人体工程学论文实用13篇

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人体工程学论文

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(二)教师

1.教师过于重视理论讲授,教学手段单一,教学中与学生严重脱节,无法激发学生学习兴趣和主动性。究其原因教师与学生课前、课下沟通较少、教师引导激发学生自主研究学习不足等原因。

2.教师过于强调教材,注重理论的全面性,侧重点扩展明显不足,主次内容把握不够准确。究其原因是教师在本课程及其前后开设课程了解不足,导致了课堂上内容重复、或者涉猎不足等问题。

3.教师教学中实践教学与理论教学处理不当。常常出现理论与实践环节课时分配不合理、理论与实践环节不能同步或者错位、实践教学手段单一、案例剖析不到位等问题。

4.教师教学之余提升自身专业素养不够。凡事浅尝辄止,学术专研缺乏耐心和恒心。

(三)学生

1.积极主动性不够,被动学习情绪明显。究其原因是由于学生阶段性学习专业深入度不够,设计体验不足,影响其对人体工程学在专业领域重要性的正确认识。

2.无法从理论中联系到实践运用。究其原因是许多学校对人体工程学重视不够,然后错误地反应在教师的教学中,直接影响了学生对待课程的态度。许多教师把人体工程学作为一门理论课来讲授,最终以理论考试的方式作为结课考核。导致的结果是学生一开始就把精力用在备考上,对相关概念和知识只停留在记忆阶段而不是理解和掌握。

3.基础不足,价值观有余。我国大部分艺术类考生的理科基础、逻辑思维能力普遍较差,思维方式较感性,然而《家具设计与人体工程学》这门课程理科属性倾向较重,让很多学生望而却步。加上大部分艺术类考生自入学前价值观就出现了偏颇,他们认为上大学就是为了混文凭、考证书,至于专业好不好无所谓。这样一来《家具设计与人体工程学》这种课程很容易被学生忽略掉,表现为测试作弊、设计作业马虎应付。

(四)课程环境

课程环境对于一个专业、一门课、一位老师、一个学生来讲都是相当重要的。以家具设计与人体工程学为例,在学校专业成立初始,课程环境几乎为零。那时候如果老师上课连多媒体教室都无法实现,那么当量的优秀案例图片改如何向学生展示并讲解。家具设计与人体工程学这门课程重点在培养学生的家具设计造型能力,培养学生适应在“适合人的尺度”的思维模式下进行家具设计创作,所以教学的重点应该是突出体验教学。这种体验教学,不能局限在学生的想象阶段,不能仅仅依靠手绘或者电脑模拟效果图的制作来完成的。理想的体验教学应该是学生能在学习课程的时候能超越识记,掌握人体工程学的研究方法,明确设计是为人的设计的真正含义,能够通过图纸把自己的设计很好的表达出来并完成家具1:1模型,然后能充分的调动各感官机能,完成对模型的修改,完善设计。我校地处河南信阳市,2006年艺术系开设了家具设计方向,到今天已经有了8年的光阴。发展八年学校基本建立了美术基础实训室、模型制作实训室、计算机CAD设计实训室、手木工制作实训室等,应该可以说小有所成、初具规模了。但从我校家具设计方向历届毕业生就业调查反馈表来看,凸出问题表现在毕业生岗位概念模糊、岗前紧张、专业能力局限在方案设计和手工模型中、对于家具设计到家具生产过渡断裂等问题。所以学校离培养高度市场适应性应用型人才成功转型还需要走很长一段距离,这需要全校师生以及“多方来助”的情况下才能逐步实现。完整的家具设计课程环境处了学校自身软硬件环境以外,还应该包含校企合作环境、校政扶持和监督环境、校与校来往学习合作共荣环境等。

二、家具设计与人体工程学教学有感

(一)缘起藤和竹

我校西邻“长淮明珠”南湾湖,南望“云中公园”鸡公山,校园内山清水秀,花木交荫,绿围翠绕,景色宜人。山上有丰富的自然资源,其中最多的就是满上的竹林和成片的老树古藤。2012年学校土建动土,建设一些新校施,原本山上的野生的满山竹林和老藤,被一车车的拉往垃圾站焚烧殆尽,在笔者的眼里这是暴殄天物的行径。在家具史上,能工巧匠用老藤和竹子编制出了多少会计人口、流传古今的家具,多少作品在今天的世界非物质文化的收藏典籍中成为经典。回想多年前,大学时期到教师阶段,学生阶段最痛苦的是每次家具设计课都要花好多钱购买各种各样的模型制作材料,但制作出来的模型效果多少会让人联想到水晶宫时期的矫揉造作、粗制滥造的感觉。原因是我们制作模型购买的大部分是模型卡、ABS板、KT板、喷漆、石膏等工业模型材料,它们除了能粗糙的表达出家具设计的造型形态之外,别说结构,就是简单的接缝收口都很难到位的。当然这些材料制作完模型之后,本身材料的固有色是很难看的,没有任何保留的价值,所以还得用喷漆给制作好的家具模型赋予“五颜六色”的外衣。一个个原本制作还算精致的模型,披上喷漆外衣之后,俨然成了一个七彩家具王国。最让师生感觉头大的事,喷漆对环境的污染——刺鼻的气味加上斑驳的漆影到处可见。现在教师阶段强烈的责任感在一次次的逼近,告诫自己不能“重蹈覆辙”。回看我们的祖辈,他们用无数的惊世之作一次次的想我们呈现自然材料的无穷魅力和价值。竹子特有的质地、中空的结构、快速的生长率(竹子2-3年可以成才)、竹黄和竹青的特殊性、竹结之美等等,竹子有太多太多的研究价值。老藤的最大的特点是它的韧度好、质感美、自然古朴形态美。竹子和老藤都不需要喷漆和上色,这也是它们作为家具模型制作最佳材料的优势之一。于是藤和竹的研究首次在家具设计与人体工程学的模型制作上全面展开。

(二)果成竹与藤

家具设计与人体工程学在教学上笔者一改传统教学常态,主张以“理论讲解为辅,团队研究为主”的课程教学方案,事实证明效果很好。以其中“人机工程学与座椅设计”环节为例:

1.全班分位若干小组,每个小组控制在3-5人,落实名单;

2.每个小组至少收集2个较具典型代表的座椅作品,可以市场购买或者家中邻里收集,方式不限;

3.学生陈述作品来源,教师点评,每小组确定2个最典型作品;

4.解构作品,通过对作品的拆解、使用体验,弄清其结构、尺寸、材料、工艺以及作品的优缺点分析,并在A3图纸上表达清楚;

5.完成原始图纸,教师点评,针对优缺点分析,根据人体工程学所学知识,完成设计改良;

6.教师点评,完善改良方案,制作1:1家具模型,材料竹子、古藤。

篇2

人体工程学是一门交叉性很强的基础应用科学,也是指导设计学科进行设计研究的重要科学内容。美国人机工程学专家伍德(charlesCwood)认为人体工程学的定义是“设备的设计必须适合人在各个方面的因素,以便在操作上付出最少能耗而求得最高效率。”我国人体工程学者对人体工程学下的定义是“人体工程学是运用生理学、心理学和其他相关学科的知识,使机器与人相互适应,并创造舒适和安全的环境,从而提高功效的一门科学。”按照国际人体工程学会(InternationalErgonomics Association,简称IEA①)认为:人体工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心里学等方面的因素,研究人和机器及环境的相互作用,研究在工作中、生活中和休假时怎样统一考量工作效率、人体健康、生命安全和舒适程度等问题的学科。②

2 脚型与高跟鞋之间的关系

高跟鞋,顾名思义是指鞋跟非常高的鞋子,一般是指7厘米以上的鞋子。但是由于近年来高跟鞋种类繁多,高跟鞋按高度来分的话,1至3厘米是低跟鞋,4至7厘米是中跟鞋,7厘米以上为高跟鞋;按高跟鞋的鞋跟设计来分的话,分为叠跟、曲线跟、路易式跟、逗号式跟、锥尖跟。

要分析高跟鞋与脚的组合关系,就要先了解人体脚型特征,脚的基本形式由骨骼决定的,脚的骨骼共有26块,包括趾骨、跖骨、跗骨三大部分,其中趾骨14块,是足部运动灵活性最高的部位;跖骨5块,维持着足部运动的平衡性,趾骨和跖骨共同组成趾跖关节,是脚部屈挠最频繁的位置;跗骨7块,贯穿人体重心线,是承受人体重力的主要部位。人脚的26块骨骼与附着在其上面的肌肉,共同支撑着人体直立和推动着人体运动。

与高跟鞋设计有关的足部结构还有足弓,足弓是脚部位的弓状突起,在人运动过程中发挥着重要作用,当足弓受力时,同时足弓会发生变形(图1,图2)。图1为正常脚弓形状,图2为受力后足弓的形状,足弓在人体当中的作用相当于减震器,正常情况下是弓形的,在受力之后会变平,有些扁平足的人足弓是扁平的,所以扁平足的人比正常人更容易觉得疲劳。如果鞋设计不当,会造成穿用时的不舒适感,严重的会导致脚病的产生。例如鞋底凸度过大,会挤压脚弓,穿用者会感到疲劳,如果长期穿用这样的鞋,会使附着在脚弓上的肌肉和韧带受到伤害,造成扁平足,影响人的健康。从舒适性和安全性的角度考虑,鞋的脚弓位置应该加上缓冲和减震装置,在不影响脚弓正常功能的基础上,有效改善穿用性能。

3 高跟鞋的高度与舒适性关系

影响高跟鞋舒适性的因素有很多,其中最明显的就是鞋跟高度。随着鞋跟高度增加,人体重心向前移,前足承受的压力增大。跟高3厘米左右的中低跟鞋把足后跟的压力向前移一部分,分散后足中的压力,对人体是有利的,可以减缓后跟的疲劳。但是跟高达到7cm的高跟鞋的前足中的压力过于集中会造成不舒适。随着鞋的高度的增加,脚掌所承受的压力也就越大,通过图3可以看出。对于舒适保健的鞋跟高度有人认为应该是平底鞋;也有人认为平底鞋有害健康会加大足弓的翻折幅度,存在造成足弓弹性丧失的危险,说法不一;但是通过研究发现舒适保健的不是平底鞋,而是3cm左右坡度的坡跟鞋,使压力稍稍分散。因此越来越多的平底鞋也是会有一定坡度,与完全平底的鞋相比其耐疲劳时间更长。

高跟鞋的舒适度不仅跟高度有关,鞋跟的粗细对压力的分布也会产生很大影响。跟的粗细影响脚掌压力的分散与集中,受力面积越小,压力越大。穿粗跟鞋的时候,脚部跟骨位置很平稳,脚掌的压力也由后跟分担了一步分,而穿细高跟鞋的时候,后跟稳定性没有粗跟的好,从心理角度来说不会把后跟所有的重力放在上面,相对来说还是穿粗跟鞋要更舒适一些。

4 结语

从上面的内容我们已经了解到了人体工程学对于高跟鞋设计应用的重要性,医学和人体工程学证明,穿着高跟鞋对人体有不利影响,但因女性的审美需求高跟鞋不会消失,7至10厘米甚至更高的高跟鞋,依然受到很多女士的青睐,所以要想让高跟鞋与脚进行最舒适的组合,就必须了解脚部的骨骼特征以及影响骨骼受力的鞋的因素。本文对舒适度最高,不利影响降低到最小的高跟鞋设计提供理论参考依据。

注释:①IEA是国际人体工程学会的简称,成立于1960年,先后召开了10多届国际性会议,英、美、德、日、法等许多国家的人体工程学会均与IEA建立了联系。

②刘峰.人体工程学[M].辽宁美术出版社,2008:8.

参考文献:

[1]刘峰.人体工程学[M].辽宁美术出版社,2008.

[2]文化服装学院编(日).王佩国,郝瑞闽,编译.文化服装讲座―――鞋・帽篇[M].中国轻工业出版社,2000.

篇3

人体工程学是一门关于技术和人的协调关系的科学,也是一门多学科的交叉学科。它首先是一种理念,把使用产品的人作为产品设计的出发点,要求产品的外形、色彩、性能等,都要围绕人的生理、心理特点来设计;然后是整理形成的设计技术,包括设计准则、标准、计算机辅助设计软件等;这些设计技术再和特定领域的其他设计技术及制造技术相结合,就形成符合人体工学的产品,这些产品让使用者更健康、高效、愉快地工作和生活。人体工程学研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调,研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域,研究的目的则是通过各学科知识的应用,来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造,使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。

二、概述室内设计

室内设计是指为满足一定的建造目的(包括人们对它的使用功能的要求、对它的视觉感受的要求)而进行的准备工作,对现有的建筑物内部空间进行深加工的增值准备工作。目的是为了让具体的物质材料在技术、经济等方面,在可行性的有限条件下形成能够成为合格产品的准备工作。需要工程技术上的知识,也需要艺术上的理论和技能。室内设计是从建筑设计中的装饰部分演变出来的。他是对建筑物内部环境的再创造。室内设计可以分为公共建筑空间和居家两大类别。当我们提到室内设计时,会提到的还有动线、空间、色彩、照明、功能等等相关的重要术语。室内设计泛指能够实际在室内建立的任何相关物件:包括:墙、窗户、窗帘、门、表面处理、材质、灯光、空调、水电、环境控制系统、视听设备、家具与装饰品的规划。

三、人体工程学为室内设计奠定了基础

人体工程学联系到室内设计,其含义为: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。由于人体工程学是一门新兴的学科,人体工程学在室内环境设计中应用的深度和广度,有待于进一步认真开发,目前已有开展的应用方面如下:(1)为人际交往空间的确立奠定了基础。根据人体工程学中的有关计测数据,从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等,以确定空间范围。(2)为家具、设施的形体、尺度及其使用范围奠定了基础。家具设施为人所使用,因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据;同时,人们为了使用这些家具和设施,其周围必须留有活动和使用的最小余地,这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间越小,停留时间越长,对这方面内容测试的要求也越高,例如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。(3)为室内设计的视觉环境奠定了基础。人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素,人体工程学通过计测得到的数据,对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区域等提供了科学的依据。

四、人体工程学为室内设计要素提供了依据

(1)合理的空间布局。根据人体工程学提供的数据一句,空间的合理分布给人们以美的感受是设计基本的任务。(2)合理的运用色彩。室内色彩除对视觉环境产生影响外,还直接影响人们的情绪、心理。科学的用色有利于工作,有助于健康。(3)合理的采光。人类喜爱大自然的美景,常常把阳光直接引入室内,以消除室内的黑暗感和封闭感,特别是顶光和柔和的散射光,使室内空间更为亲切自然。光影的变换,使室内更加丰富多彩,给人以多种感受。(4)合理的装饰。室内设计根据结构和人的心理需求,结合功能需要加以装饰,可共同构成完美的室内环境。充分利用不同装饰材料的质地特征,可以获得千变完化和不同风格的室内艺术效果,同时还能体现地区的历史文化特征。(5)合理的陈设。室内家具、地毯、窗帘等,均为生活必需品,在符合审美的条件下,结合人体工程学的要求,更能体现其特点和个性。(6)合理的绿化。室内设计中绿化以成为改善室内环境的重要手段。室内移花栽木,利用绿化和小品以沟通室内外环境、扩大室内空间感及美化空间均起着积极作用。

参考文献:

[1]刘峰,朱宁嘉.人体工程学设计与应用[M].辽宁美术出版社,2007

[2]刘昱初,程证渭.人体工程学与室内设计[M].中国电力出版社

[3]张月.人体工程学[M].中国建筑工业出版社

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人机工程学是一门研究人类、机器和环境之间相互作用的学科,它主要目的是为了使设计的机械设备或者人机系统能够满足人的生理和心理特征,使其能够更好的为人类服务。在工业设计中,我们通常将其定义为:对于成批量生产的产品,凭借专业知识、经验以及视觉感受等赋予其材料、结构、色彩等新的品质和资格。人机界面是人和机器在交互过程中非常重要的一个层面,也可以称之为用户界面。它是人和机器之间进行通信的媒介,负责信息的输入和输出,其设计的好坏直接影响用户的使用效果,是现代设计中非常重要的一个方面。

二、GUI的设计及色彩的特征

(一)GUI设计的流程

对于一个完整的用户界面设计包括其启动界面的设计、软件架构设计、相应按钮的设计、面板的设计、菜单的设计以及图标和滚动条的设计等等。跟其他产品一样其设计的过程非常复杂,包括前期的调研、总体设计、具体设计和实施[1] [2],是一个需要循环测试和评估的设计过程。

(二)色彩在GUI设计中的作用

在人机界面使用过程中,色彩对人类的影响最为重要,会受到人们的首先关注,其次才是形状或者其他。所以对于人类来说色彩直接影响着其精神感受,在设计的过程中就要考虑到用户的审美观,使用户在使用的过程中产生舒适感和美感。

GUI的设计可以分为网页和软件两种不同的类型,其设计时对色彩的选择也不尽相同。在网页的色彩设计过程中有很大面积的色块区域,其像素空间也较大,设计师在设计色彩时有较大的发挥空间。但是在对软件的GUI设计时要考虑到工程类的严谨性和专业性,目前大多数采用了灰色作为其背景色,那么对于其图标的色彩设计就会受到很大的限制,且其色彩不宜超过64色。在整个GUI设计中首先要做到简单明了,对用户起到引导的作用,引导用户得到正确的联想和操作。其次还要保证色彩的柔和性,降低不同区域间的对比度,使用户在使用的过程中不会感觉眼睛疲劳。

(三)人机交互界面色彩的选择

在进行人机界面的色彩选择时首先要明确主色调,以体现界面的主题。在工业设计中一般选择浅灰色、浅黄色、浅蓝色以及浅绿色等浅颜色的背景,再配以深色系的字,这样既能够突出重点,又能够得到大多数人的认可。对于人机界面中其他的一些内容不宜选用抢眼的颜色,否则就会喧宾夺主,当然并不是完全不能应用,为了突出强调某些因素可以采用明亮的色彩,但是不能使用太多,否则就会适得其反,达不到强调的效果[3]。

在进行色调选择时一般要考虑一下三点:

1.暖色调一般会给人一种温暖的效果,冷色调则相反,使人感到冷清。

2.高彩度的暖色调给人刺激和兴奋,低彩度的冷色调能够使人平静思索。

3.高明色调使人感觉清爽、明快,低明色调则使人感觉深沉和庄重。

在选择颜色进行背景色搭配时一样不能使用对比强烈的色彩;使用大面积颜色时要选用低对比度的背景,否则会影响其图片和文字的辨别,严重时会发生互溶现象,使图片和文字不容易被辨识。例如在进行标题背景色设计时可以采用较深的颜色,配以鲜明的字体,这样一方面可以吸引用户的注意力,另一方面起到了突出界面主题的作用[4]。

三、人机工程学在GUI设计中的重要作用

设计的目的是为了更好的为人类服务,所以人是设计中首先要考虑的因素。人机工程学也是把人作为第一要素来考虑,它在GUI设计中的作用可以简单的概括为以下三个方面:

(一)提供人体尺度参数。人体工程学是人际工程学中研究中一个重要的方向,为GUI的设计提供人体结构尺度、生理尺度以及心理尺度等相关数据,从而为设计者设计人机界面提供可靠地参考依据。

(二)提供功能合理性设计参数。在设计过程中为设计者提供界面中各个要素的形状、大小以及色彩和布局等的参数,使其能够实现人和机器之间通信功能的最优化,进而最大限度的适应人类心理和生理需求。

(三)提供系统设计的理论依据。人机工程学是研究人和机以及机所处的环境一门科学,人机工程学的原理存在于用户界面设计的每一个过程中。在这个完整的人机系统中系统要能够为用户提供继续、后退和退出等命令的说明[5]。

四、设计实例

在这次设计中我们以一款儿童英语学习软件为例进行,设计了其登陆界面和一系列图标,其界面色彩丰富、图标的可指示性强。

上述图标和界面的设计主要采用了黄色调作为主色调,能够给人一种活泼、灿烂和可爱的感觉。对于儿童英语课程的学习来说其用户主要是儿童,这种色调的选择可以使其在使用过程中感到喜欢,增加了其愉快度,从而能够更好的帮助儿童学习英语。

五、结论

论文以人机工程学为基础,对其在GUI设计中的相关内容进行了阐述,介绍了基于人机工程学的GUI界面设计的方法,并且介绍了色彩在界面设计中的重要作用和如何选择合适的色彩以达到更好的效果。在文章的最后做着还给出了一个设计实例,验证了人机工程软件界面设计方法的指导性。

参考文献:

[1]何晓佑.产品设计程序与方法.北京:中国轻工业出版社,2000.

[2]Jeffrey L.Whitten,Lonnie D.Bentley,Victor M.Barlow.System Analysis and Design Methods. Von Hoffmann Press,1994.

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1 引言

人类工效学是依据人的身体结构、心理状态、生理特种等因素,研究劳动力、生产工具、工作环境等要素与生产效率、产品质量间相互关系的机械工程类分支学科。1961年国际工效学协会在斯德哥尔摩成立后,工效学研究成果中涉及到安全、健康等方面的行业标准,因其现实可行,逐渐被许多国家和地区在实际操作中强制执行。随着人类工效学的深入研究,逐步衍生为人体工程学、人机工程学、工程心理学等多个分支。我国相关研究起步较晚,1980年封根泉《人体工程学》是我国第一本工效学专著。1981年建立“中国人类工效学标准化技术委员会”,并与国际人体工程标准化技术委员会(CIEA)建立了联系。

由于工效学强调良好的人-机-环境系统有助于减少人工失误,能够帮助解决实际操作中人体动作、设备的设计安装运行、环境条件等要素妨害生产效率和产品质量的问题,所以工效学逐步被深入广泛应用于机械产品的设计和制造中。笔者通过文献调查的方法,对汽车组装流水线作业工人工效学的情况,分析如下。

2 资料与方法

2016年9月10日,以“流水线”+“工效学”为摘要词频,通过Cnki及万方数据知识服务平台检索文献论文,共获取18篇相关论文。首先排除Cnki与万方重合的3篇,其次排除和本文研究关联不强的6篇,剩余有效9篇文献。详见参考文献。

下载文献,提取相关数据及结论,进行对比分析。

3 结果

陈泓等,[1]王百负等,[2]朱启星等,[3]研究认为,低头、弯腰、抬手、站立、工作时间率、照度、噪声等工效学指标的严重超标,容易导致慢性肌肉骨骼损伤,影响生产效率和工作质量,应按照有关标准和法规,改进相应的劳动保护和工效学措施。李汉锋等通过企业对人类工效学措施重视程度的调查,也认为应对劳动者作业特点,进行积极的工效学手段干预。[4]刘召杰的研究发现,操作者疲劳与动作稳定性之间,存在着高度的负相关,并给出了一定的数据证明。[5]曹磊进一步认为,在高物理负荷下,更要关注对操作者心理因素方面的积极干预。[6]丁嘉顺从肌电生理方面研究发现,表面肌电法能够测定和反映静态姿势和反复性操作的负荷,或者能够为劳动负荷评价及工效学设计提供新的参考指标。[7]宋宗强的研究结果是,按照动作经济原则,如果通过工序动作的剔除、重排、合并与简化,就使装配线作业均衡率达到有效提高(其具体数据为从62%提高到76%)[8]。

4 讨论

由于汽车组装流水线涉及众多因素,每一个环节因素都会影响和改变个体的现场操作能力以及对系统的适应能力。工效学从操作者的性别、年龄、智力、文化、性格、工作兴趣、技术水平、工作动机、现场工作情绪等各主观因素,研究操作者的工作行为、以及其行为产生差异的各种因素。同时,工效学还对流水线操作者所处环境、工作条件、设备性能等现实客观因素加以研究,且进一步关注团队的人群关系、组织作风等社会性因素。在人-机系统中,人体部位的尺寸比例,人的视觉和听觉的正常生理值及个体化差异,操作时的姿势、活动半径、动作节奏和频率速度、劳动环境条件所引起的工作疲劳度、人的能量消耗和补充等,都直接影响人机系统的运转效率。企业制订的操作规程应符合操作人员的生理和心理特点,符合工效学标准;操作人员也必须严格遵守操作规程,才会更健康安全的操作。

工效学在人-机环境系统的研究中,经历了人适应机、机适应人、人机相互适应几个阶段,现在又已深入到人、机、环境三者协调的人-机-环境系统。随着社会分工精细化,以及经济发展对劳动效率的更快更高要求,工效学又从单纯研究个人生理和心理特点,进一步发展到研究怎样改善人的社会性因素,从提高个体操作能力到提升团队、企业整体操作水平。

李汉锋等研究表明, 通过改进人类工效学措施,科学有效的改变劳动者工作台作业条件和生产环境条件,能有效降低劳动者的职业紧张,降低疲劳度[9]。

通过此次汽车组装流水线作业工人工效学的文献调研,笔者发现,我国对人类工效学的研究成果不足,还不能适应包括汽车组装流水线在内的国民经济各行业对工效学科研成果的需求,应加大对人体功效学科研及实践的研究,为经济社会的发展提供智力和科研保障。

参考文献

[1]陈泓,李序梅,张玉婷等.电视机和有线通讯设备流水线作业工人的工效学调查研究[J].中国安全科学学报,1996,6(04):34-36.

[2]王百负,金书香,张祥春等.汽车组装流水线作业工人工效学调查研究[J].中国安全科学学报,1996(04):40-42,46.

[3]朱启星,余秋月,何玉华等.冰箱生产流水线工人慢性肌肉骨骼损伤工效学研究[J].安徽医科大学学报,1997(03):21-23.

[4]李汉锋,陈建,郑晓钧等.深圳市20家企业人类工效学及劳动者职业性肌肉骨骼疾患现状调查[J].职业与健康,2014,30(16):2230-2232.

[5]刘召杰.精益生产体系中人机工程学的理论研究与应用[J],中北大学,2012(学位年度).

[6]曹磊,杜薇薇,王生.心理因素及物理负荷对职业性肌肉骨骼疾患的影响分析[J].中华劳动卫生职业病杂志,2011,29(03):176-179.

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1 引 言

北京2008年奥运会火炬“祥云”,是全球化时代由中国企业主导的,跨文化背景、多专业协同设计的一个成功范例。这种成功的设计范例,对于如何从绵延千年的华夏文化中汲取创新灵感,从中国制造走向中国创造也具有重要的借鉴意义。本论文从形式美、工艺美、材料美三个方面对北京奥运会的祥云火炬进行了美学分析。

2 祥云火炬的美学分析

2.1 祥云火炬的形式美

形式美基本原理和法则是对自然美加以分析、组织、利用并形态化了的反映。从本质上讲就是变化与统一的协调。它是一切视觉艺术都应遵循的美学法则,贯穿于众多艺术形式之中。祥云火炬整体造型线条流畅,以银红两色为主色,上部以银色为主,下部以红色为主,形体优美修长而略显弯曲。其设计主要通过以下四个方面传达其基本理念:云纹、漆红、人本、科技。云纹是华夏文化的符号特征;漆红是千年的中国印象;人本是细致的人文关怀;科技是艺术与技术的完美结合。

祥云的文化概念在中国具有上千年的时间跨度,其所代表的“渊源共生,和谐共融”的意象是具有代表性的中国文化符号。它是轻盈飘逸、神秘,又能够穿透人心弦的线状形象,是一种不同于西方体量感的艺术元素,富含东方韵味。富有中国文化特色的漆红色的、预示着“祥云升腾”的云纹铭文被雕刻在火炬上半部分银色的铝合金表面上。这些云纹不仅作为千年华夏文明被抽象出来的符号,使整个火炬凝练了厚重的中国文化特色,而且给整个奥运火炬注入了几分轻盈和灵性。

火炬上下按比例均匀分割,祥云图案和立体浮雕式的工艺设计使整个火炬高雅华丽、内涵厚重。它采用了类似纸卷和画轴这一极其富有中国特色的别致造型,将中国古代四大发明之一的纸融入到奥运火炬设计中。灵动别致的纸卷造型的奥运火炬背后蕴涵着千年华夏文化的内涵和对奥林匹克精神的诠释,它既是中国的,也是世界的,巧妙地表达了借奥运火炬向世界传递中国文明的美好心愿,也完美地契合了追求和平、文明、进步的奥林匹克精神,突出了设计的人文主义关怀,传达了一种真实而感人的意愿。

2.2 火炬的工艺美

祥云火炬长72厘米,重985克,燃烧时间长达15分钟,在燃烧稳定性与外界环境适应性方面达到了新的技术高度,能在每小时65公里的强风和每小时50毫米雨量的情况下保持燃烧,真可谓是工艺先进、设计巧夺天工,是我国高科技的浓缩。其工艺美主要体现在两个方面,即加工过程中的精确度、安全性和符合人体工程学。

火炬分为上下两部分外壳、燃烧器和燃料罐几个部分。从正面看是云形,从截面看却是一个心形。这在工艺上是极其微妙复杂的,要求极高的精确度。火炬采用铝合金切削加工薄壁整体内外表面成型,在切削时不允许出差错,如果稍有偏差,缺口就无法弥补。其二是云纹加工程序。设计人员对于云纹加工程序提出了很高的要求,要求加工表面没有杂色和污点,图案腐蚀前的遮蔽工艺不能有问题,否则纹样就会走样、变形。加工好图案后要对图案进行酸碱处理,其后是模具蚀纹工艺。

在20世纪初,英国人泰罗设计了一套研究工人操作的方法。研究怎样操作才能省力,高效,并订出相应的操作制度,人称泰罗制,这是人体工程学的始祖。现代,人体工程学在设计过程中已成为设计师自觉考虑的一个重要因素。这种方法更具科学性,更重视与舒适感相关的各种心理和生理问题。设计可以从人们日常的知觉感受、认知感受、情绪感受出发,分析各种审美需要。

祥云火炬设计中很多地方考虑到了火炬传递者不同的情感需求。通过火炬上的图案、色彩、材料的不同搭配,使得他们产生心理共鸣。因为要满足和适合人体的要求,在祥云火炬设计中充分考虑到了人的因素,首先是尺寸合适、高低合适、方便使用,设计和制作更考虑到安全、效率。例如这个奥运火炬重约985克,而这个重量对火炬手来说是比较适合的,这是因为设计师对它的重量有过深入的分析,不能太轻,拿在手里没有分量,但也不能太重,否则火炬传递者容易感到疲劳。火炬内壁设有隔热层而外面金属表面则喷涂了高触感橡胶漆。经过人机工程学考虑的握柄,使举握舒适的火炬在每一设计细节中诉求着东方文化的特征――细致的人文关怀。再如祥云火炬由于燃料罐里面的燃料是液体,变成气体需要吸收大量的热,使自身温度降低,很容易结冰,甚至冻伤火炬手的手。所以设计了导热棒,把火炬上端火焰产生的热量传导下来,防止燃料罐过冷,这是由于火炬在燃烧时使上热下冷而温差悬殊。

2.3 祥云火炬的材料美

近年来随着地球环境的逐步恶化,人们面临越来越严重的环境危机,绿色设计理念逐渐深入人心。绿色设计是20世纪80年代末出现的一股国际设计潮流。在20世纪60年代末由著名的工业设计师及教育家维可多•佩帕尼克提出。其观点是我们周围的事物都是由设计师创造的,设计师在满足客户和用户要求时不能够仅仅停留于美化作用,更应肩挑起培养和引导人们社会伦理价值及道德的重担。每一个有良知的设计工作者都应该在自己的设计中融入绿色设计的理念,用自己的作品向全人类宣传绿色环保的设计理念,引导大众理性消费,让环保的理念深入人心。而祥云火炬的设计在这一方面无疑是一个成功的典范。

祥云火炬外采用铝合金,通体采用高品质铝合金自由曲面延展成型,这种材质延展性强、重量轻而且光泽度好,经济而又不失现代感。火炬外部表面喷涂了橡胶漆,这种材料多用于日常生活用品,用于火炬尚属首次。火炬的燃料为丙烷,这是一种价格低廉的常用燃料,其主要成分是碳和氢,燃烧后只有二氧化碳和水。以上两种材料都是绿色环保的材料,不会造成污染。它们充分体现了维可多•佩帕尼克提出的绿色设计的理念,表明了我国政府对待奥运会认真办事、节俭筹备的指导思想,体现了绿色奥运、科技奥运的主题。

篇7

人因工程学是研究人—机—环境三者之间相互关系的学科,其研究的目的是设计和改进人—机—环境系统,使系统获得较高的效率和效益,同时保证人的安全、健康和舒适。人因工程属于实验科学或经验科学,建立且运用有关人类能力和行为的资料来设计或评鉴人们所处的环境、所使用的机具设备和工作程序。这些资料大部分来自实验和观察。因此,人因工程是一门实践性很强的一门的学科,且涵盖的内容非常多。人因工程这门学科在课堂理论教学的基础上,其基本知识和基本技能必须通过一系列实验和实践项目加以强化和贯通,实验教学是人因工程教学必不可少的环节。

一、人因工程实验教学存在的问题

人因工程学是工业工程专业的核心课程之一,由于该学科在我国发展时间较短,尚缺少足够的专业实验室和实验设备,目前教学中还存在一些问题,重视理论教学,忽视实验教学。实验教学依附于理论教学,学时少,主要是一些简单的验证实验,学生只是敷衍应付写实验报告,达不到实验的目的。主要表现在以下几个方面:①实验围绕仪器设备开设,项目多而杂,内容综合性差,同理论教学和应用实际脱节。②实验教学方法设计不得当,缺乏设计性和创造性。传统的实验教学方法是“老师做一遍,学生旁边看;学生做一遍,老师认为对就把头点点”,在此过程中,学生完全是被动的,按照老师的思路、方法、步骤去做,缺乏主动性,学生就懒于思考,懒于动手,渐渐地就会对实验失去兴趣。③忽视学生综合能力和创新能力的培养。学生实践机会少,脱离生活或生产实际,学习效果不佳。在学生的作业或小论文中也缺乏运用人因工程学知识或方法去发现、解决生活或企业实践中问题的能力。

二、提高人因工程实验教学质量的建议

1.提高和完善实验设施。要开设好实验课,必须要有完善的、足够的人因工程实验设备。因此,争取学校对人因工程实验室经费的投入,购置相关实验设备。同时教师也要不断提高自己的研究水平,丰富实验教学手段和内容;可以与相关企业建立长期稳定合作的合作关系,获得设备的捐赠。

2.更新实验项目体系。在挖掘现有资源的基础上,对原有实验项目进行了更新和完善,提高了实验项目的针对性和实效性,形成了较为合理的实验项目体系。我校人因工程实验体系主要包括三大块:工作环境测量实验、生理测量实验、心理认知实验。工作环境测量实验主要是用仪器对工作环境微气候环境、照明环境、噪声环境进行测量。生理测量实验主要包括:人体尺寸测量、劳动强度与人体生理特征实验。心理认知实验主要包括反应时和运动时的测量、记忆广度测试、注意分配能力测试、深度知觉测试、动作技能测试、双手协调能力的测试、手动作的运动稳定性测定等实验。上述实验都是基础性实验,可在原有基础上增设设计性实验,例如:在原有工作环境测量实验中新增设设计性实验——光环境设计实验;在人体测量基础上增设“作业空间设计”实验。在原三大实验模块的基础上,增加一个实验模块:人因工程自拟实验。它是学生在学完人因工程学课程,并完成人因工程学基本实验的基础上进行的综合实验研究。学生利用原来的实验基础,从人因工程研究的内容中,选择自己感兴趣的问题进行实验研究。

3.改革实验教学方法。①加强实验课的实景教学。在实验课初期教师对学生强化和演示仪器使用方法、注意事项。通过这一阶段教学可以使学生认识、熟悉人因工程学常用的实验器具和量表,了解实验的基本方法、注意点等,对人因学有初步的感性认识,激发学生的学习兴趣。同时,在理论教学过程中,教师也可将部分仪器、器材、软件等带进课堂,对照实物进行演示和讲解,既提高了课堂教学效果,又使学生提前熟悉了实验仪器和内容。②开放型实验教学。开放型实验室是进行素质教育和促进学生能力培养的有效途径,人因工程实验室主要用于培养学生人机方面的有关工程与心理知识和实际运用技能,主要包括生理基本参数测量与作业设计、心理测试与认知特性分析,以及有关复杂作业过程虚拟再现三方面内容,学生可以自由组合,选择适宜时间预约实验。学生可以运用所学的知识,自由拟定实验项目、实验内容、实验条件和步骤,进行创新研究和探索。这样学生可以根据兴趣和需要选择适宜的实验、自行设计、归纳结论、分析结果。③开展多种形式的综合实验训练。在理论教学完成后,组织学生分组进行社会调查,有条件者可到实践中进行自然实验(现场实验)。以照明环境设计实验为例,通过生产现场实验,学生可以了解IE工程师在进行厂房采光设计时的工作步骤及流程,掌握设计照明环境的类型、参数和所需结果。在此过程中,学生自由研究,自找课题,开展调查或实验。通过这一阶段的实践,锻炼了学生的动手能力、团队分工合作能力以及发现问题、分析问题和撰写论文的基本能力。各小组完成的实验或调查报告要求要条理清楚,尽量利用图表,字迹工整,文字量适当,并制作演示用的幻灯片,进行答辩,由教师总点评。④改革实验成绩的评定方法。目前,实验课的成绩只占该课程成绩的10%,不能引起学生对实验课程的重视。因此,可以加大实验成绩的比例或对综合实验训练单独给成绩。其实验成绩主要考核实验态度、实验技能和实验报告质量,以及学生实验观察和解决问题的能力。只有这样才能逐步改变学生“重理论、轻实践”的思想。

人因工程是一门实践性较强的一门学科,在授课过程中不仅要开设实验课,而且要有针对性地精心组织和设计其实验课,更要注重实验课的质量和效果。只有不断地完善实验设备,更新实验项目,改进实验教学方法和教学手段,才能提高人因工程实验课的教学质量,体现人因课程实践性强的特点。

参考文献:

[1]董雅文,赵小惠,等.对人因工程课程实验教学的几点思考[J].实验科学与技术,2011,(9):110-112.

[2]黄河,浦徐进,等.工效学教学过程中实验和实践能力的培养[J].中国现代教育装备,2012,(13):88-91.

[3]宋维宾,陈冰,等.面向应用的人因工程课程教学的模式研究[J].价值工程,2013,(05).

[4]罗建英.人因工程实验教学中学生创新能力的培养[J].民营科技,2010,(9):59.

[5]兰爽.人因工程实验方案的研究与探讨[J].实验室科学,2009,(2):60-63.

[6]吴海,张海波,等.跨专业人因工程学课程教学和建设模式探索[J].当代教育理论与实践,2013,(5):68-69.

篇8

――悉尼大学沿海城市生态影响研究中心研究员马克?布朗

虽然我们还不清楚这些微塑料对人类健康有多大的影响,但它们必定是无益的。认识、研究它的方方面面,自然是政府和科学家们的责任。但地球是我们每一个人的,我们污染的环境,也正是我们生活的环境。不管微塑料的广泛存在是否直接威胁到人体健康,减少塑料的使用和丢弃――从而减少微塑料的产生,都是必要的、也是每一个人都可以做出的贡献。

――美国普渡大学食品工程博士云无心

有众多大小不足5毫米的细微塑料片浮游在东京湾的海水中。这些塑料片被称为“微塑料”,这些“微塑料”含有被认为会致癌或降低生殖能力的“多氯联苯”以及对甲状腺功能有不良影响的“多溴联苯醚”。这些化学物质具有毒性且难被降解,据分析,“微塑料”上吸附的是在禁用前就被废弃的、积聚在海底的此类化学物质。

――东京农工大学教授、环境化学专家高田秀重

浴液、护手霜、磨砂膏等化妆品中含有聚乙烯、丙烯酸酯等微粒,或者说微塑料,涂抹在皮肤上,等到清洗时会随着水流进入下水道。这些微粒通常无法被污水处理系统过滤掉,混在污水污泥中,蔓延至农业用地。每立方米处理过的污水含86至714个微塑料,而干燥的污泥中含量更高,每千克含2.4万个微塑料。

篇9

在从事医学物理与生物医学电子学的教学和科研工作的过程中,宁新宝教授擅长以电子学、物理学和系统控制学为手段,研究生物医学信息的检测处理和分析,探索生命活动的机理、生物医学信息的特征和规律,开发为防病治疗等医学应用服务的设备与系统等。多年的潜心研究,他已经取得了很多可喜的成绩。

凭借着丰富的专业知识和对科学的热爱,宁新宝教授于1981年研制出了“XDL―心电磁带录放仪”,并获得江苏省重大科技成果奖。同时,他非常注重将研究成果转化为生产力,为提高我国临床诊断的准确率做出了贡献,取得了一定的经济效益。20世纪90年代初,他研制推出的“高频心电图检测仪”为高科技医疗诊断设备获得国家专利,并被南京一家公司采纳。

经江苏省科委组织的成果鉴定会,宁教授研究的省应用基金资助项目――“高频心电图计算机模拟”研究得到了专家的高度评价,一致认为:“该研究领先国内,达到国际先进水平,对高频心电图研究是一个突破性进展,不但从方法学上开辟了新方向,而且为进一步深入的研究,进行临床诊断及更广泛的应用提供了理论基础。”

科技创新永无止境。近期,宁新宝教授在高频心电的研究方面又有新的进展,发现非线性参数有“共振”现象,由此获得了对心脏疾病敏感的非线性参数,并用获得的多个线性和非线性高频参数在多维空间中拟合多维曲面诊断心脏疾病的新方法,为高频心电图的深入研究开辟了一个新途径。另外,他研制出了具有知识产权的“18导同步心电监测分析仪”和“生物反馈技术”,后者包括“人体平衡功能检测训练系统”、“自主神经功能仪”和“肛直肠肌生物反馈仪”等三项成果。其中“人体平衡功能检测训练系统”2006年获得江苏省科技进步二等奖,2008年又获得国家教育部科技进步推广类二等奖。

理论创新与科研实践结合能够产生更大的价值。多年来,宁新宝教授在科研工作中屡次提出新理论并加以实践,他研究了“生命活动中的非线性现象”的国际前沿基础性课题,率先提出了心脏电活动混沌现象中关联维参数的分布特性,率先研究心电图信号波形的多重分形特性,率先提出研究NAR模型的短时(500个心律值)HRV信号非线性特性、模式熵、基本尺度熵等,及研究这些非线性特性与人的衰老、心脏疾病之间关联程度等,均取得了可观的创新成果。近年,他又研制出基于互联网的“个人健康管理系统”,实现对心电、血压、血糖等多功能参数的检测分析与监护。此外,在指纹识别核心技术、超声外科手术刀、医学图像处理以及低功率超声辐射微泡试剂诱导新生血管栓塞治疗肿瘤机理研究等方面,他也取得了可喜的成绩。

人才培养,桃李芬芳

“学为人师、行为世范,显大家气度;著书立说、厚德载物,成高山仰止。”宁新宝教授对国家的贡献不只于科研领域,更在于他在教育领域获得的认可。作为教授、博导,宁教授要承担本科生教学工作和研究生的培养工作,并主要承担《生物医学电子学》和《传感器原理》等课程的教学工作,为祖国培养了很多高新科技人才。

至今,宁新宝教授已培养硕士生60余名,进修教师10余名,博士生22名,博士后4名。他个人先后荣获南京大学第五届研究生导师教书育人奖和第五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技竞赛园丁奖。他培养的学生中不乏出类拔萃者,在他的指导下,学生的论文《心率变异性HOLTER系统的研究》于2001年被评为江苏省首届优秀硕士学位论文;由学生设计完成的“家用心电遥测监护系统”荣获1997年第五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖,另一项经他指导完成的“‘多科特’心脏保健系统科技创业计划”获得了江苏省金奖和全国银奖。

宁新宝教授笔耕不缀,先后发表学术论文200多篇,2000年到2013年间,生物医学信号非线性动力学分析研究方面发表的SCI论文50余篇;出版著作《生物医学电子学》、《物理化学生物传感器》、《近代电子医疗设备与技术》等六本。他为我国医学物理与生物医学电子学的教学发展提供了丰富的理论联系实际的科学内容,促进了学科的不断发展。

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生物医学工程专业就业方向 本专业学生毕业后可可以在医疗仪器企业的研发机构、生物医学工程及相关学科的科研单位、大型医院的设备中心、高等院校等地方工作,也可以做国家公务员。相关行业(如IT,仪器仪表等)。

从事行业:

毕业后主要在医疗设备、护理、制药等行业工作,大致如下:

1 医疗设备/器械;

2 医疗/护理/卫生;

3 制药/生物工程;

4 新能源;

5 电子技术/半导体/集成电路;

6 其他行业;

7 计算机软件;

8 仪器仪表/工业自动化。

从事岗位:

毕业后主要从事算法工程师、售后工程师、销售工程师等工作,大致如下:

1 算法工程师;

2 售后工程师;

3 销售工程师;

4 硬件工程师;

5 维修工程师;

6 注册专员;

7 技术支持工程师;

篇11

0 引言

随着计算机技术的发展,在概念设计阶段使用三维数字化人机工程设计是现代工业设计的必然要求。以人体参数为基础建立的数字人体模型是描述人体形态和力学特征的有效手段,是研究、分析、设计和评价人机系统不可缺少的测量和模拟工具。目前可进行人机工学分析的软件较多,本文尝试以SolidWorks和CATIA这两种三维软件为例来探讨计算机辅助技术在人类工效学方面的应用。

1 建立模型的思路

由于SolidWorks软件基于具体的尺寸绘制草图完成建模,然后通过在装配体文件中添加几何关系组成完整的人体模型。所以在创建之前需要计算出各个人体百分位所针对的主要部位尺寸。笔者首先进行了油田作业工人的人体测量工作,由于人体测量中所得到的测量值,都是离散的值随机变量,大多数都符合正态分布(高斯分布)规律,因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析,从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数[1]。

通过实际测量,利用上述方法可以计算出对应人体尺寸百分位5%、10%、50%、90%、95%共5组模型尺寸。由于所有部位零件都使用了SolidWorks的配置功能,所得到的最终模型通过选择不同配置就可以改变各部位的尺寸比例。

CATIA与SolidWorks不同,它具有专门的人机分析模块,还提供了美国、加拿大、韩国、日本和法国的人体模型数据库,遗憾的是没有中国的人体模型。这里笔者依据韩国人人体模型的各部位比例和测量参数,通过修改模型库中韩国人的相关参数[2],还可以建立针对目标人群的文件来实现,如图1所示,当定义完人体模型相关数据后导入CATIA的人体模型库,然后再确定要建立的人体模型的父系产品、人体模型名、性别、百分数,就能生成中国地区的虚拟人体模型[3]。

2 人机优化方法的不同

使用SolidWorks笔者建立了一个操作平台,这里对于操控域设置为站姿操作方式来进行设计。以空间分析为例,根据人机工学对站姿操作评估的需求,作业面高度同作业姿势有关。一般在站姿作业时,身体向前或向后倾斜以不超过10°~15°为宜,工作台高度一般为操作者身高的60%左右。当台面高度为900mm~1100mm时,台面处于最佳作业区内[4]。以此为依据,可以参考导入的人体模型对平台进行优化,将作业人员所处的作业空间尺寸设定为1100mm*900mm的空间,满足作业岗位中横向活动间距大于1000mm的要求,参考建立的人体模型还可以近一步设定操控台面的最低线距离操作站立面的距离为1135mm,由于操控台平面为坡面,最高处与最低处的高度差为111mm,则可以算得操控平面中线距离作业站立面的高度为1191mm,在身高60%的比例高度稍微偏高处,在软件中完全适合我们所测得的平均身高为1753mm的华北地区作业人员使用。操控台宽度为540mm,与虚拟人体模型肩宽接近,两侧各多出83mm。这样作业者作业时手臂减少横向的施力,可以降低肌肉疲劳。依据以上人机工学评价标准,我们最终完成的操控域的优化设计工作。

这里我们将修井机的操控域设计为室内坐姿作业方式。CATIA也具有独立建模的能力,首先对操控域进行建模,然后导入建立好的人体模型。在对现场作业姿势有了充分了解后,可以利用约束工具进行身体部位与其它虚拟物体的定位,利用干涉检查和终止干涉来避免虚拟人体模型的身体和虚拟物体的重合,使人体模型姿势符合作业姿势。

由于CATIA具有人体模型姿态分析(HPA)模块,所以我们可以直接针对这一坐姿,利用CATIA的姿态评估大腿与小腿夹角的舒适度为92.6%。同理对其他模型部位进行评估。以这一坐姿为依据,我们可以调整操控域的座椅以及作业台的具体尺寸,使得操控域满足作业人机舒适性的要求。

3 结论

在对操作平台操控域两种不同方案的人机优化过程当中我们可以得到以下结论:SolidWorks和CATIA虽然都能进行三维建模,但是在建模方面SolidWorks采用参数化驱动模型,用数值参数和几何约束来控制三维几何体建模过程要更加简便易行,当发现不符合人机工学要求的尺寸时可以及时修改。其不足之处是当人体模型建立完成之后没有一个专门的人机分析模块对方案进行智能化分析,需要借助工程图和零件图依据人机工程学的人机评价标准来人工调整。而CATIA虽然在所建立模型的编辑和调整上不如SolidWorks便捷,但是它拥有专门的人体模型构造(HBR)模块和人体模型姿态分析(HPA)模块,可以很快地对所需作业姿势进行优化评价。评价结果以分数来显示清晰明了。

通过以上比较我们可以总结出这样的一个设计思路,如果结合两个软件各自的优势,利用SolidWorks对操作平台进行建模工作,然后使用CATIA软件确定最佳的作业姿势,最终以这一姿势所需要的具体人机尺寸来修改SolidWorks中建立的操控域模型,这样整个设计过程会更加便捷有效。

参考文献:

[1]载敏.基于人机工程的动态人体模型研究和应用.四川大学研究生学位论文.2004(5):12-13.

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中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

一、概述

1.1研究的目的和意义

随着国民经济的快速增长和人民生活水平的改善,中国的住宅建设进入了高速发展的阶段。在这一阶段中,住宅的数量大幅度的增长,同时对住宅的质量也提出了更高的要求。厨房和卫生间是住宅的“心脏”,它是功能多,使用频繁的空间,它的合理性直接影响到居民的生活质量,成为体现一套住宅卫生、安全、舒适的一个重要因素。由于它容纳产品类别最多,各种管线集中在不大的空间内,涉及专业多,设计和施工安装复杂,技术难度很大。

因此,在这样的背景下,做好北方住宅的户型设计、改善家庭的住房条件解决厨房卫生间中存在的问题,是现阶段设计市场的重要任务。

1.2既往研究现状

在一些新建的住宅中,大部分需要改造、装修后方可入住,首选的便是对厨房和卫生间进行改造,造成资源浪费。足见其设计的完善程度远跟不上人民生活的需要。

1.3研究方法和途径

本论文通过相当数量的现实调查和大量的文献阅读并加以分析比较,解决现实问题,对厨卫设计提出宝贵意见。

1.3.1现实调查和文献阅读相结合

1.现实调查包括三部分:

(1)调查问卷的方式,通过对北方地区厨房、卫生间实际操作者的调查,了解人们在厨房、卫生间的真实感受和认识以及需求和愿望等。通过对调查问卷的综合分析,了解城市住宅厨房、卫生间的现状,并对其发展趋势做出初步的预测。

(2)市场调研,深入红星玫凯龙、大明宫建材市场调研,参观西安已建或在建住宅项目如“东方米兰”、“融侨.馨苑”、“紫薇臻品”、“东城桃园”及商洛的 “东方威尼斯水城”等等楼盘样板房,更加深入实际的了解当前北方厨房、卫生间的发展状况并预测其发展趋势。

(3)笔者深入厨房、卫生间进行亲身体验,以一个使用者的视角来感受厨房、卫生间的方方面面,并结合已经掌握的厨房、卫生间设计资料,分析验证其真实性和准确性。

2.文献阅读

文献阅读部分包括研读世界居住建筑及居住文化、中国住宅概论、居住建筑设计原理、厨卫文化、厨卫设计规范、设计分析、建筑设备、建筑环境、人体工程学、无障碍设计等等方面的知识,以产生更多灵感的火花,发掘更深层次的理念,找出其解决问题的办法。

1.3.2分析比较

通过文献阅读和实际调研,了解北方住宅厨房、卫生间设计的特点,保留其设计的精髓,对其不合理、不满足人们日益增长的物质和精神需要的地方给与改进和补充。对比古今,吸取传统厨房、卫生间文化之精髓,摒弃现而存厨房、卫生间文化之糟粕。

二、住宅厨房卫生间的现状及存在的问题

在一些新建的住宅中,大部分需要改造、装修后,方可入住,首选的便是对厨房和卫生间进行改造,足见其设计的完善程度远跟不上人民生活的需要。

2.1目前北方住宅厨房设计存在的问题

2.1.1 厨房面积偏小

近年来,国内外普遍存在这样一种现象,即起居室、卫生间增大面积指标而厨房却似乎变得越来越萎缩,《住宅设计规范》规定,一、二类住宅厨房的面积应不小于4m2,三、四类住宅厨房中不应小于5m2,在总面积比较大的住宅建筑中,厨房如仍然按照中低标准的规模设置,这决非合理的住宅格局。从实际使用情况的了解中发现,厨房所节省出的面积还是要转化为餐厅或起居室,目前这种现象已经比较普遍,应当引起足够的重视。据调查住户反映及相关资料显示,有近1/3的人认为厨房的面积需要扩大。如建于上个世纪九十年代西安的一个楼盘枫林绿洲,其户型面积130.2m2,而厨房面积5 m2左右,于2007建成的融侨馨苑140 m2,可厨房面积也小得可怜,住户使用起来非常不方便。考虑现代化厨具冰箱、微波炉、洗碗机等电器入厨,其面积扩大至7m2-8 m2时,才能较好的满足厨房的使用功能。一般来讲,厨房面积的大小主要取决于整个套型的面积。2.1.2 厨房中油烟污染严重

据调查反映,厨房中最大的问题即是油烟污染严重,烟气道起不到应有的效果。厨房操作时其油烟气味容易窜到餐厅、起居室以及整个单元的上下层的住户,严重影响其它人的活动。究其原因,主要有两个方面:其一,由于中国的饮食习惯,特别是北方地区,口味重,大量使用炒、炸等烹饪方式。其二,是排油烟技术存在的不足,目前采用的是自然排烟和机械排烟相结合的方式,排烟气不彻底,据调查统计,凡使用共用烟道的住宅有90%以上都存在着厨房烟气倒灌的问题。

2.1.3 缺乏服务阳台设计

一个整洁的厨房空间对整个室内环境的舒适性有较大的影响。一般来讲,厨房空间内杂物较多,如储存的蔬菜、包装袋、水果箱、腌菜坛、储备粮、以及扫帚等清扫用具,这些杂物在厨房内往往没有适当的存放,一般希望有独立的隐蔽空间进行储藏。服务阳台作为储藏空间、放置上述杂物的空间便应运而生,阳台与厨房有门相隔,空间相对独立,且较为隐蔽,同时与厨房距离近,使用比较方便。

2.1.4 厨房采光通风效果差

厨房的通风采光是影响厨房室内环境的重要因素,虽然《住宅设计规范》规定厨房应有直接采光,自然通风,且窗地面积比不小于1/7,通风开口面积不小于厨房地板面积的1/10,并不得小于0.60 m2。但在现今的设计中,厨房常常被设计师放在一个不起眼的角落,多数处在住宅的北面或凹处,大多数没有良好的日照通风条件,且有的被遮挡,空间阴暗、潮湿,造成有害气体滞留,细菌和昆虫的滋生,使得厨房的工作环境差,卫生状况不佳。没有为操作者提供一个整洁、明亮、舒适的操作环境。

2.1.5 环保节能问题

生态住宅不但有其环境效益和社会效益,还应该有显著的经济效益。社会主义要严格恪守住宅可持续发展的需求,大力发展生态建筑, 从住宅长期的使用及维护的情况来看,生态住宅可使用户享受到因为节约能源和资源而产生的经济效益,一举数得,水资源的节约和循环利用就是例子。

2.2 目前北方住宅卫生间设计存在的问题

2.2.1卫生间在设计中规范规定

首先从规范的角度,探讨卫生间的一些注意事项。

国家《住宅设计规范》中第5.4.3条规定:无前室的卫生间的门不应直接开向起居(厅)或厨房。实态调查发现,卫生间的门开向起居(厅)或厨房,这种布置方法存在很大的问题,如“交通穿叉”、“易弄脏地面”,“视线污染”等等,从最初设计开始,就要避免这种情况的出现。

在实践中,卫生间是住宅中唯一一个可以不开外窗的空间,如同以上规范中第6.8.1条中规定:无外窗的卫生间应设共用排气道。如果卫生间无窗,必须有机械排风(有防回流构造的排风道)和安装强制排风(排气机械)的设施,否则也不利于人的居住。并且会严重影响其它房间的使用质量。在实践中,卫生间的排气效果较差,故在设计中尽可能的使卫生间能够自然通风。

规范第5.8.6条规定:厨房和卫生间的门,应在下部设有效截面积不小于0.02 m2的固定百叶,或距地面留出不小于30mm的缝隙。这是基于加强室内外空气流动的构造措施,配合外窗、排气扇、烟道的设置,使得室内空气清新。

《住宅设计规范》在解释8.7.2.5条中第六款关于“电气”的内容时说明:洗浴时人体皮肤潮湿,沿金属管道传来的较小电压即可引起电击伤亡事故,在卫生间内做“局部等电位联结”可使卫生间处于同一电位,防止出现危险的接触电压,造成不必要的人员伤亡。这个本来是开发商或者是电气工程师或电气施工单位的事,但目前业主私改卫生间电位的情况很多,所以需要明确。

2.2.2卫生间功能分区问题:干湿不分,设计不细

目前中国大部分住宅的卫生间中洗漱、便溺和洗浴共处一室,造成淋浴后面盆、便器及地面全被打湿,并且只要一人在使用卫生间某项设施,其他人便都无法使用,给家庭使用者带来很多不便,特别在早间和晚上这两个卫浴间使用高峰期的时候尤为显著。随着住区集中管道供热水及热水器的普及,每天洗澡已经成为大多数人的习惯,使这一问题更加具有普遍性。在只设一个卫浴间的家庭当中,且集中布置卫生洁具,为了使卫生间能同时进行两项操作,提高卫生间的利用率,很多家庭自行进行改装,将浴区用帘子或罩隔离开来,盥洗与大小便也用隔断隔开,这样解决了卫生间的干湿问题,但本来卫生间的空间就不大,这样一来,更为狭小了,让人有窒息、憋闷的感觉,很不舒服。因此,住宅需设主卫和客卫,主卫可基于主人的喜好来设计,客卫的设计要求讲究干湿分离,弹性分隔,将洗漱、便溺和洗浴分开,避免淋浴后坐便器、地面全被打湿带来的不便,也可以缓解卫浴间使用高峰期的压力。目前,面积在5~6m2的带有前室的卫浴间很受欢迎,使私密的卫生行为与公共场所起居室之间有了一个过渡。此外缺少更衣、储藏空间及洗衣搓洗操作空间等是现状卫生间设计中没有体现的。

2.2.3整体设计与产品接口问题

在住宅调查中,常见一些接口不当造成的缺陷。例如:坐便器排水口离墙距离不合,造成水箱嵌墙安装或留有间隙;后排水坐便器排水口的口径、形状不同,尚无专用接头,普遍采用橡胶波纹管作排出连接管,既不美观又易老化;嵌入式灶具进气不充分,只得打开橱柜门补充;洗涤池(单、双槽)与室内排水管之间无定型排水管组件,常用一根(或二根)塑料波纹管直接插人排水支管,既无水封又不密封,返臭现象严重;卫生间地漏性能差,水封高度小,自清能力差,返溢多,一些住户在装修后,只装有篦子盖板而无钟罩,形成臭气源;厨房排烟道开孔高度、方位与吸油烟机不匹配,造成间距过大,效率低,或者间距过小,操作不便;燃气快速热水器装在木吊柜中,排气筒也接到竖向排烟道,直排式或半密闭式热水器安装在卫生间内等都是发生事故的重大隐患;燃气泄漏报警器安装位置不当,没对应燃气的比重不同分别设在高处或低处,或设在外部气流直通的部位,不能有效地检测燃气泄漏。如果在住宅设计和装修阶段正确解决各种接口技术,是完全可以避免产生这些缺陷的。

三 、北方住宅厨房卫生间的设计理论分析

3.1 设计理念的转变

厨房的发展转变,不仅仅是功能集约化的发展,同时更是生活居住理念上的根本性改变。这其中,不排除有外来建筑文化的深刻影响,更重要的是住宅开发与设计观念上的更新与进步,而社会大众对此的认可与接受则是这一转变的基础。

3.2 心理分析

心理学是研究人的心理现象发生、发展及其规律的科学。而心理空间是由物质空间的位置、大小、尺度、形态、色彩、材质、肌理等视觉要素所引发的力象空间感受,通过对其领域性、私密性及安全感等心理因素的营造,满足人们的物质和精神需求。

3.3 行为模式分析

人在环境中的行为是具有一定特性和规律的,将这些特性和规律进行总结和概括,使其模式化,便得到了人的行为模式。对行为模式的研究将会为建筑创作和空间设计及其评价提供重要的理论依据和方法。反过来,实际生活中人的各种行为活动都为行为模式的分析提供素材。人的行为模式从内容上分,包括秩序模式、流运模式、分布模式和状态模式。

3.4 人体工程学

3.4.1 厨房中的人体工程学

人体工程学是一门充满人性化考虑的科学,也是最贴心、最舒适的科学。在厨房这个特定的环境中,人是主体,厨房中的各种要素是客体,首先要研究主体人的动作,人的操作尺度以及爱好等等,各种客体应该为主体服务,客体包括厨房的形式和家具布置形式,家具的声、光、色,所有的这些应符合人的操作和审美。只有主体和客体的有机契合,才能大大提高厨房的使用效率。以操作台为例,操作台的高度和宽度都要依据人的身高和手臂的触及范围为依据,太高则人站着不舒服,太低则要弯腰进行操作,容易引起腰酸背疼,久而久之,会影响人的健康,因此,厨房的各种要素要严格按照人体工程学的要求设计。

一般的厨房工作流程会在洗涤后进行加工,然后烹饪,因此最好将水池或灶台设计在同一流程线上,并且二者之间的功能区域用一块直通的台面连接起来作为操作台,这样操作者在烹饪中能避免不必要的转身,也不用走很多冤枉路。水池或灶台之间需要保持760mm的距离,1000mm更好。这是厨房的中心点,所需的炊具和调料要放在随手可及的地方。人在双肘弯曲操作时两肘之间的宽度在550mm左右,水池或灶台至墙面至少要保留40cm的侧面距离,才能有足够的空间让操作者自如地工作,这段自由空间可以用台面连接起来,成为便利有用的工作平台。为了取用方便,拿取高度应设定在使用者手伸长后脚下不垫任何台阶所达到的高度,最常用的物品应该放在70~180cm之间,这段区域被称为舒适存贮区,人要拿取这个区域以上的物品,就要抬起脚跟。有的人为了使吊柜打开门不磕到头部,将吊柜安在较高的位置,这是很不可取的。一些人,尤其是上了年纪的人,弯腰和下蹲会有困难,可拉出的层板或拉篮可以使他们容易取放东西。如果操作台与吊柜之间的高度设计得不够合理,操作起来,阻隔视线,一不小心还有碰头的危险。另外,橱柜的开启方式,直接影响使用是否方便。传统的开启方式——吊柜、底柜都采用对开门的形式,占用空间,如吊柜门在侧开时,操作者要拿取旁边操作区的物品稍不留意就会撞到头部,可将柜门设计成向上折叠的气压门,吊柜的进深也不能过大,不超过40cm最合适。如果采用对开门的柜子贮藏物品,取存放在底柜下层的物品时,要打开柜门,蹲下才可以拿到物品。如果用抽屉贮物品,拉开抽屉,就可以看到全部的物品,即使是最下层的物品,拉开抽屉也能随手可及,轻松取物,免去了蹲下身向里面够东西的麻烦。因此,底柜最好设计成大抽屉柜的形式。

总的来说,现代厨房家具开始趋向配套化、规格化。市场竞争使得厨房空间、家具的设计更加合理、舒适,更加体现以人为本的理念。那么,社会越是发展,人的本身也越受重视,人体工程学也越有可能得以发展和运用。运用人体工程学的原理对空间,对产品进行设计无疑是进步的一个标志。

3.4.2 卫生间中的人体工程学

卫生间是在人体工程学的应用上具有典型性的又一空间,具有排泄和清洗双重功能。同样在卫生间“人——机——环境”的特定系统中,人即操作者,是主导因素;家具、设备及器具等是“机”;卫生间的空间尺度、形状、色彩以及声、光、热、空气条件等是“环境”。如何协调这三方面的关系,达到舒适程度的最大化,必须研究人体尺寸与设备的尺度。卫生间主要由座便器、沐浴间(或浴缸)和洗面盆三部分组成。坐便器所占的面积为370mmx600mm,正方形沐浴间的面积为800mmx800mm,浴缸的标准面积为1600mmx700mm,悬挂式洗面盆占用的面积为500mmx700mm,圆柱式洗面盆占用的面积为400mmx600mm。浴缸和坐便器之间至少要有600mm距离。而安装一个洗面盆,并能容下一个人在旁边洗漱。坐便器和洗面盆之间至少要有200mm的距离。此外,浴室镜应该装在1350mm的高度上,这个高度可以使镜子正对着人的脸。

四、结论

众所周知,厨房和卫生间是住宅中功能最多,使用最频繁的空间,其设计合理与否对住宅整体的居住舒适程度有着至关重要的影响。当前住户对于厨房卫生间的要求日益提高,愿意多投入,做出水平,而初装修的房子恰好为此留出了发挥的余地。但由于种种原因,给装修工作造成了一定的难度。一是管道丛生,走向无规则,不仅影响美观而且给成套厨柜的安装造成难度;二是各种接口不到位,使住户对各种设备的选择和安装受到很大限制;三是管道穿越其它空间,难以处理,影响其他房间的装修和使用;四是大多数住户对装修都是外行,短时间内很难全面了解各种产品和材料的性能和特点,缺乏统一设计和配置的能力。结果花钱不少,可留有很多的缺憾,也没有使产品和材料的特点得到充分的发挥。

针对目前这种状况,住宅设计思路应加以更新。在设计中要考虑厨房、卫生间的整体设计,要认识到,厨房、卫生间的功能质量是设计、产品、材料、施工等诸方面质量的总汇,要全面、整体地加以考虑,从其功能质量的要求出发,综合考虑平面布局、面积尺度、设备配置、线排布、接口技术、通风换气和装修材料等,从而避免仅从局部的、单专业、单工种、单个产品角度设计所带来的弊端。

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篇13

“红松籽油中含有其他植物油所没有的皮诺敛酸和数种二十碳类不饱和脂肪酸。这些不饱和脂肪酸是细胞膜脂蛋白所必需的成分,也是保持皮肤屏障作用的完整性不可缺少的组成部分。”王振宇介绍说,“因此,其具有抗衰老、降脂降压的性能,能抑制糖尿病对人体的不良影响:且能保持皮肤水分,防止紫外线对皮肤的损伤;另外,对皮炎、支气管炎也有良好的治疗作用。”

“黑术耳营养丰富,据史料记载,是上古时代帝王独享之佳品,含有大量的碳水化合物,蛋白质、铁、钙、磷。胡萝卜素、维生素等营养物质。每100g中含钙375mg,相当于鲫鱼的7倍:含铁1 85mg,相当于鲫鱼的70倍。黑木耳还有多种药用价值,是一种珍贵的药材。”