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第四章《方案的構思及方法》
方案的構思及方法
一、設計中的人機關系
二、方案的構思過程
三、常用的構思方法
一、設計中的人機關系
（一）人機關系的含義
(1)在生活中，當我們使用物品時，物品與人產生一種相互的關系，稱為人機關系。
(2)人機關系中的“機”除了人們通常所說的機器外，還包括各種各樣的工具、儀器、儀表、設備、設施、家具、交通車輛以及勞動保護用具等。
開門過程人機關系有哪些？
人與門板 手與門把手 人與門框
人與產品往往構成復雜的多方面的人機關系。人有不同部位，“機”也有不同部位。在分析人機關系時，我們要關注人的哪些部位與“機”的哪些部位有什么對應關系。
一、設計中的人機關系
3
4
1
6
2
5
…….
安全
方便
人機關系要
實現的目標
高 效
舒適
健康
（二）人機關系要實現的目標
人機關系要實現 “四個目標”，需要考慮 “四個方面”。
（二）人機關系要實現的目標解讀
目標 含義 實例
(1)高效目標 在設計中，應把人和機作為一個整體來考慮，合理或最優地分配人和機的功能，以促進二者的協調，提高人的工作效率。(快速、方便，高效率) 鐵鍬的作業效率、自動化生產等。
(2)健康目標 指人在長期操作或使用產品的過程中，產品不會對人的健康造成不良的影響。（長期內在健康） 用天然彩色棉制成的衣服，避免了各種染料中有害物質對人體健康的影響。
(3)舒適目標 指人在使用產品的過程中，人體能處于自然的狀態，操作或使用的姿勢能夠在人們自然、正常的肢體活動范圍之內，從而使人不致過早地產生疲勞。 (生理和心理感受) 沙發、按人體工學設計的某些產品等。
(4)安全目標 指人在操作或使用產品的過程中，產品對人的身體不構成生理上的傷害。（瞬間、短期外傷） 汽車的安全帶、兒童座椅前的護欄設計、產品邊緣圓滑不鋒利等。
一、設計中的人機關系
（三）如何實現合理的人機關系
處理好以下幾方面 含義 實例
(1)普通人群與特殊人群 超過正常為特殊(如尺寸)，主要為普通人群設計的產品一般沒考慮特殊人群，設計也要考慮殘疾人士。(考慮殘疾人的需求、考慮不同人種的身體差異) 老年人專用手機。
(2)動態尺寸與靜態尺寸 靜態的人(構造尺寸)和動態的人(功能尺寸)，設計要考慮身體靜態尺寸，也要考慮身體動作范圍。 球形把手門鎖——把手的尺寸的大小(靜態尺寸)，使用時把手的轉動范圍(動態尺寸)。
人機關系 含義 實例
(3)生理需求與心理需求 設計要考慮生理需求(衣食住行)，也要考慮心理需求(心理感受，比如色彩搭配、造型圖案等)。 鞋子的款式、樣式(心理需求)，鞋子的基本功能(生理需求)。
(4)信息交互 產品與人的信息交流，強調人與產品的互動，信息具有具體的含義。 電梯上的樓層顯示和到達后發出的提醒音。
單選題
下列設計中人機關系不合理的是( )
A.感應水龍頭
B.外部褶皺的紙杯
C.浴室內放置的防滑地墊
D.人行道上的盲道
D
如圖所示是一款測力矩扳手，在緊固螺栓時可顯示所施加的力矩值。從人機關系角度分析，該設計主力矩顯示屏要考慮了（ ）
A.人體的靜態尺寸與動態尺寸
B.普通人群和特殊人群
C.信息的交互
D.人的生理需求與心理需求
單選題
C
單選題
1.教室里裝有多媒體設備,主要實現了
人機關系( )目標。
A安全 B健康 C舒適 D高效
2.辦公室空間處理更簡潔明快,以達嚴
謹、高效的工作氛圍，是為了滿足
（ ）
A信息的交互 B生理需求
C動態的人 D 心理需求
D
D
二、方案的構思過程
1.設計分析三要素“人”、“物”、“環境”
（一）設計分析
1.從物人環境三方面作整體分析。2.對設計對象組成部分的分析。
產品本身
使用的環境
使用者
二、方案的構思過程
物 臺燈
結構
功能
材料
成本
功能分析：臺燈的基本功能是照明。還可設置附加功能，如計時、筆筒、報時、照片架、小風扇、溫度計等功能。
造型分析：形狀是傳統形式，還是現代形式或進行創新設計。質地是光潔還是防滑磨砂。色彩是協調、對比還是單色或三色。
材料分析：是用陶瓷，還是金屬或者是塑料，或者木材或橡膠等。
結構分析：是采用臺式，還采用夾式。
成本分析：成本有高中低，成本要適當。
從物人環境三方面——物作整體分析
以臺燈為例
二、方案的構思過程
初中生身體處生長發育期:心理上追求個性,時尚前衛,美觀方便等，生理上高度適中,光線柔和,光感好,可調光。
高中生學習任務重:耐用,照明效果好,音樂提醒,能預設時間。
高中生安全意識薄弱：要有安全措施如材料絕緣、散熱性能好、開關明顯方便、防潮防水防靜電、自動斷電等。
人 初中生
安全意識弱
生長發育期
學習任務重
從物人環境三方面——人作整體分析
二、方案的構思過程
環境保護：可持續利用、無污染、節能、可回收等
適應性:體積小巧，底座穩定,支撐架高度可調，可折疊可變化角度，能旋轉。
環境
適用性
環境保護
底座穩定
體積小巧
支撐架可調
無污染
可持續利用
節能可回收
從物人環境三方面——環境作整體分析
二、方案的構思過程
對于設計對象本身，必須了解它的各組成部分（部件）的作用，以及它們之間的關系，并在此基礎上，對產品的各組成部分進行設計分析。
下面對臺燈的各部件進行設計分析
燈泡\燈頭
開關
電線\插頭
支撐架
燈罩
底座
2.對設計對象組成部分作設計分析
燈泡的主要功能在于照明。臺燈的燈泡有很多種，如白熾燈、日光燈管、節能燈管、LED燈等。
燈泡選擇----盡量選擇耐用、光線亮點合適、柔和、無頻閃、節電。優選LED燈.
燈泡
作用：支撐作用，并決定臺燈的高度，還會影響到光線的。
考慮因素：耐用,支撐性好、高度可調性、長度、安全、
成本、美觀。
支撐架
作用: 調節光線、安全保護
考慮因素: 選擇輕質、耐用、導熱性弱、不透明、反光度適宜、造型、顏色和諧等。
燈罩
3.標準件
說明：標準件規模化生產，具有通用性及成本低等優勢，更換方便，還能保證安全。
標準件：是指按照國家標準或行業標準的技術要求批量生產的具有通用性的的零部件。如：螺紋連接件、鍵、銷、滾動軸承等。主要類別包括：緊固件、連接件、傳動件、密封件、液壓元件、氣動元件、軸承、彈簧等機械零件
臺燈中燈泡、燈座、插頭、開關、電線是標準件
軸承
螺栓螺母
平墊圈
鉚釘
彈簧墊圈
銷釘
在作設計分析時，應考慮臺燈各部分之間的關系，使之成為一個協調的整體。
如燈罩在燈泡的上方，底座支撐并穩定整個臺燈，支撐架連接燈泡與底座，電線經過支撐架、底座、連接燈座、開關、電源插頭。
盡量就地取材；并且要盡量使用可再生資源，實現能源的可持續發展；
盡量使用標準件：臺燈的材料選擇需要用到燈泡、燈座、插頭、開關、電線等標準件，這樣既可簡化制作過程，又能實現通用通換，成本低，還能保證安全 。
（二）方案的呈現、比較、權衡與細化
方案的比較 要從設計目的和原理出發，針對一些相互制約的問題進行分析，選出較為滿意的方案或集中各方案的優點進行改進 對方案進行比較和權衡的過程是一個綜合考慮的過程，各個指標相互關聯，相互制約
方案的權衡 抓住設計的核心與關鍵是權衡設計方案的必要條件
方案的細化 針對方案的細化應該從產品到制造、使用、維護等各個環節進行綜合考慮，以完善方案的構思
方案的呈現：運用草圖進行構思呈現
我們在設計制作的過程中,為了降低成
本和制作難度,常希望使用一些標準件.
你對標準件的理解是( )
A.國家給予統一標準代號的零部件
B.經國家檢驗合格或免檢的零部件
C.全國統一價格的零部件
D.已經獲得專利并得到保護的零部件
A
課堂練習
你認為以下分析不合理的是( )
A.燈泡的主要功能在照明,一般要選擇沒有頻閃或頻閃度較低的燈泡
B.燈罩主要起美觀作用,設計時首要考慮其造型
C.支撐架主要起支撐作用,并決定臺燈的高度
D.臺燈開關有多種類型,選擇哪種開關要考慮學生的需要
B
課堂練習
三：常用的構思方法
形態分析法 形態分析是指從整體的思想出發來看待事物，把事物看成是幾個功能部分的集合，然后把整體拆成幾個功能部分，分別找出能夠實現每一部分功能的所有方法，最后再將這些方法進行重新組合，根據分析評價結果最終形成多種設計方案
聯想法 聯想法是由甲事物想到乙事物的思維過程。具體來說，是借助想象，把形似的、相連的、相對的、相關的或某一點上有相通之處的事物加以聯結
設問法 設問法是通過多角度提出問題，從問題中尋找思路，進而做出選擇并深入開發創造性設想的一種構思方法。主要有5W2H法、檢核表法、
和田12動詞法等。
仿生法 仿生法是模擬自然生物形態進行設計的方法，主要類型有：結構仿生、形態仿生、功能仿生、肌理或質感仿生
01
02
03
04
05
確定對象
列舉形態
方案篩選
要素分析
形態組合
自己想到的
別人給出的
確定組成要素
全面、獨立、適中
收集同類產品
完善對象要素
列舉所有形態
排列組合
獲得所有方案
設計原則
設計要求
加工條件
形態分析法一般實施步驟及注意事項
技術與設計1,2
通用技術
聯想法
聯想
甲
觸發物
乙
聯想物
結
構
形
式
意義
相似、相關、相反
由鳥兒飛翔聯想的
由爆竹點燃升空聯想
仿生法是模擬自然生物形態進行設計的方法，主要類型包括:功能仿生設計、形態仿生設計、結構仿生設計和肌理與質感仿生設計。
仿生法已經被應用于各個領域，取得眾多成果:蜂巢與蜂窩結構、昆蟲復眼與顯微鏡、蛋殼與薄殼構造、螢火蟲與人工冷.....
仿生法_重點介紹
功能仿生
開合吊燈：仿生自然界中花朵開合的生物學功能原理
形態仿生
迪拜帆船酒店
蘇州東方之門——秋褲樓
結構仿生設計
這款臺燈模仿人的骨骼結構，像人手臂一樣，可以折疊打開，可以調整彎曲狀態和輕松移動。
仿鯨制造的潛水艇
肌理與質感仿生設計
本章小結
1.如圖所示是一款液壓式“助起”馬桶,能提供助起動力,幫助老年人或行動不便的人站起來。下列不是從人機關系角度考慮的是 (　　)
A.能提供合適的助起動力
B.坐便圈能在人站起后方便復位
C.坐便圈能升起合適的角度
D.坐便圈的支撐桿運動采用液壓控制
D
鞏固練習
2.如圖所示的兒童點讀筆,采用新奇有趣的卡通造型,筆桿適合兒童握
持,筆頭非常圓滑,筆身采用環保材料,可以教孩子讀拼音、說英語等。
從人機關系的角度分析,以下說法中不合理的是(　　)
A.新奇有趣的卡通造型,滿足兒童生理需求
B.外殼采用環保材料,符合兒童健康要求
C.筆桿適合兒童握持,符合兒童靜態尺寸
D.筆頭形狀非常圓滑,符合兒童安全目標
A
3.如圖所示是一款可折疊木椅,從設計中的人機關系角度分析,下列說法中不正確的是(　　)
A.采用鉸連接便于折疊和展開,實現了高效目標
B.柵格結構的椅面和靠背透氣性好,實現了舒適目標
C.折疊和展開需要雙手操作,主要考慮了普通人群
D.站在一側就可以將木椅折疊和展開,主要考慮了人的靜態尺寸
D　站在一側就可以將木椅折疊和展開,主要體現了高效目標,人站在一側就可以將木椅折疊和展開,需要通過彎腰、伸手等動作來實現,這主要體現了人的動態尺寸,與人的靜態尺寸無關,故選項D說法不正確。
4.如圖所示是復興號列車上的座位指示燈,能根據車票的出售信息顯示不同顏色。從人機關系的角度分析,該設計主要考慮了(　　)
A.信息的交互 B.特殊人群的需求
C.人的靜態尺寸 D.安全目標
A　根據車票的出售信息顯示不同顏色,體現了產品與人的信息交流,主要考慮了信息的交互,故選A。
D
5.如圖所示為一款跑車,該車設計精美,是世界上第一輛擁有“鷗翼”式車門的跑車。該車貫徹了以簡潔為主的造型理念,完美的設計比例,卓越的性能,出神入化的操控特性,直到今天仍不失新鮮感和吸引力。設計該車門時,設計師運用的構思方法是(　　)
A.形態分析法
B.聯想法
C.設問法
D.仿生法
6.自動炒菜機是一款現代科技產品,新一代微電腦操控智能烹飪設備,無油煙、無輻射、省油省電、自動翻炒。從設計中的人機關系角度分析,以下說法中不正確的是 (　　)
A
A.為不會炒菜或沒時間炒菜的人而設計,照顧了特殊人群的需求
B.造型設計極具現代感,易融入現代化廚房,主要考慮了人的心理需求
C.微電腦操控智能,完成一道菜后會發出“滴滴”聲,體現了信息的交互
D.把手的大小及打開鍋蓋所需的旋轉角度,考慮了人的靜態尺寸和動態尺寸

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