人体工程学1

人体工程学环境艺术教研室田雅星中国的城市街道到底有多不安全北大教授实地调研杭州不想让人走的路我第一次走进这个广场的时候，一下就被这样的韵律所感动了。等我顺着阶梯爬到广场最高处，一回头突然发现所有的阶梯都消失了。你们想象一下，在那么强烈的阳光下，或者是在晚上，这个广场能够正常地使用吗？这是中国最有名的步行商业街之一，非常漂亮。但是我们每向前迈进一步，都要担心自己的脚趾，担心自己的高跟鞋。我们每向前迈进一步，都要担心下一秒钟你的人在哪里。有的广场很漂亮，它的铺装方式，是用粗糙磨砂的石材和磨得非常光滑的反光石材拼接而成。有一次，我正给学生讲解这个广场，有一个老太太过来说，你们的老师讲得对，去年下雪的时候，我要穿过这个地方，我使尽浑身解数，最后还是把自己的髋关节给摔折了。这是一个大学的教学楼，而且是一个设计学院的教学楼。我被邀请到这个学校去做讲座，讲完之后我准备从一栋教学楼去另外一栋教学楼。我实在被这样的设计给雷倒了，因为根本不知道应该怎么走路。我不知道大家喜不喜欢这样的宣传标语，反正我是从来没有觉得它们有什么作用。这位女士在非常优雅地从这个地方绕过去，其实只要稍不留神，她的头就会碰着铁杆。这是我自己居住的一栋楼，这栋楼的设计符合所有的建筑规范。有一天，我回家看到一个老奶奶扶着右边的护栏，她的孩子搀扶着她，把她送上楼梯，然后再回过去推着轮椅从旁边的无障碍通道上去。我很好奇，于是就问他，为什么你不用无障碍通道？他说我妈妈刚刚出院，这个无障碍通道小锯齿状的设计，老人的身体受不了。我们有许多城市有无障碍设计，可是我们忘了真正需要使用无障碍通道的人的身体状态会是什么样子。这是个五星级的宾馆，远远地可以看到那儿有一个厕所的牌子。然而，人进去之后就发现牌子消失了。你们可以想象，如果男同志走进了女厕所会有什么样的风险。我们的环境如此凶险，但是为什么看不到受害者呢？我必须思考的一个问题是，他们的善良为什么没有换来安全、舒适与方便？所以我决定带着我的学生把找感觉开成一门课。每年，我都会和学生一起租上轮椅车、拐杖、婴儿车，穿公园，走大街。我们发现，我们的城市、我们的公园，寸步难行教学内容•第一章绪论•第二章人体工程学基础•第三章人与环境•第四章人体工程学的设计应用第一章绪论•第一节人体工程学概述•第二节人体工程学的发展历史•第三节人体工程学的研究内容和研究方法•第四节人体工程学的应用•案例：坐过火车硬座的人都知道，椅子的角度几乎是90度，尤其是坐长途汽车的人，时间长了腰酸背痛，很不舒服。•设想解决方法：椅子都互相旋转一个角度，不是相互靠在一起，也解决了和陌生人面对面的尴尬。(1)曲线合理,充分考虑了头枕、肩靠与腰靠的定位及性能。(2)采用座垫前移式,旅客后躺时,座垫与靠背一起移动,自然方便。(3)茶桌板保持独立定位避免前排躺下时受干扰,提拉式设计支撑稳定、收起方便。(4)扶手造型符合人体工程学,向上翻起时占用空间小。(5)脚踏装置位置合理,占用空间小,方便实用。(6)骨架采用铝合金铸造焊接而成,重量轻、外观处理适当。(7)采用机械管簧,实现座椅在倾角范围内任意定位。•案例：我们每天都用的牙膏盒不合理。挤出牙膏的口都是O型的，容易掉落。造成浪费。还有那个出口区的胶往往很硬，造成剩很少牙膏时，很难挤出牙膏。•设想解决方法：应该设计成矩形的，这样跟牙刷及牙齿都成平面接触会利用率提高。可以把牙膏盒应该设计成透明的，这样看到里面的牙膏还有多少，不会造成里面还有牙膏就丢掉。•案例：•我们用的鼠标一般都是有很长的线，使用起来很是不方便，偶尔还会和其他的数据线缠在一起，而且一团乱的线让人看了心情很是不好。•案例：我们常常能遇到这样的设计，一步跨一个太娘，一步跨两个会很难走。但是大部分强迫症患者们又不能不走，致使这样的设计极为鸡肋。•设想解决方法：？？？案例：普通花盆较轻的还好搬运，但是较为重的花盆，很难搬动，而且容易使得人没有下手的位置案例：普通茶杯，携带不方便，对环境要求很高，而且有浓浓的中年气息。设想解决方法：适合青年人的茶杯案例：工业设计R1原子城市城际有轨电车列车和站台设计案例分析：思考薯片盒子设计的问题在哪里？案例分析：思考雨伞设计的问题在哪里？案例分析：思考下特殊人群的特殊需要？插播内容：设计的基本步骤明斯克单身程序员的个性公寓公寓位于白俄罗斯的明斯克，屋主是位年轻的单身程序员，因工作原因会再次居住几年，他希望空间设计可以在整洁舒适的前提下，添加些帅气的工业元素。以灰白二色贯穿整个空间，色彩的对比也让空间简单充满个性，以木质元素增添空间柔和感，卧室的图案也是出自屋主之手，这样的程序猿，是不是让你一改往日映像？怎样创造更多空间？PKMN让床、书架都动起来总是觉得家里太小施展不开？PKMN建筑团队在西班牙马德里的这个改造项目或许能给你一点启发。在这间面积不大的公寓里，建筑师用定向刨花板打造了三个“顶天立地”的大柜子：它们既是书架、储藏柜，又可以打开成为工作台，甚至还有一张床隐藏在里面。通过天花板上的滑槽和柜子下的滑轮，这三个大柜子可以根据需要挪动，为吃饭、小聚、睡眠等活动腾出空间。第一节人体工程学概述1、人体工程学国际上较常见的名称人类工效学人的因素人类工程学工程心理学其他：人-机-环境宜人设计人间工学•2、人体工程学的定义•人体工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生物学和心理学等方面的因素（研究对象），研究人和机器及环境的相互作用（研究内容），研究在工作中、家庭生活中与闲暇时怎样考虑人的健康、安全、舒适和工作效率的学科（研究目的）。第二节人体工程学的发展历史•1、人体工程学的形成、发展和学科思想的演进•第一阶段：对劳动功效的苛刻追求—人体工程学的孕育•第二阶段：二战中尖锐的军械问题—科学人体工程学的诞生•第三阶段：向民用品等广阔领域延伸—人体工程学的发展和成熟•第四阶段：对工业文明的反思与可持续发展—现代人体工程学•F.W.泰勒美国工程师••开创：时间与动作研究•铁锹作业实验•砌砖作业实验（吉尔布雷斯夫妇）•著作：《疲劳研究》•闵斯特伯格美国哈佛大学心理学教授•著作：《心理学与工业效率》•德国出生的美国心理学家工业心理学的主要创始人被称为工业心理学之父也是美国心理学界中因政治事件引起争议的人物之一人适应机器•人体工程学第一阶段的其他发展：•A：1915，英，成立“军火工人保健委员会”：研究生产•工人的疲劳问题•B：1919，更名为“工业保健研究部”：开展有关工效问•题的广泛研究，内容包括作业姿势、负担限度、男女工•体能、工间休息、工作场所光照、环境温湿度以及工作•中播放音乐的效果等。•二战期间，由于战争的需要，军事工业得到了飞速发展，武器装备变得空前庞大和复杂。由于设计不当和缺乏训练，无法使人适应不断发展的新武器的性能要求，导致了较多意外事故的发生，这使人们意识到“人的因素”的重要性，意识到只有工程技术知识是不够的，还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物力学等学科方面的知识。于是人机关系的研究进入了一个新的阶段，即从“人适机”转入“机宜人”的阶段，科学人体工程学应运而生。机器开始适应人标志着人体工程学的发展人与机器互相适应、人与机合理分工。理论趋于成熟•A：20世纪五六十年代，人体工程学研究应用局限于军事工业和装备•B：随后，便延伸到民用品等广阔领域：家具、家用电器室内设计、医疗器械、汽车、民航客机、飞船宇航员生活舱、计算机设备与软件、生产设备与工具。•C：“舒适”、“付出最小”理论出现•D：机器设计必须适应人→人－机－环境系统的优化人—环境—机器之间适应关系：环境人机器适应•2、人体工程学在中国的发展•A：1935年——陈立、周先庚在清华大学研究过工作疲劳、劳动环境等问题。•B：20世纪60年代——对信号、仪表等做过人体工程学方面的研究。•C：1985年——中国人类工效学标准化技术委员会成立。•D：1989年——成立中国人类工效学学会。第三节人体工程学的研究内容和研究方法•研究内容：人-机-环境•1人的因素：人体尺寸参数、人的机械力学参数、人的信息传递能力、人的可靠性及作业适应性、人的生理及心理需求、对社会环境的感受性、人的习惯个体差异。•2机的因素：操作控制系统、信息显示系统、安全保障系统、家具设备等。•3环境因素：物理环境、化学环境、心理环境、社会环境、特殊环境•4综合因素：人机间的配合与分工、人机信息传递、人的安全防护第二章人体工程学的基础•第一节人体运动能力•第二节人体测量基本知识•第三节人的感觉与知觉肢体的出力范围第一节人体运动能力静态肌肉施力动作的灵活性和准确性作业姿势疲劳研究人的一切活动都是由人体的运动系统实现的。运动系统由三个主要部分组成：骨、关节和肌肉，即骨骼肌。运动系统的运动作用是肌肉收缩牵动骨绕关节的转动。所以人体活动的能力决定于肌肉。骨骼肌｛肌肉骨与骨骼关节肢体的出力范围肢体的力量来自肌肉收缩，肌力的大小取决于生理因素的机能状态、肌肉对骨髓发生作用的机械条件。右表为20-30岁青年男女身体主要部位肌肉所产生的力。（一）坐姿手臂操纵力下图为坐姿时手臂在不同方向的操纵力（中等体力男子）（二）立姿手臂操纵力立姿直臂时手臂操纵力的一项实验结果见图。（三）握力男子优势手的握力约为自身体重的47%-58%,女子约为自身体重的40%-48%。所有肌力均随施力时间加长而逐渐减小。例如某些肌力持续到4分钟时，就会衰减到1/4左右，肌力衰减到1/2所持续时间，对多数人是基本相同的。（四)坐姿时足的蹬力足的蹬力大小与人体姿势、足的位置方向有关。若坐姿有靠背支撑时可产生最大的蹬力。下图为不同体位的足蹬力。与垂线成70度方向的蹬力最大，此时大小腿夹角140-150度。右：2570N，左2364N，男女。避免静态肌肉施力的几个要点：1、须避免弯腰或其他不自然的身体姿势。2、避免长时间的抬手作业。3、选择坐着而不是站着工作。4、双手同时操作时，手的运动方向应相反或者对称运动。5、作业位置（台面或作业的空间)高度应按工作者的眼睛和观察时所需的距离来设计。6、常用工具，如钳子、手柄、工具和其他零部件、材料等，都应按其使用的频率或操作频率放在人的附近。7、支持肢体，并尽可能利用重力作用。动作的灵活性｛反应时间动作频率动作速度（速度范围几毫米-800毫米/秒。手50-500mm/s平均。）动作的准确性：从动作形式、速度和力量三个方面考察动作准确性。动作方向错误，动作量过大或过小，都将产生不准确的动作。1、刺激的数目越多，反应越慢。2、刺激强度越大，反应时间越短。3、触听视觉反应时短，味觉反应时长。（脸、手反应时短，脚反应时长）每秒钟或每分钟动作重复的次数称为动作频率。作业姿势：立姿、坐姿、卧姿确定作业姿势应遵循的原则：1、操作者的作业姿势一般以坐姿为好，其次是坐-立姿。当工作过程非立姿不可时，才选择立姿。2、应尽可能地使操作者采取平衡姿势，避免因作业姿势不当而给肌肉、关节和心血管系统造成不必要的负担。3、作业过程中，应使操作者能自由地变换多种体位，尽可能地使操作者身体处于舒适状态。当强制保持的姿势无法避免时，应设置适当的支撑物。4、确定作业姿势应与肌力的使用以及作业动作相联系，三者应相互协调。疲劳研究疲劳分类：肌肉疲劳、精神疲劳、生物疲劳（周期性疲劳,常说的大姨妈大姨夫）引起疲劳原因：超生理负荷、工作单调、环境不良、精神因素、身体状况不好、人机工程设计不合理。降低疲劳的措施：1提高作业自动化水平、2正确选择作业姿势和体位、3合理设计作业中的用力方法、4改善作业内容，避免单调重复性作业。•1、人体测量•2、常用人体尺寸及应用范围第二节人体测量的基本知识•一、人体测量的目的：•在进行人体工程学研究时，为了便于进行科学的定性定量分析，首先就要获得有关人体的心理特征和生理特征的数据。简单讲就是为研究者和设计者提供依据。•二、人体测量的内容：•1.形态测量•以检查人体形态的方式进行测量，主要内容有长度尺寸、体型、体积、表面积等。•2.运动测量•在人体静态形体测量的基础上，测定人体关节的活动范围和肢体的活动空间，如：动作范围、动作过程、形体变化等。•3.生理