人機工程學復習資料

1、第一章人機工程學概論人機工程學：研充人在某種工作環(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；研充在工作、家庭生活和休假時怎 樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學科。人機工程學發(fā)展1經驗人機工程學時間：從特羅的科學管理方法和理論的形成到第二次大戰(zhàn)之前代表人物：美國學者泰羅內容：在人機關系上是以選擇和培訓操作者為主，使人適應機器。2科學人機工程學、時間：第二次大戰(zhàn)期間 武器沒有考慮沒有人的因素，導致嚴重后果。軍事 領域中對人的因素考慮的研充和應用，是科學人機工程學應運而生。內容：重視工業(yè)設計與工程設計中“人的因素”，力求使機器適應于人。3現(xiàn)代人機工

2、程學時間：20世紀60年代至今人機工程學所設計的學科：解剖學、生理學、心理學、工業(yè)衛(wèi)生學、工業(yè)與 工程設計、工作研究、建筑與照明工程、管理工程現(xiàn)代人機工程學研充方向：把人-機-環(huán)境系統(tǒng)作為一個統(tǒng)一的整體來研充, 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。學科研究內容：1人體特性的研充2工作場所和信息傳遞裝置的設計包括：工作空間設計、座位設計、工作 臺或操縱臺設計以及作業(yè)場所的總體布置。人與機器以及環(huán)境之間的信息交流分為兩個方面：顯示器向人傳遞信息、控 制器則接受人發(fā)的信息。3環(huán)境控制與安全保護設計4人機系統(tǒng)的總體設計學科研究方法：觀察分析

3、法、實測法、實驗法、模擬和模型實驗法、計算機 數值仿真法人機工程學對工業(yè)設計的作用1為工業(yè)設計中考慮“人的因素”提供人體尺度參數2為工業(yè)設計中“物”的功能合理性提供科學依據3為工業(yè)設計中考慮“環(huán)境因素”提供設計準則4為進行人-機-環(huán)境系統(tǒng)設計提供理論依據5為堅持以“人”為核心的設計思想提供工作程序第二章人體測量與數據運用人體形態(tài)測量數據主要有兩類：人體構造尺寸數據和功能尺寸數據人體測量方法：普通測量方法、攝像法、三維數字化法人在工作位置上的活動空間尺度活動空間應盡可能適應于絕大多數人的使用，設計時以高百分位人體尺 寸為依據。一般取第95百分位1立姿的活動空間2坐姿的活動空間3單腿跪姿的活動空間

4、4仰臥的活動空間人體尺寸的應用方法1確定所設計產品的類型雙限值設計、單限值設計、大尺寸設計、小尺寸設計、平均尺寸設計2選擇人體尺寸百分位數滿意度：所設計產品在尺寸上能滿足多少人使用，通常以合適使用的人 數占使用者群體百分比。通常在設計時雖然確定了某一滿意度指標，但用一種尺寸規(guī)格的產品卻 無法達到這一要求，在這種情況下，可考慮采用產品尺寸系列化和產品 尺寸可調節(jié)性設計解決。3確定功能修正量4確定心理修正量5產品功能尺寸的設定最小功能尺寸二人體尺寸百分位數+功能修正量最佳功能尺寸二人體尺寸百分位數+功能修正量+心理修正量第三章人體感知與信息處理視角是確定被看物尺寸范圍的兩端點光線射入眼球的相交角度

5、。視角的 大小與觀察距離及被看物體上兩端點直線距離關系有關，如下所示：i T Da = 2 tan 2L眼睛能分辨被看到物體最近兩點的視角，稱為臨界視角視力是眼睛分辨物體細微結構功能力的一個生理尺度，以臨界視角的倒 數來表示，即：禮P j 二能夠分辨的最小物體的視角視野是指人的頭部和眼部固定不動的情況下，眼睛觀看正前方物體時所 能看得見的空間范圍。視距是指人在操作系統(tǒng)中正常的觀察距離。一般操作的視距范圍在 38-76cmo視距過遠或過近都會影響認讀的速度和準確性，而且觀察距離 與工作的精確程度有關，因而應根據具體任務的要求來選擇最佳的視距。 缺乏辨別某種顏色的能力，稱為色盲；若辨別某種顏色的能

6、力較弱，則 稱色弱。視距器官的感受性對光刺激變化的相順應性稱為適應。分為：暗適應和 明適應視覺的特征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。2視線的變化習慣于從左到右，從上到下和順時針方向運動3人眼對水平方向的尺寸和比例的估計比對垂直方向的尺寸和比例 估計要準確的多4當眼睛偏離視中心時，在偏離距離相等情況下，人眼對左眼上限 的觀察最優(yōu)，依次為右上限，左下限，右下限，而右下限最差5兩眼的運動總是協(xié)調的同步的6人眼對直線輪廓比對曲線輪廓更易于接受7顏色對比與人眼辨色能力有一定關系。認識順序：紅、綠、黃、 白。顏色搭配：黃底黑字、黑底白字

7、、藍底白字、白底黑字 聽覺：20Hz-20000Hz范圍的振動人耳能夠聽到膚覺：皮膚上分布著三種感受器：觸覺感受器、溫度感受器和痛覺感受 器。觸覺的生理意義是能辨別物體的大小、形狀、硬度、光滑度以及表 面機理等機械性質的觸感。在人機系統(tǒng)的操作裝置設計中，就是利用人 的觸覺特性，設計具有各種不同觸感的操縱裝置，以使操作者能夠靠觸 覺準確地控制各種不同功能的操縱裝置。知覺：知覺是在感覺的基礎上產生的。感覺反應客觀事物的個別屬性， 而知覺反應客觀事物的整體。知覺的特征：整體性、選擇性、理解性、恒常性、錯覺(P60)避免靜態(tài)肌肉施力的兒個設計要點1避免彎曲或其他不自然的身體姿勢2避免長時間地抬手作業(yè)3

8、坐著工作比站著工作省力4雙手同時操作時，手的運動方向應相反或者對稱運動，單手作業(yè)本身就造成背 部肌肉靜態(tài)施力。另外，雙手做對稱運動有利于神經控制5作業(yè)位置高度應按工作者的眼睛和觀察時所需的距離來設計。6常用工具都應按其使用的頻率或操縱頻率安放在人的附近7當手不得不在較高位置作業(yè)時，應使用支撐物夾住肘關節(jié)、前臂。8利用重力作用。第六章人機的信息界面設計人機系統(tǒng)的人機界面是指系統(tǒng)中的人、機器、環(huán)境之間相互作用的區(qū)域。通 常人機界面有信息界面、工具性界面和環(huán)境性界面。人機信息界面包括環(huán)境信息、機器信息的顯示和機器接受信息的控制。在人機系統(tǒng)中，按人接受信息的感覺通道不同，可將顯示裝置分為視覺顯示、 聽

9、覺顯示和觸覺顯示。其中以前兩者應用最為廣泛?？刂破魇前讶说妮敵鲂畔⑥D換為機器輸入信息的裝置，也即在生產過程中， 人是通過操縱控制器完成對機器的指揮和控制的。人對機器的控制分為:“手動” 和“腳動”兩大類。儀表分類：1按功能：讀數儀表、檢查用儀表、追蹤用儀表和調節(jié)用儀表2按結構形式：指針運動式儀表、指針固定式儀表、數字式儀表。指針活動式圓形儀表的讀數效率與準確度雖然不如數字儀表高，但這類儀表 可以顯示被測參數的變化趨勢，因而仍然是常用的儀表形式。垂直長條形儀表的 誤讀率最高，而開窗式儀表的誤讀率最低。表盤上的刻度線、刻度線間距、以及文字數字等尺寸根據視距來確定。儀表表數原則：1最小刻度不標數，最

10、大刻度必須標數；2指針運動式儀表 標數的數碼應當垂直，表面運動的儀表數碼應當按圓形排列；3若儀表表面的空 間足夠大，則數碼應標在刻度記號外側，以避免它被指針擋住，若表面空間有限， 應將數碼標在刻度內側，以擴大刻度間距。指針處于儀表外側的儀表，數碼應一 律標在刻度內側；4開窗式儀表窗口的大小至少應能顯示被指示數字及其上下兩 側的兩個數，以便觀察指示運動的方向和趨勢。5對于表面運動的小開窗儀表, 其數碼應按順時針排列。當窗口垂直時，安排在刻度的右側，當窗口水平時，安 排在刻度的下方，并且都使字頭向上。6對于圓形儀表，不論表面運動式或指針 運動式，均應使數碼按順時針方向依次增大。數值有正負時，0應設

11、在時鐘12 時位置上，順時針方向表示“正值”，逆時針表示“負值二對于長條形儀表，應 使數碼按向上或向右順序增大；7不做多圈使用的圓形儀表，最好在刻度全程的 頭和尾之間斷開，其首尾的間距以相當于一個大刻度間距為宜。儀表色彩：墨綠色和淡黃色儀表面分別配上白色和黑色的刻度線時，其誤讀 率最小，而黑色和灰黃色儀表表面配上白色刻度線時，其誤讀率最大，不宜采用。 信號燈特點：面積小，視距遠，引人注目，簡單明了，但信息負載有限，當信號太 多時，會形成雜亂現(xiàn)象和產生干擾。作用：一是指示；二是顯示工作狀態(tài)能見距離：指當物體達到某一距離時，人眼不能再分辨它的臨界距離。氣象能見距離：指在一般白晝日照條件下，人眼看清

12、一個天空背景上黑色客體的 能見距離。閃光信號燈的作用1引起觀察者的進一步注意2指示操作者立即采取行動3反映不符合指令要求的信息4用閃光燈的快慢指示機器或部件運動速度的快慢5用以指示警覺或危險信號。聽覺信息傳示裝置設計必須考慮人的特性：1必須選用聲頻與噪音頻率相差較遠的聲音作為聽覺信號，以削弱噪聲對信 號的掩蔽作用2使用兩個或兩個以上聽覺信號時，信號之間應有明顯的差異，而對某一種 信號在所有時間內應代表同樣的信息意義，以提高人的聽覺反應速度3應使用間斷或變化信號，避免使用連續(xù)穩(wěn)定信號，以免人耳產生聽覺適應 性4要求遠傳或繞過障礙物的信號，應選用大功率低頻信號，以提高傳示效果 5對危險信號，至少應

13、有兩個聲學參數與其他聲信號或噪聲相區(qū)別，而且危 險信號的持續(xù)時間應與危險存在時間一致。設計手把應考慮的幾個方面1手把形狀應與手的生理特點相適應2手把形狀應便于觸覺對它進行識別3尺寸應符合人手尺度的需要腳控操縱器：主要有腳踏壓紐，腳動開關和腳踏板操縱裝置編碼：1形狀編碼、2位置編碼、3尺寸編碼、4顏色編碼、5符號編碼 操縱裝置的選擇應考慮1人的操縱能力，如動作速度，肌力大小，連續(xù)工作能力； 2操縱裝置本身，如操縱裝置的功能，形狀，布置，運動狀態(tài)及經濟因素等。操縱與顯示相結合性設計時，應遵循下述原則：1操縱器右移或右旋時，水平式代表的指針應右移，垂直式代表的指針應朝上移 動2操縱器朝上或朝前移動時

14、，顯示器指針必須朝上或向右移動3操縱器右移或順時針轉動時，表示被控量的增加，顯示器應顯示出增加4如果采用指針固定式顯示器，則操縱器右移時，表盤應左移，而顯示刻度應從 左至右表示數值增加，以保證操作器右移時讀數增加的相應關系5操縱器朝上，朝前和向上右移時，顯示器應顯示讀數增加，或者開關進入“開” 的位置，反之亦然。第七章工作臺椅與工具設計控制臺形式：單式控制臺、直柜式控制臺、組合式控制臺、彎折式控制臺常用控制臺設計有:坐姿低臺式控制臺、坐姿高臺式控制臺、坐立姿兩用控制臺、 坐姿控制臺，標準控制臺電子化辦公臺設計的調節(jié)方式有：垂直方向的高低調節(jié)、水平方向的臺面調節(jié)以 及臺面角度調節(jié)?，F(xiàn)代辦公設備和

15、辦公家具要求：辦公室隔斷，辦公單元系列化、辦公臺易于折裝， 變動靈活。、坐姿相對于站姿優(yōu)勢：1減少體能消耗，消除疲勞2坐姿比站姿有利于血液循環(huán)3坐姿有利于保持身體的穩(wěn)定性，便于精細的操縱脊柱結構：頸椎、胸椎、腰椎、齦骨、尾骨脊柱四個生理彎曲：頸曲、胸曲、腰曲、弧曲兩點支撐：位于胸椎的肩靠、位于腰椎的腰靠。兩者構成座椅的靠背座椅設計要點：1工作座椅的結構形式應盡可能與坐姿工作的各種操作活動要求相適應2工作座椅的坐高和腰高必須是可調節(jié)的3工作座椅可調節(jié)部分的結構構造，必須易于調節(jié)，必須保證在椅子使用過程中 不會改變己調節(jié)好的位置并不得松動4工作座椅各零部件的外露部分不得有易于傷人的尖角銳邊，各部結

16、構不得存在 傷人部位5無論操縱者坐在座椅前部，中部，還是往后靠，工作座椅坐面有腰靠結構均應 使其感到安全，舒適6工作座椅腰靠結構應具有一定的彈性和足夠的剛性7工作座椅一般不設扶手8工作座椅的結構材料和裝飾材料應用耐磨，無毒。座椅的主要構件有：坐面、腰靠、支架座椅設計新觀念：動態(tài)座椅、前傾式座椅、膝靠式座椅、靠背可調座椅、多功能 沙發(fā)椅第八章作業(yè)崗位與空間設計作業(yè)崗位：立姿作業(yè)崗位、站姿作業(yè)崗位、坐立姿交替崗位作業(yè)空間的布置是指在限定的作業(yè)空間內，設定合適的作業(yè)面后，顯示器與控制 器的定位與安排作業(yè)場所布置原則：1重要性原則2使用頻率原則3功能原則4使用順序原則作業(yè)空間設計因素：個體尺寸、視覺因

17、素、作業(yè)姿勢、個體因素、維修活動、 作業(yè)特點、作業(yè)空間特點第九章人與環(huán)境的界面設計作業(yè)環(huán)境分區(qū)：最舒適區(qū)、舒適區(qū)、不舒適區(qū)、不能忍受區(qū)允許環(huán)境：要求環(huán)境條件保證在不危害人體健康和基本不影響工作效率的范 圍之內。良好的光環(huán)境主要是通過改善人的視覺條件和改善人的視覺環(huán)境來達到提 高生產率。照明的作用：一是以功能為主的明視照明；二是以舒適感為主的氣氛照明光環(huán)境設計基本原則1合理的照度平均水平，同一環(huán)境中，亮度和照度不應過高或過低，也不要 過于一致產生單調感2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3不讓光線直接照射眼睛，避免產生眩光，而讓光源光線照射物體或物體附 近4光源光色要合理

18、，光源光譜要有再現(xiàn)各種顏色的特征5讓照明和色調協(xié)調，使氣氛令人滿意6創(chuàng)造理想的照明環(huán)境不能忽視經濟條件的制約，因而必須考慮成本眩光：在視野內因看見亮度過高的點和面所引起的障礙。眩光可引起不舒適 感、眼疲勞、可見度降低?？梢酝ㄟ^減少引起眩光的高亮度的面積；增加視線和 眩光源間的角度，提高眩光周圍地區(qū)的亮度來限制眩光第十章人的可靠性與安全性設計人機系統(tǒng)的可靠性由該系統(tǒng)人的可靠性和機械的可靠性所決定，其中人的可 靠性是整個人機系統(tǒng)可靠性的關鍵影響人的可靠性因素人的因素：心理因素、生理因素、個體因素、操作能力環(huán)境因素：機械因素、環(huán)境因素、管理因素通常設計不良和操作不當往往是引發(fā)人的失誤的主要原因人的失誤發(fā)生的方式有5種：1人沒有實現(xiàn)某