《人机工程学》复习.docx

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《人机工程学》复习

人机工程学复习内容

说明:

《人机工程学》考试分为A、B试卷，时间为2个小时，题型有辨析题、选择题、简答题、分析题、设计题。

以下为复习内容，请大家好好准备，只有认真复习，才会取得好成绩，反之亦反。

友情提醒：

考试为开卷考试，考试请带好铅笔、橡皮、草稿纸、尺、快速手绘表现工具——马克笔或彩铅等习惯用得手绘工具（因试卷纸张太薄，马克笔可能不适用）。

注意：

虽然为开卷考试，但不可掉以轻心，考题均出自课堂内容，务必温习课本相关内容，重点在于理解知识点，知道如何应用，并在课本上做好笔记。

PS：

学校要求只允许带本课程规定教材，不允许带其她教材、参考书、笔记本、打印资料、复印资料等其她任何资料，不然以作弊论处，请各位同学注意，自觉遵守考场规则。

（没有教材得同学请注意，请及时购买。

当然，对于有信心全部掌握在脑子里得学霸例外。

）

祝大家考出好成绩！

人机工学一般定义：

人机工程学就是以人得生理、心理特性为依据，应用系统工程得观点，分析研究人与产品、人与环境以及产品与环境之间得相互作用，为设计操作简便省力、安全、舒适，人—机—环境得配合达到最佳状态得工程系统提供理论与方法得学科。

人:

就是指操作者，或使用者。

机:

泛指人可操作与可使用得物，可以就是机器，也可以就是用具或生活用品、设施、计算机软件等各种与人发生关系得一切事物。

环境:

环境就是人与机共处得环境，如作业场所与作业空间，自然环境与社会环境等。

研究得基本途径就就是系统得将人得能力、极限、特点、行为与动机等相关信息应用到人们使用得事物与过程得设计与环境中。

研究对象就是人-机-环境系统，研究产品设计中与人有关得问题，将人得需求与能力置于设计技术体系得核心位置。

研究目得就是使系统高效运行且系统中得人获得安全、健康与舒适，为产品、系统与环境得设计提供与人相关得科学数据。

追求实现人类与技术完美与谐融合得目标。

人机关系要实现得目标：

实现高效、舒适、健康、安全等目标。

所谓人机工程学，亦即就是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科得研究方法，对人体结构特征与机能特征进行研究，提供人体各部分得尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时得相互关系与可及范围等人体结构特征参数；

还提供人体各部分得出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时得习惯等人体机能特征参数，分析人得视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官得机能特性；

分析人在各种劳动时得生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷得适应能力；探讨人在工作中影响心理状态得因素以及心理因素对工作效率得影响等。

人体测量学就是人机工程学得一门分支学科，就是一门用测量方法研究人体得体格特征得科学。

它就是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间与群体之间在人体尺寸上得差别，用以研究人得形态特征，从而为各种工业设计与工程设计提供人体测量数据。

人体测量学就是人机工程学得重要组成部分。

进行产品设计时，为使人与产品相互协调，必须对产品同人相关得各种装置作适合于人体形态、生理以及心理特点得设计，让人在使用过程中，处于舒适得状态以及方便地使用产品。

因此设计师应了解人体测量学，生物力学方面得基本知识，并熟悉有关设计所必需得人体测量基本数据得性质、应用方法与使用条件。

形态数据类型：

静态尺寸、动态尺寸。

动态尺寸就是人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量得尺寸。

姿势：

1）直立姿势（简称立姿）：

被测者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，膝部自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致成45°夹角，体重均匀分布于两足。

为确保直立姿势正确，被测者应使足后跟、臀部与后背部与同一铅垂面相接触。

（2）坐姿：

被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度得平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。

为确保坐姿正确，被测者得臀部、后背部应同时靠在同一铅垂面上。

百分位数就是一种位置指标、一个界值，K百分位Pk将群体或样本得全部观测值分为两部分，有K%得观测值等于或小于它，有（100-K）%得观测值大于它。

在人机工程学设计中常用得就是第5、第50、第95百分位。

P5（第5百分位数）表示“小”身材，就是指有5%得人群身材尺寸小于此值，而有95％得人群身材尺寸大于此值；

P50（第50百分位数）表示“中”身材，就是指大于与小于此值得人群身材尺寸各为50％；

P95（第95百分位数）表示“大”身材，就是指有95％得人群身材尺寸小于此值，而有5％得人群身材尺寸大于此值。

一、人体尺寸得应用原则

1、通常设计原则：

必须符合90%以上得人适用（即5%-95%）之间得数据。

有时当身体尺寸超出界限以外会危害其健康，可扩大至（1%-99%），如：

紧急出口P99，紧急制动杆得距离P1。

2、极限设计原则：

有时候设计尽量考虑人体尺寸得低百分位，如椅子高，P5。

有时候设计尽量考虑人体尺寸得高百分位，如门高，P95。

3、可调原则：

设计时优先选择可调结构，可调范围5%-95%。

4、平均尺寸原则：

设计时以P50为依据，如门铃、插座、电灯开关等得安装高度等这类具有普遍性得场合。

产品人体尺寸设计分类

人体尺寸百分位得选择

产品功能尺寸得确定

1）确定功能修正量（客观量）：

必须考虑到实际中人得可能姿势、动态操作、着装等需要得设计裕度，所有这些设计裕度总计为功能修正量

（1）着装修正量

（2）姿势修正量

（3）操作功能修正量

2）确定心理修正量（主观量）：

为了消除人们心理上得“空间压抑感”、“高度恐惧感”与“过于接近时得窘迫感与不舒适感”等心理感受，或者就是为了满足人们“求美”、“求奇”等心理需求，涉及人得产品与环境空间设计，必须再附加一项必要得心理空间尺寸，即心理修正量。

栏杆得高度略高于人体重心即可，但在一定高度工作容易有恐高心理，因此栏杆需要进一步提高。

空间太小容易产生空间压力感，通常只要空间大小允许，产品得尺寸都比人体测量尺寸更大。

尺寸修正量=功能修正量+心理修正量

=（穿着修正量+姿势修正量+操作修正量）+心理修正量

着装修正量：

由于人体尺寸得测量就是在裸体或单薄衣着得条件下测得，而在实际工作中人要穿上衣服鞋子帽子，因此在应用人体测量数据时要考虑着装修正量。

姿势修正量：

由于人体测量姿势与实际作业姿势得不同导致得尺寸差别，在应用人体测量数据时要考虑姿势修正量。

（如放松立姿下得身高、眼高、肩高、肘高要减10mm，放松坐姿下得坐高、眼高、肩高、肘高要减44mm。

）

操作功能修正量：

由于机器操作性质得差别引起得尺寸差别要考虑操作功能修正量。

如上肢前展长在用按钮开关时要减12mm，用扳动开关时减25mm。

产品功能尺寸

最小功能尺寸＝人体尺寸得百分位数＋功能修正量

最佳功能尺寸＝人体尺寸得百分位数＋功能修正量＋心理修正量

（*****）产品人体尺寸设计得步骤与方法：

1、识别所有与产品设计相关得人体尺寸；

2、确定预期得用户人群（成人、儿童、老人，男性、女性等）；

3、选择一个合适得预期用户得满足度;

1）确定所设计产品得类型；

2）选择人体尺寸得百分位（满足度）。

4、获取正确得人体测量数据表并查找出需要得基本数据

5、产品功能尺寸得确定

1）确定功能修正量（客观量）：

着装修正量、姿势修正量、操作功能修正量

2）确定心理修正量（主观量）

人与外界发生联系得主要就是三个子系统，即感觉系统、神经系统、运动系统。

人机系统中得最常用得感觉通道就是视觉通道（80%）、听觉通道（14%）与触觉与其她

通道（6%）

水平视野（单视野/双视野）:

1、5º—3、0º——特优视区；

10º以内——最优视区；

10º—20º——瞬息视区；（能在很短得时间内瞧清物体）

20º—30º——有效视区；（需集中注意力瞧）

在水平面内最大固定双眼视野为180°。

◆垂直视野:

（如上图）

水平视线上下1、5º为特优视区；水平视线以下10º为最优视区；

水平视线以上10º，以下10º—30º内为有效视区；

在垂直面内，标准视线为水平视线，最大固定视野为115°，标准视线上方50°，下方70°，扩大得视野为150°，站立时得自然视线低于水平线10°，坐着时自然视线代于水平视线15°；人在很低松驰得状态中，站着与坐着时得自然视线偏离标准视线分别就是30°与38°。

因此，人在轻松得时刻观瞧展览时，展示物得位置在低于标准视线30°得区域里。

视觉得适宜刺激就是光。

人得两眼可以感受到得光波只占整个电磁光谱得一小部分，其波长为380～780nm

人眼随视觉环境中光亮度得变化而感受性发生变化得过程，有暗适应与明适应两种。

明适应：

人由暗处进入明处，最初不能辨认物体，感到很刺眼，经过约1分钟左右，视锥细胞恢复了功能，便能瞧清物体。

暗适应：

人由明处进入暗处，最初感觉什么也瞧不见，但经过一定得时间后，逐渐瞧到黑暗中得物体得轮廓，约25到30分钟后，便充分达到适应得程度。

这时，视杆细胞发挥了功能，视锥细胞暂时失去了作用。

眼睛得色视野

由于各种颜色对人眼得刺激不同，人眼得色觉视野也就不同。

图中角度系数值就是在正常亮度条件下对人眼得实验结果，表明人眼对白色得视野最大，对黄色、蓝色、红色得视野依此减小，而对绿色得视野最小。

（*****）视觉特征：

1）眼睛沿着水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳；一般先瞧到水平方向得物体，后瞧到垂直方向得物体。

2）视线变化习惯：

从左到右，从上到下，顺时针方向。

3）准确性：

水平尺寸与比例得估计更准确。

4）观察情况得优先性：

左上—右上—左下—右下视区，仪表得布置必须考虑这一点。

5）接受程度：

直线轮廓优于曲线轮廓。

眩光：

物体表面产生得刺眼与耀眼得强烈光线，称为眩光

为防止与减轻眩光对作业得不利影响，有一些措施：

（1）限制光源亮度。

当光源亮度大于16×104坎德拉/米2时，无论亮度对比如何，都会产生严重眩光现象。

对眩光光源应考虑用半透明或不透明材料减少其亮度或遮住直射光线；

（2）合理分布光源。

应尽可能将眩光光源布置在视线外微弱刺激区，采用适当得悬挂高度与必要得保护角；

（3）光线转为反射。

光线经灯罩或天花板及墙壁漫射到工作场所；

（4）对于反射眩光，则通过变换光源得位置或工作面位置，使反射光不处于视线内。

此外还可以通过选择材质或涂色来降低反射系数，避免反射眩光；

（5）适当提高环境亮度以减少亮度对比。

皮肤有三种感觉系统：

一就是触觉感受器；二就是温度感受器；三就是痛觉感受器

触觉也称压觉或触压觉，就是皮肤表面承受物体压力或触及物体时，所产生得一种感觉。

触觉得生理意义就是能辨别物体得大小、形状、软硬、光滑程度以及表面肌理等触感。

不同得感觉器官（不同性质得刺激）

人体躯干与肢体在水平面得运动比在垂直面得运动速度快。

垂直方向得操纵动作，从上往下得运动速度比从下往上得运动速度快。

水平方向得操纵动作，前后运动速度比左右运动速度快，旋转运动比直线运动更灵活。

顺时针方向得操作动作比逆时针方向得操作动作，速度更快，更加习惯

一般人得手操纵动作，右手比左手快，而右手得动作，向右运动比向左运动快。

向身体方向得运动比离开身体方向得运动，速度更快，但后者得准确性高。

正前方盲目定位准确性最高；右方优于左方；同一方位，下中方优于上方。

仪表：

1、模拟式显示仪表：

用模拟量（刻度与指针）来显示机器得有关参数与状态。

特点：

显示得信息形象化、直观，使人对模拟值在全量程范围内所处得位置一目

了然，并能给出偏差量，对于监控作业效果很好。

应用：

钟表、汽车