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“ 产品设计及原理 ” （系列）课程教学内容纲目 1 理论教学部分 1.1 基本原理 1.1.1 产品概念 1.1.2 产品设计概念 1.1.3 人机工程学 1.1.4 环境心理学 1.1.5 材料与工艺学 1.1.6 产品结构选型 1.1.7 产品设计表达 1.1.8 产品色彩设计与管理 1.1.9 产品设计程序与方法 1.1.10 产品设计作品赏析. 1 理论教学部分. 1.1.3 人机工程学 1 、 人机工程学概述 2. 人体测量及其应用 3. 神经系统与感知 4. 人和环境 5. 人机工程学的运用.
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“产品设计及原理”（系列）课程教学内容纲目“产品设计及原理”（系列）课程教学内容纲目 1 理论教学部分 1.1 基本原理 1.1.1 产品概念 1.1.2 产品设计概念 1.1.3 人机工程学 1.1.4 环境心理学 1.1.5 材料与工艺学 1.1.6 产品结构选型 1.1.7 产品设计表达 1.1.8 产品色彩设计与管理 1.1.9 产品设计程序与方法 1.1.10 产品设计作品赏析
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 1、人机工程学概述 2.人体测量及其应用 3.神经系统与感知 4.人和环境 5.人机工程学的运用
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 1、人机工程学概述 （1）人机工程学概述 1）学科的命名 2）人机工程学的定义 3）具体含义的说明 4）人机工程学的发展史 （2）人机工程学研究的内容和方法 1）人机工程学研究内容 2）人机工程学研究方法 3）人机工程学的学科体系
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 1、人机工程学概述 （1）人机工程学概述 1）学科的命名 • 欧洲：Ergonomics 人类工程学或工效学。 • 美国：Human Factors ; Human Factors Engineering人类因素学或人类因素工程学。 • 其他：工程心理学（前苏联）；人间工学（日本）；人体工程学；人机工程学；人类工效学；人机控制学；宜人学等。
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 1、人机工程学概述 （1）人机工程学概述 2）人机工程学的定义 • 国际人机工程学会（International Ergonomics Association）：研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素，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虑工作效率 、人的健康、安全和舒适等问题的学科。 • 人机工程学是以人的生理、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与机械、人与环境以及机械与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全、舒适，人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学。 人机工程学： 按照人的特性设计和改善人—机—环境系统的科学。
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 1、人机工程学概述 （1）人机工程学概述 3）具体含义说明 • 人——指操作者或使用者； • 机——泛指人操作或使用的物，可以是机器。也可以是用具、工具或设施、设备等； • 环境——是指人、机所处的周围环境，如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等； • 人—机—环境系统——是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统，简称人—机系统。 • 人—机—环境之间的关系：相互依存；相互作用；相互制约。 • 人机工程学的特点：学科边界模糊；学科内容综合性强；涉及面广。 • 人机工程学的研究对象：人—机—环境系统的整体状态和过程。 • 人机工程学的任务：使机器的设计和环境条件的设计适应于人，以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适，心情愉快，充分发挥人、机效能，使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 1、人机工程学概述 （1）人机工程学概述 4）人机工程学的发展史（阶段） • 早期历史（20世纪前期）幻灯片 10 • 人机工程职业的诞生（1945—1960年 ）幻灯片 11 • 快速发展时期（1960—1990年）幻灯片 12幻灯片 13 • 1990年以后 幻灯片 14幻灯片 15 • 我国人体工程学的发展进程
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 1、人机工程学概述 （2）人机工程学研究的内容和方法 1）人机工程学研究内容 各国人机工程研究的基本状况—由于各国学科和工业基础不同，各国人机工程的研究方向和侧重点也有所不同，例如:美国侧重工程和人际关系； 法国侧重劳动生理学； 前苏联注重工程心理学； 保加利亚偏重人体测量； 捷克、印度等注重劳动卫生学。 目前人机工程学的前沿领域研究包括： 人机关系 人与环境关系 人与生态 人的特性模型 人机系统的定量描述 人际关系、团体行为、组织行为、 心理状态等方面
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 1、人机工程学概述 （2）人机工程学研究的内容和方法 近期人机工程学研究的方向归纳如下： • 工作负荷研究，包括体力活动、智力活动、工作紧张等因素引起的生理负荷和心理负荷。 • 工作环境的研究，包括各种工作环境条件下的生理效应，以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等因素的人机工程学的研究。 • 工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学的研究。 • 信息显示的人机工程学问题，特别是计算机终端显示中人的因素研究。 • 计算机设计与人机工程学研究。 • 工作成效的测量与评定。 • 机器人设计的智能模拟等。 • 人—机—环境系统中心理学的研究。
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 1、人机工程学概述 （2）人机工程学研究的内容和方法 2）人机工程学的研究方法 • 观察法； • 实测法； • 实验法； • 计算机模仿法； • 调查研究法； • 分析法 3）人机工程学的学科体系
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 2.人体测量及其应用 （1）人体测量的基本知识 1）人体测量的定义 2）人机工程学的定义 3）具体含义的说明 4）人机工程学的发展史 （2）人体测量的基本术语 （3）常用的人体测量数据 （4）人体尺寸的应用
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 2.人体测量及其应用 （4）人体尺寸的应用 • 极限设计原则：主要内容包括设计的最大尺寸参考人体尺寸的低百分位；设计的最小尺寸参考人体的高百分位。 • 可调原则：设计优先采用可调式结构。一般调节范围应从第5百分位到第95百分位。 • 平均尺寸原则：设计中采用平均尺寸计算。
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 2.人体测量及其应用 （4）人体尺寸的应用 例：办公室的人体尺寸的 可调原则的运用
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 2.人体测量及其应用 （4）人体尺寸的应用 • 人体身高在设计中的应用方法
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 2.人体测量及其应用 （4）人体尺寸的应用 • 人体作业空间设计之一 立姿活动空间： 立姿时人的活动空间不仅取决于身体的尺寸，而且也取决于保持身体平衡的微小平衡动作和肌肉松弛、脚的站立平面不变时，为保持平衡必须限制上身和手臂能达到的活动空间。
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 2.人体测量及其应用 （4）人体尺寸的应用 • 人体作业空间设计之一 坐姿活动空间：
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 2.人体测量及其应用 （4）人体尺寸的应用 • 人体作业空间设计之一 单腿跪姿的活动空间 仰卧活动空间
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 2.人体测量及其应用 （4）人体尺寸的应用 • 人体各部分结构参数的计算 由身高计算各 部分尺寸（见图2-13）
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 2.人体测量及其应用 （4）人体尺寸的应用 人体尺寸的应用 实例一 • 鼠标的人机设计及使用分析——手的尺寸差异 电脑的普及致使鼠标成为一种普通又普遍的产品，而科技的发展和人性化概念的深入促进了鼠标设计的飞速发展，集中的体现了人体尺寸差异决定的产品设计上的不同。
1.1.3人机工程学 2.人体测量及其应用 （4）人体尺寸的应用 人体尺寸的应用 实例一 鼠标的人机设计及使用分析——手的尺寸差异 标准体形亚洲人（174CM）的手 标准体形欧洲人（178CM）的手 身高的区别导致手型的巨大差异。(欧美人士的手掌心平均要比亚洲人的手掌心深1-2CM，而且手要长3-4CM。）低于平均身高的欧洲人士的手都比标准体形的亚洲人手长2-3CM，并且欧美人的手心明显要比亚洲人的手心深。所以欧美的一些品牌产品，如罗技、微软等鼠标个头特别大，并且后背非常弓，因为如果太平，欧美人士握上去后，手掌心就会有悬空的感觉。
鼠标的人机设计及使用分析 从图片中看到： 1、亚洲人握欧美人士的大鼠标很勉强，整个手都放在鼠标上，并且手心也非常贴合鼠标后背，但是，他的腕关节被抬高了，使手背与桌面的夹角大于30度。（根据人机工程学原理，人的手背同桌面保持在15-30度夹角的半握拳状才是人体的最佳休息状态）可见，他们的腕关节并没有得到完全放松，腕关节部位及手的前臂部位的伸肌群还处于强直的受力状态，受其影响，上臂的三头肌及三角肌也都会同时受到力牵拉的作用，人的肩关节也会一直处于强直状态。
2、另外，亚洲人握欧美鼠标时，其鼠标的最弓背处刚好处于手掌心的靠后部分，并且手部的受力集中于手掌心稍后侧。从人体解剖学得知，在手掌心稍靠后的部位，刚好是供应五个手指血液和营养的掌浅动脉弓的位置。（见下图）2、另外，亚洲人握欧美鼠标时，其鼠标的最弓背处刚好处于手掌心的靠后部分，并且手部的受力集中于手掌心稍后侧。从人体解剖学得知，在手掌心稍靠后的部位，刚好是供应五个手指血液和营养的掌浅动脉弓的位置。（见下图） 如果动脉受压过久，时间长了会产生麻木酸痛的感觉，并使手指缺氧产生疲劳感。 如果手长期处于强迫状态，手指的灵活度也将受到很大的影响。
专为亚洲人设计的太阳花鼠标 太阳花大型鼠标还有一项绝佳设计在于他的弓背部分的两侧，我们可以看到以“天梭”鼠标为代表的太阳花大鼠标其弓背脊梁部分较之欧美人士所用的鼠标要窄，这正好跟亚洲人的手型相吻合。 太阳花大型鼠标 罗技MX700Y与太阳花脊背部的对比
专为亚洲人设计的太阳花鼠标 太阳花大型鼠标 人的手掌心两侧有两大肌群即拇指屈肌和外展肌及小指屈肌组成的肌群，在两个肌群指间有一条沟壑。如果手型较大，这条沟壑就会宽一些，如果手型较小，则这条沟壑就会相对较窄。
太阳花铁甲骑士中型鼠标 专为身高160-173CM亚洲人设计的，这种身高的人在亚洲占了大约60%以上的人口比例。 太阳化铁甲骑士在后背与手的掌心完全贴合，既不出现空隙，也不使手掌肌群受压，这样不仅腕关节得到放松，并且掌指关节及指间关节的韧带也会处于放松状，食指和中指能够轻松自如的点击按键。
专为亚洲人设计的太阳花鼠标 迷你型（小型）鼠标 专为160CM以下的亚洲人（主要是女性）设计，因为考虑到大部分是女性用户，所以在外形设计和色彩的搭配上面专门研究了亚洲女性的审美观并量体裁衣，迷你鼠、贝贝鼠外形不仅小巧可爱，而且在色彩方面以浅蓝、玫瑰红、珍珠白为主体色，并搭配有质感的金属按键，配淡蓝色的发光滚轮。
罗技鼠标 kokuyo人机工程学鼠标 微软的指纹识别鼠标
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 2.人体测量及其应用 （4）人体尺寸的应用 人体尺寸的应用 实例一 • 椅子的设计与运用 1)办公用座椅 办公用座椅多指在办公室内与办公桌配套使用的座椅。这类座椅多强调舒适性和短距离移动的灵活性，座椅可以旋转，椅脚上安装万向轮，椅背应有腰靠和肩靠的“两点支撑”。必要时，可加扶手，以便小憩时手臂有支撑 。
椅子的设计与运用 2）操作用座椅操作用座椅是指操作微机所用座椅，它的特点是，人坐在座椅上主要是为了完成某些操作动作。随着微机的逐步广泛使用，人机学者对微机的工作座椅曾作了多种形式的研究设计，图示的座椅则是所推荐的形式之一。
椅子的设计与运用 推荐的形式之一 VDT操作椅设计尺寸(mm)
椅子的设计与运用 2）操作用座椅 跪式坐具 云椅 挪威设计师汉司·孟索尔设计的新式座椅--跪式坐具。它的最大好处是使脊柱挺直，骨节间平均受压，避免变形增生，使人体的躯干自动挺直，从而形成一个使肌肉放松的最佳平衡状态。它没有靠背，背部可以自由活动，但不能后靠休息，且下肢活动不便。 在跪式坐具的基础上，有关人机学者又研究设计出一种称之为"云椅"的坐具，它是将跪式坐具和微机工作台组合在一起的
椅子的设计与运用 3)驾驶用座椅 • 交通运输设备涉及范围很广，驾驶用座椅的基本要求相差也较大。但它们的共同特点是，作业空间有限，连续作业时间较长，操作频繁，要求精力集中等。 图示是轻便小汽车驾驶座椅的形式。图中给出的尺寸是以身高1690-1800mm的人体形为基础，对于比这种身材高或低的人，可以调节座椅位置，在水平面上可以调节±100mm，在垂直面上可以调节±40mm。
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 3.神经系统与感知 （1）神经系统的组成及其功能 1）神经系统的组成 2）研究神经系统的意义 （2）感觉与知觉 1）定义及区别 2）感觉与知觉的特点 （3）视觉与本体感觉 1）视觉 2）本体感觉 （4）人的心理特征 4、人与环境 (1)人和环境交互作用的基础和过程 （2） 行为与环境 1）神经系统的组成 2） 研究神经系统的意义
1 理论教学部分 • 1.1.3人机工程学 5.人机工程学的运用 （1）设计心理学 1）设计心理学的定义 2）消费者 （2）人机工程学的运用 1）工业设计领域的运用 2）建筑及室内设计领域的运用
