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人机工程学论文

河南工程学院《人机工程学》考查课

专业论文

论文题目：

人机工程学论文

学生姓名：

xxx

学院：

机械工程学院

专业班级：

机械设计制造及其自动化1142

专业课程：

人机工程学

任课教师：

李坤全

2014年12月12日

人机工程学论文

摘要

通过对家具设计等的人机因素分析，即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析，寻求室内设计与人机工程学的关系，对生活中一些具体产品设计案例的分析来说明了我们在生活中切实接触和运用以及密切相关的事物中所包含的人机工程学因素，并进一步论证目前家具设计中人机工程学应用的一些局限性，即学科内涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以及合理与合情的矛盾，通过对这些应用矛盾的透析，探求出家具设计中人机工程学应用的原则，从而最终为产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路；并进一步阐述在生活中产品设计中应注意及改良的人机工程学的主要方面，指出产品设计必须以创意与革新为首要条件，符合人机工程学原理，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心及对人的安全的重视和保障。

同时这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。

关键词：

人机工程学；家具设计；人性化设计；尺寸；矛盾

ApplicationOfHumanEngineeringInFurnitureDesign

Abstract：

Byfurnituredesignfactorssuchashuman-computerthatscale,form,function,coloranalysisoffourspecificaspectsoftherelationshipbetweeninteriordesignandseekergonomics,forthelifeofsomespecificcasestudiesofproductdesign,clearwepracticalcontactinlifeanduseandergonomicfactorsarecloselyrelatedthingscontainedandfurtherdemonstratesomeofthecurrentlimitationsoftheapplicationofergonomicsfurnituredesign,thatconnotationandcontradictoryobjectives,commonprinciplesandcontradictoryindividualneeds,conflictsandcontradictionsandstatisticalreasonableandsensiblecase,theapplicationofthesecontradictionsbydialysis,andexploretheapplicationoftheprinciplesofergonomicsfurnituredesign,productdesign,andultimatelyforergonomicsapplicationtoexplorearoad;andfurtherelaboratedinlifeshouldpayattentiontoproductdesignandimprovedergonomicsmainaspects,notingthatproductdesignmustbebasedoncreativityandinnovationledtotheconditions,ergonomic,makespersonalizationthedesigntrulyreflectsthepeople'srespectandconcernforthesafetyofpersonsandfortheattentionandprotection.It'salsoattheforefrontofthetrendandthetrendisamanifestationofhumanspirit,peopleandproductsistheperfectcombinationofharmony.

Keywords:

humanengineering;furniture;humanedesign;size;contradiction

前言

这学期我们学习了人机工程学这门课程，从这门课程中我逐渐理解明白，并且深切的感悟到人体工程学与我们专业，设计的相关性。

使我们明白在以后的产品设计过程中应充分考虑人和所设计的产品尺寸及他们所处的环境的协调及统一，提高产品与人之间的和谐关系，尽量满足舒适和安全的使用要求，以实现“以人为本”的人性化设计思想。

随着机械化、自动化和信息化的高度发展，人的因素在产品设计与生产中的影响越来越大，人机和谐发展的问题也就越来越显得重要，人机工程学在产品设计的地位与作用愈显出其的重要性。

短短的一个学期的课程，也就只能学习到人机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加深了对专业的认识，推翻了我们对设计的懵懂幼稚的看法，让我对对设计这一概念上了一个更高的层次。

家具作为一种生活用品，与人有着密切的关系。

不同地区的家具都渗透这各个地区所特有的人文与内涵，在人机工程学的指导下，将现代设计与人文精神结为一体，设计出完美的家具造型。

若想在国内的家具行业占有一席之地，满足消费者多样化、个性化的需要，无疑要重视人机工程学在家具设计中的应用原则与尺度，为人机工程学在设计中的应用摸索出一条正确的道路。

　　通过研究人机工程学在家具设计中的应用，体会其在设计领域中的作用，为人机工程学在设计中的应用探索出一条正确的道路。

此外通过研究家具设计中人机工程的因素，探求人机工程学在家具设计中的应用，总结家具设计在人机工程应用的正确思考方法，进而促进家具设计行业与家具产业的发展。

1家具设计中的人机因素分析

1．1尺度

在家具设计中，尺寸与尺度是最基本和核心的要素。

家具作为一种产品，必定与人体尺寸有着密切的关系，作为一种储物空间必定要适应物的尺度；而作为室内空间的重要组成部分，也必定要适合整个空间环境的尺度要求。

因此家具设计中的尺度设计应遵循的原则是：

（1）适合“人”尺寸；

（2）适应“物”尺度；（3）适合“空间”尺度。

1．2形态

家具形态不同于一般物体的形态，家具存在的目的是供人们使用，所以必定要依附于对某种机能的发挥和符合人们实际操作等要求。

单纯的造型艺术形态很自由，而家具形态设计则不能简单地进行形式创新，因为那会使功能性虚化，其结果只是流于表面，而无法实现实质性的创造。

所以说功能性是家具

形态必不可少的要求。

1．3功能

家具作为一种生活用品，与纯粹的艺术品所不同的是首先应当具备实在的功能，没有功能就无从谈及家具。

如床必须有可卧的平面，柜子用于存放物品，椅子必须具有坐面并且可倚等等。

从某种意义上来讲设计家具就是设计生活，是设计一种生活方式[1]。

如餐桌用于进餐，西餐桌可以是长条状的，因为通常为分餐制，而长条状的餐桌不能适应中国人的聚餐习惯，所以中餐桌通常是圆形或方形的。

因此说，在家具设计中成功的功能设计需要对人类行为与家具的使用特性作科学地分析，从人的整个生理与心理为目标进行动态研究应当成为家具功能设计的指针。

只有在生理和心理上都能满足人们功能要求的家具设计才是真正好的设计。

1．4色彩

家具设计师不仅要运用形态与质感来表现家具设计的风格，而且还要充分利用色彩来表达设计的情调，用色彩语言组成一定的色彩关系，并且利用色彩的适当布局，形成韵律感和节奏感，使其形成一种独特的语言，传递出一种情感，从而达到吸引和感染消费者的目的。

家具设计中的色彩设计还必须考虑各种不同环境下的功能特性，以及不同人群对不同色彩的喜好。

消费者不同的特性，决定了家具色彩喜好的差异：

不同的宗教信仰、文化差异、气候环境以及特定时期的流行色，常常体现出不同消费者的心理状态，以及对社会文化价值观的认同[2]。

家具设计师只有深刻把握住色彩的特性，才能有助于家具设计的色彩运用。

2家具设计的概述

2．1家具设计内涵

家具是人类生活中不可分割的一部分，它是由材料、结构、外观形式和功能四种因素组成，其中功能是先导，是推动家具发展的动力，是其实现功能的基础。

这四种因素相互联系，相互制约。

由于家具是为了满足人们一定的物质需求和使用目的而进行设计与制作，因此家具还具有功能和外观方面的因素。

家具的种类、功能、风格和制作水平等，还反映了一个国家或地区在特定的历史时期人们的生活方式、社会物质文明的水平以及历史文化特点。

2．2家具设计现状分析

中国是一个家具大国，有着很多的家具企业。

但是中国的家具设计却落后于国外的发达国家，目前国内家具设计存在一定的弊端，一是仿照现象严重，照抄照搬国外成熟的家具设计，忽视国内消费者的特定的需求；另一个是将人机工程学僵化的套用，尽管看上去很符合人机要求，但却忽略了设计中的感性因素，也与消费者的真实需求和设计的探索性需求背离。

　　正当国内家具设计行业面临严峻挑战时，国外的优秀设计师已将家具这一生活用品演绎的多姿多彩。

特别是坚持理性文化的欧美国家，他们认为“没就是由视觉、听觉产生的快感”，因此在家具设计上，较重视自我感受的表达，注重人性化和原创的价值。

当然，他们由于受到民族、风俗地域的多种影响，家具的地域特也相对明显。

同时，欧美国家在进行家具设计时多采用新材料、新技术，或多或少的引导着家具设计的潮流发展。

3人机工程学的命名及定义

3.1人机工程学的命名

人机工程学（Man-MachineEngineering）是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。

由于该学科研究和应用的范围极其广泛，它所涉及的各学科、各领域的专家、学者都试图从自身的角度来给本学科命名和下定义，因而世界各国对本学科的命名不尽相同，即使同一个国家对本学科名称的提法也很不统一，甚至有很大差别。

例如，该学科在美国被称为“HumanEngineering”（人类工程学）或“HumanFactorsEngineering”（人的因素工程学）；西欧国家多称为“Ergonomics”（人类工效学）；而其他国家大多引用西欧的名称。

人机工程学在我国起步较晚，目前该学科在国内的名称尚未统一，除普遍采用人机工程学外，常见的名称还有：

人-机-环境系统工程、人体工程系、人类工效学、人类工程学、工程学心理学、宜人学、人的因素等。

不同的名称，其研究重点略有差别。

3.2人机工程学的定义

与该学科的命名一样，对本学科所下的定义也不统一，而且随着学科的发展，其定义也在不断发生变化。

国际人类工效学学会（InternationalErgonomicsAssociation,简称IEA）为本学科所下的定义是最具有权威、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。

结合国内本学科发展的具体情况，我国1979年出版的《辞海》中对人机工程学给出了如下定义，即人机工程学是一门新兴的边缘学科。

它是运用人体测量学、心理学、生理学、和生物力学以及工程学等学科的研究方法和手段，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。

用以设计师操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。

4人体的构造

人体工程学中涉及了人体的构造的知识，这对我们以后从事设计工作有很大的意义，因为只有真正理解人体的构造，才能真正会从人体的角度开始我们的设计，这样做出来的设计，必定是好地设计，符合人体健康和舒适度的设计，才能真正满足人的需求；要想设计符合人的个性设计，不能不先阐述一下人体的构造。

4.1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。

4.2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。

4.3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。

以各种测量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。

了解了这些数据之后，我们在做设计，如室内设计，（人体工程学室内设计以人为主体，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，我们就能够充分的考虑这些因素，做出合适的适当的选择，并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。

例如椅子的靠背如果设计不当，人坐在上面会感觉很累，后背很别扭，长期下去，脊椎可能受到不同程度的损害。

当然也要考虑颜色，色彩及其布置方式，这些都必须符合人体生理、心理尺度及人体各部分的活动规律，以便达到安全、实用、方便、舒适、美观之目的。

如老年人房间的造型要端庄、典雅、色彩深沉、图案丰富等；青年人房间的要造型简洁、轻盈、色彩明快、装饰美观等；小孩房间的要造型色彩跳跃、造型小巧圆润等。

材质的软硬、色彩的冷暖、装饰的繁简等都会引起人们强烈的心理反应。

由此，良好的设计可以减轻人的劳动，节约时间，使人身体健康，心情愉悦，而良好的设计得益于正确地使用人体工程学原理。

工作原理

1人类的作息原理

1.1作息状态

人类的生活方式中、其身躯的轴线是经常变化的，从休息到活动时背部曲线在空间的变化由水平逐步变为垂直。

人体在作息中，有着各种不同的姿势，或站立，或蹲坐，或仰躺，或斜卧直至仰卧。

各种姿势加以分析则有：

从完全活动状态至步行、有依靠及无依靠站立、有依靠及无依靠坐姿、有依靠躺坐（接近完全休息状态）、仰卧至完全休息状态。

1.2作息条件

根据作息状态，我们可以总结出良好的作息条件，以作为家具功能设计的准则。

（1）作息时应使静态疲劳强度降至最低，让各部分肌肉充分放松，同时支撑人的压力得以均匀分布，以减少单位面积的受力强度。

（2）在一定条件下，人的内脏器官会直接间接受到压迫。

因此，在一定的位置上，人体的姿势也很重要，良好的坐姿，睡姿与活动姿势有利于减轻疲劳程度，家具设计应努力让人保持正确的姿势。

（3）工作时为了提高工作效率和质量，减轻疲劳度，应使人与家具处于合理的相对位置。

（4）便于身体移动，人体长时间保持同样的姿势也会时局分区域在压力下呈紧张状态。

（5）怡人的环境能缓解人的心理压力，消除紧张的情绪，有利于人类的身心健康。

2人机工程学在家具设计中应用研究

2.1家具设计中人机因素分析

人的一生至少有三分之二的时间在室内度过，家具在个人家庭、社会的生活空间中有这不可替代的作用，也一直影响着人们的生活质量。

因此，家具设计的任务是以家具为主体，为人类生活与工作创造便利、舒适的物质条件，并在此基础上满足人们的精神需求。

　　家具设计的人机因素主要从人机尺度、形态、功能、色彩这四个方面来进行探索，从不同的角度更好的满足人类生活对于家具设计的需求。

2.2家具设计中人机工程学的应用

从人体工程学的角度考虑，离身体越近的物品就越需要进行费心思的设计。

与人类最接近的物品首先是衣服，其次是家具，再次是与地面、墙壁、顶棚等室内有关的要素。

可是实际情况并非如此，我们可以在衣服和建筑物外观上投入较多的花费，但室内却是马马虎虎。

在室内陈列着的扫把以及用普通价格买来的椅子和桌子，与现代的办公室很不协调。

这也是由不同的生活理念和不同的生活方式而产生的结果。

随着生活水平的不断提高，人们对于生活质量也更加关注，室内的家具和家具的设计更应引起高度的重视。

人体工程学的研究成果也是为解决人与建筑环境、室内的矛盾提供重要的科学依据。

2.3各类家具的人机学分析

（1）座椅类家具设计的人机工程学分析

　　座椅不论是桌高还是座高、座深、靠背及座背夹角，都和人体的尺寸是密切相关的。

椅子可以说是最直接的、最小的人性环境，因此也是美学与科技共同实现的一个载体。

座椅比较复杂，需要适合人体的两种姿势：

直立坐姿和放松坐姿。

例如有研究资料记载：

椅的前缘可以调节125mm，这样可以适合所有成年人。

椅垫应该让人舒服、透气并有磨擦，避免使用粗糙的无定形的织物等等。

这些都是人机工程在座椅类家具设计中的应用可见。

（2）桌子类家具设计的人机工程学分析

　　桌子最主要的功能就是为人们阅读、书写一些办公事务提供载体，办公室工作通常在水平台面上进行，但有研究发现，适度倾斜的台面更适合于这类作业，实际设计中也有采用斜工作面的例子。

当台面倾斜（12°-24°）时，人的姿势较自然，与水平工作面相比，人类的疲劳感与不适感相对减少。

这些都是人机工程学在桌子类家具中的应用。

（3）屏风隔断及其他家具人机分析

　　室内屏风式隔断在不同程度上起到了隔音和遮挡视线的作用，而且还能划分室内的范围和通行通道。

隔断的高度是为了遮挡人的视线，人的体位决定隔断高度。

根据是把隔断一侧坐着的人的视线与另一侧站着的人的视线隔开，还是分隔两侧坐着的人的视线，可以把隔断设计成三种高度。

高的隔断在界定分区时相当有用，但最好能配合较低的隔断，尤其在视觉接触的区域更是如此。

　　另外，一些小型家具也是家具系统中独具魅力的一部分，如移动柜或推柜、移动长柜、桌边柜、移动推车等。

它们的特点是体积小、可自由移动，因此通常作为工作进行时的支援。

这些小型家具与其它家具的可组合性极强，并且节约空间。

3家具设计中人机工程学的局限性

3.1学科内涵、目标的矛盾

人机工程学作为一边缘学科，涉猎的领域是非常厂泛的，其中包括解剖学，心理学、生理学、人体测量学等多门理性科，它是通过实验、统计以及理性的分析最终总结出人体的特性、感知与机能，从而研究人一机一环境之间相互关系的规律，以确保达到人一机一环境系统总体性能的最优化[3]。

也就是说人机工程学是一门自然科学，而其最终的目标是为人类服务，它主要是从人的自然属性采对人进行分析和解剖的。

然而，发展到今天，人是具有双重属性的，即自然属性和社会属性，并且社会属性越采越占据了重要的地位。

在家具设计中，人机工程学完全从理性分析的角度给家具设计以科学依据和理论依据。

然而家具不仅仅是人们日常生活的器物，还是文化认知的现形。

它们所反映的是社会生活的内容、民族的心理、文化的情感、精神的特质和道德的尊重。

不同地域的家具渗透着每个地区独特的人文与内蕴，如中国明代家具，表现了一种中国文人的儒雅、质朴；日式家具，简洁素雅，体现了人与自然的和谐；因此，设计中过于强调人机工程学的理性分析，会导致设计作品人文理念的匮乏，从而失去“灵魂”，使设计流于表面。

3.2共性原则与个性需求的矛盾

所谓共性一般指一类事物普遍具有的属性为具体事物的共性；人类作为一个生物群体，当然存在着一定的共性，人机工程学所研究的人体尺寸、姿态、感觉感知以及心理等都是建立在共性原则基础之上的。

然而每个人作为一个个体存在是具有一定的个体性、独特性，以及与其他个体的差异性的。

在家具设计中，人这一消费对象同样也存在着共性与个性的关系[4]。

随着经济的发展，人们的家具消费观念也日臻成熟，对于家具功能的要求已不仅仅是应付生活机能，还要求具有一定的感性因素。

因此，严格依据人机工学的僵化设计以及抄仿设计，已不能满足人们的多样化、个性化的生活需求。

用精神分析学派的观点考察，消费者所选择的已不单是商品的使用价值，而且还包括其他的“延伸物”，这些“延伸物”及其组合可能各不相同[5]。

因而从理论上看，没有一个消费者的心理是完全一样的，每一个消费者都是一个细分市场。

因此，设计时若严格按照人机工程学所提供的依据来确定家具的尺寸、色彩、形态等因素，就完全忽略了消费者的个性需求。

3.3统计与个案的矛盾

人机工程学通过实验与测量，统计出各种人体特性数据，如人体形态特征参数、人的感知特性、人的反应特性以及人的心理特征等，然而统计出的只是一个群体数据，设计者研究的是设计对象的普遍性，考虑的都是以大多数人群为参考，人作为一个独立的对象，是有着各自的体态特征的，例如，若按人机工程学统计数据，座椅的座高应为400～440ram，座深400～440mm，座宽460mm[6]，然而一个体格超大的人是无论如何也不会感觉到这样的椅子会舒服，而一个过于瘦弱的人坐在上边也肯定找不到应有的安全感，所以说人机工程学统计的数字并不能完全满足各种个案的需求。

3.4合理与合情的矛盾

从人机工程学角度出发，家具设计要满足人的生理、心理要求，从而使人舒适，使人高效地工作或休闲，而从设计的角度出发，家具设计不仅仅包含这些内容，还要考虑家具样式的新颖性，家具对人需求的满足，要对人、技术、市场、社会各方面进行综合考虑与权衡。

而且即使同样针对“舒适、“尺度”等问题，设计中所要考虑的因素也比人机工程学要多。

首先，人的舒适并不完全由生理，心理因素来决定。

地位，权威，流行，需求等因素同样影响着人对一些家具的“舒适感”。

有些家具可能是使用者社会地位的象征，人们有通过使用它向其他人表明自己的社会地位，或争取更高层地位的心理[7]。

例如，法官的座椅一定要有高高的椅背来显示他的威严。

其次，家具的尺度也不是“人体测量”所能完全解决的，还要考虑到使用的环境，风格，具体使用者及姿态变换等因素。

同样是椅子，是躺椅还是座椅，是居家还是办公用，是老年人用迓是年轻人用，椅子的尺度和色彩等都应该是不一样的。

4家具设计中，人机工程学应用原则

4.1指导性原则

家具设计中要考虑的因素远比人机工程学要多，任何成功的设计都是综合考虑人、社会、经济、技术、材料等多种因素的结果，人机工程学只是其中需要的一个重要因素，它只是在家具设计的各个要素中给予理论上的指导。

在进行设计时，选定特定消费群，特定环境之后，在人机工程学的指导下进行人与“物”、人与环境的分析，从而初步确定设计的定位。

设计展开阶段，人机工程学对家具设计的各个要素都有一定的指导作用，在各个要素的确定中，要考虑人机工程学因素，但不能僵硬地套用人机工程学提供的数据以及各种参数。

即便人机关系本身也是包含多方面、多层次的内容的，从流通过程来考虑，我们要考虑运输、销售、使用、维修、回收全过程中可能发生的人机关系[8]。

因此，要求家具设计师在整个家具设计过程中，坚持人机工程学与家具设计的指导与被指导原则，避免僵硬的套用数据及参数，要具有全局观念，分清各种影响因素的主次关系，从而协调好它们之间的关系。

4.2实施与验证原则

在家具设计全过程的各个阶段，人机工程学都是验证家具设计的舒适性、宜人性、方便性以及功能合理性的有力武器。

设计过程中确定最佳设计方案后，要运用人机工程学理论以及人机工程学试验对该设计方案进行验证，验证设计方案的尺寸舒适性、操作方便性、以及宜人性等，并将验证中发现的不合理因素反馈