第2章-2 感知及認知-人機工程學II

人機工程學與人機界面設(shè)計山東大學計算機學院有推銷員跟你說“…我們產(chǎn)品的設(shè)計符合人體工學原理…”你如何理解？Lecture23人機工程學人機工程學是研究“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)中人、機、環(huán)境三大要素之間的關(guān)系，為解決系統(tǒng)中的人的效能、健康問題提供理論與方法的科學。人—指操作者或使用者；機—泛指人操作或使用的物，可以是機器，也可以是用具、工具或設(shè)施、設(shè)備等；環(huán)境—是指人、機所處的周圍環(huán)境，如作業(yè)場所和空間、物理化學環(huán)境和社會環(huán)境等；人－機－環(huán)境系統(tǒng)—是指由共處于同一時間和空間的人與其所使用的機以及它們所處的周圍環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)，簡稱人－機系統(tǒng)。人機關(guān)系開門時人機關(guān)系人機關(guān)系乘電梯時人機關(guān)系人與電梯門的人機關(guān)系人與電梯外按鍵的人機關(guān)系人與電梯箱體的人機關(guān)系人與電梯內(nèi)按鍵的人機關(guān)系人機關(guān)系人和椅子的人機關(guān)系人背部&椅子靠背人胳膊&椅子靠手人臀部&椅子墊人腿部&椅子墊人腳部&椅子腳Lecture27研究內(nèi)容研究人與機器之間的分工與配合；研究機具如何能更適合人的操作和使用，以提高人的工作效率，減輕人的疲勞和勞動強度；研究人機系統(tǒng)的工作環(huán)境對操作者的影響，用以改善工作環(huán)境；研究人機之間的界面，信息傳遞以及控制器和顯示器的設(shè)計等等。Lecture28人機工程學可謂源遠流長…基于對人的因素良好認識的設(shè)計跡象8：1花和尚魯智深要打一根100斤的禪杖，…，鐵匠說對他說：“肥了，不好看，也不中使，依著小人，好生打一條62斤的水磨禪杖與師父。使不得，休怪小人?！?.16/1.85燕人張翼德的兵器長度和他身高的比例是多大？…《天工開物》——明代科學家宋應(yīng)星（1587～1666？）編寫的另一部重要的科技匯編名著。其中有大量插圖，很值得人機工程學工作者深入研究。

器物要和人（使用者）的各種因素相宜?！@就是現(xiàn)代人機工程學的基本思想和學術(shù)理論的簡潔表述。人機工程學無處不在…人機工程學的知識基礎(chǔ)人體工程學人體測量&測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用人體測量學：通過測量人體各部位尺寸來確定個體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研究人的形態(tài)特征，使設(shè)計更適于人。在中國二千多年前的《內(nèi)經(jīng)－靈柩》之《骨度篇》中，對人體測量就有了較詳細而科學的闡述。古埃及在公元前3500--2200年之間，也有類似人體測量的方法存在，并提出人體可分為十九個部位。人體測量數(shù)據(jù)靜態(tài)數(shù)據(jù)人體構(gòu)造尺寸動態(tài)數(shù)據(jù)功能尺寸人體測量數(shù)據(jù)形態(tài)測量：以檢查人體形態(tài)的方式進行測量，主要內(nèi)容有：人體長度，人體體型，人體體積和重量，人體表面積。生理測量：測量人體的主要生理指標，主要內(nèi)容包括：人體出力范圍，人體感覺反應(yīng)，人體疲勞。運動測量：在對人體靜態(tài)形態(tài)測量的基礎(chǔ)上，測量人體的活動過程和活動范圍的大小，主要內(nèi)容有：動作范圍，動作過程，形體變化，皮膚變化。人體測量的主要方法普通測量法攝影法三維數(shù)學測量法人體測量的常用儀器在普通測量法中常用的人體測量儀器有：人體測高儀；人體測量用直腳規(guī)；人體測量用彎腳規(guī)；人體測量用三腳平行規(guī)，坐高椅；量足儀，軟卷尺以及醫(yī)用磅秤等常用的人體測量數(shù)據(jù)人體主要尺寸立姿人體尺寸坐姿人體尺寸人體水平尺寸立姿人體尺寸直立姿勢有身高，鼻根高，眼高，耳屏高，頦下點高，頸根高，頸窩高，胸骨緣高，乳房高，乳房下緣高，胸骨下緣高，臍高，恥骨聯(lián)合高，會陰高，肩峰高，腋窩前高，肘高，撓骨頭高，撓骨莖突高，尺骨莖突高，中指指點高，指尖點高，腰圍高，髂脊高，髂前上棘高，大轉(zhuǎn)子高，膝高，腓骨頭高，腿肚高，頸椎高，肩胛骨下角點高，臀溝高，中指（上肢上舉時）指尖點高，中指（上肢上舉時）指點高。女人體加測乳房下緣高。坐姿人體尺寸

坐高，坐姿眼高，坐姿頦下高，坐姿胸骨上緣高，坐姿肩峰高，坐姿髂脊高，坐姿大腿緣高，坐姿大轉(zhuǎn)子點高，坐姿枕后點高，坐次頸椎高，坐姿肩胛骨下角高，坐姿肘高。人體水平尺寸

最大體寬，頸根寬，兩戶峰點寬，肩寬，腋窩前寬，胸寬，乳頭間寬，腰寬，兩髂脊點寬，臀寬，兩肩胛骨下點寬，胸厚，胸矢狀厚，腰厚，腹厚，臀厚，頸圍，頸根圍，上部胸圍，乳頭部位胸圍，下部胸圍，腰圍，腹圍、臀圍，軀干垂直圍長，頸前長，前胸長，頸后長，后背長，會陰上部前后長，臀部弧長，坐姿背—肩峰距離，坐姿臀部—大轉(zhuǎn)子點距離，坐姿腋窩間寬。人的活動空間尺度人體立姿的活動空間人的活動空間尺度人體坐姿的活動空間人的活動空間尺度人體跪姿的活動空間人的活動空間尺度人體臥姿的活動空間手的姿勢的變化A型三指捏在一起的手。B型握住圓棒的手，且手的橫軸位于垂直面。這是一種主要抓握形式。C型握住圓棒的手，且手的橫軸位于水平面。D型伸開的手。人體尺寸數(shù)據(jù)在設(shè)計中的應(yīng)用身高立姿眼高坐姿眼高肘高坐高坐姿肩峰高最大肩寬坐姿兩肘間寬臀寬坐姿大腿厚腿彎高度臀部至膝蓋長度臀部至足尖長臀部至腳后跟長度坐姿垂直伸手高度立姿側(cè)向手握距離仰臥的活動空間人體尺度主要決定人機系統(tǒng)的操縱是否方便和舒適宜人。因此，各種工作面的高度和設(shè)備高度如操縱臺、儀表盤、操縱件的安裝高度以及用具的設(shè)置高度等，都要根據(jù)人的身高確定。人體模板的應(yīng)用例：自行車設(shè)計要涉及的人體尺寸自行車設(shè)計中的一些尺度的確定往往是以人體測量尺寸為參照來進行的。我們設(shè)計定位的使用人群是18歲以上的成年人，車是兩輪的人力的、單人騎乘的自行車。自行車的使用方法和過程。準備工作跨騎、滑行騎行下車自行車的形式自行車設(shè)計的國家標準要求對零部件的安全要求是：在正常的騎行、搬運和維修時，凡騎行者的手、腿等可觸及之處，都不應(yīng)有外露的銳邊。經(jīng)組裝后，凡長度大于8毫米的外露突出物，應(yīng)有保護措施。每輛自行車應(yīng)裝有兩個制動系統(tǒng)，一個制動前輪，一個制動后輪，制動系統(tǒng)應(yīng)操作靈活。標準規(guī)定自行車在做干態(tài)（晴好天氣）制動時，應(yīng)滿足試驗速度為每小時25公里，使用的車閘兩個車閘或單用后閘，制動距離兩個車閘為7米，單用后閘為15米；在做濕態(tài)（雨雪天氣）制動時，應(yīng)滿足試驗速度為每小時16公里，使用兩個車閘，制動距離為9米，單用后閘，制動距離為19米。車閘（制動系統(tǒng)）自行車應(yīng)裝有制動系統(tǒng)，或保證符合上述要求的裝置。只有一個制動閘時，應(yīng)裝在后輪上;有兩個獨立的制動閘時，則一個裝在前輪上，另一個裝在后輪上。手閘A、閘把位置前、后閘把安裝在車把兩側(cè)的具體位置可根據(jù)我國的使用習慣:前閘把在右、后閘把在左。B、握閘尺寸從閘把外表面量到車把、或車把把套、或其他防護物外表面的最大握閘尺寸d(見圖)，在A和B二點之間不應(yīng)超過90mm，B和C二點之間不應(yīng)超過100mm。車把把橫管的總寬度應(yīng)在350~700mm之間。處于最高位置時的把套上端面和處于最低位置時的鞍座面之間的垂直距離不應(yīng)超過400mm。把橫管末端應(yīng)裝有把套或把蓋，它們應(yīng)能承受70N的拉脫力。腳蹬腳踩面腳蹬的腳踩面應(yīng)安裝可靠，相對于腳蹬部件應(yīng)無松動。自行車直放不騎人，一只腳蹬處于最低位置且腳踩面與地面平行，如果只有一個腳踩面的話，該腳踩面要朝上，自行車應(yīng)能向一側(cè)傾斜25。而腳蹬上的任何零部件不觸及地面。足趾間隙

不裝足尖套的自行車，其腳蹬到前輪胎或泥板之間的間隙(在輪胎或泥板轉(zhuǎn)到任意角度時)至少應(yīng)為89mm。間隙的測量方法是從兩腳蹬的中心線分別向前平行于自行車的縱軸線，量到輪胎或泥板旋轉(zhuǎn)弧線的最近距離，取其小者。自行車的前叉設(shè)計得可裝前泥板的，其足趾間隙必須以裝上泥板后的情況進行測量。鞍座與限制尺寸鞍座、鞍座架和其他鞍座附件的任何部分，從鞍座面與鞍管軸線之交點算起，都不能超過鞍座面以上125mm。其他尺寸①手掌的寬度；②手在握把時，手指有效的抓握寬度；③整個手臂的長度；④手在握把時的長度（這與把的形狀有關(guān)）；⑤肩寬；⑥坐姿兩肘間寬；⑦坐姿下肢長；⑧坐姿肩高；⑨腿長；⑩腳寬；⑾坐姿臀部寬（坐骨結(jié)節(jié)的寬度）；⑿臀部至膝蓋的距離；哥本哈根自行車：在剎車時存儲能量，上坡或是疲勞時釋放能量幫助騎行。野營自行車設(shè)計-生活-發(fā)現(xiàn)讓陽光來念詩---日光詩句投影儀（SunbeamPoemProjector）設(shè)計師HanyoungLee虛擬的交通信號墻谷歌眼鏡谷歌眼鏡谷歌眼鏡谷歌眼鏡谷歌手表谷歌手表谷歌手表谷歌