【人體功效學(xué)實(shí)際應(yīng)用論文：人體功效學(xué)在跑步鞋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用5400字】

《人體功效學(xué)》實(shí)際應(yīng)用論文：人體功效學(xué)在跑步鞋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用【摘要】隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的要求逐漸提高，在跑步鞋的設(shè)計(jì)上也要求我們做到更人性化，才能在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。因此，本文主要對(duì)人體工效學(xué)在跑步鞋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用展開研究，首先對(duì)人體工效學(xué)進(jìn)行了介紹，闡述了鞋子與人體工程學(xué)的淵源，并對(duì)人體工效學(xué)在跑步鞋中各類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，最后詳細(xì)介紹了對(duì)鞋材料的要求?！娟P(guān)鍵詞】人體工效學(xué)；跑步鞋；設(shè)計(jì)；材料目錄TOC\o"1-3"\h\u引言 4一、人體工效學(xué)的介紹 4二、鞋子與人體工程學(xué)的淵源 5三、人體工效學(xué)在跑步鞋中的應(yīng)用 5（一）鞋身設(shè)計(jì) 6（二）鞋面設(shè)計(jì) 6（三）鞋里設(shè)計(jì) 6（四）鞋墊設(shè)計(jì) 7（五）跑步鞋外底設(shè)計(jì) 7（六）氣墊設(shè)計(jì) 7四、腳型及運(yùn)動(dòng)規(guī)律與休閑鞋楦型舒適性設(shè)計(jì) 7（一）鞋楦設(shè)計(jì)的概念及意義 8（二）腳型及運(yùn)動(dòng)規(guī)律在鞋楦上的應(yīng)用 81.口門位置 82.腳山位置 9（三）慢跑鞋的鞋楦設(shè)計(jì)(以男性為例) 10結(jié)語 10參考文獻(xiàn) 11引言21世紀(jì)，科技和文化的發(fā)展日新月異，設(shè)計(jì)潮流也在不斷變化，人們對(duì)物質(zhì)的理性要求逐漸轉(zhuǎn)向感性的要求。怎樣應(yīng)對(duì)顧客的需要改變；怎樣利用高技術(shù)處理情感問題；如何順應(yīng)日益凸顯的多元化，個(gè)性化和差異化設(shè)計(jì)趨勢(shì)是人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用中的重要課題，也是設(shè)計(jì)者必須思考的問題。但是現(xiàn)在跑步鞋市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，而國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)品牌又缺乏自身的特點(diǎn)，因此國(guó)內(nèi)跑步鞋在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮人們更高的心理需求，精神需求并不斷地尋找使用者的心理與生理需求，在設(shè)計(jì)中日益投入人文關(guān)懷，融合不同專業(yè)資源、社會(huì)資源，把洞察人性作為設(shè)計(jì)主軸,.在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)人性化，改善生活質(zhì)量，并最終帶給人們一個(gè)精彩的人生體驗(yàn)歷程。中國(guó)設(shè)計(jì)正邁向世界，其本土化問題需要我們?nèi)ッ鎸?duì)，也就是設(shè)計(jì)要與本土文化相融合，方能獲得持續(xù)性發(fā)展，使得中國(guó)藝術(shù)設(shè)計(jì)更富有民族性與本土文化，而人體工程學(xué)更有民族性與地區(qū)性，因此進(jìn)行本民族本民族人體工程學(xué)運(yùn)用于鞋類設(shè)計(jì)研究就更顯緊迫與重要。一、人體工效學(xué)的介紹人體工效學(xué)又稱“人體工程學(xué)“，“人機(jī)工程學(xué)“，“工效學(xué)“，“人類工程學(xué)”.國(guó)際工效學(xué)會(huì)在會(huì)章中把人體工程學(xué)定義為：研究人在工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等諸多因素及人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)交互作用的各組成部分（效率、健康、安全、舒適等）是怎樣使工作狀態(tài)達(dá)到最優(yōu)化的一門學(xué)科。歸根到底，人體工程學(xué)是一門綜合運(yùn)用人體科學(xué)理論、方法、生產(chǎn)技術(shù)來研究人類與環(huán)境關(guān)系的學(xué)科，具體地說，就是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中，要根據(jù)人體生理解剖功能為其量身定制，使其更有利于身心健康。人體工程學(xué)作為一門新興的綜合學(xué)科在當(dāng)代很有影響，其理論依據(jù)是人體測(cè)量學(xué)、人體解剖學(xué)、人體生理學(xué)、人體生物力學(xué)、色彩學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)等，它們?yōu)槿梭w工程學(xué)研究人體生物學(xué)的活動(dòng)范圍，肌力和靜態(tài)等問題提供依據(jù)。動(dòng)態(tài)中人的尺寸群，及為使人們適應(yīng)各種環(huán)境，遵循以人為中心，以物為人用的工程學(xué)原則的各種產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求與參數(shù)?！叭梭w工程學(xué)”一詞是波蘭自然科學(xué)家沃捷赫和雅斯特塞恩勃夫斯基于1857年首次在《自然與工業(yè)》周刊發(fā)表《人機(jī)工程學(xué)或建立在自然科學(xué)規(guī)律的勞動(dòng)細(xì)要》，提出從生物學(xué)出發(fā)制造人類勞動(dòng)模型，并將“人是工作系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分”作為理論研究?jī)?nèi)容。二、鞋子與人體工程學(xué)的淵源第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，人類生活進(jìn)入電化時(shí)代，電冰箱、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇.吸塵器等電器產(chǎn)品開始在日常生活中使用。但由于這些產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)單調(diào)，以及功能欠佳，引起了消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的不滿，在此基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和消費(fèi)者的關(guān)系進(jìn)行了深入的探討。直到二戰(zhàn)之后，人體工程學(xué)才有了長(zhǎng)足的發(fā)展，隨著科技的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了一些新興科學(xué)與技術(shù)，如計(jì)算機(jī)技術(shù).空間科學(xué)等，使人與產(chǎn)品之間的關(guān)系產(chǎn)生了新的特點(diǎn)，人與產(chǎn)品之間的關(guān)系更加復(fù)雜，人體工程學(xué)理論研究取得了飛速發(fā)展，使入體工程學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到了廣乏的應(yīng)用。.鞋是人類最早使用的產(chǎn)品之一，其出現(xiàn)已有幾千年歷史，在封建社會(huì)已經(jīng)出現(xiàn)專門的生產(chǎn)作坊，20世紀(jì)早期，鞋已經(jīng)開始作為工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)人機(jī)械化、批量化生產(chǎn).鞋子最初的作用就是保護(hù)腳免受損傷，使人們走路或者跑步時(shí)免受自然環(huán)境的干擾，井避免嚴(yán)寒給腳帶來的損傷。但是，時(shí)代的進(jìn)步使消費(fèi)者對(duì)穿用的需求也不斷變化，對(duì)當(dāng)前鞋產(chǎn)品來說，只要求其有保護(hù)功能還不夠，消費(fèi)者期望能最大限度地滿足腳的舒適性需求，也就是說鞋產(chǎn)品要從生理結(jié)構(gòu)和心理需求兩方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。運(yùn)動(dòng)變化等多個(gè)方面都達(dá)到了最優(yōu)化狀態(tài)，只有將鞋子的生產(chǎn)技術(shù)和人體科學(xué)理論進(jìn)行有機(jī)融合，才能更好地滿足消費(fèi)者的需要。制鞋企業(yè)屬于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，陳舊的生產(chǎn)技術(shù)與開發(fā)觀念始終束縛著制鞋企業(yè)，企業(yè)主常常過多地強(qiáng)調(diào)鞋子的工藝性與美觀性，所謂的產(chǎn)品質(zhì)量通常也僅指產(chǎn)品的結(jié)實(shí).耐穿等項(xiàng)目符合要求，而忽略了消費(fèi)者作為穿用者對(duì)鞋的適腳性和穿用時(shí)的心理感受，鞋的生產(chǎn)很少或者根本沒有考慮人腳的生理構(gòu)造以及運(yùn)動(dòng)對(duì)腳部尺寸的影響。消費(fèi)者常常會(huì)遇到這樣的情況，新鞋剛穿上時(shí)，會(huì)有些部位卡腳、磨腳，總要等穿舊了才會(huì)感覺舒適，而且舊鞋的舒適性是由于借助于皮革自身的彈性使鞋子材料產(chǎn)生變形并與腳部結(jié)構(gòu)及穿用習(xí)慣相吻合，將人體工程學(xué)運(yùn)用于鞋子生產(chǎn)，是通過對(duì)腳部，材質(zhì)及人們心理等方面進(jìn)行分析來最大程度地滿足穿著者對(duì)鞋子的要求。鞋的設(shè)計(jì)與制作只有符合人腳部結(jié)構(gòu)以及人的行為特征，才能使穿著者從生理和心理上感受其舒適性，如衛(wèi)生舒適性.接觸舒適性、壓力舒適性和鞋的運(yùn)動(dòng)舒適性等。三、人體工效學(xué)在跑步鞋中的應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)在生活中的應(yīng)用日益廣泛，人們更加追求舒適和方便，本文將人機(jī)工程學(xué)有關(guān)理論納入跑步鞋設(shè)計(jì)之中，在人機(jī)界面設(shè)計(jì)的原則下，綜合考慮人員各參數(shù)、心理狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)等因素，從鞋身、鞋面、鞋底等方面進(jìn)行綜合分析與設(shè)計(jì)。鞋身設(shè)計(jì)跑步鞋的鞋身設(shè)計(jì)又是鞋楦設(shè)計(jì)的一種，其目的是為了設(shè)計(jì)出跑步鞋的尺寸以及跑步鞋的曲線。腳長(zhǎng)是確定跑步鞋鞋號(hào)、設(shè)計(jì)鞋楦的基礎(chǔ)，但是不管是什么風(fēng)格的鞋楦，鞋底長(zhǎng)度一定要大于腳長(zhǎng)。此次跑步鞋的設(shè)計(jì)采用了男子腳的長(zhǎng)度260mm作為跑步鞋的設(shè)計(jì)樣本，鞋的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)規(guī)格是275mm,鞋的前掌寬設(shè)計(jì)規(guī)格是106mm,后跟寬設(shè)計(jì)規(guī)格是85mm,后幫高設(shè)計(jì)規(guī)格是69mm。依據(jù)如下：1.腳的長(zhǎng)度一定會(huì)因季節(jié)氣候的改變和運(yùn)動(dòng)量的不同而改變，通常是3-5毫米的該變量。2.穿著跑鞋的人，跑鞋里要留出足夠的空間，這個(gè)空間就是所謂的“放余量”，男子的跑鞋鞋楦的放余量是20毫米，女子的為16.5毫米。3.鞋子的后跟要有一個(gè)合適的弧度級(jí)后容差，這個(gè)弧度要符合腳跟的弧度，這樣可以讓鞋子更合腳，也可以防止鞋子不跟腳。男性鞋子的后容差通常為5毫米，女性鞋子為4.5毫米。4.楦跖圍要小于腳的跖圍3.5毫米，由于鞋的跖圍可以頂住跖關(guān)節(jié)，使得腳趾不會(huì)向前頂鞋尖，有效避免腳疼。鞋面設(shè)計(jì)跑步鞋主要面料約為PVC,

PU牛巴，超細(xì)纖維、天然皮和網(wǎng)布幾大類別。通過調(diào)研得知，消費(fèi)者對(duì)于跑步鞋透氣性看法較大，認(rèn)為多數(shù)跑步鞋透氣性較差，且鞋面材料硬度較高，不適感較大。所以本設(shè)計(jì)鞋面設(shè)計(jì)中使用柔軟輕便鞋面材料且無毒無害?？紤]上述因素跑步鞋鞋面材料選擇PU人造革，網(wǎng)面,

TPU材料。由于PU人造革質(zhì)地柔軟，富有彈性，手感佳，適于作鞋面內(nèi)表層，而網(wǎng)面具透氣性佳，且重量輕，極適于作鞋面中間層;TPU材料具有強(qiáng)度大，韌性強(qiáng)，耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐氣候，同時(shí)他還具有很高的防水性、透濕性、防風(fēng)、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線、釋放能量等許多優(yōu)異特性，極其適合作為外表層使用。鞋里設(shè)計(jì)針對(duì)不同材質(zhì)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，綜合考慮本設(shè)計(jì)是一款夏季跑步鞋，由于夏季氣溫較高且雨水較多，因此鞋子的透性與防水性應(yīng)該較好，對(duì)此鞋子中內(nèi)襯選材應(yīng)該具備較好的透氣排汗性，并具備防水效果，針對(duì)人體生理特點(diǎn)，在內(nèi)襯中選擇GORE-TEX面料，這種面料可以增加跑步鞋透氣性，使腳部直爽保持干，同時(shí)面料還具備較好的防水性。這不僅增加了人們鍛煉的積極性，而且還能確保足部的衛(wèi)生和健康。鞋墊設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)使用了最新紡織材料天鵝絨布作為面料，它有吸收和輸出足部濕氣的功能，天鵝絨布面的設(shè)計(jì)大小是根據(jù)男性腳260mm,鞋墊長(zhǎng)270mm,前掌處設(shè)計(jì)厚5mm,后掌處設(shè)計(jì)厚13mm,鞋墊正面設(shè)計(jì)寬90mm,背面設(shè)計(jì)寬74mm,背面斜面抬高20度。表面天鵝絨布與內(nèi)里EVA材質(zhì)組成的鞋墊可以較好地對(duì)腳部起到緩沖作用，同時(shí)保護(hù)腳趾免受傷害，對(duì)腳跟處能起到全面保護(hù)作用。跑步鞋外底設(shè)計(jì)為提高跑步鞋助跑性能，跑步鞋外底材料選擇及外底樣式設(shè)計(jì)就顯得格外重要，目前市場(chǎng)上有很多材料，其中要選擇對(duì)跑步鞋助跑效果最好的。助跑性能表現(xiàn)為跑步鞋本身重量鞋底摩擦力鞋底彈力。制作外底所需材料先要符合耐磨，防滑減震，重量輕的基車需求，更進(jìn)一步又要符合特殊要求。在對(duì)多種材質(zhì)進(jìn)行全面分析之后，跑步鞋的外底部使用了碳素橡膠材質(zhì)，將鞋底花紋設(shè)置成華夫格花紋，同時(shí)設(shè)計(jì)了彎曲溝槽以增強(qiáng)平滑牽引并使外底部具有充分的抓地力與摩擦力。氣墊設(shè)計(jì)利用人機(jī)工程分析跑步鞋鞋底之設(shè)計(jì)，為提高跑步鞋之助跑性與舒適性，同時(shí)也考慮到使用者更傾向于健身慢跑，因此本設(shè)計(jì)使用全掌氣墊且將惰性氣體氦氣填充于氣墊中，氣墊大小與鞋底一致，在鞋底交界處之氣室厚度約10mm,氣室壁厚約1mm,質(zhì)地較軟而富有彈性，而在中部氣室厚度均較大，約1.8mm,彈性較弱而具有承托身體重量的功能，在中部實(shí)心層較厚，約28mm,具有連結(jié)前腳掌及后腳掌的功能。氣室之間的距離在20mm左右，起著很好的落地緩沖減震作用；前掌的寬度為13毫米，與后跟之間的距離為30mm;氣墊位于后跟和前掌間，呈楔形結(jié)構(gòu)；局部隱蔽氣室邊緣厚8毫米。四、腳型及運(yùn)動(dòng)規(guī)律與休閑鞋楦型舒適性設(shè)計(jì)鞋靴為人們提供了使用上的便利與穿著上的舒適感，所以需要對(duì)休閑鞋類產(chǎn)品做出科學(xué)合理的人性化設(shè)計(jì)。（一）鞋楦設(shè)計(jì)的概念及意義“鞋榿”是指能夠保持鞋腔內(nèi)一定尺寸的胎具。鞋楦是人類摹仿腳外形的造型產(chǎn)物，這種摹仿不是簡(jiǎn)單的重復(fù)，而是以科學(xué)為依據(jù)，加以美化，藝術(shù)處理。楦型的設(shè)計(jì)是以腳部數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，依據(jù)腳型三維立體的外部形態(tài)和內(nèi)部構(gòu)造，將腳型這一不規(guī)則的三維立體空間模型化;鞋楦分木質(zhì)楦、金屬楦、塑酯楦等。從鞋類設(shè)計(jì)的角度講，鞋楦作為腳部形態(tài)，機(jī)能的重要媒介，充分反映出腳部外部形態(tài)，運(yùn)動(dòng)機(jī)能及其他特征，鞋楦作為鞋的靈魂，其質(zhì)量的好壞直接影響到鞋類的外部形態(tài)、流行趨勢(shì)及穿著的舒適性等?？梢哉f鞋楦設(shè)計(jì)水平的高低決定了制鞋業(yè)的整體發(fā)展。（二）腳型及運(yùn)動(dòng)規(guī)律在鞋楦上的應(yīng)用1.口門位置運(yùn)用腳型規(guī)律進(jìn)行鞋楦設(shè)計(jì)，不但能提高設(shè)計(jì)精確度，而且能改善設(shè)計(jì)的舒適度，而設(shè)計(jì)愈符合腳型規(guī)律，鞋子的適穿性愈佳，這也是人性化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。休閑鞋設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)口門部位，腳山部位，足踝部位及腳山高度，后踵高度和足踝高度等參數(shù)進(jìn)行控制，既要運(yùn)用腳型規(guī)律又要遵循腳的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。1.口門位置就是鞋口前端和背中心線的交線，又稱前開口位置。休閑鞋口門位置通常較往前，屬淺口門鞋，設(shè)計(jì)時(shí)取于鞋楦跖圍線和背中線相交位置之前。其目的不只是穿脫方便，而且主要是從動(dòng)態(tài)的角度來思考鞋子的作用。足在行走跑跳過程中，以跖趾關(guān)節(jié)作為中心連續(xù)彎曲，口門的位置被設(shè)計(jì)成跖圍線前，剛好避開彎曲部分，降低運(yùn)動(dòng)阻力和提高運(yùn)動(dòng)舒適感。口門的位置（圖4-1）。圖4-1口門位置示意圖2.腳山位置腳山位置是所有鞋子中的最高處，十分醒目，同時(shí)也是鞋子的前開口和后開口的轉(zhuǎn)彎控制點(diǎn)，因此腳山位置十分關(guān)鍵。腳山的位置太靠前，使后領(lǐng)的尺寸增大，使抱腿的能力降低；腳山處過分向后，會(huì)增加鞋帶束縛腳的效果，使舒適度降低；腳山的基本部位在船體上的彎點(diǎn)較為合理，不僅能滿足后領(lǐng)的抱腳功能，而且還能使鞋帶綁腳的舒適度。在皮鞋的設(shè)計(jì)中，鞋前幫的總長(zhǎng)度要比舟上的彎點(diǎn)更短，這樣可以避免運(yùn)動(dòng)時(shí)磨腳，但是在休閑鞋的設(shè)計(jì)中，因?yàn)槭乔伴_的結(jié)構(gòu)，加上鞋舌的保護(hù)，不會(huì)產(chǎn)生磨腳的情況。從鞋身的角度來看，舟上的彎點(diǎn)就像是一個(gè)“黃金分界線”，舟上彎點(diǎn)在腳長(zhǎng)的比例是38.5%，從前向后是61.5%，即0.615，接近0.618。見圖4-2圖4-2腳山位置示意圖（三）慢跑鞋的鞋楦設(shè)計(jì)(以男性為例)1、楦底樣長(zhǎng)度它的設(shè)計(jì)取決于頭型尺寸，寬窄和跟的高低。頭型越小、鞋跟越大、楦底樣越小，相反越矮。慢跑鞋鞋頭靠近運(yùn)動(dòng)鞋，跟高15～20毫米，楦底靠近腳長(zhǎng)三圍趾圍:因慢跑鞋跟高改變幅度不大，故慢跑鞋趾圍改變幅度也不大，通常設(shè)計(jì)為238～243毫米之間。跗圍：跑步鞋的跗圍通常是245-250毫米。背圍：由于鞋楦的鞋跟高度變化比較少，而男性的足背比較高，因此男性鞋楦的后圍要大于腳趾。一般規(guī)格為245～250毫米。后身長(zhǎng)度-般設(shè)計(jì)在148-152mm。后身長(zhǎng)度是隨著跟的增高而變長(zhǎng)的。后踵寬度一.般設(shè)計(jì)在58-62mm。前掌寬度-般設(shè)計(jì)在88-92mm。由于男性后跟骨的最突出的位置是21毫米，所以后跟突點(diǎn)。但我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)要想到鞋墊厚度，根據(jù)鞋墊厚度來決定楦的后跟突點(diǎn)，通常是24mm。7、統(tǒng)口統(tǒng)口長(zhǎng)90-95mm，寬28-30mm，后弧高度80-90mm8、男鞋楦的楦背長(zhǎng)楦背長(zhǎng)度一般設(shè)計(jì)在95-100mm。參考文獻(xiàn)[1]陳金.人機(jī)工程學(xué)在鞋類設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].東方藏品,2018(8):1.[2]曾攸攸,吳曉瑩,莫靜怡.人體工程學(xué)在籃球鞋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].西部皮革,2019,41(1):3.[3]劉珂珂.基于人體工程學(xué)原理的休閑鞋人性化設(shè)計(jì)研究[D].江南大學(xué),2009.[4]王占星.從服裝衛(wèi)生學(xué)和人體工程學(xué)角度看鞋類設(shè)計(jì)[J].四川皮