人体工程学研究与测试实验室
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人体工程学是一门涉及多学科的新兴边缘科学,它通过研究人、机、环境之间相互关系的规律,力求使人一机一环境系统的总体性能达到最优。人体工程学首先是一种理念,它把使用产品的人作为产品设计的核心,要求产品的外形、色彩、性能等,都要围绕人的生理、心理特点来设计。随着家具部件标准化设计,批量化生产,分工越来越细,家具把手的设计生产逐渐从家具生产中分离出来,由专门厂商制作。基材的多样化,结构的改革和使用功能的增加,家具把手在家具上的作用再不仅仅是装饰和连接作用了,其功能的内涵越来越丰富。
家具把手
可以按照其主要用途分为功能性把手和装饰性把手两大类, 在工业化生产水平高度发展的今天,两者在工业设计理论的指导下,正在逐步走向统一。研究家具把手,对家具制造企业提高生产效率,降低成本,提高产品的质量,增强国内外市场的竞争力,增创效益都有积极的作用。
家具把手设计属于一种实用设计,我们运用人体工程学原理分析研究家具把手的人机系统,力求探索出一种科学的行业标准,行之有效的设计方法,让设计师和厂家能依之有据、快而好省地做出一套完美产品来。
01
分析研究对象
人一机一环境系统工程(学),从“系统”的总体高度出发,一方面既研究人、机、环境各要素本身的性能,另一方面却更重视研究这三大要素之间的相互关系、相互作用、相互影响,以及它们的协调方式,并借助系统工程的科学成就,引导人们找到最优组合方案,使人一机一环境系统的总体性能达到最佳状态。
这种最佳状态一般都应满足安全、 高效、经济等指标。人一机一环境系统工程(学)虽然着重强调从系统的高度、总体的高度来思考问题,同时也必须对单个的人体、机器和环境做更细致的研究。
02
人机系统的构成模型
人机系统的构成,可以分为人、机、环境三个子系统。对这三个子系统的研究,各自独立为一门科学,即人的科学、技术工程科学及环境科学。这三个子系统中两两相互交叉,又构成三个系统,即人——机系统、人——环境系统、机——环境系统, 这三个系统交叉则构成人一机一环境系统,如图l 所示。
03
以“把手”为中心的系统模型
人一机一环境系统中三个子系统示意图,是一个全面的、概括性的系统示意图。我们在应用人机模型原理分析考虑以“把手”为中心的系统模型的时候,可以简化成如图2的系统示意图。在这个系统中,重点分析以下三个系统:人一 一把手系统、把手自身系统、把手——环境(家具)系统。分析研究了这三个系统,基本上就可以找到科学的、行之有效的设计方法。
人机系统模型分析
在人机关系中,人是主体,机是对象,环境是条件。主次关系分明,又各有各的丰富内涵。在具体分析这个系统模型时,应着重从以下几个方面入手:
人 与 把 手 的 界 面 设 计
人与把手的界面设计,首先从手的角度切入。“手”的设计主要是指与手接触相关的界面设计,包括按压的界面、旋转的界面、握的界面、捏的界面等。在进行”手”的界面设计时,应该遵守解剖学原则和人体工程学原则。
设 计 的 一 般 原 则
“手”的界面设计必须遵守以下基本原则:
(1)必须有效地实现预定的功能;
(2)与操作者的手成适当比例,使操作者发挥最大效率;
(3)必须按照作业者的力度和作业能力设计,要适当考虑性别、年龄、训练程度和身体素质上的差异。
(4)把手要求的作业不能引起过度疲劳和尽量避 免静态施力。
解 剖 学 因 素
(1)避免静态施力;
(2)保持手腕处于顺直状态;
(3)避免掌部组织受压力;
(4)避免手指重复动作。
把 手 自 身 系 统
把手设计是手持式工具设计的一项重要内容。随着我国工业技术的发展,新材料的不断开发和运用,设计中文化内涵的延伸和发展,家具把手式样越来越丰富。
把 手 的 材 质
家具把手的材质有木质的、铜质的、陶瓷的、皮革的、玻璃的、铝合金的、PVC的等,高级的还有水晶的和镀金的。常见的是铜质把手,玻璃、铝合金的也因外观华丽而受人青睐,PVC的则因价格相对便宜而有一定的市场。在高档装修中,水晶把手能够增加室内的光泽感,(镀)金、银的把手属于奢华一类。
把 手 的 造 型
家具把手造型从整体上可以分为点、线、面式;具体可分为球形、环形、菱形、棍形、花形、手抠式等,还有各种动物形的和水果形的等模拟形,十分生动可爱。球形的把手给人厚重的感觉;波浪形的富于变化,追求一种表现感;拉杆形的更注重使用方便;动物形的和水果形的给人感觉很活泼,适合儿童使用;手抠式的,直接在抽屉面板或柜门上实现,二者浑然一体。
把手的横截面形状,一般来说,圆形截面适合于抓握,与手接触面积较大;丁字形可以增大扭矩,适用于操纵力较大的家具把手。把手与家具工作部分弯曲角为10度时, 有利于操作和降低疲劳。大多数把手具有通用性,但一般还是按照右手设计的,在具体设计时, 应该关注特殊人群,如左撇子式。
把 手 的 尺 寸
(1)把手抓握部分的横截面尺寸取决于它的造型、 材料特性。手握式把手以手的虎口尺寸为参照;手抠式的以指厚指宽为参照。
(2)把手的长度,它取决于手掌的宽度。5%的女性和95%的男性掌宽在71mm~97mm范围内,因此较适合的把手长度是100mm~125mm。现在很多把手的尺寸是考虑与家具的整体美观而设定的。一 般应采取最小原则,即保证最小尺寸要求后,据装饰要求定。有的家具把手虽然形式上跟普通把手一样,但需要双手把持,如较宽的抽屉或柜门,这样的把手尺度要保证两手宽度握持。
(3)双孔把手孔间距。家具用的双把手的主要参数是抓握空间。当抓握空间宽度为45mm~80mm时,抓力最大;两把手平行时抓握空间应为45mm~50mm;两把手对称内弯时,抓握空间应为75mm~ 80mm。
(4)实施人体工程学的参数标准化。这样可以使设计规范化,简化设计工作,缩短设计周期,简化生产工艺过程,提高系统的质量、可靠性,降低生产成本。给出人体参数变化规律,提供完整参考系列,为设计及研究工作创造条件。
“把 手 ——环 境(家具)”系 统
有些把手是与家具配套设置的,老式木质家具的把手一般都属于这种情况,使家具有浑然一体的感觉。现在的家具把手,更加讲究美观和使用上的方便。把手与家具的环境系统,主要是指把手与家具的选配原则和安装位置关系。
选 配 原 则
把手与家具整体风格相匹配。根据家具的风格与色彩确定所配把手的材质与色彩,通常来说,木质的、铜质的、银质的把手适合与大多数风格与色彩的家具相搭配。如:灰色的防火板橱柜可配以宝蓝色磨砂材质的把手,红色和宝蓝色色彩纯度较高的橱柜可配以黑色材质的把手。单件家具拉手不必过分奇巧,一般使用长条形、长棍形或木制 圆形即可。这些拉手能够给人一种文雅朴素之感。组合或较豪华型家具可选择式样新颖的金属把手,色泽也要求鲜明一些,以衬托家具的雍容华贵。家具多小柜门或多抽屉的部位,应避免选择长条形拉手,选择较小菱形或环形把手即可;如果是角柜,就宜选择灵巧、款式新的把手来映衬家具的活泼美。总之,在选择拉手时,要使把手在家具上起到画 龙点睛的作用。
把 手 的 安 装 位 置
与把手的安装面板在家具的位置有关。一般把手位置要设置在最省力的位置,最省力的位置也就是能发出最大操作力的位置。在此范围内时,主要依据把手与家具的搭配就可,按照用力时的力矩最小原则,一般靠面板边缘。超过此范围的,在上面的尽量靠下,在下面的尽量靠上。
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