人机工程学复习资料.docx
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人机工程学复习资料
人机工程学复习资料
1.人机工程学的命名及定义
人机工程学是在以人为本的思想指导下，综合考虑人的
心理、生理及能力和需求等因素，研究系统中人、机械、环
境相互间的合理关系，依据设备或工具的功能和要求进行人
机系统的设计和研究，以保证人们安全、健康、舒适地工作，
并取得满意的工作效果的一门科学。
2、人机工程学研究的
内容
人的因素:
人的人机学参数、生理因素、作业特征
机的因素:
显示装置、控制装置等机械设备的设计、安
全防护装置环境因素:
光环境、噪声环境、振动环境、微
气候等作业环境设计人机系统综合研究:
人机匹配、人机界面设计、作业空间设计3.人机工程学的三个著名试验
肌肉疲劳试验：
1884年德国莫索对人体疲劳现象进行研究，对作业人体通以微电流，发现电流随人体疲劳程度不同而变化。
铁锹作业试验：
美国泰勒1898年对铁锹作业效率研究，
对“铲量”分别为5Kg、10Kg、17Kg、30Kg的四种铁锹进行
铲煤作业试验，10Kg的铁锹效率最高。
砌砖作业试验：
1911年美国吉尔伯勒斯用快速摄像机拍
砌砖动作，去掉多余无效的动作后，效率120块/小时提高
到350块/小时。
4.安全人机工程学的定义
安全人机工程学是从安全的角度和着眼点，运用人机工
程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新
兴学科。
5.安全人机工程学的研究对象和目的人:
机械的
操作者或使用者
人机界面:
人和机在信息交换和功能上接触或互相影响
的领域机:
人所操纵或使用的各种机器、设备、机构、工
具等
目的:
对人机系统建立合理可行的方案，根据人和机的
功能特点和需求，合理分配，使二者有机结合，发挥各自的
最大功效，创造安全、舒适、健康的工作和生产环境。
6.
研讨：
身边事物人机设计的合理与不当分析第二章复习题：
1.为什么说人体测量参数是一切设计的基础？
2.人
体测量的基本姿势有哪些？
a.立姿:
挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平时前
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，自然伸直，左右足后跟并拢，两足端分开
大致成45o角，体重均匀分布于两足。
b.坐姿：
挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面为定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，
膝弯曲大致成90o，足平放在地面上，手轻放在大腿上。
3.
矢状面、冠状面的定义？
P18
4.人体测量的顺序？
从头到脚，从前到后
5．使用人
体数据的原则是什么？
6．手、脚作业域如何确定？
P21
7．人体测量数据的运用准则有哪些？
1）、最大最小准则
例如门的最小高度设计应使用高百分位身高数，操作力
设计应使用最小操纵力设计准则。
2）、可调性准则,使用对
象的5%～95%可调。
例如汽车座椅靠背倾角。
3）、平均准则,
门的拉手高度4）、使用最新人体数据准则
5）、要考虑地区、性别、年龄、民族等因素的差异性。
6）、功能修正与最小心理空间相结合准则。
着装和穿鞋
修正量可参阅P38表2-8姿势修正量：
立姿身高、眼高
减10mm坐姿坐高、眼高减44mm7）、标准化准则
8）、姿势与身材不能分开
9）、百分位与适用度的选用原则。
可参考经验设计结果
8．人体测量数据如何处理？
1）数据分组：
确定组距，可根据全距来分组做频数分
布图：
直方图计算离均差其中b-组距
Gi-各组的中值G0-假定平均数x-离均差计算并列表
平均数
标准差
x确定假定平均数：
取频数最大的组，假定平均数＝/2
xGiG0bfxbGx
标准误差0其中
N-
总频数
N
fxfx29．结合实际举例说明人体数据在工程中的应用？
例1：
某班男生平均身高，标准差，求5%值，95%值。
解：
5%值：
95%值：
例2：
某同学身高1700mm，他想知道有百分之几的同学
身高超过他。
已知平均身高，标准差
S=
例
3：
已测得
200
名
20岁男性拖拉机驾驶员的身高数值
v52bSxN计算：
平均数、标准差、标准误差、
5%值和
95%值。
x，（SK）1.已知某城市人口身高Pv＝=95求身高在
180cm以上占多少身高在160cm以下占多少
身高在160cm～180cm之间占多少
设某人群平均身高1755mm，σ=54mm，求5%值，95%值，
按这两个值设计适应度是多少？
3.假设身高服从正态分
布，且平均身高
M，标准差δ,
则
M±δ的适应度是多少？
第
三章
1、感觉、知觉、感觉阈限、明适应、暗适应、思维、
能力、性格、需要的定义感觉：
是人脑对直接作用于感觉
器官的客观事物个别属性的反映。
知觉：
是人脑对直接作
用于感觉器官的客观事物和主观状况的整体反映。
能被感
觉器官所感受的刺激强度范围，称为感觉阈限。
当人从暗处到亮处时，刚开始看不清物体，经过30s，
瞳孔缩小，视锥细胞转入工作状态，1min后便能看清物体，
此种适应过程称为明适应。
当人从亮处到暗处时，刚开始看不清物体，经过5～
7min，瞳孔放大，视杆细胞转入工作状态，30min后才能看
清物体，此种适应过程称为暗适应。
思维：
人对感觉和知觉材料进行分析、判断，揭示事物
的规律能力是人顺利完成某种活动所必须具备的心理特征
之一
性格是一个人表现在对现实的态度和行为方式上稳定的和习惯化的心理特征。
需要是个体在生活中感到某种欠缺而力求获得满足的一种内心状态，它是机体自身或外部生产条件的要求在人的大脑中的反映。
2、感觉和知觉的联系和区别是怎样的？
联系：
a.感觉是知觉的基础
b.都是客观事物直接作用于感觉器官而在大脑中产生
的对所作用事物的反映区别：
a.感觉个别属性，知觉
整体属性b.感觉是简单加工，知觉是复杂加工
c.感觉取决于客观事物自身的属性，知觉不仅取决于
客观事物自身的属性，还与人的知识、经历、训练有关
3、
视觉、听觉特征分别是什么？
视觉特征
a.眼睛沿水平方向运动快且不易疲劳；一般先看到水平
方向后看到垂直方向b.视线的变化习惯从左到右，从上
到下和顺时针方向运动
c.人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向的
估计准确的多。
水平仪表的误读率28％，垂直仪表的误读率
36％。
d.左上限观察最优，其次为右上限、左下限，右下
限最差e.两眼运动是协调的、同步的
f.人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易接受
g.颜色影响人的辩测能力.易辨认的顺序是红、绿、黄、
白.两种颜色搭配时黄底黑字最易辨认。
听觉特征
a.具有正常听力的年轻人最佳的听力范围为
20～
20XX0Hz。
b.主观感觉的声音响度与声强之间符合韦伯－费
其诺定律。
c.人耳能辨别声音的的方向和，频率越高越明
显。
d.听觉适应比视觉适应时间短。
e.声音具有掩蔽效应。
4、非理智行为而发生违章操作的心理因素有哪些表
现？
1）侥幸心理产生的原因：
1、错误经验2、将小
概率事件当成零事件2）省能心理：
以较少的能量获得最大
的效果3）逆反心理：
与常态行为相反的对抗性心理4）凑
兴心理：
加强青年职工的安全教育
5）从众心理：
不从众就
会感到有精神压力
6）精神文明：
提高人的品德、责任感、修养和法制观
念5.如何应用能力的个体差异搞好安全工作？
6、视野与视力范围，试分析视力表能辨别视力的原因。
视野指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正
前方物体时所能看到的空间范围。
7、情绪与情感的区别是什么？
为保障安全生产如何对待情绪问题？
二者区别ⅰ.情绪通常是与有机体生物天然需要相联
系；情感是人的社会性需要ⅱ.情绪是所有动物都有，情感只有人有ⅲ.情绪具有情景性，情感具有稳定性
ⅳ.情绪具有冲动性和外显性，情感需要长时间观察，具有深沉和内隐性情绪与安全生产
ⅰ.克服急躁情绪，做到从事不同程度的劳动就有不同的劳动情绪与之适应ⅱ.克服烦躁情绪
ⅲ.加强道德感，不伤害自己，不伤害别人，增强理智感，避免侥幸、急躁心理8、反应时间受哪些因素的影响？
如何能缩短人的反应时间？
反应时的影响因素：
感觉通道、动作部位、执行器官、年龄、训练情况、刺激类型、刺激数目、颜色的配合
减少反应时间的途径：
①合理地选择感知类型；②适合人的生理心理要求，根据安人机工程学原则设计机器；③作者操作技术的熟练程度直接影响反应速度，可通过训练提高反应速度9.如何能提高人的信息处理能力？
10.情绪、意志、态度、气质与安全生产的关系
情绪与安全生产，克服急躁情绪，做到从事不同程度的
劳动就有不同的劳动情绪与之适应；克服烦躁情绪；加强道德感，不
伤害自己，不伤害别人，增强理智感，避免侥幸、急躁
心理。
意志与安全，要求人们自觉遵守规范、按章行事、严格操作规程、培养积极的意志品质，不计较个人得失，排除干扰等。
态度与安全，通过宣传、教育以及团队的力量使工人对安全工作的态度达到认同甚至内化。
气质与工作效率和安全生产，气质没有好坏之分，对个人的成功没有决定作用，不管具有何种类型的气质，只要品德高尚，意志力强都可以取得成功。
气质在人的实践活动中虽然不影响活动内容和方向，但却影响活动的效率和工作安
排的恰当性。
所以在选择职业人才时，要充分考虑人的气质；在进行安全教育和劳动组织管理中，要根据气质类型施以不
同的教育手段。
11、影响态度形成的因素:
知识或信息、需要、团体的规定或期望12.气质的类型的特征
胆汁质：
情绪产生快，易冲动，精力行动旺盛，外倾
血质：
情绪产生快，注意力易转移，活泼好动，外倾
质：
情绪产生慢，注意力不易转移，安静、稳重，内倾
抑郁质：
情绪产生快，易敏感，孤僻，善于观察别人不
易察觉的细节，内倾13、马斯洛层次需要理论的内容
多
黏液
自我实现、自尊需要、社交需要、安全需要、生理需要，
将人的需要分成5类：
较低一级的需要基本满足后，较高一
级的需要会逐渐产生和加强。
14.动机和需要的关系
需要是动机的基础，有什么样的需要就有什么样的动
机，动机是需要的表现形式。
15.生产中非理智行为有哪些
表现？
如何克服以保证安全生产？
1）侥幸心理产生的原因：
1、错误经验2、将小
概率事件当成零事件2）省能心理：
以较少的能量获得最大
的效果
3）逆反心理：
与常态行为相反的对抗性心理
4）凑
兴心理：
加强青年职工的安全教育
5）从众心理：
不从众就
会感到有精神压力
6）精神文明：
提高人的品德、责任感、修养和法制观
念第四章
1、试分析脑力劳动容易产生疲劳的原因。
2、人体作业时能量的途径及特点。
ATP—CP系统、乳酸
能系统和有氧氧化系统来提供的3、作业过程中人体通过哪
些方面的机能调节来应对作业带来的生理变化？
人体的机能调节主要反映在神经系统、心血管系统、排
泄系统、呼吸和体温4个方面。
1）/在劳动过程中，最初是通过人体内外感受器所接受
的各种刺激，传至大脑皮层进行分析综合，形成一时性共济
联系，以调节各器官和各系统适应作业的需要，维持人体与
环境的平衡。
动力定型对作业或操作需做较大改变时，切勿
操之过急。
2）、在作业开始后的短时间内即通过神经－体
液的调节而发生适应性变化，主要表现为心率加快和血压上
升，特别是收缩压上升显著。
作业停止后，心率和血压逐渐
恢复正常。
3）、体力劳动时，腹腔血管收缩、汗液分泌增加、血
浆水分减少，尿量也随之减少。
重体力劳动时，一些未经完
全氧化的代谢产物可随尿液排出，而汗液中乳酸的含量也较
多。
4）、每分钟呼吸次数随体力劳动的强度的增大而增加，
重体力劳动可达30~40次／min，肺通气量可安静状态的6~8
L/min增至40~120L/min。
作业停止后，呼吸次数的恢复较
心率和血压的恢复快一些。
一般认为，正常劳动时体温不应
超过安静状态时的体温1℃。
超过这个限度，人体不能适应，
劳动不能持久进行，若勉强进行甚至会导致不良后果。
4、
影响作业能力的因素有哪些？
作业疲劳、社会和心理因素、生产环境因素、工作
条件和性质、操作的熟练程度、个体因素5、作业疲劳的
形成理论有哪几种？
1）、疲劳物质累积论：
作业者短时间内从事大强度体
力劳动，消耗较多能量，能量代谢需要的氧供应不足，产生
无氧代谢，乳酸在肌肉和血液中储积，使人感到不适，产生
疲劳感。
2）、能源物质耗竭论：
作业者从事轻活中等劳动强度
作业，于时间较长，造成肌糖元耗竭，使人产生全身不适，
即产生全身性疲劳。
3）、中枢神经变化论：
全身疲劳是强烈或单调的劳动
刺激引起大脑皮层细胞储存的能源迅速消耗，这种消耗引起
恢
复过程的加强，当消耗占优势时，会出现保护性抑制，
以避免神经进一步损耗并加速其恢复过程。
4）、机体内环境稳定失调论：
西方学者认为全身性疲
劳是于劳动引起平衡紊乱所致，除肌肉疲劳外还有血糖水平
下降，肝糖原枯竭、体液丧失、电解质丧失、体温升高等。
另有学者认为静态作业时，于肌肉收缩而变得僵硬，其
内压增大，导致部分或全部血流的中断，能量代谢在无氧的
环境中进行而产生乳酸堆积
6、在安全生产中，如何应用相关理论知识预防和改善
作业疲劳？
第五章
1、人机系统的含义
人机系统是相互作用、相互联系的人和机两个子系统构
成的，且能完成特定目标的一个整体系统。
2、人机系统变
化的特点
随着机械的功能和技术装备水平的提高，使人对机械运
行状况的了解和操纵变得越来越复杂；技术进步大大
减轻了作业者的体力消耗，但在脑力和心理上
的负担加重
了；
生产过程中信息在时间和空间上密集程度提高了；
要求作业者的工作反应速度和准确性越来越高；
人直接参
与自然物质的加工过程减少；
远离加工客体的监视和管理
的工作增多。
3.何谓“人机功能分配”？
为何要对人与机
进行功能分配？
对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当
地分配给人或机，称为人机功能分配。
人机功能分配就是通
过合理的功能分配，将人与机的优点结合起来，取长补短，
从而构成高效和安全的人机系统。
4、人、机各有哪些优势
和劣势？
如何合理分配其功能？
机械的突出优点:
①重复性的操作和计算②
迅速施加
较大的力③
精确控制施力大小④
长时间或连续施加作用
力⑤大量的数据处理⑥
恶劣或危险环境作业⑦
快速进行
操作
人的突出优点:
①
排除干扰进行判断②
动态的变化中
进行判断③
进行逻辑判断和推理④
进行综合判断⑤
进行
预测工作⑥
进行创造性工作⑦
对偶然或意外事件的处理
5.人机功能分配的原则是什么？
①剩余分配原则②经济分配原则③比较分配原则④宜人分配原则⑤弹性分配原则6、显示器的可识别性的内容
1）安全可靠2）简单明了3）精度适当4）符合操作者
习惯5）适应操作者操作极限7、控制器的可控性的内容
1）适应人体特征2）方向一致3）控制装置要利于辨认
和记忆4）尽量利用控制装置的结构特点进行控制或借助操
作者体位的重力进行控制5）与显示装置有机结合8.举例说
明人机功能分配不当造成的危害。
第六章
1.人机系统的安全设计主要包括哪些内容？
进行安全
设计时应遵循哪些原则？
2．人机系统安全设计的重点是什
么？
3．简述数字式显示和指针式模拟显示各有什么优点。
数字式：
精度高认读速度快无差补误差过载能力强易与计算机联用
指针式：
可靠性高稳定性好易于显示信号的变化趋向
易于判断信号值与额定值之差4.为什么“开窗形”仪表比较好，而“垂直直线形”最差？
开窗型：
指针不动，刻度数字动，窗中的数字易读，其
误读率最低，与此相反，圆形半圆型于需在仪表中寻找和确
认指针的位置，所以在较短的揭示时间内比开窗型的误读率
高。
水平型和垂直型于寻找指针位置最费时间，在提示时间
短的情况下，误读率最高，于眼球在水平方向运动快的缘故，
垂直型最差5.在设计语言传示装置时应注意哪些问题？
1）语言的清晰度：
语言清晰度必须在75%以上才能正确
传示信息重要装置配以标准色或醒目色；2）语言的强度：
强度在60~80db；3）噪声对语言传示的影响6、怎样对仪表
盘进行总体布局设计？
在考虑总体布局时应适合人的生理和心理特性。
1）.仪表盘的识读特点与最佳识读区：
人眼的识读能力
随视区而异2）仪表盘的总体布局设计：
为保证工作效率和
减少疲劳，一目了然地看清全部仪表，一般可根据仪表的数
量选择一字形、弧形、弯折形布置。
3）仪表盘的垂直立面
布置。
盘面安装的仪表，按用途大体可分为：
生产管理仪表、
过程控制仪表和操纵监视仪表等三类。
按其作用、重要程度
与操纵要求，其合理布置如图。
7.设计控制器时应考虑哪些因素？
控制信息的反馈：
控制器的适宜用力控制器的运动控制
器上手或脚的使用部位的尺寸和结构控制器的特征编码与
识别
8.在什么情况下选用脚动控制器？
在操作过程中，只有在用脚动控制器优于手动控制器时
才选用。
①需要连续进行操作，而用手操作不方便的场合②
无论是连续性的还是间歇性控制，其操纵力超过5~10Kg的
情况下③受的控制工作量太大，不足以完成控制任务时9.
为什么要对显示器和控制器进行配置设计？
11.举例说明
一般情况下防止误操作的设计。
1将按钮或许按钮设置在奥的底座中或加装防护栏杆
2
使操作手在越过此控制器时手的运动方向与该控制器的运
动方向不一致3在控制器上加盖或加锁4按固定顺序操作的
控制器可设计成连锁系统5增加操作阻力，使较小外力不起
作用12.如何进行显示器与控制器的协调设计？
13.举例
论述在何种情况下宜选用脚动控制器。
当操纵力超过50～150N，或操纵力小于50N，但需要连
续操作时，宜选用脚踏板。
对于操纵力较小，且不需连续控
制时，宜选用脚踏钮或脚踏开关。
14.为什么说环境条件是影响安全人机系统可靠性的重要因素？
15.从哪些方面对温度作业环境进行改善？
16.论述眩光对作业的不利影响以及针对其所应该采取的主要措施
眩光对作业的不利影响：
主要是破坏视觉的暗适应，产生视觉后像，使工作区的视觉效率降低，产生视觉不舒适感觉和分散注意力造成视觉疲劳。
措施：
1限制光源亮度2合理分布光源3合理的照度4
照度均匀度5亮度分布。
17.照明设计从哪几个方面着手？
1）照明方式2）光源选择3）避免眩光4）照度均匀度
5）亮度分布6）照明的稳定性18.如何评价工作场所的色彩
环境？
大体上分为三类：
即环境色彩、物品配色和标志管理
用色。
19.举例说明在工作场所应该如何选择不同的照明形
式。
20.机器设备的配色应考虑哪些因素？
①色彩与设备的功能相适应；②设备配色与环境色彩相
协调；③危险与示警部位的配色要醒目；④操纵装置的配色
要重点突出，避免误操作；⑤显示装置要与背景有一定对比，
以引人注意和便于认读。
21.要设计出最佳作业空间，应该
考虑思哪些因素？
22.工作姿势主要有哪几类？
各有何特点？
怎样体现在
工作设计的布局设计中？
23.在进行作业空间设计时，一般
应遵守哪些基本原则？
1、总体考虑生产现场的布局2、工作空间设计要着眼
于人，落实于设备3、考虑人的认识特点及人的活动性
1.人机工程学的命名及定义
人机工程学是在以人为本的思想指导下，综合考虑人的
心理、生理及能力和需求等因素，研究系统中人、机械、环
境相互间的合理关系，依据设备或工具的功能和要求进行人
机系统的设计和研究，以保证人们安全、健康、舒适地工作，
并取得满意的工作效果的一门科学。
2、人机工程学研究的
内容
人的因素:
人的人机学参数、生理因素、作业特征
机的因素:
显示装置、控制装置等机械设备的设计、安
全防护装置环境因素:
光环境、噪声环境、振动环境、微
气候等作业环境设计人机系统综合研究:
人机匹配、人机
界面设计、作业空间设计3.人机工程学的三个著名试验
肌肉疲劳试验：
1884年德国莫索对人体疲劳现象进行研
究，对作业人体通以微电流，发现电流随人体疲劳程度不同
而变化。
铁锹作业试验：
美国泰勒1898年对铁锹作业效率研究，
对“铲量”分别为5Kg、10Kg、17Kg、30Kg的四种铁锹进行
铲煤作业试验，10Kg的铁锹效率最高。
砌砖作业试验：
1911
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