人體工程學概念

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人體工程學概念范文第1篇

關鍵詞：自我教育；互動；應用

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）22-0059-03

人機工程學是一門綜合性、邊緣性的新興學科，該課程也是藝術設計類專業的一門重要的專業基礎課，教學目的在于使學生能夠了解人的生理及心理學特性，建立人機系統和人機界面的概念，以人―機―環境作為研究對象，科學地利用三要素之間的相互作用、相互依存的有機聯系來尋求系統的優化，研究在藝術設計中如何滿足人們的審美需求，為進行以人為本的藝術設計打下基礎。總體說來該課程的內容較多，相關的理論有一定的深度和難度，并具有實踐性強的特點。如何引起學生學習這門課的興趣？如何只用幾十個課時讓學生能夠全面、透徹地理解和掌握人機工程學的有關知識？如何在設計中應用人機工程學的理論？這是教學中要解決的難題。做好《人機工程學》的教學工作，必須是教師和學生雙方密切配合，才能圓滿地完成教學任務。我校工業設計專業的學生生源有兩類：一類是理工，另一類是藝術。理工類的學生邏輯思維能力強，但藝術表現力較弱，藝術類的學生思想活躍，藝術表現能力強，但邏輯思維能力較弱。但是他們的共同點是有強烈的求知欲望和好奇心。人機工程學是研究人―機器―環境三者之間相互協調的學科，見圖1人機工程學研究的主要內容。同時這門課是一個實踐性很強的課程，要求學生有一定的動手能力。在全面仔細地研究了課程的主要內容的基礎上，確定了各個章節講解的先后順序，從學生感興趣的知識點入手，先從人體自身講起，講授的順序是先講人的生理特點，包括人體測量、人的感覺系統、運動系統、神經系統等，再研究人的心理特點，研究人的思維方法和特征，然后講授機器的結構、功能、操縱等相關理論，接著講授有關環境的章節，包括自然環境和人造環境。最后討論人、機器、環境之間相互協調的問題。總結人機工程學的發展趨勢。在課程的講授過程中，將自我教育法貫穿于整個的教學環節，幫助學生樹立信心，讓他們相信自己一定能學好該課程，并始終讓學生處于主導地位，教師扮演一個導演的角色，讓學生唱主角，引導學生自己探討人機工程學有關理論。具體從以下幾個方面實施自我教學法。

一、選好教學切入點，充分調動學生的學習熱情

人是這門學科的主要研究對象，在教學課程中最先研究人的生理和心理特點，從研究人的外形特征入手，人是大自然最美的藝術作品，在第二章“人體測量”的學習中，要求學生課前預習，自己通過看書掌握人體測量的基本概念，了解男性的體型特征和女性的體形特征上有什么區別。課堂上通過提問的方式將人體測量的重點和難點講解清楚。學生分成若干個小組，給每一組分發一套測量工具，讓每個小組的同學們一起完成測量任務，培養同學們的團隊合作精神。每個同學都將自己坐姿和立姿的測量數據記錄下來，填寫到表格中并寫出實驗報告。然后每個同學根據自己的測量數據，按照1：2.5的比例做出各自的人體模板，見圖2、圖3、圖4人體模板的照片。經過實際測量人體的數據，學生對人體的重要數據的印象非常深刻，對人體數據的應用也有直觀的概念。他們的學習熱情空前高漲，評論每個人的身材并相互比較。總期待下一次的上課。利用多媒體課件和人體神經系統、骨骼系統的掛圖，講解人的有關各個系統的結構，進而了解人體各個系統的工作原理，掌握人體的生理特點。研究人的思維和心理特點也是一個重點和難點，在學習第四章人的心理與行為特征時，在課堂上組織同學們做游戲，選出一位同學A猜人名，請他（她）背對著黑板面向同學站著，請另一位B同學在黑板上寫出一個人的名字。當然A同學一定知道這個人。允許A同學提出十八個相關的問題，其他人只回答“是”或“不是”，最后A同學經過分析判斷，猜出黑板上的人名。在了解游戲規則后，同學們各個躍躍欲試都想參與游戲，在A同學還沒有猜出名字的時候，同學們都替他（她）著急，恨不得將答案直接告訴他，一旦A同學猜到，同學們就十分興奮。從游戲中了解人類思維的特點。人類思維的基本特點有概括性、間接性、與語言的不可分性。為了讓同學們更好地理解言語清晰度的概念，在課堂上做言語傳輸試驗。所謂言語的清晰度是人耳對通過它的音語（音節、詞或語句）中正確聽到和理解的百分數。讓學生按座位分成幾個小組，教師用紙條寫幾句話，跟第一位同學講紙條上寫的話，并讓他看清楚紙條上寫的內容，讓該同學將教師的話口頭向另一位同學傳達，每個同學都依次用口頭向另一位同學傳達所聽到的話，最后請坐在后面的同學說出他所聽到的話，結果，每次最后一個同學說出的話與教師跟第一位同學講的話都有很大的出入。教師跟第一位同學說的話，已經被改的面目全非，每次都令同學們捧腹大笑。這證明在日常的對話中，聽者并不能100%理解發言者所講內容，有時謠言就此產生。而設計言語傳示裝置，其言語的清晰度必須在75%以上，才能正確傳示信息。

二、以案例分析為中心，講解人的心理特點

人的知覺是審美心理的重要組成部分，人的知覺具有整體性、選擇性、理解性、恒常性、錯覺等特點，在講課過程中利用達利、康定斯基、亨利?摩爾等藝術家的作品，請學生欣賞藝術大師的作品，讓學生在藝術審美中逐漸理解人的知覺特點。

三、培養學生的實際動手能力

在課程的學習過程中，每個學生都做出自己的人體模板，這個作業有一定的難度，在完成作業的過程中，學生自己摸索出制作人體模板的步驟，首先要有準確、充足的人體數據，然后就是選擇合適的材料，同學們各顯神通，有的用膠合板、有的用KT板、硬紙板等。接著畫出人體的中心線，繪出人體的輪廓線，將人體各個部分裁剪出來，人體各部位的連接也是一道關鍵工序，同學們開動腦筋，巧妙地用螺釘、螺母連接，讓人體模板的各個關節可以任意轉動。機器的概念是廣義的，在現代生活中，計算機是平時接觸最頻繁的工具。人機界面是一個相當重要的概念，機器上的儀器儀表就是人機界面的組成部分，為了建立良好的人機界面，必須要設計最佳的儀器儀表。在研究儀器儀表的設計時，要求同學們自行設計轎車的儀表盤，引導同學研究轎車儀表盤的功能、造型，在設計制作過程中，同學們自己總結出儀表盤設計的要點。包括儀表形式、表盤尺寸、刻度與標數、儀表指針、儀表的色彩、儀表面板形式及其布置。最后，同學們設計出了符合人機工程學的轎車儀表盤。見圖5、圖6、圖7轎車儀表盤模型。

四、教學互動，讓學生發表自己的見解

在學習完前面幾章有關人、機、環境的內容后，課程學習的重點轉移到人機工程學在產品設計中的應用，由于人機工程學在產品設計中應用非常廣泛，因此，只靠教師一個人是不可能全面地總結的，必須要學生參與總結。以“人機工程學在產品設計中的應用”為題目，布置作業讓每個同學制作多媒體課件，并在課堂上發表演講。同學們積極收集有關資料，列舉了許多實例生動、翔實地說明了人機工程學的應用。從不同的角度總結該學科在工業設計中的應用，這樣的教學活動讓教師和同學開闊了眼界、增長了知識，起到了教學相長的作用。

五、共同探討和總結人機工程學的發展趨勢

人機工程學是一個正在蓬勃發展的新興學科，還有許多理論有待進一步完善，在課程將要結束的時候，組織學生探討和總結人機工程學未來的發展方向，在課堂上讓同學們暢所欲言，大家七嘴八舌地發表自己的見解，最后總結出以下結論：在當今數字化、信息化迅速發展的時代，人機工程學也會向著數字化、信息化、智能化的方向發展，在人類面臨著生態環境遭到嚴重破壞的情況下，人機工程學必然會向著綠色設計、可持續發展的方向發展，在產品設計中，應用人機工程學的理論，可以實現虛擬人機工程。人機工程學為“以人為本”的設計提供了理論依據。

總之，自我教育法能夠有效地調動學生的積極性，激發學生的學習興趣，并能培養學生的自學能力，引導學生發現問題、分析問題和解決問題，能夠將理論知識的學習與產品設計的實踐有機地結合起來，鍛煉了學生的動手能力，從而提高了學生的綜合素質，數年的教學實踐證明：這種教學方法不僅使學生能夠牢固地掌握該學科的理論知識，而且能在產品藝術設計中靈活地運用。

參考文獻：

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[3]汪惠芬，劉婷婷.“人機工程學”課程教學模式探索與實踐[A].中國制作業信息化，2007，（09）.

[4]但武剛.教育學案例教程[M].武漢：華中師范大學出版社，2007：6.

[5]林俊.《人機工程學》的教學改革與實踐[J].中國教育導刊，2007，（16）.

人體工程學概念范文第2篇

關鍵詞：人體工程學；室內設計；人―機―環境

1 有關人體工程學的含義

人體工程學作為一門綜合性學科是近幾十年來新興起來的。當與室內設計聯系在一起時人體工程學的含義就為：以人為主體，運用人體測量、生理、心理計測等手段和方法，研究人體結構功能、心理、力學等方面與室內環境之間的合理協調關系，以適應人的身心活動要求，取得最佳的使用效能，其目標應是安全、健康、高效能和舒適。因此，室內環境設計不僅僅是對人們在視覺上對環境的設計所呈現出的視覺效果的重視，同時對物理條件和心理條件等所反映到環境上的因素的研究和設計也已予以了高度重視。

2 人體工程學與室內設計的相關內容

2.1 有關人體基礎數據

在人體基礎數據的來源上，主要從以下三個方面進行獲取：第一，人體尺度。第二，人體構造。第三，人體的動作域。這也是我們人體工程學所要研究并提供的基礎數據。

2.2 有關人體生理計測

有關人體的各項指標，測量內容主要包含以下幾點：人體出力測定、人體觸覺反應測定、人體疲勞測定。 包括的生理指標有：皮膚溫度、出汗量、血壓、心率、耗氧量等。

2.3 有關人體心理計測

有關心理計測的方法是多種多樣的，通常情況下所采用的是精神物理學測量法和尺度法等。第一種，精神物理學測量法。第二種，尺度法，是以順序在心理學這個角度中劃分量度。

3 人體工程學對室內設計產生的作用

在現代室內環境設計這門學科中，人體工程學的應用主要有兩大方面的功能，一是實用，二是精神。從實用方面來說，主要是指室內設計對人們生活所具有的實用性，也就是從人們生活需要的方面力求最大可能的滿足需要的多重性；從精神方面來說，主要指室內環境在人們生活和工作中對人們心理活動上所產生的影響。所以在進行設計的過程中，要考慮到在供人們居住的室內空間的人所具有思維和精神活動的能力對人的精神感受上所產生的特殊作用。

3.1 為確定空間場所活動所需范圍提供依據

在設計的過程中，室內設計的基本目的就是要滿足人們生活起居的理想舒適程度的要求。通常情況下，不同的形狀所呈現的空間，會給人的心理和生理帶來不同的感受，比如方形、圓形、八角形等比較嚴謹規則的幾何形式的空間，會給人的視覺和心理感覺上帶來一種端正、平穩、肅穆的環境氣氛，相反，那些具有不規則形式的空間形式則給人帶來一種隨意、自然、流動的氣氛。在進行室內設計的同時，人體尺度的具體數據及尺寸的選用，應考慮到所有空間與圍護，都是在人們的動作和活動的范圍安全與否，是否是對大多數人們的適合活動尺寸為宜，并強調一定是在安全第一的前提下進行設計。

3.2 為確定設計家具、設施的形體尺寸及適用范圍提供依據

在我們生活的室內環境中，都希望室內的空間和家具的功能能夠得到充分有效的利用，不浪費空間，也不會給室內帶來擁擠感，能夠達到我們預期設計目的并且符合正常人體的生理和心理結構。家具作為室內環境中的主體物，首要的就是一定要符合人體工程學的原理。家具的使用首先就是為人所用，服務于人，只有在使用的過程中讓人感覺到非常得體、適當，才能給人的精神和身體帶來愉悅和放松的作用。所以，在設計家具的同時，一定要符合人體工程學原理，包括在家具的尺度上、形式上及其布置方式上，也就是說，必須符合人體的尺度以及人體各個身體部位的活動規律，才能讓使用者感受到安全性、舒適性、便捷性的目的，這也是家具設計的宗旨。

設計家具的目的是使預期的使用者感到安全和舒適，其規格及形狀的尺寸要求所需的基礎數據都是由人體工程學來提供。一般情況，例如立位使用的高櫥柜的高度我們一般會設在1800～2200mm，寬度一般設在400～600mm 。座位使用的家具，比如桌、椅等家具，應按照人坐在座位上從坐骨結節點的位置進行計算為準。比如一般沙發的高度以350mm為宜，其靠背的角度一般設為100°。

3.3 為確定適應人體的室內物理環境提供最佳參數

室內物理環境的適應群體主要是作為人體居住的重要場所，那么所包括的設計方面主要有室內熱環境、聲環境、光環境、重力環境、輻射環境等，比如人在睡眠時，人體正常需要的熱量應該為273kJ/h、站著的時候，人體正常需要的熱量為420kJ/h、在重體力勞動的情況下，人體所需要的熱量為1932kJ/h。又如人們在談話時的距離也會因不同交談方式會有一定的設置區分，在會議時，人們之間一般談話的正常語音交談的距離在3m，強度應該在45db，生活交談時，人們之間的正常語音距離應該在0.9m，強度應該在55db等。從醫學衛生的角度考慮，在一個良好的居住環境中，氣候中空氣成分的含量對一個人正常的人體生理功能的保證是非常重要的，對人們體力的恢復和提高工作效率都是很有利的。在室內環境里，在光環境的設計中，如房屋的采光和朝向等也很重要。通常情況下，起居室應該有一個良好的朝向，這樣才能起到冬暖夏涼的作用；同時，臥室的采光既要有一定的陽光照射而又要避免過分的烈日暴曬。因此，作為對人體室內物理環境的設計和確定，通過人體工程學能為設計提供最佳參數，在設計的過程中才有可能作出正確的決策。

3.4 對于視覺要素的計測為室內視覺環境設計提供依據

視覺的要素包括人眼的視力、視野、光覺、色覺，在這些條件下，通過色彩與光線的變換便可創造出不同的視覺效果，創造出不同的室內的環境氣氛。人們想要一個舒適、安寧的環境，顏色能起到至關重要的視覺作用。馬克思說過：“色彩的感覺是美感中最大眾化的形式。”色彩對于一個人的精神和情緒可起到非常直接的影響，不同的顏色在視覺和心理感覺上都會產生不同的感覺。例如，黃色是一種明亮、柔和的色彩，給人的感覺是活躍、充滿喜悅之情。中國自古以來將黃色多用于奢華的皇宮中，在今天我國室內環境裝飾中，以黃色為基調作為居室裝飾的色彩仍然特別受到年輕人的喜愛；綠色，首先會使人聯想到春天和負有生命的事物，也是人們比較喜愛的一種色彩。經科學證明，綠色有促進正常血液循環的功效，能緩解眼部壓力，消除眼部疲勞的功效。所以需要從事高溫作業或者用眼過度的一些工作者可以采用綠色或者藍色作為室內環境的色調為宜。同樣，光線的不同角度或照射強度的大小也會通過視覺給人的精神帶來不同感受。因此，只有了解相關的視覺要素信息，才能夠為創造更舒適宜人的室內視覺環境設計提供依據。

4 人體工程學對室內設計形成的影響

眾所周知，在室內設計領域，人體工程學為該學科提供了大量的、科學的、量化的有關設計依據。可以說，當前室內設計所使用的參考資料、執行標準，大體都來源于對人體工程學的研究。人體工程學對于室內設計來說是基礎、是平臺，但人體工程學對室內設計的影響卻絕非局限于此，還可以表現在以下這兩個方面。

4.1 人體工程學對室內設計質量的促進與發展

人體工程學應用于室內設計中，有效地推（下轉第頁）（上接第頁）動了學科專業的發展，總體說來，使現代室內設計的發展產生了三個方面的飛躍：第一、從經驗走向科學；第二，從不自覺走向自覺；第三，從定性走向定量。這些發展，促進了藝術與科學的有利結合，有效提高了室內設計的生活質量。可以說，作為一門應用科學，作為人類文明進步的一個產物，人體工程學對提高生活質量、促進環保生活可持續發展有著深遠的影響。

4.2 人體工程學對室內設計理念的提升

人體工程學應用于室內設計中，使室內設計的理念在以下幾個方面都在發生著改變。第一，將行為實踐轉變為科學觀念融入設計理念之中，由此轉變了設計師的設計理念。第二，將個體觀念轉變為整體概念帶入設計理念之中。這種思維方式深深地影響了當代設計領域的思想理念，此類課題為“系統設計”理念提供了用主導思想。第三，將主流思潮轉變為前沿思想導入設計理念之中。人體工程學所研究的課題內容和服務對象都是同時代的事物，它的研究理念和目的是直接反映了主流思潮和時代追求，因此始終保持與時代脈搏同步。

5 結語

“以人為本、為人服務” 的理念是人體工程學的研究核心，它的研究內容大量地應用在室內環境設計之中，其中以人的生理內容和心理內容是在應用范圍中最為普及的。室內環境是人類進行各種生產、生活的最主要的場所，室內環境設計的好壞不僅反映出人類社會的發展狀況而且直接關系到人類的生存質量。人體工程學的廣泛應用，不僅能夠有效地提高室內環境設計的質量更大大改善了人們生產生活的居住條件。深入而全面地理解人體工程學在室內設計中的作用與影響，有利于促進人體工程學在室內設計中更廣泛、更深入更合理的應用，創造更加美好舒適的生（下轉第頁）（上接第頁）活環境。

參考文獻：

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[4] 張月.室內人體工程學[M].北京：中國建筑工業出版社，2012.

人體工程學概念范文第3篇

1 前言

汽車是非常復雜的產品并需滿足各方面的性能要求，其設計開發過程也由許多不同的工作階段組成，而各工作階段又需要使用多種不同的設計驗證技術。只有采用新技術將整個產品的開發過程及其不同的工作方式進行全面的集成才能達到加速和優化設計的目的。

從目前概念車的世界里，內部（車內）多變的色彩為汽車賦予了更多的活力．同時，空間的利用在內部結構的設計上占到了一個什么重要的作用，事實也引證了這一點．仔細對比一下目前的新概念，很多汽車的內部結構已經相當的精簡．當然這不是說要放棄一些本來必須的東西，設計師只是把一些實用的工具隱藏起來．譬如是把一些DVD導航，冷氣口隱藏起來．在新的設計理念里，簡單比雜亂給人的感覺更好．

汽車內部的設計也是一種學問．有些東西是不可以模仿的．德國汽車和中國的汽車有什么不同？其實同樣的車，差別當然不是很大，之所以人們對這兩種汽車存在著不同的意見，最主要的是感覺的差異．而這種感受不只是局限在單純的駕駛感，人們對德國的總體感覺還有對德國文化的理解也是一個很重要的因素．中國一開始就給人家一個不好的影響是，中國的東西不好．就這樣小小的一句話，害了中國的產品，包括汽車．而中國人乃至世界對于中國汽車的不滿，內部結構發面占到了一定影響．中國雖然已經融入了世界，但不可以模仿的東西太多，需要慢慢探索學習的東西也很多，中國汽車發展很快，但是內部結構的設計一直滯后于世界。筆者總結了中國汽車內部結構的幾點不完善．第一：工藝不夠精細，印象中有一個很影響深刻的事情，在06年的廣州車展中，我親眼看到中國一輛名叫＂UFO＂汽車的座椅竟然爆線了，雖然說這是一輛展車而非量產車，但是幾十萬的觀眾看到這樣一個不足會有什么感受？而事情的背后反映出的問題同樣值得深思．第二：總體感覺不夠清晰，簡明．很難說造成這種感受的原因對汽車的布局把握不好。因為布局的好與不好也沒有一個很明確的定義．但是感覺的東西很直觀，也是最實在的。一個東西好不好，感受是最好的驗證．第三：人才不足，國外很多的非機器制造的汽車工藝是由許多有十幾年經驗的工匠完成的，而且這種工藝是一代傳一代的，也很少說會外傳，可以這么說，版權的保密性非常好．雖然學不到，但中國也可以學習一下這種模式，雖然短期看不到什么效果，但是長遠對中國的汽車還是很不錯的．目前中國還沒有進入一個自主豪華車時代，而這個時代卻是培養人才最好的時機，但中國在這方面確做得不夠好．

數字化虛擬技術就是通過集成各種計算機技術，并充分發揮其應用潛能，使產品開發設計能夠可靠地在計算機系統內，以數字化模型方式完成產品的設計和驗證。在汽車開發中，虛擬技術有助于決策層及早對設計方案進行決策和進行跟蹤管理；有助于加強異地的合作，共同解決技術難題；有助于在制造樣車前進行反復驗證和校核，從而及早發現和避免設計錯誤；有助于在產品投產前及早獲取產品信息以進行市場調查。貫穿于產品開發全過程的數字化虛擬技術可使產品特性得到全面系統的優化，使開發周期大大縮短，開發費用大大減少，提高產品質量，最終提高企業在市場的競爭力。

2 汽車內部結構設計

汽車內部結構是一個從構思、設計到驗證的復雜的系統工程．結構時要考慮眾多的約束關系和人機工程的要求。汽車內部結構是“以人為中心”的設計，即以人為中心，在滿足一定的約束條件下，運用人機工程學達到人－車－環境和諧的設計理念。汽車內部結構設計是同時進行多方面結構的設計過程，也是不斷反復遞進尋求最優化方案的設計過程。

汽車內部結構主要任務是：①車型主要結構尺寸確定：乘員結構；整車主要尺寸確定；踏板，換檔桿及手剎位置結構；轉向盤及轉向管柱結構；行李箱結構；側車窗玻璃；頂蓋位置；座椅及儀表板結構等。②人機工程學研究：確保駕駛員及乘員的居住舒適性，安全性，以及駕駛員的操縱方便性和具有良好的視野等。③法規符合性校核：風窗面積及雨刷結構；手伸及界面；儀表板可視范圍；內外后視鏡視野；安全帶固定點等。在滿足這些要求的同時，還要盡量減小整車質量，增大車室內空間，提高整車的經濟性能。在傳統的設計中，工程師使用二維人體模板在二維主圖版上進行汽車內部結構設計，無法事先對踏板、換檔桿、轉向盤的操縱性和坐姿及視野性等性能進行空間位置的評估和驗證，只有在制作了物理樣車后由一定比例的人進行實際的駕駛操作才可完成驗證．

如今，由于計算機技術的發展和應用，在汽車開發中已廣泛采用CAD 方法進行三維數字化設計，以三維數據為主線，使用虛擬樣車來優化產品設計和驗證過程。因而，數字化三維人體模型相應地在汽車內部結構的人體工程學模擬和分析中發揮其潛能和優勢。

3 數字化三維人體模型

在產品周期的各個階段，人都是最重要的因素。數字化三維人體模型可有效地應用在汽車虛擬設計及制造的整個生命周期，從初始的概念方案設計至最后的產品驗證。

數字化人體模型技術可輔助設計者確定人在相應的工作環境下的性能，確定人體尺寸／形態／功能及其定位，滿足舒適性和安全性標準的要求。如圖1 所示，在虛擬的CAD 設計數據中，可調入此虛擬的人體模型，完成操作任務和分析工作。通過三維人體模型可運用數字人體和電子樣車進行與人相關要素的模擬分析校核，如人的可操作性，舒適性，可視性等重要設計要素。在汽車內部結構過程中應用數字化三維人體模型可提高設計效率和設計質量；改善安全性及人機工程學性能；減少物理樣車的制造及驗證工作和周期。

波音公司、通用公司、戴姆勒－克萊斯勒公司等這些大的飛機和汽車公司已將數字化三維人體模型越來越廣泛的應用于產品生命周期的各個方面和各個階段．CATIA，EDS 等大的軟件公司，也相繼推出數字化三維人體模塊供用戶使用并不斷補充及完善。

現以CATIA 的人體模型模塊（Manikin）為例簡要說明數字化三維人體模型的主要功能。該三維人體模型包括4 個子模塊：構造人體（Human Builder）模塊，生成可與產品相配合的人體模型；編輯人體尺寸(Human Measurement Edit)模塊，可對人體模型的各部分的尺寸進行有比例地調整；人體動作分析（Human Activity Analysis）模塊， 對人肢體進行由靜態姿勢到復雜的動態動作的評價；人體姿態分析(Human Posture Analysis)模塊，進行人體各種姿態的分析。此人體模型包括有104 組人體測量數據；100 個無約束的連接；148 個自由度；各種姿勢輪廓；包含所有關節的手模型、脊椎模型、肩模型、臀部模型等模型；可表現關節活動的制約及動作運動的上下極限并可進行調節。此模塊具有如下幾方面用途：測量人體尺寸；視野分析；坐姿分析；運動舒適角度分析；伸及范圍分析；舉升、放下和搬運分析；設計干涉檢查；運動模擬等。

4 按SAE 標準進行汽車內部結構時涉及到的人體工程學內容

在進行汽車內部結構時，SAE 中有如下用于駕駛員和乘員的人體工程學研究和設計的相關標準。

5 應用數字化三維人體模型進行汽車內部結構及設計校核

數字化三維人體模型在汽車內部結構設計及校核中承擔著人機工程學的結構設計及校核驗證的重要角色。圖2 所示為數字化三維人體模型在一汽車內部結構中的應用實例。它協助汽車設計工程師進行一系列乘員內部居住性的結構優化工作，主要包括：協助確定汽車主要控制尺寸；確定不同人體尺寸的駕駛員及乘員的乘坐位置和駕駛姿態；對人體乘坐姿態及其舒適性進行分析和評估；確定踏板、轉向盤、操縱桿、儀表及控制按紐等零件的結構位置，并進行操作合理性評價；模擬乘員上下車姿態以評估上下車方便性；駕駛員及乘員的座椅位置確定及安全帶的固定位置的確定；模擬座椅的滑動、及桿件操縱的運動過程并進行評價；校核駕駛員駕駛過程中的直接視野和通過內外后視鏡的間接視野的法規符合性；協助進行儀表板結構和儀表板盲區的校核；確定合理的車內寬度和頭頂空間；分析人體重量在座椅上的力的分布；對手及腳對操縱部件操作時所施加的力進行評估；同時檢查設計間隙及干涉分析，最終記錄數據并輸出優化的結構結果。

人體工程學概念范文第4篇

關鍵詞：人機工程學　課堂教學　教學成果

中圖分類號：G64　文獻標識碼：A　文章編號：1007-3973(2011)005-163-02

工業設計是以工學、美學、經濟學為基礎對工業產品進行的設計，其理念是在符合各方面需求的基礎上兼具特色。工業設計是一門綜合性、應用性很強的交叉性學科，它旨在形成和諧的實物環境，最充分的滿足人的物質需要和精神需要。工業設計在企業中有著廣闊的應用空間。

1.　人機工程學教學的重要性

人機工程學是研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的各種因素；研究人和機器及環境的相互關系；研究在工作中、家庭生活中及休閑時怎樣統一考慮工作效率，人的健康，安全和舒適等問題的學科。本課程是工業設計專業的重要組成部分，它為設計安全可靠、便于使用的產品提供了人機關系方面的理論依據和方法指導。

我國的工業設計專業教學，形成了兩種基本知識體系：一種是工程技術體系；另一種藝術美學體系。根據工業設計專業辦學基本要求，無論哪種知識體系，都必須學習人機工程學、工業設計工程基礎等課程。從人機工程學教學方面來說，傳統的理論知識灌輸過程所涉的工科知識較大，面對大量的原理和數據公式，藝術類學生聽起來費解，也容易產生疲勞和厭學情緒。課程的教學成效關系到后續課程教學是否能順利展開，而死記硬背、不加理解的學習方法和模式起不到應有的效果。

通過人機工程學的課程學習，應該讓學生理解設計是什么，怎樣設計，設計達到的效果。具體來說，轉變成人機工程學課程中要解決的3個目標，就是“尋找產品問題、正確分析原因、重新改良設計”，再簡化一下可表達為設計上常用的述語：發現問題、分析問題、解決問題。這3個教學目標實際上就是設計的三個階段。本文將從教學實際出發，探討人機工程學教學改革中的實踐與體會。

2.　人機工程學課程的教學目的

工業設計教育不應該試圖把學生教成每一方面都精通，能在事先熟知的所要設計的產品的各個方面的專家，事實上也不可能做到這一點；而應該把設計教育的重點放在讓學生學會這門學科的基本理論和基本研究方法以及培養他們對知識的應用和與再生能力上，使學生能夠舉一反三，在面對新問題時能夠迅速把握實質，靈活運用所學的知識并以創造性的方法解決這些問題。

由于工作對象的多樣性和復雜性，設計師必須經常面對各式各樣的人機問題，這種情況給人機工程學的教學工作帶來了一定的困難。人機工程學研究內容的涉及面廣，涉獵的學科繁多，再加之信息技術的不斷發展，甚至可以延展出界面設計這樣獨立的設計課程，因此作為工業設計專業的學生不可能真正全面地掌握人機工程學各個領域的所有內容。人機工程學的教學目的也絕非是讓學生認真背誦書本的概念與數字，而是教會學生具有基本的人機工程學觀念，提高其人機意識，了解基本概念、內容和方法，在以后的設計實踐中能夠自覺查閱相關資料，深入學習，使其設計更科學和全面。

3.　人機工程學教學改革的探索

人機工程學教學方法的得失和教學內容的安排，往往直接影響到教學效果的成敗。因此，實際的課堂教學中，科學的教學方法、先進的教學手段和合理的教學安排，能夠激發學生的學習興趣，培養學生積極思考和解決問題的能力，牢固地掌握并靈活運用知識。

3.1　聯系實際生活，引導學生自主學習

傳統的人機工程學教學，為了引起學生對課程的重視，在課程之初會用很多時間來探討課程的重要性。人機工程學興起的直接原因是二戰中大量因人機設計失誤而導致的飛機失事。軍事領域的人機設計問題讓學生覺得很新奇，但畢竟離我們的現實生活太遠了。

那么到底在我們的日常生活中，需不需要人機工程學，有沒有值得我們去改進的設計方面呢。教學中，我把這個問題作為第一次課后作業留給同學完成，并給了兩個學時的課堂討論時間。通過討論，同學們發現了很多在生活中運用人機工程學的例子，有正面的，也有反面的。正面的例子有：階梯教室的座位高低錯落，保證了各個位置同學的視野；電腦腕墊設計有效緩解了手腕疲勞；椅子的腰靠設計有效緩解了腰部不適；高低可調的課桌椅適應了不同身高的客戶需求等等。反面的例子有：公寓床的長度不適合于身高過高者；固定式課桌椅不能滿足所有同學的身高尺寸；公用衛生間門后不設掛鉤，給入廁者帶來不便等等。

通過設置思考題并結合課堂討論的形式，引導學生思考本門課程的重要性和實用性，既避免了傳統教學反復說道的枯燥乏力，又調動了學生的積極性，真實地感受到了課程的重要性感和實用性，從而提高學習的自主性。

3.2　通過課程實踐，理解科學數據的由來

人體尺寸的測量，是人機工程學中人體尺寸獲得的基礎，更是產品尺寸確定的重要參考。傳統教學中，對于該部分內容，教師們會對照人體尺寸表格和圖示一一講解，以幫助學生理解。這種教學模式可能出現的問題就是：一旦離開書本，學生很快就忘記了測量項目的名稱和具體測量的人體部位，更難以在產品尺寸的設計中，快速、有效地找出人體尺寸的參考值。

為了提高教學效果，在教學中我們在此部分設定了實踐環節：在同學配合下，測量自身的人體主要尺寸、立姿和坐姿尺寸，畫出尺寸圖，并進行1：2的人體模板制作。同學們對實踐課題表現得非常興奮，測量自身的人體尺寸讓他們覺得很親切。很多同學測量中發現出現各部分尺寸相加高于或低于身高，而十分不解。最后在老師的協助下，通過測點標記和輔助測量基準面都得到了解決。實踐環節進行的盡然有序，充滿歡聲笑語。

在完成人體尺寸圖和人體模板時，同學們都掌握了這部分的知識，很有成就感，并興奮地表示記憶深刻，十分難忘。由此可見，合理的實踐環節設置，對學生深入理解和靈活掌握知識，起到了巨大的推動作用。

3.3　分析設計案例，提高分析問題的能力

顯示與控制設計在產品設計的應用極為廣泛，教材中設置了大量圖例來講解該部分的重要性與應用。在傳統理論教學的基礎上，為了進一步提高同學的分析問題能力，實際教學中引入了櫥柜設計的案例，讓大家學會客觀地評價設計的優劣。

案例中，新櫥柜設計的主題是“生活如此簡單”，產品的使用方式非常方便。當我們用身體的任何部位輕輕觸碰柜門時，相應的抽屜就能迅速彈出，所有的餐具快速展現于眼前。在輕松愜意的背景音樂配合下，主人游刃有余地穿梭在廚房中，寵物狗也舔開了其中一個抽屜，享受屬于自己的美食。看完案例，同學們都很興奮，紛紛夸獎設計太棒了，操作方便，技術先進，十分完美。討論的最后，我肯定了大家的正面評價，并提醒大家分析一下設計有沒有什么問題呢?同學們頓時安靜了，在積極地引導下，同學們靜下心來，開始思考設計方案華麗外表之下存在的問題，并得到了正確的結論。

面對新的設計，大家已經習慣了給予高度的評價和贊許，而設計中還有沒有可改進之處，很多人都會忽略。而作為設計人員的我們，對產品的評價不應該限于此，我們還要看到比常人更深刻的方面，為后續的設計研究找到方向。因此，教學中除了教會學生現成的理論知識以外，要引導學生學會分析實際問題，任何問題都存在兩面性，我們要學會科學、客觀地對設計方案進行評價。

4.　結束語

人機工程學是一門技術性學科，其相關理論知識在生活中隨處可見，在教學中應該突出其科學性和實用性，通過各種方式方法，引導學生積極思考和實踐，杜絕死記硬背和填鴨式的教學模式。在工業設計專業的人機工程學的教學過程中，應該突出基本原理、工程程序和研究方法，這樣既能確保設計師具有較扎實的理論基礎，又能使設計師在解決問題時具備正確的思路和開展工作的手段。

注釋：

①汪惠芬，劉婷婷，《人機工程學》課程教學模式探索與實踐[J]，應用研究，2007，36(9)：71－75.

②丁玉蘭，人機工程學[M]，北京理工大學出版社,2005年8月：2.

人體工程學概念范文第5篇

關鍵詞： 室內裝修 人體工程學 環境心理學

第一節 人體工程學的含義和發展

人體工程學（Human Engineering），也稱人類工程學、人間工學或工效學（Ergonomics）。工效學Ergonomis原出希臘文“Ergo”，即“工作、勞動”和“nomos”即“規律、效果”，也即探討人們勞動、工作效果、效能的規律性。

人體工程學起源于歐美，原先是在工業社會中，開始大量生產和使用機械設施的情況下，探求人與機械之間的協調關系，作為獨立學科有40多年的歷史。第二次世界大戰中的軍事科學技術，開始運用人體工程學的原理和方法，在坦克、飛機的內艙設計中，如何使人在艙內有效地操作和戰斗，并盡可能使人長時間地在小空間內減少疲勞，即處理好：人—機—環境的協調關系。及至第二次世界大戰后，各國把人體工程學的實踐和研究成果，迅速有效地運用到空間技術、工業生產、建筑及室內設計中去，1960年創建了國際人體工程學協會。

及至當今，社會發展向后工業社會、信息社會過渡，重視“以人為本”，為人服務，人體工程學強調從人自身出發，在以人為主體的前提下研究人們衣、食、住、行以及一切生活、生產活動中綜合分析的新思路。

日本千葉大學小原教授認為：人體工程學是探知人體的工作能力及其極限，從而使人們所從事的工作趨向適應人體解剖學、生理學、心理學的各種特征。“

其實人—物—環境是密切地聯系在一起的一個系統，今后“可望運用人體工程學主動地、高效率地支配生活環境”。

人體工程學聯系到室內設計，其含義為：以人為主體，運用人體計測、生理、心理計測等手段和方法，研究人體結構功能、心理、力學等方面與室內環境之間的合理協調關系，以適合人的身心活動要求，取得最佳的使用效能，其目標應是安全、健康、高效能和舒適。人體工程學與有關學科以及人體工程學中人、室內環境和設施的相互關系。

第二節人體工程學的基礎數據和計測手段

一、人體基礎數據

人體基礎數據主要有下列三個方面，即有關人體構造、人體尺度以及人體的動作域等的有關數據。

1、人體構造

與人體工程學關系最緊密的是運動系統中的骨骼、關節和肌肉，這三部分在神經系統支配下，使人體各部分完成一系列的運動。骨骼由顱骨、軀干骨、四肢骨三部分組成，脊柱可完成多種運動，是人體的支柱，關節起骨間連接且能活動的作用，肌肉中的骨骼肌受神經系統指揮收縮或舒張，使人體各部分協調動作。

2、人體尺度

人體尺度是人體工程學研究的最基本的數據之一。

3、人體動作域

人們在室內各種工作和生活活動范圍的大小，即動作域，它是確定室內空間尺度的重要依據因素之一。以各種計測方法測定的人體動作域，也是人體工程學研究的基礎數據。如果說人體尺度是靜態的、相對固定的數據，人體動作域的尺度則為動態的，其動態尺度與活動情景狀態有關。

室內設計時人體尺度具體數據尺寸的選用，應考慮在不同空間與圍護的狀態下，人們動作和活動的安全，以及對大多數人的適宜尺寸，并強調其中以安全為前提。

例如：對門洞高度、樓梯通行凈高、欄桿扶手高度等，應取男性人體高度的上限，并適當加以人體動態時的余量進行設計；對踏步高度、上擱板或掛鉤高度等，應按女性人體的平均高度進行設計。

二、人體生理計測

根據人體在進行各種活動時，有關生理狀態變化的情況，通過計測手段，予以客觀的、科學的測定，以分析人在活動時的能量和負荷大小。

人體生理計測方法主要有：

1、肌電圖方法

把人體活動時肌肉張縮的狀態以電流圖記錄，從而可以定量地確定人體該項活動強度和負荷。

2、能量代謝率方法

由于人體活動消耗能量而相應引起的耗氧量值，與其平時耗氧量相比，以此測定活動狀態的強度，能量代謝率的計算式，以及不同活動的能量代謝率（RMR）。其計算式如下：

運動時氧耗量-安靜時氧耗量

能量代謝率（RMR）

基礎代謝率耗量

3、精神反射電流方法

對人體因活動而排出的汗液量作電流測定，從而定量地了解外界精神因素的強度，據此確定人體活動時的負荷大小。

三、人體心理計測

心理計測采用的有精神物理學測量法及尺度法等。

1、精神物理學測量法

用物理學的方法，測定人體神經的最小刺激量，以及感覺刺激量的最小差異。

2、尺度法

以順序在心理學中劃分量度，例如在一直線上劃分線段，依順序標定評語

可由專家或一般人，相應地對美丑、新舊、優劣進行評測。

第三節人體工程學在室內設計中的應用

由于人體工程學是一門新興的學科，人體工程學在室內環境設計中應用的深度和廣度，有待于進一步認真開發，目前已有開展的應用方面如下：

一、確定人和人際在室內活動所需空間的主要依據

根據人體工程學中的有關計測數據，從人的尺度、動作域、心理空間以及人際交往的空間等，以確定空間范圍。

二、確定家具、設施的形體、尺度及其使用范圍的主要依據

家具設施為人所使用，因此它們的形體、尺度必須以人體尺度為主要依據；同時，人們為了使用這些家具和設施，其周圍必須留有活動和使用的最小余地，這些要求都由人體工程科學地予以解決。室內空間越小，停留時間越長，對這方面內容測試的要求也越高，例如車廂、船艙、機艙等交通工具內部空間的設計。

三、提供適應人體的室內物理環境的最佳參數

室內物理環境主要有室內熱環境、聲環境、光環境、重力環境、輻射環境等，室內設計時有了上述要求的科學的參數后，在設計時就有可能有正確的決策。

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四、對視覺要素的計測為室內視覺環境設計提供科學依據

人眼的視力、視野、光覺、色覺是視覺的要素，人體工程學通過計測得到的數據，對室內光照設計、室內色彩設計、視覺最佳區域等提供了科學的依據。

第四節環境心理學與室內設計

在闡述環境心理學之前，我們先對“環境”和“心理學”的概念簡要地了解一下。環境即為“周圍的境況”，相對于人而言，環境可以說是圍繞著人們，并對人們的行為產生一定影響的外界事物。環境本身具有一定的秩序、模式和結構，可以認為環境是一系列有關的多種元素和人的關系的綜合。人們既可以使外界事物產生變化，而這些變化了的事物，又會反過來對行為主體的人產生影響。例如人們設計創造了簡潔、明亮、高雅、有序的辦公室內環境，相應地環境也能使在這一氛圍中工作的人們有良好的心理感受，能誘導人們更為文明、更為有效地進行工作。心理學則是“研究認識、情感、意志等心理過程和能力、性格等心理特征”的學科。

關于環境心理學與室內設計的關系，《環境心理學》一書中譯文前言內的話很能說明一些問題：“不少建筑師很自信，以為建筑將決定人的行為”，但他們“往往忽視人工環境會給人們帶來什么樣的損害，也很少考慮到什么樣的環境適合于人類的生存與活動”。以往的心理學“其注意力僅僅放在解釋人類的行為上，對于環境與人類的關系未加重視。環境心理學則是以心理學的方法對環境進行探討”，即是在人與環境之間是“以人為本”，從人的心理特征來考慮研究問題，從而使我們對人與環境的關系、對怎樣創造室內人工環境，都應具有新的更為深刻的認識。

一、含義

環境心理學是研究環境與人的行為之間相互關系的學科，它著重從心理學和行為的角度，探討人與環境的最優化，即怎樣的環境是最符合人們心愿的。

環境心理學是一門新興的綜合性學科，環境心理學與多門學科，如醫學、心理學、環境保護學、社會學、人體工程學、人類學、生態學以及城市規劃學、建筑學、室內環境學等學科關系密切。

環境心理學非常重視生活于人工環境中人們的心理傾向，把選擇環境與創建環境相結合，著重研究下列問題：

1、環境和行為的關系；

2、怎樣進行環境的認知；

3、環境和空間的利用；

4、怎樣感知和評價環境；

5、在已有環境中人的行為和感覺。

對室內設計來說，上述各項問題的基本點即是如何組織空間，設計好界面、色彩和光照，處理好室內環境，使之符合人們的心愿。

二、室內環境中人的心理與行為

人在室內環境中，其心理與行為盡管有個體之間的差異，但從總體上分析仍然具有共性，仍然具有以相同或類似的方式做出反應的特點，這也正是我們進行設計的基礎。

下面我們列舉幾項室內環境中人們的心理與行為方面的情況：

1、領域性與人際距離

領域性原是動物在環境中為取得食物、繁衍生息等的一種適應生存的行為方式。人與動物畢竟在語言表達、理性思考、意志決策與社會性等方面有本質的區別，但人在室內環境中的生活、生產活動，也總是力求其活動不被外界干擾或妨礙。不同的活動有其必須的生理和心理范圍與領域，人們不希望輕易地被外來的人與物所打破。

室內環境中個人空間常需與人際交流、接觸時所需的距離統盤考慮。人際接觸實際上根據不同的接觸對象和在不同的場合，在距離上各有差異。赫爾以動物的環境和行為的研究經驗為基礎，提出了人際距離的概念，根據人際關系的密切程度、行為特征確定人際距離，即分為：密切距離；人體距離；社會距離；公眾距離。

每類距離中，根據不同的行為性質再分為接近相與遠方相。例如在密切距離中，親密、對對方有可嗅覺和輻射熱感覺為接近相；可與對方接觸握手為遠方相。當然對于不同民族、宗教信仰、性別、職業和文化程度等因素，人際距離也會有所不同。

2、私密性與盡端趨向

如果說領域性主要在于空間范圍，則私密性更涉及在相應空間范圍內包括視線、聲音等方面的隔絕要求。私密性在居住類室內空間中要求更為突出。

日常生活中人們還會非常明顯地觀察到，集體宿舍里先進入宿舍的人，如果允許自己挑選床位，他們總愿意挑選在房間盡端的床鋪，可能是由于生活、就寢時相對地較少受干擾。同樣情況也見之于就餐人對餐廳中餐桌座位的挑選，相對地人們最不愿意選擇近門處及人流頻繁通過處的座位，餐廳中靠墻卡座的設置，由于在室內空間中形成更多的“盡端”，也就更符合散客就餐時“盡端趨向”的心理要求。

3、依托的安全感

生活活動在室內空間的人們，從心理感受來說，并不是越開闊、越寬廣越好，人們通常在大型室內空間中更愿意有所“依托”物體。

在火車站和地鐵車站的候車廳或站臺上，人們并不較多地停留在最容易上車的地方，而是愿意待在柱子邊，人群相對散落地匯集在廳內、站臺上的柱子附近，適當地與人流通道保持距離。在柱邊人們感到有了“依托”，更具安全感。

4、從眾與趨光心理

從一些公共場所內發生的非常事故中觀察到，緊急情況時人們往往會盲目跟從人群中領頭幾個急速跑動的人的去向，不管其去向是否是安全疏散口。當火警或煙霧開始彌漫時，人們無心注視標志及文字的內容，甚至對此缺乏信賴，往往是更為直覺地跟著領頭的幾個人跑動，以致成為整個人群的流向。上述情況即屬從眾心理。同時，人們在室內空間中流動時，具有從暗處往較明亮處流動的趨向，緊急情況時語言訴引導會優于文字的引導。

上述心理和行為現象提示設計者在創造公共場所室內環境時，首先應注意空間與照明等的導向，標志與文字的引導固然也很重要，但從緊急情況時的心理與行為來看，對空間、照明、音響等需予以高度重視。

5、空間形狀的心理感受

由各個界面圍合而成的室內空間，其形狀特征常會使活動于其中的人們產生不同的心理感受。著名建筑師貝聿銘先生曾對他的作品——具有三角形斜向空間的華盛頓藝術館新館——有很好的論述，他認為三角形、多滅點的斜向空間常給人以動態和富有變化的心理感受。

三、環境心理學在室內設計中的應用

運用環境心理學的原理，在室內設計中的應用面極廣，暫且列舉下述幾點：

1、室內環境設計應符合人們的行為模式和心理特征

例如現代大型商場的室內設計，顧客的購物行為已從單一的購物，發展為購物——游覽——休閑——信息——服務等行為。購物要求盡可能接近商品，親手挑選比較，由此自選及開架布局的商場結合茶座、游樂、托兒等應運而生。

2、認知環境和心理行為模式對組織室內空間的提示

從環境中接受初始的刺激的是感覺器官，評價環境或作出相應行為反應的判斷是大腦，因此，“可以說對環境的認知是由感覺器官和大腦一起進行工作的”。認知環境結合上述心理行為模式的種種表現，設計者能夠比通常單純從使用功能、人體尺度等起始的設計依據，有了組織空間、確定其尺度范圍和形狀、選擇其光照和色調等更為深刻的提示。