（设计艺术学专业论文）基于人机工程学的救护车形态设计研究.pdf

l m a s t e ro fa r t sb y 【坠i 里丛圣i 堕g 】t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r ( d o n gj i x i a n ) m a y , 2 0 1 0，崦妒+基于人机工程学的救护车形态设计研究摘要伴随着科学技术的进步、人类文明的发展，“以人为本”的理念越来越受到重视，人的生命价值也得到提高。自然灾害的发生及各种意外事故的频发，使得救护工作也尤为重要，而救护车作为危难之际的救护转运工具，它的整体状况的优良与否，对患者生命的抢救起着重要作用。但因我国汽车工业的相对落后，致使目前的救护车大多由现有车辆改装而成的，缺少系统的人机工程理念：或直接由国外引进，造成人机系统的不匹配，使得救护车缺少人性化的因素。本课题将以人机工程学为理论依据，从工业设计专业的角度出发，利用相关的人机工程辅助软件，对救护车做形态上的设计研究，以提高其人性化的程度。l 、对目前救护车的颜色、图案、造型进行分析，总结出其共性和个性的特点。2 、救护舱作为医疗救护的主要场所，通过对其内部的热环境、光环境、噪声环境、振动、传染环境等方面进行分析。3 、为使救护舱便于救护工作的进行，对救护舱的布局进行规划。4 、对救护担架在救护过程中存在的问题，进行认真的分析研究，并提出新的设计方案。5 、通过对救护过程中任务模型的建立，分析了在救护过程中，影响救护人员生理、心理状态的各种因素。6 、基于c a t i a 软件平台的“人因工程设计和分析 模块，建立人机系统模型，模拟了人机匹配情况，并对所设定的人体姿态，进行定量的评价。本课题的研究增强了救护舱空间布局的合理性；救护担架的适用性；医疗救护人员、患者等的舒适性。深刻体现了“以人为本 的设计理念，对于救护车人性化的发展，具有重要的指导意义。关键词：救护车，人机工程学，形态，任务模型，c a t i a 软件d e s i g nd i s c i p l i n ea n du s i n gr e l a t i v eh u m a n c o m p u t e ra s s i s t e ds o f t w a r ee n g i n e e rt l l ef o r mo fa m b u l a n c ew a sr e s e a r c h e dt oi m p r o v eh u m a n i t y 。1 b a s e do nt h ed i s c u s s i o no fe x i s t i n ga m b u l a n c e sc o l o r s ，p a t t e r n sa n ds h a p e s t h ec h a r a c t e r i s t i c so fa m b u l a n c e sc o m m o na n di n d i v i d u a lc h a r a c t e rw e r es u m m a r i z e d 2 a st h em a i np l a c ef o rm e d i c a lc a r e ，t h r o u g ha n a l y z i n gi n t e r i o re n v i r o n m e n to fa m b u l a n c ef r o mt h ea s p e c t so fh e a t ，l i g h t ，n o i s e ，v i b r a t i o n ，p o i s o na n ds oo n ，i d e a lr a n g eo fp a r a m e t e r sw e r ep r o p o s e d 3 t h el a y o u to fa m b u l a n c ew a sp l a n n e di no r d e rt om a k em e d i c a la i di m p l e m e n ti na m b u l a n c em o d u l e 。4 t h ep r o b l e m so fa m b u l a n c es t r e t c h e ri nt h ep r o c e s so fa m b u l a n c ew e r ec a r e f u l l ya n a l y z e da n ds t u d i e d ，a n dn e wd e s i g nw a sp r o p o s e d 5 t h r o u g he s t a b l i s h i n gt h et a s km o d e lo fa m b u l a n c e ，t h ev a r i o u sf a c t o r sa f f e c t i n ga m b u l a n c ep e r s o n n e l sp h y s i c a la n dp s y c h o l o g i c a ls t a t ei nt h ep r o c e s so fa mbu l a n c ew e r ea n a l y z e d 6t h r o u g ht h ep a t t e r no f 二h u m a nf a c t o r se n g i n e e r i n gd e s i g na n da n a l y s i s i nc 八liae n g i n e e r i n gs o f t w a r e m o d e l e dh u m a n m a c h i n es y s t e mw a sf o u n d e d ，a n d 1 1 es i t u a t i o no ft h em a t c ho fs i m u l a t e dh u m a n m a c h i n ew a si m i t a t e d t h ei ib o d yp o s t u r ew a ss e ta n dq u a n t i t a t i v e l yw a se v a l u a t e d t h er a t i o n a l i t yo fl a y o u to fa m b u l a n c em o d u l ew a se n h a n c e dt h r o u g ht h ei s s u e ，a n da p p l i c a b i l i t yo fa m b u l a n c es t r e t c h e ra sw e l la sc o n f o r m a b i l i t yo fa m b u l a n c es t a i f , p a t i e n t sa n df a m i l i e so fp a t i e n t s a n dt h e p e o p l ef i r s t ”d e s i g np h i l o s o p h yw a se m b o d i e d ，w h i c hh a si m p o r t a n ts i g n i f i c a n c ef o rh u m a nd e v e l o p m e n to ft h ea m b u l a n c e k e yw a r d s ：a m b u l a n c e ，e r g o n o m i c s ，f o r m ，t a s km o d e l ，c a t i as o f t w a r ei i i目录摘要ia b s t r a c t i il 绪论：l1 1 救护车发展史11 2 课题的背景及意义11 2 1 课题的背景11 2 2 课题的意义21 3 研究方法及内容21 3 1 研究方法21 3 2 本课题的研究内容31 4 救护车的国内、国外研究现状31 4 1 国内研究现状31 4 2 国外研究现状42 人机工程学简介。62 1 人机工程学的起源与发展62 2 人机工程学的定义及研究内容62 2 1 人机工程学释义62 2 2 人机工程学的研究内容62 3 人机工程学的研究方法72 4 人体尺寸测量及其统计规律92 5 人机工程学的国内外发展状况1 32 6 本章小结133 救护车现状分析及改进1 43 1 救护车调查分析1 43 2 救护车形态分析153 2 1 救护车的颜色1 63 2 2 救护车图案1 73 2 3 救护车造型1 73 3 救护空间的改进设计183 3 1 作业空间概述1 83 3 2 作业空间的设计目标及原则2 23 3 3 救护空间的改进设计2 33 4 救护设备的设计2 53 4 1 救护担架问题的提出2 53 4 2 救护担架的改进设计2 53 5 治疗舱工作环境探析313 5 1 热环境对人体的影响3 13 5 2 光环境对人体的影响3 23 5 3 治疗舱噪声环境对人的影响3 43 5 4 治疗舱振动环境探析。3 63 5 5 治疗舱“传染 环境对人的影响3 73 6 本章小结3 74 救护过程任务模型的建立3 84 1 过程性研究方法3 84 2 任务分析3 84 3 面向过程的任务分析3 84 3 1 确定任务3 94 3 2 描述任务3 94 3 3 建立工作模型3 94 4 面向对象的任务分析3 94 5 人的行为与心理4 04 5 1 重体力作业4 04 5 2 技能作业4 24 5 3 脑力作业4 24 6 本章小结4 35 基于c a t i av 5 的人机分析4 45 1c a t i a v 5 软件简介4 45 2c a t i a 平台的人机模拟4 65 2 1 三维模型的制作4 65 2 2 建立人体模型4 7i i5 3 人体姿态的设定4 85 4 人体姿态的评估与优化5 25 4 1 人体运动分析：一5 55 4 2 推拉分析一5 65 5 人机系统的建立5 75 6 本章小结6 16 总结与展望6 26 1 论文总结6 26 1 1 研究结果6 26 1 2 论文的不足一6 26 2 未来展望6 2致谢一6 4参考文献6 5附录6 7攻读学位期间发表的学位论文目录6 9攻读学位期间获奖目录6 9原创性声明及关于学位论文使用授权的声明7 0i i i基于人机工程学的救护车形态设计研究1 绪论1 1 救护车发展史救护车( a m b u l a n c e ) 英语也有野战医院或流动医院之意，这是因为救护车的出现最初是由于战争的需要。在西方，最早的救护车是一种四轮马车( h o r s e d r a w nw a g o n s ) ，它出现于1 0 9 5 至1 2 9 1 年间十字军东征的战场上，当时战斗中的伤员就是用这种四轮马车运送到救治中，t , ( t r e a t m e n tc e n t e r s ) 。在近代，法国外科医师拉雷( l a r r e y , d j ，1 7 6 6 1 8 4 2 ) 于1 7 9 2 年设计了一种被称为“快车”( f l y i n ga m b u l a n c e ) 的救护车，并在当年的莱茵战役( r h i n ec a m p a i g n ) 中将外科医生及医疗设备运送到战场。拉雷设计的救护车在1 7 9 4 年的意大利战役和1 7 9 9 年的埃及战场上反复用于运送伤员和医疗设备。救护车从战地救护发展到民用救护始于1 8 6 9 年，当时美国纽约市的贝尔维医院( b e l l e v u eh o s p i t a l ) 首次配备和使用了救护车。1 9 0 0 年，法国陆军的一支部队正式用救护车救治伤员，也因此成为第一支在战争中使用救护车的部队。自1 9 0 0 年起到2 0 世纪初，汽车的各种基本性能获得飞速发展，同时也带动救护车相关技术的发展。现代意义的第一辆机动救护车( m o t o r i z e da m b u l a n c e ) 也随之在法国的庞阿尔勒瓦索尔公司诞生n 1 。由于医疗救护车是在战争中诞生的，所以延续至今，医疗救护车在军队中的科技含量更高，救护车的设备更先进。而一些普通的医疗救护车只有一个担架，没有其它任何救护设备，更缺少人性化的设计。1 2 课题的背景及意义1 2 1 课题的背景由于我国的汽车工业发展较晚，很多汽车生产企业都是和国外合资办厂，缺少自己的知识产权，很多的汽车产品都是照搬国外的技术和车型，这些车型都是按照其自己国家的国民身体参数设计的，与我国公民相关尺寸的匹配性欠佳。伴随着科学技术的进步，以及人类文明的发展，“以人为本”的理念被越来越多的人所重视，本课题将以人机工程学作为理论依据，对医疗救护车做形态上的设计，以使其能更好地为人类服务。人机工程学最早就是应用于汽车设计，是汽车工业发展的产物，并形成汽车人机工程学，其主要研究汽车车身的内部空间设计、操控件空间位置设计、以及相关的内饰部件形态、座椅、仪表显示机理等设计。虽然汽车内部空间设计已经有了比较充实的理论基础，但还没有形成以中国人的身体尺寸为驱动和以人机工程学为依据的参数化设计系统。本课题选择以医疗救护车作为形态设计的对象，不仅是因为汽车陕西科技大学硕士学位论文是一个成熟而典型的机械产品，更因为医疗救护车是“以人为本 的很好体现。它服务的是特殊时刻的一个特殊群体，与人的生命息息相关，对它的设计与研究更能体现出人性化的特色，所以它的人机关系更具有代表性，并容易被接受。1 2 2 课题的意义通过探讨人机工程学在救护车形态设计中的理性规范与指导作用，同时也清晰地认识到人机工程学在产品设计中的重要性。当前，随着我国科技和经济的发展，人们对工作条件、生活品质的要求正逐步提高，对产品的人机工程特性也会日益重视。从特种车辆的发展过程可以看出，科学技术是一方面，人机性能的匹配是另一方面。这两方面都是提升救护车救护效率，以及市场竞争力的重要因素。现在高度发达的科学技术使人的感受越来越被重视，产品设计更是如此。救护车的使用与人接触地最为紧密，所以决定了救护舱内部环境必须设计合理，才能满足医疗救护的需要。救护车的工作时间不确定，工作时间的长短也无法预知，并且工作环境的心情紧张、情绪低落等，都使得救护车的设计须尽可能地符合人机工程学原理，这样既可以使操作者减轻操作疲劳，心情放松；又能使患者感到舒适与惬意。1 3 研究方法及内容1 3 1 研究方法本课题的研究，将基于人机工程学的理论体系，采用模拟和模型试验法、虚拟仿真法、分析法、调查研究法等。模型虚拟仿真法，即采用三维软件进行三维实体的建模，并运用三维人体模型，进行人机工程虚拟仿真；分析法，即对目前关于救护车设计、医疗救护方面的资料进行收集，并对所收集的资料进行分析研究，提炼出对课题有价值的信息，并运用到课题中去；调查研究法，采用专门调查的形式，如实地的观察等形式，进行信息的收集。一般情况下，采用调查表的形式进行信息的收集，并对所了解的信息进行统计学分析等，为课题的设计作参考。由于需要对所设计的救护车及救护担架进行精确建模，所以选择3 d m a x 软件进行模型制作的软件平台，不仅是因为这款软件在建模、渲染等方面的强大功能，更因为它与其它软件间具有优秀的兼容性，能够与其它软件相互间进行格式的转换，如a u t o c a d 、p r o e 、c a t i a 等。c a t i av 5 中自带有“人机工程学设计与分析 模块，此模块的开发研究是由多国专家完成，它提供的人体模型不仅方便快捷，并且每个人体模型设计都是基于现实中相关国家的人体尺寸而设定的，人体模型的活动规律也是严格按照现实中人体活动极限而设定。c a t i a 中包括人体模型构造( h b r ) 、人体行为分析( h a a ) 、人体模型测量编辑( h m e ) 、人体姿态分析( h p a ) 四个人体设计分析模块。2基于人机工程学的救护车形态设计研究将3 d m a x 软件建好的模型，转化成i g s 格式后，导入到c a t i a 软件中，并利用软件系统中自带的人体模型，建立人机系统，为进一步进行人机分析提供模型基础，所以利用人机分析模块进行分析是本课题的主要工作。所以用c a t i a 软件的“人机工程学设计与分析”模块，进行人机工程学方面的设计分析，存在直观性、参数性等特点，具有一定的应用价值。1 3 2 本课题的研究内容a 外观形态的分析外观形态具体内容：救护车的色彩组成、图案的搭配、救护车外观的整体造型。b 救护担架的结构分析对救护担架的分析研究，主要针对它在救护过程中存在的缺陷，如：在高层建筑中，由于电梯的设计太小，容不下救护担架，因此而造成的医疗救护事故。c 救护舱内部空间的布局对目前的救护舱布局进行重新的设计，使之更加合理，为医疗救护服务。d 救护舱内部环境的分析对救护车的救护舱内部环境，从内部环境的热环境、光环境、噪声环境、振动、有毒环境等方面进行分析，探讨了其对救护人员身心的影响。e 人体姿态的评价基于c a t i a 软件平台的“人因工程分析和设计”模块，对人体的动态进行定量评估；并建立设计的救护车模型，担架模型与人体姿态的人机系统模型，进行评估。通过对目前救护车的研究现状分析，发现目前对救护车的研究，大多集中于救护车的整体性能、医疗器械的配备、及机械结构的功能改进方面。从工业设计专业出发，运用人机工程学对救护车进行分析研究的，相对较少。而人机工程学作为产品设计的理论指导，若在产品的开发过程中，不考虑人机工程学的应用原则及法则，那将是创作活动的失败。所以本课题将从人机工程学的角度出发，对救护车的形态进行设计研究。1 4 救护车的国内、国外研究现状1 4 1 国内研究现状于多年，姚为民的专用救护车的开发研究中，从救护车的救护能力及应配备的医疗器械方面进行研究，并对开发救护车的性能提出了要求；由俊生，马月欣等一种新型机场专用救护车的研制中，从机械制造的角度，提出了在救护方舱上安装可升降、伸缩、旋转的吊臂，以完成抢救遇险飞行人员等任务幢1 ；军事医学院的王德刚、徐新喜等，从热舒适性方面，运用热舒适性评价指标，对救护车的救护舱内部的热环境进行分析研究，并提出改进热舒适性的措施1 ；邵正山、钱晓东等农村医疗用车的设计开发陕西科技大学硕士学位论文中，从农村的实际环境出发，提出了医疗用车的整体布局，拓展了相关车辆的开发思路h 1 ；孙景工、高振海等( ( c a 5 0 4 0 型救护车的研制中，从救护车的整体布局、仪器的选型等方面设计，具有一定的指导意义哺1 ；第三军医大学的陈渝、孙汉军等探讨了人机工程学在列车手术区设计中的应用，提出了手术区设计时应遵循的原则及指标要求，体现出人机工程学的实际应用价值哺1 。西安蓝港数网科技股份有限公司研发的重症救护车，率先使用g p s 等定位通讯设备，并采用法国雷诺车型和日本五十铃发动机，内部装饰按照民用飞机的装饰要求，整车具有先进的技术水平；刘宝环、王秀兰等为了解救护车内空气及医疗器械的污染、消毒情况，对其进行了研究分析，并提出相关的改进措施盯1 。1 4 2 国外研究现状日本丰田市的研究人员，为了缓解救护车运送患者及其家属的不安心理，同时也为工作人员的身心缓解疲劳，将不同的音乐安装到救护车上进行研究，以对身心起到良好的促进作用哺1 。德国宾驰公司设计的b i n za 2 0 0 2 型救护车，b i n z a 2 0 0 2 采用了先进的材料，内部空间也合理布局，并配备电视、音响等放松心情设施，病床也严格按照欧洲标准e n l 7 8 9进行测试，安全性和人性化都进行了考虑，如图l l 所示。图1 - 1b i n za 2 0 0 2 型救护车9 1f i gl 一1t h ea m b u l a n c eo f b i n za 2 0 0 2澳大利亚的康保救护车公司研发的h e a l t hp r o i i 型救护车，该系列车充分体现流动急诊室的概念，配备了先进的医疗救护设备，以保证救护的需要，如图1 - 2 。图1 - 2h e a l t hp r o i i 型救护车n 0 1f i g1 - 2 t h ea m b u l a n c eo fh e a l t hp r o i i4图1 5 “陆虎”x d l l 0 型救护车f i gl 一1 2t h ea m b u l a n c eo f l a n dr o v e r ”x d l1 05图1 - 6 “陆虎”x d l 3 0 型救护车f i gl 一1 3t h ea m b u l a n c eo f l a n dr o v e r ”x d i1 0使工的的用陕西科技大学硕士学位论文2 人机工程学简介2 1 人机工程学的起源与发展任何事物的发展都取决于事物内部的矛盾。人机工程学的产生首先是由于人和机器或者“人造物之间的关系和矛盾n 扣。这个矛盾的产生并非偶然的因素，而是人类为了生存，长期地利用和改造自然的漫长过程中，在某一个特定的历史阶段逐渐形成的。这其中工业化大生产起了很大的推动作用。在人类改造大自然的过程中，从人类开始使用简单的工具开始，可以说在客观形式上，就已经存在着简单的人机关系n 引。我国作为四大文明古国之一，文化源远流长，早在两千多年前的 中，就存在着身体尺度与车辆设计两者间相互关系的论述，这也可以作为当今人机工程学的雏形n 引。人机工程学的思想和方法经过长期的酝酿，在上个世纪的四五十年代形成，逐渐成为一门成熟的现代学科，在世界范围内受到高度重视，并被视为工业发展的推动力。人机工程学经历了经验人机工程学、科学人机工程学、现代人机工程学三个发展阶段。2 2 人机工程学的定义及研究内容2 2 1 入机工程学释义人机工程学的研究对象：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各种因素。就计算机的人一机一环境系统而言，计算机是给人用的、形态外观是供人看的、计算机房是为人在其间生活、工作的，这方面因素都涉及到人的解剖学、生理学、心理学因素，它们便是人机学的研究对象。人机工程学的研究内容：研究人和机器及环境的相互作用；以此来达到人一机一环境系统的最佳匹配，以及人一机一环境系统的最优化。人机工程学的研究目的：研究在工作中、家庭生活中和休闲渡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。就是设计一切器物都要从考虑人们的安全、舒适、高效这一目标出发。2 2 2 人机工程学的研究内容1 ) 人的生理和心理特性的研究人机工程学的应用要达到的目标是：“怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题”。所以人的特性是必须要研究的问题，而人的生理和心理特性是研究人机系统的基础，而这些在工业设计中都是与人体有关的问题。因此必须了解人的感知特性、反应特性，以及人体形态特征参数、人在劳动中的心理特征等。通过对人体特性的了解，便于解决作业设备、作业环境如何与人的生理、心理特点相适应，从而才能达到应用人机工程学的目的n 副，如图2 1 所示。6的取得是基于最佳的人果。因此，在人机系统的整体设计中，必须最大程度地发挥人、机、环境的潜能，合理分配各自的功能，相互协调、有机结合，以取得最佳的效益。3 ) 环境控制与安全保护设计安全是人机工程学要达到的主要目标之一，而任何的人机系统都处于一定的环境中，所以必然要受到环境的影响，同“机 相比，人更容易受到环境的影响，并且影响是比较明显的，如照明、振动、噪音等，在人机系统中，既要考虑安全又要兼顾效率，以使二者达到最佳的匹配。这里的效率，不仅指能有效地完成工作，还要保证长期内不会对身体造成有害影响n 6 1 。2 3 人机工程学的研究方法人机工程学是一门综合性的边缘学科，它的相关理论体系都是基于各门学科之上的，所以对它的研究方法和手段也就多种多样，如控制理论、系统工程等研究体系。但人机工程学建立一些适合自己体系发展的方法，以解决人、机、环境中的复杂因素，如对人体静态和动态参数的测量，观察人的作业过程，分析其作业动作的合理与否，以及在作业过程中人的心理、生理数据的变化等口7 1 。a 观测法在人机系统分析的过程中，有时为了得到更加真实的结果，则经常采用观测的方法。这种方法的执行，必须借助于相关的仪器设备，并且是在不影响被观察对象的情况下进行的测量、观察。这种方法是在被观察者处于自然状态的情况下进行的，因而观测的结果更真实，更具有参考价值。7陕西科技大学硕士学位论文b 实验法实验法由现场实验和实验室实验两种形式组成。这两种形式的区别在于：实验室实验法是在人为的控制下进行的，它的优点是便于操作，可以及时地调整相关的参数；缺点是不能完全地模拟真实的状况，它的结果可作为一定的参考。c 模型和模拟试验法当所研究的人机系统比较复杂时，又为了得到比较真实的数据，则对尚处于设计阶段的未来系统进行仿真，经常采用模型和模拟的方法。其最大的优点是：比所模拟的实物廉价、试验效果逼真，并且操作灵活，便于设定各种参数，进行不同情况的模拟。模拟的设备既可以在计算机上进行，也可在相关装置上模拟。d 调查研究法调查研究方法就是采用各种方法，对操作者或使用者的意见进行抽样分析的方法。通常采用问卷调查、访谈等形式进行，并对调查的结果进行统计学等方式的评价。采用问卷调查的方法时，最大的困难就在于对调查对象的选择，调查对象对整个调查结果起着重要的作用，因为它存在着很大的不确定性。人从机设工计程艺学术所学研学究科的角内度容出发叵习圆圆图2 - 2 从设计艺术学角度的人机内容f i g2 - 2t h ec o n t e n to f t h eh u m a n - m a c h i n ef r o mt h ea r t8一一一圆圈；一一一一；究方法。其主要目的是从其应用的方法。它主要包率。随着机械化、自动化机协调问题也就越来越显，它的主要目的是为各种测量人体各部位尺寸来实表2 1 表2 4 。以此来确应用到设计中。图2 3 立姿人体尺寸f i g2 - 3s t a n d i n gp o s i t i o no ft h eb o d ys i z e1 ) 人体静态测量参数人体静态测量参数主要取自静态、裸体并采取规范化姿势的人体对象，可通过固定身体部位、标准姿势获得。其尺寸包括：身高、眼高、手掌长度、腿高和座高。9表2 - 1 身体结构尺寸测量项目t a b l e2 1b o d ys t r u c t u r es i z em e a s u r e m e n t s测爱顼掰分类圭塑溅餐磺毽人l 誊主要必寸势商、体壤、士臀长、瓣臀长，大罐跃。小怒长立姿人体尺寸鼹商、扁籀、肘巍，手功缆离、会嬲离、骚臀点礴爱姿人体尺寸坐离、坐瓷颈椎赢豳、坐姿鼹离、坐姿房离。蹩姿聪商、坐姿犬腿厚、坐姿麟离，小籀摭避离、坐瀑、辩臻鞭坐瓷下肢长人体水警必寸躺宽、瀚厚、房宽、竣火扁宽，臀宽、坐姿餐巍、坐瓷两黔闽宽、旋围臀隅表2 - 2 人体主要尺寸1 a b l e2 2m a i nd i m e n s i o n so fh u m a n革遘男( 1 8 - 6 0 岁)女( 1 8 5 5 岁)项目、：= 151 05 09 09 59 9151 05 09 09 59 9身高，m m1 5 4 31 5 8 31 e 0 41 6 7 81 7 5 41 7 7 51 8 1 41 4 4 91 4 8 41 5 0 31 5 7 01 6 4 01 6 5 91 6 9 7体重k g4 44 85 05 97 07 58 33 94 24 45 26 36 6 1上臀长，m m2 7 92 8 92 9 43 1 33 3 33 3 83 4 92 5 22 9 22 6 72 9 43 0 33 0 23 1 9前臀长，m m2 0 67 1 82 2 02 3 72 5 32 5 82 6 81 8 51 9 31 9 82 1 32 2 92 3 42 4 2大腿长，m m4 1 3 4 2 84 3 64 6 54 9 65 0 55 2 33 8 74 0 24 1 04 3 84 6 74 7 64 9 4小腿长，m m3 2 43 3 83 4 43 6 93 9 64 0 34 1 93 0 03 1 33 1 93 4 43 7 03 7 53 9 0设计是为人服务的，所以产品的设计必须参数与动态参数，它们对产品设计的影响品设计中的问题，但是在实际的工作环境虑人体的动态参数也不中，以人一样人并体参数为标准。人体的参数分为静。尽不总管静态测量参数可以解决部分态寓是处于静止状态的，必须也要考表2 - 3 立姿人体尺寸t a b l e2 - 3s t a n d i n gp o s i t i o no ft h eb o d ys i z e辜遘男( 18 - 6 0 岁)女( 1 8 5 5 岁)项目一= 毫：151 05 09 09 59 9151 05 09 09 59 9眼高，m m1 4 3 61 4 7 , 11 4 9 51 5 6 81 6 4 31 6 6 41 7 0 51 3 3 7 1 3 7 11 3 8 81 4 5 4 5 2 21 5 4 11 5 7 9肩高，m m1 2 4 4 1 2 8 11 2 9 91 3 6 71 4 3 51 4 5 54 9 4”e 8 1 1 9 51 2 1 11 2 7 13 3 31 3 5 03 8 5肘高，m m9 2 59 5 49 6 81 0 2 41 0 7 91 0 9 91 1 2 88 3 78 9 99 1 39 6 01 0 0 91 0 2 31 0 5 0手功能高，m m6 5 66 9 06 9 37 4 17 8 78 0 18 2 86 3 06 5 06 6 27 0 47 4 67 5 7 7 8会阴高，m m7 0 17 2 87 4 7 9 09 4 08 5 68 8 7 6 4 86 7 36 8 67 3 27 7 97 9 28 1 9胫骨点高，m m3 9 44 0 94 1 74 4 44 7 24 8 4 9 93 6 33 7 73 8 44 1 04 3 74 4 44 5 9人体四肢活动的范围分为两类：一是肢体活动的角度范大小；二是肢体活动所能及的距离范围。人体活动部位有头、肩胛骨、臂、手、腿、小腿和足，其活动方向和角度如图2 4 所示：1 0表2 - 4 坐姿人体尺寸t a b l e2 - 4s i t t i n gh u m a nd i m e n s i o n s革遘男( 1 8 6 0 岁)女( 18 - 5 5 岁)项目o151 05 09 09 59 9151 05 09 09 59 9坐高，m m8 3 68 5 88 7 09 0 89 4 79 5 89 7 97 8 98 0 98 1 98 5 58 9 19 0 19 2 0坐姿颈椎点高，m m5 9 96 1 56 2 46 5 76 9 17 0 17 1 95 6 35 7 95 8 78 1 76 4 86 5 76 7 5坐姿眼高，m m7 2 97 4 97 6 17 9 88 3 68 4 78 6 86 7 86 9 57 0 47 3 97 7 37 8 38 0 3坐姿肩高，m m5 3 95 5 75 6 65 9 86 3 16 4 1e 5 95 0 45 1 85 2 65 5 65 8 55 9 46 0 9坐姿肘高，m m2 1 42 2 82 3 52 6 32 9 12 9 83 1 22 0 12 1 52 2 32 5 12 7 72 8 42 9 g坐姿丈腿厚，m m1 0 31 1 21 1 61 3 01 4 61 5 11 e 01 0 71 1 31 1 71 3 01 4 61 5 11 6 0坐姿膝高，m m4 4 14 5 64 8 14 9 35 2 35 3 25 4 94 1 04 2 44 3 t4 , 5 84 8 54 9 35 0 7小鼹加足高，m m3 7 23 8 33 8 94 1 34 3 94 4 84 6 33 3 1 3 4 23 5 03 8 23 9 94 0 54 1 7坐深，m m4 0 74 2 14 2 94 5 74 8 64 9 45 1 03 8 84 0 14 0 84 3 34 6 14 6 94 8 5臀膝距，m m4 9 95 155 2 45 5 45 8 55 9 56 1 34 8 14 9 55 0 25 2 95 6 15 7 05 8 7坐姿下胶长，m m8 9 29 2 19 3 79 9 21 0 4 61 0 6 3 1 0 9 68 2 68 5 18 6 5e 1 29 6 09 7 51 0 0 52 ) 动态尺寸测量动态尺寸是人在工作姿势下或在某种操作活动下测量的尺寸，如图2 4 、表2 - 6 。其特点是：在任何一种身体活动中，身体各部位的动作并不是独立无关，而是协调一致的，具有连贯性和活动性。固图2 4 身体部位活动范围f i g2 - 4s c o p eo fa c t i v i t i e so fb o d yp a r t s百分位：百分位由百分比表示，百分位数：百分位数是百分位对则表示有5 0 和第91 5 05 0 9称为“第几百分位”。例如，5 0 称为第5 0 百应的数值。例如，身高分布的第5 百分位数为分位。1 5 4 3 ，5 的人的身高将低于这个高度。在人体测量资料中，常常给出的是第5 、第5 百分位数值。在设计中，当需要得到任一百分位数值时，则可按下式求出：之间的数值：9 之间的数值p = m s k )：p = m + s k ) ，m 为标准值；s 为标准差；k 为百分比变换系数3 ) 确定功能修正量有关人体尺寸标准中所列的数据，是在裸体或穿单薄内衣的条件下测得的，测量时不穿鞋或穿者纸拖鞋，如表2 5 所示。而设计中所涉及的人体尺度应该是在穿衣服、穿鞋甚至戴帽条件下的人体尺寸。因此，考虑有关人体尺寸时，必须给衣服、鞋、帽留下陕西科技大学硕士学位论文适当的余量，也就是在人体尺寸上增加适当的着装修正量。设计的目的是为人服务的，所以除了满足生理上的需求外，还必须满足心理方面的需求。心理方面主要是克服人们因空间的狭小而产生的压抑感，以及光线的暗淡而生成的郁闷感等，或者为了满足人们的“求奇”心理，为此需要在产品最小功能尺寸上附加一项增量，称为心理修正量，它的求得也是通过对被试者的评价进行统计得到的。表2 - 5 人体尺寸修正量t a b l e2 - 5t h ea m o u n to fb o d ys i z ec o r r e c t i o n项目尺寸修正修正原因立姿高2 5 3 8鞋高坐姿高3裤厚立姿眼高3 6鞋高坐姿眼高3裤厚立姿臀宽1 3衣坐姿臀宽1 3衣大腿厚1 3膝宽8膝高3 3表2 - 6 人体部位的活动范围t a b l e2 - 6t h es c o p eo fa c t i v i t i e so ft h eh u m a nb o d y动作方向身体部位移动关节动作方向度一向右转5 5向左转巴于二5 5 。头脊柱极度伸展上m 够一一一向一侧弯曲1f 7 镉扣屈曲”4 0外展9 0抬高4 0向前抬高9 0譬肩关节内收1 4 0极度伸展4 5外展旋转( 外观j9 0外震旋转( 内观，9 0背屈曲6 5掌屈曲7 5臂腕内收3 0外展15掌心向上9 01 2_一一基于人机工程学的救护车形态设计研究2 5 人机工程学的国内外发展状况人机工程技术被认为是先进的综合技术，也是人类2 l 世纪信息领域需要解决的重大课题之一。软件开发、人机交互设计、网络、高性能计算机作为美国本世纪信息技术研究的主要内容。在这四大研究领域中，人机模型建设的研究，与软件技术和计算机技术处于同等重要的地位，都被列为国家信息技术中关键技术。人机交互也被美国国防列为关键技术发展的重要内容之一，并且还增加了与软件技术并列的人机界面这项内容。我国人机工程学的研究，大体上可分为三个阶段：第一阶段为基础研究阶段，其标志性工作是工业心理学和工程心理学在领域内开始研究，上世纪3 0 年代，清华大学开设了工业心理学的课程工业心理学概论，这是我国最早的系统介绍工业心理学的著作，这种模式的研究与美国很类似，但是该学科系统和深入的研究则在“文革 以后。第二阶段为上个世纪的7 0 年代后期，人机工程学处于快速发展时期，其标志性发展是中国科学院心理研究所等单位，分别建立了人类工效学或工程心理学研究机构。由于受到国外人机工程发展的影响，在8 0 年代前期和中期，国家相关单位分别成立了“全国人类工效学标准化技术委员会 和“国家军用人一机一环境系统工程标准化技术委员会”，来进行统一规划、研究和审议全国有关人类工效学的基础标准的制定。总之，这两个技术委员会的建立，有力地推动了我国人机工程学研究的发展。第三阶段为上个世纪的9 0 年代初期，人机工程学在高校得到快速的发展，也开始了由专门研究阶段向通用研究的扩展，如北京航空航天大学首先成立了我国该专业的第一个博士学科点，随后带动该学科在高校内的快速发展，国内重点高校也先后成立了该专业。与此同时，在工业设计领域，人机工程学的发展几乎与设计的发展是同步进行的，并且二者间具有相互促进的关系。为促进人机工程学的进一步发展，并更好地应用到国民经济的建设中去，我国在9 7 3 、s - 8 6 3 、十五计划及未来的十一五计划中，均将人机交互列为主要研究发展内容，这对人机工程学的发展具有重大的促进作用n 引。2 6 本章小结本课题主要是基于人机工程学的理论体系，对救护车的形态进行分析研究，所以本章主要是对人机工程学的理论进行介绍，包括人机工程学的起源与发展阶段、研究方法与内容及人体测量方面的有关知识。通过对人机工程学相关理论体系的了解，为课题的进行奠定理论基础。陕西科技大学硕士学位论文3 救护车现状分析及改进3 1 救护车调查分析院前急救指病人到达医院之前的医疗急救和快速转运。它是急诊救护系统的重要组成部分n 引。在院前急救过程中，通讯、救护车、救护医疗，构成其基本的要素。鉴于工业设计学科的体系，特选择救护车进行人机工程分析。就院前急救与救护车的关系而言，设备齐全、技术先进的救护车对医疗急救具有很大的促进作用。救护车不仅仅是医疗体系中关于急救措施的一个工具，更多的是它在街上跑动的速度和频次直接联系着每个人心中的关于安全感的神经。当我们看到一辆辆拉着垂死挣扎病人的救护车，我们会在心中自问，这些救护车能否将患者安全地送到医院进，进行及时的医疗救护这当中涉及到救护车系统中救护设备和车辆的设计是否合理、是否能使救护工作有效地进行等。简单来说，一个救护车系统包括救护汽车、各种医疗救护设备、通讯设备以及医务人员等。救护车进行急救工作一般是通过急救中心集体管理和调配。现有救护车问题的提出1 ) 因目前的救护车辆大多是由一般的车型改装而成，在改装过程中缺少人机因素的考虑，存在后箱门槛过高，箱内空间狭小等问题。2 ) 大多车型不适合农村及山区等的道路路面状况，造成救护运输过程当中产生颠簸不平，这会对特殊病情患者造成不利。3 ) 救护车治疗舱内部的空间环境没有得到足够的重视，比如噪声的干扰、温度的调节等方面。4 ) 救护车车身图案的位置不够规范，没有规定统一的位置，造成识别上的混乱。并且一些字体的设计在人机工程学方面欠缺考虑，比如救护车头文字没有进行反转的方式，这样不便于行驶在救护车前面车辆的司机，通过后视镜观看到正确的文字效果，使救护车的视觉识别性大为降低。对救护车设计的要求，首先必须要使造型的设计符合救护空间的需求，保证车厢内有足够的空间，既可以使医疗救护人员活动自由地工作，又能使各种救护设备合理地放置于车厢中，使空间的布局更加的合理，所以可以采用整体橱柜似的车厢设计；且门槛不能过高，升降结构可以在设计上考虑使用一些，以便于担架的操作；还要考虑车体的减振设计设计，以便于在各种不同的路况上行驶，不致因颠簸而使患者病情恶化；车身的印刷图案要注重人机工程的应用，使之在保证美观醒目的同时，又要保持统一、规范化，以便加深可识别性。1 4f i g3 1t h ec o n s t i t u e n te l e m e n t so fm a n m a c h i n es y s t e m3 2 救护车形态分析产品形态作为传递产品信息的第一要素，它能使产品内在的质、组织、结构、内涵等本质因素上升为外在表象因素，并通过视觉而使人产生一种生理和心理过程。与感觉、构成、结构、材质、色彩、空间、功能等密切相联系的“形”是产品的物质形体，如图3 2 所示。对于产品造型指产品的外形；“态”则指产品可感觉的外观情状和神态，也可理解为产品外观的表情因素。形态是产品功能的合理存在，但并非一种功能只有一种形态，基于同一种功能的形态表达是丰富多彩的。产品形态是信息的载体，设计师通常利用特有的造型语言，进行产品的形态设计。利用产品的特有形态向外界传达出设计师的思想和理念。消费者在选购产品时也是通过产品形态所表达出某种信息内容来判断和衡量与其内心所希望的是否一致，并最终做出购买的决定。1 5陕西科技大学硕士学位论文图3 2 形态包含的内容f i g3 - 2t h ec o n t e n t so f t h ef o r mt c o n t a i n s对于救护车的研究是基于行业标准w s t2 9 2 - - 2 0 0 8 之上的。救护车作为紧急医疗救护的救援车辆，在医疗服务及突发性公共卫生事件中，起着重要的作用。作为具有特殊用途的车辆，其设计也就具备了独特之处，独特的意义主要是为救护服务的，主要现在以下几方面：图3 - 3 救护车f i g3 - 3a m b u l a n c e3 2 1 救护车的颜色图3 - 4 救护车f i g3 - 4a m b u l a n c e颜色有冷色调与暖色调之分，蓝色则属于冷色调，让人联想到冰川和海洋，具有冷静、平和的色彩感觉；红色属于暖色调，使人联想到火，产生温暖的感觉，能产生无限的激情，同时它也具有警告的意思。冷、暖色调的同时运用，对比强烈，易于短时间内刺激人们的眼球，形成较强的视觉冲击力，如图3 3 、图3 。4 。救护车的颜色，逐渐地摆脱了过去整个车体全为白色的现象，颜色变的越来越丰富与多彩，以此来减少了人们对于白色肃穆颜色的恐惧心理。在救护车的整体色彩搭配上，既具有统一性，又具个别性。统一性主要表现在：在救护车的行业标准中，明确了救护车的车身主体色为白色，并且车身应标有卫生部统一的医疗急救车标志；个别性则表现在：通过对目前的救护车分析发现，车体的颜色以白1 6的医疗标志、“生命之星”、a m b u l a n c e 图案外，伴随着现代设计表现手法的发展，又附加了许多造形各异的图案，如图3 5 、图3 - 6 所示。就目前的规定的图案应用来看，也没有形成统一的规范，应用的位置也是各不相同，存在很大的差异性。比