頭戴式耳機(jī)的人因工程學(xué)分析報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)頭戴式耳機(jī)的人因工程學(xué)分析報(bào)告專業(yè)： 10工業(yè)工程姓名: 陳玉輝學(xué)號(hào): 3目錄 TOC o 1-3 h z u 摘要在現(xiàn)在的生活中，到處都可以看到耳機(jī)的身影，在家中、在室外、包括各種英語(yǔ)聽(tīng)力考試等等，都少不了耳機(jī)。耳機(jī)是個(gè)人音響，它的選擇自然是個(gè)人問(wèn)題，任何一個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)都是不能推而及廣的。耳機(jī)的用途、使用耳機(jī)的時(shí)間和場(chǎng)所，自己的好惡，耳機(jī)的音質(zhì)都是選擇一副適合自己的耳機(jī)時(shí)所要考慮的。早期的耳機(jī)沒(méi)有考慮到人體舒適性的問(wèn)題，設(shè)計(jì)多棱角分明，嚴(yán)重影響佩帶的舒適性，因此很多朋友

2、都對(duì)耳機(jī)不屑一顧。海綿的加入改善了這種情況，在耳塞上套入海綿套，能夠有效地解決棱角對(duì)耳朵的傷害，同時(shí)也增強(qiáng)了耳塞的低頻表現(xiàn)。隨著工藝的改進(jìn)，除了海綿以外，耳塞跟耳朵接觸面的形態(tài)設(shè)計(jì)和材質(zhì)也在悄悄起著變化。本文就頭戴式耳機(jī)這一產(chǎn)品在人因工程學(xué)上的應(yīng)用情況加以分析調(diào)研，并針對(duì)其在人因工程學(xué)上的不足提出相應(yīng)的改進(jìn)意見(jiàn)。 關(guān)鍵詞：耳機(jī) 舒適性 人因工程 應(yīng)用情況引言耳機(jī)通常被分為頭戴式、耳掛式、耳塞式三種類型（如下圖所示），其中對(duì)耳朵傷害最小的是頭戴式和耳塞式兩種。耳塞式耳機(jī)的好處在于貼近耳道，這樣可以盡可能的隔絕外界的噪音，使得環(huán)境噪音竟可能的降低。但是，相對(duì)于耳塞式耳機(jī)，頭戴式耳機(jī)舒適度要好的多。

3、耳機(jī)的舒適度是指佩戴耳機(jī)后沒(méi)有因?qū)Χ鋳A持或擠壓所造成的疼痛或難受， 并讓佩戴者感到舒適的程度。耳機(jī)的舒適度直接影響著佩戴者的健康，這也是耳機(jī)設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。本文就頭戴式耳機(jī)如何設(shè)計(jì)才能達(dá)到好的舒適度，提高耳機(jī)的性能，體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行分析研究，并利用人因工程學(xué)的方法與原則對(duì)目前的幾種主流的耳機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的改善。耳機(jī)的使用分析2.1使用傷害我們經(jīng)常見(jiàn)到晨練的人們戴著耳塞型耳機(jī)在聽(tīng)廣播，在校園內(nèi)也可見(jiàn)到學(xué)生邊走或邊騎車戴著耳機(jī)在聽(tīng)音樂(lè)。在公共汽車上見(jiàn)到年輕人聽(tīng)著搖滾樂(lè)聲音很大，甚至連鄰座都能聽(tīng)到聲音。這樣長(zhǎng)期地使用耳塞型耳機(jī)能導(dǎo)致噪聲性聽(tīng)力下降。我國(guó)科技人員經(jīng)過(guò)研究，對(duì)平均年齡

4、在二十三歲左右的受試者，每天使用耳塞型耳機(jī)1小時(shí)、12.5小時(shí)與對(duì)照組相比，有顯著的聽(tīng)閾差異。他提示使用耳塞型耳機(jī)可導(dǎo)致噪聲性聽(tīng)力下降，特別是在高頻區(qū)4000赫茲以上明顯大于低頻區(qū)。而使用耳塞型耳機(jī)時(shí)間越長(zhǎng)，聽(tīng)力損害越嚴(yán)重。也有學(xué)者報(bào)道，常在噪音環(huán)境中可引起4000赫茲聽(tīng)力首先下降。近年來(lái)，在一些戴耳機(jī)聽(tīng)音樂(lè)的青年人中聽(tīng)力減退的情況已越來(lái)越多。這是因?yàn)槿舜魃隙鷻C(jī)后，外耳道口即被耳機(jī)緊緊堵塞住。高音量的音頻聲壓會(huì)直接進(jìn)入耳內(nèi)而損傷聽(tīng)力，造成不可恢復(fù)的聽(tīng)力損害。 長(zhǎng)期用耳機(jī)聽(tīng)音樂(lè)，聽(tīng)覺(jué)就會(huì)出現(xiàn)疲勞、損傷，引起聽(tīng)力減退，人體就會(huì)出現(xiàn)煩躁不安、頭暈、失眠、記憶力減退、注意力不集中、思維反應(yīng)遲鈍、異常心

5、理障礙等情況，對(duì)身體健康十分有害。2.2使用注意事項(xiàng)由於耳機(jī)比一般外來(lái)噪音更貼近內(nèi)耳組織；用者都得采取必要的保護(hù)措施。研究表明，令人愉悅的音樂(lè)造成的聽(tīng)力損害較輕，但長(zhǎng)期接觸高分貝的聲音，不管是音樂(lè)還是噪音，都會(huì)造成聽(tīng)力損傷。噪音能引發(fā)的感覺(jué)神經(jīng)聽(tīng)力損傷發(fā)生在內(nèi)耳，當(dāng)高能量聲波震湯耳蝸內(nèi)的液體時(shí)，會(huì)過(guò)度刺激并引起細(xì)胞死亡。聽(tīng)力損害是日積月累形成的，如果長(zhǎng)期接觸噪音，盡管每次時(shí)間很短，也會(huì)造成聽(tīng)力下降。美國(guó)醫(yī)療協(xié)會(huì)雜志項(xiàng)於1998年公布的一調(diào)查結(jié)果及中國(guó)山西醫(yī)科大學(xué)的實(shí)驗(yàn)均顯示，在長(zhǎng)期處?kù)陡咴胍羲街?，?duì)聽(tīng)力有負(fù)面的影響。若在街道上使用耳機(jī)時(shí)，除了因要調(diào)高音量，而造成聽(tīng)覺(jué)損害外，專注於聽(tīng)音樂(lè)，很

6、容易令使用者對(duì)外圍的聲音失去警覺(jué)性，增加了發(fā)生危險(xiǎn)的機(jī)會(huì)。人耳的聽(tīng)覺(jué)分析3.1人耳的生理構(gòu)造在解剖學(xué)中，耳朵由外耳、中耳、內(nèi)耳三部分構(gòu)成。具體構(gòu)造見(jiàn)上圖。我們知道聽(tīng)覺(jué)產(chǎn)生就是的傳導(dǎo)過(guò)程。參與聲音傳導(dǎo)的結(jié)構(gòu)有外耳、中耳和內(nèi)耳的。聲音傳入內(nèi)耳有兩條路徑：一是空氣傳導(dǎo)，它的過(guò)程是這樣的：聲音經(jīng)過(guò)外耳廓收集到耳道，而引起鼓膜振動(dòng)，隨之帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)，傳向、，鐙骨底板振動(dòng)后將能量透過(guò)前庭窗傳給內(nèi)耳的外淋巴，外淋巴流動(dòng)就象瓶子里的水一樣晃來(lái)晃去，帶動(dòng)了其內(nèi)的基底膜波動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，耳廓的作用就是收集聲音，辨別聲音的來(lái)源方向。人的耳廓已經(jīng)退化了，不像其他動(dòng)物那樣大而靈活，可以能動(dòng)來(lái)動(dòng)去，所以有時(shí)候聽(tīng)聲音需要手放

7、在耳廓上或轉(zhuǎn)動(dòng)頭部來(lái)協(xié)助。但外耳道卻能對(duì)聲音進(jìn)行增壓并保護(hù)耳的深部結(jié)構(gòu)免受損傷。在聲音的空氣傳導(dǎo)過(guò)程中，鼓膜和三塊組成的聽(tīng)骨鏈作用最大。因?yàn)楣哪橐粚颖”〉哪钗?，它的振?dòng)頻率一般與聲波一致，最能感應(yīng)聲波的振動(dòng)，并且能把聲波的能量擴(kuò)大17倍。而聽(tīng)小骨以最巧妙的杠桿形式連接成，又把聲音能量提高了1.3倍。二是骨傳導(dǎo)，聲波能引起的振動(dòng)，把聲波能量直接傳到外淋巴產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。3.2人耳的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍對(duì)于具有正常聽(tīng)力的青少年來(lái)說(shuō)（年齡在1225歲之間）能夠覺(jué)察到的頻率范圍大約是1620000Hz。而一般人的最佳聽(tīng)聞?lì)l率范圍是2020000Hz，可見(jiàn)人耳能聽(tīng)聞的頻率比為：=11000，人到25歲左右時(shí)，開(kāi)始

8、對(duì)15000Hz以上頻率的靈敏度顯著降低，當(dāng)頻率高于15000Hz時(shí)，聽(tīng)閾開(kāi)始向下移動(dòng)，而且隨著年齡的增長(zhǎng)，頻率感受上限逐年連續(xù)降低。但是對(duì)于f1000Hz的低頻率范圍，聽(tīng)覺(jué)靈敏度幾乎不受年齡的影響（見(jiàn)下圖）。因此聽(tīng)覺(jué)的頻率響應(yīng)特性對(duì)聽(tīng)覺(jué)傳示裝置的設(shè)計(jì)是很重要的。為了滿足人的頻率需求，耳機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)使其能夠重放的頻帶相當(dāng)寬，一般的耳機(jī)為2020000Hz，優(yōu)秀的已經(jīng)可以達(dá)到5Hz-40000Hz。頭戴式耳機(jī)設(shè)計(jì)頭戴式耳機(jī)耳機(jī)的外部部件主要有頭箍和耳罩，另外耳機(jī)所選用的材料也會(huì)影響耳機(jī)的舒適度，下面我就從材料、頭箍和耳罩這三方面來(lái)分析頭戴式耳機(jī)的人因工程學(xué)設(shè)計(jì)。4.1頭戴式耳機(jī)的材料選擇在耳塞材料

9、的選擇上，頭戴式耳機(jī)一般具有塑料式和金屬式的兩種。塑料材質(zhì)一般含有鄰苯二甲酸鹽，容易使皮膚產(chǎn)生過(guò)敏癥狀；而金屬耳塞經(jīng)過(guò)氧化處理，主要成分是三氧化鋁水合物，同紅寶石成分基本相同，對(duì)人體無(wú)不利影響。另外，從環(huán)保角度，塑膠耳塞不利于回收，一般處理方式是任其變質(zhì)；金屬加工品則可以無(wú)限次回收循環(huán)使用，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。在耳塞套材料的選擇上，一般是市場(chǎng)應(yīng)用的材料有海綿、防滑塑膠和橡膠。其中防滑塑膠能夠使耳朵跟耳機(jī)之間更好的貼合，而橡膠的柔軟特性，除更加舒適外還可進(jìn)一步防止聲音的外露，達(dá)到更好聽(tīng)音效果。另外海綿材質(zhì)的耳塞套，能夠有效地解決棱角對(duì)耳朵的傷害，同時(shí)也增強(qiáng)了耳塞的低頻表現(xiàn)。這些都是應(yīng)用人體對(duì)材質(zhì)

10、的感受而選擇的。4.2頭戴式耳機(jī)的頭箍頭箍是將耳機(jī)固定在頭部的重要的部件。我們佩戴耳機(jī)頭部與耳箍之間的松緊程度與頭箍的大小有很大的關(guān)系。頭箍部件主要是起到一定的支撐作用，用于減少耳機(jī)帶給耳朵的重力，來(lái)增加耳朵的舒適性。橫梁上也覆蓋著和耳罩材質(zhì)相仿的厚厚墊子，可以減輕頭箍對(duì)頭頂?shù)膲浩雀校佑欣c長(zhǎng)時(shí)間佩戴。同時(shí)，在設(shè)計(jì)耳機(jī)的時(shí)候也要注意到頭箍的可調(diào)節(jié)性，在橫梁上加上一個(gè)可伸縮機(jī)構(gòu)，用來(lái)適應(yīng)不同人群的需求，盡量達(dá)到舒適最大化。4.3頭戴式耳機(jī)的耳罩耳罩部件主要是將聲音傳達(dá)給大腦，起到一個(gè)中介作用，耳罩的內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)的不規(guī)則，以及柔軟度的加強(qiáng)，都會(huì)增加耳朵佩戴的舒適感。根據(jù)人耳的外部形狀，耳罩一般被

11、設(shè)計(jì)成兩種樣式，一種壓在耳朵上，叫壓耳式耳罩（如下圖左圖），這種耳罩在調(diào)整頭帶長(zhǎng)度時(shí)要注意：頭帶短，對(duì)頭頂?shù)膲毫Υ?，耳罩?duì)頭的壓力就小，頭帶長(zhǎng)時(shí)相反，三點(diǎn)的壓力要取得平衡才是最舒適的。另一種耳罩呈杯狀，環(huán)繞著耳朵，叫繞耳式耳罩（如下圖右圖）。這兩種設(shè)都是為了使其貼住耳廓而不至于滑落。另外在耳罩的內(nèi)部一般填充海綿，使其盡量的柔軟，并在外面蒙上皮革或絨布，使人耳感覺(jué)舒適。 而耳塞的外部形狀、尺寸大小是根據(jù)人耳外耳道的特征而設(shè)定的，它能夠適合多數(shù)人佩戴使用。 壓耳式耳罩 繞耳式耳罩小結(jié)通過(guò)對(duì)頭戴式耳機(jī)這一產(chǎn)品進(jìn)行人因工程學(xué)上的分析，讓我認(rèn)識(shí)到了人因工程在生活中的幾大應(yīng)用。首先，人因工程為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中考

12、慮“人的因素”提供人體尺度參數(shù)。應(yīng)用各種學(xué)科的研究方法，對(duì)人體結(jié)構(gòu)特征和肌能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的有關(guān)數(shù)據(jù)以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，促使產(chǎn)品更人性化，更舒適，更有益于人去使用。其次，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中“產(chǎn)品”的功能合理性提供科學(xué)依據(jù)?，F(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，不考慮人機(jī)工程學(xué)的需求，那將是設(shè)計(jì)活動(dòng)的失敗。因此，如何解決“產(chǎn)品”與人相關(guān)的各種功能的最優(yōu)化，創(chuàng)造出與人的生理和心理肌能相協(xié)調(diào)的“產(chǎn)品”，這將是當(dāng)今產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，在功能問(wèn)題上的新課題。人因工程學(xué)的出現(xiàn)恰好為這一問(wèn)題提供了理論支持，有助于產(chǎn)品的更合理的設(shè)計(jì)。最后，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中考慮“環(huán)境因素”提供設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。通過(guò)研究人體對(duì)環(huán)境中各種物理因素的反應(yīng)和適應(yīng)能力，分析各種環(huán)境因素對(duì)人體的生理、心理以及工作效率的影響程度，確定了人在生產(chǎn)和生活活動(dòng)中所處的各種環(huán)境的舒適范圍和安全限度，從而能夠保證人體的健康、安全和舒適。以上幾點(diǎn)充分體現(xiàn)了人因工程學(xué)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)拓了新設(shè)計(jì)思路，并提供了獨(dú)特的設(shè)計(jì)方法和理論依據(jù)。社會(huì)發(fā)