頭戴式耳機的人因工程學(xué)分析報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)頭戴式耳機的人因工程學(xué)分析報告專業(yè)： 10工業(yè)工程姓名: 陳玉輝學(xué)號: 3目錄 TOC o 1-3 h z u 摘要在現(xiàn)在的生活中，到處都可以看到耳機的身影，在家中、在室外、包括各種英語聽力考試等等，都少不了耳機。耳機是個人音響，它的選擇自然是個人問題，任何一個人的經(jīng)驗都是不能推而及廣的。耳機的用途、使用耳機的時間和場所，自己的好惡，耳機的音質(zhì)都是選擇一副適合自己的耳機時所要考慮的。早期的耳機沒有考慮到人體舒適性的問題，設(shè)計多棱角分明，嚴(yán)重影響佩帶的舒適性，因此很多朋友

2、都對耳機不屑一顧。海綿的加入改善了這種情況，在耳塞上套入海綿套，能夠有效地解決棱角對耳朵的傷害，同時也增強了耳塞的低頻表現(xiàn)。隨著工藝的改進，除了海綿以外，耳塞跟耳朵接觸面的形態(tài)設(shè)計和材質(zhì)也在悄悄起著變化。本文就頭戴式耳機這一產(chǎn)品在人因工程學(xué)上的應(yīng)用情況加以分析調(diào)研，并針對其在人因工程學(xué)上的不足提出相應(yīng)的改進意見。 關(guān)鍵詞：耳機 舒適性 人因工程 應(yīng)用情況引言耳機通常被分為頭戴式、耳掛式、耳塞式三種類型（如下圖所示），其中對耳朵傷害最小的是頭戴式和耳塞式兩種。耳塞式耳機的好處在于貼近耳道，這樣可以盡可能的隔絕外界的噪音，使得環(huán)境噪音竟可能的降低。但是，相對于耳塞式耳機，頭戴式耳機舒適度要好的多。

3、耳機的舒適度是指佩戴耳機后沒有因?qū)Χ鋳A持或擠壓所造成的疼痛或難受， 并讓佩戴者感到舒適的程度。耳機的舒適度直接影響著佩戴者的健康，這也是耳機設(shè)計中非常重要的一個環(huán)節(jié)。本文就頭戴式耳機如何設(shè)計才能達到好的舒適度，提高耳機的性能，體現(xiàn)人性化設(shè)計的原則進行分析研究，并利用人因工程學(xué)的方法與原則對目前的幾種主流的耳機設(shè)計進行相應(yīng)的改善。耳機的使用分析2.1使用傷害我們經(jīng)常見到晨練的人們戴著耳塞型耳機在聽廣播，在校園內(nèi)也可見到學(xué)生邊走或邊騎車戴著耳機在聽音樂。在公共汽車上見到年輕人聽著搖滾樂聲音很大，甚至連鄰座都能聽到聲音。這樣長期地使用耳塞型耳機能導(dǎo)致噪聲性聽力下降。我國科技人員經(jīng)過研究，對平均年齡

4、在二十三歲左右的受試者，每天使用耳塞型耳機1小時、12.5小時與對照組相比，有顯著的聽閾差異。他提示使用耳塞型耳機可導(dǎo)致噪聲性聽力下降，特別是在高頻區(qū)4000赫茲以上明顯大于低頻區(qū)。而使用耳塞型耳機時間越長，聽力損害越嚴(yán)重。也有學(xué)者報道，常在噪音環(huán)境中可引起4000赫茲聽力首先下降。近年來，在一些戴耳機聽音樂的青年人中聽力減退的情況已越來越多。這是因為人戴上耳機后，外耳道口即被耳機緊緊堵塞住。高音量的音頻聲壓會直接進入耳內(nèi)而損傷聽力，造成不可恢復(fù)的聽力損害。 長期用耳機聽音樂，聽覺就會出現(xiàn)疲勞、損傷，引起聽力減退，人體就會出現(xiàn)煩躁不安、頭暈、失眠、記憶力減退、注意力不集中、思維反應(yīng)遲鈍、異常心

5、理障礙等情況，對身體健康十分有害。2.2使用注意事項由於耳機比一般外來噪音更貼近內(nèi)耳組織；用者都得采取必要的保護措施。研究表明，令人愉悅的音樂造成的聽力損害較輕，但長期接觸高分貝的聲音，不管是音樂還是噪音，都會造成聽力損傷。噪音能引發(fā)的感覺神經(jīng)聽力損傷發(fā)生在內(nèi)耳，當(dāng)高能量聲波震湯耳蝸內(nèi)的液體時，會過度刺激并引起細胞死亡。聽力損害是日積月累形成的，如果長期接觸噪音，盡管每次時間很短，也會造成聽力下降。美國醫(yī)療協(xié)會雜志項於1998年公布的一調(diào)查結(jié)果及中國山西醫(yī)科大學(xué)的實驗均顯示，在長期處於高噪音水平之下，對聽力有負(fù)面的影響。若在街道上使用耳機時，除了因要調(diào)高音量，而造成聽覺損害外，專注於聽音樂，很

6、容易令使用者對外圍的聲音失去警覺性，增加了發(fā)生危險的機會。人耳的聽覺分析3.1人耳的生理構(gòu)造在解剖學(xué)中，耳朵由外耳、中耳、內(nèi)耳三部分構(gòu)成。具體構(gòu)造見上圖。我們知道聽覺產(chǎn)生就是的傳導(dǎo)過程。參與聲音傳導(dǎo)的結(jié)構(gòu)有外耳、中耳和內(nèi)耳的。聲音傳入內(nèi)耳有兩條路徑：一是空氣傳導(dǎo)，它的過程是這樣的：聲音經(jīng)過外耳廓收集到耳道，而引起鼓膜振動，隨之帶動運動，傳向、，鐙骨底板振動后將能量透過前庭窗傳給內(nèi)耳的外淋巴，外淋巴流動就象瓶子里的水一樣晃來晃去，帶動了其內(nèi)的基底膜波動。在這個過程中，耳廓的作用就是收集聲音，辨別聲音的來源方向。人的耳廓已經(jīng)退化了，不像其他動物那樣大而靈活，可以能動來動去，所以有時候聽聲音需要手放

7、在耳廓上或轉(zhuǎn)動頭部來協(xié)助。但外耳道卻能對聲音進行增壓并保護耳的深部結(jié)構(gòu)免受損傷。在聲音的空氣傳導(dǎo)過程中，鼓膜和三塊組成的聽骨鏈作用最大。因為鼓膜為一層薄薄的膜狀物，它的振動頻率一般與聲波一致，最能感應(yīng)聲波的振動，并且能把聲波的能量擴大17倍。而聽小骨以最巧妙的杠桿形式連接成，又把聲音能量提高了1.3倍。二是骨傳導(dǎo)，聲波能引起的振動，把聲波能量直接傳到外淋巴產(chǎn)生聽覺。3.2人耳的聽覺頻率范圍對于具有正常聽力的青少年來說（年齡在1225歲之間）能夠覺察到的頻率范圍大約是1620000Hz。而一般人的最佳聽聞頻率范圍是2020000Hz，可見人耳能聽聞的頻率比為：=11000，人到25歲左右時，開始

8、對15000Hz以上頻率的靈敏度顯著降低，當(dāng)頻率高于15000Hz時，聽閾開始向下移動，而且隨著年齡的增長，頻率感受上限逐年連續(xù)降低。但是對于f1000Hz的低頻率范圍，聽覺靈敏度幾乎不受年齡的影響（見下圖）。因此聽覺的頻率響應(yīng)特性對聽覺傳示裝置的設(shè)計是很重要的。為了滿足人的頻率需求，耳機在設(shè)計時使其能夠重放的頻帶相當(dāng)寬，一般的耳機為2020000Hz，優(yōu)秀的已經(jīng)可以達到5Hz-40000Hz。頭戴式耳機設(shè)計頭戴式耳機耳機的外部部件主要有頭箍和耳罩，另外耳機所選用的材料也會影響耳機的舒適度，下面我就從材料、頭箍和耳罩這三方面來分析頭戴式耳機的人因工程學(xué)設(shè)計。4.1頭戴式耳機的材料選擇在耳塞材料

9、的選擇上，頭戴式耳機一般具有塑料式和金屬式的兩種。塑料材質(zhì)一般含有鄰苯二甲酸鹽，容易使皮膚產(chǎn)生過敏癥狀；而金屬耳塞經(jīng)過氧化處理，主要成分是三氧化鋁水合物，同紅寶石成分基本相同，對人體無不利影響。另外，從環(huán)保角度，塑膠耳塞不利于回收，一般處理方式是任其變質(zhì)；金屬加工品則可以無限次回收循環(huán)使用，不會對環(huán)境造成污染。在耳塞套材料的選擇上，一般是市場應(yīng)用的材料有海綿、防滑塑膠和橡膠。其中防滑塑膠能夠使耳朵跟耳機之間更好的貼合，而橡膠的柔軟特性，除更加舒適外還可進一步防止聲音的外露，達到更好聽音效果。另外海綿材質(zhì)的耳塞套，能夠有效地解決棱角對耳朵的傷害，同時也增強了耳塞的低頻表現(xiàn)。這些都是應(yīng)用人體對材質(zhì)

10、的感受而選擇的。4.2頭戴式耳機的頭箍頭箍是將耳機固定在頭部的重要的部件。我們佩戴耳機頭部與耳箍之間的松緊程度與頭箍的大小有很大的關(guān)系。頭箍部件主要是起到一定的支撐作用，用于減少耳機帶給耳朵的重力，來增加耳朵的舒適性。橫梁上也覆蓋著和耳罩材質(zhì)相仿的厚厚墊子，可以減輕頭箍對頭頂?shù)膲浩雀?，更加有利與長時間佩戴。同時，在設(shè)計耳機的時候也要注意到頭箍的可調(diào)節(jié)性，在橫梁上加上一個可伸縮機構(gòu)，用來適應(yīng)不同人群的需求，盡量達到舒適最大化。4.3頭戴式耳機的耳罩耳罩部件主要是將聲音傳達給大腦，起到一個中介作用，耳罩的內(nèi)輪廓設(shè)計的不規(guī)則，以及柔軟度的加強，都會增加耳朵佩戴的舒適感。根據(jù)人耳的外部形狀，耳罩一般被

11、設(shè)計成兩種樣式，一種壓在耳朵上，叫壓耳式耳罩（如下圖左圖），這種耳罩在調(diào)整頭帶長度時要注意：頭帶短，對頭頂?shù)膲毫Υ?，耳罩對頭的壓力就小，頭帶長時相反，三點的壓力要取得平衡才是最舒適的。另一種耳罩呈杯狀，環(huán)繞著耳朵，叫繞耳式耳罩（如下圖右圖）。這兩種設(shè)都是為了使其貼住耳廓而不至于滑落。另外在耳罩的內(nèi)部一般填充海綿，使其盡量的柔軟，并在外面蒙上皮革或絨布，使人耳感覺舒適。 而耳塞的外部形狀、尺寸大小是根據(jù)人耳外耳道的特征而設(shè)定的，它能夠適合多數(shù)人佩戴使用。 壓耳式耳罩 繞耳式耳罩小結(jié)通過對頭戴式耳機這一產(chǎn)品進行人因工程學(xué)上的分析，讓我認(rèn)識到了人因工程在生活中的幾大應(yīng)用。首先，人因工程為產(chǎn)品設(shè)計中考

12、慮“人的因素”提供人體尺度參數(shù)。應(yīng)用各種學(xué)科的研究方法，對人體結(jié)構(gòu)特征和肌能特征進行研究，提供人體各部分的有關(guān)數(shù)據(jù)以及人體各部分在活動時相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，促使產(chǎn)品更人性化，更舒適，更有益于人去使用。其次，為產(chǎn)品設(shè)計中“產(chǎn)品”的功能合理性提供科學(xué)依據(jù)?，F(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計中，不考慮人機工程學(xué)的需求，那將是設(shè)計活動的失敗。因此，如何解決“產(chǎn)品”與人相關(guān)的各種功能的最優(yōu)化，創(chuàng)造出與人的生理和心理肌能相協(xié)調(diào)的“產(chǎn)品”，這將是當(dāng)今產(chǎn)品設(shè)計中，在功能問題上的新課題。人因工程學(xué)的出現(xiàn)恰好為這一問題提供了理論支持，有助于產(chǎn)品的更合理的設(shè)計。最后，為產(chǎn)品設(shè)計中考慮“環(huán)境因素”提供設(shè)計準(zhǔn)則。通過研究人體對環(huán)境中各種物理因素的反應(yīng)和適應(yīng)能力，分析各種環(huán)境因素對人體的生理、心理以及工作效率的影響程度，確定了人在生產(chǎn)和生活活動中所處的各種環(huán)境的舒適范圍和安全限度，從而能夠保證人體的健康、安全和舒適。以上幾點充分體現(xiàn)了人因工程學(xué)為產(chǎn)品設(shè)計開拓了新設(shè)計思路，并提供了獨特的設(shè)計方法和理論依據(jù)。社會發(fā)