人体工程学在产品设计中的运用

摘要：随着社会的不断进步，人们对产品的要求越来越多，这就对产品设计者提出了更高的要求。人体工程学是通过研究人、机、环境之间的优化配置，实现产品最优化设计的一门学科，该学科可广泛应用于家具、日用品、IT产品、工业产品等多个领域。本文将对人体工程学在汽车设计中的应用进行分析。

关键词：人体工程学；产品设计；应用；汽车

0引言

人体工程学是研究人在工作环境中的解剖学、生理学和心理学等多方面要素，如何通过合理配置，达到人-机-环境的最优化配置问题，其主要内容是将有关人的科学资料应用于设计领域，最大幅度的提高人的工作环境和生活质量，保障人的身心健康和全面发展。人体工程学应用涉及产品领域较多，如家具产品设计、日用生活品设计、工业产品设计等都离不开人体工程学，本文将以工业产品设计为例，对人体工程学在产品设计中的应用进行分析。

1人体工程学在工业设计中的应用

近年来，汽车制造行业发展较为迅速，企业之间的竞争也日渐激烈，为赢取客户，抢占更大的市场占有率，汽车生产商纷纷将汽车设计作为其优势。在设计过程中，将人体工程学融入其中，增加了产品的舒适性，从而达到提高客户满意度的目的。本文将以汽车部件的设计为例，对人体工程学的应用进行分析。

1.1转向盘设计中的人体工程学

转向盘布置主要是对转向盘中心、倾角和轮缘直径进行确定。转向盘的布置对于驾驶员操纵姿势和操作力具有直接影响，因此对于降低驾驶疲劳度具有重要意义。首先，转向盘位置由仪表板和驾驶员之间的距离决定，转向盘轮缘到驾驶者躯干的距离应达到安全距离的最低限制（250mm）；转向盘前后位置还应考虑驾驶者的伸展性。其次，转向盘高度设计时主要考虑驾驶者上肢的舒适性，转向盘太高，驾驶者会产生“端胳膊”驾驶的感觉，加快疲劳的产生；驾驶者身材不同，其对转向盘高度要求存在不同程度的差异，单一设计很难达到满足所有客户的需求，因此，转向盘高度一般设计为可调节的，这样就能根据驾驶者的身材进行调节，确保驾驶者能够舒适的操作转向盘。再次，转向盘轮缘所在平面应与驾驶者观察仪表时的视线为垂直关系，这是转向盘倾角设计的主要依据，该设计能使驾乘人员获得最佳的仪表视野；另外，转向盘倾角还应与驾驶者手握轴线的方向相匹配。最后，转向盘直径设计太小不利于操控，且影响对仪表的观察视野；直径太大会造成空间的浪费。以商务车转向盘设计为例，通常会设计为450mm，同时配置转向助力装置减少操控力，而不采用加大直径的办法减少操控力。转向盘中心位置、倾角和直径的最终确定是需要通过反复试验、校核后得到的，确保转向盘设计达到最优化状态。现代转向盘设计时还会配置许多功能按钮，如雨刷器开关、挡风玻璃洗涤喷水开关、照明系统开关、喇叭按钮等，布置这些功能按钮时要充分考虑手指操作的伸及性，对功能按钮的形式和顺序进行不断的优化，保障操作的便捷性。

1.2仪表板布置中的人体工程学

首先，仪表板主断面的设计。仪表板主断面位于驾驶员中心对称面处，该部分设计是驾驶者乘坐环境设计的重要组成部分，其设计原理如图1所示。驾驶者下视野线切线以下为盲区，要与眼椭圆下方相切（L4），切线（L4）与水平线所成的角（a）即为驾驶员前方下视野角。为保证前方下视野的要求，仪表板上方最高点、前挡风玻璃下侧边缘、转向盘轮缘都要在下视野线切下方；做转向盘轮缘最高处截面下方和眼椭圆上方的公切线（L1），做转向盘轮缘上方和眼椭圆下侧公切线（L2），L1和L2之间可布置仪表盘。连接仪表盘中心和眼椭圆中心（L3），L3应平分L1和L2之间的空间；仪表盘中心到眼椭圆中心的距离（R）最大值不超过750mm（以商务用车为例），一般距离可设计为710mm；仪表盘平面与L3的夹角应控制在90±10°范围内。

1.3仪表布置中的人体工程学仪表盘和仪表横向位置应布置

在可视区域内。一般来说，最常用、最主要的仪表应布置在可视区中心附近，如车速里程表等；将一般性的仪表布置在重要仪表的周围，如发动机转速表、油量表、发动机水温表等。部分汽车仪表盘上还设计了其他功能仪表，如发电机状态、灯光、变速档、环境温度、路面倾斜度等相关仪表，在布置仪表时应按照认读顺序进行，同时考虑各功能仪表之间的逻辑性，联系密切的仪表可就近布置；当仪表较多时，还可通过颜色加大功能区分，将引人注目的颜色应用到重要仪表区，可对驾驶者起到警示作用。

1.4仪表罩布置

仪表罩要能遮住射向仪表玻璃的光线，这就需要对仪表罩的设计深度进行试验，确保入射光经过仪表表面反射后不会与眼椭圆相交，消除炫目现象。仪表罩布置不能干扰前方下视野，其断面应布置在公切线L1上方，下视野线L4以下。仪表罩最前端要与转向盘保持50mm以上的距离，防止二者的干涉。

2人体工程学应用前景分析

产品设计的主要目的是满足人的需要，因此，产品设计应以“人”为中心，将“人”在使用产品过程中产生的行为和心理感受融入到产品设计中，充分考虑人-机-环境之间的关系，加强人与产品之间的沟通是非常重要的，也是产品设计是否成功的关键要素。随着人们生活水平的不断提升，人们对各类产品的需求也越来越高，客户不仅关心产品的性能，更关注产品能否满足客户的实际需求、产品设计师在进行产品设计时，应具有创新意识，利用人机工程学、超强的观察力和敏感力对产品进行设计，确保产品能够满足客户的需要，提高产品的市场占有率和好评率，扩大企业的经济效益。

参考文献：

[1]辛乐.人体工学在卡路赛利椅设计中应用研究[J].家具与室内装饰，2015，09:74-75.

[2]刘春荣.面向汽车人机工程设计的人体建模系统及其关键技术研究[D].武汉理工大学，2002.

[3]徐向阳.基于人机工程学的工业车辆驾驶室设计研究[D].南京航空航天大学，2012.

[4]王善坡.重型商用车人机工程设计方法与应用研究[D].江苏大学，2011.

作者:侯彦君 单位:宿迁职业技术学院