第八章人機(jī)系統(tǒng)

1、機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院人 機(jī) 工 程 學(xué)教師：廖教師：廖 敏敏22022年6月30日星期四第八章第八章 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)8.1 系統(tǒng)系統(tǒng)8.2 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)8.3 人機(jī)配合人機(jī)配合8.4 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.5 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例分析人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例分析32022年6月30日星期四8.1系統(tǒng)系統(tǒng) 系統(tǒng)就是由相互作用、相互依賴的若干組成部分（簡(jiǎn)系統(tǒng)就是由相互作用、相互依賴的若干組成部分（簡(jiǎn)稱稱“組分組分”）結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體。）結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體。42022年6月30日星期四8.1系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)的特點(diǎn)：系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)是由若干個(gè)具有獨(dú)立

2、功能的部分組成。）系統(tǒng)是由若干個(gè)具有獨(dú)立功能的部分組成。（2）組成系統(tǒng)的各元素之間相互聯(lián)系，相互制約，密切聯(lián)）組成系統(tǒng)的各元素之間相互聯(lián)系，相互制約，密切聯(lián)系。系。（3）系統(tǒng)是一個(gè)整體，有明確的目標(biāo)。）系統(tǒng)是一個(gè)整體，有明確的目標(biāo)。（4）系統(tǒng)有一定的結(jié)構(gòu)。）系統(tǒng)有一定的結(jié)構(gòu)。（5）系統(tǒng)有一定的功能。）系統(tǒng)有一定的功能。（6）系統(tǒng)是相對(duì)的。）系統(tǒng)是相對(duì)的。52022年6月30日星期四8.2 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)8.2.1 概念和組成概念和組成 人和機(jī)組成的系統(tǒng)統(tǒng)稱為人機(jī)系統(tǒng)。人和機(jī)組成的系統(tǒng)統(tǒng)稱為人機(jī)系統(tǒng)。62022年6月30日星期四8.2.2 人機(jī)系統(tǒng)的分類人機(jī)系統(tǒng)的分類按照人的參與方式，人機(jī)系統(tǒng)

3、可以分為三類：按照人的參與方式，人機(jī)系統(tǒng)可以分為三類：1. 手控式人機(jī)系統(tǒng)；手控式人機(jī)系統(tǒng)；2. 機(jī)控式人機(jī)系統(tǒng)；機(jī)控式人機(jī)系統(tǒng)；72022年6月30日星期四8.2.2 人機(jī)系統(tǒng)的分類人機(jī)系統(tǒng)的分類按照人的參與方式，人機(jī)系統(tǒng)可以分為三類：按照人的參與方式，人機(jī)系統(tǒng)可以分為三類：1. 手控式人機(jī)系統(tǒng)；手控式人機(jī)系統(tǒng)；2. 機(jī)控式人機(jī)系統(tǒng)；機(jī)控式人機(jī)系統(tǒng)；3. 自動(dòng)化系統(tǒng)。自動(dòng)化系統(tǒng)。82022年6月30日星期四8.2.3 人機(jī)界面人機(jī)界面 人機(jī)界面設(shè)計(jì)主要就是顯示、控制以及它們關(guān)系的設(shè)人機(jī)界面設(shè)計(jì)主要就是顯示、控制以及它們關(guān)系的設(shè)計(jì)計(jì)。 根據(jù)交互對(duì)象的不同，人機(jī)界面可以分為硬件界面和根據(jù)交互對(duì)象

4、的不同，人機(jī)界面可以分為硬件界面和軟件界面。軟件界面。人人人人人機(jī)人機(jī)界面界面人機(jī)人機(jī)界面界面機(jī)機(jī)92022年6月30日星期四8.2.4 人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo) 人機(jī)系統(tǒng)的總體目標(biāo)是要滿足安全、高效、舒適、健人機(jī)系統(tǒng)的總體目標(biāo)是要滿足安全、高效、舒適、健康和經(jīng)濟(jì)康和經(jīng)濟(jì)5個(gè)指標(biāo)的總體優(yōu)化。個(gè)指標(biāo)的總體優(yōu)化。102022年6月30日星期四8.3 人機(jī)配合人機(jī)配合8.3.1 人機(jī)功能分配人機(jī)功能分配功能分配通常應(yīng)考慮以下問題：功能分配通常應(yīng)考慮以下問題：（1）人與機(jī)械的性能、負(fù)荷能力、潛力及局限性；）人與機(jī)械的性能、負(fù)荷能力、潛力及局限性；（2）人進(jìn)行規(guī)定操作所需的訓(xùn)練時(shí)間和精力限度；）人進(jìn)

5、行規(guī)定操作所需的訓(xùn)練時(shí)間和精力限度；（3）對(duì)異常情況的適應(yīng)性和反應(yīng)能力的人機(jī)對(duì)比；）對(duì)異常情況的適應(yīng)性和反應(yīng)能力的人機(jī)對(duì)比；（4）人的個(gè)體差異的統(tǒng)計(jì)；）人的個(gè)體差異的統(tǒng)計(jì)；（5）機(jī)械代表人的效果和成本等。）機(jī)械代表人的效果和成本等。112022年6月30日星期四8.3.1 人機(jī)功能分配人機(jī)功能分配人機(jī)功能分配主要有幾個(gè)原則：人機(jī)功能分配主要有幾個(gè)原則：（1）比較分配原則比較分配原則 一般來說，強(qiáng)度大的、快速的、高精度的、持續(xù)久一般來說，強(qiáng)度大的、快速的、高精度的、持續(xù)久的、單調(diào)的和操作環(huán)境惡劣的要安排機(jī)去完成。的、單調(diào)的和操作環(huán)境惡劣的要安排機(jī)去完成。（2）剩余分配原則剩余分配原則 把盡可能多

6、的功能分配給機(jī)器，特別是計(jì)算機(jī)，剩把盡可能多的功能分配給機(jī)器，特別是計(jì)算機(jī)，剩余的功能分配給人。余的功能分配給人。（3）經(jīng)濟(jì)分配原則經(jīng)濟(jì)分配原則 以經(jīng)濟(jì)效益為基礎(chǔ)進(jìn)行人機(jī)功能分配。以經(jīng)濟(jì)效益為基礎(chǔ)進(jìn)行人機(jī)功能分配。122022年6月30日星期四8.3.1 人機(jī)功能分配人機(jī)功能分配人機(jī)功能分配主要有幾個(gè)原則：人機(jī)功能分配主要有幾個(gè)原則：（4）宜人分配原則宜人分配原則 工作要體現(xiàn)人的價(jià)值和能力，要有意分配一些具有工作要體現(xiàn)人的價(jià)值和能力，要有意分配一些具有挑戰(zhàn)性的工作給人，充分發(fā)揮人的技能。挑戰(zhàn)性的工作給人，充分發(fā)揮人的技能。（5）彈性分配原則彈性分配原則 人可以自由選擇參與系統(tǒng)行為的程度，功能分

7、配具人可以自由選擇參與系統(tǒng)行為的程度，功能分配具有很大的彈性。有很大的彈性。132022年6月30日星期四8.3.2 人機(jī)界面匹配人機(jī)界面匹配1. 控顯比控顯比 控制操作的輸入量與顯示的反應(yīng)量的比值稱為控制操作的輸入量與顯示的反應(yīng)量的比值稱為控顯比控顯比。 開始的時(shí)候，控制動(dòng)作十分迅速，向某個(gè)大方向調(diào)開始的時(shí)候，控制動(dòng)作十分迅速，向某個(gè)大方向調(diào)節(jié)，稱為節(jié)，稱為“粗調(diào)粗調(diào)”；當(dāng)接近預(yù)定讀數(shù)的時(shí)候，控制動(dòng)作；當(dāng)接近預(yù)定讀數(shù)的時(shí)候，控制動(dòng)作變慢，以便進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，稱為變慢，以便進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，稱為“精調(diào)精調(diào)”。結(jié)論：結(jié)論：粗調(diào)操作時(shí)要求控顯比小，精調(diào)操作時(shí)，要求控粗調(diào)操作時(shí)要求控顯比小，精調(diào)操作時(shí)，要

8、求控顯比大顯比大。 142022年6月30日星期四8.3.2 人機(jī)界面匹配人機(jī)界面匹配2. 顯示器和控制器的組合方式與原則顯示器和控制器的組合方式與原則（1）重要性原則）重要性原則 按照重要性對(duì)控制臺(tái)面板進(jìn)行布置。最重要的應(yīng)該布按照重要性對(duì)控制臺(tái)面板進(jìn)行布置。最重要的應(yīng)該布置在置在最佳視野區(qū)和基本控制區(qū)最佳視野區(qū)和基本控制區(qū)內(nèi)。內(nèi)。152022年6月30日星期四8.3.2 人機(jī)界面匹配人機(jī)界面匹配2. 顯示器和控制器的組合方式與原則顯示器和控制器的組合方式與原則（2）操作頻率原則）操作頻率原則 操作頻率原則指顯示器和控制器按照其使用頻率大操作頻率原則指顯示器和控制器按照其使用頻率大小進(jìn)行布置。

9、小進(jìn)行布置。162022年6月30日星期四8.3.2 人機(jī)界面匹配人機(jī)界面匹配2. 顯示器和控制器的組合方式與原則顯示器和控制器的組合方式與原則（3）功能分組原則）功能分組原則 相關(guān)的顯示器和控制器應(yīng)當(dāng)布置在相互對(duì)應(yīng)的位置，相關(guān)的顯示器和控制器應(yīng)當(dāng)布置在相互對(duì)應(yīng)的位置，形成功能組。形成功能組。172022年6月30日星期四8.3.2 人機(jī)界面匹配人機(jī)界面匹配2. 顯示器和控制器的組合方式與原則顯示器和控制器的組合方式與原則（4）順序分組原則）順序分組原則 顯示器和控制器還可以按照其使用順序進(jìn)行布置顯示器和控制器還可以按照其使用順序進(jìn)行布置。182022年6月30日星期四8.3.2 人機(jī)界面匹配

10、人機(jī)界面匹配2. 顯示器和控制器的組合方式與原則顯示器和控制器的組合方式與原則（4）順序分組原則）順序分組原則在進(jìn)行顯示和控制布置的時(shí)候，一般都要進(jìn)行分區(qū)。在進(jìn)行顯示和控制布置的時(shí)候，一般都要進(jìn)行分區(qū)。192022年6月30日星期四8.3.2 人機(jī)界面匹配人機(jī)界面匹配3. 顯示器和控制器協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)顯示器和控制器協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì) 空間關(guān)系協(xié)調(diào)性：指顯控器的空間形式和關(guān)系應(yīng)該符空間關(guān)系協(xié)調(diào)性：指顯控器的空間形式和關(guān)系應(yīng)該符合操作者的習(xí)慣模式。合操作者的習(xí)慣模式。202022年6月30日星期四8.3.2 人機(jī)界面匹配人機(jī)界面匹配3. 顯示器和控制器協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)顯示器和控制器協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)性：指顯控

11、器在運(yùn)動(dòng)方式上應(yīng)該符合操運(yùn)動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)性：指顯控器在運(yùn)動(dòng)方式上應(yīng)該符合操作者的習(xí)慣模式。作者的習(xí)慣模式。 212022年6月30日星期四8.3.2 人機(jī)界面匹配人機(jī)界面匹配3. 顯示器和控制器協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)顯示器和控制器協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì) 概念關(guān)系協(xié)調(diào)性：指顯控器的功能或用途編碼與人們概念關(guān)系協(xié)調(diào)性：指顯控器的功能或用途編碼與人們已有概念的一致性。已有概念的一致性。222022年6月30日星期四8.3.3 人機(jī)系統(tǒng)的可靠性人機(jī)系統(tǒng)的可靠性1. 人的可靠性人的可靠性 人的可靠性關(guān)鍵在于人具有很多不穩(wěn)定的因素人的可靠性關(guān)鍵在于人具有很多不穩(wěn)定的因素。分。分析人的可靠性從本質(zhì)上看就是分析人的錯(cuò)誤及其原因。析人的可

12、靠性從本質(zhì)上看就是分析人的錯(cuò)誤及其原因。2. 機(jī)的可靠性機(jī)的可靠性 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量、材料質(zhì)量和生產(chǎn)質(zhì)量已經(jīng)成為機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量、材料質(zhì)量和生產(chǎn)質(zhì)量已經(jīng)成為機(jī)器可靠性的重要因素。器可靠性的重要因素。232022年6月30日星期四8.3.3 人機(jī)系統(tǒng)的可靠性人機(jī)系統(tǒng)的可靠性2. 機(jī)的可靠性機(jī)的可靠性舉例：數(shù)控系統(tǒng)常用的可靠性指標(biāo)舉例：數(shù)控系統(tǒng)常用的可靠性指標(biāo)有：有： 可靠度（可靠度（R(t) ）、）、失效率（故障率失效率（故障率（t ) ）、）、平均故障間隔時(shí)間平均故障間隔時(shí)間（MTBF ）、平均維修時(shí)間、平均維修時(shí)間(MTTR ），它們一般都是），它們一般都是時(shí)間的函數(shù)。時(shí)間的函數(shù)。MTBF（M

13、ean Time Between Failures）：?jiǎn)挝粸椋簡(jiǎn)挝粸椤靶⌒r(shí)時(shí)”， 表示相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間。它反映表示相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間。它反映了產(chǎn)品的時(shí)間品質(zhì)，是體現(xiàn)產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持功能了產(chǎn)品的時(shí)間品質(zhì)，是體現(xiàn)產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持功能的一種能力。的一種能力。242022年6月30日星期四8.4 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.4.1 人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述 從系統(tǒng)工程的角度看，系統(tǒng)方法可以分為從系統(tǒng)工程的角度看，系統(tǒng)方法可以分為6個(gè)部分：個(gè)部分： 明確系統(tǒng)目的；明確系統(tǒng)目的； 確定系統(tǒng)分配的制約條件；確定系統(tǒng)分配的制約條件； 建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；建

14、立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型； 研究數(shù)學(xué)模型；研究數(shù)學(xué)模型； 提出新系統(tǒng)方案；提出新系統(tǒng)方案； 方案分析和評(píng)價(jià)。方案分析和評(píng)價(jià)。252022年6月30日星期四8.4.2 人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的目標(biāo)人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的目標(biāo)（1）安全目標(biāo)）安全目標(biāo) 包括兩個(gè)方面：減少事故和避免包括兩個(gè)方面：減少事故和避免人為錯(cuò)誤。人為錯(cuò)誤。（2）作業(yè)效能目標(biāo)）作業(yè)效能目標(biāo) 合理分配作業(yè)、正確的設(shè)計(jì)和良好的環(huán)境都可以改善合理分配作業(yè)、正確的設(shè)計(jì)和良好的環(huán)境都可以改善操作者的作業(yè)效能。操作者的作業(yè)效能。（3）用戶滿意度目標(biāo)）用戶滿意度目標(biāo) 是人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中心理和情感層面上的目標(biāo)。是人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中心理和情感層面上的目標(biāo)。（4）系

15、統(tǒng)效益目標(biāo)。）系統(tǒng)效益目標(biāo)。 主要包括培訓(xùn)費(fèi)用、人力資源的利用和生產(chǎn)效率三方主要包括培訓(xùn)費(fèi)用、人力資源的利用和生產(chǎn)效率三方面的內(nèi)容。面的內(nèi)容。262022年6月30日星期四8.4.3 人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序 人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的程序可以分為人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的程序可以分為6個(gè)主要階段：個(gè)主要階段：第一步：定義系統(tǒng)第一步：定義系統(tǒng)目標(biāo)和作業(yè)要求目標(biāo)和作業(yè)要求第二步：系統(tǒng)定義第二步：系統(tǒng)定義第三步：初步設(shè)計(jì)第三步：初步設(shè)計(jì)第四步：界面設(shè)計(jì)第四步：界面設(shè)計(jì)第五步：第五步：作業(yè)輔助設(shè)計(jì)作業(yè)輔助設(shè)計(jì)第六步：第六步：系統(tǒng)驗(yàn)證評(píng)估系統(tǒng)驗(yàn)證評(píng)估272022年6月30日星期四8.4.3 人機(jī)系統(tǒng)總

16、體設(shè)計(jì)程序人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序1. 定義系統(tǒng)目標(biāo)和作業(yè)要求定義系統(tǒng)目標(biāo)和作業(yè)要求 系統(tǒng)目標(biāo)是一個(gè)抽象概念的定義，而作業(yè)要求是目系統(tǒng)目標(biāo)是一個(gè)抽象概念的定義，而作業(yè)要求是目標(biāo)在具體內(nèi)容上的定義。標(biāo)在具體內(nèi)容上的定義。2. 系統(tǒng)定義系統(tǒng)定義 系統(tǒng)定義是對(duì)系統(tǒng)定義是對(duì)系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能進(jìn)行定義，通常采用進(jìn)行定義，通常采用功能流功能流程圖程圖來描述功能之間的關(guān)系。來描述功能之間的關(guān)系。282022年6月30日星期四8.4.3 人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序功能流程圖功能流程圖292022年6月30日星期四8.4.3 人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序3. 初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì) 初步設(shè)計(jì)主要有

17、初步設(shè)計(jì)主要有4個(gè)方面：功能分配、作業(yè)要求、任個(gè)方面：功能分配、作業(yè)要求、任務(wù)分析和工作設(shè)計(jì)。務(wù)分析和工作設(shè)計(jì)。4. 界面設(shè)計(jì)界面設(shè)計(jì) 界面設(shè)計(jì)主要包括顯示、控制、顯控關(guān)系、工作環(huán)界面設(shè)計(jì)主要包括顯示、控制、顯控關(guān)系、工作環(huán)境和交互設(shè)計(jì)等。境和交互設(shè)計(jì)等。302022年6月30日星期四8.4.3 人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序5. 作業(yè)輔助設(shè)計(jì)作業(yè)輔助設(shè)計(jì) 作業(yè)輔助設(shè)計(jì)主要包括作業(yè)幫助與指導(dǎo)、訓(xùn)練的設(shè)備作業(yè)輔助設(shè)計(jì)主要包括作業(yè)幫助與指導(dǎo)、訓(xùn)練的設(shè)備和程序兩個(gè)方面的內(nèi)容。和程序兩個(gè)方面的內(nèi)容。 作業(yè)輔助設(shè)計(jì)的一些基本原則主要包括：作業(yè)輔助設(shè)計(jì)的一些基本原則主要包括：（1）在保證充分信息

18、的基礎(chǔ)上，盡量減少信息量，避免信息過載；）在保證充分信息的基礎(chǔ)上，盡量減少信息量，避免信息過載；（2）避免抽象的信息；）避免抽象的信息；（3）一般不向用戶解釋操作原因，應(yīng)向用戶解釋操作的方式；）一般不向用戶解釋操作原因，應(yīng)向用戶解釋操作的方式；（4）盡量讓用戶在實(shí)踐中學(xué)習(xí)；）盡量讓用戶在實(shí)踐中學(xué)習(xí)；（5）避免和減少先學(xué)干擾的影響。）避免和減少先學(xué)干擾的影響。312022年6月30日星期四8.4.3 人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序6. 系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)估系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)估 從系統(tǒng)的角度看，測(cè)試和評(píng)估就是對(duì)系統(tǒng)是否滿足系從系統(tǒng)的角度看，測(cè)試和評(píng)估就是對(duì)系統(tǒng)是否滿足系統(tǒng)目標(biāo)而進(jìn)行的檢驗(yàn)。統(tǒng)目標(biāo)而進(jìn)

19、行的檢驗(yàn)。 從人機(jī)工程學(xué)的角度來看系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)估，主要是看從人機(jī)工程學(xué)的角度來看系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)估，主要是看系統(tǒng)是否滿足系統(tǒng)中人的因素目標(biāo)。系統(tǒng)是否滿足系統(tǒng)中人的因素目標(biāo)。322022年6月30日星期四8.4.3 人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序6. 系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)估系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)估 在進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和評(píng)估的時(shí)候，主要考慮在進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和評(píng)估的時(shí)候，主要考慮4個(gè)方面的因個(gè)方面的因素：被試、標(biāo)準(zhǔn)、控制和方法。素：被試、標(biāo)準(zhǔn)、控制和方法。 被試：應(yīng)該與系統(tǒng)的可能用戶相一致。被試：應(yīng)該與系統(tǒng)的可能用戶相一致。 標(biāo)準(zhǔn)：是相關(guān)部門制定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，也可以是系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：是相關(guān)部門制定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，也可以是系統(tǒng)

20、決決策策者的某種標(biāo)準(zhǔn)或要求。者的某種標(biāo)準(zhǔn)或要求。 控制：對(duì)進(jìn)行測(cè)試的各個(gè)變量進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤？刂疲簩?duì)進(jìn)行測(cè)試的各個(gè)變量進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?評(píng)估的方法很多評(píng)估的方法很多：用戶測(cè)試的方法；系統(tǒng)作業(yè)效績(jī)或人用戶測(cè)試的方法；系統(tǒng)作業(yè)效績(jī)或人的生理機(jī)能狀態(tài)等的生理機(jī)能狀態(tài)等；專家評(píng)議。專家評(píng)議。332022年6月30日星期四8.5人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例分析人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例分析 8.5.1 人人自行車系統(tǒng)自行車系統(tǒng)1.人與支撐部件的關(guān)系。人與支撐部件的關(guān)系。2.人與動(dòng)力接觸部件關(guān)系。人與動(dòng)力接觸部件關(guān)系。3.人與傳動(dòng)部件關(guān)系。人與傳動(dòng)部件關(guān)系。4.人與工作部件關(guān)系。人與工作部件關(guān)系。342022年6月30日星期四

21、8.5.2 影響自行車性能的人體因素影響自行車性能的人體因素352022年6月30日星期四8.5.2 影響自行車性能的人體因素影響自行車性能的人體因素1.人的體格因素人的體格因素（生理尺寸和人的力量生理尺寸和人的力量）；2.人的下肢肌力人的下肢肌力（40-50N/cm2）；3.人的輸出功率人的輸出功率（成年（成年男人：男人：0.7馬力馬力，持續(xù)，持續(xù)10s）；4.人的腳踏速度人的腳踏速度（60r/min）；5.人的平衡機(jī)能人的平衡機(jī)能（人車重心）（人車重心）；6.人的手和握力人的手和握力（ 10%最大握力）最大握力）；7.人的疲勞人的疲勞（疼痛和疲勞與肌肉負(fù)荷、姿勢(shì)等有關(guān)）（疼痛和疲勞與肌肉負(fù)

22、荷、姿勢(shì)等有關(guān)）。362022年6月30日星期四8.5.3 自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械因素機(jī)械因素372022年6月30日星期四8.5.3 自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 速比速比（2.3 - 4.0）；2. 曲柄長(zhǎng)度曲柄長(zhǎng)度（人的（人的身長(zhǎng)身長(zhǎng)1/10和大腿骨長(zhǎng)和大腿骨長(zhǎng)1/6）；3. 三接點(diǎn)位置三接點(diǎn)位置（AC=AB+30mm）；382022年6月30日星期四8.5.3 自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 速比速比（2.3 - 4.0）；2. 曲柄長(zhǎng)度曲柄長(zhǎng)度（人的（人的身長(zhǎng)身長(zhǎng)1/10和大腿骨長(zhǎng)和大腿骨長(zhǎng)1/6）；3. 三接點(diǎn)位置三接點(diǎn)位置（AC=AB+30mm）；392022年6

23、月30日星期四8.5.3 自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4. 鞍座位置鞍座位置及形狀及形狀；一般鞍座的高度為一般鞍座的高度為人的手臂的長(zhǎng)度人的手臂的長(zhǎng)度。鞍座的形狀鞍座的形狀鞍座鞍座設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：最大限度地減少對(duì)騎乘者坐骨生殖區(qū)和最大限度地減少對(duì)騎乘者坐骨生殖區(qū)和會(huì)陰區(qū)軟組織、血管和神經(jīng)的壓迫。會(huì)陰區(qū)軟組織、血管和神經(jīng)的壓迫。單位單位0.1kPa402022年6月30日星期四8.5.3 自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4. 鞍座鞍座形狀形狀；鏤空型鞍座鏤空型鞍座局部凹陷鞍座局部凹陷鞍座412022年6月30日星期四8.5.3 自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4. 鞍座鞍座形狀形狀；月牙型鞍座月牙型

24、鞍座分離型鞍座分離型鞍座直桿型鞍座直桿型鞍座 422022年6月30日星期四8.5.3 自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4. 鞍座鞍座形狀形狀；鞍座改良設(shè)計(jì)鞍座改良設(shè)計(jì)432022年6月30日星期四8.5.3 自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5. 車閘車閘（人手大小和握力人手大小和握力）。車閘開檔、力率和閘把力要與人手的大小和握力相適應(yīng)。車閘開檔、力率和閘把力要與人手的大小和握力相適應(yīng)。閘把施力閘把施力/N相對(duì)握力相對(duì)握力/%減速度減速度說明說明60100.1g控制下坡速度控制下坡速度350700.6g全剎車全剎車5001000.8g緊急剎車緊急剎車注：注：1g=9.8m/s2442022年6月30日

25、星期四8.5.4 人人車動(dòng)態(tài)特性分析車動(dòng)態(tài)特性分析1. 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性（直進(jìn)、前后、左右直進(jìn)、前后、左右）；2. 力學(xué)特性力學(xué)特性（轉(zhuǎn)彎：側(cè)向力與離心力平衡轉(zhuǎn)彎：側(cè)向力與離心力平衡）；3. 轉(zhuǎn)向特性（轉(zhuǎn)向特性（有三種情況有三種情況）。）。452022年6月30日星期四課堂作業(yè)課堂作業(yè)1. 什么是系統(tǒng)？系統(tǒng)的特點(diǎn)？什么是系統(tǒng)？系統(tǒng)的特點(diǎn)？2.人機(jī)功能分配的原則？人機(jī)功能分配的原則？3. 什么是控顯比？粗調(diào)和精調(diào)時(shí)對(duì)控顯比的要求？什么是控顯比？粗調(diào)和精調(diào)時(shí)對(duì)控顯比的要求？4. 顯示器和控制器的組合方式與原則？顯示器和控制器的組合方式與原則？462022年6月30日星期四課堂作業(yè)課堂作業(yè)1.

26、什么是系統(tǒng)？系統(tǒng)的特點(diǎn)？什么是系統(tǒng)？系統(tǒng)的特點(diǎn)？系統(tǒng)就是由相互作用、相互依賴的若干組成部分（簡(jiǎn)稱系統(tǒng)就是由相互作用、相互依賴的若干組成部分（簡(jiǎn)稱“組分組分”）結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體。）結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)的特點(diǎn)：系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)是由若干個(gè)具有獨(dú)立功能的部分組成。）系統(tǒng)是由若干個(gè)具有獨(dú)立功能的部分組成。（2）組成系統(tǒng)的各元素之間相互聯(lián)系，相互制約，密切聯(lián)）組成系統(tǒng)的各元素之間相互聯(lián)系，相互制約，密切聯(lián)系。系。（3）系統(tǒng)是一個(gè)整體，有明確的目標(biāo)。）系統(tǒng)是一個(gè)整體，有明確的目標(biāo)。（4）系統(tǒng)有一定的結(jié)構(gòu)。）系統(tǒng)有一定的結(jié)構(gòu)。（5）系統(tǒng)有一定的功能。）系統(tǒng)有一定的功能。（6）系統(tǒng)是相對(duì)的。）系統(tǒng)是相對(duì)的。472022年6月30日星期四課堂作業(yè)課堂作業(yè)2.2.人機(jī)功能分配的原則？人機(jī)功能分配的原則？（1）比較分配原則比較分配原則 一般來說，強(qiáng)度大的、快速的、高精度的、持續(xù)久的、一般來說，強(qiáng)度大的、快速的、高精度的、持續(xù)久的、單調(diào)的和操作環(huán)境惡劣的要安排機(jī)去完成。單調(diào)的和操作環(huán)境惡劣的要安排機(jī)去完成。（2）剩余分配原則剩余分配原則 把盡可能多的功能分配給機(jī)器，特別是計(jì)算機(jī)，剩余把