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人体工程学定义范文1
色彩心理
人类从外部获取的信息中,有80%以上是通过眼睛获得的,而通过眼睛获取的一切信息都充满了色彩,所以色彩无疑是视觉传达中极其重要的元素。然而,对色彩的观察与感受却不是仅仅通过眼睛来实现的。
颜色又让人心理上感觉冷暖之分。不过,这只是颜色所具有心理效果中最普遍的一种。红色、橙色、黄色,可以让人想到太阳和火焰事物,让人感到温暖。而蓝色、绿色、使人联想到水和冰,使人感到寒冷。在设计中色彩心理的应用是必不可缺少的。一间房屋如何让人感觉到舒适,一部分是由于色彩决定的。如果到处是黑色的房屋就会让人感到压抑,过于色彩斑斓让人觉得烦躁。如何应用好色彩心理,是我们值得学习的一部分。
在快餐厅人们喜欢用色彩艳丽的颜色,这符合色彩的心理。快餐文化,注重的是一种快速饮食。而不是长时间的呆在那里,而茶座则需要安静的颜色,让人们能品味茶的芳香与静谧。医院则多采用白色,让患者能够舒心,能够放心。幼儿园则大多采用明快的颜色,让孩子们能够更好学习和玩耍。
我们能够在无意识的睡眠状态下看到色彩,也可能在有意识的状态下无法记起不久之前看到的颜色,还会因过去的记忆而喜欢或厌烦某种色彩。从这些现象中可知,除视觉信息之外,色彩还伴随着观念上、象征上以及生理学上等的多种认识效果。
人体工程学定义:人体工程学是一门研究人与机械及环境的关系的科学,人体工程学又叫人机工程学或人机工效学,是第二次世界大战后发展起来的一门新学科。“ergonomics”一词是英国学者莫瑞尔于l949年首次提出的,它由两个希腊词根“er―90”和“nomies”复合而成,其本义为人的劳动规律,目前较多国家采用这一词作为该学科的名称。
人体工程学是研究“人一机一环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系,为解决该系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。为了进一步说明定义,需要对定义中提到的几个概念:人、机、环境、效能和健康,作以下几点解释。人、机、环境三个要素中,“人”是指作业者或使用者,包括人的心理特征、生理特征以及人适应机器和环境的能力都是重要的研究课题。“机”是指机器,但较一般技术术语的意义要广得多,包括人操作和使用的一切产品和工程系统。怎样才能设计出满足人的要求、符合人的特点的机器产品,是人体工程学探讨的重要问题。在室内设计中“人一机一环境”系统中“机”的含义,主要指各类家具及与人关系密切的建筑构件。
人体工程学联系到室内设计。以人为主体,运用人体计测、生理、心理计测等手段和和方法,研究人体结构功能、心理、力学方面与室内环境间的合理协调关系,以适合人的身心活动要求,满足人们的舒适的生活环境。
人体构造与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉,这三个部分在神经系统支配下,使人体完成一系列的运动。
人体尺度是人体工程研究的最基本的数据之一。
人们在室内工作和生活活动范围的大小,即动作域。它是确定室内空间尺度的重要因素之一。以各种计测方法的人体动作域,也是人体工程学研究基础数据。如果说人体尺度是静态的,相对固定的数据,人体动作域的尺度为动态的,其动态尺度与活动情景状态有关。
灰空间
“灰空间”的建筑概念是由日本著名建筑师黑川纪章提出的。“灰空间”一方面指色彩,另一方面指介乎于室内外的过渡空间。对于前者他提倡使用日本茶道创始人千利休阐述的“利休灰”思想,以红、蓝、黄、绿、白混合出不同倾向的灰色装饰建筑对于后者他大量利用庭院、走廊等过渡空间,并将其放在重要位置上。在日本建筑中,灰空间是一种过渡的空间,无法明确的界定是室外还是室内,但它的存在,却在一定程度上抹去了建筑内外部的界限,使两者成为一个有机的整体。空间的连贯和设计的统一创造出内外一致的建筑,消除了内外空间的隔阂,给人一种自然有机的整体感觉。也可以说是“从内部进行的环境设计”。
现在越来越多的设计中运用了“灰空间”的手法,形式多以开放和半开放为主。使用恰当的灰空间能带给人们以愉悦的心理感受,使人们在从“绝对空间”进入到“灰空间”时可以感受到空间的转变,享受在“绝对空间”中感受不到的心灵与空间的对话。而实现这种对话的方式,大体有以下几种:
1. 用“灰空间”来增加空间的层次,协调不同功能的建筑单体,使其完美统一。
2. 用“灰空间”界定改变空间的比例。
3. 用“灰空间”弥补建筑户型设计的不足,丰富室内空间。
与常人关系最密切的“灰空间”恐怕要数住宅的玄关了,它与客厅等其他空间的界定有时很模糊,但就是这种空间上的模糊,既界定了空间缓冲了视线,同时在室内装修上又成为了各个户型设计上的亮点,为家居环境的布置,起到了画龙点睛的作用。
其实,在实际生活中,“灰空间”不光在空间上有它的位置,在颜色等其他方面也有一席之地,这正好暗合了黑川纪章的话。心理卫生专家认为,随着窗外季节的不同变化改变室内的环境空间,可以有效地缓解心理压力,调节心理状态,有益于身心健康。因此,正确的利用“灰空间”,可以更加丰富我们的生活。
“灰空间”一说,大都指建筑中的空间概念,属过渡性地带,即半室内,半室外的空间。然而,对于空间的创造,空间体验占同样重要地位的园林设计而言,即使不提这一名词,过渡性空间的考虑与设计也显得十分突出,其作用亦是不容忽视的。鉴于此,有必要对园林中的灰空间做出探讨、总结。因为这些地方往往是与人们关系最为密切又最易被忽视的。细部体现水平,细部同样表达着对人的关心。
人体工程学定义范文2
引言
舒适的居住环境和家具的安全性在当今社会中的要求越来越被人们看重。设计出更多的对人体健康和更舒适的家具,在设计的过程中注重的以人为本,设计出了更多适应人体生理结构或者需求的家具,在日常的生活中是不可缺少的,在注重外观设计的同时,人体和谐的方式也在不断的提高,人体工程学的设计理念也被慢慢引入进去,受到了大家的喜爱和关注。从人的基本结构、心理、生物力等方面出发,做到家具之间的合理协调的运用,这是根据人体工程学从人的自身出发的概念,前提为适应人的身心需求,这样才能设计出使用效果最佳的产品。这有利于提高人们的生活水平,生活得到高效率的支配,在现实生活中有很大的影响。
人体工程学的概况
人体工程学又被称为人类工程学、人间工学或者工效学等。人体工程学有人体测量学、生物力学、劳动生理学、环境生理学工程心理学、时间和工作研究六个主要部分组成。人体工程学的定义为:人在某种工作环境中对解剖学、生理学和心理学因素方面的研究,人和机器及环境相互影响的研究,人在工作和家庭生活中以及对休假时间的调整和对工作效率的研究,人体是否健康、是否安全、是否舒适等方面的科学。
家具设计中人体工程学的作用
在设计家具的过程中,使家具的设计能够满足消费者的心理和生理的特点及需求是人体工程学的运用原理,所以,在设计的过程中人体的测量就显得尤为重要,根据以下两点说明了人体工程学的设计在家具设计中的主要作用。
1.家具最佳尺度的确定
通过对大量常规使用者的测量,在目标人群中推断和统计出各个部门的基本尺寸、肢体活动的范围和生物力学等,被称为人体工程学的主要内容。数据对家具的可靠性和精确性有重要的作用,家具的最佳尺寸是通过设计人员准确性的计算而得到的,让使用者感觉到最大的舒适度和满意度的同时,我们使用的是最少的材料。家具大规模的定量生产也需要更加准确度的尺寸。
2.家具整体组合是关键
一般来说,家具的固定空间的确定是为了设计出具有美感的整套家具。在人体工程学的中获得的数据能够准确的对家具的整体设计提供了有利的数据和设计理念,设计出了更加符合环境对人和家具对人的和谐度。达到最佳的效果要将整体的设计方案得到最佳的实施。
人体工程学中的家具设计
人体工程学在家具设计中是首要的关注,对人与家具之间的关系买,人体结构和主要系统组织等生理学知识的研究,在选用材料是要根据使用者的生活习惯和对日常生活的需要而进行选择,这样不但让使用者感到满足,而且他们的舒适度也会提高。
在坐、立、卧、蹲、跳、走等方面体现出了人体基本动作的千差万别,不仅对人体身边空间产生不同的要求同时对人体的形态也有不同的要求,人体对空间和舒适度的需求最为重要,这样不仅能够降低人体整体的体力消耗,从而使疲劳程度得到减少,营造出更加舒适的环境,使得家具更加具有使用性。
美观和实用是家具设计的基本要素,和传统的设计理念相比,现在人们更加注意的是家具的舒适程度,而家具的美观显得没有那么重要,家具中看不中用,如果漂亮的家具没有实用性,它会造成人体的肌肉和脊髓的影响。想要使用者在使用的过程中得到舒适的程度,我们要对使用者平时的习惯进行统计,例如他们的各种姿势。设计出适合他们所需要的家具,并感觉到定的舒适度。
在生活中,餐桌和餐椅的不协调,会给我们带来很多不便,夹菜时够不到,衣服的袖口容易粘上油渍。课桌和椅子的不协调,我们会坐姿不正确,容易趴在桌子上,这样不仅对我们的视力没有定的好处,同时容易造成脊椎的弯曲,在使用家具时定要做到明确标准,在设计时要做到准确度,这样对我们的身体有定的帮助,同时从心理上我们也感觉到一定的舒适度。
人体工程学的设计发展方向
1.设计的个性化趋势
通过人体工程学设计的家具也不能缩短人体之间存在的差异,不能考虑到所有人的需求,例如;我国对俄罗斯大巴车的引进,软座的设计理念,并不适合我们中国人做,会使我们感到不舒服,这种软座的设计高度是根据俄罗斯人的身高来设计的并不适合我们中国的人们。同样的道理,物品往往是对定区域的人就行设计的而不能满足多数人的要求,这样的设计理念在人体工程学中是不符合条件的,他不能满足具有差异性人群的使用,因此人们在随着时代的不断发展,对制作的要求越来越高,在追求完美的高质量物品的同时,价格对人们来说就没有那么重要。
2.对试制模式研发的加强
在人体工程学的设计理念中,试制车间和调试车间的作用尤为重要,可以让设计师更好的找出设计的不足,并在第一时间改正,在现在的发达国家,他们的设计技术在不断的更新,他们采用的是二维的人体模板,将来还有更加先进的模板,而我国在这方面的技术还是空白,这就需要人们的不断努力。
人体工程学定义范文3
【关键词】 语音室;设备管理;人机工程
1人机工程学定义
除了电磁辐射危害以外,语音室教学过程中设备仪器的摆放还可能导致使用者遭遇一些与人机工程学相关的疾病,例如粘液囊炎(Bursitis)、上髁炎(Epicondylitis)、腱鞘炎(Tendonitis)、腰椎和颈椎劳损等。
所谓人机工程学,亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法,对人体结构特征和机能特征进行研究,提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数;还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数,分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性;分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力;探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。换一句话通俗地说,人机工程学是在一个组织机构内,为改善员工工作条件和提高工作效率,而进行工具和设备设计的科学。
人机工程学研究的对象是人的工作优化问题。工作优化主要包括四个要求:效率高、安全可靠、健康、满意感和舒适感。
对于设备或产品,如果要评价它在人机工程学方面的表现,有怎样的标准呢? 以德国Sturlgart设计中心为例,在评选每年优良产品时,人机工程上所设定的标准为:
1)产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合;
2)产品是否顺手和方便使用;
3)是否能防止使用者操作时意外的伤害和错用时产生的危险;
4)各操作单元是否实用;各元件在安置上能否使其意义毫无疑问的被辨认;
5)产品是否便于清洗、保养及修理。
例如在操作电脑时,在现行条件下操作人员通常是手臂向前悬空着来操作键盘和鼠标的。手臂的悬空形成了肩颈部的静态疲劳,使得操作人员不得不将背部靠在椅子靠背上作业。后靠姿势会加大悬空的手臂的前伸程度,从而增大肩部所需要的平衡力矩,加快肩颈部的疲劳,而当操作员脱离靠背又手臂悬空时,体重就全部需要由脊柱来承担,其结果或者是腰背的疲劳酸痛,或者是腰肌放弃维持直坐姿势而塌腰驼背,或者是把手腕抵在桌沿而引发腕管综合症。
正如上面的例子所谈到的,与人机工程学相关的疾病是可以查明的并能造成与工作环境有关的伤害和疾病的情况。这些伤害和疾病通常是肌肉,骨骼,或软组织,由于具体工作的劳动姿势,用力程度,延续时间和反复频度 (影响如手腕,背和脖子等的身体部位) 所导致。它们可以进一步分为两大类:①创伤性工作伤害:一次发生的情况分明的工作伤害;②积累性劳损伤害:由于长期反复动作而导致身体某个(些)部位劳损的工作环境病症。
语音室里涉及设备主要有终端学生操作台和教师中央控制台。可能引发人机工程学疾病的危险因素有:笨拙和静止不动的姿势、不良工作姿势和不合理的用力、重复操作、局部压迫、振动、环境因素等。
2人机工程学疾病的预防
在了解了可能的危险因素之后,我们就需要分析应对,采取一些必要的纠正预防措施:
2.1常用物品放在容易拿到的地方。
尽量将常用的物品放置在“绿色区域”以避免身体的拉伸。在语音室,对于学员来说,有关操作可能涉及应答开关,一体化耳机等;对于教师而言需要操作的设备比较多,中央控制屏,VCR录像机、DVD、磁带录音机等。
2.2使用搭配合适的桌椅。一把好的符合人机工程学原理的椅子应具有以下特征:
2.2.1可以调整高度;
2.2.2五点支撑以提高稳定性;
2.2.3可调节的靠背;
2.2.4提供必要的坐垫这还与工作台配套的椅子有关。
2.3保持正确的工作姿势:
2.3.1调整坐椅的靠背以给腰部提供足够的支撑;
2.3.2双脚稳固的放在地面或踏脚板上;
2.3.3膝盖下面保持适当的空间以保证血液循环;
2.3.4大腿和小腿间的角度要大于等于 90º,经常改变姿势。
简而言之,设备摆放,选配的桌椅都非常重要的。
诚然提起多媒体教学,来自教师的好评如潮,诸如图文生动、信息丰富、授课新颖、寓教于乐之类,好处多得说不完。但是学生家长的反对声也不小:一是教师减少了板书,对学生写字的示范作用减弱;二是投影屏幕或电脑屏幕,对正处发育期学生眼睛又是一个刺激。有鉴于此,我们在发挥多媒体教学优势的同时,多考虑其不利因素的预防与控制,这样就可以实现教学与健康的双赢。
参考文献
人体工程学定义范文4
关键词:人体工程学 手持工具 设计 发展 应用
中图分类号:C91 文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 02-099-02
人体工程学又称人体工效学、人机工程学等。是一门集人体测量学、人体解剖学、材料学、力学、心理学、色彩学等基础上形成的学科。这门学科主要研究人体在使用物品及工具时的舒适性与合理性的关系。以复杂和庞大的综合性学科作为研究基础,遵循以人为核心物为人用的工程学原则。对各种产品结构的设计是否符合人体使用提供了相应的参数。
人体工程学主要的研究理念在国际功效学会拟定的会章中把人体工程学定义为:研究人在工作环境中的解剖学、生理学、心理学等诸多方面的因素,研究人――机――环境系统中的交互作用着的各组成部分(效率、健康、安全、舒适等)在工作条件下,如何达到最优化的问题。归根结底,人体工程学是一门研究人与环境关系的一门学科。在现代生活中,社会不断发展的进程中,商品不仅仅作为一种生活工具而被使用,商品在使用过程中的合理性与舒适性被越来越多的人重视。这种合理性与舒适性能使商品在被使用的过程中使人产生不同程度的愉悦感。从而使商品更容易被消费者所接受,并达到更好的消费效果。
在手持工具产品设计这一领域中,人体工程学起着举足轻重的作用性。手是人类使用工具的主要人体器官,百分之八十的工具都是通过人手的协助来完成使用。手在使用工具是是否舒适省力安全就显得尤为重要,而人体工程学恰恰可以通过对人体功效的具体研究来完善这一部分。
1人体工程学与手持类工具产品的关系及其重要性
首先,手持类工具主要的使用方式是通过手来完成商品的使用过程。手持工具的工业设计结构决定了手在使用工具时是否舒适省力,并能达到预期中的使用目的。在今天,我们不难发现即使是最简单常见的手持工具也在进行着不断的“进化”。一把钳子全国都是一个样子的时代已经一去不复返了。
其次,手与手持类工具的密切关联决定了手持工具是一种高消耗的商业产品。这种产品因其高效的使用频率使其消耗速度惊人。在这种高频率的使用中,舒适度与使用效率成为产品的重中之重,也使这种产品更新换代的速度要高于其他类的产品。
再次,不同材质给人的视觉触觉与肢体触觉是不同的。有些材质适合于产品制造,可视觉触觉却难以让人觉得愉悦。这就需要我们设计者找到一个两者相融的结合点。视觉愉悦与触觉愉悦同样重要。
最后,工具是人手的延伸。它极大地扩大了人的生理能力,增加了人的动作范围和力度,从而提高工作效率。合理的手持工具设计能够减轻重复或持久操作的疲劳,避免身体损伤和职业疾病,保证身心的健康发展。手持工具必须配合人手的轮廓形状,在握持时必须保持适当的腕部和身体姿势,配合用力方向与力度,达到减轻身体荷载的效果。所以,手持工具必须有效的实现预期功能的同时,并与使用者身体成适当比例,使其工作效率最大化,并减小使用者的疲劳。在使用合理性最大化的同时充分考虑到操作的安全性和舒适性。并对其产品的成本及其使用期间的维护都纳入考虑范围之内。
2钳类工具的“进化”过程
在人类工具刚刚产生之时,工具仅仅只是作为延长手的能动作用而产生的辅助工具。这种工具是最原始的自然形态,它并不具备延展能动性以外的功效。人体工程学是人类在劳作过程中潜意识形成的,在劳作中人们想要改进生活质量并增加劳动效率的意愿使其在改进工具的过程中有了长足的进步。手持工具在经历从粗糙到细腻,从单纯使用到合理使用之后,逐渐又走上美观舒适的道路。时至今日,这种综合性的消费使用需求被人们进行系统的整理之后,成为了产品设计中不可忽视的一个重要环节。
以钳类工具为例:
2.1原始钳类工具
最初的钳类工具是用金属作为原材料,其结构造型运用杠杆原理使其达到使用起来借力省力的目的。但是金属材料特有的坚固性和光滑性使这种工具在使用过程中不利于抓握,并会随着用力的不断增加同时产生手的疼痛感。直接导致了工具的使用效率下降,并使消费者在接受程度上受到了一定的限制。为了克服这种令人不悦的缺点,在之后的时间里开始出现把手上包裹着软胶皮的钳类工具。借由软胶皮柔软并能增加摩擦性的材质特性,不仅使这类工具在使用中更容易抓握,而且很大程度上减轻了使用时所产生的疼痛感。这是手持钳类工具在设计中一个长足并且重要的进步,不仅在产品设计中将工具使用效率考虑进去,人体使用舒适度也作为产品设计的一个方面进行了考量。
2.2改进型钳类工具
钳类工具以其强大的实用性和便携性成为日常生活中手持工具类最常见的一种工具,这种工具在日常生活中几乎可以说是必备工具。随着使用范围和使用人群的增加,这种工具的一些弊病也逐渐显露。尺寸和形状成为了这一工具“进化”的主要课题。为了适应更多的使用环境和使用人群,钳类工具的生产设计者开始调整这类工具尖头部分的尺寸和形状。调整过后的产品,有了各种大小的型号,针对使用环境和使用人群做了更人性化的处理,使这种工具很大程度的扩大了使用范围,并占据了更大的商品市场。
2.3多功能型钳类工具
在当今社会快节奏的发展过程中,各种各样的工具看得人眼花缭乱,而人们为了能更好更快的应对生活的突发状况,需要的工具不仅仅只是具备单一实用性的使用功能,还要求其携带方便,并能一专多能。于是,多功能型钳类工具应运而生。这种工具不仅仅具备了单一的钳类工具使用性能,它同时还兼具了其他工具的使用性能,这就更大程度扩大了其使用范围和环境。而其不足之处就是这种工具因为兼具了其它工具的使用性,使其在设计和制作时相较于其它单一使用类工具的牢固性较差。
3人体工程学与手持钳类工具的价值体现
商品的变化与发展是与社会经济和科学技术紧密联系在一起的,只有产品更人性化更合理化才能被更广泛的接受与使用。手持工具的出现源于人本身对生活掌握的欲望,这种欲望所推动的设计过程,就是人体工程学不断被实践的过程。
钳类工具作为最常用的手持工具之一,它的设计发展充分说明了人体工程学与商品之间的价值联系。科技含量的人性化不仅提高商品了商品的使用价值,更提高了商品的商业价值。更细致的功能分类也扩大了商品的市场范围,从而使消费者更广泛的接受商品消费。
实践是科技发展的基础,人们通过不断的实践与改进使手持工具在使用过程中更加完善,并赋予工具多样性和综合性。如今是科技的时代,人体工程学这一学科的出现充分体现了科技以人为本的思想。直接导致手持类工具产品的科技含量增加,从而提高产品价值。是商品如何更具人性化是手持工具类产品设计中重要的一个环节,同时也是最前沿和潮流的趋势,是一种人文精神的体现,是人与产品完美和谐的结合。在当今社会中产品的设计更是要以人为本,才会长盛不衰。
参考文献:
[1]杨玮娣.设计与人体工程学内在关系的思考[J].家具与室内装修.2007年10月.
[2]王乌云. 招贴广告设计的休止符――空白的作用与经营[J].内蒙古民族大学学报:社会科学版,2006年12月6期.
人体工程学定义范文5
专为熊猫人制造的主题鼠标
SteelSeries魔兽世界游戏鼠标黄金版整体的包装非常简单,不大的包装盒正面显著位置印有清晰的魔兽世界LOGO,而这也的清楚的告诉了玩家们这是一款专属魔兽世界鼠标。除了魔兽世界LOGO之外,包装的正面还印有鼠标的全貌,让玩家们可以对鼠标进行简单了了解。
在包装的背面,有着四国语言对这款鼠标的简介,这其中当然少不了中文,这也让对这款鼠标十分纠结的玩家们可以在购买之前了解到它的特点,十分人性化。包装的侧面印有鼠标侧面特写,可以让玩家们更为深入的对这款鼠标进行了解。
SteelSeries(赛睿)的CEOBruce Hawver说:“我们是第一家推出专为MMO玩家设计的鼠标,它的成功让我们继续推出供《魔兽世界》这种类型游戏专用的鼠标。我们非常高兴能够推出这款新的游戏鼠标,它主要面向中国、巴西和俄罗斯这样的全球新兴市场。”
惊艳造型引领潮流
SteelSeries魔兽世界游戏鼠标黄金版的正面采用了金黄色的设计,造型圆润,让他在鼠标里面十分独特。表面采用了磨砂金色的表面涂层,用手摸起来这款鼠标的表面非常光滑。在鼠标下部印有魔兽世界的LOGO,仔细一看这个LOGO原来是琥珀色的呼吸灯,相信魔兽世界的玩家们在使用这款鼠标时一定会有一种独特的感觉。
鼠标的侧面和底部采用了黑色的设计,金黄色与黑色的搭配也非常具有视觉冲击。值得一提的是,这款鼠标的侧面使用了不对称设计方式,虽然鼠标左右两侧并不对称,但这款鼠标却是符合人体工程学,手感非常好。
人体工程学定义范文6
1 前言
汽车是非常复杂的产品并需满足各方面的性能要求,其设计开发过程也由许多不同的工作阶段组成,而各工作阶段又需要使用多种不同的设计验证技术。只有采用新技术将整个产品的开发过程及其不同的工作方式进行全面的集成才能达到加速和优化设计的目的。
从目前概念车的世界里,内部(车内)多变的色彩为汽车赋予了更多的活力.同时,空间的利用在内部结构的设计上占到了一个什么重要的作用,事实也引证了这一点.仔细对比一下目前的新概念,很多汽车的内部结构已经相当的精简.当然这不是说要放弃一些本来必须的东西,设计师只是把一些实用的工具隐藏起来.譬如是把一些DVD导航,冷气口隐藏起来.在新的设计理念里,简单比杂乱给人的感觉更好.
汽车内部的设计也是一种学问.有些东西是不可以模仿的.德国汽车和中国的汽车有什么不同?其实同样的车,差别当然不是很大,之所以人们对这两种汽车存在着不同的意见,最主要的是感觉的差异.而这种感受不只是局限在单纯的驾驶感,人们对德国的总体感觉还有对德国文化的理解也是一个很重要的因素.中国一开始就给人家一个不好的影响是,中国的东西不好.就这样小小的一句话,害了中国的产品,包括汽车.而中国人乃至世界对于中国汽车的不满,内部结构发面占到了一定影响.中国虽然已经融入了世界,但不可以模仿的东西太多,需要慢慢探索学习的东西也很多,中国汽车发展很快,但是内部结构的设计一直滞后于世界。笔者总结了中国汽车内部结构的几点不完善.第一:工艺不够精细,印象中有一个很影响深刻的事情,在06年的广州车展中,我亲眼看到中国一辆名叫"UFO"汽车的座椅竟然爆线了,虽然说这是一辆展车而非量产车,但是几十万的观众看到这样一个不足会有什么感受?而事情的背后反映出的问题同样值得深思.第二:总体感觉不够清晰,简明.很难说造成这种感受的原因对汽车的布局把握不好。因为布局的好与不好也没有一个很明确的定义.但是感觉的东西很直观,也是最实在的。一个东西好不好,感受是最好的验证.第三:人才不足,国外很多的非机器制造的汽车工艺是由许多有十几年经验的工匠完成的,而且这种工艺是一代传一代的,也很少说会外传,可以这么说,版权的保密性非常好.虽然学不到,但中国也可以学习一下这种模式,虽然短期看不到什么效果,但是长远对中国的汽车还是很不错的.目前中国还没有进入一个自主豪华车时代,而这个时代却是培养人才最好的时机,但中国在这方面确做得不够好.
数字化虚拟技术就是通过集成各种计算机技术,并充分发挥其应用潜能,使产品开发设计能够可靠地在计算机系统内,以数字化模型方式完成产品的设计和验证。在汽车开发中,虚拟技术有助于决策层及早对设计方案进行决策和进行跟踪管理;有助于加强异地的合作,共同解决技术难题;有助于在制造样车前进行反复验证和校核,从而及早发现和避免设计错误;有助于在产品投产前及早获取产品信息以进行市场调查。贯穿于产品开发全过程的数字化虚拟技术可使产品特性得到全面系统的优化,使开发周期大大缩短,开发费用大大减少,提高产品质量,最终提高企业在市场的竞争力。
2 汽车内部结构设计
汽车内部结构是一个从构思、设计到验证的复杂的系统工程.结构时要考虑众多的约束关系和人机工程的要求。汽车内部结构是“以人为中心”的设计,即以人为中心,在满足一定的约束条件下,运用人机工程学达到人-车-环境和谐的设计理念。汽车内部结构设计是同时进行多方面结构的设计过程,也是不断反复递进寻求最优化方案的设计过程。
汽车内部结构主要任务是:①车型主要结构尺寸确定:乘员结构;整车主要尺寸确定;踏板,换档杆及手刹位置结构;转向盘及转向管柱结构;行李箱结构;侧车窗玻璃;顶盖位置;座椅及仪表板结构等。②人机工程学研究:确保驾驶员及乘员的居住舒适性,安全性,以及驾驶员的操纵方便性和具有良好的视野等。③法规符合性校核:风窗面积及雨刷结构;手伸及界面;仪表板可视范围;内外后视镜视野;安全带固定点等。在满足这些要求的同时,还要尽量减小整车质量,增大车室内空间,提高整车的经济性能。在传统的设计中,工程师使用二维人体模板在二维主图版上进行汽车内部结构设计,无法事先对踏板、换档杆、转向盘的操纵性和坐姿及视野性等性能进行空间位置的评估和验证,只有在制作了物理样车后由一定比例的人进行实际的驾驶操作才可完成验证.
如今,由于计算机技术的发展和应用,在汽车开发中已广泛采用CAD 方法进行三维数字化设计,以三维数据为主线,使用虚拟样车来优化产品设计和验证过程。因而,数字化三维人体模型相应地在汽车内部结构的人体工程学模拟和分析中发挥其潜能和优势。
3 数字化三维人体模型
在产品周期的各个阶段,人都是最重要的因素。数字化三维人体模型可有效地应用在汽车虚拟设计及制造的整个生命周期,从初始的概念方案设计至最后的产品验证。
数字化人体模型技术可辅助设计者确定人在相应的工作环境下的性能,确定人体尺寸/形态/功能及其定位,满足舒适性和安全性标准的要求。如图1 所示,在虚拟的CAD 设计数据中,可调入此虚拟的人体模型,完成操作任务和分析工作。通过三维人体模型可运用数字人体和电子样车进行与人相关要素的模拟分析校核,如人的可操作性,舒适性,可视性等重要设计要素。在汽车内部结构过程中应用数字化三维人体模型可提高设计效率和设计质量;改善安全性及人机工程学性能;减少物理样车的制造及验证工作和周期。
波音公司、通用公司、戴姆勒-克莱斯勒公司等这些大的飞机和汽车公司已将数字化三维人体模型越来越广泛的应用于产品生命周期的各个方面和各个阶段.CATIA,EDS 等大的软件公司,也相继推出数字化三维人体模块供用户使用并不断补充及完善。
现以CATIA 的人体模型模块(Manikin)为例简要说明数字化三维人体模型的主要功能。该三维人体模型包括4 个子模块:构造人体(Human Builder)模块,生成可与产品相配合的人体模型;编辑人体尺寸(Human Measurement Edit)模块,可对人体模型的各部分的尺寸进行有比例地调整;人体动作分析(Human Activity Analysis)模块, 对人肢体进行由静态姿势到复杂的动态动作的评价;人体姿态分析(Human Posture Analysis)模块,进行人体各种姿态的分析。此人体模型包括有104 组人体测量数据;100 个无约束的连接;148 个自由度;各种姿势轮廓;包含所有关节的手模型、脊椎模型、肩模型、臀部模型等模型;可表现关节活动的制约及动作运动的上下极限并可进行调节。此模块具有如下几方面用途:测量人体尺寸;视野分析;坐姿分析;运动舒适角度分析;伸及范围分析;举升、放下和搬运分析;设计干涉检查;运动模拟等。
4 按SAE 标准进行汽车内部结构时涉及到的人体工程学内容
在进行汽车内部结构时,SAE 中有如下用于驾驶员和乘员的人体工程学研究和设计的相关标准。
5 应用数字化三维人体模型进行汽车内部结构及设计校核
数字化三维人体模型在汽车内部结构设计及校核中承担着人机工程学的结构设计及校核验证的重要角色。图2 所示为数字化三维人体模型在一汽车内部结构中的应用实例。它协助汽车设计工程师进行一系列乘员内部居住性的结构优化工作,主要包括:协助确定汽车主要控制尺寸;确定不同人体尺寸的驾驶员及乘员的乘坐位置和驾驶姿态;对人体乘坐姿态及其舒适性进行分析和评估;确定踏板、转向盘、操纵杆、仪表及控制按纽等零件的结构位置,并进行操作合理性评价;模拟乘员上下车姿态以评估上下车方便性;驾驶员及乘员的座椅位置确定及安全带的固定位置的确定;模拟座椅的滑动、及杆件操纵的运动过程并进行评价;校核驾驶员驾驶过程中的直接视野和通过内外后视镜的间接视野的法规符合性;协助进行仪表板结构和仪表板盲区的校核;确定合理的车内宽度和头顶空间;分析人体重量在座椅上的力的分布;对手及脚对操纵部件操作时所施加的力进行评估;同时检查设计间隙及干涉分析,最终记录数据并输出优化的结构结果。