多动症儿童的脑电控制产品设计论文[5篇范文]

第一篇：多动症儿童的脑电控制产品设计论文

【摘要】目的：设计一款面向多动症儿童注意力培养的脑电控制玩具产品。方法：儿童对注意力的自我控制能力取决于其大脑神经元细胞网络链接与稳定程度，这个神经元网络链接的稳定经过强化训练可以得到固化。基于脑机交互技术构建儿童思维训练产品，通过检测脑电波数据，来控制玩具产品的运动状态，使孩子的注意力在娱乐的过程中得到提升。结果：基于脑电信号采集和交互控制技术，设计并制作了面向儿童关注力训练的脑电玩具产品，并进行了相关测试实验。结论：本产品达到培养孩子注意力的目的，弱化儿童注意力障碍，减轻生活中因为意力不集中而产生的负面影响。

【关键词】脑电；注意力缺陷综合种；脑机交互；注意力提升

1前言

注意缺陷多动障碍（ADHD）又称多动症，临床主要表现为多动、冲动和注意力不集中三大核心症状，是儿童、青少年中最常见的行为障碍，也是学龄儿童患病率最高的慢性疾病之一。[1]多动症患者因注意缺陷而常伴有学习困难。多动症对于儿童的智力发展和知识积累具有很大的负面影响。注意力是所有能力的基础，没有注意力就是没有记忆力，良好的专注力是学习成功的基本保障。如今社会的信息量庞大，各类信息通道如网络、游戏、影视等干扰繁多，孩子更加好动，ADHD现象呈递增趋势。多动症儿童本身也很苦恼，有时被误认为智力低下，从而影响儿童对学习和生活的信心。针对该病药物治疗可以取得很好的疗效，但因存在食欲减退、失眠等不良反应以及潜在的药物依赖性等风险，使其在临床应用上存在局限性。脑电生物反馈训练由于疗效持久、无不良反应且能够很好地改善ADHD核心症状而得到越来越多的应用。本研究应用脑电技术[2,3]开发相关益智玩具开设玩具课程训练改善ADHD注意力。利用对比前后分心值、紧张值和注意力值来判断脑电益智玩具实际治疗效果。

2脑电训练对注意力的培养

在过去的几十年间，国内外的科学家们一直在开发一种被称为脑机接口（简称BCI）的人机交互技术[4-5]，在这种技术的帮助下，只要大脑能够拥有正常的思维，哪怕四肢无法活动，其思维波段也能帮助他们交流信息，发出指令和控制机器。[6]现在，随着研究的不断深入，这种技术的应用前景已经十分明朗。该技术可以运用于医学研究，通过思维训练与控制对行动不便与注意力不集中的患者提供帮助，同时也可以运用于儿童的益智教学中。同时，如今有越来越多的的国内外父母开始转变其育儿方式，逐步开始认识到注意力培养的重要性，并将益智玩具作为注意力培养、开发儿童创造力和手眼协调性的工具。同时脑电波技术被证实在思维训练过程中有极好的辅助效果。脑电技术已经成为了炙手可热的一个技术。而专业的、通过脑电波思维训练的人机交互类玩具是目前市场上却极其缺乏，可谓需求量十分庞大。在国内，企业与高校也认识到思维训练的重要性，近年来，浙江大学就在脑电波思维控制方面研究成果显著，例如：猴脑电波控制机械手抓本子拿杯子，利用脑电波诊断网瘾等。在企业中，海尔集团率先开发出“脑力波电视”，这款电视可以通过耳机监测脑电波，并转化为数字信号，与电视中设定的游戏进行互动。在国外，尤其是发达国家，对注意力的培养十分重视，俄国教育学家乌申斯基就曾说过：“注意是学习的门户。”如果不打开这扇大门,人们就无法学习,也就无法获得知识与技能。所以越来越多的科技公司投身于脑电波产品的研究与开发中，例如PLX设备公司就推出了XWave头戴设备，该设备采用了NeuroSky的eSense技术[7]，能收集从脑部释放到前额的微弱电脉冲，并将这微弱的电脉冲模拟信号转换为数字信号。通过XWave头戴设备,使用者可以通过自己的思维控制iPhone中的特定思维训练软件，通过思维控制软件中图形的大小与形状。近年来，人机交互技术领域技术的应用潜力已逐步展现，像浸入式游戏等的动作识别技术，应用于虚拟世界与现实生活中的遥控机器人及远程医疗等的触觉交互技术等等，对于儿童产品高科技化也成为趋势，越来越多的人意识到在幼儿及少儿时期智力培养的重要性，通过思维控制技术训练儿童智力必将成为一种常见的教育手段。[8]但是目前市面上对儿童智力开发与注意力的培养方面的产品形式十分单一，缺乏实质性作用，而通过思维控制技术训练注意力的产品就更加缺乏。[9]开发有效的、互动性强的儿童益智产品成为非常必要的事情

3产品设计思路

本次设计主要针对注意力不集中的儿童进行思维集中训练，通过脑电设备采集儿童脑电信号，通过无线蓝牙技术设备传输到Arduino控制芯片上，将信号转化为物理机械开关控制器[10]，PWM技术实现脑电信号输入Arduino控制芯片。装置通过开关进行传动过程。整个产品由Mindflex脑电头套、Arduino控制芯片、电源适配器，电池，蓝牙，导线等元件材料共同实现功能。利用这种控制，就可以实现儿童通过自身的注意力集中指数控制玩具，通过这种交互行为达到训练提高儿童注意力的效果。本设计是针对儿童群体的益智玩具[11-14]，所以外观的设计上要偏向可爱圆润的造型，避免出现锋利的直角造型。即能激发使用群体的兴趣又能保证他们的安全，同时又不分散注意力，成功的进行思维集中训练。结合了调研数据以及对儿童喜好的观察后，设计了游戏交互形式与方案。该方案是一款意念控制的泡泡机，泡泡是随风无规律运动的，并且反射周围环境的各类自然色。色彩丰富且有很强的互动性，可以吸引孩子的注意力。这款脑电控制的泡泡机正是利用这一点，通过脑电信号接收放大，启动泡泡机，使其工作运转。孩子在娱乐中无形中就锻炼了注意力的集中，还可以为多动症患儿提供辅助治疗。通过计算机软件建模，利用精雕机制作出的泡泡机外部样式基本模型（如图1），并在此基础上进行修改和完善。手工焊接蓝牙控制板与Arduino控制板（如图2），并连接马达，制作出简易的控制板模型，并写入脑电波控制程序进行实验。本产品效果图分为两个主体，分别为泡泡机与脑电信号收集耳机。（如图3）

4交互控制设计

用户将脑电耳机与泡泡机都接上电源，然后使耳机与泡泡机内的蓝牙进行配对，配对过程中脑电耳机的指示灯是蓝红交替闪烁，对当配对成功后蓝的指示灯常亮。使用者将耳机佩戴至头部，集中注意力，脑电信号通过脑电耳机捕获，再通过蓝牙传输到泡泡机内单片机上，单片机收到信号后，对信号做出处理，如果脑电信号中的注意力集中指数高的话，便可以触及开关使得泡泡机顶部的指示灯亮起，此时就会给机内马达供电，马达带动皮带转动，使得风扇转动。泡泡机成功运转。反之如果注意力松懈的话，则指示灯就会熄灭，马达也就停止转动。

5实验

本研究选取30例（10女，20男）ADHD症状进行课程训练。患儿平均年龄8.23岁。研究对象均符合精神疾病诊断与统计手册，未同时进行药物治疗，并排除听力障碍、外伤性脑损伤、精神发育迟滞、孤独症谱系障碍、癫痫及神经系统的其他疾病。本实验课程外不再使用其他干预训练效果的方法，也确认被试者未再使用相关ADHD药物治疗。本实验20次为一个疗程，每周3次，每次训练30min，并分上下课时，上课时为15min，休息5min，下课时为10min。实验前后对比，分心值平均下降9.1%，紧张值平均下降7.6%，注意力值平均上升12.3%。本研究应用SPSSl0.0软件进行统计处理。治疗前后比较采用配对f检验，P<0.05为差异具有统计学意义。[15]

6总结

该设计是将当今市场上原有的传统儿童玩具形式与脑电波思维训练创意整合设计，整合设计了儿童注意力培养与脑机交换技术的一款玩具，针对目前一些儿童注意力不集中，无法专心学习的现象，设计出了一款具有实际意义，能辅助注意力训练的儿童玩具。设计过程中始终以儿童的角度思考问题，考虑儿童喜好与其行为特征，逐步确立并完善产品形式与产品结构。

参考文献：

[1]任灵敏,张赟,和慧丽等.视听整合连续测试对脑电生物反馈治疗ADHD疗效的评估[J].首都医科大学学报,2014(5).[2]黄安湖．P300脑电诱发电位的分类识别及在脑机接El中的应用[D]．济南:山东大学,2008．

[3]孙进,张征,周宏甫．基于脑机接El技术的康复机器人综述[J].电机工程技术,2010,39(4):13-16．

第二篇：产品设计论文

内蒙古科技大学

产品设计设计说明书

学生姓名：刘永刚

学号：1169122108

专业：工业设计

班级：工设11-1班

指导老师：

包头博物馆旅游产品设计-象棋岩画 刘永刚

内蒙古科技大学艺术与设计学院工业设计，包头，014000 摘要： 象棋，亦作“象碁”、中国象棋（英文名Xiangqi），汉族棋类益智游戏，在中国有着悠久的历史，先秦时期已有记载。属于二人对抗性游戏的一种，由于用具简单，趣味性强，成为流行极为广泛的棋艺活动。主要流行于华人及汉字文化圈的国家，象棋是中国正式开展的78个体育运动项目之一。是首届世界智力运动会的正式比赛项目之一。

此外，高材质的象棋也具有收藏价值，如：高档木材、玉石等为材料的象棋。更有文人墨客为象棋谱写了诗篇，使象棋更具有一种文化色彩。博物馆旅游产品主要由核心、外形及延伸三个部分构成。其中，核心部分是能够满足游客精神文化需求的所有馆内藏品。藏品文化价值的高低，直接决定了博 物馆作为文化旅游资源的价值高低。产品的外形部分，主要包括针对馆内各类藏品所进行的具体展览方式和展品解说，以及博物馆所配套的基础服务设施和服务程 序。而产品的延伸部分，则涵括了游客在 参观博物馆的过程当中所获得的各种附加服务和收益，例如博物馆向游客提供参观指导手册、馆内特色藏品介绍卡片以及精 美纪念品等等。

关键词：博物馆、旅游产品、象棋

正文:1.关于博物馆旅游产品和包头博物馆一些特色的调查

包头博物馆坐落在内蒙古包头市中心美丽的阿尔丁大街，友谊广场旁。博物馆总面积16000平方米，其中展厅7600平方米，是一座立足包头、涵盖内蒙古西部地区的综合性大型博物馆。它通过征集、保管、研究、展示包头及周边地区不同历史时期文明成果、自然资源及社会主义建设成就，传播历史和科学文化知识，对人民群众进行爱国主义和历史唯物主义教育，促进社会主义精神文明建设。包头博物馆有最有特色的就是阴山岩画和大量的古钱币。

博物馆旅游产品的设计以“狭义的博物馆旅游产品，是指博物馆经营者依靠博物馆藏品、设施、服务等，为博物馆参观者提供的满足其参观活动的服务的总和。广义的博物馆旅游产品，是指博物馆通过各种展示方式和手段，使旅游者参观或接触博物馆藏品或其复制品，从而获得的博物馆文化的体验。”博物馆旅游产品主要由核心、外形及延伸三个部分构成。其中，核心部分是能够满足游客精神文化需求的所有馆内藏品。藏品文化价值的高低，直接决定了博 物馆作为文化旅游资源的价值高低。产品的外形部分，主要包括针对馆内各类藏品所进行的具体展览方式和展品解说，以及博物馆所配套的基础服务设施和服务程 序。而产品的延伸部分，则涵括了游客在 参观博物馆的过程当中所获得的各种附加服务和收益，例如博物馆向游客提供参观指导手册、馆内特色藏品介绍卡片以及精 美纪念品等等。

2.关于中国象棋的市场调查 现有的一些这类东西功能单纯的为了娱乐，一些在棋牌类运动中，中国象棋是在民间最为普及、拥有最多爱好者的项目。城市里的街头巷尾，乡村中的柳树荫下，随处可见有人摆上一局。象棋特级大师徐天红说：“方圆三里之内，必有下象棋者”。但与围棋、国际象棋相比，近年来中国象棋的受关注度在下降。在比赛市场的开发上，中国象棋也远没有围棋那样风光。

黑龙江棋院院长赵国荣在苏州表示，和以前相比，现在各种娱乐多了，学棋的也就被分散了一部分，象棋的发展的确变慢了。加大中国象棋在世界上的普及是棋手们对于如何开发市场的共识。现今通行的象棋，相传为唐代牛僧孺所制。刻圆木或牙、骨为棋子三十二枚，红黑各半。两人对弈，红方以帅统仕、相及俥、傌、炮各二，兵五；黑方以将统士、象及车、马、炮各二，卒五。弈时双方轮流行棋，以“将死”或“困毙”对方将（帅）为胜。象棋的棋子设置受到古代两军作战形式的影响，周朝时军队的基本编制“伍”是由5名步兵组成的，作战兵器也由弓、殳、矛、戈、戟5种为一组配合使用。这就是棋阵双方各有5个小卒的缘由。

材料：棋子一般是木质或塑料，棋盘一般也是木质或塑料，不过棋盘用木质要可折叠型的。棋子：红：帅1，士2，相2，炮/炮2，马2，车2，兵5；黑：将1，仕/士2，象2，炮2，马/马2，车/车2，卒5.现阶段的棋子的字基本都采用楷体或者隶书的字体，基本类似，还有一些采用现代的图案。

3.岩画象棋的设计简介

1.设计方向：这次设计的主要方向是设计一款体现包头博物馆特色的、具有文化内涵的、独特的象棋。

2.设计思路：象棋乃是古代人发明的一种博弈的游戏，在战国时期已经发展成型。但是在战国并没有现在这种极其统一的汉字。在每个棋子上仍然是有象形文字的影子在里面。

下象棋本身就是一种战斗，所以如果战斗的双方是一些象形的图片，而不是单纯的文字的话，会使整个棋局看起来更像是一种真正的战斗。包头本地的阴山岩画是很具有历史感的一种画，对于旅游产品来说，将这种历史的东西赋予旅游产品会有很大的收藏价值。

3.产品设计方案以及特色分析

这套象棋棋子上的字的表现形式为阴山岩画，每个棋子的图案都采用阴山岩画的原本图案，卒和兵的设计采用的是手拿斧子 和手拿矛的步兵造型的岩画。炮的设计采用火的岩画造型，因为古代并没有直接的炮的原型，所以采用炮的起始造型“火”，在说文解字中，炮其实是火被一个壳子包住的意思，在古代虽然没有炮，但是火起到了一个炮的作用。所以采用了火的岩画形式代表炮。车的设计采用岩画中马拉车的图案造型。这种车在岩画中是运送物品的功能，但是战国时期马拉车通常是车兵的象征。在战车上的士兵通常是一支军队里战斗力最高的兵种。象棋中车同样是最有杀伤力的棋子，所以采用马拉车的造型代表车。马的设计就是采用岩画中马的造型，岩画中造型简洁干练的马和战场冲锋陷阵的马非常相似。关于象的设计，因为中国北方古代并没有象的岩画，因此采用和阴山岩画相似的画风，设计了岩画中象的造型，都是采用简笔的画外轮廓的画风，并且采用内部涂饰的方法使得象显示的更加强壮，因为象在象棋中的作用就是堵住敌方的进攻，保卫己方的主帅。士的设计采用手持盾牌的卫兵造型，时刻守护在主将的身边，在象棋中士的作用就是寸步不离的保卫己方的主帅，手持盾牌是最好的防守。将帅的设计采用骑在马上的人物造型，将帅可以有很多的造型可以表示，但是用骑在马上的人物图案是表现将帅的勇猛和符合整个棋盘棋子风格的结果。

各个岩画图案的造型最终放在两种不同石质和颜色的岩石上边。一种是绿云石，一种是红石。两种石头本身就有漂亮的纹理，而且非常适合表现岩画，将岩画刻在这两种石头上，会把岩画的内容很好的表现出来。两种石头的颜色虽然比较靓丽，但是黯淡的反光并没有把人们的注意力吸引过去。所以人们更多的注意的是具有历史感的岩画和晶莹的棋身。岩画和岩石的结合，会使得岩画的内容更加醒目。更加使这个产品更有历史文化内涵。

棋子的另外一个设计采用的是正反两面的图案和文字。这套象棋对于刚开始接触的人来说如果只看岩画的部分会不太容易分辨，因为岩画的表现形式比较抽象。所以在石质棋子的另一面有隶书的汉字。这样在使用者不懂的时候可以翻过来看看，或者使用者可以直接采用汉字的那一面下棋，或者可以采用混合的方式下象棋，增加使用者选择性和象棋的可玩性。

4.总结

岩画象棋实质体现的是远古智慧的博弈，岩画图案与岩石棋子的结合会使整套象棋显得有历史感，使阴山岩画更多的加入到人们的生活中。让人们在下棋的时候有种身临其境的感觉。岩画象棋作为包头博物馆的一种旅游产品，同时显示出包头博物馆丰厚的历史文化底蕴和自己独特的收藏。

但是岩画象棋并不一定会使得每个年龄段的接受，有些习惯了传统象棋的可能接受不了这种风格，或者他们在使用的时候一直使用标识汉字的那一种，象棋没有起到给人们多种选择的作用。另外棋子是石质的，所以可能出现摔碎和裂缝的情况。

第三篇：椅子产品设计论文

健康办公椅设计

关键字：人机扶手体压倾仰

摘要：进入信息时代，越来越多的人被长时间固定在电脑桌前，每天数小时乃至十几小时伏案工作、学习、娱乐已成为生活常态。随着“以人为本”思想的深入，这类人群的健康问题越来越被大众所重视。近年蓬勃发展的人机工程学(或人因工程学、人类工效学、人体工学等)是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适目的的一门科学。座椅设计要从人体工程学方面进行的研究和改进，石振宇在其设计过程中采用的分析方法和研究手段给我们提供了科学的设计范例。遵循以人为本的设计原则，遵循科学的设计研究方法，是保证办公椅具有良好弹性舒适度、坐姿舒适度、移动便捷性、操作舒适性等的必要手段。随着以人为本观念的不断深入人心和人机工程学理论在设计研究、实践中的深入发展，必将创造出更适合于椅族使用的健康座椅，使人机系统的综合效率达到最佳水平。

一、座椅的人机工程学分析(一)坐椅的历史和文化

人类在椅子发明之前是席地而坐(蹲、跪、卧或者“随遇而安”一一石头、木桩、兽皮等等。研究表明，人类开始使用座椅(坐具)主要是权力和地位的象征，坐的功能是次要的。纵观中国从席地而坐的坐具到垂足而坐的椅子这漫长的历程，除了明式椅有朴素的人机工学观念，其余基本上是近乎垂直的靠背，坐上去并不舒服。形成中国椅子独特风格的原因就是受到传统中国文化的影响：儒家礼仪文化要求人们“正襟危坐”，以符合儒家“身直心正”的逻辑要求；法家为了维护统治的需要更进一步的将儒家的礼仪规范强化为必须遵守的等级关系，强化了椅子作为身份、地位的象征；道家文化塑造了中国椅子的内在气质，形态或优雅或稳重端庄，追求自然本色的纹理装饰，体现“天人合一”的思想。随着生产力的发展和生产关系的变化，人与椅子的关系也在发生着变化，但是坐椅的地位象征意义至今仍然存在。(二)椅子与人体健康

时至今日，人们认识到坐着工作不仅可以减轻劳动强度，提高工作效率，而且与人的健康有着密切的关系。1.人体坐姿生理特性分析

当人由站立变为坐姿时，身体的弯曲有60％是来自髋关节的旋转，另外的30％是来自腰椎曲线的变平。人在直腰坐着时，躯干和大腿成直角，由于保持了脊柱的自然S形，椎间盘内压力比弯腰时小。但是，长时间的坐着人会自然放松身体，髋关节部位形成弯曲，此时大腿的前部和后部肌肉都是处于放松状态，可以解除背部肌肉的负荷，使整个身体感觉舒服。矫形学家测量了人在不同姿势和坐姿下椎间盘的内部压力变化，结果发现，人体姿势是决定椎间盘内压力的主要因素，椎间盘内压力过高是损坏椎间盘的直接原因。直腰坐有利于降低椎间盘内压力，但肌肉负荷增大；弯腰坐有利于肌肉放松，却增加了椎间盘的内压力。研究发现，如果脊椎长期得不到应有的支持，则腰部会因为弓弯而造成椎骨、椎间盘、肌腱的负荷，进而导致慢性肌肉疲劳而产生酸痛；若是椎间盘压力过大易导致椎间盘突出；若是压迫到神经，则容易产生麻痹的现象。同时，呼吸系统、消化系统以及眼睛视力等也会因为坐姿而相应发生改变乃至病变。2.工作生活环境分析

《2009年中国城市健康状况大调查》和《中国城市“白领精英”人群健康白皮书》研究显示，中国企业白领人员86％年龄在22-45岁之间，但眼部炎症及视力下降占80％，颈腰椎异常30％，泌尿系异常23.5％，亚健康比例高达76％。有58％的白领“每日久坐办公5—8小时”，更有25％的人“每日久坐办公8—12小时”，成为名副其实的“椅族”。

随着以人为本观念和员工自我保护意识的增强，国内各公司对于与员工健康相关的办公环境、软硬件设施问题逐步重视。目前，各公司关注的角度往往集中在环境设计的风格形式、空气质量、灯光照明、取暖制冷甚至是提供休闲娱乐区域等方面；而相关质监部门对于办公环境、办公家具的检验检测往往集中在对家具的强度、稳定性、甲醛释放量、重金属含量、软硬质覆面的理化性能等方面；对于办公专用椅子的人机工程学设计，我国还没有统一、科学、硬性的检测标准。

不可否认，作为一把性能优良的办公椅，在满足椅子基本功能一一坐的前提下，保护人的健康应该是首要考虑因素。被媒体誉为“用中国设计叩响世界之门”的清华大学副教授石振宇呼吁道：“员工每天大约60％的时间是在办公椅上度过的，椅子承担着保护员工健康的问题，所以健康概念必须提到日程上来。在欧美一些大公司招聘人的时候，有些会写明员工所用座椅的牌子、型号等，每把椅子都经过了科学健康证明，这表现出他们对员工的健康是非常负责任的”。

(三)办公椅的人-机－环境系统分析

办公椅通常是由座椅骨架、弹性材料、固定部件、蒙皮(护面)、附件(调节、移动部件)等构成。基于人机工程学理论来设计一把在办公室内长时间使用的椅子，要考虑座椅给使用者带来的便捷和舒适感、降低久坐产生的疲劳度、提高工作效率、材料是否节能环保等因素。这些都关系到用户的生理感受、心理体验、健康安全并影响其对产品的评价和购买欲望。进行椅子设计，需要综合运用到测量学、生理学、心理学、力学、材料学、美学、机械工程乃至市场营销学等相关学科知识，从而使产品设计真正体现出对人、对自然环境的尊重和关心，是人与产品、环境完美和谐的结合。

二，办公椅的人机工程学设计 办公座椅的舒适性通常包括：弹性舒适度、坐姿舒适度、移动便捷性、操作舒适性等。弹性舒适度一般不能只靠尺寸参数来保证。坐姿舒适性、移动便捷性、操作舒适性可以通过座椅的结构和尺寸参数、坐姿人体尺寸的测量值得到相应程度的保证。(二)舒适坐姿与椅子尺度

合理的椅子设计可以使不同体型的人在多种姿态下都能获得合理的支撑，尽可能保持脊椎的自然弯曲，从而减轻对背部肌肉和腰椎的压力，这样人久坐才不会感到过于疲劳。头和脖子不能过于前倾以免造成颈椎变形；腰部要有合理承托，减缓腰腹压力等等。椅子座面控制合理高度可以使人脚瞪地站起用力最方便。座椅的高度测量时常常出现的错误是从地面起量座椅的高度。其实，决定座椅高度最重要的因素是需要考虑人的肘部在工作台面上摆放位置和角度。所以应该根据工作面高度决定座椅高度。

椅子扶手要有合理高度以便手肘轻靠，同时令手腕感觉运动更舒适。侯建军、申利明认为作业时保持手臂的水平或向下是办公桌面设计的最佳原则。同时通过VDT实验操作，王生、李莉等发现前臂与水平面成0。角时，肌电积分值最小，此时肌肉负荷最小。身体的稳定性也可以通过手、来帮助实现，如果需要手臂支撑，可以把手臂放在桌子上。对于有靠手的座椅，靠手高度自椅面以上200mm止下为宜，应该是能使手臂自然地垂下的高度，靠手太高是错误的设计。这些问题的解决都和人体尺寸密切相关。尽管不同人体的形体尺寸差异较大，但人体坐姿关节角度舒适区域大致相同，这是我们进行产品设计时需要着重参考的。经过测算，人体的坐姿状态可由一组坐姿关节角度进行表征，坐姿关节角度的舒适范围。

从下半身来分析，舒服的坐姿是大腿保持接近水平以及两脚被地面所支持。为了避免大腿前部膝胭位置有过高的压力，座位前沿到地面或脚踏的高度不应大于脚底到膝胭位置的距离。由于考虑到工作面高度的需要，可能椅子高度造成有的人脚达不到地面，这时应该使用脚垫等支撑物。当然，带有转轴可调节高度的椅子是最理想的选择。工作椅的转轴可使椅子通过转动来适应人的身高差异、姿势改变或移动。转椅也增加了坐者能伸手达到的范围，使坐者轻松接近或者离开工作对象，而不需要前后移动椅子。带有滚轮也是大部分工作椅的人性化设计内容之一。

石振宇设计的这把健康办公椅在结构上考虑到要让椅族在坐姿关节角度的舒适范围内能够轻松随意活动。在椅子靠背靠近腰部的位置稍微前凸，从而方便支撑腰椎以保持腰背曲线，减轻腰部、腹部肌肉的负担；靠背上部靠近颈部的位置向后倾斜，方便支持颈椎以降低头部供血系统的负担；椅面尽量保持大腿与手臂平行的姿势，膝盖、手肘和臀部尽量达到直角。(二)座椅体压分布

人体重力作用在椅垫和靠背上的压力分布称为体压分布当一个人坐在椅子上，他身体的重量并非全部在整个臀部上，而是集中在两块坐骨的小范围。优良的设计应使身体主要重量由围绕着坐骨结节的面积来承受。具有弹性的座面可以增加人与椅子的接触表面，从而减小压力分布的不均匀性。但是椅子的弹性承托有一个度的把握问题，太软的座面容易造成身体不易平衡和稳定。要尽可能做到不同体重的人坐下去时都有一种椅面在缓慢变形中带来的稳定的舒适感觉。

座椅各靠面的角度也明显影响压力分布数据。通过对相关实验结果的分析得出：靠背倾角对于靠背接触面积的影响最为显著，对靠背平均压力的影响、对座面的最大压力、平均压力梯度的影响最大；座面高度是影响座面接触面积的主要因素，对座面的最大压力梯度、平均压力影响最大；座面倾角对于靠背最大压力值的影响最大。从方差分析结果得到：座高数值对座面的压力分布数据有显著影响，座面倾角和靠背倾角的改变显著影响靠背的压力分布数据。

合理的座椅座高应为膝胭高度值，座面倾角0。靠背倾角20。在不能改变座椅座面的弹性、材质以及座面形状的情况下，可以通过改变座椅的座高、座面倾角以及靠背倾角来实现人在座椅上体压分布数据的改变，从而得到较为舒适的座椅。不同的体压分布指标具有不同的物理意义，在使用时应根据座椅的功能要求加以选择。(三)同步倾仰

理想的椅子靠背应该在水平和垂直两个方向均可调节。好的设计是，座椅的靠背具有弹簧作用，可以随人体背部的移进移出而相应移动。有的座椅靠背能支持人的肩部，具有较高的高度和呈凹面形状，可以给整个背部较大面积的支撑。椅面跟椅背的弹性称为同步倾仰。现在普通办公椅的弹性主要依靠气弹簧，气弹簧会使人坐上去感觉过硬。石振宇这款椅子所采用的弹性支撑结构是一种新型玻纤材料，这种材料比钢材弹性记忆力小，基本不存在疲劳问题。另外，滋润性好，弹性系数比较稳定，耐受性也比较好，没有热胀冷缩。其粗糙温和的表面既可透气，又可减少身体下滑。其材料污染性也比较小，资源节约，成本也适合。(四)影响办公椅性能的材料因素

座椅和身体的紧贴部位的闷热现象也是影响座椅舒适度的因素。尤其是在夏季，虽然大部分办公场所有空调等降温措施，但是这个问题仍然存在。座椅的蒙皮材质除了满足一定的弹性需求和质感表现外，对消除闷热有主要的功能，为此要求座椅的蒙皮面料具有吸湿性和热量的调节。塑料类椅面不透气，表面太滑，使人坐着感到不舒服。从相关参数中得知，毛织物不仅具有良好的吸湿性、隔热性，而且还有迅速的水分扩散性。因此选择毛织物面料蒙皮最适宜解决闷热的问题。同样，坐垫材料的选择也要满足透气和散热的性能，一般普遍采用聚氨酯泡沫，这是因为它容易从表面迅速散发水蒸气和透气好。如果坐垫材料单纯追求透气性好，就是用天然纤维和化纤交织的弹性材料聚氨酯纤维，后者具有纤维状的壁面，也具有流畅的通气环境，性能优于聚氨泡沫。结论

座椅设计要从人体工程学方面进行的研究和改进，石振宇在其设计过程中采用的分析方法和研究手段给我们提供了科学的设计范例。遵循以人为本的设计原则，遵循科学的设计研究方法，是保证办公椅具有良好弹性舒适度、坐姿舒适度、移动便捷性、操作舒适性等的必要手段。随着以人为本观念的不断深入人心和人机工程学理论在设计研究、实践中的深入发展，必将创造出更适合于椅族使用的健康座椅，使人机系统的综合效率达到最佳水平。

第四篇：产品设计毕业设计论文

辽宁科技大学工业产品艺术造型设计课程论文

第一章 前言

1.1研究内容

本课题的研究内容主要有：家用电饭煲的种类和功能，家用电饭煲的技术，家用电饭煲的工作原理，家用电饭煲中的人机工程学应用，家用电饭煲应有的主要功能和附加功能，家用电饭煲造型的优化设计，家用电饭煲的色彩应用，家用电饭煲对消费者心理学方面的影响。1.2研究方法

研究方法包括：市场调研和分析，实地考察，对各类电饭煲进行功能分析，设计初步定位，绘制草图，分析草图并优选方案，根据优选方案重新定位并再次绘制和优选草图，确定最终方案，根据人机工程学确定产品尺寸，进行建模和效果图的绘制等。1.3课题背景

“民以食为天”，小小的电饭煲承载着千家万户的饮食需求，经过20多年的市场推广，电饭煲已成为中国家庭普及率最高的小家电产品之一。中国成了世界上第一大电饭煲生产销售国，年产电饭煲7000万台。另外国内的电饭煲并没有及时响应消费者的需求，目前国内市场上的大多数电饭煲功能相对较少，主要停留在电饭煲的基本功能上，而国外电饭煲的功能较多，如国外已出现可以脱糖、发芽的电饭煲。而且国外企业特此外国内市场上的大多数电饭煲的设计不够人性化，如米饭的保温时间不宜过短也不宜过长，保温时间短，则米饭不够熟、较生硬；过长则干硬、没味，煮粥时会溢出等。

1.4选择电饭煲作为研究对象的突出意义 作为比较成熟的小家电产品，电饭煲不仅是城镇家庭厨房的必备电器，而且农村家庭的使用率也很高，但农村市场向来只注重价格的特点，给了一些低端品牌很大的生存空间，与前几年区别不大，但从目前情况来看，无论是城市还是农村，其市场更换量和购买量都还处于增长期，因此市场前景仍十分可观，但是电饭煲市场的发展，只是很注重增加电饭煲的科技含量，一些中低端的产品还存在一些不足，还有很大的发展空间，而且高端电饭煲的功能对于很多消费者来说是闲置的。选择电饭煲作为研究对象还有一定的意义，在目前国内市场上的电饭煲比国外要落后得多，市场竞争能力也相对叫弱，因此，提高国内电饭煲市场竞争力，还是非常重要的，使产品更加人性化，实现多功能，易操作，方便消费者的使用。

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第二章 产品思考

2.1产品种类思考

产品种类不丰是目前市场的一个缺陷。正如前面提到，目前电饭煲产品种类其实最主要为普通的大众型电饭煲和智能电饭煲。但在这两种产品中间的过渡产品却不多见，普通的大众型电饭煲虽可以满足人们的功能需求，但使用起来很不方便，而智能电饭煲的附加值太高，价格较高，正所谓“产品高科技，不如产品好功能”，因此这种高端电饭煲并不适合大众消费。开发新形式的产品，可以进一步拓展市场需求，加强设计成果的生命力。2.2色彩运用思考

色彩，已经成为了一种世界通用的语言。对于产品设计来说，色彩通常具有心理和结构两种功能。不同的人们对颜色的喜好及心理承受程度都不一样，通常高纯度的、鲜艳的颜色容易引起人们的心理紧张不适，例如饱和的红色、橙色和紫色等。产品色彩使用不当就会成为一种视觉污染，会使人们容易加剧工作、生活的紧张感。合理的产品色彩构成设计在创造舒适的作业、工作和生活环境方面具有重要意义。比如，通过色彩调节可使环境变得更加明亮，减轻眼睛和全身的疲乏，增强工作的乐趣，提高劳动效率，创造一个特定的环境，体现某种风格和情调，还能减少事故和灾害。首先，特定的色彩具有特定的视觉含义：例如，红色，是强烈的刺激色，多用于提示危险的标志、火警、消防栓等等；黄色，是醒目色，通常用作警示，在电动工具的设计上比较常见；而蓝色具有平静、凉爽的特点，在工业中用作管理设备上的标志；相对柔和的绿色，对人的心理很少有刺激作用，不易产生视觉疲劳，给人以安全感，在产品设计中多用作安全色„„当然其他颜色，也有广泛的作用，尤其是白色，具有减色的作用，加入适量的白色来提高其明度来减少强烈的色彩感受。其次，色彩的设计还要适合产品的特性、功能与使用环境：例如，儿童玩具要符合儿童的审美心理与生理需要，多用五彩缤纷的高明度、高纯度的色彩；办公用品多突出整洁、冷静、理性的特性，而选择暗色调或灰色调，较少用刺激、明快的纯色。

色彩的结构功能，是指色彩影响物体被察觉方式的能力，也就是说通过不同的色彩设计可以影响观察者的视觉感受，在这种情况下，色彩就成了可以影响产品可见结构的手段。

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第三章 选定方案分析

3.1色彩方案分析

色彩是符号系统中使人感觉最直接、印象最深刻的元素,对信息的传播具有重要的意义。在产品设计中合理应用色彩,有助于产品信息的传播、提高产品附加值、增强企业竞争力、促进商品营销,同时也是美化环境、提高生活品位的重要途径之一。色彩的选配要与产品本身的功能、使用范围、环境相适合。在电饭煲色彩的应用上，设计者从色相、明度、纯度、质感等几方面入手，以消费者的心理、情感为核心，并兼顾到产品与环境的协调统一。色彩的情感是因为人们长期生活在色彩的世界中，积累了许多视觉经验，视觉经验与外来色彩剌激产生呼应时，就会在心理上引出某种情绪。

红色：是强有力的色彩，是热烈、冲动的色彩，高度的庄严肃穆。在深红的底子上，红色平静下来，热度在熄灭着；在蓝色的底上，红色就像炽烈燃烧的火焰；在黄绿色的底上，红色变成一冒失的、鲁莽的闯入者，激烈而又寻常；在橙色的底上，红色似乎被郁积着，暗淡而无生命，好像焦干了似的。

橙色：是十分欢快活泼的光辉色彩，是暖色系中最温暖的色。

橙色稍稍混入黑或白色，会成为一种稳重、含蓄又明快的暖色，但混入较多黑色，就会成为一种烧焦的色；橙色中加入较多的白色会带有一种甜腻的味道。橙色与蓝色搭配，构成了最响亮、最欢快的色彩。

黄色：是亮度最高的色，在高明度下能保持很强的纯度。黄色的灿烂、辉煌有着太阳般的光辉，因此象征着照亮黑暗的智慧之光；黄色有金色的光芒，因此又象征财富和权力，是骄傲的色彩。黑或紫色的衬托可以使黄色达到力量无限扩大的强度。白色是吞没黄色的色彩，淡淡的粉红色也可以像美丽的少女一样将黄色这骄傲的王子征服。

黄色最不能承受黑色或白色的侵蚀，稍微渗入，黄色即刻会失去光辉。绿色：鲜艳的绿色非常美丽，优雅，很宽容、大度，无论蓝色或黄色渗入，仍旧十分美丽。黄绿色单纯，年青；蓝绿色清秀、豁达。含灰的绿色也仍是一种宁静、平和的色彩。

蓝色：是博大的色彩，是永恒的象征。蓝色是最冷的色，在纯净的情况下并不代表感情上的冷漠，只不过表现出一种平静、理智与纯净而已。真正令人情感冷酷悲哀的色，是被弄混浊的蓝色。

紫色：是非知觉的色，神秘，给人印象深刻，有时给人以压迫感，并且因对比不同，时而富有威胁性，时而又富有鼓舞性。当紫色以色域出现时便

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可能明显产生恐怖感，在倾向于紫红色时更是如此。

紫色是象征虔诚的色相，当紫色深化暗化时又是蒙昧迷信的象征。一旦紫色被淡化，当光明与理解照亮蒙昧的虔诚之色时，优美可爱的晕色就会使我们心醉。

用紫色表现混乱、死亡和兴奋，用蓝紫色表现孤独与献身，用红紫色表现神圣和爱和精神的统辖领域——简而言之，这就是紫色色带的一些表现价值。

根据色彩给人的心理感受的不同，设计者主要应用低调，朴素的色彩，最终选定的色彩方案为浅蓝，浅绿，淡黄。这几种颜色都不张扬，无论电饭煲摆放在什么样的环境都不会显得突然、不协调。在人们压力日益加重的今天，朴素低调的色彩不仅可以平静人们的心情，而且还可以让人们有一种情感上的归属感。3.2材料分析

材料是一切形态存在的物质基础，没有材料，一切都是镜中花，水中月。人类认识和利用材料的历史基本上和人类的历史一样久远，石头、木材、陶器、青铜、铁、钢材、玻璃、塑料„„材料在人类进步和发展过程中发挥着巨大的作用。美国著名建筑师赖特说过：“每一种材料都有它自己的信息，材料因体现了本性而获得了价值。”

材料质感与产品的设计密切相关,设计材料以其自身的固有特性和质感特征传达给我们不同的信息和判断,直接影响到产品设计的成败。不同质感的材料给人以不同的触感、联想、心理感受和审美情趣,只有正确地运用产品材料质感传达功能才能准确地设计产品,使产品更好地服务大众的生活。

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设计总结及致谢

通过本次设计，我觉得自己收获颇多，在整个设计过程中，使以往的知识得到了综合的运用，好多已经快要遗忘了的知识也重新得到了巩固。由于整个设计过程中要参阅很多资料，获取资料的能力和知识运用的能力也得到了很大的提高。同时，本次设计也使我发现了自身存在的不足，也为我找到了以后努力的方向。

通过认知实习体会出专业知识的重要性，深刻的了解自己的专业，理解了学习与实践的重要性，懂得了设计需要坚持学习和不断创新，了解机械设备与工业设计在各个方面的有机结合，培养作为一个设计师应该需要具备的更宽广的视野和更敏锐的洞察力。

本论文是毕业设计的重要组成部分,是在徐老师的精心指导下完成的，感谢徐老师提供的各种资料以及整个设计过程中给予的批评指正，感谢徐老师对本论文所提供的宝贵意见和建议。让我也体会出专业知识的重要性，更加深刻的了解了我的专业，理解了学习与实践的重要性同时发现了自己很多不足的方面，懂得了设计需要坚持学习和创新，了解了机械设备与工业设计在各个方面的有机结合，同时想要成为一个优秀的设计师需要更多更高的素质，需要更宽广的视野和更敏锐的洞察力，对我的要求依然很多很多。我的路也依然还很远很远。

在设计过程中，也得到许多老师和同学的帮助，他们提出的宝贵意见使作者的思路得以开阔，在此一并道谢。

最后要十分感谢老师和同学们在工业产品设计的这门课程中给我的帮助，让我更加了解这门学科的重要性，对工业产品设计的更深层次的了解，懂得了更多的知识。

第五篇：简述产品设计成本控制的重要性

简述产品设计成本控制的重要性

现代企业精益化经营理念为:售价-利润=成本

企业最重要的使命就是争取最大的利润，利润才是企业真实的、可支配的最终结果,由于产品的价格由市场决定，因此成本的高低将直接影响企业利润的多少，只有不断降低成本，企业才可能获得好的经济效益;

众所周知，我们利用便宜的价格购买原材料，用高价格卖出产品的想法都是不可能实现的，原因是价格由市场左右。

如何降成本涉及到企业内部各环节、各部门，其中最重要的环节在于技术部门，设计决定产品的直接成本，要降低成本，首先要从研发设计着手，其次从采购、制造等环节着手。

一、设计的理念降成本

研发设计理念对产品成本的影响主要表现在:

1、技术水平低会导致过剩安全系数设计

技术水平比较低，会导致过多过分的安全系数设计，使单一零件的成本大于竞争对手的产品成本。

以输送系统的档栏设计为例，档栏用的板材越厚，非但不代表产品越安全，还会使单一零件成本数倍增加，也可能降低产品安全系数。比如，在生产汽车的保险杠时，如果采用非常硬的纯钢，汽车在撞击时可能不会被撞坏，但车内的人会不安全。所以，在设计档栏时，要考虑使用比较适宜的材料，这样产品既安全，材料的成本又很便宜。

2、设计时忽视工艺，不进行标准成本分析，导致产品成本高 设计人员对工艺不了解，也不进行标准成本分析，不明确需要增加多少材料费、管理费、加工组装费等，设计出来的产品的成本就会很高。

3、难加工与易加工设计的成本差异

为了节约成本，设计时应尽量考虑容易的操作，难加工会提高很多成本。某产品涉及到需要设计一个截面，如果把该零件的截面设计成圆形，就要开发专门刀具，这样成本就会很高；而把它的截面设计成梯形之后，就很容易制造了；再比如制造某零件如果直接将钢板掏空，就会报废掉很多材料，而如果一开始就制作铸件，直接把零件做成需要的形状，就不会浪费材料。

二、设计的标准化降成本

1、不是卖点，不产生竞争力的地方严禁出图

企业的设计开发制度和考核出了问题就会出现差异很微小的新零件和新物料。比如，以设计新产品的数量和出图纸的数量作为设计人员的业绩考核指标，就会使设计人员把一个微小的改变也当做新零件的设计，造成大量垃圾图纸出现，大大增加成本和制造时间。

成熟的设计师一般会尽量少出新图、新零件，只是对于个别有卖点的设计，必须要进行新的突破才进行修改。少出新图、新零件，物料种类会比较少，库房管理就会变得容易，成本也会较低，而且产品的品质会非常稳定和可靠。

评价项目是否成功，不是评价这个项目出新图纸和新零件的数量，而要看是否有新的技术突破以及项目能带来的盈利和质量。所以，不是卖点，不产生竞争力的地方，企业应严禁出新图，尽可能采用已有的图纸和设计。2.设计必须规范编制方法

企业要形成设计规范，规定设计的方式。比如，电源有开关电源、模拟电源等多种类型，在什么样的产品上使用开关电源，在什么条件下使用模拟电源，电阻是多少，依据什么标准，选用哪种螺丝，选用何种金属材料等，都需要进行标准化。

设计的模块化能够保证产品的生产质量与成本，一流的企业都是采用标准的模块化设计。缺乏设计规范的企业，会出现设计错误较多、产品设计开发时间较长、产品质量不稳定、返工率高、产品缺点多、经济效益低等问题。