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第四章《方案的构思及方法》
方案的构思及方法
一、设计中的人机关系
二、方案的构思过程
三、常用的构思方法
一、设计中的人机关系
（一）人机关系的含义
(1)在生活中，当我们使用物品时，物品与人产生一种相互的关系，称为人机关系。
(2)人机关系中的“机”除了人们通常所说的机器外，还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆以及劳动保护用具等。
开门过程人机关系有哪些？
人与门板 手与门把手 人与门框
人与产品往往构成复杂的多方面的人机关系。人有不同部位，“机”也有不同部位。在分析人机关系时，我们要关注人的哪些部位与“机”的哪些部位有什么对应关系。
一、设计中的人机关系
3
4
1
6
2
5
…….
安全
方便
人机关系要
实现的目标
高 效
舒适
健康
（二）人机关系要实现的目标
人机关系要实现 “四个目标”，需要考虑 “四个方面”。
（二）人机关系要实现的目标解读
目标 含义 实例
(1)高效目标 在设计中，应把人和机作为一个整体来考虑，合理或最优地分配人和机的功能，以促进二者的协调，提高人的工作效率。(快速、方便，高效率) 铁锹的作业效率、自动化生产等。
(2)健康目标 指人在长期操作或使用产品的过程中，产品不会对人的健康造成不良的影响。（长期内在健康） 用天然彩色棉制成的衣服，避免了各种染料中有害物质对人体健康的影响。
(3)舒适目标 指人在使用产品的过程中，人体能处于自然的状态，操作或使用的姿势能够在人们自然、正常的肢体活动范围之内，从而使人不致过早地产生疲劳。 (生理和心理感受) 沙发、按人体工学设计的某些产品等。
(4)安全目标 指人在操作或使用产品的过程中，产品对人的身体不构成生理上的伤害。（瞬间、短期外伤） 汽车的安全带、儿童座椅前的护栏设计、产品边缘圆滑不锋利等。
一、设计中的人机关系
（三）如何实现合理的人机关系
处理好以下几方面 含义 实例
(1)普通人群与特殊人群 超过正常为特殊(如尺寸)，主要为普通人群设计的产品一般没考虑特殊人群，设计也要考虑残疾人士。(考虑残疾人的需求、考虑不同人种的身体差异) 老年人专用手机。
(2)动态尺寸与静态尺寸 静态的人(构造尺寸)和动态的人(功能尺寸)，设计要考虑身体静态尺寸，也要考虑身体动作范围。 球形把手门锁——把手的尺寸的大小(静态尺寸)，使用时把手的转动范围(动态尺寸)。
人机关系 含义 实例
(3)生理需求与心理需求 设计要考虑生理需求(衣食住行)，也要考虑心理需求(心理感受，比如色彩搭配、造型图案等)。 鞋子的款式、样式(心理需求)，鞋子的基本功能(生理需求)。
(4)信息交互 产品与人的信息交流，强调人与产品的互动，信息具有具体的含义。 电梯上的楼层显示和到达后发出的提醒音。
单选题
下列设计中人机关系不合理的是( )
A.感应水龙头
B.外部褶皱的纸杯
C.浴室内放置的防滑地垫
D.人行道上的盲道
D
如图所示是一款测力矩扳手，在紧固螺栓时可显示所施加的力矩值。从人机关系角度分析，该设计主力矩显示屏要考虑了（ ）
A.人体的静态尺寸与动态尺寸
B.普通人群和特殊人群
C.信息的交互
D.人的生理需求与心理需求
单选题
C
单选题
1.教室里装有多媒体设备,主要实现了
人机关系( )目标。
A安全 B健康 C舒适 D高效
2.办公室空间处理更简洁明快,以达严
谨、高效的工作氛围，是为了满足
（ ）
A信息的交互 B生理需求
C动态的人 D 心理需求
D
D
二、方案的构思过程
1.设计分析三要素“人”、“物”、“环境”
（一）设计分析
1.从物人环境三方面作整体分析。2.对设计对象组成部分的分析。
产品本身
使用的环境
使用者
二、方案的构思过程
物 台灯
结构
功能
材料
成本
功能分析：台灯的基本功能是照明。还可设置附加功能，如计时、笔筒、报时、照片架、小风扇、温度计等功能。
造型分析：形状是传统形式，还是现代形式或进行创新设计。质地是光洁还是防滑磨砂。色彩是协调、对比还是单色或三色。
材料分析：是用陶瓷，还是金属或者是塑料，或者木材或橡胶等。
结构分析：是采用台式，还采用夹式。
成本分析：成本有高中低，成本要适当。
从物人环境三方面——物作整体分析
以台灯为例
二、方案的构思过程
初中生身体处生长发育期:心理上追求个性,时尚前卫,美观方便等，生理上高度适中,光线柔和,光感好,可调光。
高中生学习任务重:耐用,照明效果好,音乐提醒,能预设时间。
高中生安全意识薄弱：要有安全措施如材料绝缘、散热性能好、开关明显方便、防潮防水防静电、自动断电等。
人 初中生
安全意识弱
生长发育期
学习任务重
从物人环境三方面——人作整体分析
二、方案的构思过程
环境保护：可持续利用、无污染、节能、可回收等
适应性:体积小巧，底座稳定,支撑架高度可调，可折叠可变化角度，能旋转。
环境
适用性
环境保护
底座稳定
体积小巧
支撑架可调
无污染
可持续利用
节能可回收
从物人环境三方面——环境作整体分析
二、方案的构思过程
对于设计对象本身，必须了解它的各组成部分（部件）的作用，以及它们之间的关系，并在此基础上，对产品的各组成部分进行设计分析。
下面对台灯的各部件进行设计分析
灯泡\灯头
开关
电线\插头
支撑架
灯罩
底座
2.对设计对象组成部分作设计分析
灯泡的主要功能在于照明。台灯的灯泡有很多种，如白炽灯、日光灯管、节能灯管、LED灯等。
灯泡选择----尽量选择耐用、光线亮点合适、柔和、无频闪、节电。优选LED灯.
灯泡
作用：支撑作用，并决定台灯的高度，还会影响到光线的。
考虑因素：耐用,支撑性好、高度可调性、长度、安全、
成本、美观。
支撑架
作用: 调节光线、安全保护
考虑因素: 选择轻质、耐用、导热性弱、不透明、反光度适宜、造型、颜色和谐等。
灯罩
3.标准件
说明：标准件规模化生产，具有通用性及成本低等优势，更换方便，还能保证安全。
标准件：是指按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的具有通用性的的零部件。如：螺纹连接件、键、销、滚动轴承等。主要类别包括：紧固件、连接件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件
台灯中灯泡、灯座、插头、开关、电线是标准件
轴承
螺栓螺母
平垫圈
铆钉
弹簧垫圈
销钉
在作设计分析时，应考虑台灯各部分之间的关系，使之成为一个协调的整体。
如灯罩在灯泡的上方，底座支撑并稳定整个台灯，支撑架连接灯泡与底座，电线经过支撑架、底座、连接灯座、开关、电源插头。
尽量就地取材；并且要尽量使用可再生资源，实现能源的可持续发展；
尽量使用标准件：台灯的材料选择需要用到灯泡、灯座、插头、开关、电线等标准件，这样既可简化制作过程，又能实现通用通换，成本低，还能保证安全 。
（二）方案的呈现、比较、权衡与细化
方案的比较 要从设计目的和原理出发，针对一些相互制约的问题进行分析，选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进 对方案进行比较和权衡的过程是一个综合考虑的过程，各个指标相互关联，相互制约
方案的权衡 抓住设计的核心与关键是权衡设计方案的必要条件
方案的细化 针对方案的细化应该从产品到制造、使用、维护等各个环节进行综合考虑，以完善方案的构思
方案的呈现：运用草图进行构思呈现
我们在设计制作的过程中,为了降低成
本和制作难度,常希望使用一些标准件.
你对标准件的理解是( )
A.国家给予统一标准代号的零部件
B.经国家检验合格或免检的零部件
C.全国统一价格的零部件
D.已经获得专利并得到保护的零部件
A
课堂练习
你认为以下分析不合理的是( )
A.灯泡的主要功能在照明,一般要选择没有频闪或频闪度较低的灯泡
B.灯罩主要起美观作用,设计时首要考虑其造型
C.支撑架主要起支撑作用,并决定台灯的高度
D.台灯开关有多种类型,选择哪种开关要考虑学生的需要
B
课堂练习
三：常用的构思方法
形态分析法 形态分析是指从整体的思想出发来看待事物，把事物看成是几个功能部分的集合，然后把整体拆成几个功能部分，分别找出能够实现每一部分功能的所有方法，最后再将这些方法进行重新组合，根据分析评价结果最终形成多种设计方案
联想法 联想法是由甲事物想到乙事物的思维过程。具体来说，是借助想象，把形似的、相连的、相对的、相关的或某一点上有相通之处的事物加以联结
设问法 设问法是通过多角度提出问题，从问题中寻找思路，进而做出选择并深入开发创造性设想的一种构思方法。主要有5W2H法、检核表法、
和田12动词法等。
仿生法 仿生法是模拟自然生物形态进行设计的方法，主要类型有：结构仿生、形态仿生、功能仿生、肌理或质感仿生
01
02
03
04
05
确定对象
列举形态
方案筛选
要素分析
形态组合
自己想到的
别人给出的
确定组成要素
全面、独立、适中
收集同类产品
完善对象要素
列举所有形态
排列组合
获得所有方案
设计原则
设计要求
加工条件
形态分析法一般实施步骤及注意事项
技术与设计1,2
通用技术
联想法
联想
甲
触发物
乙
联想物
结
构
形
式
意义
相似、相关、相反
由鸟儿飞翔联想的
由爆竹点燃升空联想
仿生法是模拟自然生物形态进行设计的方法，主要类型包括:功能仿生设计、形态仿生设计、结构仿生设计和肌理与质感仿生设计。
仿生法已经被应用于各个领域，取得众多成果:蜂巢与蜂窝结构、昆虫复眼与显微镜、蛋壳与薄壳构造、萤火虫与人工冷.....
仿生法_重点介绍
功能仿生
开合吊灯：仿生自然界中花朵开合的生物学功能原理
形态仿生
迪拜帆船酒店
苏州东方之门——秋裤楼
结构仿生设计
这款台灯模仿人的骨骼结构，像人手臂一样，可以折叠打开，可以调整弯曲状态和轻松移动。
仿鲸制造的潜水艇
肌理与质感仿生设计
本章小结
1.如图所示是一款液压式“助起”马桶,能提供助起动力,帮助老年人或行动不便的人站起来。下列不是从人机关系角度考虑的是 (　　)
A.能提供合适的助起动力
B.坐便圈能在人站起后方便复位
C.坐便圈能升起合适的角度
D.坐便圈的支撑杆运动采用液压控制
D
巩固练习
2.如图所示的儿童点读笔,采用新奇有趣的卡通造型,笔杆适合儿童握
持,笔头非常圆滑,笔身采用环保材料,可以教孩子读拼音、说英语等。
从人机关系的角度分析,以下说法中不合理的是(　　)
A.新奇有趣的卡通造型,满足儿童生理需求
B.外壳采用环保材料,符合儿童健康要求
C.笔杆适合儿童握持,符合儿童静态尺寸
D.笔头形状非常圆滑,符合儿童安全目标
A
3.如图所示是一款可折叠木椅,从设计中的人机关系角度分析,下列说法中不正确的是(　　)
A.采用铰连接便于折叠和展开,实现了高效目标
B.栅格结构的椅面和靠背透气性好,实现了舒适目标
C.折叠和展开需要双手操作,主要考虑了普通人群
D.站在一侧就可以将木椅折叠和展开,主要考虑了人的静态尺寸
D　站在一侧就可以将木椅折叠和展开,主要体现了高效目标,人站在一侧就可以将木椅折叠和展开,需要通过弯腰、伸手等动作来实现,这主要体现了人的动态尺寸,与人的静态尺寸无关,故选项D说法不正确。
4.如图所示是复兴号列车上的座位指示灯,能根据车票的出售信息显示不同颜色。从人机关系的角度分析,该设计主要考虑了(　　)
A.信息的交互 B.特殊人群的需求
C.人的静态尺寸 D.安全目标
A　根据车票的出售信息显示不同颜色,体现了产品与人的信息交流,主要考虑了信息的交互,故选A。
D
5.如图所示为一款跑车,该车设计精美,是世界上第一辆拥有“鸥翼”式车门的跑车。该车贯彻了以简洁为主的造型理念,完美的设计比例,卓越的性能,出神入化的操控特性,直到今天仍不失新鲜感和吸引力。设计该车门时,设计师运用的构思方法是(　　)
A.形态分析法
B.联想法
C.设问法
D.仿生法
6.自动炒菜机是一款现代科技产品,新一代微电脑操控智能烹饪设备,无油烟、无辐射、省油省电、自动翻炒。从设计中的人机关系角度分析,以下说法中不正确的是 (　　)
A
A.为不会炒菜或没时间炒菜的人而设计,照顾了特殊人群的需求
B.造型设计极具现代感,易融入现代化厨房,主要考虑了人的心理需求
C.微电脑操控智能,完成一道菜后会发出“滴滴”声,体现了信息的交互
D.把手的大小及打开锅盖所需的旋转角度,考虑了人的静态尺寸和动态尺寸

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