◎陳 典

人機交互設(shè)計在氣動工具設(shè)計上的應(yīng)用

◎陳 典

人機工程學(xué)（Ergonomics）是起源于歐洲的一門新興的邊緣學(xué)科，是工業(yè)設(shè)計中重要的輔助手段。針對產(chǎn)品設(shè)計過程中，產(chǎn)品操作復(fù)雜程序容易讓用戶無所適從的問題，提出將交互設(shè)計的思想，導(dǎo)入工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，分析了基于交互設(shè)計思想的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計流程，利用此系統(tǒng)可開發(fā)和設(shè)計出更好的用戶體驗產(chǎn)品。氣動工具的設(shè)計包括的外形，風(fēng)格，色彩，結(jié)構(gòu)以及材料等各方面綜合設(shè)計，加入人機交互設(shè)計手段，為氣動工具的設(shè)計注入靈魂。

人是工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計造型中的中心設(shè)計理念，同時加入從社會、文化、經(jīng)濟、歷史等角度的考慮，經(jīng)過這一系列設(shè)計之后的工業(yè)產(chǎn)品的功能構(gòu)造、色彩、形狀、裝飾和材料等因素都可以滿足消費者普遍的身心審美和功能上對工業(yè)產(chǎn)品需求。

隨著DIY氣動工具技術(shù)的不斷成熟，其外觀及整體風(fēng)格逐漸成為競爭的重要因素。從單純的追求產(chǎn)品品質(zhì)到外形設(shè)計再到有一定文化底蘊的外形設(shè)計，這給產(chǎn)品設(shè)計提出了更高的要求。在保證氣動工具核心使用功能得到滿足的前提下，通過加入人機交互設(shè)計，能夠迅速經(jīng)濟地達到氣動工具多樣化和個性化的目的，為產(chǎn)品設(shè)計注入靈魂。

人機交互設(shè)計理論與應(yīng)用

人機交互設(shè)計介紹。人機交互（Human-Computer Interaction，HCI）是關(guān)于設(shè)計、評價和實現(xiàn)供人們使用的交互式計算機系統(tǒng)，且對這些方面主要現(xiàn)象進行研究的科學(xué)。產(chǎn)品設(shè)計中的人機交互概念，其定義已經(jīng)延伸到所有需要與人進行信息傳遞即交互的產(chǎn)品。這里的“機”不再是計算機，而是更多的需要通過人機交互來實現(xiàn)其預(yù)定功能的工業(yè)產(chǎn)品。

人機工程研究和解決人-機-環(huán)境協(xié)調(diào),形成有機聯(lián)系,使機器與設(shè)備適合人的生理和心理需求以及其他因素,從而達到工作環(huán)境舒適安全、操作準(zhǔn)確,省力簡便,減輕操作疲勞和提高工作效率的目的。它系統(tǒng)地運用生理學(xué)、心理學(xué)和醫(yī)學(xué)等有關(guān)科學(xué)知識，研究組成人機系統(tǒng)的機器和人的相互關(guān)系，以提高整個系統(tǒng)的功效。

在我國，人機工程學(xué)還有一些別的稱呼，常見的有：人體工程學(xué)、人類工效學(xué)、人體測量學(xué)、人因?qū)W、宜人學(xué)等。在北美，本學(xué)科一般稱為人因工程學(xué)或人機工程學(xué)，前蘇聯(lián)稱為工程心理學(xué)，歐洲、日本和其他國家稱為工效學(xué)。

人機交互在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用。目前工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中對于人機工程應(yīng)用的地方有很多，包括產(chǎn)品的外觀和色彩設(shè)計、操縱裝置設(shè)計、信息顯示裝置設(shè)計和人-環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計等等。下面對產(chǎn)品外觀設(shè)計，操縱裝置設(shè)計，和信息顯示裝置設(shè)計進行簡要的介紹。

產(chǎn)品外觀設(shè)計： 現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的外觀設(shè)計它是一種創(chuàng)造性的活動,在強調(diào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的同時又關(guān)注外形質(zhì)量,使之成為一個和諧的整體。外形質(zhì)量包括2個方面,一是外部結(jié)構(gòu)的造型設(shè)計,二是其色彩表現(xiàn),兩者具有相輔相成的關(guān)系,處理恰當(dāng),可以達到相得

益彰的效果。

操縱裝置設(shè)計：產(chǎn)品設(shè)計必須以人機工程學(xué)觀點,去確定人和機器之間最適宜的相互作用方式和方法,提高人的操縱活動能力,以達到高效和高準(zhǔn)確度的要求。依據(jù)造型幾何要素,按照一定的構(gòu)成方法進行平面或立體的形體構(gòu)成,是產(chǎn)品形體設(shè)計的基礎(chǔ)。

信息顯示裝置設(shè)計： 信息顯示裝置是工業(yè)產(chǎn)品與使用者（人）之間交流最重要的介質(zhì)，人可以從信息顯示裝置上直觀獲取關(guān)于工業(yè)產(chǎn)品的各種圖表、數(shù)據(jù)指標(biāo)，也可通過聽覺來傳遞警鳴聲等聽覺信息。操縱工業(yè)產(chǎn)品的本質(zhì)就是人處理產(chǎn)品信息的過程，因此信息顯示裝置的人性化設(shè)計就顯得極為重要。第一，視覺顯示裝置的設(shè)計應(yīng)以人的正常視野范圍為標(biāo)準(zhǔn)，一般視野范圍標(biāo)準(zhǔn)為水平線向上為30°，向下為40°，以人鼻為中心點的左右15°范圍內(nèi)；站立時低于水平線10°為人眼最佳視線，人呈坐姿時低于水平線15°為人眼最佳視線等等，這些數(shù)據(jù)都應(yīng)融于信息顯示裝置的設(shè)計中。

氣動工具設(shè)計

氣動工具的介紹。 從廣義上講，氣動工具主要是利用壓縮空氣帶動氣動馬達而對外輸出動能工作的一種工具，根據(jù)其基本工作方式可分為：1)旋轉(zhuǎn)式（偏心可動葉片式）；2)往復(fù)式(容積活塞式)一般氣動工具主要由動力輸出部分、作業(yè)形式轉(zhuǎn)化部分、進排氣路部分、運作開啟與停止控制部分、工具殼體等主體部分，當(dāng)然氣動工具運作還必須有能源供給部分、空氣過濾與氣壓調(diào)節(jié)部分以及工具附件等。

這里介紹一些常用的氣動工具：1風(fēng)動扳手；2氣鉆；3吹槍；4噴槍；5氣動拋光機；6刻磨機；7釘槍；8氣錘；等等。

氣動工具的現(xiàn)代化設(shè)計。所謂氣動工具現(xiàn)代化設(shè)計，隨著世界全球化的今天，科學(xué)技術(shù)的進步，高智能、自動化的生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)，推動了工藝的革命。新工藝的出現(xiàn)為產(chǎn)品設(shè)計提供了可靠的技術(shù)支持，與此同時現(xiàn)代化設(shè)計更強調(diào)人性化，以人為本，不僅僅是炫酷外形，或是商品名而已。根據(jù)氣動工具生產(chǎn)以及使用的技術(shù)要求，經(jīng)過充分地分析比較，并加以適當(dāng)?shù)睾?化與歸納，從而實現(xiàn)按照某種特定規(guī)律來對氣動工具的主要性能指標(biāo)和參數(shù)進行分類，進而合理安排氣動工具的品種和規(guī)格形成新設(shè)計產(chǎn)品。

氣動工具的現(xiàn)代化設(shè)計實現(xiàn)了對氣動工具產(chǎn)品規(guī)格和品種的合理簡化和統(tǒng)一，使氣動工具企業(yè)能夠用有限的資源制造出更多規(guī)格和品種的產(chǎn)品，從而滿足了現(xiàn)代消費者多樣化和個性化的需求。

氣動工具設(shè)計的市場定位。由于大部分氣動工具的內(nèi)在工作原理相同，在外形設(shè)計上空間很大，可以利用的設(shè)計元素很多。而且許多氣動工具的設(shè)計可以用同樣元素設(shè)計，讓一系列的工具外形具有相似的家族特征，從而提高品牌的辨識度和認(rèn)知度。

其次，在以人為本的設(shè)計基礎(chǔ)上，基于氣動工具核心工作原理相同，一些氣動工具甚至和可以合并設(shè)計。

簡單來說，這樣現(xiàn)代化氣動工具設(shè)計的市場對位就是價廉（設(shè)計一把工具取代兩把工具），物美。

人機交互在氣動工具現(xiàn)代化設(shè)計上應(yīng)用

氣動工具的造型設(shè)計。 工業(yè)產(chǎn)品的造型設(shè)計,是具有實用功能的造型,具有物質(zhì)和精神2個方面的功能,物質(zhì)功能的要求是使產(chǎn)品具有良好的實用性和科學(xué)性;工業(yè)產(chǎn)品的藝術(shù)設(shè)計側(cè)重于精神方面的功能,功能、物質(zhì)技術(shù)條件、藝術(shù)形象是造型設(shè)計的三大基礎(chǔ)要素。功能是產(chǎn)品設(shè)計的目的,物質(zhì)技術(shù)條件是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)基礎(chǔ),藝術(shù)形象是產(chǎn)品的立體表現(xiàn)。

對于氣動工具產(chǎn)品的造型，可以采用仿生設(shè)計，對造型設(shè)計進行優(yōu)化。同時利用仿生的特點，使氣動工具不單具有外形獨特性，而且結(jié)合一些仿生特殊部位造型，達到實際用途目的，使之內(nèi)外兼修。

例如氣動胎壓槍的頭部，設(shè)計成一個鷹頭。鷹長長的嘴正好可以成為一個掛鉤，方便用戶在不使用胎壓槍時，把工具掛起來。

交互設(shè)計在氣動工具上應(yīng)用?；诮换ピO(shè)計思想的設(shè)計流程以用戶需求為發(fā)端，以交互設(shè)計思想為核心，以設(shè)計以人為本的產(chǎn)品為目標(biāo)。

交互設(shè)計實質(zhì)上也是一種系統(tǒng)的設(shè)計，其組成元素包括人、人的行為、產(chǎn)品使用的情境和支持交互行為的技術(shù)。調(diào)整后的基于交互設(shè)計思想的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)，不僅研究和關(guān)注用戶需要什么產(chǎn)品，如何實現(xiàn)相應(yīng)產(chǎn)品的功能，如何低成本高效率的制造這些產(chǎn)品，更關(guān)注用戶如何使用這些產(chǎn)品，并設(shè)計規(guī)劃好用戶使用此產(chǎn)品的方式，使其以高效的方式在愉悅的心情下使用產(chǎn)品。

同樣以氣動胎壓槍鷹頭設(shè)計為例。鷹的眼睛可以設(shè)計胎壓槍壓力表的控制按鈕，并且當(dāng)壓力過高時，鷹的眼睛還會發(fā)出紅光警報提示。這樣交互設(shè)計，工具常規(guī)功能，以及人性化功能都達到了完美的統(tǒng)一。

尺寸設(shè)計。 正確的比例尺度是完美造型的基礎(chǔ)和框架。比例是造型對象各部分之間、各部分與整體之間的大小關(guān)系,以及各部分與細(xì)部之間的比較關(guān)系。正確造型設(shè)計的次序應(yīng)該首先根據(jù)人機工程確定尺度,然后根據(jù)尺度確定和調(diào)整造型的比例。

尺寸設(shè)計比較常用的方法是應(yīng)用黃金分割比例。黃金分割自古到今一直被公認(rèn)為最美的尺度,大自然中許多構(gòu)成均有著黃金分割比例的反映,數(shù)學(xué)中優(yōu)選法的優(yōu)選數(shù)值也是0.618。黃金分割比例采用0.618為基數(shù),使得構(gòu)成比例的兩線段之比為0.618,它的比例優(yōu)美調(diào)和,富于變化,而又有一定的規(guī)律和安全感。

以氣動噴槍的槍體為例。在人手舒適度尺寸基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用黃金分割比例設(shè)計槍體外形，可以讓這個槍體的造型看起來非常完美和舒適。

交互設(shè)計思想在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的影響不斷深入，其應(yīng)用已經(jīng)深入各種產(chǎn)品領(lǐng)域。單純化、簡潔、明快,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),工藝精巧,追求理性美是工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品造型的主要標(biāo)志?？傊?良好的產(chǎn)品造型,能使人們工作愉快,效率提高。

氣動工具設(shè)計通過人機交互設(shè)計來提升，為產(chǎn)品設(shè)計注入靈魂，使其充分體現(xiàn)產(chǎn)品的人性化，還能提供更豐富的情感體驗。

（作者單位：福州大學(xué)廈門工藝美術(shù)學(xué)院）