人機(jī)工程學(xué)講解

1、第一章 人機(jī)工程學(xué)概論美國(guó)：Human Engineering; Human Factors Engineering工程學(xué)或人類(lèi) 因素工程學(xué)。歐洲： Ergonomics 人類(lèi)工程學(xué)或工效學(xué)。已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織正式采 納，本義：勞動(dòng)的規(guī)律。其他：工程心理學(xué)（前蘇聯(lián)） ；人間工學(xué)（日本） ；人體工程學(xué)；人機(jī)工程學(xué)；人類(lèi)工效學(xué)；人機(jī)控制學(xué)；宜人學(xué)等。我國(guó)： 人機(jī)工程學(xué)，人機(jī)工程、人機(jī)工程設(shè)計(jì)，人 -機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程， 人體工程學(xué)、人類(lèi)工效學(xué)，人類(lèi)工程學(xué)、工程心理學(xué)、宜人學(xué)、人的因 素等。國(guó)際人機(jī)工程學(xué)會(huì)（International Ergonomics AssociatignlEA）： 研究人與系

2、統(tǒng)中其他因素之間的相互作用，以及應(yīng)用相關(guān)理論、原理、數(shù)據(jù)和 方法來(lái)設(shè)計(jì)以達(dá)到優(yōu)化人類(lèi)和系統(tǒng)效能的學(xué)科。 （ 2000.8：一般定義：人機(jī)工程學(xué)是以人的生理、心理特性為依據(jù)，應(yīng)用系統(tǒng)工程 的觀點(diǎn)，分析研究人與產(chǎn)品、人與環(huán)境以及產(chǎn)品與環(huán)境之間的相互作用， 為設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)便省力、安全、舒適，人機(jī)環(huán)境的配合達(dá)到最佳狀態(tài) 的工程系統(tǒng)提供理論和方法的學(xué)科。人機(jī)工程學(xué)：按照人的特性設(shè)計(jì)和改善人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué) 。人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)是指由共處于同一時(shí)間和空間的人與其所使用的機(jī)以及他們周?chē)?的環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)人 機(jī)系統(tǒng)，在人 機(jī)系統(tǒng)中，人、機(jī)、環(huán)境相互依存、 相互作用、相互制約完成某一特定的工作或生活過(guò)程。學(xué)科名

3、稱(chēng)：應(yīng)用實(shí)驗(yàn)心理學(xué)學(xué)科名稱(chēng)：工程心理學(xué)經(jīng)驗(yàn)人機(jī)工程學(xué) 萌芽階段（ 人適應(yīng)機(jī)器 ： 科學(xué)人機(jī)工程學(xué) 形成階段（機(jī)器適應(yīng)人：1- .征 持 的 人能 機(jī)一 的一 器 機(jī)嶠覺(jué)龍力13- 一敢過(guò) 徵超F(xiàn) 1 射號(hào) *0 蟲(chóng)力 受能 接宓受堆節(jié)動(dòng)世叮調(diào)器運(yùn)自LlffJ- -1一一作a 業(yè) 作信息處理_ 己上 _ 4- -Isi 0 息空l(shuí)rJH 侏推“的忖 的右2忌心 人忘秒佰一一 JbX 右町靠性ST 右 於但生都m能 性苗不 町吋加筑 其作甞 C 3-P 后變非急 計(jì)不力累 設(shè)持犧的 性保修外 靠呈維意 可質(zhì)和理 徑且處耐久性町 eLL人機(jī)工程學(xué)的研究方法實(shí)驗(yàn)法觀察法凋査研究法計(jì)算機(jī)數(shù)值仿法實(shí)測(cè)法研

4、究方法分析法模擬和模型試驗(yàn)法人機(jī)工程學(xué)與工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系(1) 對(duì)象人類(lèi)生產(chǎn)或生活所創(chuàng)造的產(chǎn)物現(xiàn)代生產(chǎn)方式的產(chǎn)物(2) 目標(biāo)、理念一一與使用者取得最佳的身、心匹配，擺正顛倒了的人、物主從關(guān) 系。(3) 性質(zhì)一一創(chuàng)造性的活動(dòng) 、為進(jìn)行人-機(jī) -環(huán)境系統(tǒng) 設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)、為進(jìn)行人-機(jī) -環(huán)境系統(tǒng) 設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)A.為工業(yè)設(shè)計(jì)中孝慮”人的因彩提供人體尺度D.為進(jìn)行人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)為工業(yè)設(shè)計(jì)中円物篥的功 能合理性提供科學(xué)依據(jù)E.為堅(jiān)持以槨人欄為核心的設(shè)計(jì)恩韻提供工作稈序X.G為設(shè)計(jì)中考慮環(huán)境因素”提供設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第2章人體測(cè)量與數(shù)據(jù)應(yīng)用人體測(cè)量數(shù)據(jù)的種類(lèi)形態(tài)測(cè)量：人體體形尺寸，體積，重量，表

5、面積運(yùn)動(dòng)測(cè)量：人體的活動(dòng)過(guò)程和活動(dòng)范圍的大小，動(dòng)作范圍，動(dòng)作過(guò)程，形體變化，皮膚變化生理測(cè)量：人體出力范圍，人體感覺(jué)反應(yīng)，人體疲勞形態(tài)數(shù)據(jù)類(lèi)型I靜態(tài)尺寸動(dòng)態(tài)尺寸II-人體的構(gòu)造尺寸動(dòng)態(tài)尺寸：人體的功能尺寸人機(jī)課本:2.1.3人體測(cè)量的基本術(shù)語(yǔ)要求清楚被測(cè)者姿勢(shì)， 姿勢(shì)要求，以及測(cè)量 方向即以前畫(huà)過(guò)的人體圖。百分位百分位由百分比表示，表示設(shè)計(jì)的適應(yīng)域，稱(chēng)為“第幾百分位”。例如，50%稱(chēng)為第50百分位，用Pk表示。百分位數(shù)百分位數(shù)是百分位對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)值。例如，身高分布的第5百分位數(shù)為1543，則表示有5%的人的身高將低于這個(gè)高度。當(dāng)需得到某項(xiàng)人體測(cè)量尺寸 X所處的百分位P時(shí)，可按F列步驟及公式求得

6、z (Xi x)/Sd式中：p概率數(shù)值，根據(jù)上面公式求得的Z值，查正態(tài)分布表獲取再由下式求得百分位 P:P=0.5+p一、人體尺寸應(yīng)用的原JW使用最新數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化原則極限設(shè)計(jì)原則:可調(diào)性設(shè)計(jì)原則:動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則:平均尺寸設(shè)計(jì)原則二、產(chǎn)品人體尺寸設(shè)計(jì)的步驟和方法 1、識(shí)別所有與產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的人體尺寸； 2、確定預(yù)期的用戶(hù)人群（成人、兒童、老人等） 3、選擇一個(gè)合適的預(yù)期用戶(hù)的滿(mǎn)足度；1）確定所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的類(lèi)型；2）選擇人體尺寸的百分位（滿(mǎn)足度）.4、獲取正確的人體測(cè)量數(shù)據(jù)表并查找出需要的基本數(shù)據(jù) 5、產(chǎn)品功能尺寸的確定1）確定功能修正量（客觀量）（1）著裝修正量（表 2-12）（2） 姿勢(shì)修正量（p

7、36）（3）操作功能修正量（p36）（4）年代、年齡修正量2）確定心理修正量（主觀量）最小功能尺寸=人體尺寸的百分位數(shù)+功能修正量最佳功能尺寸=人體尺寸的百分位數(shù)+功能修正量+心理修正量第3章人體感知與運(yùn)動(dòng)特征三個(gè)子系統(tǒng)：把操作者作為人機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè) “環(huán)節(jié)”來(lái)研究,人與外界發(fā)生聯(lián)系的主要是三個(gè)子系統(tǒng)，即感覺(jué)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)1.反射弧（反射的生理結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)）反射是神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)肌體活動(dòng)的一種基本形式。反射活動(dòng)的全部結(jié)構(gòu)組成反射弧；反射弧具有五個(gè)基本環(huán)節(jié)，即感受器。傳入神經(jīng)元，中間神經(jīng)元傳出神經(jīng)元，放應(yīng)器。人機(jī)系統(tǒng)中的最常用的感覺(jué)通道是視覺(jué)通道（80%）、聽(tīng)覺(jué)通道（14%）、觸覺(jué)和其他通道（

8、6%）3. 2.2視覺(jué)系統(tǒng)視網(wǎng)膜最外層細(xì)胞包括視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞，它們是接受信息的主要細(xì)胞。視覺(jué)系統(tǒng)由眼睛、視神經(jīng)和視覺(jué)中樞的共同活動(dòng)組成視桿 細(xì) 胸在低水半愿 明時(shí)（如 更冋 隔作用 區(qū)別愿白對(duì)光譜綠色部分最敏懣,在HE網(wǎng)膜遠(yuǎn)離中心處最壽対極列的卿澈敏感視錐細(xì)胸在高水平j(luò)照明時(shí)（如白天）起作用區(qū)別顏色對(duì)光譜黃色部分最敏感，往視阿膜的中部最多 主要在識(shí)別空間位置和要求敏銳地看物體時(shí) 起作用視網(wǎng)膜的視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞的不同性質(zhì)視野：眼睛觀看正前方物體時(shí)所能看得見(jiàn)的空間范圍，常 以角度來(lái)表示。（靜視野、注視視野、動(dòng)視野）動(dòng)視野：見(jiàn)圖3-6。水平視野（單視野/雙視野）：1. 5-3. 0特優(yōu)視區(qū)；（

9、物象落在黃斑上）10。以?xún)?nèi):優(yōu)視區(qū);10-20瞬息視區(qū)；（能在很短的時(shí)間內(nèi)看清 物體）20-30有效視區(qū)；（需集中注意力看）其余：良好視區(qū)。3.中央視覺(jué)和視覺(jué)中央視覺(jué)（明視覺(jué)）一視錐細(xì)胞（感色能力強(qiáng)、 能清晰分辨物體）。周?chē)曈X(jué)（暗視覺(jué)）一視桿細(xì)胞（觀察空間范圍和正在運(yùn)動(dòng)的物體）。4. 雙眼視覺(jué)和立體視覺(jué)雙眼視物：視野范圍較大；具有分辨物體深淺、 遠(yuǎn)近等相對(duì)位置的能力；能形成立體視覺(jué)。5. 色覺(jué)和色視野色視野是指顏色對(duì)眼的刺激能引起感覺(jué)的范圍。（見(jiàn)圖3-7）人眼隨視覺(jué)環(huán)境中光亮度的變化而感受性發(fā)生變化的過(guò)程，有暗適應(yīng)和明適應(yīng)兩種。見(jiàn)圖3-8根據(jù)視覺(jué)的明暗適應(yīng)特征， 要求在設(shè)計(jì)工作面照 明時(shí)，需

10、使其亮度均勻而且不產(chǎn)生陰影，否則，眼睛的頻繁明暗調(diào)節(jié)，不僅會(huì)增加眼睛的疲勞，而且會(huì)引起錯(cuò)誤操作。 1.疲勞程度：水平優(yōu)于垂直。 2.視線變化習(xí)慣：左右,上一下，順時(shí)針。 3.準(zhǔn)確性：水平尺寸和比例的估計(jì)更準(zhǔn)確安 4,觀察情況的優(yōu)先性：左上一右上一左下一視右卜訕Q僅長(zhǎng)鬥幻苦必碩它山這-九 視亠心汀打w 覺(jué)汝樂(lè)啟牲咄”門(mén)曲汽處汕 特二筋心叨沂認(rèn)川s:征 為相加jTi：j場(chǎng)訐認(rèn)販匸字、藍(lán)底白字.白底黑字*白底紅字。 8.物體的顏色在有色光源的照射下會(huì)產(chǎn)生變化， 顯現(xiàn)的顏色與物體本色，照射光線的顏色之間的關(guān) 系有一定規(guī)律性。如表*9、眼晴在直視方向的最小分辨角和分辨顏色的情 況。如表B3。 10.視覺(jué)

11、損傷 1K視覺(jué)疲勞3.3.1聽(tīng)覺(jué)剌激聽(tīng)覺(jué)的適宜刺激是聲音，聲音的聲源是振動(dòng)的物體, 人的聽(tīng)感范圉：2020000Hz.感受性最高的頻率范 圍 ;10004000HzX3.2聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)起主要作用的部位=內(nèi)耳耳蝸起輔助作用的部位：外耳、中耳、內(nèi)耳的其它部分，見(jiàn) 圖本體感覺(jué)系統(tǒng)包括耳前庭系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)覺(jué)系統(tǒng)，可感受身體和四肢所在位置的信息。包括平衡覺(jué)，運(yùn)動(dòng)覺(jué)運(yùn)動(dòng)特征人體軀 干和肢 體在水 平面的 運(yùn)動(dòng)比 在垂直 面的運(yùn) 動(dòng)速度 快。垂直方 向的操 縱動(dòng)作 從上 往下的 運(yùn)動(dòng)速 度比從 下往上 的運(yùn)動(dòng) 速度快彷操作后速左動(dòng)快轉(zhuǎn)比運(yùn)靈 嚴(yán)的動(dòng)前動(dòng)比運(yùn)度旋動(dòng)線更口 水向縱，運(yùn)度右速，運(yùn)直動(dòng)活人操作手手而的L運(yùn)向

12、動(dòng) 般手動(dòng)右左，手作右比運(yùn)n 一的縱，比快右動(dòng)向動(dòng)左快 針的動(dòng)逆方操作度，習(xí)0 吋向作比針的動(dòng)速快加 順?lè)讲僮鲿r(shí)向作，更更慣體的比身向動(dòng)更但的性 身向動(dòng)開(kāi)方逕度，者aa 向方運(yùn)離體的速快 后準(zhǔn)高心理學(xué)家列文(K丄ewin)認(rèn)為：人與 環(huán)境密不可分，行為取決于個(gè)體本身 與其所處的環(huán)境。即式中B彳丁為(Behavior)f函數(shù)(Func t i on)P人(Person)E環(huán)境(Environment,廣義) 心理學(xué)家將行為的產(chǎn)生分解為刺激、生物體、反應(yīng)三 項(xiàng)因素研究，即S O R式中，S 外在、內(nèi)在的刺激(stimulsitor)O 人體(organism)R 行為反應(yīng)(reaction)剌激、

13、人體、反應(yīng)三項(xiàng)因素間的存在相互作用關(guān)系。刺激思維的種類(lèi)：PB具體*思維和抽象思維，具 體思維分為動(dòng)作思維和形象思維。按方 向不同，思維可分為集中思維和發(fā)散思 維。信息4.2要求全部掌握，請(qǐng)看書(shū) 對(duì)產(chǎn)品的知覺(jué)以及創(chuàng)造性思維自己看 書(shū)，比較分散。、界面的三個(gè)部分顯示 方式傳謹(jǐn)?shù)男畔⑻卣黠@示 方式傳蚩的信息掙征觀覺(jué) 顯示1比較復(fù)雜壽象的佶息或舍有科學(xué)拽術(shù)術(shù) 語(yǔ)的信息Jt宇、圖表、公式等 監(jiān)傳遞的信息很長(zhǎng)或儒要魁遲者3需用方位、距離等空間狀蕊說(shuō)明的信息4,以后有枝弓用的可能的信息5斤攤環(huán)境只適合聽(tīng)覺(jué)傳謹(jǐn)?shù)男畔?,適合聽(tīng)堂傳盤(pán)個(gè)聽(tīng)覺(jué)負(fù)荷已很直的場(chǎng)合 久不需要急迫傳謹(jǐn)?shù)男畔?,傳遞的信息常需同時(shí)顯示、監(jiān)越聽(tīng)覺(jué)SZF1.較短或無(wú)需延遲的信鬼瞪彊單且要求快速傳謹(jǐn)?shù)男畔⒕靡晲鹜ǖ镭?fù)荷過(guò)重的場(chǎng)合4 所處環(huán)境不適合視覺(jué)通道停遞的信息他覺(jué)顯示皿所覺(jué)通道負(fù)荷過(guò)軸場(chǎng)合2. 使