基于人机工程学的盲人眼镜尺寸设计

摘 要：为了改变盲人的出行方式，满足其心理、生理的需求，通过人机工程学的数据测算设计出一种更适合中国人体面部尺寸的智能化盲人导航眼镜，其提高了盲人出行安全率，极大地方便了盲人的日常生活。

关键词：人机工程学;盲人;智能;设计

1 盲人眼镜设计中的人机尺寸数据

从使用状态来说，盲人眼镜因为添加了导航设备，比普通眼镜体积更大，较沉重。因此，设计一款主要依靠头带、头顶和鼻梁共同承重的眼镜。相对于普通眼镜的佩戴方式，此眼镜与使用者的接触面积更大，受力点更多，稳定性也更好。

为了更好地匹配当今中国人的头部大小，满足本次研究的需求，将《中国汉族人体头面测量及分析》作为本次设计的数据来源，见表1。

2 盲人眼镜设计中关键尺寸的确定

在盲人导航眼镜的人机尺寸设计中，眼镜面宽及头带尺寸为眼镜设计中对于人面部舒适度影响较大的关键尺寸。在眼镜面宽尺寸的设计中，因为此款导航眼镜为男女通用版，因此镜面内长取面宽的男女平均值（人体两性尺寸平均值=（P50男+P50女）/2）为143 mm，外长取两耳平间宽加软质的海绵聚氨酯的厚度约为10 mm，总外长163 mm。

最后测算与人体头部接触最多的头带，头带部分主要由刚性ABS塑料外环和软海绵聚氨酯合成革缓冲带组成，其中软海绵聚氨酯的厚度约为10mm。此时头带部分可以被认为是一个同心圆形图案。因为盲人眼镜是男女通用设计，所以要考虑男女性别的各自百分数。

在计算头带宽度时，内圆要适应最小尺寸设计，外圆要适应最大尺寸设计，则：

W1≤N20女;W2≥N80男;W2=W1+2X。

其中，W1为内环宽，W2为外环宽度，X为缓冲带厚度，X=10 mm。N20女，N80男由表1查得：N20女=146 mm，N80男=163 mm。代入数值得到：143 mm≤W1≤146 mm，163 mm ≤W2≤166 mm。

在计算头带长度时，发现N80男与N20女相差长度正好等于缓冲带的厚度，因此失去了固定的效果。所以最终设计成可调节的头带，使之可以伸缩来适应不同的用户。最小头带外圆长度要满足小尺寸设计，最大头带外圆长度要满足大尺寸设计，则：

L1≤M20女;L1≤M80男;L2=L1+△X。

其中，L1为最小头带外环长;L2为最大头带外环长;X为可以伸缩的长度。M20女，M80男由表1查得：M20女=171mm，M80男=191mm。

带入数值得：

设L1=171 mm，则有△X≥20 mm 。最终在头带部分，外环宽度应在163～166 mm，外环最小长度小于171 mm，此时可伸缩长度大于20 mm。

3 结语

在盲人眼镜的设计与实现中，基于中国人体面部尺寸和盲人特殊的佩戴方式，对盲人眼镜的关键尺寸进行设计优化，得出了盲人眼镜鼻托夹角、眼镜面宽及头带的尺寸数据。终对盲人导航眼镜进行了实例设计。以人机工程学为主，设计出一款符合中国人体面部尺寸的盲人导航眼镜。

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作者简介：杜俊瑶（1994—），女，山东潍坊人，西安工业大学艺术与传媒学院艺术设计专业2016级硕士研究生在读，研究方向：兵器美学与复杂产品。