人机工程学和产品设计论文河北科技大学

人机工程学和产品设计

学院机械工程学院

班级机械125班

学号120503236

人机工程和产品设计

前言

通过学习人机工程学这门课程,自己了解了人机工程学的发展历史,在产品设计中的重要作用,及未来的发展趋势。通过短短八个星期的课程，也就只能学习到人体工程学的一些皮毛而已，然而就是这些知识，给与我们足够的专业指导，使我们在专业的学习上找到了重点和对专业的深刻认识，推翻了我们对设计的懵懂幼稚的看法，走上了学习，而且是深刻学习设计的正路。结合这学期学习知识自己分析在产品设计中的人为因素。

人机工程学的定义及基本原理

人体工程学是20世纪40年代后期跨越不同学科和领域，应用多种学科的原理、方法和数据发展起来的一门新兴的边缘学科。能提高人的工作效率，同时创造舒适和安全的劳动环境，保障劳动人民的健康，使人在生理上和心理上都得到全面发展。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，家庭生活中和闲暇时间内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。

人机工程学的范围是很广泛的，其基础学科是研究人的生理、心理。就是实用科学，把技术科学直接应用的实际的操作之中，也是人体工程的本源之处。人机工程学以人为最根本、最直接的研究、服务

的对象，所以一切信息必须从人的自身中去获得，综合了这些信息才能做出判断。人类工程学是与人相关的科学信息在对对象、体系和环境进行设计中的应用，它涉及到人类生活的方方面面。理想的设计应当在工作体系、运动、休闲、健康和安全等诸多方面充分体现人类工程学的原理。

人机工程学的特点是在认真研究人，机，环境三个要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究，在人机工程学中将这个系统称为“人—机—环境”系统，这个系统中，人，机，环境三个要素之间相互作用，相互依存的关系决定着系统总体的性能，人机工程是科学地利用三个要素见的有机联系，来寻求系统的最佳参数。

人机工程学在产品设计中的应用

２１世纪生产力急速发展，工业产品在达到其主要功能的基础上，人们更加注重产品在使用过程中的舒适性和便捷性，人机工学的应用越来越成为产品在竞争中重大优势。越来越多的设计者更加注重人为因素在产品设计的作用，下面我为大家简单介绍两种运用人机工程学设计的成功产品。

众所周知，超市手推车的功能主要是是供人在超市购物时运载货物，方便取拿且舒适性能较好，以方便顾客购物。就发挥超市手推车的功能作用而言，把人和超市手推车看成是一个系统整体是完全合理的。因此，人在购物推车时就组成了人——手推车系统。车

轮、车架、车筐和车把是手推车的基本组成构架（但基于人性化，丹尼斯超市里的手推车的车况部分还附带了一个小型的可随意开合的儿童座椅，以方便带小孩的顾客购物）。车轮和车架将车筐、车把固定在相互间较为舒适的位置上，一方面保证了手推车的整体性，实现手推车的基本购物功能，另一方面，方便顾客取舍，便于取得货物的管理。从人机关系来看，车架、车筐和车把的位置高低和大小，与推车人的身高，推车人手臂的放置及位置，包括身体舒适度都有紧密关系。儿童小座椅的兼顾，不仅为超市提供了更多客源，让顾客觉得更加温馨，更是解决了成年顾客的忧虑。其实，在我看来。儿童也是超市极大的客源，良好的儿童小座椅的设计在解决成年顾客购物问题的同时，也能使这些很小的孩子达到强烈的购物欲望，谁说孩子不爱购物？在生长空间极大的他们看来，一切都是新奇的，所以这一块也是很好的设计空间。

一把好的座椅可以适应改变姿势。软的座垫是需要的，从而减小压力分布的不均匀性。一般座垫高度是25mm。下座椅的高度是很重要的，应该根据工作面高度决定座椅高度，常常出现的错误是从地面起量座椅的高度。决定座椅高度最重要的因素是造成人的肘部与工作面之间有一个合适距离，距离是275±25mm,在这个距离内，大腿的厚度占据了一定高度。95％美国男性和女性的大腿厚度是175mm。当上半身有了好的位置後，再注意到下肢。舒服的坐姿是大腿近乎水准以及两脚被地面所支持。由於考虑到工作面的需要，可能椅子高度造成人脚达不到地面，这时应该使用脚垫。这个尺寸的选择一般应适合

第5百分位以上的人，然而这个尺寸的选择对於固定座椅来说可能会使较高的人不舒服，因此应该略增加3～5cm，根据美国的尺寸男性和女性第5百分位的尺寸分别为39cm和36cm，因此在实践中常常采用43cm的高度，当然，可调节的椅子是最理想的选择。身躯的稳定性大部分是由设计决定的，设计应使得主要的重量是由围绕著坐骨结节的面积来承受。太软太高的座垫造成身体不易平衡和稳定，反而不好。椅子表面的材料应采用纤维材料，既可透气，又可减少身体下滑。不要采用塑胶面，塑胶面不透气，表面太滑，使人穿著感到不舒服。转椅也增加了坐者能伸手达到的范围。转椅还能使坐者接近或者离开工作物件，而不需要前後移动椅子。理想的椅子靠背应该在水准和垂直两个方向均可调节。非常好的设计是，座椅的靠背具有弹簧作用，可以随人体背部的移进移出而相应移动。有的座椅靠背能支援人的肩部，具有较高的高度和呈凹面形状，可以给整个背部较大面积的支撑。如果变成坐姿，大腿向上弯曲，腰部和背部的肌肉张紧了，腰椎曲线变成向後弯曲形状。腰椎骨的前沿彼此相压有相当的压力(50～100kg)，进而压破椎间盘。坐姿的最严重问题是对腰椎和腰部肌肉的有害影响，不正确坐姿不但不能减轻腰的负荷，反而加重了这一负荷。矫形学家使用现代复杂的科学仪器测量了人在不同姿势和坐姿下椎间盘的内部压力变化，结果发现，人体姿势是决定椎间盘内压力的主要因素，椎间盘内压力过高是损坏椎间盘的直接原因。

许多人建议人应直腰坐著，以保持脊柱的自然S形。在人直腰坐著时，椎间盘内压力比弯腰时小。但是，在坐著时适当放松，稍微弯

曲身体，可以解除背部肌肉的负荷，使整个身体感觉舒服。直腰坐有利於降低椎间盘内压力，但肌肉负荷增大，弯腰坐有利於肌肉放松，却增加了椎间盘的内压力。所以，坐姿的问题并不简单，靠背倾角和靠背的形状都可影响椎间盘和背部肌肉。

对人机工程学的发展展望

现在的人体工程学在我们的生活中起着十分重要的作用了，我们不能忽视它的存在，反而应该好好的利用这个学科，做出更多的贡献，为我们的生活，生产，学习，工作服务。人体工程学的教诲使我们这一群懵懂的痴幼之童得到了深刻的认识，使我们明白了这其中的利害关系，充实了思想，开拓了思路，醍醐灌顶，如梦初醒，这才是真正的设计，这才是我们该学会并且要发挥到淋漓尽致的思想设计。

在新的世纪里，我们迎接新的方式来感知世界，人们越来越多的在追求一种新的生存环境和生存空间，毫无疑问，未来的人性化设计具有更加全面立体的内涵，它超越我们过去所局限的人与物的关系的认识，向时间，空间，生理感官和心理方向发展。人性化的设计是最实在，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐的结合，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心。