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引言
户外座椅是一种供给路人停留、休憩的一种室外家具,它多存在于小区、公园、游乐场、广场之类的共公共场所,随着新时代的到来、社会的进步,户外座椅已经成为乡村城市必不可少的配置,在为人们带来舒适、便利的同时,也增加了环境的唯美感。
人体工程学(Human Fngineering Engineering,简称HFE),又称工效学、人机工程学、人类工效学、人体工学、人因学等各种名称,是一门重要的工程技术学科。是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合,使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点,达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适目的的一门学科。因此在家具设计中是否设计合理直接影响到人们的健康问题,而在社会环境中应严格按照人体工程学原理设计产品,会带给人们最高的舒适感。
户外座椅设计思维
室外家具做为展现特色文化形态而存在,需要设计者从设计理念、文化背景、风格匹配等多方面因素来考虑,在户外家具设计中,想完美的体现其特色,必须将本地区传统文化精髓与高速发展的现代科技文化相结合,通过现代高科技技术将中国特色文化唯美的呈现于人们的眼前。
设计认知
1.元素提炼
家具设计作为一种特殊时代文化背景下的产物,就其本质而言应该涵盖应有的文化属性,这也是作为一名设计师必须要考虑的问题,马凌诺斯基认为“一物的结构与其使用的方法相结合才成为它的文化实体”这也就是说在设计一件产品时,要充分的考虑其精神元素与物质元素的融合。
2.形态设计
在形态设计过程中,设计传承千年中国的历史文化基因,汲取当地文化特色并运用到家具的设计中,给人带来全新的艺术理念,礼赞岁月的沉淀。
3.色彩配搭
在所有的设计中,色彩的搭配是至关重要的,室外家具的设计也应与时间空间上的感官相统一,因此在设计中色彩的选择应慎重考虑,给予人在心理与生理以最大的舒适感。
4.材质选择
长期放置与户外,不可避免风吹日晒,因此在材料的选择上应考虑周全,塑料座椅轻便易移动,组装、拆卸相对方便,因时间流逝产生颜色蜕变,便于粉刷更新。
设计尺度
1.适用尺度
在设计之初,根据作品所摆放的环境为公共场所,因此在设计时根据不同的人群采用了不同座椅高度。根据现实生活中多种因素的考虑,在设计公共座椅时,应注意安全、舒适、方便等原则,因此在设计户外座椅时应兼顾儿童、老人、残疾人等弱势群体的使用方便度。
2.功能尺度
室外家具的设计根据所处环境的不同进行合理的搭配组合,简洁而方便,宜动易静。多功能坐台的组合使这款家具的使用功能增加,符合人体工程学要求的长、宽、高设计,使用者自由选择适合自身舒适度的座椅。
3.心理尺度
心理尺度是设计的重要因素,户外活动人多而杂乱,人们根据自身的熟悉度选择座椅位置,因此需要了解人体的心理尺度,以便设计产品成果符合人群要求。例如:人体之间的密切距离、个人安全距离、社会交流距离、公共距离等,因此根据社会中单个人体的自身所存在的各种不同因素所产生的不同心理尺度,来进行户外空间中座椅的设计。
设计情感
社会的飞速发展,科技技术的不断进步,人们的生活状况也发生着翻天覆地的变化,自工业革命以来,从开始人适应物质产品发展到现在物质产品适应人的需求而存在,每一步的跨越都是历史的巨大进步,这与人类本身的重视是息息相关的,在家具上而言,最简单的座椅随着时代的发展,越来越得到人们的重视,在经历外观造型、实用功能等阶段之后,人们将注意力锁定在生态健康设计之中,“以人为本,设计为人”的观念受到人们的高度重视,成为产品设计的生命力所在。
在我国在人体工程学研究发展相对于西方国家较为缓慢,而人体工程学又非一门简单的学科,因此人体工程学的课题研究应该得到国人的高度重视,以促进其快速优良的发展。
结论
真正的设计应是为人而存在,为人所服务,随着绿色生态设计理念的提出,“以人为本”设计思潮得到人们高度关注,人体工程学则在其中发挥至关重要的作用。然而人体工程学不仅仅是单纯数据的罗列,也包括了人体心理、作业环境、内在本质等多重因素,因此它指导设计的不仅仅是一件单纯的设计成果,同时也是一件令人赏心悦目的艺术品。
关键词:办公室座椅 设计 人机工程研究
一、人机工程学概述
1、人机工程学概念
国际人类工效学学会(International Ergonomics Association,简称IEA)为人机工程学下了最有权威、最全面的定义,即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作用;研究在工作中、家庭生活中和休假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。
2、人机工程学标准
设计出一款性价比高的产品既符合人体运动的原理又能最大程度帮助人体工作,在人机工程上具有一定的标准:
(1)所设计的产品与人体的各种尺寸、用力顺序是否匹配;
(2)使用者的整体感觉,是否使用方便、快捷;
(3)在使用过程中是否可以有效地规避操作中的风险和意外;
(4)设计出来的产品是否能够作者迅速掌握,安全操作;
(5)设计的产品是否便于清洗和维修保养。
3、人机工程学重要意义
现今社会,在新产品的设计中人机工程学因素往往是企业提高其社会竞争力的法宝之一,任何与人性化有关的产品都会受到关注,创新性越来越受到推崇。在中国制造极其丰富的今天,如何能够让我们所设计的产品更加符合人们的心意是创造商品价值的制胜法宝。如何将人们的心意融入到产品设计中,充分考虑人们的切实需求则是人机工程学研究的重要课题。因此,如何将人机工程学研究与社会实际的生产融为一体是产品设计又一新的领域,这个领域的良性发展对社会的发展进步有着巨大的推动作用。
二、办公室座椅与人体健康之间的关系
随着社会的进步,人们生活和工作的环境越来越舒适,对工作中影响健康的若干问题十分关注,其中不得不提到与大家工作密切的办公用品—座椅。由于现代人的脑力劳动多过体力劳动,坐姿就成为取代站姿的人体姿势的常态,因此要想健康地工作和生活就需要关注人体坐姿的生理特点以及健康状况。人体正确的坐姿应是上身挺直,收腹,两下肢并拢,膝关节略高出髋部。正确的姿势往往要求人们腰要直立,但久坐的人往往身体处在自然放松的阶段,虽感到轻松但长久下来脊柱的S形成畸形,椎间盘内压力比直腰时的大,压力造成腰痛。坐直可以避免这类现象的发生,但在正襟危坐的过程中增大了肌肉的负荷使人感到不适,难以坚持。经过学者的研究发现,长期的坐姿不正确会导致脊柱与椎间盘的负荷过大,形成慢性的腰肌劳损,进而严重的导致腰椎间盘突出,导致压迫神经形成麻痹,与此同时也会对身体其他器官和系统造成不同程度的影响。
三、办公室座椅的人机工程学分析
办公室座椅的设计要兼具健康与舒适两大功效,同时还有很多细节需要考虑在内,例如:座椅移动的灵活性、便捷性等。针对这些复杂的设计我们应该将人体工作时的各项参数考虑在内以保障座椅与人体的匹配程度。人机工程学应将人体在多种姿态下的参数考虑周全,设计合理的支撑,座椅设计尽可能地辅助人体保持自然的脊柱弯曲,减轻背部肌肉以及腰椎的压力。同时在关注脊柱的同时也不可忽略其他身体部位,就上半身而言头颈不能过分前倾、座椅扶手要有合理的支撑以便可以使手腕感到舒适又可以活动灵活;就下半身而言最重要的就是大腿应接近水平且两脚应被地面支持。从人体压力作用的角度考虑同样不能忽略了坐姿给臀部造成的压力,设计巧妙的座椅应做到既美观又有足够坐骨结节的支撑作用,同时弹性的座椅材质可以使人体与座椅更加紧密的结合。
四、办公室座椅的设计原则
通过人机工程学原理对办公室座椅的理论分析,大致可以得出有关办公室座椅设计的基本原则:
(1)办公室座椅的形式和尺度与办公时人体坐姿舒适程度有关;
(2)办公室座椅的尺度必须与人体结构测量值相互匹配;
(3)办公室座椅的设计必须能提供坐在其上的办公人员有足够的支撑与稳定功用;
(4)办公室座椅的设计必须能使坐在其上的人员的身体有足够的空间改变其身体姿势;
(5)办公室座椅的靠背,尤其是在腰部的支撑,需要设计在第4、5腰椎的高度上,这样可降低长时间坐姿给脊柱所产生的紧张压力;
(6)办公室座椅的座垫必须拥有合适的软硬度,能够使办公人员在坐姿舒适的同时又可以有助于将人体重量的压力平均分布于坐骨结节附近。
综上所述,办公椅通常是由座椅骨架、弹性材料、固定部件、蒙皮(护面)、附件(调节、移动部件)等构成。基于人机工程学理论来设计一把在办公室内长时间使用的椅子,要考虑座椅给使用者带来的便捷和舒适感、降低久坐产生的疲劳度、提高工作效率、材料是否节能环保等因素。这些都关系到用户的生理感受、心理体验、健康安全并影响其对产品的评价和购买欲望。
五、结论
办公室座椅的设计创新从人体工程学研究领域更加以人为本,在保证人体正确的坐姿的同时考虑到坐姿舒适度、座椅移动的灵活性、座椅其他辅助功能的操作性以及座椅的美感。健康舒适的办公室座椅会为人体工作效率的提高做出很大的贡献。办公室座椅的设计就其功用来说是一项非常具有科学挑战的设计,许多因素的相互作用最终形成完美的办公室座椅,设计师在设计办公室座椅时不仅要懂得设计的美感更不能忽略人体形态结构以及生理心理等复杂现象。因此,无疑人机工程学原则是办公室座椅设计的关键要素。
参考文献:
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[关键词]任务驱动教学法;工业设计专业;人机工程学;课程改革
[中图分类号]G642[文献标志码]A[文章编号]2096-0603(2018)04-0062-01
一、引言
人机工程学课程作为设计类相关专业的必修课和专业核心基础课程,对整个课程体系有承上启下的作用。目前,国内很多有关人机工程学的课程改革方面侧重前期调研、数据测量以及课题设计等,但针对人机工程学产品测评的课程设计几乎没有,而人机工程产品测评是评价产品设计水平的重要手段,只有最终通过人机产品测评并根据测试结果反复修改设计方案才有可能设计出一件优秀的产品,因此,本研究以任务驱动教学法为教学手段,在教学中增加产品测评教学内容,并设置一系列相关课题任务以完善相关课程知识体系。
二、驱动教学法简介
任务驱动教学法是指教师在教学过程中,将教学内容划分为若干具体任务[1],让学生通过完成特定任务以获得知识与技能。任务驱动教学法是一种能够很好地应用于实践性教学的教学方法,有利于培养学生分析和解决问题的能力,对提高教学质量能起到较大的促进作用[2]。
三、课程改革研究
(一)人机工程学课程目标改革
在课程研究领域中,课程目标的研究是非常重要的一部分[3],是整个课程方向性的指引[4]。人机工程学课程的课程目标应紧紧围绕该学科的特点以及专业人才培养目标来进行。经过前期大量调研并结合多年教学经验,本文将人机工程学课程目标划分为四个维度,分别是知识、技能、态度与方法。
1.知识维度目标
掌握与工业设计相关的人机工程学基本原理和方法,以灵活运用理论知识到设计实践中为培养重点。
2.技能维度目标
掌握人体测量、数据分析以及应用人机工程学相关知识进行设计的技能。
3.态度维度目标
以“以人为本”的设计素质为出发点,培养学生从事工业设计的态度。
4.方法维度目标
掌握人体形态尺寸测量法;掌握统计学分析方法;掌握舒适度主观评价方法。
(二)人机工程学教学内容改革
在教学内容安排上以任务为线索,通过若干教学组合模块构成教学内容。本文所设计的人机工程学教学进度表如下表所示。
以上新的教学内容覆盖了人机调研、数据测量、交互式设计、人机工程学产品测试及成果汇报内容,整个教学内容完整且符合人机工程学学科发展形势。
(三)任务驱动教学法在人机工程学课程中的实践研究
本文根据人机工程学特点,结合任务驱动教学法理论知识,具体改革如下:
1.根据课程目标,设计课程总任务
每个小组根据选题方向完成人机工程学产品测评报告,并进行汇报。
2.教学内容以及学情分析
删减主要适合工程技术专业工科学生的纯理论研究性的内容,增加人机交互设计以及产品人机工程学测试相关内容,重点突出人机工程学的应用性。
3.明确具体教学目标,设定分任务
考虑学生个体之间的差异以及培养学生的自主能动性等因素,设计任务采用开放性课题任务的方式,教师只规定各个任务的教学目标,而任务的具体研究内容则由学生自主拟定。
4.具体任务实施
采用分组式教学。团队协作对培养学生的合作意识具有重要的意义。
5.任务评价
任务的评价是任务驱动教学法中非常重要的环节[5],对保持学生的学习的热情、发现自身优点与不足以及自我反思都有积极的作用。
四、结语
【关键词】老龄化;人体工程学;无障碍;设计
【中图分类号】R686【文献标识码】A【文章编号】1044-5511(2011)11-0473-02
随着社会的发展进步和人口老龄化的加快,老年人越来越受到人们的关心和社会的重视。“人性化”的社会倡导我们更多的关注老龄人群这一相对弱势的群体,在这种理念引导下进行家具以及相应环境的设计,将极大地方便他们的日常生活,同时也从一个侧面反映了社会的文明进步。而面对日益迫切的需求,如何更好地设计出适合的家具产品就成为了值得我们研究的方向。作为设计人员应该从充分研究老年人的生理和心理的基础上,利用科学分析法和深入细致地调查获取这一类人群对家具的切实需求,设计出在功能和外观上都尽可能符合老年人行为能力和生活习惯的家具。要达到这一目的,需要从两个方面入手:一是人体工程学角度研究老年人群有别于其他人群的体质特征;二是从无障碍设计角度关怀老年人的生理心理需求。
1 人体工程学与无障碍设计
1.1 人体工程学:人体工程学(Human Engineering),也称人类工效学(Ergonomics)。人体工程学是一门研究系统中人和其他元素的交互作用的科学,致力于应用理论、原则、数据和方法进行设计,以求将人和整个系统达到最佳。
人体工程学起源于欧美,第二次世界大战中,开始运用其原理和方法,在坦克、飞机的内舱设计中,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。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,并于1960年创建了国际人体工程学协会。而把人体工程学原理引入到家具中,目的就是为了优化用户和家具产品、家居环境之间的界面,力求使人、物及环境的系统达到最佳组合,从而发挥出最好的作用。
1.2 无障碍设计:无障碍设计(barrier-free design)这个概念名称始见于1974年,是联合国组织提出的设计新主张。无障碍设计强调在现代社会,一切有关人类衣食住行的空间环境以及各类建筑设施、设备的规划设计,都必须充分考虑具有不同程度生理伤残缺陷者和正常活动能力衰退者的使用需求,营造一个充满爱与关怀、切实保障人类安全、方便、舒适的现代生活环境。在欧美、日本等一些国家,较早认识到了无障碍设计的重要性,进行了必要的研究,极大地改善了特殊人群的日常生活,甚至对广大普通人群的生活品质也有提高。
我国引入无障碍设计虽然起步晚、起点低,但也已取得了显著成绩。国家建设部已下发了《城市道路和建筑物无障碍设计规范》,其中有24条为工程建设强制性标准条文,于2001年8月21日起开始执行。目前我国多数城市的干道、主要商业街、广场、医院等采用了无障碍设计,城市住宅小区的无障碍设施也开始起步。但是,应该注意到的是,无障碍设计还没有引起我们的足够重视,普及方面也存在较大的差距,比如人们的居室以及家具日用品等,很多都还没有无障碍设计的考虑,成为了无障碍设计的盲点。
1.3 人体工程学在无障碍家具设计中的介入:老年人、残疾人、行动不便者对环境和用品有更多的依赖性,无障碍家具设计就是考虑到这一群体的特点,在设计中采取的“人性化”措施使家具更适宜他们生活。而人体工程学作为人体科学、环境科学与技术科学融合交叉的新兴学科体系,有着广泛的应用领域,其聚焦点在于“协调人与产品的关系”,在家具产品中则主要着眼于优化“人-家具-室内”的关系。无障碍家具设计要得以科学合理地实现,人体工程学的介入和运用是必不可少的。
人体工程学在现代家具设计中的应用,特别强调其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算,在进行大量分析的基础上为设计提供科学的依据。例如大家都很熟悉的椅子,其高度常定在390mm~420mm之间,根据就是人的坐姿时的基准点(坐骨结节点)为准进行测量和设计,高度不够会使体压集中,并让人在起立时显得困难;高度过高会使两足不能落地,时间久了血液循环不畅,肌腱会发胀而麻木。对现代家具进行设计,要力图做到“人-家具系统”相互和谐。
在无障碍设计中,设计师可以运用人体工程学在家具和其他相关设施的设计上妥善处理功能与造型,以方便人们的日常动作行为,从而帮助有障碍人群独立生活的愿望得以实现。人体工程学,作为研究人体在生活、工作等行为活动中的适用度的重要依据,将是研究无障碍家具设计过程中不可或缺的重要部分。主要着眼点在于对居住环境的各个空间中的家具进行尺寸分析及功能研究,使之符合目标人群的行为、生理、心理需求,给他们带来便利,满足他们的需求。
2 老年人生理特征和心理变化
老龄化问题也是我国21世纪要面临的一大社会问题。随着生活水平的提高,医疗条件的改善,人们的预期寿命长了,老年人也就多了。2005年统计,中国60岁以上人口是1.44亿,占全国人口的11%。因此,中国已经进入了老龄化社会,而老年人也是无障碍设计关注的重点人群。由此可见,我国对于无障碍设计是有着较为迫切的需求的,这值得我们设计人员关注和重视。
2.1 老年人的生理特征:老年人的生理变化主要是机体老化、功能障碍。随着年龄的增长,人体各系统、组织和器官功能逐渐衰退,导致机体活动减退、生物效能减低、环境适应能力减弱和器官应激能力衰减。具体来看主要有以下几个方面:(1)肌肉骨骼系统:老年人随着年龄的增长,身体不断萎缩,其人体尺度也发生相应变化,最明显的表现在身高。老年科学研究结果表明,人在28~30岁时身高最大,35~40岁之后逐渐出现衰减。一般老年人在70岁时身高会比年轻时降低2.5%~3%,女性的缩减有时最大可达6%。除此之外,老年人的肌肉及骨骼系统衰退,反应和灵活程度下降,肌肉的强度以及控制能力也不断减退,一般人70岁时的肌肉强度只相当于30岁时的一半。(2)感知能力:老年人的感觉器官会衰减,一般首先是听觉和视觉发生障碍,视觉主要表现在眼角膜变厚,晶状体弹力下降,睫状肌调节能力减退,多出现老花眼。老年人还会出现辨色能力下降,对近似色的区分力下降,判断高差和有少量光影变化的能力也会减弱;听力衰退则主要表现为高频声音不敏感,所以交谈时经常需要很接近;触觉味觉嗅觉也会随着感觉细胞的衰老和减少逐步减退。(3)思维能力:人的记忆、分析、综合、判断、推理以及计算能力,都是人的智力组成内容。根据智力测验,最佳智能状态在25岁左右。进入老年后,记忆力和反应速度的降低较为明显。
2.2 老年人的心理变化:随着老年人生理衰退,心理状况也悄然发生改变。而在中国由于现代社会“空巢家庭”、“留守老人”的出现,缺乏和子女交流的居家老人心理的变化较之以往更加明显。就心理学角度而言,老年人的心理变化主要表现在以下几个方面:(1)失落感:老年人由于一般不再从事生产性工作,心理上会产生一种失落感,从而表现出两种情绪:一种是沉默寡言,表情淡漠,情绪低落,凡事都无动于衷;一种是表现为急躁固执易怒,对周围的事物看不惯,为一点小事而发脾气。(2)依赖感:老年人由于社会和个人生理原因,会偏向于依赖性增强。主要表现在经济上依赖、生理上依赖和社交上依赖。(3)怀旧情绪:人到老年,思想不再像年轻时候乐于憧憬未来,而更倾向于回顾过去,说话做事都带有浓厚的怀旧色彩。由于退休之后生活的节奏突然放缓,老年人的心态也更趋向于安静详和的状态。(4)行事小心:心理研究表明,老年人做事情较为趋向稳扎稳打,不会轻易冒险,行动上比较小心,不是很在意所花的时间。
3 老年人家具设计原则
根据老年人群的身心特点,运用人体工程学和无障碍设计法则进行家具的造型、色彩、功能、材料等方面的设计和确定时可以归纳出一些具体的做法,有助于满足老年人的生理和心理需求,以达到安全、便利和舒适的效果:
(1)尺度和造型:老年人的无障碍家具在设计时首先要考虑家具的尺度,由于老年人身体尺度的萎缩,家具的工作台面高度应适当降低,柜类家具的储存空间高度也需要和正常成年人有所区别。可另一方面,老年人的体重和身体围度却一般会比普通成年人大,故人体家具如椅子沙发等宜宽大稳重而不宜小巧。造型方面,由于老年人的怀旧情感,应避免采用年轻人所偏爱的现代几何造型,宜传统造型风格,但表面装饰也不宜太过繁杂,避免清洁工作量加大。另外为了适应腿脚不太方便,需轮椅或坐姿行动的老年人,厨柜、卫浴柜的下方宜留出容膝空间。另外,造型上应该更加强调安全性,可以多运用一些无尖角、圆滑的形体,以减少磕碰、擦伤等意外情况的发生。
(2)色彩和材料:色彩方面从老年人偏宁静的心理状态出发,应该使用柔和统一的色调,以增加家具的平静、庄重、高雅的感觉。而另一方面老年人的视力敏感度降低,因此如果有功能提示的区域应用较明显的色彩或图案加以强调。
材料方面首要因素是环保健康,实木类材料为首选,人造板材应达到国家E1级环保标准。表面涂饰以哑光漆为好,椅子座面靠背宜采用柔软舒适的软包材料。尽量减少玻璃、金属等质地较硬容易造成伤害的材料。
(3)功能和细节:由于我们的设计对象的身体机能的衰退和不足,往往难以轻松地把握自己的动作,同时判断力也下降。因此,设计上要充分考虑家具的功能,辅助他们方便使用,保障他们的人身安全。人体家具和准人体家具可增加一些辅、保护性的设施,如扶手、安全抓杆等,使用者可用手臂支撑来弥补下半身肌肉力量的缺点;卧具可以增加电动或机械升高斜倚功能,方便起身;柜类家具的储存空间划分宜简单明了,内部可安装照明灯,高处可以加入升降装置,方便取放。
4 具体设计分析
在这里我们根据基本功能进行分类的设计分析。
4.1 家具设计实例:①人体家具:这是一类直接支撑人体的家具,如椅、凳、沙发、床等。老年人在家里的大部分活动都需要和这一类家具有关。(1)坐具类:对于椅、凳这种坐具来说,加入扶手可以方便人起坐时抓握,增加身体平衡的支点。因此,有扶手的椅子是比较适合无障碍设计的;在坐具尺寸上,座面宽度应使用较大些的尺寸,对于体重较大的老年人来说坐起来更加方便,活动起来更加自由;另外,座具的背倾角和坐倾角可适当偏大,以增加其舒适性。沙发的设计首先要从人体工程学角度确定其倾斜角度和坐深,如人体坐姿的倾斜角度和坐深较大,会使人起身更为费力。另外沙发的坐垫靠垫不能太过柔软,人的腰椎将得不到有力支撑,因此应该注意使其软包填充更具有韧性和弹性。此外,沙发周围加上脚踏、杂志搁架等功能附件以方便老年人的休闲生活。②床具类:床的长宽设计宜采用大尺寸设计,即满足大身材对床的要求。另外由于人在睡眠时姿势经常变化,为使人睡眠时舒适,也应该按大身材来设计。可用身高的P90 或P95为上限,两侧再各留100~150 mm 的余量,建议采用尺寸为1000mm×2050mm。对于下肢不便的老年人来说,应该在床的一侧或两侧安装扶手,方便上下床,而床面高度应与轮椅高度接近(500mm)。为了便于起身还可以使用电动升降装置调节床具的上半部分角度和高度。③ 准人体家具:此类家具的功能部分与人有关,代表类型为桌、台等。桌子不宜过高或过低,过高容易导致人的肌肉疲劳,长期如此可能会出现颈椎问题;过低的桌子则会使人感到书写不适,肩部疲劳,胸闷,起坐吃力等。对于下肢活动不便的人,可在桌子的侧面安装扶手装置,以便辅助走路和起立支撑。而下方容膝空间也要比正常的最低580mm高,以方便腿部进出。如为轮椅使用者更需要加大为750mm左右。④贮存类家具:贮存类家具主要为柜架类家具。对于带有抽屉和顶柜的柜类,不宜有低于双膝的抽屉和高过头的顶柜,以减少人的躬身和爬高,减少不安全因素的存在,且使用省力。另外其家具饰件如拉手的体量不宜太小,也不宜棱角太过分明,可以考虑采用镂铣方式与抽屉柜门面板一体化处理。同时,抽屉滑轨柜门铰链要选用高品质的五金配件,确保家具开启轻巧省力。柜门的设计宜采用推拉门或者折叠门,避免采用平开门,因为平开门需占用较大的空间且不利于轮椅使用者开启或关闭。
5 总结
老年人无障碍家具是通过设计来弥补他们在家居生活中的行为障碍。设计者应更多地研究老年人群的特点和实际要求,充分应用人体工程学,才能真正做出符合他们的生理心理需求的无障碍设计,构建一个真正相互尊重、平等的社会环境。
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【关键词】人机工程学 汽车座椅 设计
一、汽车座椅的设计要求
在汽车行驶过程中,驾驶员采用坐姿驾驶,这样腰椎就会偏离正常状态,如果长时间驾驶就会引起要不疲劳。这就要求设计合理的座椅,以减少驾驶过程中的疲劳。对于汽车来说其座椅的设计要满足以下两个方面的内容:
(一)良好的静态特性
1.座椅的尺寸和形状要根据人才测量学给出的相关资料来确定,以保证驾驶员能够选择合适的坐姿。即能够使其肌肉放松,血液通畅,身体稳定并处在舒适的活动范围内。
2.臀部和坐骨结节应该能够承受人体大部分的重量,使座椅前缘大腿处与座椅间的压力尽可能的小。
3.靠背的支撑方式要合理,以保证驾驶员的腰椎、椎间盘及软组织能够承受上半身大部分的负荷。
4.驾驶员在保证不滑脱的情况下能够方便的更换坐姿。
(二)良好的动态特性
1.在合理的范围内座椅要能够实现尺寸和位置的调整,以保证驾驶员能够根据自身条件选择合适的位置,但是考虑到空间的限制,应尽量减小需要调节的尺寸和位置。
2.座椅要能够起到缓冲的作用,以减少路面不平带来的影响,避免驾驶疲劳。
3.座椅还要具有较好的软硬度和温湿度,既能够让驾驶员保持在一种稳定的坐姿状态不产生疲劳,又能够起到透气增加舒适度的作用。
4.要有足够的强度、刚度和合适的使用寿命,以保证驾驶过程中的安全性。
二、汽车座椅的参数选取原则
对于汽车座椅来说其尺寸的基准是人才尺寸,下面是人机工程学中座椅参数的选择方法:
高度:对于座椅来说其高度要跟驾驶员大腿在同一水平线上,既要保证大腿肌肉不会受到挤压,又要保证驾驶员背部肌肉不受增加的负荷作用。
座宽:对于不同体型的人要能够适应,一般情况下是参考女性群体臀宽尺寸的上限。座宽也不宜太大,否则肘部就会失去支撑,引起驾驶疲劳。
座深:它是指座椅前端到靠背之间的距离的大小,一般情况下应使靠背能够方便的支撑腰椎。如果座深过大腰椎得不到有效的支撑就会改变腰部曲线[1],或者驾驶员不得不向前移动,这样又会压迫膝窝。所以在设计座深时要按照大多数的人群来设计,这样既能保证身材矮小者能够驾驶舒适,又能够保证身材高大人的小腿得到有效的支撑,避免大腿疲劳。
座面倾角:座面与水平面之间的角度。一般情况下座面后倾,这样能够使背部获得有效的支撑,还能够防止驾驶过程中由于震动等滑出座椅。通常座面倾角的大小为5°~15°,太大的话就会在驾驶过程中压迫腹部,破坏腰椎曲线,造成驾驶员生理上的伤害。
椅垫:在驾驶过程中,驾驶员与座面接触的只有其臀部的两块坐骨结节,大约承受了人体75%的重量,长时间的驾驶就会造成压力疲劳,产生臀部麻木感。如果在座椅上加上坐垫,那么驾驶员臀部与座椅的接触面积就会大大增加,压力大大减小。另外坐垫还可以起到稳定坐姿的作用,坐垫选择时不宜选用过硬或者过软的。
三、汽车座椅的人机工程学设计
为了保证驾驶员驾驶过程中不会产生疲劳,在设计过程中就要根据人机工程原理,在座椅面高度,深度和倾角等方面做好设计工作。汽车座椅各参数如下:
(一)椅面高度
椅面高度要能够保证驾驶员在驾驶过程中能够方便的操作方向盘,双脚平放在地板面,同时还要保证其大腿能够水平放置。座椅椅面的高度一般在350~450mm之间,根据实际需要可以进行适当调整,但是最低不得低于300mm。
(二)宽度
在上一节中我们知道座椅的宽度是根据人体臀部的宽度进行设计的,但是由于人性别和体型等方面的差异较大,在座椅宽度选择时非常困难。采用宽度可调节的座椅,在设计时非常困难,增加了汽车的成本。综合各方面的因素考虑我们将座面的宽度定在450~500mm之间,这样既能保证驾驶员小臂能够得到有效支撑又能够便于驾驶员进行坐姿调整,从而保证驾驶的操纵方便性。
(三)倾角
根据人机工程学原理[3],座椅的椅面是前高后低,对于轿车来说其椅面的倾角用A40来表示,单位是度。对于A型车骑椅面倾角一般在15~40°之间,B型车载11~18°之间,这样驾驶员在驾驶过程中能够实现坐姿稳定,在刹车震动等情况下不会过度前倾或者滑出椅面,在加速或者启动时也不会过度后仰,影响操作安全性[2]。另外座椅的深度要小于驾驶员大腿的长度,否则就会降低其乘坐舒适性和稳定性。
(四)靠背高度和靠背的倾角
座椅靠背的高度和宽度要根据人体的参数来决定,不同的驾驶员其身形来决定,一般情况下座椅靠背的高度和宽度都不能对驾驶操作产生妨碍。靠背倾角是汽车座椅人机工程学设计中非常重要的参数,它是座椅靠背直线与椅面之间的夹角,一般情况下取117°为宜,这样能够保证坐姿下脊椎的舒适性[4]。
四、结论
驾驶舒适性与汽车座椅的设计密切相关,它的设计比一般工作座椅的设计有很大的区别。虽然人们对汽车座椅的研究已经有很长的历史,但是其舒适性还有待进一步提高。论文从人机工程学的原理出发,通过对人体模型的研究,对汽车座椅进行了设计,保证了驾驶员在驾驶过程中的坐姿舒适性和操作舒适性。
参考文献:
[1]李莉.座位作业腰背痛生物力学分析机工效学评价.北京医科大学硕士学位论文,1993,5
[2]李增勇,王成熹.驾驶疲劳与汽车人机工程学初探[J].机械设计与制造工程,2001(4)