湖南工学院安全人机课程设计
1 前 言
安全人机工程学是从安全的角度和着眼点出发,运用人机工程学的原理和方法去解决系统中人机结合面的安全问题的一门新兴学科.随着人类社会的进步,让人类劳动、生活、生存在一个安全和谐的社会之中,成为人类社会共同努力的目标。
随着我国高等教育制度的改革和发展，高校办学和管理模式逐渐发生变化，从主要依靠国家投入转向与社会化、市场化相结合；而达到这样的目的，需要运用安全人机工程学的知识进行探索设计.
2 鞋子的概述
鞋是我们生活中最普通不过的用品，而它的设计中反映出许多人机工程学的问题。鞋的产生与自然环境、人类的智慧密不可分。远古时代，土地的高低不平，气候的严寒酷暑，人类本能地要保护自己的双脚，于是就出现了鞋：简单包扎脚的兽皮，树叶，便成了人类历史上最早的鞋。鞋的种类有很多，其作用也是多种多样的，但无外乎都是保护我们的双脚，保持我们走路或运动时的舒适度，有些鞋是娱乐型和功能型的，如轮滑鞋、高跟鞋、安全鞋，这里我只对我们日常生活中所穿的写进行讨论。现在鞋子的设计在保护我们的双脚舒适的基础上还对其外形的美观有所要求。而设计比较好的鞋子则较多地考虑了人的生理和心理的需要，鞋子底部软硬适度、材料适当有利于保护足部；鞋帮曲度合理，鞋身的透气良好性，行走或运动时脚腕用力。以上这些考虑是人的生理上的满足，不仅如此，其或强烈或淡雅的色彩和鞋底身合理曲度给人带来视觉上的美感，这些是人的心理上的满足。
穿鞋是保护双脚的重要措施，它的作用是保护双脚的舒适，避免双脚受到不必要的损害。每一种鞋子都针对某一使用者群体（如儿童）而设计的，它不可能适用于所有的使用者，所以，选择一双适合自己双脚的鞋子就显得非常重要了。所以鞋子要符合以下的设计要求：
6
湖南工学院安全人机课程设计
（1）鞋样设计的各特征部位数据和结构，必须以脚型规律为依据，符合脚的生理和运动要求。
（2）少年儿童、老年人或脚气患者，应选用鞋底较柔软的鞋子。 （3）常运动的人群，脚部易出汗，应选用透气良好的鞋子。
3 鞋子的使用现状及分析
前不久，对某高校大一学生进行了运动鞋情况的调查，发现有82.7%的学生穿运动鞋，其中有56.4%的学生说自己一年四季全穿运动鞋。如今，穿运动鞋已成为校园的时尚。但是，在调查中也发现学生脚上的运动鞋存在许多问题。
3.1 一鞋多用
在调查中发现，34.6%的男生穿篮球鞋，18.3%的男生穿足球鞋（普通胶钉），52.8%的女生穿普通跑鞋，22.1%的女生穿体操鞋。但是在具体的体育活动时，许多同学却是以“不变应万变”，有的穿足球鞋打篮球常会摔倒，穿体操鞋短跑常会掉鞋，穿篮球鞋立定跳远常会坐在沙坑里??看来，学生只是凭自己的兴趣来购买鞋子，而忽视了鞋子的功能。
3.2 无名品牌设计不合理
如今，只有少数学生穿名牌运动鞋，大多数学生穿的是无名品牌。在这些不知名品牌的鞋子中，多数存在设计不合理的缺陷。突出的问题是一些运动鞋的鞋底太软，从人体骨骼发育角度来看，太软的鞋底并不适合青少年。某运动专家说，青少年的骨骼发育还没有成型，过于松软的鞋底容易造成其足部不稳定转动，产生劳损，也容易受伤，如图2-1。每个人的足部着力点都不一样，一些扁平足的学生鞋底硬一些反而更好，可以调节足部受力。另外，一些同学的鞋底过于平坦，没有任何坡度，不利于身体平衡和蹬地用力。为此，学生要购买鞋底稍硬且有3厘米坡度的运动鞋。
7
湖南工学院安全人机课程设计
图2-1
另外，质量问题也很严重，刚穿时磨脚、挤脚，短期内就出现断底、塌跟、开胶等毛病，给学生的日常活动造成了很大的麻烦。
3.3 运动鞋不可“超期服役”
大部分学生和家长认为，只要鞋面不损坏，鞋底不断裂，就可以永久地穿。但专家认为，一双鞋穿得太久，容易因长期挤压、摩擦而导致鞋子变形，不仅保护不了足部，还会造成损伤。过于破旧的运动鞋可以造成胫骨痛和跟腱劳损等病症。
运动鞋的寿命因人而异，体重大的人鞋子寿命相对较短；同时也与运动场地有关，在水泥球场打球与在塑胶、木地板场地打球的鞋子寿命要缩短两倍。如果用运动量来确定运动鞋的寿命，一般来讲，一双跑步鞋可以“服役”600公里左右，一双篮球鞋可以“征战”一年，而体操鞋半年就该“退休”了。
所以鞋子在设计时，就要特别注意以上问题，结合安全人机学，从使用角度出发，设计出更加符合人们需求的鞋子。
4 人体足部参数
足部尺寸是最基本和核心的要素，要设计一双舒适的鞋子，与足部尺寸的合理应用有着重要的关联性 。
8
湖南工学院安全人机课程设计
足部尺寸包括：静态尺寸、动态尺寸
4.1 人体足部静态参数
如图 3-1和不同年龄段人群的足部测量数据（表1）
图3-1
表1 不同年龄段人群的足部测量
4.2 人体足部动态参数
功能尺寸是人在进行活动的时候由关节的活动、转动所产生的角度与肢体的长度协调产生的范围尺寸，在鞋子设计中往往起着主导作用。例如，如果一个人的脚长是235mm，那么他应该选240码的鞋子，这样会给脚一定的活动空间，穿起来才会舒服。如图3-3所示
9
湖南工学院安全人机课程设计
图 3-3
4.3 鞋与脚的人机尺寸
4.3.1 脚的测量
测量时必须采取的正确姿势（如图3-4）： 双腿平行站立（勿坐！勿蹲） 体重均分在双脚上
图3-4
4.3.2 中国鞋子尺寸一般用号 女鞋（如表2） 脚长22.5 （cm） 鞋子尺35 寸 男鞋（如表3） 脚长24.5 （cm） 鞋子尺39 寸 25 40 25.5 41 26 42 26.5 43 27 44 27.5 45 28 46 23 36 23.5 37 24 38 24.5 39 25 39 25.5 40 26 40 表2 女鞋尺寸表 表3 男鞋尺寸表
5 鞋子组成部分及人机关系分析
10