時(shí)間：2023-02-23 19:12:45
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人機(jī)工程學(xué)和室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)都是為了創(chuàng)造有利于人類(lèi)身心健康的環(huán)境而存在的，這兩者的結(jié)合，能夠更好地營(yíng)造出更加舒適的室內(nèi)環(huán)境。人機(jī)工程學(xué)在室內(nèi)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn)。
1.1確定室內(nèi)空間的范圍
根據(jù)人體工程學(xué)的有關(guān)計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)，從人的尺度、動(dòng)作以及人際交往的空間等，來(lái)確定室內(nèi)空間的范圍。
1.2確定家具設(shè)施的造型和使用范圍
家具設(shè)施作為人的實(shí)用工具，在設(shè)計(jì)造型和尺寸時(shí)，必須符合使用者的身體尺度，同時(shí)還要兼顧到它的使用范圍，在這些設(shè)施周?chē)仨毩粲幸欢ǖ幕顒?dòng)空間。
1.3提供適應(yīng)人體的室內(nèi)物理環(huán)境的最佳參數(shù)
室內(nèi)物理環(huán)境多種多樣，對(duì)人體的影響也各不相同。在進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)，有了對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境、聲環(huán)境、重力環(huán)境、輻射環(huán)境等的科學(xué)參數(shù)后，就能設(shè)計(jì)出更加合理、更加科學(xué)的室內(nèi)環(huán)境。
1.4進(jìn)行視覺(jué)要素計(jì)測(cè)
人眼的視覺(jué)要素包括視力、視野、光覺(jué)、色覺(jué)等，對(duì)這些要素?cái)?shù)據(jù)的計(jì)測(cè)，能夠?qū)κ覂?nèi)光照設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)、視覺(jué)最佳區(qū)域設(shè)計(jì)等提供科學(xué)的依據(jù)。
2人機(jī)工程學(xué)中行為心理對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)的影響
人的行為心理常常因?yàn)槲幕⑸鐣?huì)制度、民族等因素的影響，而呈現(xiàn)出復(fù)雜多樣的行為特征，這也就影響了人對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)的要求。
2.1心理空間
人們?cè)诤饬靠臻g范圍時(shí)，不僅是通過(guò)生理的角度，也通過(guò)心理的角度。對(duì)空間的滿(mǎn)意程度以及使用方式取決于人的心理尺度，這就是心理空間。每個(gè)人在心理上都有一個(gè)個(gè)人空間，并隨著現(xiàn)實(shí)位置的移動(dòng)而移動(dòng)。比個(gè)人空間更加私密的則是每個(gè)人的領(lǐng)域性。這兩點(diǎn)使得人們對(duì)室內(nèi)空間設(shè)計(jì)時(shí)區(qū)域的劃分有了更加明確的要求，必須保持一定的人際距離。
2.2人在空間中的定位
有人觀察研究過(guò)，不論是在車(chē)站候車(chē)還是在劇場(chǎng)和門(mén)廳，人們總是愿意站在柱子附近并遠(yuǎn)離人們行走的路線。這就是人們?cè)诳臻g中對(duì)自己的定位，選擇視野開(kāi)闊而本身不受注意，又不至于受到他人干擾的地方。
2.3空間環(huán)境與人際交流
通過(guò)對(duì)不同布局空間中發(fā)生的人際交流類(lèi)型的研究，發(fā)現(xiàn)位于住宅群體布局中央的人有較多的朋友，這也就說(shuō)明人類(lèi)的行為模式與空間的構(gòu)成有著密切的關(guān)系。
2.4捷徑效應(yīng)
所謂捷徑效應(yīng)是指，人們?cè)诖┻^(guò)某一空間時(shí)，總是盡量采取最簡(jiǎn)潔的路線，即使有其他因素影響，也會(huì)選擇捷徑。
2.5幽閉恐懼癥
對(duì)于幽閉空間的恐懼感，人們?cè)谏钪卸嗌俣紩?huì)有一些，有些人重，有些人輕，所以在室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)，要建立這一空間與外界的聯(lián)系，盡可能緩解人在空間中的危機(jī)感。阿爾特曼指出“可以認(rèn)為空間的使用是由人決定，同時(shí)又決定人的行為”，由此可以看出，人與人之間的相互作用、人的行為方式，對(duì)空間環(huán)境的形態(tài)設(shè)計(jì)起著很大的影響作用。
3結(jié)語(yǔ)
1設(shè)計(jì)思路
人機(jī)工程學(xué)是指應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的研究方法［1］，起源于歐洲，形成和發(fā)展于美國(guó)，20世紀(jì)50年代開(kāi)始迅速發(fā)展的一門(mén)新興邊緣科學(xué)。它從人的生理和心里特性出發(fā)，研究人、機(jī)、環(huán)境的相互關(guān)系和相互作用的規(guī)律，該學(xué)科在其自身的發(fā)展過(guò)程中，逐步打破了各學(xué)科之間的界限，以?xún)?yōu)化人－機(jī)－環(huán)境的一門(mén)科學(xué)［2］。國(guó)外對(duì)垃圾桶設(shè)計(jì)研究較早，一些發(fā)達(dá)國(guó)家如德國(guó)、美國(guó)、荷蘭等，其垃圾桶的設(shè)計(jì)大多考慮人機(jī)關(guān)系［3］，國(guó)內(nèi)的垃圾桶設(shè)計(jì)與國(guó)外相比還存在差距，且對(duì)垃圾桶的設(shè)計(jì)很少考慮人機(jī)關(guān)系。該設(shè)計(jì)從垃圾桶的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，主要從垃圾桶外觀、結(jié)構(gòu)尺寸、自動(dòng)打包收緊功能、自動(dòng)推袋功能等方面進(jìn)行垃圾桶的設(shè)計(jì)，力求使用的避免用手接觸垃圾，有效防止細(xì)菌通過(guò)手傳播，保持室內(nèi)空氣清新。并且垃圾桶的高度及其他尺寸符合人機(jī)工程學(xué)原理，色彩能與周?chē)h(huán)境相和諧，成為環(huán)境的重要組成部分。其總體設(shè)計(jì)原理如圖1所示。
2環(huán)保垃圾桶的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
2．1垃圾桶的外形設(shè)計(jì)(1)外形尺寸設(shè)計(jì)要使垃圾桶與人之間達(dá)到最優(yōu)化配合，使人不需大幅度改變自己的姿勢(shì)就可順利地將垃圾放到垃圾桶里。經(jīng)研究與垃圾桶有關(guān)的人體尺寸有:立姿時(shí)的肘高、立姿時(shí)手的功能高度、立姿時(shí)雙手功能上舉高，手的長(zhǎng)、寬等，見(jiàn)表1［4］。據(jù)人機(jī)工程數(shù)據(jù)圖2、3，當(dāng)人投垃圾時(shí)，保持身體正直，手腕處于順直操作，腰部和腕關(guān)節(jié)處于相對(duì)放松的狀態(tài)。當(dāng)身體彎曲和腕關(guān)節(jié)處于一系列別扭狀態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生腰部及腕部酸痛、手的力量減小等，如長(zhǎng)時(shí)間保持這個(gè)狀態(tài)會(huì)引起一些腰部及腕部的綜合癥。根據(jù)對(duì)多款垃圾桶的調(diào)查及垃圾桶的尺寸人機(jī)分析表1，一般的家用便捷垃圾桶的高度應(yīng)為400～550mm。考慮到自動(dòng)打包套袋垃圾桶的功能實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)主要安裝在垃圾桶底部，將會(huì)占用一部分空間，占用的高度定位為100mm。所以垃圾桶的高度應(yīng)取大一些，將垃圾桶的高度定位為500mm。垃圾桶的桶口直徑不應(yīng)過(guò)大，在實(shí)際生活中一般生活垃圾偏多，考慮到飲料瓶的投放，垃圾桶投入口的桶口直徑應(yīng)大于垃圾的投放尺寸，垃圾中廢棄飲料瓶的高度一般小于300mm，考慮到自動(dòng)打包套袋垃圾桶要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打包，在垃圾桶投入口處將會(huì)有鋼圈等打包機(jī)構(gòu)，將會(huì)占用一小部分空間，所以垃圾桶的桶口直徑也應(yīng)取大一些，所以將垃圾桶垃圾投入口的直徑定位為350mm。(2)外觀設(shè)計(jì)垃圾桶桶身設(shè)計(jì)要求外觀美觀大方，有一定藝術(shù)性和觀賞性，適合現(xiàn)代綠色環(huán)保的理念。在三維設(shè)計(jì)時(shí)，選用主流CAD軟件Pro/E5.0，其三維外形圖如圖4所示。圖4(a)垃圾桶的桶身正面設(shè)計(jì)有一個(gè)米老鼠圖案。在米老鼠頭像的下面，設(shè)計(jì)為一個(gè)內(nèi)部齒輪傳動(dòng)的保護(hù)罩，而上部分就是用來(lái)裝垃圾的。圖4(b)桶身背面設(shè)計(jì)的圖案是一動(dòng)漫《喜羊羊與灰太狼》中灰太狼一家，卡通形象深受小朋友甚至是80，90后的喜愛(ài)，給人以溫馨幸福的感覺(jué)，整個(gè)桶身的設(shè)計(jì)看起來(lái)比較新穎，頗有中西結(jié)合的感覺(jué)。滿(mǎn)足現(xiàn)代年輕人的審美需求和有小孩家庭的氛圍營(yíng)造。垃圾桶的桶蓋設(shè)計(jì)為帽子形狀，易清潔，很有觀賞性，桶蓋上有個(gè)透視孔，可清楚地看到垃圾是否裝滿(mǎn);蓋上延伸部分，專(zhuān)門(mén)為開(kāi)蓋設(shè)計(jì)，另外，桶蓋上有綠色環(huán)保標(biāo)志，適合現(xiàn)代綠色環(huán)保理念。桶身的背面有兩個(gè)踏板，左邊是踏板一，主要控制打包機(jī)構(gòu)，右邊是踏板二，主要控制推袋機(jī)構(gòu)。踏板的顏色與灰太狼一家的皮膚的顏色相近，顏色協(xié)調(diào)。
2．2垃圾桶的功能實(shí)現(xiàn)(1)打包收緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖5所示，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由踏板一、連桿、棘輪、錐齒輪，直齒輪等部分組成，當(dāng)打包踩踏踏板一時(shí)，人踩踏踏板的力量通過(guò)連桿變?yōu)閯?dòng)能，帶動(dòng)棘輪向左運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與之相連的錐齒輪向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)后面的直齒輪作對(duì)應(yīng)的方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，最終將運(yùn)動(dòng)傳遞至垃圾桶上部的鋼圈收緊部分，其主要零件如圖6所示。(2)收緊扎口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)由上述踏板一傳遞至垃圾桶上部的鋼圈收緊部分后，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)將鋼圈慢慢收緊，最終收緊好的垃圾口部被擠壓到V型卡槽中，對(duì)壓縮好的垃圾進(jìn)行扎扣處理，如圖7所示。3)推袋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推袋機(jī)構(gòu)如圖8，通過(guò)踩踏踏板二，運(yùn)動(dòng)由踏板經(jīng)過(guò)各個(gè)連桿機(jī)構(gòu)傳遞至推板上，推板與連桿連接處為間隙配合，由銷(xiāo)釘連接，在推出垃圾袋時(shí)不會(huì)翹起，整個(gè)過(guò)程保持版面豎直，垃圾也在水平方向被推出，效果圖如圖9。
3結(jié)語(yǔ)
第一，項(xiàng)目任務(wù)前期調(diào)研。相關(guān)教師根據(jù)用人單位和市場(chǎng)需求量較大設(shè)備的基礎(chǔ)上，靈活選擇某知名企業(yè)的挖掘機(jī)作為本次項(xiàng)目任務(wù)對(duì)象，用人單位要求技術(shù)型人才掌握設(shè)備各部分的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，了解設(shè)備的常見(jiàn)維護(hù)方法和內(nèi)容，了解設(shè)備維護(hù)作業(yè)方面的注意事項(xiàng)等，教師根據(jù)上述調(diào)研結(jié)果制訂項(xiàng)目任務(wù)工單。
第二，制訂項(xiàng)目任務(wù)工單。任務(wù)工單制訂的過(guò)程是師生共同探索完成項(xiàng)目任務(wù)的途徑和方法的流程，項(xiàng)目任務(wù)工單的制訂既要將理論和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，又要難度適當(dāng)，內(nèi)容適宜，概括性強(qiáng)，注重學(xué)生職業(yè)技能的培養(yǎng)和提升。結(jié)合學(xué)生所學(xué)挖掘機(jī)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和掌握的公共英語(yǔ)情況，將挖掘機(jī)底盤(pán)、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、工作裝置以及動(dòng)力系統(tǒng)五大塊常見(jiàn)故障維護(hù)作為5個(gè)母項(xiàng)目任務(wù)，每個(gè)母項(xiàng)目任務(wù)下又可以分為若干子項(xiàng)目任務(wù)，再根據(jù)學(xué)生英語(yǔ)口語(yǔ)情況制定教學(xué)情景。項(xiàng)目制定完成后，教師和學(xué)生要對(duì)每個(gè)項(xiàng)目可能涉及的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和英文進(jìn)行提前準(zhǔn)備，教師還要注意項(xiàng)目任務(wù)在實(shí)施過(guò)程中與其它教學(xué)手段的協(xié)調(diào)融合。
第三，準(zhǔn)備項(xiàng)目任務(wù)。事先將班級(jí)學(xué)生（42人）以宿舍為單位分為7個(gè)團(tuán)隊(duì)，為了充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生的積極性和熱情，每個(gè)團(tuán)隊(duì)從既定的5個(gè)母項(xiàng)目任務(wù)中任選一個(gè)自己熟悉或者感興趣的母項(xiàng)目任務(wù)，團(tuán)隊(duì)之間如果選擇的母項(xiàng)目任務(wù)沖突，那子項(xiàng)目任務(wù)就要不同，項(xiàng)目任務(wù)選定后，學(xué)生根據(jù)各自的項(xiàng)目任務(wù)去網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館、用人單位等處收集相關(guān)資料，然后將收集的資料以PPT形式規(guī)整上交。這些都由團(tuán)隊(duì)成員協(xié)作完成，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作，在資料收集過(guò)程中的還提升了學(xué)生的職業(yè)能力。
第四，實(shí)施項(xiàng)目任務(wù)。項(xiàng)目任務(wù)實(shí)施過(guò)程重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)向?qū)嶋H能力轉(zhuǎn)化的過(guò)程。項(xiàng)目任務(wù)實(shí)施時(shí)，挖掘機(jī)模塊需要的專(zhuān)業(yè)詞匯，采取圖文并茂的方式，由師生共同對(duì)挖掘機(jī)各個(gè)部分進(jìn)行回顧和翻譯，例如動(dòng)臂（boom）；動(dòng)臂缸（boomcylinder）；挖斗（bucket）等等，對(duì)于性能參數(shù)部分的專(zhuān)業(yè)詞匯，學(xué)生可以結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)和公共英語(yǔ)知識(shí)自行連線翻譯，既增加趣味又降低難度，無(wú)形之中培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)能力。接下來(lái)學(xué)生根據(jù)自己在課前準(zhǔn)備的情況，由團(tuán)隊(duì)選派代表上臺(tái)進(jìn)行項(xiàng)目任務(wù)完成結(jié)果的展示和講解，這時(shí)要求學(xué)生盡量用英語(yǔ)講述，剛開(kāi)始學(xué)生覺(jué)得困難吃力，經(jīng)過(guò)多次鼓勵(lì)和練習(xí)后，基本上能用簡(jiǎn)單句子進(jìn)行故障維護(hù)的描述。這個(gè)過(guò)程既鍛煉了口語(yǔ)表達(dá)能力又增強(qiáng)了自信心。
第五，評(píng)估項(xiàng)目任務(wù)完成情況。每個(gè)團(tuán)隊(duì)展示和講解完畢之后，結(jié)合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，由師生共同評(píng)價(jià)各團(tuán)隊(duì)完成的質(zhì)量，給出一個(gè)展示分值，教師再根據(jù)學(xué)生項(xiàng)目任務(wù)完成后上交的PPT課件和其他材料，對(duì)每個(gè)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)各團(tuán)隊(duì)的表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)，最后教師綜合各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)出最佳團(tuán)隊(duì)，給予相應(yīng)的物質(zhì)或者平時(shí)成績(jī)加分獎(jiǎng)勵(lì)，學(xué)生的期末成績(jī)由原來(lái)的筆試，改為平時(shí)任務(wù)工單成績(jī)加筆試成績(jī)。通過(guò)這種方式很多團(tuán)隊(duì)的凝聚力和協(xié)作能力越來(lái)越強(qiáng)。
2結(jié)語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】人機(jī)工程學(xué) 汽車(chē)座椅 設(shè)計(jì)
一、汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)要求
在汽車(chē)行駛過(guò)程中，駕駛員采用坐姿駕駛，這樣腰椎就會(huì)偏離正常狀態(tài)，如果長(zhǎng)時(shí)間駕駛就會(huì)引起要不疲勞。這就要求設(shè)計(jì)合理的座椅，以減少駕駛過(guò)程中的疲勞。對(duì)于汽車(chē)來(lái)說(shuō)其座椅的設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足以下兩個(gè)方面的內(nèi)容：
（一）良好的靜態(tài)特性
1.座椅的尺寸和形狀要根據(jù)人才測(cè)量學(xué)給出的相關(guān)資料來(lái)確定，以保證駕駛員能夠選擇合適的坐姿。即能夠使其肌肉放松，血液通暢，身體穩(wěn)定并處在舒適的活動(dòng)范圍內(nèi)。
2.臀部和坐骨結(jié)節(jié)應(yīng)該能夠承受人體大部分的重量，使座椅前緣大腿處與座椅間的壓力盡可能的小。
3.靠背的支撐方式要合理，以保證駕駛員的腰椎、椎間盤(pán)及軟組織能夠承受上半身大部分的負(fù)荷。
4.駕駛員在保證不滑脫的情況下能夠方便的更換坐姿。
（二）良好的動(dòng)態(tài)特性
1.在合理的范圍內(nèi)座椅要能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸和位置的調(diào)整，以保證駕駛員能夠根據(jù)自身?xiàng)l件選擇合適的位置，但是考慮到空間的限制，應(yīng)盡量減小需要調(diào)節(jié)的尺寸和位置。
2.座椅要能夠起到緩沖的作用，以減少路面不平帶來(lái)的影響，避免駕駛疲勞。
3.座椅還要具有較好的軟硬度和溫濕度，既能夠讓駕駛員保持在一種穩(wěn)定的坐姿狀態(tài)不產(chǎn)生疲勞，又能夠起到透氣增加舒適度的作用。
4.要有足夠的強(qiáng)度、剛度和合適的使用壽命，以保證駕駛過(guò)程中的安全性。
二、汽車(chē)座椅的參數(shù)選取原則
對(duì)于汽車(chē)座椅來(lái)說(shuō)其尺寸的基準(zhǔn)是人才尺寸，下面是人機(jī)工程學(xué)中座椅參數(shù)的選擇方法：
高度：對(duì)于座椅來(lái)說(shuō)其高度要跟駕駛員大腿在同一水平線上，既要保證大腿肌肉不會(huì)受到擠壓，又要保證駕駛員背部肌肉不受增加的負(fù)荷作用。
座寬：對(duì)于不同體型的人要能夠適應(yīng)，一般情況下是參考女性群體臀寬尺寸的上限。座寬也不宜太大，否則肘部就會(huì)失去支撐，引起駕駛疲勞。
座深：它是指座椅前端到靠背之間的距離的大小，一般情況下應(yīng)使靠背能夠方便的支撐腰椎。如果座深過(guò)大腰椎得不到有效的支撐就會(huì)改變腰部曲線[1]，或者駕駛員不得不向前移動(dòng)，這樣又會(huì)壓迫膝窩。所以在設(shè)計(jì)座深時(shí)要按照大多數(shù)的人群來(lái)設(shè)計(jì)，這樣既能保證身材矮小者能夠駕駛舒適，又能夠保證身材高大人的小腿得到有效的支撐，避免大腿疲勞。
座面傾角：座面與水平面之間的角度。一般情況下座面后傾，這樣能夠使背部獲得有效的支撐，還能夠防止駕駛過(guò)程中由于震動(dòng)等滑出座椅。通常座面傾角的大小為5°～15°，太大的話(huà)就會(huì)在駕駛過(guò)程中壓迫腹部，破壞腰椎曲線，造成駕駛員生理上的傷害。
椅墊：在駕駛過(guò)程中，駕駛員與座面接觸的只有其臀部的兩塊坐骨結(jié)節(jié)，大約承受了人體75%的重量，長(zhǎng)時(shí)間的駕駛就會(huì)造成壓力疲勞，產(chǎn)生臀部麻木感。如果在座椅上加上坐墊，那么駕駛員臀部與座椅的接觸面積就會(huì)大大增加，壓力大大減小。另外坐墊還可以起到穩(wěn)定坐姿的作用，坐墊選擇時(shí)不宜選用過(guò)硬或者過(guò)軟的。
三、汽車(chē)座椅的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)
為了保證駕駛員駕駛過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生疲勞，在設(shè)計(jì)過(guò)程中就要根據(jù)人機(jī)工程原理，在座椅面高度，深度和傾角等方面做好設(shè)計(jì)工作。汽車(chē)座椅各參數(shù)如下：
（一）椅面高度
椅面高度要能夠保證駕駛員在駕駛過(guò)程中能夠方便的操作方向盤(pán)，雙腳平放在地板面，同時(shí)還要保證其大腿能夠水平放置。座椅椅面的高度一般在350～450mm之間，根據(jù)實(shí)際需要可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，但是最低不得低于300mm。
（二）寬度
在上一節(jié)中我們知道座椅的寬度是根據(jù)人體臀部的寬度進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但是由于人性別和體型等方面的差異較大，在座椅寬度選擇時(shí)非常困難。采用寬度可調(diào)節(jié)的座椅，在設(shè)計(jì)時(shí)非常困難，增加了汽車(chē)的成本。綜合各方面的因素考慮我們將座面的寬度定在450～500mm之間，這樣既能保證駕駛員小臂能夠得到有效支撐又能夠便于駕駛員進(jìn)行坐姿調(diào)整，從而保證駕駛的操縱方便性。
（三）傾角
根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理[3]，座椅的椅面是前高后低，對(duì)于轎車(chē)來(lái)說(shuō)其椅面的傾角用A40來(lái)表示，單位是度。對(duì)于A型車(chē)騎椅面傾角一般在15～40°之間，B型車(chē)載11～18°之間，這樣駕駛員在駕駛過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)坐姿穩(wěn)定，在剎車(chē)震動(dòng)等情況下不會(huì)過(guò)度前傾或者滑出椅面，在加速或者啟動(dòng)時(shí)也不會(huì)過(guò)度后仰，影響操作安全性[2]。另外座椅的深度要小于駕駛員大腿的長(zhǎng)度，否則就會(huì)降低其乘坐舒適性和穩(wěn)定性。
（四）靠背高度和靠背的傾角
座椅靠背的高度和寬度要根據(jù)人體的參數(shù)來(lái)決定，不同的駕駛員其身形來(lái)決定，一般情況下座椅靠背的高度和寬度都不能對(duì)駕駛操作產(chǎn)生妨礙。靠背傾角是汽車(chē)座椅人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)中非常重要的參數(shù)，它是座椅靠背直線與椅面之間的夾角，一般情況下取117°為宜，這樣能夠保證坐姿下脊椎的舒適性[4]。
四、結(jié)論
駕駛舒適性與汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)密切相關(guān)，它的設(shè)計(jì)比一般工作座椅的設(shè)計(jì)有很大的區(qū)別。雖然人們對(duì)汽車(chē)座椅的研究已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史，但是其舒適性還有待進(jìn)一步提高。論文從人機(jī)工程學(xué)的原理出發(fā)，通過(guò)對(duì)人體模型的研究，對(duì)汽車(chē)座椅進(jìn)行了設(shè)計(jì)，保證了駕駛員在駕駛過(guò)程中的坐姿舒適性和操作舒適性。
參考文獻(xiàn)：
[1]李莉.座位作業(yè)腰背痛生物力學(xué)分析機(jī)工效學(xué)評(píng)價(jià).北京醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文，1993，5
[2]李增勇，王成熹.駕駛疲勞與汽車(chē)人機(jī)工程學(xué)初探[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2001（4）
關(guān)鍵詞 駕駛艙設(shè)計(jì);人機(jī)工程
中圖分類(lèi)號(hào)：U46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）21-0072-01
1 緒論
人機(jī)工程駕駛艙設(shè)計(jì)中的重要性：
科技的發(fā)展促使著各行各業(yè)都逐漸向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。在以前需要人為完成的工作在當(dāng)今時(shí)代很大部分都能夠由計(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)完成，而且比人工完成的速度更快、精確度更好，這就使得人機(jī)之間的關(guān)系發(fā)生了轉(zhuǎn)變。在現(xiàn)今人工智能技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被人們熟練的應(yīng)用機(jī)的操作中，但是不管技術(shù)如何先進(jìn)，人依舊是操作的主體，在整個(gè)過(guò)程中依舊起著決定性的作用。因此，為了更好的將飛機(jī)的作用發(fā)揮出來(lái)，必須要對(duì)人的體力、心理、生理等對(duì)人們產(chǎn)生影響的因素做到充分的考慮，使飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)適合人的要求，構(gòu)成以人為中心的統(tǒng)一的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)。
2 人機(jī)工程在駕駛艙設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
人機(jī)工程學(xué)是按照人的特性來(lái)設(shè)計(jì)和優(yōu)化人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)。其主要目的是使人能安全、健康、舒適和有效地進(jìn)行工作。
人機(jī)工程學(xué)與航空技術(shù)的結(jié)合，是人機(jī)工程學(xué)研究和應(yīng)用的一個(gè)極其重要的方面。在航空技術(shù)（如飛機(jī)駕駛艙）的人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，無(wú)論是人機(jī)分工、人機(jī)界面設(shè)計(jì)，引入人機(jī)工程學(xué)的原理和方法，并滲入到航空技術(shù)設(shè)計(jì)之中，進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)，會(huì)進(jìn)一步提高人機(jī)系統(tǒng)整體優(yōu)化水平。
2.1 人機(jī)工程學(xué)發(fā)展概況
人機(jī)工程學(xué)作為一門(mén)科學(xué)，其建立和發(fā)展僅50余年。
第一次世界大戰(zhàn)至第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事的需要，使用了飛機(jī)、潛艇等現(xiàn)代化設(shè)備，開(kāi)始重視兵員的選拔和訓(xùn)練，人機(jī)關(guān)系有所改善，主要是使人去適應(yīng)已定型的機(jī)器裝備。
第二次世界大戰(zhàn)至20世紀(jì)60年代，由于新設(shè)計(jì)的武器裝備不符合人的生理心理特點(diǎn)，即使經(jīng)過(guò)嚴(yán)格訓(xùn)練的人也難以適應(yīng)，并經(jīng)常發(fā)生事故，從而促使人們把人機(jī)匹配的研究方向從過(guò)去的由人適應(yīng)機(jī)器轉(zhuǎn)向使機(jī)器適合于人。1959年，國(guó)際人類(lèi)工效學(xué)學(xué)會(huì)（IEA）正式成立，標(biāo)志著人機(jī)工程學(xué)已發(fā)展成為一門(mén)成熟的學(xué)科。
20世紀(jì)70年代后，人機(jī)工程已滲透至各個(gè)行業(yè)，且在高新技術(shù)領(lǐng)域中予以應(yīng)用。1975年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）成立了人類(lèi)工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC 159），標(biāo)志著人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新階段。
人機(jī)工程學(xué)在我國(guó)起步較晚，20世紀(jì)70年代末才確立起來(lái)并獲得蓬勃發(fā)展，1989年，中國(guó)人類(lèi)工效學(xué)學(xué)會(huì)（CES）成立，并于1992年被國(guó)際人類(lèi)工效學(xué)學(xué)會(huì)（IEA）接納為正式成員，標(biāo)志著我國(guó)的人機(jī)工程學(xué)已進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。
2.2 人機(jī)工程設(shè)計(jì)
人機(jī)工程在飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)中應(yīng)用的目的是提高駕駛員操作效率、減輕駕駛員工作負(fù)荷，以確保系統(tǒng)的安全可靠。飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)對(duì)人機(jī)性能有兩方面的要求：1）客觀的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)原則;2）對(duì)這些設(shè)計(jì)原則的正確履行，使之在設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)化為駕駛艙的布局、尺寸、形態(tài)等各項(xiàng)指標(biāo)中合理的人機(jī)數(shù)據(jù)。
2.2.1 人機(jī)工程設(shè)計(jì)原則
人機(jī)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的原則是安全、高效、舒適，這三個(gè)要求是相輔相成的。
安全是人機(jī)界面設(shè)計(jì)的第一原則，評(píng)估人機(jī)界面的安全性主要從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行：是否對(duì)飛行員有直接的生理傷害;是否易于造成飛行員的錯(cuò)誤;提供一個(gè)友好的顯示界面;飛行員要能夠迅速有效地控制各個(gè)系統(tǒng)。
駕駛艙人機(jī)界面的舒適程度不僅僅關(guān)乎于駕駛?cè)藛T的感覺(jué)，同時(shí)能夠影響到他們的心理及生理。這對(duì)于駕駛?cè)藛T能力的發(fā)揮有很大的影響，甚至間接的影響到飛行的安全問(wèn)題，因此，對(duì)此我們必須加以重視。
在設(shè)計(jì)駕駛艙人機(jī)界面的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員通常首先考慮的都是高效原則，將設(shè)計(jì)的功能和性能作為首要問(wèn)題進(jìn)行考慮，而對(duì)安全以及舒適度放在了次位，或者沒(méi)有做到足夠重視。其實(shí)在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，這三者之間是緊密相關(guān)、互相影響的。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)三方面通盤(pán)考慮，突出重點(diǎn)。同時(shí)應(yīng)該加大科研投入，設(shè)計(jì)出飛行員喜歡的人機(jī)界面。
2.2.2 人機(jī)工程在飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
1）人體尺寸數(shù)據(jù)庫(kù)及人體建模。
隨著CAD、CATIA等計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件的飛速發(fā)展，在飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)中，越來(lái)越多的用到人體模型。人體模型的建立，需要廣泛搜集人體尺寸數(shù)據(jù)，并建立人體尺寸數(shù)據(jù)庫(kù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)在2003年了飛行員專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)《中國(guó)男性飛行員人體尺寸》GJB4856-2003。
利用飛行員的人體尺寸數(shù)據(jù)，可以在CATIA等軟件中構(gòu)建人體模型，來(lái)優(yōu)化駕駛艙設(shè)計(jì)，使整個(gè)人機(jī)系統(tǒng)中的人和機(jī)器合理匹配。
2）操縱臺(tái)、儀表板和座椅等設(shè)計(jì)。
駕駛員眼位確定后，在進(jìn)行操縱臺(tái)、儀表板和座椅等設(shè)計(jì)時(shí)需考慮駕駛員視野要求、駕駛員對(duì)操縱器件的可達(dá)性要求等。
在駕駛員眼位確定的前提下，應(yīng)根據(jù)駕駛員坐姿身體尺寸設(shè)計(jì)操縱臺(tái)、儀表板的位置及傾斜角度，將安全操作所需要進(jìn)行觀察辨認(rèn)的所有顯示器和控制器提供給駕駛員。使他們?cè)谛枰^察一個(gè)控制器或顯示器時(shí)不需要移去一個(gè)障礙物或重新調(diào)節(jié)座椅，滿(mǎn)足第5百分位到第95百分位的駕駛員可視性、可達(dá)性要求。
飛機(jī)座椅屬于工作用座椅，在座椅設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)以往的飛機(jī)各元件人機(jī)工程設(shè)計(jì)原理和相關(guān)試驗(yàn)，按照駕駛員坐姿身體尺寸設(shè)計(jì)座高、座寬、座深、座面傾角、靠背、靠背傾角、扶手高度和坐墊，滿(mǎn)足第5百分位到第95百分位的駕駛員可達(dá)性要求。
3）可達(dá)性、可視性評(píng)估驗(yàn)證。
采用電子模型與實(shí)體模型相結(jié)合的方法，供飛行員體驗(yàn)新飛機(jī)駕駛艙，對(duì)可視性和可達(dá)性進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。
利用CATIA等軟件設(shè)計(jì)1：1的飛機(jī)駕駛艙模型，并用CATIA軟件中的人機(jī)工程模塊進(jìn)行駕駛姿勢(shì)評(píng)價(jià)、視域分析和可達(dá)性仿真驗(yàn)證，對(duì)駕駛艙的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估和完善，能夠有效的縮短研制的周期并降低研制成本，給飛行員建立一個(gè)舒適、安全的飛行環(huán)境。
3 未來(lái)人機(jī)工程在駕駛艙設(shè)計(jì)中應(yīng)用展望
盡管目前我們已經(jīng)將CITTA等軟件的人機(jī)工程設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證應(yīng)用于設(shè)計(jì)駕駛艙的過(guò)程中，但是就現(xiàn)實(shí)情況而言還不能夠完全的滿(mǎn)足駕駛員體驗(yàn)駕駛艙的要求，而且因?yàn)檐浖猩傻娜梭w模型沒(méi)有穿著衣物，這樣對(duì)衣物尺寸的設(shè)計(jì)會(huì)有很大的影響。虛擬座艙的適時(shí)出現(xiàn)能很好的解決這一問(wèn)題。
虛擬座艙是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在航空領(lǐng)域的重要應(yīng)用。虛擬座艙有臨境性、交互性和想象力的特點(diǎn)，能使人進(jìn)入一種封閉的虛擬環(huán)境，通過(guò)人機(jī)接口輸出3維視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)信息，多通道刺激人的感官，從而使人在頭腦中形成身臨現(xiàn)實(shí)環(huán)境的感覺(jué);同時(shí)，又能接受人的手指動(dòng)作、話(huà)音、頭眼指向等多通道控制信息，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：教學(xué)；演講；設(shè)計(jì)；辯論；實(shí)物制作
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）13-0079-02
《人機(jī)工程與造型設(shè)計(jì)》是一門(mén)介紹人機(jī)工程學(xué)的基本理論和造型設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)的課程，也是一門(mén)將技術(shù)與藝術(shù)緊密結(jié)合的課程[1]。人機(jī)工程與造型設(shè)計(jì)是作為一種新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)觀和方法論而興起和存在的，是探討如何應(yīng)用各種先進(jìn)技術(shù)，達(dá)到產(chǎn)品科學(xué)與藝術(shù)的高度統(tǒng)一，它不同于傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)，也不同于一般的藝術(shù)設(shè)計(jì)，而具有多學(xué)科相互滲透、交融的特點(diǎn)
人機(jī)工程與造型設(shè)計(jì)是一門(mén)多學(xué)科綜合的邊緣學(xué)科。人機(jī)工程學(xué)研究的主要內(nèi)容就是“人―機(jī)―環(huán)境”系統(tǒng)，人機(jī)工程學(xué)既研究人、機(jī)、環(huán)境每個(gè)子系統(tǒng)的屬性，又研究人機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及其屬性。力求達(dá)到“人”盡其力，“機(jī)”盡其用，“環(huán)境”盡其美，使整個(gè)系統(tǒng)安全、高效，且對(duì)人有較高的舒適度和生命保障功能，最終達(dá)到系統(tǒng)綜合使用效能最高[2]。造型設(shè)計(jì)主要以各種產(chǎn)品為表現(xiàn)對(duì)象，在滿(mǎn)足產(chǎn)品物質(zhì)功能的前提下，用藝術(shù)手段創(chuàng)造出實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀的產(chǎn)品，造型設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足實(shí)用要求的物質(zhì)功能和審美要求的精神功能兩方面的要求[3]。人機(jī)工程與造型設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)生理學(xué)和心理學(xué)基礎(chǔ)、人體測(cè)量學(xué)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)的美學(xué)基礎(chǔ)、形態(tài)設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)等豐富的內(nèi)容，通過(guò)人機(jī)工程與造型設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生了解人機(jī)工程與造型設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)原理與方法，提高設(shè)計(jì)素養(yǎng)。本課程的特點(diǎn)是基本理論知識(shí)點(diǎn)涉及面廣、分布較散，內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)較少，學(xué)生容易看懂，深入理解則有難度。如采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，則不易引起學(xué)生的興趣，不利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、動(dòng)手能力。而應(yīng)采取靈活的教學(xué)方式，對(duì)教學(xué)思路、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革。已有學(xué)者在相應(yīng)的教學(xué)方法改革上進(jìn)行了有益嘗試。作者在教學(xué)中把相關(guān)知識(shí)和理論與實(shí)際情況相結(jié)合，將老師為主變?yōu)閹熒⒅氐慕虒W(xué)方式，把學(xué)生的創(chuàng)造性、主觀能動(dòng)性和好勝心結(jié)合到教學(xué)中，發(fā)揮學(xué)生的積極性，旨在加深學(xué)生的理解，開(kāi)闊思路，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
一、論文演講
設(shè)計(jì)生理學(xué)與心理學(xué)基礎(chǔ)這一章包括人的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能、人對(duì)信息的處理、人的感覺(jué)和知覺(jué)特性、視覺(jué)功能與特征、聽(tīng)覺(jué)機(jī)能與特征、心理因素等內(nèi)容，這些內(nèi)容里的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人對(duì)信息的處理、記憶、遺忘等內(nèi)容與我們的日常學(xué)習(xí)有較大關(guān)系，對(duì)指導(dǎo)如何正確進(jìn)行學(xué)習(xí)有重大作用。在進(jìn)行生理學(xué)與心理學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)時(shí)，布置學(xué)生撰寫(xiě)“根據(jù)生理學(xué)與心理學(xué)知識(shí)談如何學(xué)習(xí)”的小論文，要求學(xué)生們根據(jù)學(xué)到的生理學(xué)和心理學(xué)知識(shí)談如何學(xué)習(xí)得快，如何記得牢，如何提高效率，用所學(xué)知識(shí)指導(dǎo)日常學(xué)習(xí)。很多同學(xué)在教材知識(shí)的基礎(chǔ)上又查閱大量資料，并結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真撰寫(xiě)論文，分別從身體健康、記憶、復(fù)習(xí)、遺忘等不同方面對(duì)學(xué)習(xí)的作用和影響進(jìn)行了論述，談了各種不同學(xué)科的正確的學(xué)習(xí)方法。老師把其中有特色的論文挑選出來(lái)，讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行交流演講，各自介紹自己的好的學(xué)習(xí)方法和建議，每位同學(xué)演講結(jié)束后，由下面的學(xué)生提問(wèn)，演講者解答。課堂上氣氛熱烈，一些平時(shí)上課總是坐在教室后排聽(tīng)講的同學(xué)也大膽地演說(shuō)，并能恰當(dāng)?shù)鼗卮鹌渌瑢W(xué)提出的問(wèn)題，教學(xué)效果較好。課后有的同學(xué)說(shuō)以前只知道認(rèn)真學(xué)習(xí)、努力學(xué)習(xí)，對(duì)如何正確地學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)的方法與技巧等知之甚少，通過(guò)知識(shí)學(xué)習(xí)和論文演講獲益非淺。通過(guò)讓學(xué)生演講和相互提問(wèn)，鍛煉了學(xué)生的自我表現(xiàn)能力和演說(shuō)口語(yǔ)表達(dá)能力，加深了對(duì)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的理解。
二、設(shè)計(jì)儀表
儀表是顯示裝置中使用最多的一類(lèi)視覺(jué)顯示器，儀表的大小、顏色、刻度、指針、外形等對(duì)儀表的正常發(fā)揮作用有重要的影響，根據(jù)不同的使用人群和不同的使用環(huán)境，設(shè)計(jì)相應(yīng)的儀表，在講解儀表設(shè)計(jì)的基本原理后，必須讓學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)，以便把理論和實(shí)際結(jié)合起來(lái)，每個(gè)學(xué)生根據(jù)自己的體會(huì)、生活經(jīng)歷等設(shè)計(jì)不同風(fēng)格、式樣的儀表，在設(shè)計(jì)完儀表后，組織學(xué)生交流，每人介紹自己設(shè)計(jì)的思路、意義、作用和使用環(huán)境等。通過(guò)交流，同學(xué)開(kāi)闊了設(shè)計(jì)思路，加深了對(duì)儀表作用原理的理解，之后再進(jìn)行第二輪儀表設(shè)計(jì)，大家對(duì)儀表的設(shè)計(jì)有深刻的理解和印象。儀表是大家經(jīng)常見(jiàn)到的一種常用的設(shè)備，看似簡(jiǎn)單，但真正開(kāi)始設(shè)計(jì)，才能發(fā)現(xiàn)其中需要解決的各種尺寸關(guān)系、顏色配比問(wèn)題，通過(guò)兩輪設(shè)計(jì)學(xué)生在繪圖、配色、比例關(guān)系、美學(xué)素養(yǎng)等方面有提高，體會(huì)出儀表設(shè)計(jì)中的奧妙。
三、正反方辯論
在工業(yè)造型設(shè)計(jì)的美學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)時(shí)，涉及比例與尺度、對(duì)稱(chēng)與均衡、穩(wěn)定與輕巧、節(jié)奏與韻律、統(tǒng)一與變化、主從與重點(diǎn)、調(diào)和與對(duì)比、過(guò)渡與呼應(yīng)、比擬與聯(lián)想、單純與和諧等十個(gè)既對(duì)立又統(tǒng)一的概念，這些概念有的每一對(duì)概念既相互關(guān)聯(lián)近似，又有很大差異，短時(shí)間理解和記憶有一定難度，為此每一對(duì)概念請(qǐng)兩個(gè)同學(xué)結(jié)合自己的經(jīng)歷和體會(huì)，談其中一個(gè)概念的優(yōu)點(diǎn)、用途等，相互辯論，如兩個(gè)同學(xué)辯論調(diào)和與對(duì)比，一個(gè)同學(xué)認(rèn)為設(shè)計(jì)中應(yīng)多采用調(diào)和的表現(xiàn)方法，另一個(gè)則認(rèn)為在設(shè)計(jì)中采用對(duì)比的方法能帶來(lái)視覺(jué)沖擊，給人留下深刻印象，經(jīng)過(guò)這樣的熱烈辯論，大家對(duì)這些概念理解深刻、記憶牢固。在課堂上辯論讓學(xué)生在相互爭(zhēng)論中及時(shí)找出辯論對(duì)方論點(diǎn)中的漏洞和邏輯錯(cuò)誤，把自己的觀點(diǎn)有條理地展現(xiàn)給大家，提高了思維敏捷能力和邏輯分析判斷能力。
四、實(shí)物制作
構(gòu)成是形態(tài)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，構(gòu)成包括平面構(gòu)成、立體構(gòu)成和色彩構(gòu)成。構(gòu)成是研究物質(zhì)世界形態(tài)要素及其組合規(guī)律的科學(xué)。它不以客觀物象為模特進(jìn)行寫(xiě)生，而是從造型要素入手，把客觀物象分解為點(diǎn)、線、面、體，然后按照一定的秩序重新組合，構(gòu)成一新的形態(tài)。構(gòu)成與設(shè)計(jì)是有區(qū)別的。構(gòu)成研究的內(nèi)容是涉及各個(gè)藝術(shù)門(mén)類(lèi)之間的、相互關(guān)聯(lián)的形態(tài)因素，從整個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中抽取出來(lái)，專(zhuān)門(mén)研究它的視覺(jué)效果和造型特點(diǎn)，從而做到科學(xué)、系統(tǒng)、全面地掌握形態(tài)。構(gòu)成能為設(shè)計(jì)提供廣泛的發(fā)展基礎(chǔ)。構(gòu)成的構(gòu)思不完全依賴(lài)于設(shè)計(jì)師的靈感，而是把靈感和嚴(yán)密的邏輯思維結(jié)合起來(lái)，通過(guò)邏輯推理，并結(jié)合美學(xué)、工藝、材料等因素，確定最后方案。構(gòu)成是包括技術(shù)、材料在內(nèi)的綜合訓(xùn)練。在構(gòu)成過(guò)程中須結(jié)合技術(shù)和材料考慮造型的可能性。因此，作為設(shè)計(jì)師來(lái)講，不僅要掌握造型規(guī)律，且要了解或掌握技術(shù)、材料等方面的知識(shí)和技能。構(gòu)成的特點(diǎn)和技能必須通過(guò)實(shí)際的設(shè)計(jì)和制作才能深刻理解和掌握。布置學(xué)生制作實(shí)物，學(xué)生利用一切可以利用的材料，如紙張、木板、一次性筷子、易拉罐和礦泉水瓶等進(jìn)行構(gòu)成制作，包括平面的、立體的，所有的制作帶到教室展示交流，并評(píng)選最佳作品，取得較好的效果。通過(guò)實(shí)物制作，動(dòng)手能力得到鍛煉，制作的作品形態(tài)各異，豐富多彩。
通過(guò)對(duì)《人機(jī)工程與造型設(shè)計(jì)》教學(xué)方式的改革，改變了老師講、學(xué)生聽(tīng)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，采用學(xué)生演講、設(shè)計(jì)、辯論、實(shí)物制作等教學(xué)方法，學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握有較大的提高，表達(dá)能力、邏輯分析能力、思維敏捷水平、動(dòng)手能力得到加強(qiáng)提高，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力，取得較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
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大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)有以下學(xué)習(xí)內(nèi)容：
主干學(xué)科：機(jī)械工程，藝術(shù)學(xué)。
主要課程：力學(xué)，電工學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，工業(yè)美術(shù)，造型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，工程材料，人機(jī)工程學(xué)，心理學(xué)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)，環(huán)境設(shè)計(jì)。
主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)：包括軍訓(xùn)，金工，電工，電子實(shí)習(xí)，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)，社會(huì)實(shí)踐，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)論文等。
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關(guān)鍵詞： 人類(lèi)工效學(xué)；設(shè)計(jì)；SolidWorks；CATIA
中圖分類(lèi)號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2012）06-0119-01
0 引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在概念設(shè)計(jì)階段使用三維數(shù)字化人機(jī)工程設(shè)計(jì)是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的必然要求。以人體參數(shù)為基礎(chǔ)建立的數(shù)字人體模型是描述人體形態(tài)和力學(xué)特征的有效手段，是研究、分析、設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)人機(jī)系統(tǒng)不可缺少的測(cè)量和模擬工具。目前可進(jìn)行人機(jī)工學(xué)分析的軟件較多，本文嘗試以SolidWorks和CATIA這兩種三維軟件為例來(lái)探討計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在人類(lèi)工效學(xué)方面的應(yīng)用。
1 建立模型的思路
由于SolidWorks軟件基于具體的尺寸繪制草圖完成建模，然后通過(guò)在裝配體文件中添加幾何關(guān)系組成完整的人體模型。所以在創(chuàng)建之前需要計(jì)算出各個(gè)人體百分位所針對(duì)的主要部位尺寸。筆者首先進(jìn)行了油田作業(yè)工人的人體測(cè)量工作，由于人體測(cè)量中所得到的測(cè)量值，都是離散的值隨機(jī)變量，大多數(shù)都符合正態(tài)分布(高斯分布)規(guī)律，因而可根據(jù)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而獲得所需群體尺寸的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和特征參數(shù)[1]。
通過(guò)實(shí)際測(cè)量，利用上述方法可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)人體尺寸百分位5%、10%、50%、90%、95%共5組模型尺寸。由于所有部位零件都使用了SolidWorks的配置功能，所得到的最終模型通過(guò)選擇不同配置就可以改變各部位的尺寸比例。
CATIA與SolidWorks不同，它具有專(zhuān)門(mén)的人機(jī)分析模塊，還提供了美國(guó)、加拿大、韓國(guó)、日本和法國(guó)的人體模型數(shù)據(jù)庫(kù)，遺憾的是沒(méi)有中國(guó)的人體模型。這里筆者依據(jù)韓國(guó)人人體模型的各部位比例和測(cè)量參數(shù)，通過(guò)修改模型庫(kù)中韓國(guó)人的相關(guān)參數(shù)[2]，還可以建立針對(duì)目標(biāo)人群的文件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1所示，當(dāng)定義完人體模型相關(guān)數(shù)據(jù)后導(dǎo)入CATIA的人體模型庫(kù)，然后再確定要建立的人體模型的父系產(chǎn)品、人體模型名、性別、百分?jǐn)?shù)，就能生成中國(guó)地區(qū)的虛擬人體模型[3]。
2 人機(jī)優(yōu)化方法的不同
使用SolidWorks筆者建立了一個(gè)操作平臺(tái),這里對(duì)于操控域設(shè)置為站姿操作方式來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。以空間分析為例，根據(jù)人機(jī)工學(xué)對(duì)站姿操作評(píng)估的需求，作業(yè)面高度同作業(yè)姿勢(shì)有關(guān)。一般在站姿作業(yè)時(shí)，身體向前或向后傾斜以不超過(guò)10°～15°為宜，工作臺(tái)高度一般為操作者身高的60％左右。當(dāng)臺(tái)面高度為900mm～1100mm時(shí)，臺(tái)面處于最佳作業(yè)區(qū)內(nèi)[4]。以此為依據(jù)，可以參考導(dǎo)入的人體模型對(duì)平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化，將作業(yè)人員所處的作業(yè)空間尺寸設(shè)定為1100mm*900mm的空間，滿(mǎn)足作業(yè)崗位中橫向活動(dòng)間距大于1000mm的要求，參考建立的人體模型還可以近一步設(shè)定操控臺(tái)面的最低線距離操作站立面的距離為1135mm，由于操控臺(tái)平面為坡面，最高處與最低處的高度差為111mm，則可以算得操控平面中線距離作業(yè)站立面的高度為1191mm，在身高60%的比例高度稍微偏高處，在軟件中完全適合我們所測(cè)得的平均身高為1753mm的華北地區(qū)作業(yè)人員使用。操控臺(tái)寬度為540mm，與虛擬人體模型肩寬接近，兩側(cè)各多出83mm。這樣作業(yè)者作業(yè)時(shí)手臂減少橫向的施力，可以降低肌肉疲勞。依據(jù)以上人機(jī)工學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，我們最終完成的操控域的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。
這里我們將修井機(jī)的操控域設(shè)計(jì)為室內(nèi)坐姿作業(yè)方式。CATIA也具有獨(dú)立建模的能力，首先對(duì)操控域進(jìn)行建模，然后導(dǎo)入建立好的人體模型。在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)姿勢(shì)有了充分了解后，可以利用約束工具進(jìn)行身體部位與其它虛擬物體的定位，利用干涉檢查和終止干涉來(lái)避免虛擬人體模型的身體和虛擬物體的重合，使人體模型姿勢(shì)符合作業(yè)姿勢(shì)。
由于CATIA具有人體模型姿態(tài)分析（HPA）模塊，所以我們可以直接針對(duì)這一坐姿，利用CATIA的姿態(tài)評(píng)估大腿與小腿夾角的舒適度為92.6%。同理對(duì)其他模型部位進(jìn)行評(píng)估。以這一坐姿為依據(jù)，我們可以調(diào)整操控域的座椅以及作業(yè)臺(tái)的具體尺寸，使得操控域滿(mǎn)足作業(yè)人機(jī)舒適性的要求。
3 結(jié)論
在對(duì)操作平臺(tái)操控域兩種不同方案的人機(jī)優(yōu)化過(guò)程當(dāng)中我們可以得到以下結(jié)論：SolidWorks和CATIA雖然都能進(jìn)行三維建模，但是在建模方面SolidWorks采用參數(shù)化驅(qū)動(dòng)模型，用數(shù)值參數(shù)和幾何約束來(lái)控制三維幾何體建模過(guò)程要更加簡(jiǎn)便易行，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不符合人機(jī)工學(xué)要求的尺寸時(shí)可以及時(shí)修改。其不足之處是當(dāng)人體模型建立完成之后沒(méi)有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的人機(jī)分析模塊對(duì)方案進(jìn)行智能化分析，需要借助工程圖和零件圖依據(jù)人機(jī)工程學(xué)的人機(jī)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)人工調(diào)整。而CATIA雖然在所建立模型的編輯和調(diào)整上不如SolidWorks便捷，但是它擁有專(zhuān)門(mén)的人體模型構(gòu)造（HBR）模塊和人體模型姿態(tài)分析（HPA）模塊，可以很快地對(duì)所需作業(yè)姿勢(shì)進(jìn)行優(yōu)化評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果以分?jǐn)?shù)來(lái)顯示清晰明了。
通過(guò)以上比較我們可以總結(jié)出這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)思路，如果結(jié)合兩個(gè)軟件各自的優(yōu)勢(shì)，利用SolidWorks對(duì)操作平臺(tái)進(jìn)行建模工作，然后使用CATIA軟件確定最佳的作業(yè)姿勢(shì)，最終以這一姿勢(shì)所需要的具體人機(jī)尺寸來(lái)修改SolidWorks中建立的操控域模型，這樣整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程會(huì)更加便捷有效。
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