人機工程學重點

1、 第一章要點1、人機工程學的定義及發(fā)展歷程，各個階段的代表人物。 定義: IEA：人機工程學是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學、生理學和心理學等方面的各種因素；研究人和機器及環(huán)境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全、舒適等問題的學科。(BCPE職業(yè)人機工程師認證委員會)：人機工程學是關于與設計有關的人的能力、人的極限、人的特性等的知識體系。人機工程學設計就是運用這種知識體系來設計工具、機器、系統(tǒng)、任務、工作以及安全、舒適、有利于提高人的效率的環(huán)境等。 人機工程學的發(fā)展以及特點：a、 19世紀未到20世紀30年代 經驗人機工程學：機械設計的是主要著眼點在

2、于力學、電學、熱力學等工程技術方面的原理計上，在人機關系上是以選擇和培訓操作者為主，使人適應于機器。 代表人物：F.W.Taylor（泰勒）。 吉爾布雷斯夫婦b、 20世紀30年代到60年代 科學人機工程學：重視工業(yè)與工程設計中“人的因素”，力求使機器適應于人。 設計師亨利·德雷夫斯出版的人的尺度為工業(yè)設計師提供了依據(jù)。麥克考米克“人類工程學”被做為大學教科書C 20世紀60年代至今 現(xiàn)代人機工程學：研究方向：把人-機-環(huán)境系統(tǒng)作為一個統(tǒng)一的整體來研究，以創(chuàng)造最適合于人操作的機械設備和作業(yè)環(huán)境，使人-機-環(huán)境系統(tǒng)相協(xié)調，從而獲得系統(tǒng)的最高綜合效能。2、什么是人機環(huán)境系統(tǒng)，能熟練地畫出

3、人機系統(tǒng)圖。 人機環(huán)境系統(tǒng)，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)境所構成的系統(tǒng)。簡稱人機系統(tǒng)。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、工具或設施、設備等；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)境等人顯示裝置控制裝置機刺激反應系統(tǒng)狀態(tài)信息干擾因素刺激反應干擾因素干擾因素正常信號希望輸出不希望輸出刺激干擾因素 3、人機工程學的學科體系及研究內容 人機工程學人體科學 技術科學環(huán)境科學生理學心理學勞動衛(wèi)生學人體測量學人體力學環(huán)境衛(wèi)生學環(huán)境醫(yī)學環(huán)境心理學環(huán)境保護學環(huán)境檢測學工業(yè)設計工程設計安全工程系統(tǒng)工程機械工程管理工

4、程 研究內容：1.人體特性的研究：在設計中與人與有關的方面，包括生理與心理兩方面。 目的是使機（機器、設施、工具和工作環(huán)境等）更適合于人的生理及心理特性。2.機器因素的研究：機器動力學、機器防錯糾錯設計、可靠性研究、舒適性和 方便性等。3.環(huán)境研究：環(huán)境檢測、監(jiān)控、預測技術。物理、化學、生物環(huán)境等4.人機關系的研究：人機界面設計：人與機之間的進行有效的信息交流的界面。5、人、環(huán)境關系研究：使人在對人體無害的環(huán)境中工作，并保證工作效率。如照明環(huán)境、噪聲環(huán)境等。6、機、環(huán)境關系研究：機器對于環(huán)境的影響及環(huán)境對機器的影響。7、人機系統(tǒng)的總體設計：創(chuàng)建最佳人機關系，最舒適的環(huán)境。合理分配人與機之間的任

5、務，充分發(fā)揮各自的特長。使系統(tǒng)效率最高。 4、人機工程學與工業(yè)設計的關系及其應用法 1、為設計中人的因素提供靜、動態(tài)尺度參數(shù)。如各類產品的尺寸2、為設計中“物”的功能合理性提供科學依據(jù)。如儀表盤中按鍵的大小和分布3、為設計中“環(huán)境因素”提供設計準則。如光環(huán)境和色彩設計4、為整個人機環(huán)境系統(tǒng)提供設計理論依據(jù)。5、如何在設計中進行人機分析1、使用者的分析：(使用者的構成分析：如年齡、性別、地域、文化、經濟等方面。每一個產品都是針對某個群體進行設計，要找到群體的共性。使用者的行為習慣分析：職業(yè)、風俗等會有不同的行為習慣，如運動員、戶外愛好者等。使用者的生理因素分析：如身體尺寸、施力大小等。如健康人和

6、殘疾人、或有某種疾患的人等對于產品會有不同的要求。)2、使用過程分析 使用過程分析大直徑的把手、柔軟的熱塑性橡膠握柄，使削皮器使用起來更舒適。用這種橡膠做成一些富有韌性的“翅片”，在外界的壓力下可以微微壓縮，使用者有一個緩沖，即便是雙手又濕又滑也易于控制。 它的遮護板和型芯使得刀片外形成一個保護結構，不易割傷使用者的手。超大的錐形孔，便于輕松懸掛。3、使用環(huán)境分析 使用環(huán)境不同，對產品的設計要求會有很大的不同。戶外電話和家用電話有很大不同。 第二章要點一人體測量數(shù)據(jù)的分類 人體形態(tài)測量數(shù)據(jù)主要有兩類，即人體構造尺寸（靜態(tài)尺寸）和功能尺寸（動態(tài)尺寸）的測量數(shù)據(jù)。靜態(tài)尺寸是指被測者靜止時坐或站進行

7、測量的尺寸；動態(tài)尺寸指被測者在工作姿勢下或在某種操作活動狀態(tài)下測量的尺寸。二測量的姿勢和主要測量點的位置； 站姿 坐姿 頭頂點：當頭部位于眼耳平面時，頭頂在正中矢狀面上最高的點。 肩峰點：肩胛骨上緣最向外突出之點。用手指沿著肩胛骨或沿鎖骨骨干向外摸，便可找到此點。 橈骨點：橈骨小頭上緣最高點。當上肢下垂，手掌貼附大腿，此點在肘關節(jié)側面一小凹內?？稍谇氨圩龌剞D時更易確定。 莖突點：橈骨莖突最尖端之點。拇指外展時，拇指長展肌、拇長伸肌、拇短伸肌腱之間形成一三角形深窩。在此深窩底尋此點。指尖點：當手臂下垂，掌面朝內靠攏大腿外側面時，指尖最向下之點。脛骨上點：脛骨內髁的內側緣最高之點。耳屏點

8、：外耳道前方耳屏軟骨上緣的起點。是決定眼耳平面的重要測點。肱骨外上髁點：肱骨外上髁最突出的一點。尺骨鷹嘴突端點：尺骨鷹嘴向后最突出的一點。三人體測量中的基準面和基準軸 測量基準面：三軸：垂直軸、縱軸和橫軸。（）矢狀面（垂直軸和縱軸）（）正中矢狀面（將人體分為左右對稱兩部分）（）冠狀面（垂直軸和橫軸）人體分為前后兩部分（）水平面（縱軸和橫軸）（）眼耳平面（左右耳屏點及右眼下眶下點的平面）四百分位數(shù)、適應域的含義及相互推導法； 百分位：百分位由百分比表示，稱為“第幾百分位”。例如，50%稱為第50百分位。適應域：設計只能取一定的人體尺寸范圍，只能滿足整個人體尺寸的一部分。通常用百分數(shù)來表示。如95

9、%，即可滿足95%的人來使用。 如門的設計要考慮滿足幾乎所有人的要求，即99%的適應域。百分位和適應域：適應域可分為對稱適應域、偏適應域。對稱適應域對稱于均值；偏適應域通常是整個分布在某一邊。90%的適應域，若采用對稱的百分位，則從5%百分位到95%百分位。95%的適應域，則可采用2.5%到97.5%。也可采用不對稱的百分位，如2%到92%。五人體測量數(shù)據(jù)的應用原則(適合于作業(yè)空間中)；要知道具體的應用場合。 主要人體尺寸的應用原則 (1) 最大值設計原則 最大值設計原則指選用大尺寸作為設計依據(jù)，一般選用99%、95%做為尺寸上限(如安全門，床等)； (2)最小值設計原則 最小值設計原則指以小

10、尺寸為設計依據(jù)，一般以1%、5%為尺寸下限。如操作力的選擇，距離等。 (3)可調設計原則指設計尺寸可以在一定范圍內進行調節(jié)，如座椅的高度，要想使高個子（第95百分位）和低個子（第5百分位）的人都可以使用，則選用可調設計原則。一般可調設計原則的適應域至少達到90% 4)平均設計原則 以平均人，即以第50百分位為設計依據(jù)。(門鎖、把手、柜臺等)六產品尺寸的設定方法；(百分位數(shù)加修正) 1根據(jù)設計對象確定選用的原則（選擇產品類型）床的長度的設計要滿足大多數(shù)人的使用，所以選用極限設計原則中的最大尺寸設計2確定選用的人體尺寸百分位數(shù), 床的長度的設計要滿足95%以上人的使用，選用第95百分位的人體數(shù)值3

11、確定功能修正量（著裝修正、姿勢修正、操作修正等） 一般頭不觸及床頭，故應在床頭應加上100mm的余量，床尾加上100mm的余量作為被子折疊量。4確定心理修正值，一般由實驗得出。 （房屋空間高度）5功能尺寸的設定（1）最小功能尺寸=人體尺寸百分位數(shù)+功能修正值（2）最佳功能尺寸=人體尺寸百分位數(shù)+功能修正值+心理修正值七人體尺寸的具體應用，(如眼高、肘高、坐高等的具體應用，以及在何處應用何種尺寸) 人體身高主要用于確定通道和門的最小高度，床的最佳長度、設備的高度等等。在身高測量時一般是不穿鞋的，所以要考慮修正值。在設計時也采用不同的百分位數(shù)。立姿眼高主要用于儀表的布置、機床顯示屏的布置、戶外廣告

12、的布置、辦公室隔斷的布置等等。如不允許看的隔斷要用高的百分位，允許看的則選用低的百分位。肘高用于確定操作臺面、柜臺、工作臺等等的高度，可根據(jù)具體情況選用低于肘高的距離。坐高用于確定坐位上方的物品的允許高度，如雙人床的設計；餐廳的隔斷也要用到這個尺寸，只是要考慮到姿勢的修正值，人處于放松時坐高要減少40mm。最大肩寬可用于確定座椅間距、通道和走廊的距離。還要考慮適當?shù)男拚低尾恐料ドw長度（臀膝距）：用于確定椅背到膝蓋前方的障礙物之間的距離，如教室中固定桌椅的設計，電影院椅子的設計等。大腿厚度：用于設計大腿與其上方物品之間的距離時使用，結合坐姿時的小腿加足高使用。應選用大尺寸，95%人可以使用。第

13、三章要點1、人機系統(tǒng)的不同表示方法人機系統(tǒng)的操作者，從形態(tài)和功能上可劃分為：運動系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)和神經系統(tǒng)九個系統(tǒng)。與外界直接發(fā)生聯(lián)系的主要是運動系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)、神經系統(tǒng)。2、視覺、聽覺的適宜刺激一定頻率范圍的電磁波聲波3、感覺和知覺的特征 感覺的基本特征1.適宜刺激2.感覺閾限 3.適應4.相互作用5.對比6.余覺知覺的基本特征1.整體性2.理解性3.恒常性4.選擇性5. 錯覺整體性: 將由許多部分或多種屬性組成的對象看作具有一定結構的統(tǒng)一整體。選擇性:把某些對象從某背景中優(yōu)先地區(qū)分出來，并予以清晰反映的特性。叫做知覺選擇性。影響知

14、覺選擇性的因素 (1)、對象（圖）和背景（底）的差異。( 利用色彩的對比彩色時使用對比色、無彩色時使用彩色利用明暗的對比)對象（圖）與背景（底）的區(qū)分被包圍的或閉鎖的易成為對象，包圍者則為背景。小面積成為對象，大面積成為背景。單純之形易成為對象，日?？磻T了的形也易成為對象。有動感，旋轉之形易成為對象，靜止之形易成為背景。與周圍環(huán)境亮度差別大的部分易成為對象。亮部分比暗部分易成為對象。暖色相部分比冷色相部分易成為對象。(2)、對象的運動。在固定不變的背景下，活動的對象容易引起人的注意。(3)、主觀因素。如興趣、愛好、情緒等。在設計中強調對于用戶的調查。4、視覺系統(tǒng)的結構和特點（眼睛、視網膜）視覺

15、是由眼睛、視神經和視覺中樞的共同活動完成的5、視距、視角、物體大小三者之間的關系及計算視角是確定被看物體兩端點的光 線射入眼球的相交角度。視角 a-視角( ) D被看物體上下兩端的直線距離（cm）。 L-眼睛到物體的距離，稱為視距（cm）。在設計中，視角 是確定設計對象6、一般視野的劃分（最佳、良好、有效視野區(qū)）最佳視野區(qū)：垂直視野上下各1.5° 、水平視野左右各1.5°范圍內良好視野區(qū)：垂直面內水平線以下30 °和水平面內標準線左右兩側各15 °范圍內。有效視野區(qū)：垂直面內標準視線以上25 °、以下35 °；水平面內標準線左右各35

16、 °范圍內。7、色視野圖的畫法水平方向的色覺視野 垂直方向的色覺視野 8、視覺運動的規(guī)律及其應用（1）眼睛沿水平方向運動比沿垂直方向運動快而且不易疲勞；一般先看到水平方向的物體，后看到垂直方向的物體。因此，很多儀表外形都設計成橫向長方形。（2）視線的變化習慣于從左到右，從上到下和順時針運動。所以，儀表的刻度方向設計應遵循這一規(guī)律。（3）人眼對水平方向尺寸和比例的估計比垂直方向尺寸和比例的估計要準確的多，因而水平式儀表的誤讀率（28%）比垂直式儀表的誤讀率（35%）低。（4）當眼睛偏離視中心時，在偏離距離相等的情況下，人眼對左上限的觀察最優(yōu)，依次為右上限，左下限，而右下限最差。視區(qū)內的

17、儀表布置必須考慮這一點。5）兩眼的運動總是協(xié)調的、同步的，在正常情況不可能一只眼睛轉動而另一只眼睛不動；在一般操作中，不可能一只眼睛視物，而另一只眼睛不視物。因而通常都以雙眼視野為設計依據(jù)。 （6）人眼對直線輪廓比對曲線輪廓更易于接受，看單純的形態(tài)比復雜的形態(tài)順眼和舒適。而線段的平滑過渡較之折線過渡又容易些，由于外形的突然過渡必然引起視覺的停滯并吸引觀察者的注意，因此在設計中必須分成某些特定的結構單元時，可以應用這一規(guī)律。 直線輪廓、單純外形、平滑過渡。（7）顏色對比與人眼辯色能力有一定關系。當人從遠處辨認前方的多種顏色時，其易辨認的順序是紅、綠、黃、白，即紅色最先看到。所以，停車、危險等信號

18、標志都采用紅色。8）當兩種顏色相配在一起時，則易辨認的順序是：黃底黑字、黑底白字、藍底白字、白底黑字等。因而公路兩旁的交通標志常用黃底黑字（黑色圖形）。8、聽覺的結構、聽閾,痛閾與聽覺區(qū)域圖的內容 聽覺系統(tǒng) 人耳是一個聲音感受器，分為外耳、中耳和內耳。 外耳包括耳廓和外耳道，是收集聲波和傳遞的通道； 中耳由鼓膜和三塊聽小骨(錘骨、砧骨、鐙骨)組成，聲波引起鼓膜的振動，由三塊聽小骨將聲音放大傳入內耳； 內耳由前庭、半規(guī)管和耳蝸組成，耳蝸內的基底膜的感受器將聲波轉化為神經沖動傳到大腦的聽覺中樞。聽閾：在一定頻率之下，能聽到的聲音的最低聲強（分貝）。在8001500HZ，聽閾無明顯變化；在30004

19、000HZ之間達到聽覺的最靈敏區(qū)。一般講話時60分貝；約在100分貝時人會產生痛覺。 痛閾：在一定頻率下產生痛感的聲強稱為痛閾值。痛閾值和頻率關系不大。40dB10010dB20dB1209、簡單的信息計算 信息計算：Hlog2(P) H信息量（bit)；P事件發(fā)生的概率。（人的感覺信息通道容量大約7個彼特左右，即一般人可傳遞最多7個彼特的信息。)10、信息加工方法（記憶與遺忘） 記憶：人腦對外界輸入信息進行編碼、存儲和提取的過程。包括記和憶兩方面。(1)瞬時記憶（感覺記憶）(2)短時記憶(3)長時記憶永久記憶其容量幾乎是無限的，是人腦學習功能的基礎。一般采取語義編碼。遺忘:記憶的內容不能再認

20、和回憶，或再認、回憶時發(fā)生錯誤。可分為不完全遺忘和完全遺忘。暫時性遺忘和永久性遺忘。短時記憶以迅速的遺忘為特征?？梢杂弥貜妥柚?。長時記憶中機械性記憶的迅速遺忘，而理解性記憶的則不易遺忘。11、運動輸出的質量指標及其各自的影響因素（反應時間（反應時間動作時間）、運動速度（方向、軌跡）、準確性（操作方式、速度等） 運動輸出的質量指標是反應時間、運動速度和準確性。 影響反應時間的因素有：1.不同的 感覺器官：觸覺和聽覺的時間最短，其次是視覺。所以常用聽覺信號來做為報警信號。2.刺激信號的強度 3.刺激的清晰度和可辨性：刺激本身的清晰度以及和背景的對比。4.人的主體因素 年齡、精神狀態(tài)、對環(huán)境的適應等

21、影響運動速度的因素有:1. 動作特點 2.目標距離：目標距離越遠，定位時間增長，目標寬度增加，定位時間縮短。3.運動方向 ：從左下至右上的定位時間最短；從±30°到± 60°時速度最高。4. .動作軌跡特征: a.連續(xù)的改變比突然的改變速度要快；b.在水平面內的動作比垂直面內的動作要快；c.前后的往復運動比左右的往復運動速度快；d.手向著身體（拉）比離開身體（推）速度快；e.順時針比逆時針快且靈活；f.圓形比直線軌跡動作要靈活；g.一般人右手較左手快，右手向右比向左快。影響運動的準確性的因素有:1. 運動速度與準確性。 在速度準確性曲線的拐點處時間最短而

22、準確性又較高。2. 盲目定位運動的準確性：正前方準確性最高；右方稍優(yōu)于左方，在同一方位，下方和中方略優(yōu)于上方。3. 運動方向與準確性: 在水平面上做左右運動準確性高；垂直面上上下運動準確性高。4. 操作方式與準確性. PS: 思考題： 如何提高運動輸出的質量？ 1、縮短反應時間： （如采用聽覺信號、加大聲音強度、增加與背景信號的對比度） 2、提高運動速度： （用手來操作、目標距離近、合適的運動方向和軌跡） 3、提高運動準確性： （合適的運動方向與合理的操作方式） 12、動態(tài)施力和靜態(tài)施力（避免法） 靜態(tài)施力是指靠肌肉收縮所產生的靜態(tài)性力量，較長時間地維持身體的某種姿勢，致使肌肉相應地作較長時間

23、的收縮。如手持重物。肌力越大，就阻止血液流入肌肉，無法補充營養(yǎng)，產生疲勞。人站立時，腿部、臀部、腰、頸部有許多塊肌肉長時間受力。坐下-解除腿部受力；躺下-幾乎全部解除靜態(tài)肌肉施力。避免靜態(tài)施力的方法：1、避免彎腰或頭向兩側彎曲2、避免長時間的抬手工作3、避免長時間的站立工作4、避免單手工作，采用雙手作業(yè)，雙手的運動方向相反或對稱運動。5、作業(yè)位置高度應保證作業(yè)者姿勢自然，當手或腳不得不處于較高位置時，可采用支撐物托住手或腳。6、常用的工具和材料應放在人附近，最頻繁的操作動作，應在肘關節(jié)彎曲的情況下就能完成。7、當靜態(tài)施力時，肌肉施力大小應低于該肌肉最大肌力的15%。13、肢體出力特點 在直立時

24、上肢彎臂時，在70度時達到最大。方向盤的布置位置。 直立上臂伸直時，最大拉力為180度時，垂直向上拉。水平方向拉力最小。最大推力為0度時（頭頂處向上推），水平方向推力最小。 坐姿時上肢向下用力大于向上用力向內用力大于向外用力。 下肢的最大蹬力一般是在膝屈曲160°時產生；下肢向外偏轉10°時蹬力最大。 第四章要點一、儀表顯示的類型與特征（按顯示形式分和按功能分）了解 儀表 按其“顯示形式”認讀特征可分為兩大類：數(shù)字式與指針刻度式。 刻度指針式儀表按其功能可分為五種： 、讀數(shù)用儀表。其刻度指示各種狀態(tài)和參數(shù)的具體數(shù)值，供操作者讀出數(shù)值之用。如汽車的時速表，飛機的高度表等，電表

25、，水表，煤氣表、檢查用儀表其用于檢查是否偏離正常位置，如汽車的發(fā)動機的溫度有冷、正常和熱三種變化。、警戒用儀表檢查指示的狀態(tài)是否處于正常范圍內，一般分三個區(qū)域，即正常區(qū)、警戒區(qū)和危險區(qū)。 、追蹤用儀表在動態(tài)系統(tǒng)中用于追蹤操縱,如追蹤和瞄準"運動目標"就是一種追蹤工作.、指示用儀表指示調節(jié)的值，不指示系統(tǒng)狀態(tài)。如收音機顯示電臺頻率的儀表就是指示用儀表。1、數(shù)字式顯示儀表：直接用數(shù)碼表示有關參數(shù)或狀態(tài)。如電表、里程表、點鈔機、加油機等 優(yōu)點：、認讀過程簡單、直觀。、認讀速度快、精確度高 、占用空間小。、不易產生視覺疲勞 缺點： 、數(shù)值變化過快時，不易讀取 、不宜于觀察變化幅度及

26、方向 2、刻度指針式儀表模擬式顯示儀表，它是用模擬量標定在刻度上的指針來顯示機器設備的參數(shù)狀態(tài) 優(yōu)點：、顯示信息形象化、直觀反映信息的變化趨勢。、使人對模擬值在全量程范圍內所處的位置一目了然。、可推測出數(shù)據(jù)的變化范圍 缺點： 、讀取速度較慢、易受環(huán)境影響，過載能力差、體積較大 常見的有手表、電壓表、水表、溫度計、血壓計等。 二、儀表的選擇方法（各種儀表的特點及應用領域）了解 作業(yè)過程中，需要獲得精確的數(shù)字，而且數(shù)字的變化頻率很慢，則選用數(shù)字式, 若數(shù)字變化太快，人眼將難以分辨，則選用刻度式。若要獲得對象的參數(shù)變化狀態(tài)、趨勢或變化的速率，則選用刻度式較好。且一般選用指針運動式而不選用刻度盤運動式

27、。 PS: 檢查用儀表一般采用刻度式的，且指針應鮮明，偏離正常位置時表面顏色不同，還可以輔助燈光和報警裝置。 警戒用儀表一般采用刻度式的，儀表表面用不同顏色表示不同的區(qū)域。如紅色表示危險、黃色表示警告、綠色表示安全等。也可靠表盤群來實現(xiàn)。三、刻度指針式儀表的設計刻度盤設計（形狀、大小、刻度、指針、數(shù)字、色彩） 具體要考慮的人機要素有： 1、儀表的觀察距離（視距）， 2、儀表的使用環(huán)境、使用者、使用方式等?？潭戎羔樖絻x表設計主要有：刻度盤形狀和大小設計、刻度的設計、指針的設計、數(shù)碼和字符設計、儀表的色彩設計等刻度盤的形狀設計：儀表盤的形狀有開窗式、圓形、半圓形、水平式和垂直式五種?？潭缺P大?。簩?/p>

28、儀表的認讀速度和準確性有很大影響，直接影響認讀效果 。當直徑小于17.5mm時，由于直徑太小，出錯率很高；在2535mm時，認讀效果隨直徑的增大而提高；在3570mm時，認讀效果趨于穩(wěn)定?？潭缺P大小以視角為2.55°時的直徑為佳。當視距為500mm時，最佳直徑為44mm。500×2×tan(5/2)=43.66當受空間的限制時，要根據(jù)刻度盤上刻度的數(shù)量與觀察距離來選擇刻度盤的最小直徑。 刻度：刻度間距：以10來設定刻度線的長度和寬度：依視距設定可依經驗刻度方向：依視覺運動規(guī)律刻度的單位：取1、2、5等刻度的標注：標大不標小，正對操作者。指針設計： 指針分為：運動指

29、針 固定指針a、 指針的形狀：指針由針尖、針體、針尾三部分組成。一般以針尖尖、尾部平、中間等寬或狹長三角形為好。尖端的角度以20度為好。b、 指針的寬度和長度: 1. 針尖的寬度，應小于或等于小刻度線寬度，可為刻度間距的10 n。2. 針體寬度一般不應大于刻度間距3. 針尾起平衡重量的作用，其寬由平衡要求而定。4. 為減少認讀誤差，還應使針尖的旋轉平面與刻度線環(huán)面處于同一平面內。5. 指針總長度應小于刻度盤的半徑，并盡量靠近刻度線 c、指針的顏色數(shù)碼和字符設計 a、形狀設計 : 應簡明、易讀、醒目。多用直角與尖角 b, 大小設計 字符高度也按最佳視角設計，視角約為1030，或為視距的1/200

30、?；騂L/3600（mm）儀表的色彩設計: 最清晰的搭配為黑與黃,最模糊的搭配為黑與藍。四、數(shù)字式儀表設計 可分為機械式和電子式兩種。機械式是依靠機械裝置實現(xiàn)數(shù)字顯示。將數(shù)字印刷在滾筒上或金屬片上，通過滾筒的轉動或金屬片的移動，顯示數(shù)字或其變化。但存在有時只顯半個字形，引起讀數(shù)錯誤的現(xiàn)象。數(shù)字的形狀：要保證數(shù)字之間易區(qū)別, 保證數(shù)字形狀要簡單，易認，加強數(shù)字本身所特有的特點，突出形態(tài)的特征。以尖角、直角、和弧形相結合的結構為佳 數(shù)字的尺寸：高度計算公式如下：H0.0022LK1+K2H：字高（mm);L：觀察距離（mm)；K1：照明和閱讀修正系數(shù)(mm)K2：重要性修正系數(shù)（mm)，一般為0，

31、重要的為1.905； 電子式數(shù)字顯示儀表有液晶顯示和發(fā)光二極管顯示兩種。 電子顯示的數(shù)字結構有直線型和點陣型兩種。直線型的數(shù)字是由直線段組成（通常為7段），數(shù)字沒有彎曲部分，迅速認讀時易誤讀。點陣型可使數(shù)字的誤讀率下降，常用的有7× 9圓點陣顯示大寫和小寫字母；5× 7圓點陣顯示大寫字母；中文方字顯示建議采用24× 24圓點陣。 顏色：最好不要用藍色，除非作為背景色。建議用綠色、黃色、紅色等作為字母數(shù)字的合適選擇。五、了解信號燈設計、言語通信裝置設計、熒光屏設計、圖形符號設計 六、儀表的布置方法（總體布置及水平、垂直布置）及原則（作業(yè)場所布置原則加上其它原則） 儀

32、表的總體布置A） 儀表板距人眼的距離在710mm為佳，高度一般與眼平齊。為提高觀察精度應傾斜布置。B）、儀表板的形式：一般在儀表較少時可采用平面形儀表板，而在儀表較多時可采用圓弧形或折彎形，單人使用時折彎角以65°為最優(yōu)；雙人使用時以45 ° 55 °為最優(yōu)。C)、儀表板的布局：1、在水平面內的布局 最重要的儀表應布置在視野中心3 °范圍內；一般重要的布置在20°40°的水平范圍內；次重要的儀表應布置在40 °60°區(qū)域內；所有儀表均應布置在80°水平視野內。 2。垂直平面內的布局儀表的布置原則: 、按儀

33、表的重要程度排列原則 將最重要的儀表放在視野中心3°范圍內；一般儀表放在20 ° 40 °范圍內；次要的放在40 ° 60 °的視野范圍內。80 °以外不宜放置儀表。、按使用順序排列原則 與儀表的使用過程中的順序一致，并遵循盡量靠近原則，將彼此有聯(lián)系的盡量靠近，以縮短搜索范圍。、將相似功能進行組合 儀表及相應的操縱器應按功能進行分組，將完成同一功能的儀表進行分組排列。 、按使用頻率原則 將使用頻率高的優(yōu)先排列，經常用到的應安置在顯見的位置。5、按零點最佳方位排列。在排列多個標量儀表時，應使在正常狀態(tài)下儀表的指針指向同一方向。橫排時，零

34、點在9點位置；縱排時零點在12點位置；橫向雙排時可采用相向位置。6、按視覺特性排列(適應性原則）適應于人眼的機能，儀表應水平方向排列，排列呈橫向長方形排列或橫向橢圓形，排列順序應按順時針方向或從上向下、從左到右的方向。布置時注意人眼的視覺不對稱性，左上限最佳，其次是右上限，左下限，右下限。7、一致性原則按顯示與控制的相合性進行排列第五章要點 一操縱器的各種分類a、按人的操作部位分類:1、手控-按鈕，開關等。2、腳控-腳踏板等。3、其它- 聲控，光控。 b、按運動形式: 1、旋轉式操縱器-轉動改變控制量，如手輪，旋鈕,十字把手等. 2、擺動式-受力后繞旋轉點或軸擺動，如撥動開關，操縱桿和腳踏板等

35、。 3、按壓式-上下移動來改變控制量，如各種按鈕，按鍵 c、按功能分類： 1、開關控制：用開和關實現(xiàn)啟動與停止、接通或斷開。按鈕、開關。 2、轉換控制 ：從一種工作狀態(tài)變?yōu)榱硪环N工作狀態(tài)。 選擇旋鈕。 3、調整控制 ：使系統(tǒng)工作參數(shù)穩(wěn)定增加或減少。如汽車的方向盤、加速踏板等。 4、制動控制：用于緊急情況下的啟動或停止。如手制動器操縱桿。二操縱器的編碼方式及應用(大小、形狀、顏色等) 控制器的編碼主要是通過對其大小、形狀、位置、顏色、標號等進行編碼形狀編碼形狀和功能相聯(lián)系2、形狀簡單易理解、形狀可憑觸覺了解大小編碼利用操縱器的大小及薄厚來給操縱器編碼。一般說來，大操作器的尺寸要比小操縱器的大20

36、%以上，才有準確操縱的把握，而這一點是較難保證的，所以，大小編碼形式的使用是有限的。大小編碼不易越過3個，一般與形狀編碼相結合。位置編碼從布局上進行編碼，利用控制器之間的相對位置以及控制器與操作者體位的相對位置進行編碼。利用安裝位置上、下、左、右不同來區(qū)分操縱位置叫位置編碼。位置編碼的數(shù)量不多，并且必須與人的操作程序和操作習慣相一致。顏色編碼利用顏色不同來區(qū)分操縱裝置叫顏色編碼。顏色編碼受光照條件限制，只有光照條件好的情況下才能適用。顏色使用不宜過多（紅、橙、黃、藍、綠五種）。色相多了，容易混淆，不利于識別。最好將顏色編碼和形狀編碼組合使用，效果會更好。標號編碼是利用文字、數(shù)字或符號來標明控制

37、器的功能。一般布置在控制器的上方。符號應簡明，易辨認，不需要專門訓練即可識別。三旋鈕設計的形狀、大小編碼方式及與其功能的相應。1、旋鈕的形態(tài)設計 (功能決定外型) 第一類：適合于作360度以上的旋轉操作，如圓柱、圓錐、轉盤形。第二類：適合于旋轉調節(jié)的范圍不超過360度。如棱柱形、多邊形。第三類：偏轉角度具有重要的信息意義，比如用來指示刻度和工作狀態(tài)，調節(jié)范圍不超過360度。 2、旋鈕的尺寸 旋鈕的大小應根據(jù)操作時使用手指和手的部位而定，直徑要以能夠保證動作的速度和準確性為前提設計。尺寸過大或過小都會使操作者不舒服。 四手的特點與手握式工具在設計時的對應關系。要和后面的手握式工具的設計結合起來。

38、五按鈕的形狀、大小設計按鍵凸出面板一定的高度以便操作；各鍵之間應有一定的距離，以免誤操作；按鍵表面應為凹形以便操作。 六腳操縱器的合適布置位置前后位置應在腳所能及的距離之內，左右位置應在人體中線兩側各10°15 °范圍內，應使腳和腿形成一個用力單元。對蹬力較小的，大小腿夾角在105° 110 °度為宜；用力較大的，將踏板的安裝高度略低于座面，大小腿夾角則在105° 135 °為宜 七操縱裝置的空間位置設計原則動作節(jié)約原則 分析人-機系統(tǒng)中人的動作，可以除去不合理的動作，以求達到最佳操作效率。動作分析對于大量的反復動作有著非常重要的意義

39、，即便是微小的改進，也能帶來巨大的經濟效益。 動作節(jié)約原則目的在于尋求最短的操作時間、最小的操作用力、最高的效率。它由身體使用原則、工作面安排原則、設備及工具設計原則組成。八操縱顯示的相合性在設計操縱裝置與顯示裝置的時候，不僅要考慮它們各自的適用性，同時也必須考慮它們彼此配合的一致性，這就叫做相合性。具體地說，相合性包括： 位置相合性（空間相合性） 操縱裝置與顯示裝置的空間位置相互一致性關系，叫做位置相合性。在操縱裝置中，許多控制器的旋鈕都對應不同的顯示器，它們之間的排列對應關系應有利于認讀和操作。 如果顯示器排成長方形，控制器也相應地排成長方形。信號燈排列于控制器的上方或左方等。這樣不僅可以

40、減少誤讀和誤操作率，同時也提高了工作效率。 運動相合性顯示器指針運動方向與操縱裝置運動方向的一致性叫運動相合性。這種相合關系表現(xiàn)了兩種運動關系的邏輯合理性和運動的直觀性，符合人們的習慣，便于記憶、掌握，操作動作能達到最佳效果。如：汽車方向盤順時針轉，汽車向右轉彎，反之亦然，這就是運動相合性。順時針為增加等。九·操縱顯示比 操縱與顯示比就是操縱器與顯示器移動量之比。移動量既可以是直線的，又可以是旋轉的圈數(shù)或角度。靈敏度低指的是操縱位移時大，而顯示位移量小，相反時靈敏度高。C/D比高，靈敏度低。C/D比低，靈敏度高。 第六章重點1、坐椅設計中的生理學、生物力學的設計依據(jù)舒適的坐姿，從坐姿

41、生理學角度，應保證腰曲弧線正常，腰背肌肉處于松弛狀態(tài)；從坐姿生物力學角度，應保證肌肉活動度低；由坐骨結節(jié)來承受人體重量；椎間盤不受壓；肢體免受異常力作用，血液暢通。坐姿生理學：脊柱結構：（在坐姿狀態(tài)下，支持人體的主要結構是脊柱、骨盆、腿和腳等。）腰曲弧線：（與坐姿舒適性直接相關的是腰曲。保證腰曲弧線的正常形狀是獲得舒適坐姿的關鍵。坐姿時保持正確的腰曲弧線，應使軀干與大腿之間有大于90度的角度。）腰椎后突和前突：（正常的腰曲弧線是微微前突。坐椅應在腰椎部提供所謂兩點支承。肩靠。腰靠，腰靠和肩靠組成坐椅的靠背。無腰靠和腰靠過分會出現(xiàn)腰椎后突和前突形狀。腰椎后突和過分前突都是非正常狀態(tài)，合理的腰靠應

42、該是使腰曲弧線處于正常的生理曲線。）生物力學：肌肉活動度：脊椎骨依靠其附近的肌肉和腱連接，椎骨的定位正是借助于肌腱的作用力，一旦脊椎偏離自然狀態(tài)，肌腱組織就會受到相互壓力（拉或壓）的作用，使肌肉活動度增加，導致疲勞酸痛。體壓分布：座墊上的壓力應按照臀部不同部位承受不同壓力的原則來設計，即在坐骨處壓力最大，向四周逐漸減小 ,至大腿部位時壓力降至最低值，這是座墊設計的壓力分布不均勻原則。股骨受力分析：坐姿時這兩塊面積很小的坐骨結節(jié)能支承上身的大部分重量。坐骨結節(jié)下面的座面呈近似水平時，可使兩坐骨結節(jié)外側的股骨處于正常的位置而不受過分的壓迫，因而人體感到舒適。當坐面呈斗形時，會使股骨向上轉動。這種狀

43、態(tài)除了使股骨處于受壓迫位置而承受反常壓迫，并使肘部和肩部受力，從而引起不舒適感。所以在座椅設計中，應避免斗形面。椎間盤受力分析：當站立時，腰弧曲線正常，椎間盤上受的壓力均勻而輕微，韌帶不拉伸，腰部無不舒適感。當人體處于前彎坐姿時，椎骨之間的間距發(fā)生改變，相鄰兩椎骨前端間隙縮小，后端間隙增大，椎間盤在間隙縮小的前端受 推擠和摩擦，迫使它向韌帶作用一推力，從而引起腰部不適感，長期累積作用，可造成椎間盤病變。2、坐椅設計中人體尺寸的具體應用坐著臀部高度：定座椅高 肘高：定扶手高 大腿凈高：定椅子到桌面的最小高度 臀部至小腿的距離：定坐深長度 肘至肘的寬度：定扶手寬度 臀部寬度：定座椅寬3、手握式工具

44、設計中手的生理特點及解剖學因素 解剖學因素、 避免靜肌負荷：臂部長時間的上舉或抓握，會使肩、臂、手承受靜負荷。、保持手腕順直狀態(tài)：避免處于尺偏、橈偏、掌屈、背屈狀態(tài)?？梢詫咽衷O計把手與工作部分彎曲10度。、避免掌部組織受壓力，好的把手應有較大的接觸面，使壓力分布于較大的手掌面上或不敏感的區(qū)域如虎口處。指槽的設計要合適。、避免手指重復動作，避免食指的重復性動作，而以指壓板替代。4、把手設計中要注意的問題、直徑 取決于工具的用途、用力大小和手的尺寸。、長度 取決于手掌寬度 、形狀 主要是指把手橫截面形狀，要符合人手的生理特點。 一般來說，圓形截面適合于抓握，與手的接觸面積也比較大。矩形或三角形可

45、以增大扭矩，用于操縱力較大的把手。不同形式的握把所對應的最大扭矩 、彎角把手彎曲的最佳角度為100 左右，有利于保持手腕順直。、雙把手工具 雙把手工具的主要設計因素是抓握空間 。握力和對手指屈腱的壓力隨抓握物體的尺寸和形狀而不同。、用手習慣與性別差異 雙手交替使用工具可以減輕局部肌肉疲勞。但人們使用工具時，用手都有習慣性。人群中約90%的人慣用右手，其余10%的人慣用左手。而大部份工具設計只考慮右手操作，這對左手操作者非常不便.七章重點一、信息作業(yè)崗位的四個界面及各自的要求 視覺顯示終端崗位的四個人機界面 人椅界面：要求作業(yè)者能保持正確的坐姿，保證正確的生理彎曲。腳平放，大腿不受壓。上臂與下臂

46、成約90度的夾角，上臂近于垂直。最好采用可調節(jié)的坐椅(如坐椅高度、靠背傾角等)眼-視屏界面：要求有最佳的觀察距離，一般在710-750mm，視屏大小以視角30度為佳。顯示器中文字上端低于或平齊于人的視平線，顯示器與人眼自然視線垂直。建議顯示器可調。手-鍵盤鼠標界面：上臂自然下垂，上臂和小臂之間夾角大于90度，手和小臂在一條直線上，手腕不上翹，不產生偏移，保持順直。鍵盤的傾斜度應可調，在腕關節(jié)與鍵盤間留有手腕休息區(qū)，但應避免對于手腕的壓迫。腳-地板界面 ：在臺、椅、與地之間有正確的高度差，使作業(yè)者腳可接觸到地，保持正確的坐姿，不引起靜態(tài)負荷及身體的壓迫二、作業(yè)面設計中的正常作業(yè)區(qū)(包括不可到達區(qū)

47、)、最大作業(yè)區(qū)及其測量方法最大作業(yè)區(qū)：以肩峰點為軸，上肢完全伸開做回轉運動，中指指尖所圍區(qū)域。稱為巴恩斯曲線。 正常作業(yè)區(qū)：上臂自然下垂，曲肘，前臂平伸做回轉運動，中指指尖所畫曲線。稱為斯夸爾斯曲線。 實際上，小臂在做回轉時，肘部也在移動，繞一個圓弧運動，且小臂有一個不可到達區(qū)。在辦公室的作業(yè)面以有傾斜為好，當臺面傾斜12°24°時，疲勞最小。如繪圖桌。 三、作業(yè)空間的布置原則及含義，這一部分在和前面講過的顯示器和控制器的布置結合起來，綜合一下。 、按操作的重要程度排列原則將最重要的儀表放在視野中心3°范圍內；一般儀表放在20 ° 40 °范圍

48、內；次要的放在40 ° 60 °的視野范圍內。80 °以外不宜放置儀表。、按使用順序排列原則與儀表的使用過程中的順序一致，并遵循盡量靠近原則，將彼此有聯(lián)系的盡量靠近，以縮短搜索范圍。、將相似功能進行組合儀表及相應的操縱器應按功能進行分組，將完成同一功能的儀表進行分組排列。、按使用頻率原則將使用頻率高的優(yōu)先排列，經常用到的應安置在顯見的位置。5、按零點最佳方位排列。在排列多個標量儀表時，應使在正常狀態(tài)下儀表的指針指向同一方向。橫排時，零點在9點位置；縱排時零點在12點位置；橫向雙排時可采用相向位置。6、按視覺特性排列(適應性原則）適應于人眼的機能，儀表應水平方向排列

49、，排列呈橫向長方形排列或橫向橢圓形，排列順序應按順時針方向或從上向下、從左到右的方向。布置時注意人眼的視覺不對稱性，左上限最佳，其次是右上限，左下限，右下限。7、一致性原則按顯示與控制的相合性進行排列四、作業(yè)面高度的設定方法(能根據(jù)不同作業(yè)性質確定合適的作業(yè)面) 原則上作業(yè)面高度應可調，以適應于不同作業(yè)和不同作業(yè)者的需求。 作業(yè)面高度應使人保持正確的姿勢，上臂自然下垂，小臂和上臂呈大于90度的夾角。 過高或過低的作業(yè)面都將引起不適。一般作業(yè)面的高度在肘部以下50100mm。坐姿作業(yè)面高度與作業(yè)性質有關 立姿時在離地面500mm的高度適應于腳操縱，在500700mm之間不宜設置操縱器。在9001

50、400mm之間為最佳操作區(qū)。在16001800mm處只設置不太重要的裝置和顯示器。五、作業(yè)空間的心理因素及其應用(個人心理空間與領地區(qū)別） 坐姿作業(yè)面高度與作業(yè)性質有關 立姿時在離地面500mm的高度適應于腳操縱，在500700mm之間不宜設置操縱器。在9001400mm之間為最佳操作區(qū)。在16001800mm處只設置不太重要的裝置和顯示器。 九章重點一 作業(yè)環(huán)境的四個分區(qū)（了解） 最舒適區(qū) 舒適區(qū) 不舒適區(qū) 不能忍受區(qū)二什么叫熱環(huán)境，它的四個影響因素是什么，各個具體指標如何。 微氣候又稱作業(yè)環(huán)境的氣象條件或熱環(huán)境。1、氣溫 空氣的冷熱變化程度稱為空氣溫度。氣溫取決于大氣溫度并隨季節(jié)變化。作業(yè)

51、環(huán)境的溫度除取決于大氣溫度外，還受作業(yè)場所中熱源的影響。2、濕度 空氣的干濕程度稱為濕度，主要取決于大氣濕度。作業(yè)環(huán)境中的氣濕以空氣相對濕度表示。3、氣流速度 空氣流動的速度稱氣流速度。除受外界風力的影響外還與作業(yè)場所熱源有關，在溫度差形成的壓力作用下可產生氣流 。4、熱輻射 物體在絕對溫度大于0時的輻射能量，稱為熱輻射。包括太陽輻射、人體與周圍環(huán)境之間的輻射、高溫物體的輻射等。三了解熱環(huán)境的評價方法在對熱環(huán)境進行評價時，必須用包括各種要素的綜合指標來進行評價。四光環(huán)境對人的影響（生理的和心理的）生理影響：良好的光環(huán)境可以提高人的視力水平，使人容易識別、不易疲勞，提高了生產率；便于集中精力，不

52、易出錯，減少了次品率和勞動事故率，提高了安全性；心理影響： 良好的光環(huán)境還可以改善人的視覺環(huán)境，通過心理的調節(jié)，調動起勞動的興趣，提高了勞動的積極性。照明形式的選擇作業(yè)環(huán)境中的照明一般有三種形式，即天然采光、人工照明、混合采光。天然采光是指利用自然界的天然光源，解決作業(yè)場所照明。人工照明是指利用人工制造的光源來解決作業(yè)場所照明的。混合照明是指天然光源和人工光源合用時。一般應最大程度上考慮采用天然采光。人工照明方式的選擇一般照明 局部照明 綜合照明 特殊照明五眩光產生的原因及各種不同眩光的避免方法眩光：在視野范圍內，因光源點或面亮度過高或對比度過大產生的刺眼和耀眼的強烈光線而引起的視覺障礙，稱為

53、眩光。眩光會引起人眼部疲勞、舒適度降低、視網膜暴光過亮而使視線模糊，影響可見度。因此，應盡力避免和限制。 眩光按產生的原因分為： 直接眩光-由強烈光源直接照射引起； 反射眩光-是強光照射在過于光亮的表面后反射人眼造成的。對比眩光-是由被視目標與背景明暗相差太大造成的。防止和控制眩光的措施如下： （1）、限制光源亮度：避免由強烈光源而引起的直接眩光。（2）、合理布置光源：增加視線和眩光源之間的角度，可以有效地避免光線直接入眼。 當采用適當?shù)膽覓旄叨?，使光源在視線45度范圍以上時，也可有效地避免直接眩光。（3）、使光線轉為散射：使光線經燈罩、天花板或墻壁反射后再到工作空間，也可使光線柔和，降低眩光

54、。（4）、避免反射眩光：對于由視野內高反射表面如鏡面、機器表面、天花板等引起的反射光線產生的反射眩光a、可通過降低光源亮度；b、改變光源位置或作業(yè)面位置，使反射光線避開作業(yè)者的眼睛；c、改變高反射表面的性質5）減弱明暗對比度：對于明暗對比強烈所造成的眩光，可使物體亮度與背景亮度的對比減少，防止對比眩光的產生。設計的基本原則合理的照度平均水平，同一環(huán)境中，亮度和明度不應過高或過低，也不要過于一致而產生單調感；光線的方向和擴散要合理，避免產生干擾陰影，但可保留必要陰影，使物體有立體感；不讓光線直接照射眼睛，避免產生眩光，而應讓光源光線照射物體或物體的附近，只讓反射光線進入眼睛，以防止晃眼；光源光色

55、要合理，光源光譜要有再現(xiàn)各種顏色的特性；讓照明和色相協(xié)調，使氣氛令人滿意，這稱為照明環(huán)境設計美的思考；創(chuàng)造理想的照明環(huán)境不能忽視經濟條件的制約，因而必須考慮成本。 六噪聲的避免方法了解基本概念及評價方法噪聲是指人們主觀上不需要、在環(huán)境中起干擾作用的聲音。 即凡是干擾人的活動（包括心理活動）的聲音都是噪聲。噪聲是聲音的一種，是由物體的振動所產生，當頻率在2020000Hz范圍內的聲波傳入人耳時，能被人耳聽到。頻率超過20000Hz的稱為超聲波，低于20Hz的稱為次聲波，超聲波和次聲波都不能被人耳聽到。噪聲控制的方法 1：控制噪聲源 機械噪聲一般起源于設備的連接處和轉動區(qū)的撞擊，所以，通過改進設備結構、提高設備精度、改革生產工藝和操作方法等避免噪聲的產