基于人機工程學的盲人眼鏡尺寸設計

摘 要：為了改變盲人的出行方式，滿足其心理、生理的需求，通過人機工程學的數據測算設計出一種更適合中國人體面部尺寸的智能化盲人導航眼鏡，其提高了盲人出行安全率，極大地方便了盲人的日常生活。

關鍵詞：人機工程學;盲人;智能;設計

1 盲人眼鏡設計中的人機尺寸數據

從使用狀態來說，盲人眼鏡因為添加了導航設備，比普通眼鏡體積更大，較沉重。因此，設計一款主要依靠頭帶、頭頂和鼻梁共同承重的眼鏡。相對于普通眼鏡的佩戴方式，此眼鏡與使用者的接觸面積更大，受力點更多，穩定性也更好。

為了更好地匹配當今中國人的頭部大小，滿足本次研究的需求，將《中國漢族人體頭面測量及分析》作為本次設計的數據來源，見表1。

2 盲人眼鏡設計中關鍵尺寸的確定

在盲人導航眼鏡的人機尺寸設計中，眼鏡面寬及頭帶尺寸為眼鏡設計中對于人面部舒適度影響較大的關鍵尺寸。在眼鏡面寬尺寸的設計中，因為此款導航眼鏡為男女通用版，因此鏡面內長取面寬的男女平均值（人體兩性尺寸平均值=（P50男+P50女）/2）為143 mm，外長取兩耳平間寬加軟質的海綿聚氨酯的厚度約為10 mm，總外長163 mm。

最后測算與人體頭部接觸最多的頭帶，頭帶部分主要由剛性ABS塑料外環和軟海綿聚氨酯合成革緩沖帶組成，其中軟海綿聚氨酯的厚度約為10mm。此時頭帶部分可以被認為是一個同心圓形圖案。因為盲人眼鏡是男女通用設計，所以要考慮男女性別的各自百分數。

在計算頭帶寬度時，內圓要適應最小尺寸設計，外圓要適應最大尺寸設計，則：

W1≤N20女;W2≥N80男;W2=W1+2X。

其中，W1為內環寬，W2為外環寬度，X為緩沖帶厚度，X=10 mm。N20女，N80男由表1查得：N20女=146 mm，N80男=163 mm。代入數值得到：143 mm≤W1≤146 mm，163 mm ≤W2≤166 mm。

在計算頭帶長度時，發現N80男與N20女相差長度正好等于緩沖帶的厚度，因此失去了固定的效果。所以最終設計成可調節的頭帶，使之可以伸縮來適應不同的用戶。最小頭帶外圓長度要滿足小尺寸設計，最大頭帶外圓長度要滿足大尺寸設計，則：

L1≤M20女;L1≤M80男;L2=L1+△X。

其中，L1為最小頭帶外環長;L2為最大頭帶外環長;X為可以伸縮的長度。M20女，M80男由表1查得：M20女=171mm，M80男=191mm。

帶入數值得：

設L1=171 mm，則有△X≥20 mm 。最終在頭帶部分，外環寬度應在163～166 mm，外環最小長度小于171 mm，此時可伸縮長度大于20 mm。

3 結語

在盲人眼鏡的設計與實現中，基于中國人體面部尺寸和盲人特殊的佩戴方式，對盲人眼鏡的關鍵尺寸進行設計優化，得出了盲人眼鏡鼻托夾角、眼鏡面寬及頭帶的尺寸數據。終對盲人導航眼鏡進行了實例設計。以人機工程學為主，設計出一款符合中國人體面部尺寸的盲人導航眼鏡。

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作者簡介：杜俊瑤（1994—），女，山東濰坊人，西安工業大學藝術與傳媒學院藝術設計專業2016級碩士研究生在讀，研究方向：兵器美學與復雜產品。