人機工程學考試重點筆記

1、一、1、人機工程學：人機工程學（Man-Machine Engineering)是研究人、機械及其工作環(huán)境之間相互作用的學科。2、學科命名：美國人類工程學Human Engineering、人的因素工程學Human Factors Engineering，西歐（常用）人類工效學Ergonomics。日本人間工學。國內工程心理學Engineering Psychology3、人機工程學的發(fā)展以及特點：a、 經驗人機工程學：機械設計的是主要著眼點在于力學、電學、熱力學等工程技術方面的原理設計上，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。b、 科學人機工程學：重視工業(yè)與工程設計中“人的因

2、素”，力求使機器適應于人。c、 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。4、學科的研究方法： a、觀察分析法 ，b、實測法，c、實驗法，d、模擬和模型實驗法，e、計算機數(shù)值仿真法。5、人體測量學也是一門新興的分支學科，它是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，從而為各種工業(yè)設計和工程設計提供人體測量數(shù)據(jù)。6、人機工程學范圍內的人體形態(tài)測量數(shù)據(jù)主要有兩類，即人體構造尺寸和功能尺寸的測量數(shù)據(jù)。人體構造上的尺寸是指靜態(tài)尺寸；人

3、體功能上的尺寸是指動態(tài)尺寸，包括人在工作姿勢下或在某種操作活動狀態(tài)下測量的尺寸7、人體測量的主要方法有：a、普通測量法，b、攝像法，c、三維數(shù)字化人體測量法。8、測量基準面：a、正中矢狀面（左右），b、冠狀面（前后），c、橫斷面（上下面），d、眼耳平面（通過左右耳屏點及右眼眶下點得橫斷面）9、均值：表示樣本的測量數(shù)據(jù)集中地趨向某一個值，該值為平均值，簡稱均值。10、方差：描述測量數(shù)據(jù)在中心位置（均值）上下波動程度差異的值叫均方差，通常稱為方差。（方差的平方根成為標準差）11、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。百分位數(shù)：百分位數(shù)是百分位對應的數(shù)值。例如

4、，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高度。M為標準值；S為標準差；K為百分比變換系數(shù)。1%50%之間的數(shù)值：P=M-(SK) 50%99%之間的數(shù)值：P=M+(SK)例1 設計適用于90%華北男性使用的產品，試問應按怎樣的身高范圍設計該產品尺寸？解：由表查知華北男性身高平均值M=1693mm，標準差S=56.6mm.要求產品適用于90%的人，故以第5百分位和第95百分位確定尺寸的界限值，由表查得變換系數(shù)K=1.645；即：第5百分位數(shù)為：P=1693-（56.6*1.645）=1600mm 第95百分位數(shù)為：P=1693+（56.6*1.645）=1786mm結

5、論：按身高1600-1786mm設計產品尺寸，將適應用于90%的華北男性。討論：平均值是作為設計的基本尺寸，而標準差是作為設計的調整量的。注意：例中被排除的10%的人，是10%的矮小者還是高大者或者大小各排除5%即取中間值，取決于排除后對使用者的影響和經濟效果。Ø 求數(shù)據(jù)所屬百分率 當需要得到某項人體測量尺寸M1所處的百分率P時，可按下列步驟及公式求得：Z=（M1-M）/S，然后根據(jù)Z值查表得小p的值，再按下列公式求百分率P：P=0.5+p例2 已知男性A身高1720mm，試求有百分之多少的西北男性超過其高度？解：由表查得西北男性身高平均值M=1684mm，標準差 ：S=53.7mm

6、那么 Z=（1720-1684）/53.7=0.670再根據(jù)Z=0.670查表得p=0.2486(0.249)，即： P=0.5+0.249=0.749 結論：身高在1720mm以下的西北男性為74.9%，超過男性A身高的西北男性則為25.1%。人體尺寸的應用方法：課本P32、P3312、反射?。簠⑴c一個反射活動的全部結構組成該反射的反射弧。13、人的兩眼所能感覺到的波長大約是380780nm。眼睛能分辨被看物體最近兩點的視角，稱為臨界視角。視力：眼睛分辨物體細微結構能力的一個生理尺度，以臨界視角的倒數(shù)來表示。 視力=1/能夠分辨的最小物體的視角視野：指人的頭部和眼球固定不動的情況下，眼睛觀看

7、正前方物體時所能看得見的空間范圍，常以角度來表示。視距：指人在操作系統(tǒng)中正常的觀察距離.14、中央視覺視網膜分布著視維細胞多的中央部位（感色能力強、能清晰分辨物體）。 周圍視覺視網膜分布著視桿細胞多的邊緣部位（觀察空間范圍和正在運動的物體）。15、人眼對白色的視野最大，對黃色、藍色、紅色的視野依次減小，對綠視野最小。16、暗適應和明適應：P4117、視覺特征：（1）、疲勞程度：水平優(yōu)于垂直。（2）、視線變化習慣：左右，上下，順時針。（3）、準確性：水平尺寸和比例的估計更準確。（4）、觀察情況的優(yōu)先性：左上右上左下右下。視區(qū)內的儀表布置必須考慮這一點。（5）、設計依據(jù)：以雙眼視野為設計依據(jù)。（6

8、）、接受程度：直線輪廓優(yōu)于曲線輪廓。（7）、顏色的易辨認順序：紅、綠、黃、白； 顏色相配時的易辨認順序：黃底黑字、黑底白字、藍底白字、白底黑字18、聽感范圍：只有頻率為2020000HZ的振動，才能產生聲音的感覺。19、聽閾：在最佳的聽聞頻率范圍內，一個聽力正常的人剛剛能聽到給定各頻率的正弦式純音的最低聲強Imin。20、方向敏感度：（1）時差：t=聲源到兩耳的時間差。人耳可覺察到的聲信號入射的最小偏角為3°。（2）由于頭部的阻擋效應，造成聲音頻譜的改變。21、掩蔽效應：一個聲音的聽閾因另一個聲音的掩蔽作用而提高的效應。22、人體的皮膚上分布著三種感受器：觸覺感受器、溫度感受器、痛覺

9、感受器。23、兩點閾限：將兩個刺激點略為分開，并使人感受到有兩個分開的刺激點，這種能被感知到的兩個刺激點間的最小距離稱為兩點閾限。24、人體每一平方厘米皮膚內，冷點623個，熱點有3個，約有100個痛點。25、本體感覺系統(tǒng)包括耳前庭系統(tǒng)和運動覺系統(tǒng)，耳前庭系統(tǒng)作用主要是保持身體的姿勢及平衡；運動覺系統(tǒng)可感受并指出四肢和不同部分的相對位置。26、神經系統(tǒng)可以分為中樞神經系統(tǒng)和周圍神經系統(tǒng)。中樞神經系統(tǒng)包括腦和脊髓。周圍神經系統(tǒng)按起始于中樞部位可分為腦神經和脊神經；按分布器官結構分為軀體神經和內臟神經。27、人的信息處理系統(tǒng)：28、一個比特信息量的定義：在兩個均等的可能事件中需要區(qū)別的信息量。29

10、、行為的發(fā)展：B=H * M * E * L 式中：B行為；H遺傳；E環(huán)境；L學習 成熟因素受到遺傳因素和成熟環(huán)境兩種因素的共同作用、共同影響。30、感覺的基本特性a.適宜刺激：感官最敏感的刺激形式 （感官類型/感覺器官/適宜刺激/刺激來源/ 識別外界的特征）。b.感覺閾限（以下三小點了解即可）1）感覺閾下限：引起感覺的最小刺激量2）感覺閾上限：能產生正常感覺的最大刺激量3）差別感覺閾限：剛剛能引起差別感覺的刺激最 小差別量。中等刺激下， 其中： 為引起差別感覺的刺激增量，I為最初刺激強度，K為韋伯系數(shù)。c.適應：感覺器官經持續(xù)刺激一段時間后，在刺激不變的情況下，感覺會逐漸減少 以致消失的現(xiàn)象

11、。d.相互作用：在一定的條件下，各種感覺器官對其適宜刺激的感受能力都將受到其他刺激的干擾影響而降低，由此使感受性發(fā)生變化的現(xiàn)象（了解）。當視覺信息與聽覺信息同時輸入時，聽覺信息對視覺信息的干擾較大，視覺信息對聽覺信息的干擾較小。e.對比：同一感受器官接受兩種完全不同但屬于同一類的刺激物的作用，而使感受性發(fā)生變化的現(xiàn)象。感覺的對比分為同時對比和繼時對比兩種。f.余覺：刺激取消后，感覺可存在一極短時間的現(xiàn)象。31、知覺與感覺的區(qū)別： 感覺：感覺是人腦對直接作用于感覺器官的客觀事物個別屬性的反映。 知覺：知覺是人腦對直接作用于感覺器官的客觀事物和主觀狀況整體的反映。 在生活和生產活動中，人都是以知覺

12、的形式直接反映事物，在心理學中就把感覺和知覺統(tǒng)稱為“感知覺”。 知覺的基本特征（記住標題）：整體性：在知覺時，把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)一整體的特性。 影響知覺整體性的因素：接近/相似/封閉/連續(xù)/美的形態(tài)。 選擇性：在知覺時，把某些對象從背景中優(yōu)先的區(qū)分出來，并予以清晰反映的特性。 理解性：在知覺時，用以往所獲得的知識經驗來理解當前的知覺對象的特征（語言的指導性）。恒常性：知覺的條件在一定范圍內發(fā)生變化，而知覺的印象卻保持相對不變的特性。（大小/形狀）錯覺：對外界事物不正確的知覺。32、發(fā)散思維是集中思維的前提，集中思維是發(fā)散思維的歸宿。33、創(chuàng)造性機理： 創(chuàng)造力五

13、要素：創(chuàng)造的成功還受知識、經驗、才能、心理素質以及機遇等因素的影響創(chuàng)造力的三個推動力：創(chuàng)造性欲望、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性實踐34、在運動過程中，骨運動的杠桿；關節(jié)運動的樞紐； 肌肉運動的動力35、根據(jù)支點，力點（動力點）、重點（阻力點）三者不同的位置分布，人體的活動主要有以下三種骨杠桿的形式：1）平衡杠桿；2）省力杠桿； 3）速度杠桿；二、生物力學模型是用數(shù)學表達式表示人體機械組成部分之間的關系。立姿彎臂時的力量分布：70度時最大。反應時間（RT）又稱為反應潛伏期，它是指從刺激呈現(xiàn)到作出反應之間的時間間隔。反應時間由反應知覺時間tz （即自出現(xiàn)刺激到開始執(zhí)行操作的時間）和動作時間td （即執(zhí)行操作

14、的延續(xù)時間）兩部分組成，即：RT=tz+td 影響反應時間的因素：1、不同的感覺器官2、刺激信號的強度3、刺激的清晰度和可辨性4、人的主體因素合理施力的設計思路：1、避免靜態(tài)肌肉受力 設計要點如下： 避免彎腰及其它不自然的姿勢，見圖5-9（a） 避免長時間抬手作業(yè)，見圖5-9（b） 坐姿工作比立姿工作省力 雙手作業(yè)時，手的運動方向相反或不對稱 作業(yè)位置與視距的關系，見圖5-10 常用工具、零件、材料與操作者的位置關系 手在較高位置作業(yè)時，應增設支承物 利用重力作用，見圖5-112 避免彎腰提起重物，見圖5-123 設計合理的工作臺儀表按其功能可分為讀數(shù)用儀表、檢查用儀表、追蹤用儀表和調節(jié)用儀表

15、；按儀表結構形式分為：指針活動儀表、指針固定式儀表、數(shù)字式儀表。在一定視距下能引起人注意的信號燈，起亮度至少應兩倍于背景的亮度，同時背景以灰暗無光為好，但信號燈的高亮太大會造成炫目而影響觀察，可選用空氣散射小、射程較遠的長波紅光信號燈，或選用功率消耗較少的藍綠光信號燈。在一般白晝日照條件下，人眼看清一個天空背景上黑色客體的能見距離，叫“氣象能見距離”，它是在氣象上作為標準測量條件的能見距離。閃光信號較之固定光信號更能引起人注意，閃光信號的作用是；a、引起觀察者的進一步注意b、指示操作者立即采取行動c、反映不符合指令要求的信息d、用閃光的快慢指示機器或部件運動速度的快慢e、用以指示警覺或危險信號

16、。熒光屏設計：P92聽覺信息傳示裝置：1、蜂鳴器2、鈴3、角笛和汽笛4、警報器聽覺信號與噪聲強度的關系常以信號與噪音的強度比值（信噪比）來描述。所謂的言語的清晰度是人耳對通過它的音語中正確聽到和理解的百分位數(shù)。觸覺功能和觸覺特性：不太敏感、適應迅速、有立體感設計合理的手把，應考慮幾點：手把的形狀應與手的生理特點相適應；手把的形狀便于觸覺對其進行識別；尺寸應符合人手尺度的需要腳控操縱器的設計：1. 適宜的操縱力，2. 腳控操縱器的尺寸3. 腳踏板結構形式的選擇操縱顯示比是操縱器和顯示器移動量之比操縱與顯示相合性原則：P108三、儀表刻度與標數(shù)優(yōu)劣對比控制臺上方干涉點高度： 從圖中脊柱側面可看到有

17、四個生理彎曲，即頸曲、胸曲、腰曲及骶曲，其中與坐姿舒適性相關的是腰曲。手握式工具設計原則1. 一般原則：A必須有效地實現(xiàn)預定的功能B、必須與操作者身體成適當比例，是操作者發(fā)揮做大效率C、必須按照作業(yè)者的力度和作業(yè)能力設計，所以要適當?shù)乜紤]到性別、訓練程度和身體素質上的差異；D、工具要求的作業(yè)姿勢不能引起過度疲勞 2. 解剖學因素：1）避免靜肌負荷，2）保持手腕處于順直狀態(tài)， 3）避免掌部組織受壓力， 4）避免手指重復動作 3. 把手設計：直徑，通常著力抓握30-40mm，精密抓握8-16mm長度，一般合適度為100-125mm形狀，視用途而定彎角，最佳為10度左右雙把手工具 用手習慣與性別差異

18、 與性別有關的作業(yè)崗位尺寸：（1）當作業(yè)人員性別一致時（即全部為男性或全部為女性）：（2）當作業(yè)人員性別不一致時： 作業(yè)空間的人體尺度：P135一些概念：1.近身作業(yè)空間：指作業(yè)者在某一位置時，考慮身體的靜態(tài)和動態(tài)尺寸，在坐姿或站姿狀態(tài)下所能完成作業(yè)的空間范圍。 2.個體作業(yè)場所：指操作者周圍與作業(yè)有關的、包含設備因素在內的作業(yè)區(qū)域，如：汽車駕駛室，計算機操作臺。 3.總體作業(yè)空間：不同個體作業(yè)場所的布置構成總體作業(yè)空間，如計算機房或辦公室。 為防止受限作業(yè)空間設計過小，其尺寸應以第95百分位數(shù)或更高百分位數(shù)人體測量數(shù)值為依據(jù)，并應考慮冬季穿著厚棉衣等服裝進行操作的要求作業(yè)場所的布置總則：1. 重要性原則 ：優(yōu)先考慮實現(xiàn)系統(tǒng)作業(yè)的目標或達到其它性能最為重要的元件。2. 使用頻率原則：經常使用的元件應布置于作業(yè)者易見易及的地方。3. 功能原則：把具有相關功能的元件編組排列。4. 使用順序原則：按使用順序排列布置各元件影響熱環(huán)境的要素：氣溫、氣濕、氣流、熱輻射熱舒適環(huán)境：指人在心理狀態(tài)上感到滿意的環(huán)境。影響熱舒適度環(huán)境有六個主要因素，其中四個與環(huán)境有關，即空氣的干球溫度、空氣中的水蒸氣分壓力、空氣流速以及室內物體和壁面輻