟离我们的现实生活太远了。
那么到底在我们的日常生活中，需不需要人机工程学，有没有值得我们去改进的设计方面呢。教学中，我把这个问题作为第一次课后作业留给同学完成，并给了两个学时的课堂讨论时间。通过讨论，同学们发现了很多在生活中运用人机工程学的例子，有正面的，也有反面的。正面的例子有：阶梯教室的座位高低错落，保证了各个位置同学的视野；电脑腕垫设计有效缓解了手腕疲劳；椅子的腰靠设计有效缓解了腰部不适；高低可调的课桌椅适应了不同身高的客户需求等等。反面的例子有：公寓床的长度不适合于身高过高者；固定式课桌椅不能满足所有同学的身高尺寸；公用卫生间门后不设挂钩，给入厕者带来不便等等。
通过设置思考题并结合课堂讨论的形式，引导学生思考本门课程的重要性和实用性，既避免了传统教学反复说道的枯燥乏力，又调动了学生的积极性，真实地感受到了课程的重要性感和实用性，从而提高学习的自主性。
3.2 通过课程实践，理解科学数据的由来
人体尺寸的测量，是人机工程学中人体尺寸获得的基础，更是产品尺寸确定的重要参考。传统教学中，对于该部分内容，教师们会对照人体尺寸表格和图示一一讲解，以帮助学生理解。这种教学模式可能出现的问题就是：一旦离开书本，学生很快就忘记了测量项目的名称和具体测量的人体部位，更难以在产品尺寸的设计中，快速、有效地找出人体尺寸的参考值。
为了提高教学效果，在教学中我们在此部分设定了实践环节：在同学配合下，测量自身的人体主要尺寸、立姿和坐姿尺寸，画出尺寸图，并进行1：2的人体模板制作。同学们对实践课题表现得非常兴奋，测量自身的人体尺寸让他们觉得很亲切。很多同学测量中发现出现各部分尺寸相加高于或低于身高，而十分不解。最后在老师的协助下，通过测点标记和辅助测量基准面都得到了解决。实践环节进行的尽然有序，充满欢声笑语。
在完成人体尺寸图和人体模板时，同学们都掌握了这部分的知识，很有成就感，并兴奋地表示记忆深刻，十分难忘。由此可见，合理的实践环节设置，对学生深入理解和灵活掌握知识，起到了巨大的推动作用。
3.3 分析设计案例，提高分析问题的能力
显示与控制设计在产品设计的应用极为广泛，教材中设置了大量图例来讲解该部分的重要性与应用。在传统理论教学的基础上，为了进一步提高同学的分析问题能力，实际教学中引入了橱柜设计的案例，让大家学会客观地评价设计的优劣。
案例中，新橱柜设计的主题是“生活如此简单”，产品的使用方式非常方便。当我们用身体的任何部位轻轻触碰柜门时，相应的抽屉就能迅速弹出，所有的餐具快速展现于眼前。在轻松惬意的背景音乐配合下，主人游刃有余地穿梭在厨房中，宠物狗也舔开了其中一个抽屉，享受属于自己的美食。看完案例，同学们都很兴奋，纷纷夸奖设计太棒了，操作方便，技术先进，十分完美。讨论的最后，我肯定了大家的正面评价，并提醒大家分析一下设计有没有什么问题呢?同学们顿时安静了，在积极地引导下，同学们静下心来，开始思考设计方案华丽外表之下存在的问题，并得到了正确的结论。
面对新的设计，大家已经习惯了给予高度的评价和赞许，而设计中还有没有可改进之处，很多人都会忽略。而作为设计人员的我们，对产品的评价不应该限于此，我们还要看到比常人更深刻的方面，为后续的设计研究找到方向。因此，教学中除了教会学生现成的理论知识以外，要引导学生学会分析实际问题，任何问题都存在两面性，我们要学会科学、客观地对设计方案进行评价。
4. 结束语
人机工程学是一门技术性学科，其相关理论知识在生活中随处可见，在教学中应该突出其科学性和实用性，通过各种方式方法，引导学生积极思考和实践，杜绝死记硬背和填鸭式的教学模式。在工业设计专业的人机工程学的教学过程中，应该突出基本原理、工程程序和研究方法，这样既能确保设计师具有较扎实的理论基础，又能使设计师在解决问题时具备正确的思路和开展工作的手段。
注释：
①汪惠芬，刘婷婷，《人机工程学》课程教学模式探索与实践[J]，应用研究，2007，36(9)：71－75.
②丁玉兰，人机工程学[M]，北京理工大学出版社,2005年8月：2.
篇4
目前我国经济的快速发展和科学技术的广泛应用，高新技术发展迅速，产业不断升级，迫切需要大批应用型高级人才。其核心是“应用”，主要体现在两方面：一是学术、技术、职业三者的结合；二是学生社会适应能力和职业技能的提高，重视学生新技术应用能力的培养。培养创新创业人才，实现“强化创新驱动”是党的十召开以来实现深化改革目标，促进高等教育教学改革，提升育人质量，服务经济建设的重要措施之一。将大学生创业创新项目应用于艺术设计基础课程教学中，适应当前社会的发展培养具备创业创新能力的应用型人才。人体工程学课程是室内设计的一门重要基础课程，课程具有较强的理论性和实践性是一门非常讲究应用的技术学科。它作为设计的基础，其内容在室内设计诸多方面中应用，使得学生掌握人的生理和心理特征，掌握人体工程学的应用方法和规律，形成具有人体工程学意识的室内设计师。
1.室内设计人体工程学课程传统教学模式存在的现状问题分析
人体工程学课程作为环境艺术设计专业学生的基础课程知识容量非常大，它作为完善室内设计的综合性学科包括室内心理环境设计、声环境设计、光环境设计以及家具尺寸、摆设设计等内容；1）为确定空间范围提供依据；2）确定家具、设施的形状、尺度及其使用范围的依据；3）为确定感觉器官的适应能力提供依据；4）提供适应人体的室内物理环境的最佳参数.这对学生了解室内设计的方法和提高创新思维意识十分重要，且具有一定的难度，因其授课的最终目的是通过理论向实践过渡，从而对教师的要求更高。在目前高等教育教授此课程的老师大多沿用传统理论的教学模式，绘制和记背相关概念与数据没有完成真正意义上的实践指导意义，缺乏创新性的培养，主要问题表现在以下几方面：
（1）人体工程学教学与行业发展的主动适应性不强
伴随我国经济的快速发展，人们的生活水平不断提高对室内设计的需求日趋增加，此专业也发展迅速。设计理论不断更新，设计技术和工艺快速进步，而人体工程学的教育发展和改革未能跟上时代的发展，积极主动适应性不够，以致学生所学内容落后于社会需求。
（2）理论知识与实践的结合性不强
环境艺术专业学生多数师艺术类考生，逻辑思维能力不强，思维方式多以感官为主缺乏理性。人体工程学需要有严密的逻辑思维能力和精益求精的设计态度。传统的课堂教学手段比较单一，主要以教师讲，学生听为主，学生缺乏动手实践和创新的机会。再者有实践的课堂上实践大多都是教师给出的都是虚拟案例，缺乏实际项目练习。
（3）授课课堂主体定位不明确
授课课堂中要充分发挥学生的主体性，教师定位为引导学生。在传统的课堂授课活动中，教师大多很负责，充分应用课堂的四十五分钟时间灌输知识给学生，学法缺乏创新思考和实践能力。
2.大学生创业创新模式下的人体工程学课程教学改革的思路与实践
以大学生创业创新项目--《学生视角下的课堂桌椅设计》引入室内设计人体供工程学课程教学为例，本课题研究的目标是在目前学生的视角下来解读高校课堂桌椅的最优化设计，充分考虑当代高校学生的因素，通过调研和考察具体问题具体分析。并紧密结合国家建设部《基于室内空间设计的大学生人体尺寸的研究》项目的数据及其结论使得尺寸符合大学生生理尺寸和人体动作尺度保证大学生有一个健康良好的坐姿从而有利于提高学习效率减少疲劳和不舒适感。
（1）教学模式上
多维教学基本出发点以学生为中心、以实践为核心、理论作为指导进行教学：
①调研报告；调研我们现在学校现有校园环境下――寝室、教室、绘图室等空间中的桌椅、寝具等硬件设备，用人体工程学的眼光去发现现有校园生活中不合理的人体工程学问题。以组为单位在课堂上内容将调研搜集结果进行讨论总结，重点在深入发现问题确立研究项目从而将所学知识应用到该项目中进行深入分析和提出相应解决方案。
②结合项目课堂实践安排；根据学生已有的调研报告将每节课程安排成一次次小项目的设计。
（2）课程内容与专业现状的衔接与调整
通过大学生创业创新项目教师布置大量的任务由学生动手完成，进而发现问题解决问题；培养学生的探索和创新精神。教学内容不局限于教材，室内设计专业人体工程学应注重人体测量学及应用，空间环境行为与环境心理的知识相对应，相应删除人体工程学关于生理学及解剖学的相关知识。1）调研（方法）、思考并产生自我观念与想法，2）集思广益（方法）、查阅、咨询、讨论，3）明确基础课（人体工程学）与大学生创业创新项目融合的培养思路，根据培养目标及生源素质现状具体分析，4）适应性教学模式改革、教学大纲、课程内容设计等改革、学生考核模式改革，5）分步实施与后期专业课程相结合推进项目进程。
在项目实施过程中根据学生能力，分组分阶段完成项目内容；采用自评与互评相结合的方式对项目该阶段完成情况进行考核；并为优秀创作作品提供更多的展示平台。
结语
篇5
人体工程学（HumanEngineering），也称人类工程学、人间工学或工效学（Ergonomics）。工效学Ergonomis原出希腊文“Ergo”，即“工作、劳动”和“nomos”即“规律、效果”，也即探讨人们劳动、工作效果、效能的规律性。
人体工程学起源于欧美，原先是在工业社会中，开始大量生产和使用机械设施的情况下，探求人与机械之间的协调关系，作为独立学科有40多年的历史。第二次世界大战中的军事科学技术，开始运用人体工程学的原理和方法，在坦克、飞机的内舱设计中，如何使人在舱内有效地操作和战斗，并尽可能使人长时间地在小空间内减少疲劳，即处理好：人—机—环境的协调关系。及至第二次世界大战后，各国把人体工程学的实践和研究成果，迅速有效地运用到空间技术、工业生产、建筑及室内设计中去，1960年创建了国际人体工程学协会。
及至当今，社会发展向后工业社会、信息社会过渡，重视“以人为本”，为人服务，人体工程学强调从人自身出发，在以人为主体的前提下研究人们衣、食、住、行以及一切生活、生产活动中综合分析的新思路。
日本千叶大学小原教授认为：人体工程学是探知人体的工作能力及其极限，从而使人们所从事的工作趋向适应人体解剖学、生理学、心理学的各种特征。“
其实人—物—环境是密切地联系在一起的一个系统，今后“可望运用人体工程学主动地、高效率地支配生活环境”。
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。
第二节人体工程学的基础数据和计测手段
一、人体基础数据
人体基础数据主要有下列三个方面，即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。
1、人体构造
与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉，这三部分在神经系统支配下，使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成，脊柱可完成多种运动，是人体的支柱，关节起骨间连接且能活动的作用，肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张，使人体各部分协调动作。
2、人体尺度
人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。
3、人体动作域
人们在室内各种工作和生活活动范围的大小，即动作域，它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域，也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据，人体动作域的尺度则为动态的，其动态尺度与活动情景状态有关。
室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用，应考虑在不同空间与围护的状态下，人们动作和活动的安全，以及对大多数人的适宜尺寸，并强调其中以安全为前提。
例如：对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等，应取男性人体高度的上限，并适当加以人体动态时的余量进行设计；对踏步高度、上搁板或挂钩高度等，应按女性人体的平均高度进行设计。
二、人体生理计测
根据人体在进行各种活动时，有关生理状态变化的情况，通过计测手段，予以客观的、科学的测定，以分析人在活动时的能量和负荷大小。
人体生理计测方法主要有：
1、肌电图方法
把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录，从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。
2、能量代谢率方法
由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值，与其平时耗氧量相比，以此测定活动状态的强度，能量代谢率的计算式，以及不同活动的能量代谢率（RMR）。其计算式如下：
运动时氧耗量-安静时氧耗量
能量代谢率（RMR）
基础代谢率耗量
3、精神反射电流方法
对人体因活动而排出的汗液量作电流测定，从而定量地了解外界精神因素的强度，据此确定人体活动时的负荷大小。
三、人体心理计测
心理计测采用的有精神物理学测量法及尺度法等。
1、精神物理学测量法
用物理学的方法，测定人体神经的最小刺激量，以及感觉刺激量的最小差异。
2、尺度法
以顺序在心理学中划分量度，例如在一直线上划分线段，依顺序标定评语
可由专家或一般人，相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。
第三节人体工程学在室内设计中的应用
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：
一、确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据
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。
二、确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据
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。
三、提供适应人体的室内物理环境的最佳参数
室内物理环境主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等，室内设计时有了上述要求的科学的参数后，在设计时就有可能有正确的决策。
四、对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供科学依据
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。
第四节环境心理学与室内设计
在阐述环境心理学之前，我们先对“环境”和“心理学”的概念简要地了解一下。环境即为“周围的境况”，相对于人而言，环境可以说是围绕着人们，并对人们的行为产生一定影响的外界事物。环境本身具有一定的秩序、模式和结构，可以认为环境是一系列有关的多种元素和人的关系的综合。人们既可以使外界事物产生变化，而这些变化了的事物，又会反过来对行为主体的人产生影响。例如人们设计创造了简洁、明亮、高雅、有序的办公室内环境，相应地环境也能使在这一氛围中工作的人们有良好的心理感受，能诱导人们更为文明、更为有效地进行工作。心理学则是“研究认识、情感、意志等心理过程和能力、性格等心理特征”的学科。
关于环境心理学与室内设计的关系，《环境心理学》一书中译文前言内的话很能说明一些问题：“不少建筑师很自信，以为建筑将决定人的行为”，但他们“往往忽视人工环境会给人们带来什么样的损害，也很少考虑到什么样的环境适合于人类的生存与活动”。以往的心理学“其注意力仅仅放在解释人类的行为上，对于环境与人类的关系未加重视。环境心理学则是以心理学的方法对环境进行探讨”，即是在人与环境之间是“以人为本”，从人的心理特征来考虑研究问题，从而使我们对人与环境的关系、对怎样创造室内人工环境，都应具有新的更为深刻的认识。
一、含义
环境心理学是研究环境与人的行为之间相互关系的学科，它着重从心理学和行为的角度，探讨人与环境的最优化，即怎样的环境是最符合人们心愿的。
环境心理学是一门新兴的综合性学科，环境心理学与多门学科，如医学、心理学、环境保护学、社会学、人体工程学、人类学、生态学以及城市规划学、建筑学、室内环境学等学科关系密切。
环境心理学非常重视生活于人工环境中人们的心理倾向，把选择环境与创建环境相结合，着重研究下列问题：
1、环境和行为的关系；
2、怎样进行环境的认知；
3、环境和空间的利用；
4、怎样感知和评价环境；
5、在已有环境中人的行为和感觉。
对室内设计来说，上述各项问题的基本点即是如何组织空间，设计好界面、色彩和光照，处理好室内环境，使之符合人们的心愿。
二、室内环境中人的心理与行为
人在室内环境中，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。
下面我们列举几项室内环境中人们的心理与行为方面的情况：
1、领域性与人际距离
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。人与动物毕竟在语言表达、理性思考、意志决策与社会性等方面有本质的区别，但人在室内环境中的生活、生产活动，也总是力求其活动不被外界干扰或妨碍。不同的活动有其必须的生理和心理范围与领域，人们不希望轻易地被外来的人与物所打破。
室内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。人际接触实际上根据不同的接触对象和在不同的场合，在距离上各有差异。赫尔以动物的环境和行为的研究经验为基础，提出了人际距离的概念，根据人际关系的密切程度、行为特征确定人际距离，即分为：密切距离；人体距离；社会距离；公众距离。
每类距离中，根据不同的行为性质再分为接近相与远方相。例如在密切距离中，亲密、对对方有可嗅觉和辐射热感觉为接近相；可与对方接触握手为远方相。当然对于不同民族、、性别、职业和文化程度等因素，人际距离也会有所不同。
2、私密性与尽端趋向
如果说领域性主要在于空间范围，则私密性更涉及在相应空间范围内包括视线、声音等方面的隔绝要求。私密性在居住类室内空间中要求更为突出。
日常生活中人们还会非常明显地观察到，集体宿舍里先进入宿舍的人，如果允许自己挑选床位，他们总愿意挑选在房间尽端的床铺，可能是由于生活、就寝时相对地较少受干扰。同样情况也见之于就餐人对餐厅中餐桌座位的挑选，相对地人们最不愿意选择近门处及人流频繁通过处的座位，餐厅中靠墙卡座的设置，由于在室内空间中形成更多的“尽端”，也就更符合散客就餐时“尽端趋向”的心理要求。
3、依托的安全感
生活活动在室内空间的人们，从心理感受来说，并不是越开阔、越宽广越好，人们通常在大型室内空间中更愿意有所“依托”物体。
在火车站和地铁车站的候车厅或站台上，人们并不较多地停留在最容易上车的地方，而是愿意待在柱子边，人群相对散落地汇集在厅内、站台上的柱子附近，适当地与人流通道保持距离。在柱边人们感到有了“依托”，更具安全感。
4、从众与趋光心理
从一些公共场所内发生的非常事故中观察到，紧急情况时人们往往会盲目跟从人群中领头几个急速跑动的人的去向，不管其去向是否是安全疏散口。当火警或烟雾开始弥漫时，人们无心注视标志及文字的内容，甚至对此缺乏信赖，往往是更为直觉地跟着领头的几个人跑动，以致成为整个人群的流向。上述情况即属从众心理。同时，人们在室内空间中流动时，具有从暗处往较明亮处流动的趋向，紧急情况时语言诉引导会优于文字的引导。
上述心理和行为现象提示设计者在创造公共场所室内环境时，首先应注意空间与照明等的导向，标志与文字的引导固然也很重要，但从紧急情况时的心理与行为来看，对空间、照明、音响等需予以高度重视。
5、空间形状的心理感受
由各个界面围合而成的室内空间，其形状特征常会使活动于其中的人们产生不同的心理感受。著名建筑师贝聿铭先生曾对他的作品——具有三角形斜向空间的华盛顿艺术馆新馆——有很好的论述，他认为三角形、多灭点的斜向空间常给人以动态和富有变化的心理感受。
三、环境心理学在室内设计中的应用
运用环境心理学的原理，在室内设计中的应用面极广，暂且列举下述几点：
1、室内环境设计应符合人们的行为模式和心理特征
例如现代大型商场的室内设计，顾客的购物行为已从单一的购物，发展为购物——游览——休闲——信息——服务等行为。购物要求尽可能接近商品，亲手挑选比较，由此自选及开架布局的商场结合茶座、游乐、托儿等应运而生。
2、认知环境和心理行为模式对组织室内空间的提示
从环境中接受初始的刺激的是感觉器官，评价环境或作出相应行为反应的判断是大脑，因此，“可以说对环境的认知是由感觉器官和大脑一起进行工作的”。认知环境结合上述心理行为模式的种种表现，设计者能够比通常单纯从使用功能、人体尺度等起始的设计依据，有了组织空间、确定其尺度范围和形状、选择其光照和色调等更为深刻的提示。
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关键词:人机工程学;教学改革;教学方法;教学内容
人机工程学是工业设计、工业工程专业的核心课程之一,也是机械、电子、车辆工程等专业的学科选修课,在课程教学中,一方面要系统地给传授学生人机工程学的基本概念、理论、方法和技能,另一方面还要注重培养学生的综合运用知识和创新实践的能力。通过对人机工程学课程的教学实践和研究,我们根据该课程的特点和教学目标,结合课程内容,采用了一种理论与实践相结合的教学模式,以课堂教学为载体,改变教学内容,激发学生的创新热情;改革教学方法,建立研讨式的教学模式,积极引导学生进行创新思维;在课堂内、外与学生展开交流讨论,张扬学生个性;结合工业设计的专业特点,积极引入最新的设计成果,使理论的转化既快又直接,取得了较好的教学效果。
一、教学内容的研究
(一)教学内容要有明确的目的性
人机工程学是工业设计专业重要的专业基础课之一。它通过介绍与工业设计相关的人的结构、生理和心理等基本特征,研究人、机和环境之间的相互作用,使人机系统最优(见图1)。其理论方法可为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度数据,为设计中“机的功能”合理性提供科学依据,为“环境因素”提供设计准则。学习本课程的目的是使学生具备以人为本的设计思想,掌握人机系统设计的一般方法,在明确系统总体要求的前提下,分析和研究人、机、环境3个要素应具备的功能及其对系统总体性能的影响,寻求人机系统最优组合方案,并能应用人机工程学知识指导具体产品的设计,使人机系统安全、高效、可靠。
(二)构建课程框架体系
教学内容的选择和编排要符合教学规律,要按照一定的程序将完整的知识教给学生以保证教学的系统性和循序渐进性。人机工程学是一门交叉性的学科,是人体科学、环境科学、工程科学交叉渗透的产物,是一门新兴的边缘学科,涉及的范围较广。它的研究对象是人、机、环境系统,我们将课程也分为4大模块,人的模块、机的模块、环境模块和其他。而其中的重点是“人”,所以在课程安排上围绕“人”的因素来展开,首先通过人体测量与数据应用来了解人体的生理结构和测量数据的具体应用方法,探讨人的设计心理学在设计上的应用;从与设计有关的“中枢神经系统”、“感觉系统”、“运动系统”3大系统的特点来讲述其与设计的关系及应用方法;机器模块主要是“显示系统”和“控制系统”为主的人机的信息界面设计;环境模块主要是与人和机器有关的环境因素,如热环境、光环境等。其他模块主要研究人机系统的总体设计、事故的成因等。通过以上模块的教学给学生构建出一个清晰的课程框架体系,从全方位把握课程内容,强化各部分的内在联系和整体性,形成一个相对合理的课程体系框架结构。
(三)教学内容动态更新
人机工程学近几年在我国的发展十分迅猛。随着人机工程学研究的深入以及人们认识上的提高,在学术界和企业界都取得了很多成果。因此在课程教学过程中,要紧跟时代的发展,在教学内容上不断更新。一方面要不断把人机工程学理论研究的最新成果及时纳入到教学内容中,让学生充分了解当前发展的新动向和新趋势;另一方面将教学与科研相结合,及时将教师本人和他人的科研成果转化为教学内容,实现了课程教学内容的动态更新。再者紧密联系人机工程应用的最新发展,用案例的形式向学生介绍,如网上资源、学生作品、毕业设计、教师制作等,及时穿插入日常的教学活动中,丰富课堂的教学。在教学过程中还要依据学生的不同情况与需求,进行适当的调整。如工业设计专业的学生来源有两个方向,一个是工科的,一个是艺术类的,对于这两类学生在教学过程中要有不同的侧重点,针对学生思维活动方式的不同以及所掌握的知识的不同进行适当的调整,在教学模块上进行变化,增加不同的内容,与学生的特长相结合,使课程的作用发挥到最大。
二、教学方法的实践
在教学过程中,针对不同的教学内容主要采用了以下几种教学方法。
(一)以教师为主体的讲授形式
对于基本原理和基本概念的学习主要采用讲授方式,原理和概念一般都是比较枯燥、抽象的,在讲授的过程中注意引导学生从各种不同的角度深入理解,帮助他们理清楚概念的基本构架,掌握其内在的含义,从而改变了学生死记硬背的学习方法,也培养了学生富于思考和综合理解的能力。讲授中要注意将抽象的内容用形象的方式进行传达,将枯燥的理论用一种新颖的表达方式呈现,从而引起学生的兴趣,强化记忆效果。如在讲感觉和知觉时,用了“瞎子摸象”来说明感觉和知觉的区别与联系,学生很容易就记住了。在理论讲授中结合实物直观来配合,即用不同的实物通过学生的实际操作来体会原理的具体应用。如在讲授控制装置的布置原则时,用几种不同布置方式的摇控器让学生进行操作,并提醒学生注意其操作过程,然后再讨论在布置时应该注意的问题,总结出布置的原则。这种原则是由学生在思考过程中自然产生的,所以对于原则的理解更加深刻。人机工程学的知识系统性较强,并且作为一门交叉性的学科,涉及的知识面较广,所以在教学过程中要注意与其它学科的联系,在讲授时要注意促进学习的正向迁移,使知识的理解更深刻,对于学科的知识有一个整体上的认识,学习的知识能以一种更稳定的形式存储,提高问题的解决能力。
(二)师生互动式
在教学过程中,根据教学内容创设问题情境。由于人机工程学与我们的日常生活关系较为密切,所以在教学过程中,一方面结合教学内容提出一些常见的问题让学生思考,这些问题一般是我们司空见惯,然而又没有进行过深入的思考,或尚未归结出错误的原因的,让学生进行广泛地讨论,并适时把握讨论的方向,最后总结出问题产生的原因及解决方法,加深对相关知识的理解。如给出市场上的两种电磁炉的控制面板,让学生思考在设计中存在的问题,由此还引发出了上市场找缺点的一个。另一方面根据教学内容布置一定的作业,在学生完成作业的过程中发现问题并及时给予指导,由于是在实际的制作过程中发现的错误,便于了解学生对知识的掌握情况。展示作业让学生对作业进行评论,并就一些普遍性的问题展开讨论,利用作业的讲评来完善教学内容。在讲评过程中,由于相互的激励往往会产生一些新颖的想法,课堂气氛热烈,互动效果很好。
(三)案例教学式
结合典型案例和综合性案例进行讲解。通过对具体案例的评析、讲解和讨论,使学生理解其中所隐含的人机工程学知识和设计原理,掌握相关教学内容和设计方法。案例的选择要有一定的深度和难度,能体现相关的知识点或原理,存在着从多方面进行分析的可能性。一般案例的选择是国内外的优秀的作品、学生作品、教师作品等,内容一般是与学习、生活密切相关的、学生比较熟悉的产品。通过对案例的研究能领会到理论应用的条件和环境,激发学生对人机工程学课程的好奇心、求知欲和探索欲,促使学生产生浓厚的学习兴趣,以开阔学生的视野,拓宽学习的思路。有助于学生举一反三,培养其分析问题和解决问题的能力。
通过上述3种教学方法的结合,可以有效地将理论内容的传授与实际中的应用进行有机的结合,针对工业设计专业的特点,在平时练习和毕业设计中,强化人机工程学的应用,指导大学生参与科研工作,在具体的实践中体会理论的应用方法,并将这些成果不断转化为新的教学内容传授给下一届的学生,取得了不错的成绩。
三、与现代化教学手段的结合
(一)课件的设计
人机工程学的内容繁杂、信息量大,传统的教学方式不能有效地解决这个问题。而采用多媒体教学,可以灵活运用多种直观形式如文字、图形、声音、视频等,将传统教学中的各种信息表现出来,在较短时间里,让学生的各种感官并用,利用多种信息渠道,提高对信息的吸收率,加深对知识的理解。结合多媒体的教学,通过精心设计的插图、声音、视频等,使知识简单、直观、明了,将抽象的理论形象化,所以对于人机工程学来说,制作多媒体课件是达到良好教学效果的一种途径。课件的每一章都要依据章节的特点来确定其结构与布局、色彩的搭配、界面的表现形式等方面的内容。使重点和难点突出,知识点易于理解,并加深记忆。在课堂教学来检验课件的效果,根据学生的反馈信息,再将课件加以修改,从而使其达到最优。并在此基础上推出了网络课程,实施远程教育,方便学生适时查看课程内容并通过大量的练习来强化知识,并在网络课程中补充了大量相关信息,如案例分析、精品文章、名人名作等,为学生详细讲解案例,推荐课程相关精品文章及名家作品,内容涵盖全面。以此确保学生在网络学习中不仅掌握了本课程知识,并且通过对相关信息的摄取极大地大扩充了知识层面,从而达到有效地辅助课程学习的目的。
(二)教学方法
在运用多媒体教学时同样要注意言语直观。大部分多媒体课件使用者只利用鼠标或键盘控制演示内容,忽略了通过教师的授课形体、语调、表情和动作来提高学生的感知效果。反而不能与学生进行更好的沟通,缺少了在课堂上面对面的互动。另外在课件的演示过程中要把握好节奏,有张有弛,给学生留下思考的时间。
参考文献:
1、汪惠芬,刘婷婷.“人机工程学”课程教学模式探索与实践[J].中国制造业信息化,2007(9).
2、王兴凯.设计基础课程――人机工程学教学探索[J].艺术与设计,2008(7).
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【关键词】人机工程学 办公椅设计 创新 应用研究
随着我国经济建设的高速发展，目前有众多的在办公室中进行工作的工作人员，其中包括白领阶层、科研人员以及政府工作人员等。这些工作人员在我国的经济建设以及社会生活水平的发展过程中有着极为重要的作用，也是我国社会主义建设过程中的中坚力量。但是需要注意的是，这些工作人员长期接触电脑以及办公椅，若在此过程中，长期保持一种姿势，那么会导致工作人员的不舒适，甚至极有可能会出现各种疾病。例如颈椎病、腰椎病以及肩周炎和腰肌劳损等，对于工作人员的身体健康造成极为严重的危害，也会导致工作人员的实际工作效率受到较大影响。为了解决这个问题，一种较为有效的方式就是通过人机工程学的方法，对办公椅进行相应的设计和创新，通过这种形式能够较好地帮助工作人员在长期使用办公椅的前提下不会出现多种疾病以及不舒适的情况。
1 人机工程学的相关概念
对于人机工程学而言，主要的定义就是研究在系统中，人和其他组成部分之间关系的一种学科。通过人机工程学的方式，能够使用其中的相关数据、理论以及方法进行相应设计，同时在研究完成后，能够帮助系统的工作情况达到最优化效果，并能够帮助人体在使用系统的过程中更加地舒适和健康。在研究方面，人机工程学的研究主要包括对于人机系统的设计研究、人体的特性研究、对于工作的场所以及信息传递的研究、安全保护以及环境控制的设计。而在本次研究中，主要是需要对于人体特性进行相应的研究。通过对人体特性的研究能够更好地帮助解决在实际办公过程中，办公椅的设计以及创新如何做到和人体的生理特点能够更好地结合，并最终能够使人们在使用办公椅进行工作的过程中可以达到一种舒适安全以及高效的状态。
通过这种研究，最终能帮助办公椅的设计能够更好地满足人们在办公过程中的相关要求，并且能提升工作效率以及人体的舒适程度。
2 对于办公椅在各种状态下的人机工程学分析
2.1 在工作状态时的分析
对于办公椅而言，在实际使用过程中，主要是在进行电脑操作以及读写等活动时使用。但是在此过程中，若使用者的坐姿没有按照相关要求进行，或是工作人员处于一种过度疲劳的状态下，则极易出现腰椎病或是颈椎病等情况，尤其是在进行读写的过程中，人体的上半身往往会呈现出一种向上倾斜的状态，正是由于这种状态的出现，会导致使用者的肩背部肌肉以及颈部肌肉长时间处于紧张状态。而在操作电脑过程中，往往是处于一种肩部的自然下垂的情况。
2.2 在坐姿状态下的人体尺寸分析
通过分析发现，在实际对于办公椅进行设计的过程中，可以根据人体在进行办公过程中的坐姿来进行相应的设计。而人体在处于坐姿状态时，被测量的人员往往会挺胸，并进行相应的调节，眼睛平视前方。在这样一种状态下，工作人员的脚也会很自然地放在地面上。同时对于一些需要使用电脑进行工作的工作人员，也需要保证肩部的自然下垂。如果办公桌处于一种较高的状态下时，则会出现小臂在实际工作过程中被托起的情况，同时工作人员的肩部肌肉也会处于一种长时间的紧张以及不自然的状态下。正是在这样的一种状态下，会导致使用者可能出现颈椎病以及肩周炎等情况，因此合适的桌面高度就显得极为重要。同时，在此过程中也需要注意到，桌面的位置以及键盘托的位置需要分开上下进行放置，帮助阅读文件以及写字等相关工作，同时，在此过程中也要注意到，合适的桌面实际高低的计算方式就是坐高和桌椅的高度之间的差值。通过这样的一种计算方式，能够较好地对办公椅的实际高度进行相应计算，以便更好地对办公椅进行设计。
3 人机工程学指导下的办公椅设计的实例
3.1 国内品牌的人机工程学指导下办公椅设计实例
对于人机工程学而言，我国实际上是介入研究较早的，同时在此过程中，也在对办公椅的设计方面取得了较好的成果。国内有较多的品牌均使用了人机工程学的相关方式对自己品牌的办公椅进行了设计，取得了较好的效果。
A-ONE创新设计学研中心进行实际的设计以及研发出了健康办公椅“Suit”。这种办公椅是一种全新的理念，即裤衩背心。在实际设计过程中，主要是使用了一种非线性的、同步倾仰相关的机构原理来对办公椅进行了设计，使之能够对使用者的身体起到较好的支撑。而在座椅面的设计方面，可以根据使用者的调节对使用者进行适应性处理，同时也能够增强在使用过程中的自由度及使用者的舒适程度。在面料方面，使用了绷网技术来进行设计，因此在压力方面，也能够进行较好的分配，同时也有着较好的透气性。可以说这种座椅在实际的办公椅设计的过程中充分体现了健康舒适的办公椅设计创新的全新理念。这种办公椅在实际使用过程中，能够较好地保证使用者的舒适性以及在使用过程中的高效性。设计的图样如图1所示。
3.2 国外品牌的人机工程学指导下办公椅设计实例
对于国外品牌而言，实际上在人机工程学得到普及之初就开始使用人机工程学的相关理念进行办公椅的设计以及创新，同时在此过程中，取得了较好的成果。
例如，Herman Miller公司的Embody座椅，这种座椅在设计过程中，主要是使用了颗粒支持的形式来进行设计。在实际设计过程中，颗粒构成的座椅以及座椅的背部能够根据使用者的实际动作进行状态的调整，同时在调整完成后，也能够实现均匀受力以及适合使用者自身实际情况的相关效果。通过这种形式的设计，使用者在实际使用座椅的过程中，能够促进自身的血液循环，同时也能够改善使用者的心率。尤其是在座椅的深度方面，可以根据使用者的实际情况进行相应调节。因此这种座椅实际上也是有着一定的治疗作用，而并非传统办公椅会损害健康。这种设计形式不仅能够保证办公椅在实际使用过程中，能够较好地帮助使用者舒适健康的使用办公椅，同时也能够在使用办公椅的过程中，有利于使用者的身体健康，因此能够更好地实现办公椅的健康、创新的效果。同时，目前也有较多研究显示，通过对于Embody座椅的使用，办公室的工作效率得到了较大的提升，员工的健康情况也得到了很好的改善。Embody座椅的设计图如图2所示。
参考文献
[1]杨海波，姜红梅，王欣等.基于人机工程学的健康办公椅设计研究[J].设计，2012，（2）：24-25.
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与制造业发达国家相比，我国在数控机床造型研究方面的重视和投入都明显不足，产品缺乏对操作人员的人性化关怀，在与同级别国外机床的市场竞争中处于下风，影响了产品的市场竞争力。摸索以人机工程学原理为指导，利用包括虚拟人体模型技术在内的计算机辅助设计技术设计数控机床外观的途径，充分表现现代数控机床宜人、宜用的特点，既提高了产品在市场中的附加值和竞争力，又有利于各选用企业提高生产效率，获得更好的经济利益，同时对于其他装备制造产业的设计革新有一定的借鉴意义。
一、数控机床造型设计中的人机关系研究
数控机床与操作员工、周边环境构成了一个典型的人机系统，在设计数控机床造型的过程中必须关注“人”的操作体验，构建科学的人机关系，人的体验大体可以分为生理、认知和情感三个层次。
1.人的生理特征与数控机床的关系
在操作数控机床的过程中，人体相关的各种尺寸、手臂弯曲角度、身体倾斜角度等操作姿态、触碰范围和视野范围等生理特征数据都直接影响人的操作体验。在进行数控机床造型时，整体的结构布局和人体生理参数需要构成一个合理的映射，这个映射也是数控机床造型设计的重要依据。
此处以人体身高与视角参数举例说明设计机床前部斜角的过程。分析图1可知，人眼的最舒适观察范围在水平方向为-15°到+15°之间，而站立时竖直方向的最佳观察角度为水平下以下10°。根据这一参数，基本可确定数控机床前部倾斜角度。根据机床高度的不同，可以采取如图2、图3所示的设计方案。
2.人的认知特征与数控机床的关系
人作为数控机床的操作主体要经历一个认知过程后才能顺利操作机床，这个过程的实质是人在心中先构建了一个关于操作对象的印象并产生个人的认同，从而指导自己的操作行为。所以在设计数控机床的造型时，应充分意识到操作者的心理认知特点，合理搭建机床结构和认知之间的沟通桥梁。如图3所示为认知模型与设计模型之间的对应关系。
以数控机床的挡门设计为例：当人看到如图4所示把手时，他会根据生活中的经验自然而然地去向两边拉开，当看到图5所示的把手时，自然会选择向上掀起。但是如果把水平把手装在两边拉开型的挡门上，操作者势必会感到困惑。因此，在设计中将这种心理认知与数控机床的外观指引结合起来，使操作者一目了然，才能真正体现造型设计过程中的人本关怀。
图4 向两边拉开的把手
图5 向上拉开的把手
3.人的情感特征与数控机床的关系
作为现代先进制造业的一个典型代表，数控机床天生具备高科技、高效率和高精度的特征，会给人留下冷漠、无助的情感印象。但是作为操作者的人来说，却希望能和数控机床产生情感上的融合统一，希望数控机床业具备一定的人性化情感因素。在设计数控机床外观造型的过程中，积极赋予机床造型友好的情感因子，是设计师不懈追求的目标之一。
不同的人，情感特征千差万别，对于造型的需求与感受也不尽相同。在造型过程中，我们可以通过提炼一些具有共性的形态情感要素，来赋予数控机床一些基本的情感因子。如我们希望数控机床能传递给操作者可靠、稳定且安全的感觉，在外观造型中应注重形体重心下移，偏高就会给操作者带来危险感和压迫感，如图6、图7所示。
图6 不合理造型带来压迫感与危险感
图7 合理造型带来的稳重感与安全感
二、基于虚拟人体模型的机床造型方法研究
现代工业设计的实施越来越多地借助于功能强大的计算机辅助设计软件，这些软件也越来越多地考虑到人机工程学设计的要求，开始集成功能强大的人机模块，这些模块实施的基础是科学精准的虚拟人体模型。
1.虚拟人体模型的构建
（1）虚拟人体模型的数据来源。
人体的数据受地域、年龄、性别、族群、职业甚至环境等因素影响，往往表现出较大的差异性。在建立人体模型时，必须先准确圈定目标群体，进行针对性的尺寸参数测量和数据分析整理，从数据中寻找规律，给设计提供科学的指导。
我国成年人人体尺寸的国家标准GB10000-88于1998年7月开始实施，根据人机工程学要求提供了我国成年人人体尺寸的基础数值，适用于工业产品、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造设备更新及劳动安全保护。该标准提供了47项人体尺寸基础数据，按男、女性别分开，且分三个年龄段：（1）18～25岁（男、女）；（2）26～35岁（男、女）；（3）36～60岁（男）、55岁（女）。
（2）虚拟人体模型。
人体从整体上看是皮肉附着在骨骼上的综合体。很多的计算机辅助设计软件中已经提供了丰富的人体模型库，以Creo软件为例，就提供了如图8所示的精细的人体模型。
2.使用虚拟人体模型进行人机工程学设计的原理
在进行产品人机工程学设计的过程中，三维虚拟人体模型是重要的一环，整个设计过程可以表述为：先依据人机参数建立人体模型，然后基于人体模型进行产品初步设计，再使用人体模型对设计结果进行人机校验，从而获得准确的反馈，进而对设计进行评价和改进，该过程如图9所示。
图8 虚拟人体模型
图9 应用三维虚拟人体模型进行产品设计的基本流程
三、虚拟人体模型校验数控机床设计举例
在根据人机工程学基本确定设计方案后，可以使用虚拟人体模型校验数控机床的人机使用体验。以方便设计者验证设计效果，及时、高效地修改设计方案。
1.装入人体模型
在Creo环境中利用“插入人体模型”工具插入一个人体模型，模型名为“m_cn_50.asm”，即为中国男性18～60岁第50百分位的人体数据，其身高为168cm，体重为59kg，符合国标GB10000-88的规定。将该人体模型的站立平面（Stand On）设置为机床模型放置的地平面，并调整模型面对机床，设置人体模型到机床的距离为最佳适合操作距离800mm，如图10所示。
图10 插入并定位人体模型
2.调整人体模型姿态
通过人体模型的姿态调整可以使人体模型在装配环境中呈现不同的作业姿态，对于数控机床操作员而言，主要动作涉及到手部与挡门、手部与操作面板及头部动态观察等，此时设置人体模型颈部旋转角度为-10°，设置手臂抬起角度为50°，设置小臂与大臂之间的夹角为35°，摆出常规操作挡门的人体模型姿态，如图11所示。
图11 调整人体模型为操作挡门的姿势
3.分析人体模型操作感受
（1）视野评估。
在当前定制的人体模型姿态下，可利用软件系统对当前人体模型的可视范围和效果作出评估。
当前人体的有效视野范围如图12所示，能有效覆盖挡门的主要操作区域。
图12 操作员的有效视野范围分析
（2）范围包络分析。
范围包络分析可分析当前人体模型可操作的最大触及范围及最佳操作区域等。根据分析结果，门档把手的最佳持握区域在人体模型的最佳达到范围内，符合人机工程学要求，如图13所示。
四、虚拟人机关系在数控机床造型中的应用发展
随着工业设计与各行各业的深度结合，以人为本的人机工程学设计理念也越来越被重视，由于人的个体差异较大，人机工程学设计、评估的主观性非常强，标准和工具很难统一，人机工程学理论的应用存在着较大的困难。
数控机床作为典型的人机互动系统，迫切需要以人机工程学理论为指导进行设计。现代虚拟人体模型和人机分析工具的发展必将成为数控机床造型设计的一个重要手段和发展方向。在现有基础上，继续深入探讨以下问题是非常有意义的。
（1）深入研究现有的数控机床，设计人机工程学理论模型，量化主观性和差异性较强的设计及校验标准，扩大实际应用范围。虽然在目前的manikin模块中，视野、舒适度等均已可测，但其他的一些重要指标，如可辨别性、可操纵性、噪声及人体感受等指标的量化工作还需进一步积累和开发。
（2）研究基于三维软件平台实施产品造型设计和校验的流程，优化“创意概念模型基本可用模型零件和装配体”的设计路线。
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关键词：人机工程学、作业研究、机械设计、适宜作业
中图分类号：TU991.34+1 文献标识码：A
1人机工程学设计
许多机械与操作者直接接触，甚至长期在机器旁进行操作，如机床、汽车、和许多仪器、仪表等。这些机器的尺寸、形状、色彩等不但影响操作者的工作效率和是否能够持久工作，而且当设计不合理时会产生各种职业病，甚至人身事故。而且机械是否适用，操作者的舒适性，也对该产品在市场上面的竞争力有很大的影响。因此，“人机工程学”受到广泛重视。人机工程学又称人机学，也称为人类工效学；它是在设计机械时，考虑如何使人获得操作简便而又准确的一门学科。
1,1人机工程学设计的内涵和目的
举车床设计为例。车床里的传动系统、各种机构、材料及热处理、系统，电动机及电路系统、床身、底座和其他零部件的刚、强度，等等，都不是人机界面，因此不属于人机工程设计的对象，而是工程技术设计的工作。而车床操作部件的尺寸、位置、操作方式、操作力、操作方向、照明系统和刻度盘等标识系统等等，才是车床人机工程设计的内容。至于车床的造型和色彩设计，一般地属于工业设计(工业产品艺术设计)的范围，但造型和色彩显然与人的心理因素、精神因素有关，可见与人机工程学设计也是相关的。
1.2人机工程学设计包括的主要内容有：
设计时考虑人体的尺寸、动作特点、感觉器官的要求、人体力学的要求、美学要求(形状、尺寸、颜色等)、作业安全和习惯要求。
2作业研究与机械设计
2.1作业与工效
作业是具体的劳动动作，是为完成一定工艺过程而作出的一系列动作的联合，是通过作业手段把材料变成合乎工序要求的活动。
通常作业的要素包括作业对象(材料)、作业手段(人的劳动、设备的运转，信息的流通等)和作业成果(产品)。由于作业手段主要是人或机器，故作业可分为手工作业与机器作业两类。分类的目的是为确定作业研究的重点。例如对手工作业，主要考虑操作方法、技能的研究，对机器作业则以机器设备设计作为研究的重点，对人机系统作业则应以系统特性、功能作为作业研究的重点。
为了进行作业，必须形成作业区域。作业区域是根据作业需要、设备体积和人的活动范围来确定的。人在作业中要采取或保持―定作业姿势，要同作业对象、机械设备和作业成果在作业区域内保持一定的空间关系。
功效(工效)指工作效率或作业效率，这是指为达到工作或作业的目的所用的投入与产出的比值。人机工程学中所谓的工效，因为其研究目的已由效率逐渐转向安全、舒适，满意等人类生存目标，所以当我们说工效学时其工效的意义是比较广泛的。
工效即使在作业研究中，也不是仅仅由作业姿势、作业区域等因素决定的，它同作业的速度、精度、强度、复杂度有关，又同作业主体的功能，作业环境条件和各种激励因素有关。所以，只有人机工程学才将各种影响作业工效的因素作了综合全面的考虑，并提出比较全面的解决办法。
2.2作业研究与设计
作业研究是以作业系统为对象的工程活动。任何一种工程活动，其目的都是为了设计、建立或改进目标系统，使之更为经济有效。作业研究的目的正是为了寻找最经济有效和使作业者胜任愉快的工作方法与工作时间，以有效利用资源、增进系统的工效。
机械工程技术人员研究作业的目的是为人机工程学设计提供设计依据，使设计的机械达到作业要求（即机械的使用与维护）。“适宜作业”是机械工程技术人员人机工程学设计的目标。
3适宜作业的人机工程学设计
3.1人机工程学设计的基本原则
对于一个运行成功的系统而言，仅有机器的高效运转是不够的，机器还必须在系统操作者的范围内使用方便或者可用。
人机环境系统的性能并不是系统中各要素本身性能的简单叠加，而取决于各要素之间的匹配关系，取决于系统的整体协调。人机工程学设计的基本原则是以人为本，整体协调，适宜作业。具体表现在以下几方面：作为工作系统的人-机器-环境系统，要以人为中心来进行设计; 机器和环境的设计，要考虑作业人员的心理，心里特征及其限制; 机器和环境应首先适应人，然后才是人要适应机器和环境; 始终关注人的工作效绩。
3.2人机工程学设计时需要考虑的主要因素
人类工效学家的目标是将设备设计在大多数人的强度、耐力、可及性、敏感性和信息处理能力的范围之内。应该在概念阶段考虑操作者与设备之间如何交互。这一问题不能在已有设计中得到有效解决，或者不易于结合进已有设计中考虑。
人类是一个系统中最灵活的部分，因而操作者能够在有设计缺陷的设备周围工作，但这要求使用者付出额外的努力，只能留出较少的时间和精力去做其他工作，因此未充分使用人力资源。
机械的设计对人们在工作中的安全和操作有极大的影响。机械设计工作者在设计中必须考虑的主要因素有：
总体考虑(如身体要求和安全):作为制造系统中的一个极为重要的系统，可通过两个途径来设计生产机械设备以提高人类这一系统因子的操作技能：第一，合理地分配人或机器的任务；第二，设计设备使其符合人的能力范围以便优化其操作。
可维护性:生产设备从开始设计时就要考虑可维护性问题。因为系统变得越来越复杂且系统内各部分更加相互依赖，维护必要性的评价和及时提供故障检修方面的帮助变得更为重要。
显示器的设计:为了使生产设备高效运转，必须向操纵者提供了解机器状态的信息并使其能使用机器上的控制器对这些信息作出适当的反应。生产系统中使用显示器的目的是给操作者提供关于设备功能状况或过程的信息。
控制器的设计:信息通过显示器提供给操纵者。操作者对显示的反应通过控制器或资料输入装置来实现。如果控制器的操作与人们的期望一致（符合人群的习惯模式），它们的尺寸与人体相适应，以及它们的运行特征在大多数人力量和精确度所能达到的范围内，那么系统的性能将得到加强。
工具设计:在大多数工作中手持工具是用于执行所要求的精度和力度非人手可完成的任务。很少有手持工具的大小设计可满足不同操作者的首部特征；通常把柄的大小根据电动工具产生的扭矩而定，而双炳工具的跨距设计要求与所使用的扣件大小相匹配。
设备的选择和评价:无论是识别工作场所设计中的不足还是计划购买新工具，对所选择的干预措施或候选工具的评估将有助于作出更合理的决定
3.3符合人机工程学设计准则
根据现代机械设计的特点和要求，从人类工效学观点可归纳出以下五条适宜作业的人机工程学设计的一般设计准则：基于人体形态学的设计准则; 基于人体感觉器官要求的设计准则; 基于人体力学的设计准则; 按美学造型要求的设计准则; 确保作业安全的设计准则
4 结语
二十一世纪人类步入了信息时代，人机工程学的发展必然向着信息化、智能化、网络化的方向发展。人机工程学作为应用性学科，与人的工作生活息息相关，设计生产出更加人性化、高效能的设备、工具和日常生活用品是努力的目标。“适宜作业”是机械工程技术人员人机工程学设计的目标。
参考文献
[1]谢燮正.赵树智主编.人类工程学.浙江教育出版社.杭州.1987
[2]阮宝湘.邵祥华编著.工业设计人机工程.机械工业出版社.北京.2005
[3]吴当时.盛菊芳.童和钦编著.以人为本的维修――人类工效学在维修中的应用.中国电力出版社.北京.2006
篇10
人体工程学对居室设计的影响
近年来，人们对人与居室环境共生的关系越来越重视，家居设计不仅仅是材料整洁、美观的修饰空间构造，它还涉及到心理学、社会学和人体工程学的应用，人文因素已经成为室内设计学研究的重要内容，在家居设计中，我们都希望室内空间装饰能和家具有效利用，在审美上达较高的美感，而且，还能满足人们生活习惯的需求和人体身体特点。
人体工程学是和环境是互相影响的，人体工程学把人体测量数据、生理机能特点和个体空间这样多方面的因素结合起来，应用到家居设计中，提高居住者和环境的和谐共存感。人们在这方面的研究和数据采集越来越准确，涉及的方面越来越广泛，这些研究为室内设计师在家居设计中提供了实用的数据。
例如，一个空间不大的儿童房，可以设计有上下空间感的床，上面用圆柱光滑的木栏装饰，既美观又保障儿童的安全；下面的空间可以用做儿童游戏学习的空间，这样空间一下变大了，考虑了儿童活泼好动的特点；如果伸手可及的储物间，在设计时应该符合人体身体比例数据，满足90%人口身体比例的需要；对于空间小的卧室，我们在设计时可以减少床的感念，把娱乐、学习、休息合为一体，比较适合设计一款榻榻米床铺；家庭成员的身体因素，在家具、灶台、桌椅的设计上都应该考虑到人体工程因素。
心理和社会的需要对家居设计的影响
1.社会因素
建筑（室内结构、外部形态）必需遵循着实用的原则，家居环境设计应该满足人们心理和社会需求，在这个空间中能够使人感觉活动自如、舒服、更有效率。例如，客厅的整体格局设计的紧凑些，选择舒适的家具，灯光柔和都能增进交流氛围；睡觉的卧室选择古朴的色调和私密性的保障，也会优化家具的使用效果。
物质环境对人类行为有很大的影响，在环境设计中如何应用是我们研究的方向，家居设计人文因素这一特殊要求，使环境设计或环境心理学的这一交叉学科的研究不断拓展，这一领域的专业人员把心理学、社会学、生物学、人类学、生态学等同建筑学、城市和社区规划、室内设计和园林设计等实用学科结合在一起，这种做法既具有人文因素又有实用整体观念，而不仅仅局限在审美范畴的繁复设计。
环境设计是一门主动设计生活环境的学科，人们可以从现实需求出发，结合美学、人文艺术、人体工程学设计家居构造，更加积极有效的方式来使用和设计我们个人环境的可能性。不用以消极的态度去适应不理想的空间和家具，家居环境更加以人为核心，对人本身更对人文关怀，更能提高了家居的空间的利用效率。
2.心理因素
社会心理学家欧文尔特曼根据私密性、个人空间、领地和拥挤四个行为概念分析了人们怎样利用环境同他人的社会交往。人与人之间的亲密距离是46cm之间，社交距离大约在3.6米之间，用来处理日常事务或是聚会办公场合，在居室设计中，家具之间的距离不应超过这个距离。通过研究这种空间关系模式，设计师设计的居室可以让人们在居室空间里进行各种需要的活动，如愉快的聚会、办公、居住等等。
就室内而言，比较有限的空间决定了具有良好的私密性，每个家庭成员也可以有介于亲密距离到社交距离之间的个人空间，作为他们个性和自我的延伸，并满足他们的各种需要。家庭成员相对都需要有自己独立的空间，就是使“门”的存在形式更具实用意义，关闭的门就是禁止入内的界限，给里面的人提供了安全私密的空间。设计人员应该理解人类的行为，明白由于设计的不同，环境既可能促进，也可能妨碍人际间的交往。
拥挤的空间往往是让人难以容忍的，会带给人压力和许多不利的影响。但是，有时，拥挤也被人们喜爱，例如在拥挤的舞池里，人们摩肩擦踵的摇摆着肢体，人们不会有侵占感，相反感到热情愉悦；在拥挤的电梯里，我们可以忍受暂时的侵占空间，我们可以把这种观点和住宅中家具的选择和安排联系起来。比如，一个人坐在一个近2 米宽的沙发中间，他可能会隐约或明显的感觉到不舒服，会有一种空旷和无助感，希望有人来与他一起共处这个空间；但长时间夹坐在别人的中间，困在其中的人又会渴望逃离这个环境。一种让人较为舒服的安排是把双人沙发、单人座椅之类的小一些的座位混在一起使用，这样每个就坐者就可以更为自由些，可以按照自己的意愿决定彼此的距离。
地域文化对家居设计的影响
文化是一个群体共同的价值观，系统的行为方式和审美观念，这种世代相传的价值观，在室内设计上的表现也十分的明显，我们对休息、娱乐、社交、办公空间的不同空间要求都受到了影响，文化的因素理所应当的规范了人们在家要坐在椅子上吃饭、交谈；躺在床上睡觉，而日本则坐卧在地板上，他们的家居格局是多功能的一个空间，而我们的住宅是多空间，多功能划分开的。不同的地域，不同的文化对家居设计不尽相同。
结束语
家居设计中，所有的决策都应该以人为标准，在不同的环境，文化氛围下因素，充分考虑到人文因素，设计才能成功。无论是最初的居住空间的选择，还是家具的选择和色调的搭配，这些因素对室内设计都可以有很多的影响，居住环境除了关系到我们的身体和心理健康，也会影响到我们的行为和行为效果。
