人体工程学概念

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人体工程学概念范文第1篇

关键词：自我教育；互动；应用

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）22-0059-03

人机工程学是一门综合性、边缘性的新兴学科，该课程也是艺术设计类专业的一门重要的专业基础课，教学目的在于使学生能够了解人的生理及心理学特性，建立人机系统和人机界面的概念，以人―机―环境作为研究对象，科学地利用三要素之间的相互作用、相互依存的有机联系来寻求系统的优化，研究在艺术设计中如何满足人们的审美需求，为进行以人为本的艺术设计打下基础。总体说来该课程的内容较多，相关的理论有一定的深度和难度，并具有实践性强的特点。如何引起学生学习这门课的兴趣？如何只用几十个课时让学生能够全面、透彻地理解和掌握人机工程学的有关知识？如何在设计中应用人机工程学的理论？这是教学中要解决的难题。做好《人机工程学》的教学工作，必须是教师和学生双方密切配合，才能圆满地完成教学任务。我校工业设计专业的学生生源有两类：一类是理工，另一类是艺术。理工类的学生逻辑思维能力强，但艺术表现力较弱，艺术类的学生思想活跃，艺术表现能力强，但逻辑思维能力较弱。但是他们的共同点是有强烈的求知欲望和好奇心。人机工程学是研究人―机器―环境三者之间相互协调的学科，见图1人机工程学研究的主要内容。同时这门课是一个实践性很强的课程，要求学生有一定的动手能力。在全面仔细地研究了课程的主要内容的基础上，确定了各个章节讲解的先后顺序，从学生感兴趣的知识点入手，先从人体自身讲起，讲授的顺序是先讲人的生理特点，包括人体测量、人的感觉系统、运动系统、神经系统等，再研究人的心理特点，研究人的思维方法和特征，然后讲授机器的结构、功能、操纵等相关理论，接着讲授有关环境的章节，包括自然环境和人造环境。最后讨论人、机器、环境之间相互协调的问题。总结人机工程学的发展趋势。在课程的讲授过程中，将自我教育法贯穿于整个的教学环节，帮助学生树立信心，让他们相信自己一定能学好该课程，并始终让学生处于主导地位，教师扮演一个导演的角色，让学生唱主角，引导学生自己探讨人机工程学有关理论。具体从以下几个方面实施自我教学法。

一、选好教学切入点，充分调动学生的学习热情

人是这门学科的主要研究对象，在教学课程中最先研究人的生理和心理特点，从研究人的外形特征入手，人是大自然最美的艺术作品，在第二章“人体测量”的学习中，要求学生课前预习，自己通过看书掌握人体测量的基本概念，了解男性的体型特征和女性的体形特征上有什么区别。课堂上通过提问的方式将人体测量的重点和难点讲解清楚。学生分成若干个小组，给每一组分发一套测量工具，让每个小组的同学们一起完成测量任务，培养同学们的团队合作精神。每个同学都将自己坐姿和立姿的测量数据记录下来，填写到表格中并写出实验报告。然后每个同学根据自己的测量数据，按照1：2.5的比例做出各自的人体模板，见图2、图3、图4人体模板的照片。经过实际测量人体的数据，学生对人体的重要数据的印象非常深刻，对人体数据的应用也有直观的概念。他们的学习热情空前高涨，评论每个人的身材并相互比较。总期待下一次的上课。利用多媒体课件和人体神经系统、骨骼系统的挂图，讲解人的有关各个系统的结构，进而了解人体各个系统的工作原理，掌握人体的生理特点。研究人的思维和心理特点也是一个重点和难点，在学习第四章人的心理与行为特征时，在课堂上组织同学们做游戏，选出一位同学A猜人名，请他（她）背对着黑板面向同学站着，请另一位B同学在黑板上写出一个人的名字。当然A同学一定知道这个人。允许A同学提出十八个相关的问题，其他人只回答“是”或“不是”，最后A同学经过分析判断，猜出黑板上的人名。在了解游戏规则后，同学们各个跃跃欲试都想参与游戏，在A同学还没有猜出名字的时候，同学们都替他（她）着急，恨不得将答案直接告诉他，一旦A同学猜到，同学们就十分兴奋。从游戏中了解人类思维的特点。人类思维的基本特点有概括性、间接性、与语言的不可分性。为了让同学们更好地理解言语清晰度的概念，在课堂上做言语传输试验。所谓言语的清晰度是人耳对通过它的音语（音节、词或语句）中正确听到和理解的百分数。让学生按座位分成几个小组，教师用纸条写几句话，跟第一位同学讲纸条上写的话，并让他看清楚纸条上写的内容，让该同学将教师的话口头向另一位同学传达，每个同学都依次用口头向另一位同学传达所听到的话，最后请坐在后面的同学说出他所听到的话，结果，每次最后一个同学说出的话与教师跟第一位同学讲的话都有很大的出入。教师跟第一位同学说的话，已经被改的面目全非，每次都令同学们捧腹大笑。这证明在日常的对话中，听者并不能100%理解发言者所讲内容，有时谣言就此产生。而设计言语传示装置，其言语的清晰度必须在75%以上，才能正确传示信息。

二、以案例分析为中心，讲解人的心理特点

人的知觉是审美心理的重要组成部分，人的知觉具有整体性、选择性、理解性、恒常性、错觉等特点，在讲课过程中利用达利、康定斯基、亨利・摩尔等艺术家的作品，请学生欣赏艺术大师的作品，让学生在艺术审美中逐渐理解人的知觉特点。

三、培养学生的实际动手能力

在课程的学习过程中，每个学生都做出自己的人体模板，这个作业有一定的难度，在完成作业的过程中，学生自己摸索出制作人体模板的步骤，首先要有准确、充足的人体数据，然后就是选择合适的材料，同学们各显神通，有的用胶合板、有的用KT板、硬纸板等。接着画出人体的中心线，绘出人体的轮廓线，将人体各个部分裁剪出来，人体各部位的连接也是一道关键工序，同学们开动脑筋，巧妙地用螺钉、螺母连接，让人体模板的各个关节可以任意转动。机器的概念是广义的，在现代生活中，计算机是平时接触最频繁的工具。人机界面是一个相当重要的概念，机器上的仪器仪表就是人机界面的组成部分，为了建立良好的人机界面，必须要设计最佳的仪器仪表。在研究仪器仪表的设计时，要求同学们自行设计轿车的仪表盘，引导同学研究轿车仪表盘的功能、造型，在设计制作过程中，同学们自己总结出仪表盘设计的要点。包括仪表形式、表盘尺寸、刻度与标数、仪表指针、仪表的色彩、仪表面板形式及其布置。最后，同学们设计出了符合人机工程学的轿车仪表盘。见图5、图6、图7轿车仪表盘模型。

四、教学互动，让学生发表自己的见解

在学习完前面几章有关人、机、环境的内容后，课程学习的重点转移到人机工程学在产品设计中的应用，由于人机工程学在产品设计中应用非常广泛，因此，只靠教师一个人是不可能全面地总结的，必须要学生参与总结。以“人机工程学在产品设计中的应用”为题目，布置作业让每个同学制作多媒体课件，并在课堂上发表演讲。同学们积极收集有关资料，列举了许多实例生动、翔实地说明了人机工程学的应用。从不同的角度总结该学科在工业设计中的应用，这样的教学活动让教师和同学开阔了眼界、增长了知识，起到了教学相长的作用。

五、共同探讨和总结人机工程学的发展趋势

人机工程学是一个正在蓬勃发展的新兴学科，还有许多理论有待进一步完善，在课程将要结束的时候，组织学生探讨和总结人机工程学未来的发展方向，在课堂上让同学们畅所欲言，大家七嘴八舌地发表自己的见解，最后总结出以下结论：在当今数字化、信息化迅速发展的时代，人机工程学也会向着数字化、信息化、智能化的方向发展，在人类面临着生态环境遭到严重破坏的情况下，人机工程学必然会向着绿色设计、可持续发展的方向发展，在产品设计中，应用人机工程学的理论，可以实现虚拟人机工程。人机工程学为“以人为本”的设计提供了理论依据。

总之，自我教育法能够有效地调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣，并能培养学生的自学能力，引导学生发现问题、分析问题和解决问题，能够将理论知识的学习与产品设计的实践有机地结合起来，锻炼了学生的动手能力，从而提高了学生的综合素质，数年的教学实践证明：这种教学方法不仅使学生能够牢固地掌握该学科的理论知识，而且能在产品艺术设计中灵活地运用。

参考文献：

[1]丁玉兰.人机工程学[M].北京：北京理工大学出版社，2005：2.

[2]赵可恒，刑益波.工业设计专业人机工程学课程改革之思考[J].广西轻工业，2007，（12）.

[3]汪惠芬，刘婷婷.“人机工程学”课程教学模式探索与实践[A].中国制作业信息化，2007，（09）.

[4]但武刚.教育学案例教程[M].武汉：华中师范大学出版社，2007：6.

[5]林俊.《人机工程学》的教学改革与实践[J].中国教育导刊，2007，（16）.

人体工程学概念范文第2篇

关键词：人体工程学；室内设计；人―机―环境

1 有关人体工程学的含义

人体工程学作为一门综合性学科是近几十年来新兴起来的。当与室内设计联系在一起时人体工程学的含义就为：以人为主体，运用人体测量、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，以适应人的身心活动要求，取得最佳的使用效能，其目标应是安全、健康、高效能和舒适。因此，室内环境设计不仅仅是对人们在视觉上对环境的设计所呈现出的视觉效果的重视，同时对物理条件和心理条件等所反映到环境上的因素的研究和设计也已予以了高度重视。

2 人体工程学与室内设计的相关内容

2.1 有关人体基础数据

在人体基础数据的来源上，主要从以下三个方面进行获取：第一，人体尺度。第二，人体构造。第三，人体的动作域。这也是我们人体工程学所要研究并提供的基础数据。

2.2 有关人体生理计测

有关人体的各项指标，测量内容主要包含以下几点：人体出力测定、人体触觉反应测定、人体疲劳测定。 包括的生理指标有：皮肤温度、出汗量、血压、心率、耗氧量等。

2.3 有关人体心理计测

有关心理计测的方法是多种多样的，通常情况下所采用的是精神物理学测量法和尺度法等。第一种，精神物理学测量法。第二种，尺度法，是以顺序在心理学这个角度中划分量度。

3 人体工程学对室内设计产生的作用

在现代室内环境设计这门学科中，人体工程学的应用主要有两大方面的功能，一是实用，二是精神。从实用方面来说，主要是指室内设计对人们生活所具有的实用性，也就是从人们生活需要的方面力求最大可能的满足需要的多重性；从精神方面来说，主要指室内环境在人们生活和工作中对人们心理活动上所产生的影响。所以在进行设计的过程中，要考虑到在供人们居住的室内空间的人所具有思维和精神活动的能力对人的精神感受上所产生的特殊作用。

3.1 为确定空间场所活动所需范围提供依据

在设计的过程中，室内设计的基本目的就是要满足人们生活起居的理想舒适程度的要求。通常情况下，不同的形状所呈现的空间，会给人的心理和生理带来不同的感受，比如方形、圆形、八角形等比较严谨规则的几何形式的空间，会给人的视觉和心理感觉上带来一种端正、平稳、肃穆的环境气氛，相反，那些具有不规则形式的空间形式则给人带来一种随意、自然、流动的气氛。在进行室内设计的同时，人体尺度的具体数据及尺寸的选用，应考虑到所有空间与围护，都是在人们的动作和活动的范围安全与否，是否是对大多数人们的适合活动尺寸为宜，并强调一定是在安全第一的前提下进行设计。

3.2 为确定设计家具、设施的形体尺寸及适用范围提供依据

在我们生活的室内环境中，都希望室内的空间和家具的功能能够得到充分有效的利用，不浪费空间，也不会给室内带来拥挤感，能够达到我们预期设计目的并且符合正常人体的生理和心理结构。家具作为室内环境中的主体物，首要的就是一定要符合人体工程学的原理。家具的使用首先就是为人所用，服务于人，只有在使用的过程中让人感觉到非常得体、适当，才能给人的精神和身体带来愉悦和放松的作用。所以，在设计家具的同时，一定要符合人体工程学原理，包括在家具的尺度上、形式上及其布置方式上，也就是说，必须符合人体的尺度以及人体各个身体部位的活动规律，才能让使用者感受到安全性、舒适性、便捷性的目的，这也是家具设计的宗旨。

设计家具的目的是使预期的使用者感到安全和舒适，其规格及形状的尺寸要求所需的基础数据都是由人体工程学来提供。一般情况，例如立位使用的高橱柜的高度我们一般会设在1800～2200mm，宽度一般设在400～600mm 。座位使用的家具，比如桌、椅等家具，应按照人坐在座位上从坐骨结节点的位置进行计算为准。比如一般沙发的高度以350mm为宜，其靠背的角度一般设为100°。

3.3 为确定适应人体的室内物理环境提供最佳参数

室内物理环境的适应群体主要是作为人体居住的重要场所，那么所包括的设计方面主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等，比如人在睡眠时，人体正常需要的热量应该为273kJ/h、站着的时候，人体正常需要的热量为420kJ/h、在重体力劳动的情况下，人体所需要的热量为1932kJ/h。又如人们在谈话时的距离也会因不同交谈方式会有一定的设置区分，在会议时，人们之间一般谈话的正常语音交谈的距离在3m，强度应该在45db，生活交谈时，人们之间的正常语音距离应该在0.9m，强度应该在55db等。从医学卫生的角度考虑，在一个良好的居住环境中，气候中空气成分的含量对一个人正常的人体生理功能的保证是非常重要的，对人们体力的恢复和提高工作效率都是很有利的。在室内环境里，在光环境的设计中，如房屋的采光和朝向等也很重要。通常情况下，起居室应该有一个良好的朝向，这样才能起到冬暖夏凉的作用；同时，卧室的采光既要有一定的阳光照射而又要避免过分的烈日暴晒。因此，作为对人体室内物理环境的设计和确定，通过人体工程学能为设计提供最佳参数，在设计的过程中才有可能作出正确的决策。

3.4 对于视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供依据

视觉的要素包括人眼的视力、视野、光觉、色觉，在这些条件下，通过色彩与光线的变换便可创造出不同的视觉效果，创造出不同的室内的环境气氛。人们想要一个舒适、安宁的环境，颜色能起到至关重要的视觉作用。马克思说过：“色彩的感觉是美感中最大众化的形式。”色彩对于一个人的精神和情绪可起到非常直接的影响，不同的颜色在视觉和心理感觉上都会产生不同的感觉。例如，黄色是一种明亮、柔和的色彩，给人的感觉是活跃、充满喜悦之情。中国自古以来将黄色多用于奢华的皇宫中，在今天我国室内环境装饰中，以黄色为基调作为居室装饰的色彩仍然特别受到年轻人的喜爱；绿色，首先会使人联想到春天和负有生命的事物，也是人们比较喜爱的一种色彩。经科学证明，绿色有促进正常血液循环的功效，能缓解眼部压力，消除眼部疲劳的功效。所以需要从事高温作业或者用眼过度的一些工作者可以采用绿色或者蓝色作为室内环境的色调为宜。同样，光线的不同角度或照射强度的大小也会通过视觉给人的精神带来不同感受。因此，只有了解相关的视觉要素信息，才能够为创造更舒适宜人的室内视觉环境设计提供依据。

4 人体工程学对室内设计形成的影响

众所周知，在室内设计领域，人体工程学为该学科提供了大量的、科学的、量化的有关设计依据。可以说，当前室内设计所使用的参考资料、执行标准，大体都来源于对人体工程学的研究。人体工程学对于室内设计来说是基础、是平台，但人体工程学对室内设计的影响却绝非局限于此，还可以表现在以下这两个方面。

4.1 人体工程学对室内设计质量的促进与发展

人体工程学应用于室内设计中，有效地推（下转第页）（上接第页）动了学科专业的发展，总体说来，使现代室内设计的发展产生了三个方面的飞跃：第一、从经验走向科学；第二，从不自觉走向自觉；第三，从定性走向定量。这些发展，促进了艺术与科学的有利结合，有效提高了室内设计的生活质量。可以说，作为一门应用科学，作为人类文明进步的一个产物，人体工程学对提高生活质量、促进环保生活可持续发展有着深远的影响。

4.2 人体工程学对室内设计理念的提升

人体工程学应用于室内设计中，使室内设计的理念在以下几个方面都在发生着改变。第一，将行为实践转变为科学观念融入设计理念之中，由此转变了设计师的设计理念。第二，将个体观念转变为整体概念带入设计理念之中。这种思维方式深深地影响了当代设计领域的思想理念，此类课题为“系统设计”理念提供了用主导思想。第三，将主流思潮转变为前沿思想导入设计理念之中。人体工程学所研究的课题内容和服务对象都是同时代的事物，它的研究理念和目的是直接反映了主流思潮和时代追求，因此始终保持与时代脉搏同步。

5 结语

“以人为本、为人服务” 的理念是人体工程学的研究核心，它的研究内容大量地应用在室内环境设计之中，其中以人的生理内容和心理内容是在应用范围中最为普及的。室内环境是人类进行各种生产、生活的最主要的场所，室内环境设计的好坏不仅反映出人类社会的发展状况而且直接关系到人类的生存质量。人体工程学的广泛应用，不仅能够有效地提高室内环境设计的质量更大大改善了人们生产生活的居住条件。深入而全面地理解人体工程学在室内设计中的作用与影响，有利于促进人体工程学在室内设计中更广泛、更深入更合理的应用，创造更加美好舒适的生（下转第页）（上接第页）活环境。

参考文献：

[1] 来增祥，陆震纬.室内设计原理[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[2] 高军，俞寿宾.西方现代家具与室内设计[M].天津：天津科学技术出版社，1990.

[3] 霍维国.室内设计[M].西安：西安交通大学出版社，1985.

[4] 张月.室内人体工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

人体工程学概念范文第3篇

1 前言

汽车是非常复杂的产品并需满足各方面的性能要求，其设计开发过程也由许多不同的工作阶段组成，而各工作阶段又需要使用多种不同的设计验证技术。只有采用新技术将整个产品的开发过程及其不同的工作方式进行全面的集成才能达到加速和优化设计的目的。

从目前概念车的世界里，内部（车内）多变的色彩为汽车赋予了更多的活力．同时，空间的利用在内部结构的设计上占到了一个什么重要的作用，事实也引证了这一点．仔细对比一下目前的新概念，很多汽车的内部结构已经相当的精简．当然这不是说要放弃一些本来必须的东西，设计师只是把一些实用的工具隐藏起来．譬如是把一些DVD导航，冷气口隐藏起来．在新的设计理念里，简单比杂乱给人的感觉更好．

汽车内部的设计也是一种学问．有些东西是不可以模仿的．德国汽车和中国的汽车有什么不同？其实同样的车，差别当然不是很大，之所以人们对这两种汽车存在着不同的意见，最主要的是感觉的差异．而这种感受不只是局限在单纯的驾驶感，人们对德国的总体感觉还有对德国文化的理解也是一个很重要的因素．中国一开始就给人家一个不好的影响是，中国的东西不好．就这样小小的一句话，害了中国的产品，包括汽车．而中国人乃至世界对于中国汽车的不满，内部结构发面占到了一定影响．中国虽然已经融入了世界，但不可以模仿的东西太多，需要慢慢探索学习的东西也很多，中国汽车发展很快，但是内部结构的设计一直滞后于世界。笔者总结了中国汽车内部结构的几点不完善．第一：工艺不够精细，印象中有一个很影响深刻的事情，在06年的广州车展中，我亲眼看到中国一辆名叫＂UFO＂汽车的座椅竟然爆线了，虽然说这是一辆展车而非量产车，但是几十万的观众看到这样一个不足会有什么感受？而事情的背后反映出的问题同样值得深思．第二：总体感觉不够清晰，简明．很难说造成这种感受的原因对汽车的布局把握不好。因为布局的好与不好也没有一个很明确的定义．但是感觉的东西很直观，也是最实在的。一个东西好不好，感受是最好的验证．第三：人才不足，国外很多的非机器制造的汽车工艺是由许多有十几年经验的工匠完成的，而且这种工艺是一代传一代的，也很少说会外传，可以这么说，版权的保密性非常好．虽然学不到，但中国也可以学习一下这种模式，虽然短期看不到什么效果，但是长远对中国的汽车还是很不错的．目前中国还没有进入一个自主豪华车时代，而这个时代却是培养人才最好的时机，但中国在这方面确做得不够好．

数字化虚拟技术就是通过集成各种计算机技术，并充分发挥其应用潜能，使产品开发设计能够可靠地在计算机系统内，以数字化模型方式完成产品的设计和验证。在汽车开发中，虚拟技术有助于决策层及早对设计方案进行决策和进行跟踪管理；有助于加强异地的合作，共同解决技术难题；有助于在制造样车前进行反复验证和校核，从而及早发现和避免设计错误；有助于在产品投产前及早获取产品信息以进行市场调查。贯穿于产品开发全过程的数字化虚拟技术可使产品特性得到全面系统的优化，使开发周期大大缩短，开发费用大大减少，提高产品质量，最终提高企业在市场的竞争力。

2 汽车内部结构设计

汽车内部结构是一个从构思、设计到验证的复杂的系统工程．结构时要考虑众多的约束关系和人机工程的要求。汽车内部结构是“以人为中心”的设计，即以人为中心，在满足一定的约束条件下，运用人机工程学达到人－车－环境和谐的设计理念。汽车内部结构设计是同时进行多方面结构的设计过程，也是不断反复递进寻求最优化方案的设计过程。

汽车内部结构主要任务是：①车型主要结构尺寸确定：乘员结构；整车主要尺寸确定；踏板，换档杆及手刹位置结构；转向盘及转向管柱结构；行李箱结构；侧车窗玻璃；顶盖位置；座椅及仪表板结构等。②人机工程学研究：确保驾驶员及乘员的居住舒适性，安全性，以及驾驶员的操纵方便性和具有良好的视野等。③法规符合性校核：风窗面积及雨刷结构；手伸及界面；仪表板可视范围；内外后视镜视野；安全带固定点等。在满足这些要求的同时，还要尽量减小整车质量，增大车室内空间，提高整车的经济性能。在传统的设计中，工程师使用二维人体模板在二维主图版上进行汽车内部结构设计，无法事先对踏板、换档杆、转向盘的操纵性和坐姿及视野性等性能进行空间位置的评估和验证，只有在制作了物理样车后由一定比例的人进行实际的驾驶操作才可完成验证．

如今，由于计算机技术的发展和应用，在汽车开发中已广泛采用CAD 方法进行三维数字化设计，以三维数据为主线，使用虚拟样车来优化产品设计和验证过程。因而，数字化三维人体模型相应地在汽车内部结构的人体工程学模拟和分析中发挥其潜能和优势。

3 数字化三维人体模型

在产品周期的各个阶段，人都是最重要的因素。数字化三维人体模型可有效地应用在汽车虚拟设计及制造的整个生命周期，从初始的概念方案设计至最后的产品验证。

数字化人体模型技术可辅助设计者确定人在相应的工作环境下的性能，确定人体尺寸／形态／功能及其定位，满足舒适性和安全性标准的要求。如图1 所示，在虚拟的CAD 设计数据中，可调入此虚拟的人体模型，完成操作任务和分析工作。通过三维人体模型可运用数字人体和电子样车进行与人相关要素的模拟分析校核，如人的可操作性，舒适性，可视性等重要设计要素。在汽车内部结构过程中应用数字化三维人体模型可提高设计效率和设计质量；改善安全性及人机工程学性能；减少物理样车的制造及验证工作和周期。

波音公司、通用公司、戴姆勒－克莱斯勒公司等这些大的飞机和汽车公司已将数字化三维人体模型越来越广泛的应用于产品生命周期的各个方面和各个阶段．CATIA，EDS 等大的软件公司，也相继推出数字化三维人体模块供用户使用并不断补充及完善。

现以CATIA 的人体模型模块（Manikin）为例简要说明数字化三维人体模型的主要功能。该三维人体模型包括4 个子模块：构造人体（Human Builder）模块，生成可与产品相配合的人体模型；编辑人体尺寸(Human Measurement Edit)模块，可对人体模型的各部分的尺寸进行有比例地调整；人体动作分析（Human Activity Analysis）模块， 对人肢体进行由静态姿势到复杂的动态动作的评价；人体姿态分析(Human Posture Analysis)模块，进行人体各种姿态的分析。此人体模型包括有104 组人体测量数据；100 个无约束的连接；148 个自由度；各种姿势轮廓；包含所有关节的手模型、脊椎模型、肩模型、臀部模型等模型；可表现关节活动的制约及动作运动的上下极限并可进行调节。此模块具有如下几方面用途：测量人体尺寸；视野分析；坐姿分析；运动舒适角度分析；伸及范围分析；举升、放下和搬运分析；设计干涉检查；运动模拟等。

4 按SAE 标准进行汽车内部结构时涉及到的人体工程学内容

在进行汽车内部结构时，SAE 中有如下用于驾驶员和乘员的人体工程学研究和设计的相关标准。

5 应用数字化三维人体模型进行汽车内部结构及设计校核

数字化三维人体模型在汽车内部结构设计及校核中承担着人机工程学的结构设计及校核验证的重要角色。图2 所示为数字化三维人体模型在一汽车内部结构中的应用实例。它协助汽车设计工程师进行一系列乘员内部居住性的结构优化工作，主要包括：协助确定汽车主要控制尺寸；确定不同人体尺寸的驾驶员及乘员的乘坐位置和驾驶姿态；对人体乘坐姿态及其舒适性进行分析和评估；确定踏板、转向盘、操纵杆、仪表及控制按纽等零件的结构位置，并进行操作合理性评价；模拟乘员上下车姿态以评估上下车方便性；驾驶员及乘员的座椅位置确定及安全带的固定位置的确定；模拟座椅的滑动、及杆件操纵的运动过程并进行评价；校核驾驶员驾驶过程中的直接视野和通过内外后视镜的间接视野的法规符合性；协助进行仪表板结构和仪表板盲区的校核；确定合理的车内宽度和头顶空间；分析人体重量在座椅上的力的分布；对手及脚对操纵部件操作时所施加的力进行评估；同时检查设计间隙及干涉分析，最终记录数据并输出优化的结构结果。

人体工程学概念范文第4篇

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.

人体工程学概念范文第5篇

关键词： 室内装修 人体工程学 环境心理学

第一节 人体工程学的含义和发展

人体工程学（Human Engineering），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。

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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、宗教信仰、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。