鑫源摩托車制造有限公司PAGEPAGE29人體工程學(xué)與摩托車造型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)<序>人體工程學(xué)是第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。它以人-機(jī)-環(huán)境關(guān)系為對(duì)象，以實(shí)測(cè),統(tǒng)計(jì),分析為基本研究方法,目的是解決工程技術(shù)設(shè)計(jì)如何與人的各種要求相適應(yīng),從而使人機(jī)系統(tǒng)工作效能達(dá)到最高。具體到產(chǎn)品上來,就是在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造方面完全按照人體的生理解剖功能量身定做,更加有益于人體的身心健康。因此它也叫“功效學(xué)”，“工程心理學(xué)”等。從理論上講，人體工程學(xué)是研究人和機(jī)械相互關(guān)系的規(guī)律，從適合人的角度提供相應(yīng)的資料和要求。它研究的基本問題是：分析人機(jī)系統(tǒng)中人與機(jī)械的聯(lián)系方式，解決人和機(jī)械之間的功能分配問題。研究人體結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)、調(diào)節(jié)機(jī)理、運(yùn)動(dòng)輸出特點(diǎn)，建立起人機(jī)協(xié)調(diào)的操縱方式。研究人與環(huán)境，機(jī)中被控對(duì)象的“信息”輸入，加工和決策過程，從而找出最佳的輸入、加工和控制方式。人體工程學(xué)是隨著工業(yè)化進(jìn)程而發(fā)展的。在人類的生產(chǎn)發(fā)展過程中，經(jīng)過工藝設(shè)計(jì)到機(jī)械化設(shè)計(jì)的工業(yè)技術(shù)與設(shè)計(jì)過程?？梢哉f人體工程學(xué)是工業(yè)設(shè)計(jì)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，并且相互促進(jìn)發(fā)展。而工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的條件是批量生的現(xiàn)代化大工業(yè)和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，其對(duì)象是工業(yè)化方法批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。通過形形色色的工業(yè)產(chǎn)品，對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的人類生活產(chǎn)生巨大影響，并構(gòu)成一種廣泛的物質(zhì)文化，提高人民的生活水平。第一章產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程在我們深入了解人體工程學(xué)之前，應(yīng)該首先知道產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中的產(chǎn)品概念和設(shè)計(jì)概念，因?yàn)樗鼘⒅敢覀兊墓ぷ鳎⒛芮宄母嬖V我們?nèi)梭w工程學(xué)在其中應(yīng)用的方方面面。產(chǎn)品設(shè)計(jì)企劃：對(duì)新產(chǎn)品的用途、性能、功能、形狀等未知情況，以及生產(chǎn)方式、產(chǎn)量、流通途徑等，做出決定。概念：就是對(duì)新品的用途、性能、功能、形狀等情況，提出一個(gè)具體的想法。這個(gè)概念主要是針對(duì)市場(chǎng)的需要，根據(jù)企業(yè)所處的環(huán)境（包括市場(chǎng)動(dòng)向）等，將其產(chǎn)品明確化，成為產(chǎn)品開發(fā)的方針。產(chǎn)品構(gòu)思及其開發(fā)定位：進(jìn)入具體的勾畫產(chǎn)品形象的階段，將以上質(zhì)料進(jìn)一步分析，討論進(jìn)行構(gòu)思和判斷，然后范圍的集中，進(jìn)行產(chǎn)品定位。它包括：產(chǎn)品構(gòu)想它應(yīng)該有什么樣的感覺；它應(yīng)該有什么樣的特點(diǎn)；它應(yīng)該有什么樣的作用；它可以有什么樣的變化；它能夠便于什么；它是否使用方便；它是否便于包裝和運(yùn)輸。設(shè)計(jì)概念根據(jù)產(chǎn)品概念和企劃，確定產(chǎn)品定位，就要針對(duì)造型設(shè)計(jì)確定設(shè)計(jì)概念。給予特定的產(chǎn)品使用對(duì)象或特定意義，將產(chǎn)品的外觀、結(jié)構(gòu)、色彩等具體化，同時(shí)應(yīng)參考市場(chǎng)調(diào)查和產(chǎn)品概念定位過程。在品牌上——品牌特征；在外觀風(fēng)格上——形狀、色彩和個(gè)性化、人體工程學(xué)；在使用上——操作性、人體工程學(xué)；與其它產(chǎn)品比較——獨(dú)特性；在使用環(huán)境上——場(chǎng)所、地區(qū)、人體工程學(xué)；在材料上——種類、獨(dú)特性、人體工程學(xué)；在價(jià)格上——成本、銷售；其它方面——配置、標(biāo)準(zhǔn)。通過以上的簡(jiǎn)單了解，我們不難發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品開發(fā)是以人為中心，在開發(fā)過程中完全體現(xiàn)了人體工程學(xué)的巨大作用。由于此標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)摩托車的設(shè)計(jì)來編寫的，所以從摩托車的角度來看人體工程學(xué)的主要功用在于通過對(duì)于生理和心理的正確認(rèn)識(shí)，使摩托車各方面因素適應(yīng)人類的使用需要，進(jìn)而達(dá)到提高使用效率的目的。在摩托車的造型設(shè)計(jì)中研究人體工程學(xué)是充分考慮摩托車是在人的操縱下，載人高速行駛這一工作特點(diǎn)，創(chuàng)造設(shè)計(jì)出一個(gè)良好的工作與服務(wù)的條件和環(huán)境，保證駕乘者能在最佳條件和環(huán)境內(nèi)高效、可靠、方便的駕駛和舒適的乘坐。同時(shí)，摩托車上與人直接相關(guān)的操縱、乘坐等零部件，如方向把、儀表、坐墊等也構(gòu)成了摩托車相當(dāng)部分的外形形體。因此運(yùn)用人體工程學(xué)是摩托車設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。其內(nèi)容包括了：研究駕乘時(shí)的人體結(jié)構(gòu)、人體運(yùn)動(dòng)生理、感覺生理，使人-車系統(tǒng)達(dá)到最佳狀況的參數(shù)，并結(jié)合其它要素設(shè)計(jì)出人車協(xié)調(diào)的優(yōu)美形體。人體工程學(xué)與造型人體結(jié)構(gòu)尺寸與造型設(shè)計(jì)無論哪種類型的摩托車，其操縱裝置應(yīng)當(dāng)設(shè)在人肢體最方便、最靈活的區(qū)域內(nèi)，其操縱和乘坐裝置的位置高低，形狀大小應(yīng)和人肢體相應(yīng)部位的結(jié)構(gòu)尺寸相適應(yīng)。對(duì)造型而言，這個(gè)尺寸是衡量產(chǎn)品形體設(shè)計(jì)適合人體需求程度的標(biāo)準(zhǔn)，而造型尺度則是整車和零部件的造型與標(biāo)準(zhǔn)之間的大小關(guān)系。一、人體結(jié)構(gòu)尺寸的測(cè)量統(tǒng)計(jì)人與機(jī)械不同，機(jī)械的運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的，其大小是分系列的，而整個(gè)人群的活動(dòng)一般是無規(guī)律的，各人體結(jié)構(gòu)又是千差萬別，因此，對(duì)人體結(jié)構(gòu)尺寸只能采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，從概率中尋求規(guī)律。百分值在人體測(cè)量統(tǒng)計(jì)中，將抽樣實(shí)測(cè)的人體尺寸由小到大排列在數(shù)軸上，并將這一尺寸段分成一百份，那么每一份就稱為百分位，而每份上的數(shù)值就稱為百分位數(shù)。例如，將若干抽樣實(shí)測(cè)的成人女子身高數(shù)值由小到大排列在數(shù)軸上，并將其劃分成一百等份若第50份位置上的數(shù)值是1586mm，則稱第50百分位，數(shù)值為1586mm，記作P50=1586mm，P50也是人體尺寸參量的算術(shù)平均值，其意義是50%的人群適合，而另外50%的人群不適合。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)訂制時(shí)。常按照如下規(guī)則使用百分位數(shù)：當(dāng)生產(chǎn)的尺寸不僅適當(dāng)，而且有損健康或容易造成危險(xiǎn)時(shí)。這類產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)采用P99、P1為上下限值，它表示98%的人群適合此值。一般的民用產(chǎn)品，常采用P95、P5為上下限值，它表示適合90%的人群。若只用一個(gè)規(guī)格且最大限度滿足人群需要的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)時(shí)采用P50。涉及約束或限制的產(chǎn)品，常采用P5為設(shè)計(jì)依據(jù)。例如，一個(gè)啟動(dòng)機(jī)，其腳蹬起動(dòng)力按P5中的蹬力150N來設(shè)計(jì)，則表示95%的人群都適用，只有5%的人群無力啟動(dòng)它。若只需要參照人體上限尺寸參量的產(chǎn)品，通常采用P95或P90作為設(shè)計(jì)依據(jù)。例如，門的高度用身高的P95作設(shè)計(jì)參數(shù)，它表示只有5%的人群身高太高，適合這個(gè)用這個(gè)門。一般的軍用品，設(shè)計(jì)時(shí)的滿足度應(yīng)超過90%的人群。標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差的意義是人體尺寸的一系列測(cè)量數(shù)據(jù)（變數(shù)）距平均數(shù)的分布情況。標(biāo)準(zhǔn)差大，表示各變數(shù)散步廣；標(biāo)準(zhǔn)差小，表示各變數(shù)接近平均。標(biāo)準(zhǔn)差一般用來確定該指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)界限，說明該界限內(nèi)的數(shù)值都屬于正常水平。在人體測(cè)量中，還可以表示某一范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的變化情況。例如，在身高的正態(tài)分布數(shù)據(jù)中（圖2—1）平均值加減一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的范圍是68%的人群；平均值加減二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，其范圍就擴(kuò)大到95%的人群；加減三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差則擴(kuò)大到99%的人群，幾乎包括了所有的人。圖2—1成人男女身高的正態(tài)分布人體尺寸的統(tǒng)計(jì)在不需要滿足100%人群而只需要滿足95%，90%或50%的人群時(shí)，可以不必將有關(guān)人員逐一地全部測(cè)量，只需抽樣測(cè)量其中少部分人即可。在這里抽樣人書可以按以下公式計(jì)算：N={KB/d}2其中公式中：N——抽樣人數(shù)K——滿足度系數(shù)，當(dāng)滿足度為95%人群時(shí)，K=1.960，當(dāng)滿足度為90%人群時(shí)K=1.645B——標(biāo)準(zhǔn)差（常用歷史統(tǒng)計(jì)資料求得）；d——測(cè)量精度；例如，我國(guó)成年男子平均身高的標(biāo)準(zhǔn)差為B=82mm，求測(cè)量精度d=5mm，滿足度分別為95%和90%時(shí)測(cè)量平均身高的抽樣人數(shù)：N90={1.645х82/5}2=728(人)N95={1.960х82/5}2=1033（人）這樣，抽樣人數(shù)分別為728人和1033人，所得的身高尺寸就能基本反映出90%和95%人群的實(shí)際情況。二、造型中的人體尺寸參量1.我國(guó)人體尺寸我復(fù)員遼闊，不同地區(qū)人群的人體各部位尺寸有較大的差異（見圖2—2和表2—1）。其中身材較高的地區(qū)有黑龍江、吉林、遼寧、河北、山東、山西、內(nèi)蒙、寧夏、青海等地；中等身材的地區(qū)包括新疆、甘肅、陜西、江西、湖北、安徽、江蘇、浙江等地；身材較矮的地區(qū)有四川、云南、貴州、廣東、廣西等地；河南等介于較高與中等身材地區(qū)之間，湖南、福建則介于中等與較矮身材地區(qū)之間。圖2—2人體各部位尺寸表2—1我國(guó)不同地區(qū)人體各部位平均尺寸(mm)序號(hào)①部位較高身材地區(qū)中等身材地區(qū)較矮身材地區(qū)男女男女男女1身長(zhǎng)1069158016701560163015302肩寬4203874153974143863眼高1573147415471443151214204肩高1397129513791278134512615坐高8938468778258567936正坐時(shí)眼高1203114611811110114110787上身高6005615885465655248肘到坐位高2422402392302202169大臂長(zhǎng)30829131029330728910小臂長(zhǎng)23822023822021122011手掌長(zhǎng)19618419217819017612上肢展開長(zhǎng)86779584376784879113臀寬30730730931931132014大腿長(zhǎng)41539540937940337615小腿長(zhǎng)39737339236939136516腳掌高68636867676517大腿水平長(zhǎng)450435445435443422序號(hào)①見圖2—2國(guó)內(nèi)某汽車研究所在國(guó)內(nèi)的較高、中等以及較矮身材地區(qū)抽樣測(cè)量了1487名男、女駕駛員的人體尺寸，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析，得到了較為準(zhǔn)確的人體尺寸統(tǒng)計(jì)規(guī)律（見表2—2圖2—3）。近年來我國(guó)的交通運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)中，包括各類車的外形尺寸和車內(nèi)空間布置，操縱機(jī)構(gòu)的外形與布置，坐位的外形布置等設(shè)計(jì)，都綜合利用了表中的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。它是以平均值為設(shè)計(jì)的基本尺寸，而以標(biāo)準(zhǔn)差作為設(shè)計(jì)的調(diào)整量。例如，男子膝彎到足底高的平均值hˊ約為406mm，其標(biāo)準(zhǔn)差bˊ約為19.5mm，以滿足90%的人群計(jì)（取系數(shù)K=1.645）。有hˊ±Kbˊ=406±1.645х19.5=374—438mm。也就是說占男子總數(shù)90%的人群，其膝彎到足底高度的范圍在374—438mm內(nèi)，按此數(shù)據(jù)來設(shè)計(jì)坐姿、腳踩操縱機(jī)構(gòu)，就能滿足大部分人群的操作和使用要求。表2—2我國(guó)駕駛員人體尺寸平均值與標(biāo)準(zhǔn)差（mm）序號(hào)①人體部位男女平均值標(biāo)準(zhǔn)差平均值標(biāo)準(zhǔn)差1身高1688.3581.531586.1751.292眼高1585.3261.611480.2576.023肩高1420.9554.351320.2676.024坐高896.5336.12848.5331.585坐姿眼高7947436肘到座面高245.3341.87238.6325.637上肢前伸長(zhǎng)837.7836.81686.8437.988拳前伸長(zhǎng)837.7847.07688.8433.799上臂長(zhǎng)267.2116.35260.7419.7910前臂長(zhǎng)247.0413.22225.0317.0211手掌長(zhǎng)192.539.46179.009.5212肩寬426.3220.35391.7121.5713臀寬333.7522.62394.7132.0014下肢前伸長(zhǎng)1015.1958.91976.7959.8415大腿長(zhǎng)422.4828.44409.2135.3916小腿長(zhǎng)401.3421.57368.6022.2117腳掌厚70.695.4565.786.9418膝臀間距550.7827.46527.7731.2819大腿水平長(zhǎng)432.0223.31431.7630.3420膝上到足底515.0824.67429.8930.3421膝彎到足底405.7919.49382.7720.88參見圖2—3圖2-3我國(guó)駕駛員人體尺寸部位圖一般人體尺寸都是在正坐的姿勢(shì)狀態(tài)下測(cè)量的，而在人體的自然狀態(tài)下測(cè)量，某些是有差別的，見表2—3，為了統(tǒng)一起見，在設(shè)計(jì)時(shí)通常是按正立或正坐時(shí)人體尺寸來取值。表2—3美國(guó)成年男子不同坐姿的坐高（mm）男百分位正坐坐高通常坐姿坐高二者差女百分位正坐坐高通常坐姿高二者差999889553399930907239596493034959078812690955912439089486628509078664150848820285843803435785758332.國(guó)外人體尺寸考慮到市場(chǎng)全球化，產(chǎn)品的出口，有的設(shè)計(jì)就要滿足國(guó)外人群的需要，以及借鑒國(guó)外人體尺寸的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，需要對(duì)國(guó)外人體的尺寸有所了解。表2—4是幾個(gè)國(guó)家男子的平均身高，身高是人體的基本尺寸，再結(jié)合其他一些計(jì)算公式就可以得出人體的其他部位尺寸。表2—5是美國(guó)、日本男、女的人體尺寸。表中的P10、P50、P90是百分位數(shù)，它們分別表示有10%的人群小于此數(shù)據(jù)、有50%的人群小于或大于此數(shù)據(jù)，有10%的人群大于此數(shù)據(jù)。表2—4成人男子平均身高（mm）國(guó)別美國(guó)俄羅斯德國(guó)英國(guó)法國(guó)瑞典意大利日本身高17721767176517631761174117101677表2—5 美國(guó)、日本男、女人體尺寸 （mm）序號(hào)見圖2-43.人體尺寸的計(jì)算按照人體的正常結(jié)構(gòu)關(guān)系，以正立時(shí)的平均身高H為基數(shù)來推算人體各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)尺寸比較符合實(shí)際情況，而且應(yīng)用起來也比較方便靈活。手掌長(zhǎng)L1=0.109H；前臂長(zhǎng)L2=0.157H；上臂長(zhǎng)L3=0.172H；人腿長(zhǎng)L4=0.232H；小腿長(zhǎng)L5=0.247H；軀干長(zhǎng)L6=0.300H。在坐姿操作時(shí)，設(shè)計(jì)用的人體各個(gè)部位尺寸計(jì)算如下：座面至手舉垂直距離S1=0.795H；坐高S2=0.523H；坐眼高S3=0.454H；肘到座面垂直距離S4=0.135H；大腿厚S5=0.086H；膝到腳底高S6=0.311H；臀部到腳底高S7=0.249H；臀部到膝部長(zhǎng)S8=0.342H；臀部到小腿長(zhǎng)S9=0.280H；手前舉水平距離S10=0.462H；兩手水平距離S11=1.032H；肩寬S12=0.229H；兩肘間寬S13=0.256H；臀部寬S14=0.203H。以上各部位尺寸的定義見圖2—5：圖2-4國(guó)外人體尺寸圖圖2-5坐姿操作人體尺寸圖我們?cè)诹私膺@些知識(shí)后，就以實(shí)例來看一下實(shí)際中的應(yīng)用。坐墊是整個(gè)摩托車設(shè)計(jì)的一個(gè)環(huán)節(jié)，它的高度、大小、位置都影響整車的設(shè)計(jì)。坐墊的離地高度h1，是影響整車高度的主要因素之一，降低整車的高度，可以減小空氣阻力，降低整車的重心，提高車的穩(wěn)定性，因此我們要盡可能的降低它的離地高度。但是這就涉及到了，駕駛者——人的因素。因?yàn)檫^高或過低都會(huì)影響駕駛，和安全，同時(shí)不同的車型有不同的標(biāo)準(zhǔn)，城市用車，越野車，女式車等等，我們以人體尺寸做參考，來計(jì)算出人群適應(yīng)的高度，來進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般來說，摩托車的坐墊高度在710mm——800mm的范圍內(nèi)。坐墊與腳踏桿的垂直高H2和水平距離L1對(duì)于坐式的車來說，H2則是坐標(biāo)面與車踏板的垂直距離，由于駕駛員坐在車上，腳不僅是踏在腳踏桿上的，而且腿腳要頻繁的活動(dòng)，去操縱變速器踏桿。因此，坐墊與腳踏桿的垂直距離不僅要考慮人體各個(gè)部位的結(jié)構(gòu)尺寸，而且要考慮舒適合理的坐姿關(guān)節(jié)角度和體壓的分布。在坐姿狀態(tài)，舒適合理的坐姿關(guān)節(jié)角度和體壓的分布一般是：軀干與大腿成90ｏ——110ｏ的鈍角，大腿與小腿成直角或略傾斜。上體重的壓力平順地分布在坐墊上，不會(huì)讓軀干、大、小腿的血管受壓，影響血液循環(huán)。。同時(shí)腳掌輕踏腳踏桿，下肢著力腳掌，便于腳掌快速、輕松地操縱。所以，坐姿時(shí)肢體角度和成年人的膝部到腳底長(zhǎng)可以基本確定坐墊與腳踏桿的垂直高范圍。其一般在420——520mm之間。當(dāng)采用身體前傾的坐姿時(shí)，如駕乘高速車H2則可以大一些，反之則小。我過成年男子的大腿長(zhǎng)為422mm，標(biāo)準(zhǔn)差為30mm，成年女子為409mm，標(biāo)準(zhǔn)差為35mm。坐墊在整車中的位置以及尺寸按空間的立體位置，坐墊在整車中的位置有：左右向，按左右對(duì)稱的原則，坐墊一般位于左右向的中間軸；垂直向，坐墊在整車中的垂直高是整車的基本尺寸之一，也是影響整車高度的主要因素，有許多的部件的位置尺寸都是以其為基準(zhǔn)的，如方向把的高度，等等都是按上述公式設(shè)計(jì)的。水平向，坐墊在水平向的位置主要受到：整車前后軸的載荷分布，幽香的大小等等。5.坐墊的大小，和人體的尺寸坐墊的大小，受到整車的大小影響外，就是人體臀部的大小，腿的厚度等因素的影響了。綜上所述，就一個(gè)坐墊都包含了大量的人體工程學(xué)知識(shí)，而所進(jìn)行的工作，都是為了能將設(shè)計(jì)的車和人之間有完美的結(jié)合，做到舒適、高效、安全、方便的操縱和愉快的駕乘。然而我們要做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，例如，車燈的位置，大小，光照的強(qiáng)弱；車把手的高度，寬度，車身用材料的考慮，甚至一個(gè)開關(guān)的位置……摩托車是一種高效，方便的交通工具，經(jīng)過百年的發(fā)展，越來越完善和安全了，它已經(jīng)不在只是單一的代步工具了，戰(zhàn)場(chǎng)、賽場(chǎng)、旅途都有它的身影。在技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，我們需要更加智能和環(huán)保高效的工具，所以就要更加完善和利用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但它并不是一成不變的，它是建立在實(shí)事求是的調(diào)查上的，它會(huì)隨著人類社會(huì)的發(fā)展而相應(yīng)變化，但最終目的只有一個(gè)——就是以人為本。人體生理與尺度人在駕乘摩托車時(shí)，不是正坐靜止的，而是以一定的姿勢(shì)乘坐，承受著上、下顛簸和左、右晃動(dòng)。同時(shí)，四肢是活動(dòng)的，要頻繁地操縱方向把、離合器、油門、手剎、腳剎、變速器等操縱裝置。因此，人體工程學(xué)不僅要研究人體的結(jié)構(gòu)尺寸，而且要研究人體的心理特征和心理反應(yīng)，研究肉體和精神的負(fù)擔(dān)，以求得高效操作，舒適乘坐的造型空間尺度。肢體的轉(zhuǎn)換范圍以接近身體中心的關(guān)節(jié)為圓心，人各肢體的旋轉(zhuǎn)半徑R可用下式計(jì)算：手掌旋轉(zhuǎn)半徑R1＝0.587L1;前臂旋轉(zhuǎn)半徑R2＝0.526L2;上臂旋轉(zhuǎn)半徑R3＝0.542L3;大腿旋轉(zhuǎn)半徑R4＝0.540L4;小腿旋轉(zhuǎn)半徑R5＝0.528L5;軀干旋轉(zhuǎn)半徑R6＝0.830L6;手的生理特征與造型尺度手臂的活動(dòng)范圍從操縱的方便性出發(fā)，駕駛員應(yīng)能在不需要大動(dòng)身體軀干的情況下，方便地操縱方向把、離合器、各種開關(guān)、按鈕等。因此，研究人在靜坐時(shí)的手操作活動(dòng)范圍時(shí)十分必要和重要的。采取坐姿時(shí)，成人男子伸直手臂右手在不同的水平角度（A-O°，B-15°，C-75°，D-75°，E-105°）的鉛垂平面內(nèi)所能達(dá)到的范圍，如圖2-6所示（圖中的A、B、C、D、E、分別是手臂與人體中軸線的夾角）。圖2-7為成年男子在采取坐姿時(shí)，將手臂伸直，其右手在不同的水平高度(a=-50mm,b=225mm,c=560mm,d=865mm,e=1075mm,f=1170mm)運(yùn)動(dòng)，手能達(dá)到的范圍（a、b、c、d、e、f分別為手指尖與坐面的垂直高度）。圖2-6坐姿手臂豎直活動(dòng)范圍圖2-7坐姿手臂水平活動(dòng)范當(dāng)人坐在工作臺(tái)前，在水平臺(tái)面上運(yùn)動(dòng)手臂所形成的運(yùn)動(dòng)軌跡稱為手臂平面活動(dòng)范圍，或平面作業(yè)范圍。如圖2-8所示，當(dāng)手臂向外伸直在水平面運(yùn)動(dòng)所畫成的圓弧范圍，叫做最大平面活動(dòng)范圍。承認(rèn)男子最大平面活動(dòng)范圍的前伸最遠(yuǎn)點(diǎn)與人體水平中線的距離約為500mm，而其左、右水平的最遠(yuǎn)點(diǎn)與人中點(diǎn)的距離約為750mm。當(dāng)大、小臂成自然彎曲（一般彎曲成手臂長(zhǎng)的五分之三左右），手臂在水平面作舒適動(dòng)作所形成的圓弧范圍，稱作舒適水平面活動(dòng)范圍。手臂在舒適活動(dòng)范圍工作時(shí)，效率比較高且不易疲勞。舒適平面活動(dòng)范圍隨工作面（臺(tái)）的高度不同而有所變化，工作面高，其范圍略為減小，見圖2-9（圖中`0`為人體中心位置，曲線上的數(shù)字為工作面高度）。不同的工作姿勢(shì)，舒適的工作面高度不同，見圖2-10。由上可知，人手臂等肢體適宜的活動(dòng)范圍受坐姿的影響。在實(shí)際中，它同時(shí)也受坐高、肩寬、肩部運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)等差異的影響。因此在設(shè)計(jì)中，一般以正坐時(shí)的手臂活動(dòng)范圍作為手動(dòng)裝置位置最遠(yuǎn)界限的依據(jù)，而以實(shí)際坐姿的舒適活動(dòng)范圍參數(shù)作為操作設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。圖2-8手臂平直活動(dòng)范圍圖2-9不同工作面高度的舒適平面活動(dòng)范圍圖2-10不同姿勢(shì)的工作面高度手的運(yùn)動(dòng)生理特征（1）手的操作力一般成年男子的瞬時(shí)最大拉力約為700N，女子約為380N，男子瞬時(shí)的最大握力約為560N，女子約為310N。手在用力時(shí)，一般還具有下列特征：左手力小于右手，推力略小于拉力；手臂向下的力大于向上的力，而手臂處于側(cè)面下方時(shí)推、拉力都比較弱；前后運(yùn)動(dòng)的推拉力大于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的力，而旋轉(zhuǎn)的力大于上下運(yùn)動(dòng)的力；瞬時(shí)用力比持續(xù)用力大得多。（2）手的運(yùn)動(dòng)手的運(yùn)動(dòng)速度變化很大，一般在5-800mm/s范圍內(nèi)，手的運(yùn)動(dòng)速度與運(yùn)動(dòng)習(xí)慣有密切關(guān)系，一般運(yùn)動(dòng)的習(xí)慣方向，也就時(shí)手運(yùn)動(dòng)速度快的方向。手運(yùn)動(dòng)的特征主要有：右手比左手快，右手向右運(yùn)動(dòng)比向左快；手從上往下運(yùn)動(dòng)比從下往上快，手在垂直面運(yùn)動(dòng)比在水平面快；手在水平方向的前后運(yùn)動(dòng)比左右運(yùn)動(dòng)快，手的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)比直線運(yùn)動(dòng)快；手朝向身體方向的運(yùn)動(dòng)比離開身體方向的運(yùn)動(dòng)快，但后者準(zhǔn)確性較高；順時(shí)針方向的操作動(dòng)作比逆時(shí)針方向動(dòng)作快，且比較習(xí)慣；一般來說，手從下往上和離開身體的運(yùn)動(dòng)速度都比較慢。手部的生理特征手部（包括手掌和五指）時(shí)操作控制裝置的最主要人體部分，也是感知觸覺信息的主要部位。在操縱中，手既要施力又要控制操縱器，同時(shí)也承擔(dān)著觸覺操縱的功能。因此，手操縱裝置的造型必須依據(jù)手的生理特點(diǎn)。手部的活動(dòng)范圍成年男子手部在不同姿態(tài)下的結(jié)構(gòu)尺寸如表2-6所示：手部的最大活動(dòng)范圍如圖2-11所示。表2-6手部結(jié)構(gòu)尺寸（mm）序號(hào)部位圖示平均值標(biāo)準(zhǔn)差1手部長(zhǎng)193.8011.432手分叉時(shí)拇指與小指的距離215.1415.493手握時(shí)手掌寬101.857.874手握時(shí)手掌側(cè)寬67.3110.415并攏時(shí)四指寬88.395.596分叉時(shí)食指與拇指的距離161.2914.997拇指與食指握寬121.2113.978拇指與中指握寬145.8014.739最大扳轉(zhuǎn)角度157.7828.7510最大握轉(zhuǎn)角度221.5738.03圖2-11手部的最大活動(dòng)范圍手的握柄生理與手柄型式人的手部握柄，如駕駛員用于握住方向把駕駛摩托車，主要是靠手的屈肌和伸肌共同協(xié)調(diào)的動(dòng)作來完成的。從手掌的生理結(jié)構(gòu)來看（如圖2-12所示），手掌上分布著指球肌，指骨間肌，大、小魚際肌等肌肉。指球肌、大魚際肌、小魚際肌等是肌肉豐富的部位，是手部的天然減震器。指骨間肌和手指部分是神經(jīng)末梢滿布的部位，感覺敏感，而掌心處的肌肉最少，承受能力最差，因此，在手柄的外形設(shè)計(jì)中，尤其是摩托車的方向把握把處的外形，要避免手柄形狀絲毫不差的貼合于手的握持空間，尤其是不能緊貼掌心，如圖2-13（e）（f）所示。手柄的著力方向和震動(dòng)力方向也不能集中在掌心和指骨間肌上。如果掌心長(zhǎng)期受壓，如駕駛摩托車在崎嶇路上長(zhǎng)途旅行，受極易疲勞和反應(yīng)吃遲鈍，操縱不準(zhǔn)確，甚至可能引起難以治愈的痙攣。手柄的外形應(yīng)使操作者在握住手柄時(shí)，其掌心處略有間隙而使掌心受力減少，讓肌肉豐富的大、小魚肌、指球肌等部位成為主要的受力部位，如圖2-13（a）、(b)、(c)種手柄形式。圖2-13（d）、(e)、(f)等手柄形式于掌心的貼合面較大，只宜作瞬間受力和受力不大的操作手柄。圖2-12手掌生理結(jié)構(gòu)圖2-13操縱手柄形式三、腳生理特征與造型尺度腳包括大、小腿及腳掌。腳的運(yùn)動(dòng)主要包括膝關(guān)節(jié)與腳掌的運(yùn)動(dòng)，如圍繞膝關(guān)節(jié)的額狀軸，可作小腿的屈伸運(yùn)動(dòng)。摩托車變速器、腳剎等裝置的操縱則主要是腳掌的上下運(yùn)動(dòng)。在操作過程中，手與腳的活動(dòng)往往是互相配合和互補(bǔ)互利的，其活動(dòng)動(dòng)作是在動(dòng)態(tài)情況下的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。即在不同的姿態(tài)、不同的手活動(dòng)狀態(tài)下，腳的活動(dòng)范圍及最佳狀態(tài)是不同的。在造型設(shè)計(jì)中，手和腳的復(fù)合運(yùn)動(dòng)及操作姿勢(shì)往往要同時(shí)考慮。1、腳的活動(dòng)范圍人在坐姿時(shí)，腳的最大與舒適活動(dòng)范圍如圖2-14所示。正坐時(shí)，手、腳的復(fù)合運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)范圍如圖2-15所示。2、腳的用力腳的出力大小，與人的姿勢(shì)、用力方向、腳的位置等因素有關(guān)。人坐著用腳蹬，右腳最大用力平均可達(dá)2620N（標(biāo)準(zhǔn)差為454N）左右。一般足的蹬力約保持3.5min，2270N的蹬力約保持40s。坐姿時(shí)，腳的伸出力大于屈曲力，右腳的出力大于左腳，男士腳力大于女士。當(dāng)膝部屈曲160°時(shí)，腿的推力最大。在腳部不同屈折角的情況下，足的最大推力如圖2-16所示。在設(shè)計(jì)中，只要腳操縱裝置所需的最大腳力在此范圍內(nèi)，就能滿足需要。圖2-14腳的伸展活動(dòng)范圍1、踏板2、踏鈕A、腳的最佳作業(yè)域B、指尖能及的范圍C、最大操作范圍D、最小操作范圍圖2-15手腳復(fù)合運(yùn)動(dòng)圖2-16腳的推力人體的坐姿生理與造型尺度駕乘者坐在摩托車上，其身體的大部分重力靠人的臀部和脊椎骨支撐。在顛簸的駕乘中，要獲得舒適和不易疲勞的生理反應(yīng)，需適應(yīng)人體的脊柱組織結(jié)構(gòu)及舒適坐姿生理要求。1、人體脊柱結(jié)構(gòu)和腰曲變形脊柱位于人體背部中央，是上體的主要支柱，它是由24塊椎骨及髖骨、尾骨等組成，如圖2-17所示。椎骨從上至下分成頸骨、12塊胸骨和5塊腰骨，各椎骨之間有軟骨組織和韌帶連接，使人能適應(yīng)人體上體前后屈伸、側(cè)屈伸和旋轉(zhuǎn)等幾個(gè)方向有限角度地運(yùn)動(dòng)。人的體重是越往下越重，椎骨也由上向下逐漸增大，腰椎部分承受的體重最大，腰椎也就最大。由于腰椎承受著上體的幾乎全部重力，且承受著人體主要的彎曲活動(dòng)，往往使腰曲超過正常生理弧形而產(chǎn)生腰曲變形。長(zhǎng)時(shí)間的腰曲變形易使腰椎及其韌帶等軟組織受到影響和損傷，從而易引起疲勞和腰酸痛等不舒適的感覺。常見的腰曲變形是挺直坐姿和大彎腰，如圖2-18所示。這樣的姿勢(shì)使人的椎骨處于一種伸張狀態(tài)，與人脊柱自然的姿態(tài)相比，脊柱較明顯地被拉直，其中影響最大的是腰椎。所以這兩種姿勢(shì)最容易產(chǎn)生腰部損傷和疲勞，不能長(zhǎng)時(shí)間的堅(jiān)持。因此，保證乘坐舒適性的必要條件之一是：保持正常的腰曲弧形，盡可能的減小腰曲變形。2、舒適坐姿生理與造型尺度舒適的坐姿應(yīng)能保證腰曲弧形呈正常狀態(tài)，而不處于拉伸變形狀態(tài)，其生理狀態(tài)是使腰背部的肌肉處于一種松弛和休息狀態(tài)，從上體通向大腿的血管不受壓迫，血液循環(huán)流動(dòng)順暢，這對(duì)身體重力的大部分應(yīng)由臀部和肩部來支承。若由靠背支撐時(shí)，舒適坐姿的各關(guān)節(jié)量角度如圖2-19所示。這時(shí)，臀部離開靠背略向前移，上體自然向后略傾斜，體腿的夾角保持在90o-115o左右；小腿略向前伸，使大腿與小腿、小腿與腳掌之間都能保持恰當(dāng)?shù)慕嵌?。能夠保持舒適坐姿的座椅（墊）是乘坐舒適的必要條件之一，也是座椅（墊）造型的衡量尺度。挺直坐姿大彎腰10°<1<20°15°<2<35°80°<3<90°90°<4<110°100°<5<115°85°<6<95°圖2-18腰曲變形姿勢(shì)圖2-19舒適坐姿肢體角度乘坐舒適的另一生理狀態(tài)是適宜的體壓分布。坐時(shí)，人體重力在座墊和靠背上的壓力叫做坐態(tài)體壓分布，體壓分布與坐姿有很大關(guān)系。舒適的坐姿是靠肩部和臀部支承的，這兩部分承受著身體大部分重力。舒適坐姿的體壓分布應(yīng)該是體壓均衡的分布在較寬的支承面上，分布比較平順，沒有突然變化，但壓力不是平均分布的。臀部在座位上的理想壓力分布如圖2-20所示，其體壓分布線有如等高線性質(zhì)，坐骨部分的壓力最大，從坐骨周圍逐步向臀部外圍發(fā)展而減小壓力，到與坐面邊緣接觸的大腿下平面時(shí)，壓力最小。有靠背時(shí)的肩部壓力分布，應(yīng)該時(shí)肩胛骨和腰椎骨這兩個(gè)部位的壓力最大，這在座椅靠背設(shè)計(jì)中常稱為兩點(diǎn)支撐?？勘成系纳舷聝牲c(diǎn)支撐，上面一點(diǎn)是為胸曲部分的肩胛骨提供憑靠，稱之為肩靠，它的位置大約在人的第五、六塊胸椎骨之間的高度。下面一點(diǎn)是為腰曲部分提供憑靠，稱之為腰靠，它的位置約在第四、五塊腰椎骨之間的高度。在休息用座椅靠背設(shè)計(jì)中，主要是肩靠起作用。這是因?yàn)槿嗽谛菹r(shí)，體腿之間的夾角略大些，上體略向后傾。此時(shí)，只要肩胛部分支撐穩(wěn)定，就能得到舒適的效果。在摩托車的騎乘中，身體基本前傾，肩部幾乎接觸不到靠背，只有腰靠可能起到作用。為了使腰背部有所支撐，提高乘坐舒適感，可以加高靠背上的腰靠部位，使其支撐較大的力，如圖2—21所示；或利用座墊后的行李箱起到腰靠的作用。行李箱的高度尺寸及形狀除考慮其乘物的需要外，還應(yīng)考慮到腰靠作用的位置尺寸與形狀。圖2-20坐墊體壓分布圖2-21背部支撐第三節(jié)人的視覺生理與造型人的感覺有視覺、聽覺、等等。在這些感覺反應(yīng)中，視覺的應(yīng)用最用為普遍和重要，人們接受外部的信息大約有80％以上是通過對(duì)視野得來的。摩托車造型的實(shí)用功能和精神作用，首先也是通過視覺。摩托車造型的實(shí)用功能對(duì)視覺自己，是通過對(duì)視野、視力等視覺生理的研究，使摩托車整車及儀表o盤。后視鏡等附件，便于駕駛，安全行駛。造型的精神作用則是研究視覺的心理反應(yīng)，使觀看者有美的享受。－、視覺參數(shù)視野眼所能看到的空間范圍稱為視野靜視覺也稱常態(tài)觀野。它是指人的頭部眼球都固定不動(dòng)時(shí)，眼觀看正前方所能看見的空間范圍，其參量用“度（o）”來表示與之對(duì)應(yīng)的有“動(dòng)視野”，它是指頭部不動(dòng)，眼球自由轉(zhuǎn)動(dòng)下所能看到的空間范圍。在造型設(shè)計(jì)中，一般以靜視野參數(shù)量作為設(shè)計(jì)依據(jù)。視野特性正常的平均視野具有一例特性眼的橫向視野（水平向）大于縱向視野（垂直向）、且橫向的外側(cè)寬于內(nèi)測(cè)。對(duì)黑背景上的白色對(duì)象的視野范圍：?jiǎn)窝巯蛲鈧?cè)為90o～94o、局內(nèi)測(cè)為60o～62o。兩眼總的綜合橫向視野約為180o，基本為兩眼視野的疊加。眼縱向視野的向下方寬于上方，對(duì)黑背景上的白色對(duì)象的視野范圍：?jiǎn)窝巯蛏蠟?5o～60o，向下方為70o～75o兩眼總的綜合縱向視野約為130o，基本為上下視野的疊加。在視野的邊緣，人只感覺的到物體的出現(xiàn)，但知覺不到它的形態(tài)，當(dāng)物體在視野的中心的水平50o~60o范圍以外時(shí)，人以對(duì)物體的形態(tài)辨認(rèn)不清，清楚辨認(rèn)的范圍是30o～40o。最佳視野范圍是以眼球?yàn)橹行牡?.5o～3o區(qū)內(nèi)（水平向和垂直向）。當(dāng)物體在此區(qū)域時(shí)，其影像落在視網(wǎng)膜上最敏感部分……黃斑中英，物體被看得最清楚。為了彌補(bǔ)最佳視野范圍有限的不足而能清晰的看到更大的物體可快速，靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)頭部和眼球，使一個(gè)大的物體的各部分輪流處于視野中心處。這樣。即使被觀看物體的尺寸大大超過最佳視野區(qū)，也能得到整個(gè)物體的清晰形象。（3）色覺視野不同顏色下的視野范圍。各種顏色對(duì)人眼的刺激不同，其視野范圍也不同。一般來講，白色的視野最大，綠色視野最小，其他依次為黃、燃、紅色，水平向垂直向的顏色視野如圖2－22所示。在造型中，應(yīng)合理地安排不同顏色的儀表和指示器，如將白色的安排在視角入的區(qū)域，綠色的安排在視角小的區(qū)域，以獲得合理的整體視覺效果。色覺視也與物體的背景顏色，即兩色的對(duì)比有關(guān)，以白襯黑或以黑襯白，其視野范圍都有所不同。因此，在造型的色彩設(shè)計(jì)中，不僅要考慮色彩垂直向水平向圖2-22色覺視野2.視力視角被看物體兩條光線投入眼球?qū)Φ南嘟唤嵌?，如圖2－23所示。視角的大小與被看物體的大小及眼與物體距離有關(guān)。A=2arctan·D/2L式中L－眼睛至被看到的物體的距離（視距）：D－被看到物體的大小。被看物上兩點(diǎn)的最小視角稱為臨界視角，在造型設(shè)計(jì)中，視角是確定觀察范圍大小的依據(jù)視力眼睛識(shí)別物體細(xì)部的能力。視力用眼睛分辨被看物體的臨界視角的倒數(shù)來表示。視力常用做評(píng)價(jià)眼睛分細(xì)小物體的標(biāo)準(zhǔn)。稱之為清晰度。視力與照度，背景的亮度，被看物體與背景的對(duì)比度以及物體的大?。壕取⒀劬εc物體的距離（視距）等因素有關(guān)。一般來講，照度、亮度，對(duì)比度增加，視力增大。在白色背景看黑色背景物時(shí)，視力與背景亮度、臨界視覺的關(guān)系如圖2-24所示。從圖中曲線可知，當(dāng)亮度從0增到600左右時(shí)，視力增加很快，隨后，亮度繼續(xù)增加，但視力增加很少。在造型設(shè)計(jì)中，視力是造型物，例如車用儀表的尺寸大小，精度高低是要考慮的重要因素之一。為了使駕駛員在高速駕駛時(shí)，能迅速的辨認(rèn)轉(zhuǎn)速表與速度表上的讀數(shù)，需提高視力，這時(shí)，除了增大儀表度尺寸外，也可以通過配置比較明亮的儀表面盤顏色，增加背景的亮度。也可以通過合理的配置儀表面板、指針及度的顏色，提高其對(duì)比度，從而提高儀表的視覺能力。10-210-110103105背景亮度（cb/m2）圖2-24視力、視角與亮度（3）視力與視角視角與視距是影響視力的直截因素。視力也可以用觀看者的認(rèn)讀準(zhǔn)確性或無差錯(cuò)認(rèn)讀時(shí)間的長(zhǎng)短來評(píng)價(jià)。圖2-25表示了一塊距視野中心約800MM距離的儀表盤在視野水平的方向不同的角度，無差錯(cuò)認(rèn)讀時(shí)間的變化。試驗(yàn)證明隨著儀表（或批示器）從視野中心遠(yuǎn)離，認(rèn)讀準(zhǔn)確性下降，無差錯(cuò)認(rèn)讀時(shí)間增加。圖2-25中的曲線可知，在視野中心水平左右的24o范圍內(nèi)，時(shí)間變化不大，但在24小時(shí)以后，無差錯(cuò)認(rèn)讀時(shí)間就急劇增加。所以，把0o-24o的1區(qū)看到認(rèn)讀的最優(yōu)先，而把24o-60o的1區(qū)看到邊緣區(qū)。在造型設(shè)計(jì)中，須經(jīng)常觀察的儀表，一般安置在以人眼為中心的左右各偏離25o-30o的范圍為宜。視距是指人眼觀察儀表或指示器的正常觀察距離，一般取700mm為最佳視距，取760mm為最大視距，取380mm為最小視距。視距太遠(yuǎn)或是太近對(duì)人觀察儀表的辨認(rèn)速度和準(zhǔn)確性都不利。二.視覺運(yùn)動(dòng)和視區(qū)分布視覺運(yùn)動(dòng)根據(jù)人的生活和心理反應(yīng)，視覺是按照人的習(xí)慣，以一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)，在造型中，常利用這些規(guī)律取得較好的視覺反應(yīng)，視覺運(yùn)動(dòng)的主要規(guī)律有：水平運(yùn)動(dòng)比垂直運(yùn)動(dòng)快；人的眼睛想看倒水平向得東西，后看到垂直向的東西。在造型中，可把表達(dá)整體主要特征的零部件、圖案、符號(hào)等設(shè)計(jì)成橫向物。這樣可給人種‘先入為主’的感覺。視線一般是從左到右，從上到下運(yùn)動(dòng)，看物體的速度從左到右，從上往下，也比從右到左，從下往上快；看圓形內(nèi)的東西則習(xí)慣于順時(shí)針方向。所以，在造型中，數(shù)學(xué)，文字的排列，有大小排列的零部件一般按從左到右，從上到下的順時(shí)針方向排列。眼睛的左右水平運(yùn)動(dòng)不僅比上下運(yùn)動(dòng)快，而且不易疲勞；眼睛對(duì)水平方向的比例和尺寸的估算，比垂直向更為精確。同樣，對(duì)水平面上的節(jié)拍的分辨力也比垂直面要精確些。利用此規(guī)律，將尺寸較小，精確較高或需經(jīng)常觀察的儀表設(shè)計(jì)成橫向矩形，其刻度也橫向布置，可提高眼睛的視讀能力。眼睛對(duì)直線輪廓比對(duì)曲線輪廓更容易接受，而且看單純的形態(tài)比看復(fù)雜的形態(tài)覺得順眼和舒適，在造型的形態(tài)中，寧‘直’勿“彎”，寧“簡(jiǎn)”勿“繁”，反而可能取得更好的美學(xué)效果，在需精確讀數(shù)的儀表造型中，一般應(yīng)線條分明，簡(jiǎn)單，以便“一目了然”迅速辨認(rèn)。兩眼的運(yùn)動(dòng)是同步的、辦調(diào)的。眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩眼是同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，不可能一只眼轉(zhuǎn)而另一只眼不轉(zhuǎn)；不可能一只眼看而另一只眼不看；也不可能一只眼看左而另一只眼看右。眼睛看綠色，利于眼睛休息；看紅色或黃色，則易疲勞。在造型的色彩配置上，要區(qū)別整車和零部件的不同用途，選配利于視覺心理反應(yīng)的色彩。2.視區(qū)分布視區(qū)的范圍實(shí)際是視野的空間范圍。視區(qū)分布是根據(jù)視覺辨認(rèn)物體的清晰程度和視神經(jīng)的疲勞程度，將視野分成幾個(gè)不同的區(qū)域，如圖2－26所示。水平向垂直向圖2-26視區(qū)分布圖水平向視區(qū)最優(yōu)區(qū)－視野中心左右1.5o～3o以內(nèi)，是辮兒物體最清晰的區(qū)域優(yōu)良區(qū)－視野中心左右10o以內(nèi)，是辮兒物體最清晰的區(qū)域瞬息區(qū)－視野中心左右20o以內(nèi)，是在分短時(shí)間內(nèi)能辨認(rèn)物體的區(qū)域。有效區(qū)－視覺中心左右30o以內(nèi)，是需要集中注意力才能辨認(rèn)物體的區(qū)域。最大視區(qū)－視野中心左右共120o以內(nèi)，在視野120o邊緣的物體一般是模糊不清的，需要有相當(dāng)?shù)淖⒁饬鸵欢〞r(shí)間才能辨認(rèn)。若是頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，則可將最大視區(qū)擴(kuò)大到220o左右。（2）垂直向視區(qū)最優(yōu)區(qū)－視水平線上下1.5o～3o以內(nèi)，是看物體最清晰的區(qū)域優(yōu)良區(qū)－視水平線下10o左右范圍內(nèi)，是看物體最清晰的區(qū)域較好區(qū)－視水平線以上10o、視水平線上30o的范圍內(nèi)，是基本能看清物體的區(qū)域最大視區(qū)－視水平線上60o、視水平線下70o范圍內(nèi)。（3）儀表與操縱機(jī)構(gòu)的視區(qū)布置按照水平向與垂直向的視區(qū)分布，儀表與操縱機(jī)構(gòu)可按下列范圍予以設(shè)計(jì)布置，如圖2－27所示。Ⅰ區(qū)－此為一般視區(qū)，操作頻繁的常用操縱裝置可布置在此區(qū)域，但不宜布置精度高和認(rèn)讀頻繁的儀表。Ⅱ區(qū)—視覺和操作的最佳的視區(qū),應(yīng)急操作的操縱機(jī)構(gòu)和需要精確調(diào)整及認(rèn)讀頻繁的儀表可布置此區(qū)域Ⅲ區(qū)—輔助操縱裝置和不需經(jīng)常認(rèn)讀的儀表可布置在此區(qū)域。Ⅳ區(qū)—布置輔助操縱裝置和儀表的最大區(qū)域。三.摩托車駕駛位置的視野性駕駛位置的視野性是保證摩托車操縱方便和行駛安全的重要性能參數(shù).若駕駛的視野被遮擋和太窄,將直接影響駕駛員的對(duì)儀表及的操縱機(jī)構(gòu)地認(rèn)讀以及對(duì)路面和周圍化境地觀察,從而影響高速行駛中的速度。準(zhǔn)確操作和行車安全。而且，人在駕駛摩托車高速行駛時(shí)，視野和看清物體的條件都要受到車速的影響。車速增加時(shí)，駕駛員對(duì)前方物景細(xì)節(jié)的視覺開始變得模糊，視野范圍也隨車速的增加而減小。一般來說，當(dāng)車速達(dá)到72km/h時(shí)，駕駛員還可以看到前方兩側(cè)30o～40o的視野范圍，但當(dāng)車速達(dá)到97km/h時(shí)，視野范圍則減至20o一下，且對(duì)前方景物的視覺反應(yīng)是一片模糊，對(duì)其細(xì)節(jié)反應(yīng)幾乎等于零。車速再增加，就只能看到前方景物中心電了。，因此，從摩托車操縱行駛的要求和條件出發(fā)，摩托車駕駛的視野性主要有：駕駛員對(duì)車上的操縱機(jī)構(gòu)和儀表的辨認(rèn)性，和汽車駕駛室的視野性相比，摩托車駕駛的視野性一般來說要好些，當(dāng)現(xiàn)代摩托車的速度高，穩(wěn)定性遠(yuǎn)較汽車差。因此，作為安全行駛保證之一的視野性尤為重要。摩托車駕駛視野性的規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)較少，多是參考汽車的視野性規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。1.車上的儀表的認(rèn)性從駕駛的安全性出發(fā)，在行車中駕駛員是不允許渙散視線的。在一般情況下，駕駛員的頭部是不動(dòng)的，只能利用眼睛的余光去觀察儀表，因此，儀表應(yīng)盡可布置在駕駛員的清晰視野范圍內(nèi)。儀表與駕駛員視線之間不允許有任何遮擋物；儀表的布置要避免儀表表面反光，或通過安裝儀表罩來避免反光對(duì)駕駛員視線的干擾。儀表的大小、型式及布置等要符合儀表認(rèn)讀性的視距與視力要求。2．前視野性前視野性包括前視野、前下視野、左右水平視野等。前視野可用觀察離地如5m高的交通指示紅綠燈的距離L來評(píng)價(jià)，如圖2－28所示，距離L小表示上視野性好。參照汽車駕駛室上視野要求，L應(yīng)小于12m。摩托車駕駛的上視野可通過坐姿調(diào)整，如直立上身，抬高頭部來增大上視覺、擴(kuò)大上視野。前下視野可用車前盲區(qū)的距離M來評(píng)價(jià)（如圖2－28），M值小表示下視野性好，參照汽車駕駛室下視野要求。M應(yīng)小于2M。摩托車駕駛的下視野可通過坐墊位置或坐姿調(diào)整，如坐墊前移或坐姿前傾可增大下視角，擴(kuò)大下視野。圖2-28前視野地面上的水平視野應(yīng)大于180o，即從駕駛員的中心線開始向左、向右的視角應(yīng)分別大于90o。要求在視野的180o范圍內(nèi)，除了后視鏡、導(dǎo)流罩邊框外，不應(yīng)存在任何不透明的障礙物。因此，駕駛員頭盔的前鏡框應(yīng)開足夠大，以免影響前視野。3．后視野性后視野是駕駛員通過后視鏡觀察車后方情況時(shí)的視野。為方便后視野，摩托車一般都有兩個(gè)后視鏡，分別安裝在駕駛員兩側(cè)的方向把上。為保證后視野的要求，后視鏡的安裝位置要求：后視鏡的位置的應(yīng)使駕駛員在觀察車后方及兩側(cè)情況時(shí)，頭與眼睛的轉(zhuǎn)動(dòng)量很小或頭，眼不動(dòng)，只用眼睛余光就觀察。后視鏡的安裝高度應(yīng)盡可能在下視野的清晰視區(qū)內(nèi)，但不宜太高，以免影響駕駛員的前視野。后視鏡在兩側(cè)水平位置一般不超過方向把寬，以免刮碰行人及物品。其水平位置也應(yīng)靠近水平視野的清晰視區(qū)，在不宜太靠中心，以免影響前視野。四、視錯(cuò)覺人們認(rèn)識(shí)物體外部形象的能力，不僅與形成視覺的生理過程有關(guān)，還和人們感覺物體的條件及環(huán)境有關(guān)。由與環(huán)境、條件的不同或干擾，自身各部分之間的相互作用及人的心理狀態(tài)等因素的影響，人觀察外界物體形象所得到的印象與物體實(shí)際形態(tài)有一定的差異，這種存在于視覺中的差異現(xiàn)象叫作視錯(cuò)覺。視錯(cuò)覺是人們視覺的正常現(xiàn)象。視錯(cuò)覺的現(xiàn)象很多。引起視覺的因素也很多，如視覺范圍，視覺角度，線形尺寸，體形大小，線型之間。圖形之間的方向。方位對(duì)比，色彩，明暗等等，都可造成視錯(cuò)覺。視錯(cuò)覺的機(jī)理有的可得到解釋，有的正在探索之中，造型設(shè)計(jì)工作是在人的習(xí)慣視覺范圍內(nèi)進(jìn)行的圖面工作，在造型圖樣于實(shí)體造型物之間，由于視錯(cuò)覺，將會(huì)造成造型物的體形、圖形、線形、大小等方面的微小變化。這些變化雖小，但可能較大地影響造型物的形體美。了解這些視錯(cuò)覺現(xiàn)象，在造型設(shè)計(jì)中，利用和矯正這些視錯(cuò)覺，將可使造型物的形象更符合人們的視覺需求。1.長(zhǎng)短錯(cuò)覺附加物引起的長(zhǎng)短錯(cuò)覺如圖2－29所示，線段AB和線段CD的實(shí)際長(zhǎng)度是相等的，即AB＝CD，但線段AB的兩端有向內(nèi)的附加圖形，線段CD的兩端有向外的附加圖形附加物的干擾，使我們的眼睛看起來線段CD長(zhǎng)于線段AB。這是由于眼睛被附加物強(qiáng)制向朝外方向，增加遠(yuǎn)動(dòng)掃描時(shí)間的結(jié)果。ABC圖2－29附加物長(zhǎng)短錯(cuò)覺方位引起的錯(cuò)覺如圖2－30所示，線段AB與線段CD的實(shí)際長(zhǎng)度是相等的，AB呈水平向并與豎直向的CD相互垂直。但看起來，豎線CD要長(zhǎng)于橫線AB。這是由于眼睛的垂直遠(yuǎn)動(dòng)速度比水平遠(yuǎn)動(dòng)慢，眼睛看豎直方向的線段時(shí)間要多的緣故。同理，正方形ABCD來卻成了高度大于寬度的矩形。abc圖2-30方向長(zhǎng)短錯(cuò)覺2.對(duì)比錯(cuò)覺由于周圍環(huán)境比較，而引起造型物體在視覺反應(yīng)上大小的差異，稱為對(duì)比錯(cuò)覺。如圖2－31所示，A、B為大小相等的兩圓，A圓處在被大圓包圍的環(huán)境內(nèi)，而顯得小；B圓處在被小圓的環(huán)境內(nèi)，而顯得大。這種現(xiàn)象在日常生活中也經(jīng)常可見，如某人在矮小人群中，顯得高大，而在高大人群中，則顯得矮小3.變形錯(cuò)覺由于周圍形成或線條的干擾，使原圖形在視覺上發(fā)生了變形，稱為形變錯(cuò)覺。如圖2－32ａ所示，有五條相互平行線條，由于在它們上面加了許多短線條而顯得不平行。圖2－32ｂ所示，七個(gè)點(diǎn)同在一條直線上，但看起來這條切線卻像一條中間向下彎曲的弧線，這些圓有中間排列的視感。AB圖2－32形變錯(cuò)覺4．位移錯(cuò)覺由于某些線條或圖形隔斷的干擾，使原本在一個(gè)位置高度或方位的直線或圖形在視覺上產(chǎn)生錯(cuò)位，稱為位移錯(cuò)覺。如圖2－33所示，斜線AB、CD本在一條直線方位，但由于其中間被數(shù)條垂直線隔斷干擾，看起來AB、CD本來在一條直線上了。ABC視錯(cuò)覺在圖形中的表現(xiàn)形式多種多樣，現(xiàn)已在造型設(shè)計(jì)種得到較廣泛地應(yīng)用—或利用它，或避免它，以創(chuàng)造出優(yōu)美的視覺形象。第三章造型色彩設(shè)計(jì)色彩設(shè)計(jì)是產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。色彩是組成產(chǎn)品外觀形象的兩大部分－－“形”與“色”中的一大部分。色彩的視覺特征表明，色彩具有“先聲奪人”的特征。視神經(jīng)對(duì)色彩的反應(yīng)最快，它給人以極深刻的第一視覺印象，其次是舞臺(tái)的形狀，然后才是舞臺(tái)表面質(zhì)感。色彩直接影響造型的質(zhì)量，甚至在某種程度上影響產(chǎn)品的功能與使用效果。好的色彩能美化產(chǎn)品，使人，尤其是使用者心情舒暢，有利于提高產(chǎn)品的使用功效。若色彩不適當(dāng)，則可能破壞產(chǎn)品的造型形象，引起使用者視覺上的疲勞，心理上的反感、壓抑，從而降低產(chǎn)品的使用功效。因此，近幾十年來，國(guó)內(nèi)外的產(chǎn)品設(shè)計(jì)都十分重視色彩設(shè)計(jì)，充分地研究和認(rèn)識(shí)色彩規(guī)律，運(yùn)用色彩規(guī)律去塑造產(chǎn)品形象，從而充分發(fā)揮產(chǎn)品的“精神功能”，促進(jìn)產(chǎn)品的發(fā)展。色彩基礎(chǔ)色彩的來源色彩是光照在物體表面，物體表面對(duì)光的吸收和反射后再作用于視覺器官而形成的色感覺。因此，色彩的來源一是光線的作用，有光才有色；二是視覺生理作用，它是人生理感覺的。光是具有一定波長(zhǎng)的電磁輻射。在光的電磁輻射波長(zhǎng)范圍內(nèi)，有380～780nm波長(zhǎng)的電磁輻射能引起人的視覺，這段波長(zhǎng)的光稱為可見光譜。在可見光譜范圍內(nèi)，不同波長(zhǎng)的輻射能引起人產(chǎn)生不同顏色的感覺（圖5-1）?？梢娙展馐怯刹煌ㄩL(zhǎng)的紅、澄、黃、綠、青、藍(lán)、紫等七種單色光匯合而成。這七種單色光可通過三棱鏡實(shí)驗(yàn)分解出來。這些多種色光混合的光線照射在物體表面上，由于物體表面的特性，這光線部分或全部反射、部分或全部吸收。被全部反射的某種色光，就是該物體的顏色。被反射出去的某種色光愈多，則該物體的這種色光顏色愈深。所有的色光被全部反射出去，物體表面呈白色；所有的色光被全部吸收，物體表面呈黑色。色彩與人的視覺生理機(jī)能有密切關(guān)系。在人的眼睛中，有專門感覺色彩的細(xì)胞，稱為感色細(xì)胞，當(dāng)感色細(xì)胞受到不同程度色光的刺激后，會(huì)引起神經(jīng)纖維的興奮，而每種神經(jīng)纖維的興奮會(huì)引起某種顏色的感覺。因此，光線是形成色彩的條件。而人的視覺生理作用是色彩感覺的必須。色彩是光與視覺生理共同作用的結(jié)果。色彩三要素色彩三要素是鑒別、比較、分析顏色的基本因素。他們是色相、明度、純度。1、色相色相是色彩的相貌，又稱色澤。一個(gè)顏色的名稱就代表了這種顏色的相貌。如紅、黃、藍(lán)、紅橙等，為不同的色相。每種顏色都是與其他顏色有不同的特征。在色相中，標(biāo)準(zhǔn)色相是以太陽光的光譜色為標(biāo)準(zhǔn)，在這七色光譜中，按其波長(zhǎng)的不同和顏色之間的差別，分出不同色的名稱。若將這些光普色，按光的波長(zhǎng)大小順序排列成首尾相接的環(huán)，則成為色彩研究和使用中的色相環(huán)或色環(huán)。2、明度明度是色彩的亮暗程度，也稱光亮度、鮮明度等，由于光線強(qiáng)弱的不同，使人的眼睛對(duì)物體色彩有亮暗度的感覺。同一色相有不同的明度，如藍(lán)色就有深藍(lán)、藍(lán)、淺藍(lán)等，有深淺之分。這深淺之別就是明度的不同。不同的色相有不同的明度。在色彩學(xué)中，把不同的色相按明度的不同等級(jí)排列。其中，黑白的明度為色相的兩端，其明度分別為0和100，中間再插入9~11個(gè)不同色相的的明度等級(jí)而構(gòu)成明度等級(jí)表（表5-1）。從表中可知，在七種彩色中，黃色明度最高，感覺刺眼，紅、綠色中等，紫色明度最低。在無彩色——白、灰、黑中，白色明度最高，在其他顏色中，加入白色可以提高其明度，加入愈多，提高愈多，黑色明度最低，加入黑色可以降低其明度，加入黑色愈多，降低愈多。不同色相在不同光源強(qiáng)度照射下，會(huì)使色彩明度發(fā)生變化，從而改變?cè)械纳唷Ｈ缂t色在光源強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)的光線照射下，將由紅色變?yōu)槌壬S色白色。而在逐漸減弱的光線照射下，將由紅色變?yōu)榘导t黑色。明度高的色彩使人明朗、興奮，明度低的色彩使人灰暗、沉悶。由于黃色明度高，所以把黃色色和領(lǐng)向黃色的色彩稱為名調(diào)。而把紫色或傾向紫色的色彩稱為暗調(diào)，配色時(shí)要注意明度的影項(xiàng)，明度相近的不同顏色放在一起，盡管用顏色很多，也會(huì)產(chǎn)生單調(diào)、模糊、無層次、無主次的效果。3.純度純度是每種顏色色素的凝聚程度，也是每種顏色所含該色量的飽和程度。達(dá)到飽和狀態(tài)的顏色是純度，其純度最高，色澤鮮艷、飽滿、純潔，呈正色。在飽和的基礎(chǔ)上，加入白色，成為飽和色，純度降低但明度增加，若加入黑色，則成為過飽和色,純度同樣降低明度也降低。在政加過程中，加入的白色或黑色愈多，其純度低。每一種色相都有純度不同的變化，七種標(biāo)準(zhǔn)色的純度最高，最鮮明。而在七彩色中，紅色的純度最高，綠色低些，其它居中。無彩色－白、灰、黑沒有色相，其純度為零。純度高的色彩，有鮮艷，刺激、強(qiáng)烈、活躍感。純度低的色彩、有柔和、含蓄、穩(wěn)重感。色相、純度、明度具有互相獨(dú)立的性質(zhì)，所以也稱色彩的三屬性來表示。三.色彩的混和在一種色中摻入其他色，從而得到各種與原來顏色不同的色，稱為色彩的混合?；旌仙夂突旌仙系男Чc用法是不同的。1、色光混合將幾種不同的色光照在一起混合，稱為色光混合。如紅光與綠光混合成黃光，綠光與藍(lán)光素光混合成藍(lán)綠光等?；旌虾蟮男律舛急仍瓉淼纳饷髁?，且混合的色光種類愈多，混合后的色光愈亮，最后可得白色光，色光混合相當(dāng)于把參加混合的各種光的明度相加，所以把色光混合稱為加法混合。色光混合的三原色是紅、黃、藍(lán)。三原色光等比例混合可得到白光。以不同的比例混合此三種色光，大體可得到全部的色。彩色電視，計(jì)算機(jī)繪彩色圖就是運(yùn)用這種加法原理。2、色調(diào)混合不同色的顏料，涂料以不同比例混合在一起，從而得到新的顏色，稱為色料混合。如黃色與藍(lán)色混合成綠色等，色料混合后所得到的顏色都比原來的色要深、要暗，且混合的色料種類愈多，混合后得到的顏色愈深、愈暗，明度愈低，最后得到黑色。色料混合想當(dāng)于參加混合的各種色料的明度相減，所以也稱減法混合。色料混合的原色是紅、黃。藍(lán)，它們是能夠混合成其他各種色的最基本的顏色，而且他任何顏色都調(diào)配不出這三種原色。三原色又稱一次色，原色的鮮艷度最強(qiáng)。按色料混合的基本規(guī)律，對(duì)二種原色混合在一起可得到間色（二次色）橙、綠、紫色。如紅與黃調(diào)成橙色，黃與藍(lán)混合成綠色等，間色的鮮艷度較弱。若將三種原色或兩種間色混合而產(chǎn)生的顏色稱為復(fù)色或三次色。復(fù)色含的色素較多，純度低，為灰色。如：橙＋綠＝（紅＋黃）橙＋綠＝（紅＋黃）＋（黃－藍(lán)）＝黃灰色橙－紫＝（紅＋黃）＋（紅＋黃）＝紅灰色綠＋紫＝（黃＋紫）＋（紅＋黃）＝藍(lán)灰色顏色調(diào)配的次數(shù)愈多，成分愈雜，混合后的顏色愈發(fā)灰。將上述的基本調(diào)色法用圖形表示，可得到色彩學(xué)上常用的色環(huán)，如圖5－2所示3、色環(huán)與幾種色彩色環(huán)反映了色料混合的基本規(guī)律，在色環(huán)中，三原色成等恒度恒分在，兩原色之間－橙、綠、紫，兩間色混合可得到復(fù)色，最后得黑色。運(yùn)用色環(huán)，還可得到常用的幾種色彩。補(bǔ)色在色環(huán)中成對(duì)應(yīng)180o關(guān)系的兩種色，如紅—綠，橙－藍(lán)、黃－紫，兩種色互補(bǔ)，也稱為余色。補(bǔ)色在色環(huán)中相對(duì)，其對(duì)比感強(qiáng)烈。補(bǔ)色并列，對(duì)比強(qiáng)烈，并相互增加鮮明度。補(bǔ)色相加混合，則成黑色，混合的顏色鮮明度明顯降低。對(duì)比色在色環(huán)中，某色與相對(duì)應(yīng)色環(huán)的二分之一部分的色，如紅與藍(lán)、綠、黃、橙與紫、藍(lán)、綠等。對(duì)比色之間的色相差異較大，具有較強(qiáng)的對(duì)比感，其中補(bǔ)色對(duì)比感最強(qiáng)烈。調(diào)和色在色環(huán)上相鄰60o－90o以內(nèi)的顏色，如紅與紫、橙，黃與綠、橙等。調(diào)和色之間的色相差異較小，也稱類似色。它們對(duì)比關(guān)系弱，能給人以柔和感。消色也稱無彩色，黑、白，灰色。消色沒有色別之分，僅有明暗的差別，是中性色彩。黑、白色為極色，黑色是色域中的極暗，白色是極亮。第二節(jié)色彩表征及其應(yīng)用色彩足物體受光后反射于人的視覺器官，刺激視神經(jīng)，引起人腦皮層產(chǎn)生的色感覺。因而，不同的色彩將對(duì)不同的人產(chǎn)生不同的生理和心理作用，繼而產(chǎn)生不同的效應(yīng)，這個(gè)生理于心理的作用，除色彩本身的因素外，還與人的年齡、性別、職業(yè)、文化素質(zhì)、風(fēng)俗習(xí)慣等因素有關(guān)。這其中的機(jī)理尚術(shù)完全弄清，但生活在五彩繽紛大自然的人們?cè)陂L(zhǎng)期對(duì)色彩的認(rèn)識(shí)中產(chǎn)生了大量的聯(lián)想與感受并賦予了不同的象征。造型的色彩設(shè)計(jì)正是充分利用這種象征，達(dá)到“美化”造型的目的。色彩象征及應(yīng)用紅色火與血的顏色。紅色象征生命、活力、溫暖、興奮、進(jìn)步等常被用作勝利、歡慶、欣欣向榮的顏色。紅色也象征著火災(zāi)、流血，也常用作消防、危險(xiǎn)、預(yù)警的示警色。紅色在可見光譜中，波長(zhǎng)是620～780 mm，穿透空氣能力強(qiáng)，傳播遠(yuǎn)，引人注目，常被用作交通燈，摩托車剎車尾燈的顏色。紅色具有膨脹感，有凸出、醒目的效應(yīng)。在商標(biāo)，示警板，等裝飾設(shè)計(jì)上用紅色文字，圖案或用紅色點(diǎn)綴，有引人注目的視覺效果。紅色的純度最高，富于刺激性，易引起興奮、激動(dòng)。將紅色作