【人体工程学】,也称为Ergonomics,是一门多学科交叉的科学,主要研究人、机器和环境三者之间的相互关系,旨在优化人机交互系统的效率和人的健康状况。这一领域关注如何通过理解人的生理和心理特性,来设计适应人类使用的产品、设备和环境。
在实际应用中,人体工程学涉及到多个方面。例如,在办公室设计中,门把手的高度通常设定为100 cm,适应大多数成年人的需求;而幼儿园则更低,以适应儿童的身高。手的作业域通常分为一般作业域(如390 mm半径内)和最大作业域(如以肩峰点为轴,上肢完全伸直的范围),这些数据在设计操作设备时尤为重要。例如,键盘、写字板等常用工具应置于一般作业域,而次要工具可放在最大作业域内。
人体的垂直作业域和摸高是设计家具、柜架、扶手和控制装置的基础,考虑到不同人群的身高差异,例如第5百分位和第95百分位的人体尺寸,确保设计能适应大多数人。例如,门的净高通常根据第95百分位的身高来设定,而可升降椅子的高度则取第5百分位到第95百分位之间的值,以满足大部分人的需求。
肌肉的机能和力量在人体工程学中也占有重要地位,包括动态和静态肌肉施力,如提重物时应保持直腰弯膝的正确姿势,以减少腰部压力。此外,肢体的活动范围、关节角度和肢体长度在设计工具和工作空间时需考虑,例如,前臂与上臂成70°时,手臂产生的力量最大,而拉力和推力在不同角度下也会有所不同。
人体工程学在家具设计中扮演了关键角色。比如,阅读和书写桌常常设计成一定的倾斜角度,以减轻颈部压力;桌台下方的容腿空间要足够腿部自由活动;站立作业台的高度根据作业类型(如精密作业、一般作业或重负荷作业)调整至适当位置;坐姿时,办公桌的高度、椅面与桌面的距离以及桌下容腿空间都会影响使用者的舒适度和健康。
坐姿对腰椎的影响尤其显著,不正确的坐姿可能导致腰部疾病。坐姿设计时,应考虑提供足够的腰部支撑,同时减少腰椎间盘的压力。靠背设计通常会提供两个支撑点,以分散腰部压力并帮助保持脊柱自然曲线。
人体工程学是一门关注人与环境互动的技术科学,涉及人体尺度、人体测量、人体力学等多个方面,旨在创造更符合人类生理和心理特性的产品和环境,从而提高工作效率并保障人的健康。无论是建筑设计、家具设计还是工业产品设计,人体工程学的原则都是确保人性化和舒适性的核心指导。