人體工程應(yīng)用與實(shí)訓(xùn)概念與基礎(chǔ)課件

1、第1頁(yè)，共32頁(yè)。概 念 與 基 礎(chǔ)人體工程學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 1. 人體工程學(xué)定義 2. 人體工程學(xué)的目的 3. 人體工程學(xué)的源流與發(fā)展了解自己人 1. 人的結(jié)構(gòu)尺寸（靜態(tài)尺寸） 2. 人的功能尺寸（動(dòng)態(tài)尺寸） 3. 人體的比例 4. 重心 5. 人體尺寸的差異 6. 人的心理空間尺度第2頁(yè)，共32頁(yè)。人體工程學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)1. 人體工程學(xué)定義人體工程學(xué)（Ergonomics），又稱(chēng)人類(lèi)工程學(xué)、人效工程學(xué)、人機(jī)工程學(xué)，宜人學(xué)等。源出希臘文“Ergo”，本義是“工作、勞動(dòng)、規(guī)律、效果”，即探討人們勞動(dòng)工作效果、效能的規(guī)律性。是20世紀(jì)40年代后期形成的一門(mén)研究人與機(jī)（物），與環(huán)境關(guān)系的一門(mén)綜合性的學(xué)科。它

2、涉及的學(xué)剖止惴海猩硌睦硌袼鬃誚萄取第3頁(yè)，共32頁(yè)。2. 人體工程學(xué)的目的人體工程學(xué)主要研究科技和空間環(huán)境與人類(lèi)之間的交互作用。在實(shí)際的工作、學(xué)習(xí)、生活環(huán)境中，人體工程學(xué)者應(yīng)用上述學(xué)科知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到人類(lèi)安全、舒適、健康、工作效率提高的目的。第4頁(yè)，共32頁(yè)。3. 人體工程學(xué)的源流與發(fā)展人體工程學(xué)（Ergonomics）一詞的概念，是1857年由波蘭著名教授雅斯特萊鮑夫斯基提出的。到了20世紀(jì)初，西方的機(jī)器工業(yè)生產(chǎn)飛速發(fā)展，英國(guó)人泰羅為此提出并設(shè)計(jì)了一套研究工人怎樣去操作機(jī)器和工具才能更加安全、省力、高效操作的方法和制度。這就是常說(shuō)的泰羅制，它被公認(rèn)為是人體工程學(xué)的始祖。到了二戰(zhàn)時(shí)期，基于

3、戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，對(duì)人體工程學(xué)才開(kāi)始了系統(tǒng)的研究，以德國(guó)的海里格為代表，他撰寫(xiě)的手與機(jī)器和用較好的把柄才能干好工作兩本書(shū)，從理論上對(duì)人體工程學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。盡管人體工程學(xué)的起源至今已近百年，人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用也普遍地成為當(dāng)今設(shè)計(jì)師們?cè)谠O(shè)計(jì)思考過(guò)程中不可缺少的一個(gè)重要因素。但實(shí)際上，無(wú)論中西方，早在人類(lèi)社會(huì)的早期，人們?cè)谥圃齑蚰趧?dòng)工具、生活器皿、建造自身生存環(huán)境等時(shí)就已開(kāi)始了對(duì)人體工程學(xué)的運(yùn)用。第5頁(yè)，共32頁(yè)。(1)勞動(dòng)工具的運(yùn)用人類(lèi)的早期，由于自身生存的需求，在適應(yīng)自然環(huán)境和圍捕獵物求生存時(shí)，必然要自發(fā)地制作出使用方便、順手的勞動(dòng)工具，以求安全、舒適。如在“圍山打獵”時(shí)，人們?cè)谕稊S樹(shù)枝、

4、銳利的石塊時(shí)，雖然對(duì)動(dòng)物的殺傷力較強(qiáng)，但同時(shí)，對(duì)自身的手也有一定的損傷，帶來(lái)諸多不便。所以，人們就將手?jǐn)S握樹(shù)枝的部位打磨光滑，或是將較銳利的石塊綁上打磨后的樹(shù)干做手柄，使手握得更穩(wěn)，投擲更加有力，命中率更高。第6頁(yè)，共32頁(yè)。(2)生活物器的運(yùn)用制造物器（早期的土陶）是為了儲(chǔ)備人類(lèi)必須的生活物品，特別是人類(lèi)生存必不可少的“水”。為了便于搬運(yùn)和儲(chǔ)藏，人們?cè)谥圃焱撂諘r(shí)，考慮到了人與物之間的關(guān)系，在陶罐等物器的提手、耳扣、瓶底、瓶身等的設(shè)計(jì)上，將搬運(yùn)的省力性、放置的穩(wěn)定性和安全性、握提的舒適性等一些因素應(yīng)用了進(jìn)去。第7頁(yè)，共32頁(yè)。(3)兵器的研制使人體工程學(xué)的應(yīng)用加快兵器是戰(zhàn)爭(zhēng)中不可缺少的工具。如

5、何提高兵器的安全性，使用的便捷性、舒適性，設(shè)計(jì)中“人”的因素是必不可缺的。特別是在冷兵器時(shí)代，雙方交戰(zhàn)，多是近距離的。兵器的設(shè)計(jì)是否符合人的尺度和行為特征就顯得尤為重要。我國(guó)很早就對(duì)這方面有所認(rèn)識(shí)和研究。據(jù)西漢周禮考工記記載：在制造多類(lèi)兵器時(shí)，要根據(jù)人的高度、手臂大小、力度來(lái)考慮兵器的長(zhǎng)短、大小及輕重，特別是手握拿部分，這樣使用起來(lái)才能順手、便捷。第8頁(yè)，共32頁(yè)。(4)一戰(zhàn)推進(jìn)了人體工程學(xué)的研究20世紀(jì)初，在英、法、俄與德之間的第一次世界大戰(zhàn)中，雙方有很多的士兵受傷，不能繼續(xù)參戰(zhàn)。這些士兵并非全部是在戰(zhàn)場(chǎng)上被對(duì)方擊傷，而是自傷的居多。觀察發(fā)現(xiàn)其原因是當(dāng)時(shí)步槍的槍托設(shè)計(jì)是直的，沒(méi)有考慮到與人的

6、肩鎖骨相吻合，故士兵們被槍的后挫力所損傷。此事引起了從事武器研究制造的人們的極大關(guān)注，從而開(kāi)始對(duì)人體工程學(xué)有目的性地研究。(5)二戰(zhàn)時(shí)期人體工程學(xué)的應(yīng)用更趨向成熟第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，吸取了一戰(zhàn)時(shí)期武器制造的經(jīng)驗(yàn)，許多兵器工程設(shè)計(jì)師在研制飛機(jī)、大炮、軍艦、新式武器和裝備時(shí)，不僅從人的生理結(jié)構(gòu)去考慮，更著重從人體測(cè)量、人的心理學(xué)、仿生物學(xué)、環(huán)境生理感受等學(xué)科去分析研究“人的因素”，使兵器操縱起來(lái)更便捷，進(jìn)一步減輕了使用中產(chǎn)生的疲勞感，于是兵器的威力更大。第9頁(yè)，共32頁(yè)。(6)現(xiàn)代人體工程學(xué)日趨完善隨著人們對(duì)人體工程學(xué)的不斷研究，人體工程學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)深入與“人”有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域，從人們的居住、工作、

7、學(xué)習(xí)的室內(nèi)空間環(huán)境，以及與之密切相關(guān)的家具設(shè)計(jì)，到現(xiàn)代多類(lèi)型的工業(yè)產(chǎn)品、生活產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，都離不開(kāi)人體工程學(xué)。科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展與人體工程設(shè)計(jì)更是密不可分，小到我們常用的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)，大到載人的航天飛機(jī)的設(shè)計(jì)，以及現(xiàn)代人類(lèi)所居住的室內(nèi)建筑裝飾和公共環(huán)境空間的設(shè)計(jì)，無(wú)論從實(shí)用還是美觀的角度都已從人體的生理機(jī)能進(jìn)一步拓展到人的心理感受。這體現(xiàn)出了現(xiàn)代人體工程學(xué)追求安全、健康、舒適、高效率的“人本”主義的設(shè)計(jì)思想。第10頁(yè)，共32頁(yè)。了解自己人作為一門(mén)綜合性的學(xué)科，人體工程學(xué)已經(jīng)成為多類(lèi)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)平臺(tái)。設(shè)計(jì)工作者（無(wú)論是室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)、家具設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、日用生活用品設(shè)計(jì)等），要想設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的作品，

8、就應(yīng)該掌握人體工程學(xué)，而人體工程學(xué)又是建立在“人”的生理結(jié)構(gòu)、心理感受等基礎(chǔ)上，所以，要想做好設(shè)計(jì)，首先必須了解人的基本測(cè)量尺度、人體比例關(guān)系、結(jié)構(gòu)尺寸、功能尺寸、心理空間、重心等人體因素。第11頁(yè)，共32頁(yè)。1. 人的結(jié)構(gòu)尺寸（靜態(tài)尺寸）指靜態(tài)下的人體尺寸，它是人處于一個(gè)固定、靜止?fàn)顟B(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量尺寸，通過(guò)對(duì)人體的多部位的不同測(cè)量：如人的身高，手臂的長(zhǎng)度，腿的長(zhǎng)度，內(nèi)外膝關(guān)節(jié)的高度，坐高等，去了解人的基本結(jié)構(gòu)尺寸，才會(huì)知道：為什么衣柜的厚度通常在600mm，坐椅在380420mm之間；鼠標(biāo)為什么設(shè)計(jì)為圓弧型；課桌高度是720mm等。第12頁(yè)，共32頁(yè)。2. 人的功能尺寸（動(dòng)態(tài)尺寸）指人在進(jìn)行

9、某種功能活動(dòng)時(shí)，通過(guò)人體的多部位的關(guān)節(jié)，肌肉的伸屈、轉(zhuǎn)動(dòng)、推拉與人的肢體協(xié)調(diào)，共同完成功能活動(dòng)所產(chǎn)生的范圍尺寸。人在多數(shù)情況下，都處于一種活動(dòng)的形態(tài)，而非絕對(duì)的靜止?fàn)顟B(tài)。那么，與人相關(guān)的很多空間范圍內(nèi)，物具的大小、高低的尺寸設(shè)計(jì)都應(yīng)該充分地考慮到人體活動(dòng)的因素，才能使人的活動(dòng)發(fā)揮到最大的功效。例如在設(shè)計(jì)餐廳內(nèi)餐桌與餐桌之間的人行通道的空間尺寸時(shí)，不能只參照人的結(jié)構(gòu)尺寸，還必須考慮到餐桌和服務(wù)員端菜盤(pán)時(shí)活動(dòng)所需的范圍尺寸；再如：在淋浴房設(shè)計(jì)中，其尺寸不等于人肩寬的結(jié)構(gòu)尺寸。如果是這樣，人在里面就會(huì)無(wú)法活動(dòng)。第13頁(yè)，共32頁(yè)。3. 人體的比例人體比例關(guān)系主要是指兩個(gè)方面，一是指單個(gè)人體自身身高、

10、肩寬及上肢、下肢相互間的比例關(guān)系；二是指?jìng)€(gè)體與他人和群體間在多部位間相比的比例關(guān)系。第14頁(yè)，共32頁(yè)。通過(guò)身高和肩寬，我們就可推算、設(shè)計(jì)出其他物體的尺寸。比如，我們知道了成人身高常在1700mm左右，而膝關(guān)節(jié)內(nèi)高在380420mm之間。故坐椅均設(shè)計(jì)在這個(gè)尺寸內(nèi)，我們坐在上面時(shí)，雙膝約成90度，當(dāng)我們坐著，雙手平放在桌面上時(shí)，肘關(guān)節(jié)離地面約720mm。這樣我們才會(huì)感到舒適而不疲勞，桌椅過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使人感到酸脹。由此，我們就可推斷出所有的坐椅和桌面的設(shè)計(jì)高度尺寸了，當(dāng)然，由于性別（男女）、年齡（老人、成人、兒童）、種族（白人、黑人、黃種人）不同，也會(huì)帶來(lái)人體比例尺寸的差異：如小學(xué)生用的桌椅尺寸

11、與成人用的桌椅尺寸是不一樣的；籃球運(yùn)動(dòng)員使用的床應(yīng)該與常規(guī)的床不一樣。設(shè)計(jì)者了解這種人體的差異，才能更合理地使用人體尺寸的數(shù)據(jù)，讓設(shè)計(jì)達(dá)到最佳的預(yù)期目的。第15頁(yè)，共32頁(yè)。4. 重心重心可以看作是人體全部重量集中的點(diǎn)，在現(xiàn)實(shí)生活中，無(wú)論是在靜止?fàn)顟B(tài)還是在活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，設(shè)計(jì)中都存在一個(gè)重心問(wèn)題。人體一但失去了重心就會(huì)跌倒，產(chǎn)生安全隱患。特別是在室內(nèi)外環(huán)境和家具設(shè)計(jì)中，重心的尺寸更值得重視，例如欄桿的高度，應(yīng)該高于人的重心，才會(huì)具有安全感，因?yàn)橐话闳说闹匦脑谌梭w的肚臍處，如果發(fā)現(xiàn)欄桿比肚臍還低，就會(huì)產(chǎn)生恐懼感，如身高在1000mm，則重心在560mm，平均身高為1700mm，則人體的重心為950m

12、m。這就是為什么欄桿、窗臺(tái)的高在這個(gè)尺寸上的原因（如圖）。第16頁(yè)，共32頁(yè)。另外，重心還因人體位置和姿態(tài)的變化而不同，現(xiàn)在的家具設(shè)計(jì)形式豐富多樣，尤其是各種椅子的設(shè)計(jì)，四條腿的椅子一般穩(wěn)定性較好，三條腿、一條腿的椅子就存在著重心設(shè)計(jì)的問(wèn)題。此外,人體的重心并非都在座面的中心，而是隨人的坐姿移動(dòng)而變化的（如座椅、大班椅等）。 作為設(shè)計(jì)者，應(yīng)該充分地考慮到這一點(diǎn)（如圖）。第17頁(yè)，共32頁(yè)。5. 人體尺寸的差異在具體的設(shè)計(jì)中，如果我們只局限于一些人體共有的基本尺寸和人體資料的簡(jiǎn)單積累，而離開(kāi)具體的設(shè)計(jì)對(duì)象和環(huán)境是行不通的，我們必須充分考慮到影響人體尺寸的諸多復(fù)雜因素，為此進(jìn)行具體、細(xì)致的分析。由

13、于遺傳、人種、經(jīng)濟(jì)條件、環(huán)境等影響，形成了個(gè)人與個(gè)人之間，群體與群體之間在人體尺寸上的很多差異，概括起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：第18頁(yè)，共32頁(yè)。(1)種族的差異不同種族、不同國(guó)家，因其生存的地理環(huán)境、生活習(xí)慣、經(jīng)濟(jì)條件、遺傳基因等特質(zhì)不同而形成了體形特征、人體比例、身高的絕對(duì)值等明顯的人體尺寸差異，如從越南人的平均身高1605mm到比利時(shí)人的平均身高1799mm，高差幅度竟達(dá)到了194mm。甚至在相近和相同的民族之間也存在著一些差異，如我國(guó)北方人的平均身高比南方人的平均身高要高。第19頁(yè)，共32頁(yè)。不同種族、不同國(guó)家的人體差異第20頁(yè)，共32頁(yè)。(2)世代的差異一個(gè)不可否認(rèn)的事實(shí):現(xiàn)在的子女普

14、遍比父母長(zhǎng)得高。近百年的觀察所得到的數(shù)據(jù)表明，歐洲的居民每十年普遍身高增加1014mm。這種世代差異與社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、家庭的收入條件、營(yíng)養(yǎng)狀況等對(duì)身體發(fā)育的影響是分不開(kāi)的。了解和認(rèn)識(shí)這種世代差異的存在和變化，對(duì)于預(yù)測(cè)未來(lái)設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用和發(fā)展有著十分重要的意義。第21頁(yè)，共32頁(yè)。(3)年齡差異人處在不同的年齡階段時(shí)，體形的差異是十分明顯的。變化非常明顯的時(shí)期是青少年時(shí)期，這個(gè)時(shí)期人的身高增長(zhǎng)得非?？?，女性一般在20歲、男性在30歲左右才停止了身高的生長(zhǎng)。爾后，隨著年齡的增加，身高開(kāi)始減縮，但體重、寬度及圍長(zhǎng)尺寸卻開(kāi)始增加。特別是兒童和老年人這兩個(gè)年齡段的差異更應(yīng)該引起我們的注意。由于兒

15、童好動(dòng)，處于生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，設(shè)計(jì)一些公共環(huán)境（如幼兒園、學(xué)校等）和兒童用具時(shí)，更應(yīng)該充分考慮安全性和舒適性。如5歲兒童的頭部直徑尺寸約在140mm，所以欄桿的間距設(shè)計(jì)為110mm才能阻止兒童頭部鉆過(guò)，以免發(fā)生危險(xiǎn)。第22頁(yè)，共32頁(yè)。另外，隨著人的壽命增加，人口老年化越來(lái)越明顯，在設(shè)計(jì)一些家庭的空間環(huán)境和家具時(shí)，也應(yīng)充分考慮到老年人的身高減縮，身圍加大，肌肉力量退化，手腳所能觸及的空間范圍變小，彎腰蹲下較困難等身體特征，才能適合老年人使用，更加“人性化”。第23頁(yè)，共32頁(yè)。（4）性別差異男女兩性身高等差別在10歲前極小，之后才開(kāi)始出現(xiàn)。一般婦女的身高比男子約低100mm左右。由于婦女的身體比例

16、與男子不同，其臀部較寬，肩窄，四肢較短，所以在設(shè)計(jì)婦女日常所使用的物具時(shí)，也應(yīng)考慮到這些特點(diǎn)。第24頁(yè)，共32頁(yè)。（5）障礙差異目前，各國(guó)都有一定比例的殘疾人，殘疾人約占世界人口總數(shù)的10%，其中有很大部分是有行為障礙的人。特別是乘輪椅的患者失去了行走能力，更多是自己用手來(lái)推輪椅，所以設(shè)計(jì)者不僅要考慮到患者坐時(shí)的特有姿態(tài)和手臂能夠達(dá)到的距離，還應(yīng)該將輪椅的構(gòu)造和行道、門(mén)口等結(jié)合在一起考慮。對(duì)于盲人，除了其他的牽引行為方式之外，也應(yīng)考慮到通過(guò)盲人自身的腳手觸覺(jué)系統(tǒng)去幫助盲人完成行為，如大街和公共地域的地面盲人道的設(shè)計(jì)等。第25頁(yè)，共32頁(yè)。6. 人的心理空間尺度心理尺度,主要是針對(duì)室內(nèi)環(huán)境中人從

17、心理的感受上對(duì)于群體之間、人與環(huán)境之間所產(chǎn)生的共識(shí)或相同的心理距離反應(yīng)。它是一種客觀的存在，是滿(mǎn)足人們心理尺度需求的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。(1)領(lǐng)域性與人際距離領(lǐng)域性是動(dòng)物在自然環(huán)境中為取得繁衍生息等生存條件而圈定一定范圍的行為習(xí)慣，這里主要指在室內(nèi)環(huán)境中人的生活、學(xué)習(xí)、工作希望不被外界所干擾或妨礙所需要的生理和心理的范圍，這是人的一種自我維護(hù)的能力，但更多的是人與他人和群體進(jìn)行人際交流、接觸時(shí)所需的心理尺度（距離），也要考慮到，在不同的接觸對(duì)象和不同環(huán)境場(chǎng)合下產(chǎn)生的距離上的差異。第26頁(yè)，共32頁(yè)。為此，人類(lèi)學(xué)家赫爾（HallE.T）在對(duì)動(dòng)物的環(huán)境和行為研究的基礎(chǔ)上，提出了人際距離的概念,根據(jù)人際關(guān)系的

18、密切程度、行為特征將人際距離分為親密距離、個(gè)體距離、社會(huì)距離、公眾距離。這為不同環(huán)境場(chǎng)合下人體的行為需求提供了合理的設(shè)計(jì)依據(jù)。如：親密的人際間設(shè)計(jì)，距離（在450mm)靠近才能體現(xiàn)。反之，對(duì)陌生的公眾人際交流，拉大空間尺寸為佳。第27頁(yè)，共32頁(yè)。(2)私密性和盡端趨向私密性是人們希望在生活的相應(yīng)空間范圍內(nèi)，從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等方面與外界進(jìn)行隔絕的要求，以達(dá)到自我空間的存在。這在室內(nèi)空間設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)尤為突出，如餐廳的雅間、KTV的包房、廂式雅座、臥室等設(shè)計(jì)。為了達(dá)到這種私密性的需求，人們?cè)谶M(jìn)入餐廳時(shí)大多喜歡是選擇盡端和人流稀少、相對(duì)隱蔽的地方，以免受到過(guò)多干擾。為了滿(mǎn)足人們的“盡端要求”心理，餐廳的位置設(shè)計(jì)多為靠墻而設(shè)。第28頁(yè)，共32頁(yè)。(3)依托與安全感所謂依托，就是室內(nèi)空間中的構(gòu)架支柱，穩(wěn)定的實(shí)體和壁面，它是人們所能依靠的地方，往往在寬大的候車(chē)廳、站臺(tái)，人們常常是聚集在廳或站臺(tái)的柱子附近，并非站在門(mén)旁和過(guò)道。因?yàn)樵谥踊驂Ρ谶?，人們?huì)感到有了“依托”，從而具有了“安全感”，所以，“依托”是安全感存在的基礎(chǔ)。安全感無(wú)疑是人們?cè)谏鐣?huì)中的一種基本心理需求，以“依托”為前提的。第29頁(yè)，共32頁(yè)。(4)從眾與趨光心理從眾行為是人在心理上的一種歸屬表現(xiàn)形