人機(jī)工程學(xué)在設(shè)計(jì)里的應(yīng)用

1、人機(jī)工程學(xué)在設(shè)計(jì)里的應(yīng)用班級：工業(yè)設(shè)計(jì) 姓名：陳曉清 學(xué)號：090602015一、椅子我們根據(jù)古籍資料開發(fā)了多款“第一把交椅”，選用優(yōu)質(zhì)的雞翅木做原料，充分體現(xiàn)了其木質(zhì)肌理細(xì)密，紫褐色深淺相間成文，予人以羽毛璀璨閃耀之感的特點(diǎn)。還原了這款歷史上最有名的椅子！這種椅子的特點(diǎn)是木頭的雙腳交叉，張開以后才能平穩(wěn)，所以又稱“交床”。 大約在唐以后，人們才把帶后背與扶手的坐具稱為椅子。在宋元時已出現(xiàn)了帶靠背的交椅，分為直背與圈背兩大類。明代的交椅就是圈背交椅的延續(xù)與發(fā)展，而前者直后背交椅，三才圖會名之曰“折疊椅”。明代交椅以造型優(yōu)美流暢而著稱，它的椅圈曲線弧度柔和自如，制作工藝考究，通常由三至五節(jié)榫接而

2、成，后背椅板上方施以浮雕開光，座面多以麻索或皮革所制，前足底部安置腳踏板，裝飾實(shí)用兩相宜。扶手、靠背、腿足間，一般都配制雕刻牙子，另在交接之處也多用銅裝飾件包裹鑲嵌，不僅起到堅(jiān)固作用，更具有點(diǎn)綴美化功能。交椅可折疊，搬運(yùn)方便。在交椅進(jìn)入廳堂時，它的交叉折疊的椅足已失去了原來野外使用的功能，于是有人將它改成常規(guī)椅子的四條直足，這便成了“圈椅”?，F(xiàn)傳世的明式交椅，以黃花梨最珍稀，而雜木交椅的存世量不少。二、自行車1886年，英國的約翰.k.斯塔利，是一位機(jī)械工程師，從機(jī)械學(xué)，運(yùn)動學(xué)的角度設(shè)計(jì)出了新的自行車樣式，為自行車裝上了前叉和車閘，前后輪的大小相同，以保持平衡，并用鋼管制成了菱形車架，還首次使

3、用了橡膠的車輪。斯塔利不僅改進(jìn)了自行車的結(jié)構(gòu)，還改制了許多生產(chǎn)自行車部件用的機(jī)床，為自行車的大量生產(chǎn)利推廣應(yīng)用開辟了寬闊的前景，因此他被后人稱為“自行車之父”。斯塔利所設(shè)計(jì)的自行車車型與今天自行車的樣子基本一致了。 1888年，愛爾蘭的獸醫(yī)鄧洛普，從醫(yī)治牛胃氣膨脹中得到啟示，他把家中花園里用來澆水的橡膠管粘成圓形，打足了氣，裝在自行車輪子上，前往參加騎自行車比賽，居然名列前茅，引起了人們極大的興趣。充氣輪胎是自行車發(fā)展史上一個劃時代的創(chuàng)舉，它增加了自行車的彈性，不會因路面不平而震動；同時大大地提高了行車速度，增大了車輪與路面的摩擦力。這樣，就根本上改變了自行車的騎行性能，完善了自行車的使用功能

4、。 同樣是1888年，英國考文垂市的約翰.k.斯塔利 生產(chǎn)出了第一輛現(xiàn)代自行車“安全”自行車。其主要特點(diǎn)是采用菱形車架，使得車身有更高的剛度和強(qiáng)度，后輪用鏈條驅(qū)動，并通過前叉直接把握方向。 騎行性能與自行車的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，騎行者的體材與車輛相互匹配才會騎行輕快、舒適和操縱自如。人體與車輛在a、b、c3點(diǎn)接觸,3個點(diǎn)組成一個三角形，它的邊長和角度是自行車的重要參數(shù)。ab和ac的長度關(guān)系到騎行者能否最有效地發(fā)揮體力。bc 的長度和位置依車型和騎行者習(xí)慣而定，它決定騎行者的姿勢和舒適性。   （降速自行車）自行車前后輪中心距l(xiāng)、前叉傾斜角和前叉伸距t也是自行車的主要參數(shù)，根據(jù)車型

5、選定。一般來說，l、t值大而值小時，車輛穩(wěn)定性好，直線行駛的自復(fù)力強(qiáng)，但靈活性差；反之，l、t值小而值大時，車輛靈活性強(qiáng)而穩(wěn)定性差些。l值是根據(jù)騎車人的體材來選擇,一般在9001200mm;值在65°75°t值決定于值。前叉翹度h通?？刂圃谇安孓D(zhuǎn)向軸線和前輪中心垂線交點(diǎn)j的位置，j點(diǎn)離地面的高度一般為車輪半徑r的1560。另外，制造精度以及車輪重量（含輪胎）也影響騎行性能。三、電話提起人機(jī)工程學(xué)首先要介紹一個人物亨利·德雷夫斯（henry dreyfess，1903-1972），他是人機(jī)工程學(xué)的奠基者和創(chuàng)始人。德雷夫斯起初是做舞臺設(shè)計(jì)工作的，1929年他建立了自己

6、的工業(yè)設(shè)計(jì)事務(wù)所。他1930年開始與貝爾公司合作，德雷夫斯堅(jiān)持設(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)該考慮的是高度舒適的功能性，提出了“從內(nèi)到外（from the inside out）”的設(shè)計(jì)原則，貝爾公司開始認(rèn)為這種方式會使電話看來過于機(jī)械化，但經(jīng)過他的反復(fù)論證，公司同意按照他的方式設(shè)計(jì)電話機(jī)。這以后德雷夫斯的一生都與貝爾電話公司有結(jié)緣，他是影響現(xiàn)代電話形式的最重要設(shè)計(jì)師。貝爾公司1927年首次引進(jìn)橫放電話筒，改變了以往縱放電話筒的設(shè)計(jì)，1937年德雷夫斯提出了從功能出發(fā)，聽筒與話筒合一的設(shè)計(jì)。德雷夫斯設(shè)計(jì)的300型電話機(jī)，今天看起來雖然老式，但這一設(shè)計(jì)首次把過去分為兩部分、體積很大的電話機(jī)縮小為一個整體。由于這

7、個設(shè)計(jì)的成功，使貝爾公司與德雷夫斯簽訂了長期的設(shè)計(jì)咨詢合約。五十年代初期，制作電話機(jī)的材料由金屬轉(zhuǎn)為塑料，從而基本確定了現(xiàn)代電話機(jī)的造型基礎(chǔ)。到五十年代末，德雷夫斯已經(jīng)設(shè)計(jì)出一百多種電話機(jī)。德雷夫斯的人機(jī)工程學(xué)的其它研究成果是在1955年以來他為約翰·迪爾公司開發(fā)的一系列農(nóng)用機(jī)械中，這些設(shè)計(jì)圍繞建立舒適的、以人機(jī)學(xué)計(jì)算為基礎(chǔ)的駕駛工作條件這一中心，特點(diǎn)是外型簡練，其中與人相關(guān)的部件設(shè)計(jì)合乎人體舒適的基本要求，這是工業(yè)設(shè)計(jì)的一個非常重要的進(jìn)步與發(fā)展。德雷夫斯的設(shè)計(jì)信念是設(shè)計(jì)必須符合人體的基本要求，他認(rèn)為適應(yīng)于人的機(jī)器才是最有效率的機(jī)器。四、汽車1769年，法國人n.j.居紐(cugno

8、t)制造了世界上第一輛蒸汽驅(qū)動三輪汽車。1879年德國工程師卡爾.苯茨(kartbenz)，首次試驗(yàn)成功一臺二沖程試驗(yàn)性發(fā)動機(jī)。1883年10月，他創(chuàng)立了“苯茨公司和萊茵煤氣發(fā)動機(jī)廠”，1885年他在曼海姆制成了第一輛苯茨專利機(jī)動車，該車為三輪汽車，采用一臺兩沖程單缸0.9馬力的汽油機(jī)，此車具備了現(xiàn)代汽車的一些基本特點(diǎn)，如火花點(diǎn)火、水冷循環(huán)、鋼管車架、鋼板彈簧懸架、后輪驅(qū)動前輪轉(zhuǎn)向和制動手把等。1886年的1月29日，德國工程師卡爾?本茨為其機(jī)動車申請了專利。同年10月，卡爾本茨的三輪機(jī)動車獲得了德意志專利權(quán)（專利號：37435a）。這就是公認(rèn)的世界上第一輛現(xiàn)代汽車。由于上述原因，人們一般都把

9、1886年作為汽車元年，也有些學(xué)者把卡爾.苯茨制成第一輛三輪汽車之年(1885)，視為汽車誕生年。（世界第一輛汽車）甲殼蟲型汽車 1934年，流體力學(xué)研究中心的雷依教授，采用模型汽車在風(fēng)洞中試驗(yàn)的方法測量了各種車身的空氣阻力，這是具有歷史意義的試驗(yàn)。1934年，美國的克萊斯勒公司首先采用了流線型的車身外形設(shè)計(jì)。1937年，德國設(shè)計(jì)天才費(fèi)爾南德?保時捷開始設(shè)計(jì)類似甲殼蟲外形的汽車。甲殼蟲不但能在地上爬行，也能在空中飛行，其形體阻力很小。保時捷博士最大限度地發(fā)揮了甲殼蟲外形的長處，使“大眾”汽車成為當(dāng)時流線型汽車的代表作。 船型汽車這種汽車改變了以往汽車造型的模式，使前翼子板和發(fā)動機(jī)罩，后翼子板和

10、行李艙罩溶于一體，大燈和散熱器罩也形成整體，車身兩側(cè)形成一個平滑的面，車室位于車的中部，整個造型很象一只小船，所以人們把這類車稱為“船型汽車”。 魚型汽車為了克服船型汽車的尾部過分向后伸出，在汽車高速行駛時會產(chǎn)生較強(qiáng)的空氣渦流作用這一缺陷，人們又開發(fā)出像魚的脊背的魚型汽車。1952年，美國通用汽車公司的別克牌轎車開創(chuàng)了魚型汽車的時代。如果僅僅從汽車背部形狀來看，魚型汽車和甲殼蟲型汽車是很相似的。但如仔細(xì)觀察，會發(fā)現(xiàn)魚型汽車的背部和地面所成的角度比較小，尾部較長，圍繞車身的氣流也就較為平順些，所以渦流阻力也相對較小。楔形汽車 “魚型鴨尾式”車型雖然部分地克服了汽車高速行駛時空氣的升力，但卻未從根

11、本上解決魚型汽車的升力問題。在經(jīng)過大量的探求和試驗(yàn)后，設(shè)計(jì)師最終找到了一種新車型楔形。這種車型就是將車身整體向前下方傾斜，車身后部像刀切一樣平直，這種造型能有效地克服升力。 楔形造型主要在賽車上得到廣泛應(yīng)用。因?yàn)橘愜囀紫瓤紤]流體力學(xué)(空氣動力學(xué))等問題對汽車的影響，車身可以完全按楔形制造，而把乘坐的舒適性作為次要問題考慮。如20世紀(jì)80年代的意大利法拉利跑車，就是典型的楔形造型。楔形造型對于目前所考慮到的高速汽車來說，無論是從其造型的簡練、動感方面，還是從其對空氣動力學(xué)的體現(xiàn)方面，都比較符合現(xiàn)代人們的主觀要求，具有極強(qiáng)的現(xiàn)代氣息，給人以美好的享受和速度的快捷感。 日本豐田汽車有限公司的mr2型

12、中置發(fā)動機(jī)跑車(尾部裝有撓流板)，可以稱之為楔形汽車中的代表車。 汽車造型的發(fā)展是以更好地將空氣動力學(xué)設(shè)計(jì)方案與乘坐舒適性恰當(dāng)?shù)赜枰越Y(jié)合，在充分考慮到以上兩個關(guān)鍵問題的基礎(chǔ)上，努力開發(fā)人體工程學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)，以設(shè)計(jì)、制造出更完美、更優(yōu)秀的汽車為目標(biāo)的。五、飛機(jī)萊特兄弟與人類歷史上第一架飛機(jī)。大多數(shù)飛機(jī)由五個主要部分組成：機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落裝置和動力裝置。二十世紀(jì)最重大的發(fā)明之一，是飛機(jī)的誕生。人類自古以來就夢想著能像鳥一樣在太空中飛翔。而2000多年前中國人發(fā)明的風(fēng)箏，雖然不能把人帶上太空，但它確實(shí)可以稱為飛機(jī)的鼻祖。1927年至1932年中，座艙儀表和領(lǐng)航設(shè)備的研制取得進(jìn)展，陀螺技術(shù)應(yīng)用

13、到飛行儀表上。這個裝在萬向支架上的旋轉(zhuǎn)飛輪能夠在空間保持定向，于是成為引導(dǎo)駕駛員能在黑暗中、雨雪天中飛行的各種導(dǎo)航儀表的基礎(chǔ)。這時飛機(jī)中就出現(xiàn)了人工地平儀，它能向飛行員指示飛機(jī)所處的飛行高度；陀螺磁羅盤指示器，在羅盤上刻有度數(shù)，可隨時顯示出航向的變化；地磁感應(yīng)羅盤，它不受飛機(jī)上常常帶有的大量鐵質(zhì)東西的影響，也不受振動和地球磁場的影響。這些儀表以靈敏度高、能測出離地30多米的高度表和顯示飛機(jī)轉(zhuǎn)彎角速度的轉(zhuǎn)彎側(cè)滑儀，此外還有指示空中航線的無線電波束，都是用來引導(dǎo)駕駛員通過模糊不清的大氣層時的手段。 1939年9月14日世界上第一架實(shí)用型直升機(jī)誕生，它是美國工程師西科斯基研制成功的vs300直升機(jī)。

14、西科斯基原籍俄國，1930年移居美國，他制造的vs300直升機(jī)，有1副主旋翼和3副尾槳，后來經(jīng)過多次試飛，將3副尾槳變成1副，這架實(shí)用型直升機(jī)從而成為現(xiàn)代直升機(jī)的鼻祖。 飛機(jī)的機(jī)翼的上下兩側(cè)的形狀是不一樣的，上側(cè)的要凸些，而下側(cè)的則要平些。當(dāng)飛機(jī)滑行時，機(jī)翼在空氣中移動，從相對運(yùn)動來看，等于是空氣沿機(jī)翼流動。由于機(jī)翼上下側(cè)的形狀是不一樣，在同樣的時間內(nèi)，機(jī)翼上側(cè)的空氣比下側(cè)的空氣流過了較多的路程（曲線長于直線），也即機(jī)翼上側(cè)的空氣流動得比下側(cè)的空氣快。根據(jù)流動力學(xué)的原理，當(dāng)飛機(jī)滑動時，機(jī)翼上側(cè)的空氣壓力要小于下側(cè)，這就使飛機(jī)產(chǎn)生了一個向上的升力。當(dāng)飛機(jī)滑行到一定速度時，這個升力就達(dá)到了足以使飛機(jī)飛起