人机工程学教案Word文档下载推荐.docx

1、人机工程设计、研究，以及将人机工程应用于系统设计、 课程教学重点 与难点 重点：使学生掌握人机工程的理论以及相关研究方法。难点：能够独立进行人机工程设计、研究，以及将人机工程应用于 系统设计、产品设计之中。主要教学方法 与手段 讲授与演示教材和主要参 考资料 王龙 人机工程学 丁玉兰 人机工程学 课程类别填公共基础课或专业基础课或专业必修课或公共选修课或专业选修课或实验：注 （上机）课或集中实践环节。授课时间 节 第 7-8 二 1 次课，第 1 周 星期 第课时 2 授课方式 其他 上机课 技能课实验课讨论课理论课 习题课 授课题目第一章 概述 目的与 要求了解人机工程学的起源、发展、研究内

2、容与方法；了解人机工程学的体系及对工业设计的作用；掌握人机工程学的定义。重点与 难点重点：人机工程学的定义，人机工程学对工业设计的作用。 难点：人机工程学对工业设计的作用。 教学基本内容 方法及手段1.1人机工程学发展简史 人类社会就是不断的改造自然，就是人和物的相互适应1.1.1人与工具： 问题 我国古代的成就经验人机工程学：人体测量学是人机工程学中1.1.2 一门基础学科 1.1.3近代人机关系的研究：是工业管理及工程设计中重要的应用性科学现代人机工程学的建立：人机工程学作为一门学科，其成熟前期的1.1.4基础性发展是在第二次世界大战期间 1.2人机工程学的概念人机系统：人机系统是有人和机

3、器构成的系统，是指“人”和人所 1.2.1 对应的“物”共处于同一时间及空间时所构成的系统 人机界面：人机界面是指人机间能能相互施加影响的区域 1.2.2 1.2.3人机关系：人机系统中的机宜人与人适机是相对的 1.2.4人机工程学定义：人机工程学就是研究并优化人机系统的科学 人机工程学的内容1.3机，环人机工程学的学科构成：人机工程学的学科构成可以分为人, 1.3.1 境三个子系统人的因素：人是人机系统中最活跃的环节，也是最重要的环节，同 1.3.2 时也是最难控制的环节机器的因素：机器的因素主要对机械及电气系统进行归纳，在一定 1.3.3 程度上也有普遍的代表性环境的因素：环境因素包括生产

4、，生活，室内，室外，自然，人工 1.3.4 环境等人机系统的综合研究内容：人机系统的综合研究的目的是为了得到 1.3.5 系统的最佳效果 1.4人机系统设计的一般程序 人机系统设计程序：系统的调查，研究，人机系统的构成 1.4.1人机系统的外部环境：包括：技术水平，自然环境，企业政策，经 1.4.2 济条件，人的因素，原材料，市场等 1.4.3人机系统的内部环境：人机系统的内部环境对人的能力影响较大人机系统分析：先要选定系统的目的，并按其评价标准从高的层次 1.4.4 开始，一次记录下来 1.5人机工程学研究方法概述人机工程学研究方法特点：人机工程学是一门有多学科交叉形成的 1.5.1 综合性

5、，边缘性学科人机工程学研究方法的层次：分三个层次，前两个层次是研究方法 1.5.2 和研究手段，第三个层次的工作实际上是相关学科的基础研究工作宋体五号左对齐（各部分内容的时间分配、板书安排、采用的教学方法和教学手段可在此加以说明） 思考题、作业、参 考文献 对人机工程学的理解以及分为几个方面 课 后 人机工程学的定义、人机工程学的起源与发展、人机工程学的研究内容与 结小 方法、人机工程学体系及其应用领域、人机工程学对工业设计的作用。 节 第 7-8 第 2 次课，第 2 周 星期二 其他 上机课技能课 理论课讨论课 习题课实验课 人体测量与数据应用第二章 了解人体测量中的主要统计函数；了解常用

6、的人体测量数据；理解人体模。 功能尺寸参数及其计算掌握人体测量的基本术语；板的含义；掌握人体的结构、 人体测量的基本术语，人体的结构、功能尺寸参数及其计算。人体尺寸的应用。 2.1科学的研究方法：科学是运用范畴，定理，定律等思维形式反映现实世 界各种现象的本质和规律的知识体系。2.2人机工程学的研究方法 2.2.1观察法：观察法是研究者通过观察和记录自然情境下发生的现象来人是研究对象的一种方法。 实测法：实测法是一种借助实验仪器进行实际测量的方法，也是2.2.2一种使用比较普遍的方法 实验法及模拟实验法：实验法及模拟实验法可以在作业现场进行2.2.3 也可以在实验室里进行分析法：分析法是对人机

7、系统已取得的“资料”和数据进行系统2.2.4 分析一种方法计算机数值仿真法：计算机数值仿真法可以用人体模型模仿人的2.2.5 特征和行为，描述人体尺度，形态和人的心理调查研究法：调查研究法是针对所存在的问题有目的的，有计划，2.2.6 系统的进行调查研究，抽样分析操作者或使用者的意见或建议的研究方法 2.3以人为中心的设计研究方法 2.31经典研究方法：主要包裹访谈法和问卷法 2.3.2过程性研究方法：主要包括口语分析法和人物分析法创新性研究方法：创新性研究方法主要包括意向尺度图法和工作2.3.3 法 2.4人体力学参数的概念 人体测量：人体测量学是人机工程的重要基础部分、2.4.1人体的力学

8、参数：人体的力学参数可分为静止形态，肢体活动范2.4.2 围，生物力学，生理学参数 人体尺寸与测量方法2.5 测量姿势：包括直立姿势和正直坐姿2.5.1测量基准面：测量基准面包括矢状面，冠状面，水平面，眼耳平2.5.2 面 测量基准轴：包括铅垂轴，纵轴和横轴2.5.3 测量项目和测量方法2.5.4 2.6人体尺寸的应用标准差与百分位：再决定其尺寸是，必须意识与使用要求的人体2.6.1 尺寸作为基础应用人体尺寸时应考虑的因素：包括社会环境，地区性差别，年2.6.2 龄 2.7人体尺寸模板及其应 2.7.1人体尺寸模板：通过数据处理即可得到保准人体尺寸人体模板结构：包括基准线，关节，活动范围，手的

9、姿势，人体2.7.2 模板的分段尺寸人体尺寸等级：主要根据不同的目的选用百分位，对于安全措施，2.7.3 应尽可能按极端的百分位，数值设计人体模板的应用：需要借助人体模板进行辅助制图，辅助设计或2.7.4 辅助演示 宋体五号左对齐（各部分内容的时间分配、板书安排、采用的教学方法和教学手段可在 此加以说明） 描述观察法的缺点及人体模板的结构 思考题、作业、参 考文献人体测量的基本术语及仪器、人体测量中的主要统计函数、人体的结构、 后课 功能尺寸参数及其计算、人体尺寸的应用原则、人体模板及其应用。 结小 节 第 7-8 二 第 3 次课，第 3周 星期 其他技能课 上机课 实验课 习题课理论课 讨

10、论课 人体感知与运动输出第三章了解感觉和知觉的概念及基本特性；了解运动输出的质量指标；掌握视觉、听觉机能及其特征；掌握神经系统、运动系统的机能及其特征；掌握人的信息处理系统的模型。视听觉机能及其特征，神经系统、运动系统的机能及其特征，人的信息处理系统的模型。人的信息处理系统的模型。3.1肌肉 3.1.1肌肉的生理特征：肌肉的人分类，肌肉的运动特征，收缩中的生理代谢 肌肉收缩与神经控制的关系：神经控制的作用方式，反射系统 3.1.2静态施力极限， 3.1.3肌肉施力：肌肉施力的分类，静态施力的生理效应，减少静态施力设计 骨和关节运动3.2 3.2.1骨的关节与功能：骨是人体内部最坚固的组织 股杠

11、杆：分为平衡杠杆，省力杠杆和速度杠杆3.2.2 人体运动4.3 人体运动的种类：角度运动，旋转运动，环转运动3.3.1 3.3.2关节可动域：关节可动域收人的尺寸和关节活动的范围的影响 人体力量：手指的操纵力，上下肢的操纵力，全身的推力和拉力3.3.3 3.4人的操作动作分析有意识的动作分类：定位动作，逐次动作，重复动作，连续动作，3.4.1 调整动作动作分析与动作经济原则：四项基本思路，减少动作数量；追求3.4.2 动作平衡，缩短动作移动距离；是动作保持轻松自然的节奏 人体系统3.1 3.1.1基本概念：系统的重要特征在于系统的整体功能高于部分之和 人体系统设计程序：是按照系统论的方法而进行

12、的一种总体设计3.1.2人体系统的设计方法：包括自成体系的设计思想和与之相应的设3.1.3 计技术 3.2人机系统检查与评价人体系统检查：是否符合人机学设计要求，可以用核查表进行检3.2.1 查人机系统评价：良好的人机关系可以提高作业效率，产生满意心3.2.2 里 作业分析包括什么 关节可动域分为几类 课 后 小 结感觉和知觉的概念及特性，视觉机能及其特征，听觉机能及其特征，神经系统机能及活动方式，人的信息处理系统的模型，运动系统的组成、机能及其特征，运动输出的质量指标。授课时间 节 第二 7-8 4 次课，第4 第 周 星期 授课方式其他 技能课 上机课 实验课 习题课 讨论课 理论课第四章

13、 显示装置设计 了解仪表显示设计方法；了解信号灯、荧光屏设计的原则；了解图形符号的特征及应用；理解显示装置设计的人机工程学原则；掌握视听信息人机工程学设计方法。视听信息人机工程学设计。荧光屏设计。 教学基本内容方法及手段 4.1显示系统设计 4.1.1显示器分类及功能：直接决定这操作者接受信息的速度和准确度 4.1.2显示器设计原则：可见度高，明显度高，可读性好，阐明力强，考虑到市里缺陷者，简单明了，确保安全 4.1.3视觉显示方式的选择：主要取决与现实的目的和问题性质总的要求是快速，准确的表达某种信息 宋体五号左（各部分对齐内容的时间分配、板书安采用的教排、和方法教学在可段学手 此加以说明）

14、 显示功能及显示性能的要求 思考题、作业、参 考文献表盘、刻度、指针、数码和字符的设计，信号灯设计的课 后 原则，荧光屏设计的原则及新技术，图形符号的特征及应用， 小 结听觉设计的原则，显示装置设计的人机工程学原则。 节 第二 7-8 5 第 5 次课，第 周 星期 其他 技能课 上机课 实验课 习题课 讨论课 理论课 操纵装置设计第五章 了解各种操纵装置的类型、特征和设计方法；理解操纵装置设计的人机工程学原则。操纵装置设计中的人机工程学原则。人机工程学在操纵装置设计中的应用。5.3控制系统设计 5.3.1控制器的类型及选择：控制器的类型分为：按操纵方式划分，按功能划分，其他控制器；选择：按功

15、能选择，按工作要求选择，按制器的选择原则 5.3.2控制器设计中的人机因素：按制器信息的反馈，控制运动方向与系统的关系，控制编码器 操作控制体统的安全因素 5.3.3典型控制器设计：旋钮设计，按钮设计，开关设计，方向盘设计，显控协调性设计 5.3.4显示系统与控制系统综合设计的方法：显控协调性，集中控制中的显控界面设计 5.4软件人机界面设计 需要好好利用人机界面设计的原则及设计的方法 宋体五号左对齐（各部分间的内容时分配、板书安排、采用的教方学法和教在学手段可此加以说明） 控制编码器分为几种 思考题、 控制器信息的反馈有几种形式作业、参 考文献操纵装置的类型及特征、旋转式操纵器的类型及形体设

16、课 后 计、移运式操纵器的类型及设计、按压式操纵器的类型、脚 结小 动操纵器的类型及设计、操纵装置设计的人机工程学原则。 节7-8 二 第 星期周次课，第 第 6 6 工作台椅与手握工具设计第六章 了解控制台的形式和工作座椅设计的主要依据；了解人手的解剖结构；理解人体坐姿的生物力学分析；掌握控制台、办公台的设计要点；掌握手握式工具的设计原则。控制台、办公台的设计要点，工作座椅设计的要点。人体坐姿的生物力学分析。6.1.控制台设计：是包含操纵专制和监视装置的作业单元，他小到一台便携式打字机的作业单元，大到一个房间控制室或控制中心 A） 6.2.控制台的形式桌式控制台 ）直柜式控制台 ）组合式控制

17、条 ）弯折式控制台 6.3.控制台设计要求： 控制台设计的主要内容：工作台尺寸事宜，造型美观，方便使用， 给人以舒适感控制台设计的关键：根据人体尺寸，将控制器与显示器布置在作 业者正常的作业空间范围内。保证作业者能良好的观察必要的显示器，操作所有的控制器，以及为长时间作业提供舒适的作业姿势，控制台又是在操作 者前侧上方也有作业区，所有这些区域都必须可市区内 6.4.常用控制台设计：）坐姿低台是控制台 ）坐姿高台是控制台 ）坐立两用是控制台 控制台的常用形式和设计要求 根据人体尺寸及椅子设计原则，分析目前学生用椅的缺点，设计一种适合学生用的椅子；可以根据自己的兴趣涉及其他座椅 后课 控制台的形式

18、及设计要点，办公台的设计方法，工作座椅设计的主要依据和要点，手握式工具的设计原则。授课时间 节 周 星期 二 第 7-8 次课，第7 第 7 授课方 其他 上机课 技能课 理论课讨论课习题课实验课 式 作业岗位与作业空间设计 第七章 授课题目了解近身作业空间的概念和内容；了解作业面设计的要点；理解作业空间的布置原则；掌握各种作业岗位的特征及设计要求；掌握作业空间设计的社会心理因素和设计步骤。手工作业岗位的尺寸设计，近身作业空间的概念和内容，作业空间设计的社会心理因素。近身作业空间的内容。教学基本内容 7.1人与空间 7.1.1.人与空间：人和事物都是通过在空间中和由空间做出的各种程度的分隔所联

19、系，具体的任何事物只有在一定的空间了才能存在。空间可以划分为室内空间和室外空间两种形式，空间环境是反映人类生活和精神生活的一面镜子，人的本质趋向于有选择的对待现实，并按照他们自己 的思想，愿望来加以改造和调整，事的人与空间的关系变得无比紧密，空间的发展变得永无止境 7.1.2空间的功能：1）物质功能：包括使用上的需求，是随着现代的科技的发展，新技术设施的改进和利用，对空间设计提出的相应的要求和改革，其物质功能的重要性和复杂性是毋庸置疑的 2）精神功能：是在物质功能的基础上再满足物质需求的同时从人的文化心理需求出发并能充分体现在空间形式的处理和空间形象的塑造上，是人们获得精神上的满足和美的享受

20、7.2环境空间中人体工程学的应用 ：环境空间中人体工程学涉及范围很广，从个人的生理心理精神需求到社会与群体的行为与交往需求，是个较大的课题，本届着眼于最基础的生活空间与人体尺寸相适应的方面来说明环境空间设计中如何应用人体工程学 室内空间设计迎面遵循哪些原则 思考题、 作业、参 考文献作业岗位的特征及设计要求，手工作业岗位类型和岗位 后 课 小 结尺寸设计，视觉信息作业岗位的人机界面种类，近身作业空 间的概念和内容，作业面设计的要点和作业空间的布置原 则，作业空间设计的社会心理因素和设计步骤。第 8 次课，第 8 周 星期 二 第 7-8 节 其他技能课 实验课上机课 理论课 讨论课习题课 作业

21、岗位与作业空间设计 第七章7.3人为因素与空间设计 7.3.1社会环境与空间设计：人总是在一定的社会环境中生活，属于社会环境的组成部分，人对个人的活动空间的要求不仅仅是对物理环境的要求，还受到社会和心理因素的影响，在空间设计的时候应充分考虑社会因素对人类的影响，包括a）私密性 b）个人空间 c）领地 拥挤等 d）人文环境与空间设计：对于人类来说驻扎不仅仅是栖身之地，他7.3.2是理想生活的象征，是受文化控制的观念，它的形成主要是因为人们拥有的 共同的目标和价值观念，而其后材料和技术的影响则小一些 环境空间的色彩设计7.4 色彩的物理效果：对室内设计效果有着决定性作用的条件有：7.4.1 1（）

22、色彩的温度感 ）色彩的重量感（ 2 （3）色彩的体量感 （4）色彩的距离感色彩的心理效果：色彩的心理效果是人对色彩所产生的感情，色 7.4.2彩的心理效果不是绝对的，色彩的心理效果从两方面表现出来，一方面是视 觉产生的美丑感，另一方面是有人的情感长生的好恶感色彩的生理效果：是色彩对人的感官及机体所长生的影响，及不7.4.3 同的颜色可以刺激人的机体而产生不同的反应 环境空间的色彩设计基本原则：7.4.41）功能对色彩设计的制约 2）一般形式美的原则设计色彩 3）利用装饰材料的天然色彩 ）色彩的个性，民族性，区域性 4 红，橙，黄，绿，蓝，紫各能产生什么样的心理效果 后课 小 结作业面设计的要点

23、和作业空间的布置原则，作业空间设计的社会心理因素和设计步骤。授课时间 节 第 星期二 7-8 次课，第 第 9 9 周 授课方式其他技能课 理论课讨论课习题课实验课上机课近身作业空间的内容 7.5作业空间：包括1）近身作业空间， 2）个体作业场所 3）总体作业空间 7.6作业空间设计的一般要求 1）作业特点 2）人体尺寸 3）作业姿势 4）个体因素 5）维修活动 7.7作业场所布置原则：1）重要性原则 2）使用频率原则 3）功能原则 4）使用顺序原则 7.8作业空间设计中的人体因素：1）作业空间设计使人体测量学数据运用 2）人体视野及所及范围 3）工作体位 7.9坐姿作业空间设计:1）工作面高

24、度和宽度 2）作业范围 3）容膝容脚空间 4）椅面高度及活动余隙 5）脚作业空间 宋体五号左对齐（各部分的时间内容分配、板书安排、采用的教方法和教学可学手段在 此加以说明） 椅面高度与隙有什么要求 思考题、作业、参 考文献理解作业空间的布 后课 置原则；掌握作业空间设计的社会心理 小 结因素和设计步骤。第 10 次课，第 10 周 星期 二 第 7-8 节 事故分析与安全设计 第八章了解人的不安全行为和物的不安全状态；理解人为主因的事故模型和控制事故的基本对策；掌握安全装置与防护装置的设计。事故成因分析，安全装置与防护装置的设计。事故成因分析。8.1保障系统安全是人机工程学追求的主要目标，因而

25、事故分析和安全设计是人机工程学研究的重要内容 8.2事故成因的分析：事故成因复杂，依据人机工程学的理论，可将事故的成因总结为人的原因，物的原因，环境条件；而系统的安全管理， 事故发生的机理，是构成事故的关键因素 8.3事故原因综合分析） 直接原因：人得不安全行为，物的不安全状态 间接原因：管理失误 ） 基础原因：社会因素） 外部因素：造成事故的失误行为） ） 内部因素：人的不全行为发生的过程主要原因：人机系统中的人的食物可能发生在设计，制造，检 ） 验，安装，维修和操作的各个阶段，设计不良和操作不当。不安全因素：生产过程中涉及的物质，包括，原料，动力，燃 ）料，设备，设施，产品及其他非生产性的物质，这些物质本身具有的属性及潜在的破坏能力是有诱发事故的物质基础，导致事故的物辐射，机械，按其性质可分为化学，质因素称为固有危险源，电器， 和其他危险源 ） 管理失误：）技术管理缺陷 ）人员管理缺陷 ）劳动组织不合理 ）检查和事故防范不力 事故原因包括哪几方面 公共事业企事业事故发生的主要因素是什么 后课 结小事故成因分析及事故模型，控制事故的基本对策，安全装置与防护装置的设计。