人機(jī)工程學(xué)臺(tái)燈的設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上        人機(jī)工程學(xué)論文  題        目: 基于人機(jī)工程學(xué)的臺(tái)燈設(shè)計(jì)院        系：指導(dǎo)老師：       學(xué)生姓名：  學(xué)          號(hào)：                   

2、0;                                1  專心-專注-專業(yè)  【摘要】利用人因工程學(xué)原理，通過(guò)對(duì)臺(tái)燈各部件的分解進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行改善，盡量滿足使用者的需求，做到臺(tái)燈的實(shí)用、人性與方便。提出自己對(duì)工效學(xué)的一點(diǎn)感悟。  【關(guān)鍵字】人因工程、臺(tái)燈、設(shè)計(jì)  一、引言 臺(tái)燈，作為一種小范圍的照明工具，已經(jīng)成了現(xiàn)

3、在學(xué)生的必需品，在我們的大學(xué)宿舍里，每位同學(xué)的桌上幾乎都會(huì)放著一盞臺(tái)燈，它們形態(tài)各異，顏色變幻。   臺(tái)燈的照明是一種小范圍的照明，這樣有很多好處，如不易影響他人，還可以節(jié)約能源?，F(xiàn)在我國(guó)也正在推行“中國(guó)綠色照明工程”，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委會(huì)等 13 個(gè)部門，共同組織實(shí)施的一項(xiàng)旨在節(jié)約電能，保護(hù)環(huán)境，改善照明質(zhì)量的活動(dòng)。綠色照明是指通過(guò)科學(xué)的照明設(shè)計(jì)，采用效率高、壽命長(zhǎng)、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品，改善提高人們工作、學(xué)習(xí)、生活的條件和質(zhì)量，從而創(chuàng)造一個(gè)高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、有益的環(huán)境。我想臺(tái)燈作為一種節(jié)能的照明電器，又作為學(xué)生所青睞的一種學(xué)習(xí)用具，應(yīng)該是這項(xiàng)全國(guó)性的節(jié)能改善活動(dòng)中

4、的一支強(qiáng)大的推動(dòng)力量。同時(shí)，大部分使用臺(tái)燈的學(xué)生都是青少年，是祖國(guó)的希望于未來(lái)，健康的臺(tái)燈和健康的使用也應(yīng)該是我們所關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。 臺(tái)燈誠(chéng)然以上描述的那樣重要，但在現(xiàn)實(shí)中，面對(duì)著自己的臺(tái)燈，總會(huì)提出這樣那樣的意見(jiàn)，感到自己的臺(tái)燈有好多不盡人意的地方。我先發(fā)點(diǎn)牢騷，我的臺(tái)燈首先照度不夠，可動(dòng)空間小，而且高度太低，再者還經(jīng)常會(huì)發(fā)出一些刺鼻的氣味。 現(xiàn)在的臺(tái)燈有些還添加了好多輔助功能，但它首先是一種照明工具，它有著它們最基本的使命照明。所以無(wú)論臺(tái)燈設(shè)計(jì)的多么絢麗多彩，照明的舒適度永遠(yuǎn)是衡量臺(tái)燈設(shè)計(jì)主要標(biāo)準(zhǔn)。臺(tái)燈的設(shè)計(jì)不僅要在制造工藝和生產(chǎn)方面可行，更重要的是在設(shè)計(jì)思想中體現(xiàn)人因

5、工程對(duì)人的關(guān)愛(ài)，使人用著舒適，這才是我們最終的目的。  二、臺(tái)燈的使用要求的原則 在使用臺(tái)燈的場(chǎng)所，如果燈光的照度和顯色性不夠，會(huì)使閱讀者過(guò)度使用視力，導(dǎo)致眼睛疲勞，而燈光光線長(zhǎng)期地頻閃或有眩光會(huì)給人的視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重傷害，所以要特別講究照明的質(zhì)量。從滿足人類照明舒適、健康的角度并考慮到能源的節(jié)約，良好的照明應(yīng)具備五個(gè)條件： 2.1 桌面照明要有足夠的照度 目前我國(guó)學(xué)校及寫字樓等照明場(chǎng)所普遍采用的照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是 80 年代制定的，其中辦公、學(xué)習(xí)的桌上照度標(biāo)準(zhǔn)僅為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的 1/2，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為 300500 勒克斯（lx），而我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)約 15

6、0 勒克斯。照度太低或太高會(huì)使閱讀困難，容易造成閱讀疲勞，影響閱讀和工作效率。 2.2  顯色指數(shù)不低于 80 顯色指數(shù)即為光對(duì)顏色的還原程度我們稱為顯色性。在顯色指數(shù)較低的燈光下(一般熒光燈為 6070)看東西，眼睛對(duì)顏色的分辨能力低，容易造成視覺(jué)疲勞。一般臺(tái)燈照明的顯色指數(shù)應(yīng)不低于 80 2.3  光線要穩(wěn)定 如果燈光足夠亮，但卻在不停地閃動(dòng)，光線不夠穩(wěn)定，我們說(shuō)它存在頻閃。當(dāng)頻閃超過(guò)一定的范圍時(shí)，會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)疲勞。而長(zhǎng)期的視覺(jué)疲勞會(huì)對(duì)人的視覺(jué)系統(tǒng)造成損傷。特別是在電腦日益普及的今天，許多人在燈光下使用電腦（CR

7、T 顯示屏），通常電感鎮(zhèn)流器熒光燈的2     頻閃和熒光屏的幀幅閃動(dòng)（每秒更換畫面 50100 次）重疊，形成光共振，對(duì)人的視覺(jué)系統(tǒng)傷害更大。長(zhǎng)時(shí)間在這種照明環(huán)境閱讀或工作會(huì)損傷眼睛，并有眼脹頭痛等不適癥狀，通常也找不出原因。所以，歐洲電工委員會(huì)早在 1997 年就禁止在有電腦熒光屏的辦公室安裝使用電感鎮(zhèn)流器的熒光燈，以保護(hù)電腦操作人員健康，而我國(guó)目前對(duì)此尚無(wú)相應(yīng)法規(guī)，加之宣傳較少，故未引起人們的重視，但隨著“城市燈光綜合癥”發(fā)病率越來(lái)越高，相信與之對(duì)應(yīng)的法規(guī)出臺(tái)只是時(shí)間問(wèn)題了。 2.4  無(wú)眩光 人眼受到眩光影

8、響后，會(huì)感到刺激和壓迫而失去明快舒適的氣氛，時(shí)間稍長(zhǎng)就會(huì)產(chǎn)生心情厭煩、急躁不安等情緒，對(duì)閱讀和工作都會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重不利的影響。  三、設(shè)計(jì)  根據(jù)第一節(jié)的分析，我覺(jué)得雖然我是大學(xué)生，但是從臺(tái)燈行業(yè)角度和祖國(guó)建設(shè)的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)臺(tái)燈應(yīng)該首先滿足中小學(xué)生的需要，我們大學(xué)生現(xiàn)在使用的臺(tái)燈基本與高中生或者我們的高中時(shí)代沒(méi)有多大差別，所以我的服務(wù)對(duì)象選取的是中學(xué)生。對(duì)于小學(xué)生，我們可以看到很多專門為小朋友們?cè)O(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)用具，在型號(hào)功能上都有專門適應(yīng)小朋友的特色。  首先我站在一個(gè)大環(huán)境下考察設(shè)計(jì)問(wèn)題，提取出了三個(gè)考慮因素:  使用者中學(xué)生（我也包括在內(nèi)）

9、60; 臺(tái)燈我們所要研究的目的  環(huán)境包括自然環(huán)境與社會(huì)環(huán)境  然后，對(duì)每個(gè)因素進(jìn)行再挖掘來(lái)看一下我們的設(shè)計(jì)需要  使用者  學(xué)習(xí)壓力大，任務(wù)重  正處在發(fā)育階段  安全意識(shí)較為薄弱  臺(tái)燈  造型  功能  材料  環(huán)境  制造經(jīng)濟(jì)性及可行性（考慮社會(huì)環(huán)境）  環(huán)境保護(hù)（考慮自然環(huán)境）  最后，開(kāi)始各部件的分析設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。  燈泡：燈泡的主要功能在于照明。臺(tái)燈的燈泡有很多種，如白熾燈、日光燈管、節(jié)能燈管等。由于中學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間較長(zhǎng)，眼睛易疲勞，為

10、了保護(hù)其視力，所要設(shè)計(jì)的臺(tái)燈應(yīng)連續(xù)平穩(wěn)地發(fā)光，一般選擇沒(méi)有頻閃或頻閃較低的燈泡。   3       （a）                                                        （b） &

11、#160; （c）  圖一：幾種不同的燈管的展示 現(xiàn)在比較好的廠家生產(chǎn)的護(hù)眼臺(tái)燈系列都是采用的基本能發(fā)出類似自然光的（非偏振光）光線，同時(shí)使用了特制鎮(zhèn)流器是燈光很少發(fā)生對(duì)眼睛有刺激頻閃，這當(dāng)然是我們建議選用的，但是這種臺(tái)燈價(jià)位較高，根據(jù)我國(guó)處于社會(huì)主義初級(jí)階段社會(huì)發(fā)展不均衡的現(xiàn)狀，有條件的家庭建議選用這樣的臺(tái)燈。另外燈泡臺(tái)燈（b）也可以發(fā)出質(zhì)量較好的光，但是黃光，而且有時(shí)燈泡臺(tái)燈的不合理設(shè)計(jì)或選用會(huì)導(dǎo)致大的發(fā)熱量，引起使用者的不適。在選用時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn)。像（c）圖的節(jié)能燈管因?yàn)樗皇亲鳛榛菊彰魇褂?，達(dá)不到科學(xué)用眼的要求，所以在這里不推薦采用。 支撐架 

12、臺(tái)燈放在書桌上，它的高度與學(xué)生的坐高以及書桌高度之間有很重要的關(guān)系。臺(tái)燈的高度不僅影響光線的利用率，而且影響學(xué)生的坐姿。選擇支撐架時(shí)，在保證臺(tái)燈高度適中的前提下，要考慮它對(duì)不同學(xué)生身高的適應(yīng)性以及制作復(fù)雜程度、成本等問(wèn)題。 多燈頭設(shè)計(jì)，多支撐架。 （a）                                              （b

13、） 柔軟可塑型支撐架，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。  4     可折疊式支撐架，可以在多個(gè)方向上自由調(diào)節(jié)。  直桿式，之多能調(diào)節(jié)高度。  （c）                                              （d）  圖二：幾種不同臺(tái)燈支撐架

14、 以上幾種支撐架，（a）圖作為寫字臺(tái)臺(tái)燈不應(yīng)采用，可以作為一件藝術(shù)臺(tái)燈。（d）圖的支撐架也不符合人因工程的設(shè)計(jì)（作為寫字臺(tái)臺(tái)燈；如果作為照明則無(wú)可厚非）。在這里我更傾向于使用（b）（c）兩圖的支撐架，高度方向可調(diào)，且調(diào)節(jié)方便。 對(duì)于支撐架長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)。由于人的上身位于桌面以上的部分由人的身高與桌子的設(shè)計(jì)決定的。人的身高可以統(tǒng)計(jì)得出，桌子的設(shè)計(jì)則是基于人因工程的另一個(gè)設(shè)計(jì)課題了，通過(guò)對(duì)這一項(xiàng)人因課題的研究會(huì)得出我們希望得到的桌面上人身體部分的數(shù)據(jù)，但是我們現(xiàn)實(shí)中人因工程設(shè)計(jì)的產(chǎn)品還沒(méi)有得到普及，所以我們現(xiàn)在還不能得到一套可靠的這種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，況且即使得到了這樣的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，為了滿足

15、大多數(shù)用戶的需求，只靠統(tǒng)計(jì)這種方式是不行的，最好在使用中有一個(gè)用戶交互的環(huán)節(jié)，或者說(shuō)是反饋環(huán)節(jié)。由此，與其用戶與廠家反饋不如用戶自己對(duì)自己購(gòu)買的產(chǎn)品進(jìn)行反饋，這樣就支持了我們剛剛提到的采用（b）（c）圖示支撐架的結(jié)論。 綜上，似乎可以得出一個(gè)看法臺(tái)燈支撐架等一些尺寸不重要了，擔(dān)著是不是代表我們就不需要設(shè)計(jì)了呢，當(dāng)然不是。人因工程要求我們以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度思考問(wèn)題，即使是從企業(yè)的角度，考慮經(jīng)濟(jì)型的原則，我們也要確定一個(gè)最基本的支撐尺寸，或是支撐架所能到達(dá)的最大高度等一些尺寸指標(biāo)。在這里選取支撐架最高高度這個(gè)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。   表一：我國(guó)成人男女人體部分主要數(shù)據(jù) 

16、 （單位：mm）       5     表二：我國(guó)成人男女人體部分功能尺寸（單位：mm）    這里之所以引用我國(guó)成年男女的生理指標(biāo)，是因?yàn)槿绻O(shè)計(jì)臺(tái)燈滿足成年生理指標(biāo)要求，對(duì)于未成年人來(lái)說(shuō)肯定會(huì)符合要求；而且這些指標(biāo)確定的是臺(tái)燈的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際使用中是方便可調(diào)的，這里的研究只是為了滿足廠家經(jīng)濟(jì)性的要求。 但是通過(guò)對(duì)以上表中的數(shù)據(jù)的分析，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)缺少了一個(gè)重要的數(shù)據(jù)，那就是桌面上身高。對(duì)這一點(diǎn)我在查找過(guò)程一直沒(méi)有解決，只能留待進(jìn)一步完善了。

17、好在這是廠家設(shè)計(jì)部門要考慮的問(wèn)題，對(duì)于使用者我們研究的主體來(lái)說(shuō)，有一個(gè)合適的最大支撐架長(zhǎng)，滿足最長(zhǎng)時(shí)燈光不會(huì)照入眼睛就可以了。從使用者的角度我們已經(jīng)滿足了使用者人因上的設(shè)計(jì)。下面，進(jìn)入下一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。 燈罩 選擇燈罩時(shí)，主要考慮的是通過(guò)燈罩提供一個(gè)照度合適并且光線柔和的環(huán)境。這與燈罩的材料和外形有著密切的關(guān)系。 燈罩的材料會(huì)影響光線的照射形式。透明燈罩將光透射出去，會(huì)使臺(tái)燈照度達(dá)不到要求；不透明的燈罩反射燈光，使臺(tái)燈照度很高卻不能營(yíng)造一個(gè)柔和的環(huán)境。選擇燈罩材料還應(yīng)注意材料的導(dǎo)熱效果。 燈罩的外形設(shè)計(jì)還應(yīng)該考慮光線照射的角度，通過(guò)選擇合適的燈罩坡度使臺(tái)燈

18、的光線更符合要求。 另外，對(duì)燈罩的設(shè)計(jì)分析還要考慮它對(duì)臺(tái)燈穩(wěn)定性的影響。  （a）                                              （b）                     

19、60;                     （c）  圖三：各種類型的燈罩圖示 相信現(xiàn)在大部分同學(xué)的臺(tái)燈都是類似（a）（b）這樣的燈罩，屬于不透明燈罩。（c）圖6       所示的是一種半透明燈罩，透明玻璃或沒(méi)有燈罩的臺(tái)燈則屬于全透明燈罩。根據(jù)工效學(xué)和科學(xué)用眼的要求，在集中精力工作時(shí)周圍要有一定的照度，這樣積不至于是自己處于過(guò)于緊張的狀態(tài)，有能在移視目光時(shí)不致眼睛在明暗中頻繁變換，過(guò)快地導(dǎo)致視疲勞。 綜上，我們

20、采用半透明的燈罩作為理想臺(tái)燈的燈罩。 開(kāi)關(guān) 開(kāi)關(guān)作為一種控制器，首先要依據(jù)控制器設(shè)計(jì)的工效學(xué)要求作為基礎(chǔ)?？刂破髟O(shè)計(jì)的工效學(xué)要求具體內(nèi)容請(qǐng)見(jiàn)人因工程中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社.孫林巖 2005 版  P160P164.在孫老師的書上有詳細(xì)的介紹。 在這里，我只想陳述我自己的一點(diǎn)對(duì)于臺(tái)燈開(kāi)關(guān)的看法。開(kāi)關(guān)起通斷電源或調(diào)節(jié)光線亮度的作用。常見(jiàn)的臺(tái)燈開(kāi)關(guān)有撥動(dòng)式開(kāi)關(guān)、旋鈕式開(kāi)關(guān)、觸摸式開(kāi)關(guān)等。 選擇開(kāi)關(guān)時(shí)，要注意它能否根據(jù)需要，安全有效地控制臺(tái)燈的亮度。觸摸式感應(yīng)開(kāi)關(guān)會(huì)因?yàn)闊o(wú)意的觸碰而導(dǎo)致燈亮和燈滅，而聲控式開(kāi)關(guān)也會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境發(fā)出的聲音而引起燈的自動(dòng)開(kāi)和關(guān)，

21、這無(wú)疑會(huì)造成不良影響。幾種開(kāi)關(guān)的示意圖圖四所示。   （a）                                                   （b）                      

22、0;             （c）  圖四：幾種開(kāi)關(guān)的示意圖 根據(jù)使用的需要，選用旋鈕式開(kāi)關(guān)作為最佳備方案。對(duì)于不可調(diào)亮度的臺(tái)燈任何一款符合人因控制器要求的開(kāi)關(guān)都可以滿足要求。 底座 底座位于臺(tái)燈的底部，起支撐和穩(wěn)定作用。因此，它的設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)材料和形狀的設(shè)計(jì)來(lái)保證臺(tái)燈的穩(wěn)定性。 根據(jù)包括中學(xué)生在內(nèi)的臺(tái)燈使用者特點(diǎn)，底座的材料應(yīng)選擇堅(jiān)固的、不易碎的，其形狀則應(yīng)在追求臺(tái)燈穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，體現(xiàn)個(gè)性化的風(fēng)格。 （a）       

23、60;                                           （b）                                        （c）

24、60; 圖五：幾種臺(tái)燈底座示意圖 綜合以上的討論，根據(jù)每項(xiàng)元素我得出的最優(yōu)結(jié)論，給出如下我的設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)要點(diǎn)： 7   燈泡，無(wú)頻閃接近自然光 支撐架，彎曲式可調(diào)支撐架 燈罩，半透明 開(kāi)關(guān)，滿足工效學(xué)要求的開(kāi)關(guān)即可 底座，個(gè)性底座 半透明燈罩 彎曲式可調(diào)支撐架 滿足工效學(xué)要求的開(kāi)關(guān) 無(wú)頻閃接近自然光的燈泡或燈管  個(gè)性底座（供  使用者自選） 圖六：設(shè)計(jì)成果要點(diǎn)示意圖  四、討論 4.1 其它設(shè)計(jì)

25、 對(duì)臺(tái)燈進(jìn)行設(shè)計(jì)分析時(shí)，可以考慮如何實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈的多功能，如在臺(tái)燈底座上安裝日歷、筆筒等附件。還可以考慮對(duì)臺(tái)燈的功能進(jìn)行拓展，如實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈的定時(shí)開(kāi)關(guān)功能，到了學(xué)習(xí)時(shí)間它就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)；實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈的自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)眼睛離書本太近時(shí)，臺(tái)燈能自動(dòng)提醒使用者糾正坐姿。 分析臺(tái)燈材料的選擇時(shí)，要注意在現(xiàn)有條件下有哪些材料可供使用，盡量就地取材；并且要盡量使用可再生資源。 在作設(shè)計(jì)分析時(shí)，應(yīng)考慮臺(tái)燈各部分之間的關(guān)系，使之成為一個(gè)協(xié)調(diào)的整體。 4.2 本設(shè)計(jì)分析 在以上對(duì)臺(tái)燈設(shè)計(jì)的討論中，通過(guò)把臺(tái)燈分解為燈泡、支撐架、燈罩、開(kāi)關(guān)、底座五部分分別對(duì)每一部分進(jìn)行了討論，由

26、于自己的知識(shí)儲(chǔ)備還很有限，所以每部分的設(shè)計(jì)中還或多或少存在一些問(wèn)題。對(duì)每一部分的評(píng)價(jià)再第三節(jié)中每部分設(shè)計(jì)后已經(jīng)給出。最終結(jié)果示意圖圖六較為粗糙，僅給出了一個(gè)大致的概念型示意，在具體的操作中還要進(jìn)一步細(xì)化、完善。 4.3 我對(duì)人因工程的一點(diǎn)感悟 通過(guò)人因工程課堂上跟隨孫老師的學(xué)習(xí)以及自己查閱一些相關(guān)資料，對(duì)工效學(xué)已有一個(gè)大致的認(rèn)識(shí)。看到周圍的事物，總想著從人因公程的角度去思考，看有無(wú)值得完善的地方。我舉一個(gè)我遇到的例子。 前一段時(shí)間去東東包吃飯，他們從提價(jià)之后一直使用一次性筷子，用紙包裝，上面印著東東包的一些圖案。但是每次用快自我發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槲伊?xí)慣一手握住筷子，另一手輕握紙包把紙拉開(kāi)一點(diǎn)，在抓住露出的筷子將其取出，這里就存在一個(gè)問(wèn)題，我常常使筷子將要使用的一頭露出在外面，又不好再調(diào)頭了，只能用可能不是很干凈的手（即使很干凈也會(huì)覺(jué)得不舒服）去抓筷子的細(xì)頭，而對(duì)于有些人則不存在這個(gè)問(wèn)題，他們會(huì)把紙包拉開(kāi)很大一塊，然后不論怎樣都會(huì)抓住筷子的中部，不會(huì)發(fā)生不舒服的情況。 我想設(shè)計(jì)者要考慮到各種