人體工程學復習2010級

人體工程學復習

四川農業(yè)大學主講：熊薇第一章緒論

第一節(jié)人體工程學命名與定義

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因素，研究人和機器及環(huán)境的相互作用（工作效率、健康、安全和舒適），研究在工作中、生活中怎樣實現(xiàn)人——機——環(huán)境的最優(yōu)化的問題的學科。研究對象：人、機、環(huán)境的關系目的：如何達到安全、健康、舒適和工作效率的最優(yōu)化2.“系統(tǒng)”是人體工程學最重要的概念和思想。3.“人的效能”主要指人的作業(yè)效能，即人按照一定要求完成某種作業(yè)時所表現(xiàn)出的效率和成績。4.“人的健康”，包括了身心健康和安全。二.

人體工程學研究時遵循的原則1.

物理的原則：如杠桿、慣性定律、重心原理2.

生理、心理兼顧原則：3.考慮環(huán)境的原則：

第五節(jié)在室內及家具設計中的運用一.確定人和人際在室內活動所需空間的主要依據根據人體工程學中的有關計測數據，從人的尺度、動作域以及人際交往的空間等，以確定空間范圍。

人體空間的構成，它包括以下三方面：

1.體積2.位置

3.方向

二.確定家具、設施的形體、尺寸及使用用范圍的主要依據三.提供適應人體的室內物理環(huán)境的最佳參數四.對視覺要素的計測為室內視覺環(huán)境設計提供科學依據第二章人體生理系統(tǒng)討論人的植物性機能和動物性機能，為人機工程設計提供相關的人機生理學基礎。細胞——組織——器官——器官系統(tǒng)包括植物性器官系統(tǒng)和動物性機能器官系統(tǒng)

第一節(jié)信息傳遞系統(tǒng)一、感覺系統(tǒng)1、感覺與知覺

感覺是有機體對客觀事物的個別屬性的反映。

知覺是人對事物的各個屬性、各個部分及其相互關系的綜合的整體的反映。

人們通常把感覺和知覺總起來稱為“感知”。2、感覺的主要性質

人的感覺按感覺器官分類共8種，通過眼，耳，鼻，舌、膚五個器官產生的感覺稱為"五感"，此外還有運動感，平衡感、內臟感覺等。

3、知覺的基本特征人的知覺一般分為空間知覺，時間知覺，運動知覺與社會知覺等，它們有如下共同特征：知覺的整體性

知覺的理解性知覺的恒常性知覺的選擇性4、視覺1）常見的幾種視覺現(xiàn)象：

暗適應與明適應；視覺暫留（余覺）眩光：當人的視野中有極強的亮度對比時，由光源直射出或由光滑表面的反射出的刺激或耀眼的強烈光線。

2）視覺的運動規(guī)律先看到水平方向的東西，后看到垂直方向的東西。從左到右，從上至下，順時針進行。對物體尺寸和比例的估計，水平方向比垂直方向準確、迅速、且不易疲勞。觀察率優(yōu)先的順序是左上、右上、左下、右下。5、聽覺

引起聽覺的刺激就是物體振動發(fā)出的聲波，而該振動物體就是聲源。

6、味覺、嗅覺

7、膚覺人體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。8、本體感覺

人在進行各種操作活動的同時能給出身體及四肢所在位置的信息，這種感覺稱為本體感覺。二、神經系統(tǒng)1、末梢神經系統(tǒng)2、中樞神經系統(tǒng)由腦干—脊髓系統(tǒng)，大腦邊緣系統(tǒng)、大腦新皮層組成。第二節(jié)運動系統(tǒng)由骨、關節(jié)和肌肉組成。一、骨骼系統(tǒng)分為軀干骨、上肢骨、下肢骨和顱骨4部分。骨的突起點常被利用作為測量基準點。骨杠桿時在肌肉和關節(jié)的相互作用下形成的，主要包括：平衡杠桿、省力杠桿、速度杠桿。脊柱在人體工程學領域內研究得最多。比如家具設計與脊柱姿勢的相互關系。二、肌肉系統(tǒng)肌肉組織分為橫紋肌（骨骼肌、心肌）和平滑肌。人體工程學的研究對象一般為骨骼肌。三、反應時間

包括感覺反應時間，到開始動作所用時間之和。一般條件下，反應時間約為0.1～0.5s。為了保證安全作業(yè)，一方面在機器設計中，應使操縱速度低于人的反應速度；一方面應設法提高人的反應速度。第三節(jié)能量代謝系統(tǒng)一、營養(yǎng)與代謝通過消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)。三大營養(yǎng)素包括糖、脂肪、蛋白質。二、呼吸及循環(huán)系統(tǒng)1、呼吸系統(tǒng)包括肺呼吸和組織呼吸。吸氧量和耗氧量常用于作業(yè)強度評價。2、循環(huán)系統(tǒng)血液循環(huán)，心臟功能、血壓。三、能量代謝系統(tǒng)1、能量代謝的評價相對能量代謝率(評價體力勞動強度)RMR=勞動和恢復期的能量總代謝-安靜時代謝率*勞動和恢復時間——————————————————————————基礎代謝率*勞動時間人體測量第三章人體工程學的研究方法第一節(jié)人體測量的基本知識一、概述人體測量學：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，使設計更適于人人體形態(tài)測量數據人體構造尺寸測量數據人體功能尺寸測量數據人體生理參數測量（人體靜態(tài)時各部的尺寸數據）（人體在某種運動狀態(tài)下的各部尺寸數據）三、人體測量的基本術語1、被測者姿勢(立姿、坐姿）2、測量基準面，見圖3-43、測量方向（上下方向:頭、足側；左右方向：內、外側；四肢：近、遠位；上肢：橈、尺側；下肢：脛、腓側。）4、支承面和衣著5、基本測點與測量項目（頭部測點16個12項，軀干和四肢22個69項。立姿40項，坐姿22

項，手和足部6項以及體重1項。）測量基準面通過左、右耳屏點及右眼眶下點的水平面稱為眼耳平面或法蘭克福平面。眼耳平面五、人體測量數據的統(tǒng)計處理

根據概率論與數理統(tǒng)計理論對測量數據進行統(tǒng)計分析，從而獲得所需群體尺寸的統(tǒng)計規(guī)律和特征參數。

1、平均值：表示樣本的測量數據集中地趨向某一個值，稱為平均值。2、方差：測量數據在中心位置（均值）上下波動程度差異的值，稱為方差。3、標準差（方差的平方根）S2=1n-1[(x1-x)2+(x2-x)2+…+(xn-x)2]4、抽樣誤差：抽樣誤差=標準誤差=全部樣本均值的標準差5、百分位數Pv

百分位：表示具有某一人體尺寸和小于該尺寸的人占統(tǒng)計對象總人數的百分比。Pv——百分位數；——平均值；S——標準差；k——變換系數。如何求百分位數當已知某項人體測量尺寸的均值為x，標準差為s，需要求任一百分位的人體測量尺寸Pv(百分位數)時，可用下式計算：Pv=X+（s╳k）

當求1—50％之間的數據時，式中取“—”號：當求50—99％之間的數據時，式中取“十”號。六、常用的人體測量數據1、我國成年人人體結構尺寸我國1989年7月開始實施GB10000－88我國成年人人體尺寸國家標準，主要包括：1）人體主要尺寸2）立姿人體尺寸3）坐姿人體尺寸4）人體水平尺寸5）各大區(qū)域人體尺寸的均值和標準差2、人體參數1）人體各部分尺寸與身高的比例（見表3-7）2）生活用具及設施高度與身高的關系（見表3-8）3）人體生物力學參數（見表3-9）我國標準人的尺度：男=170cm，女=160cm我國標準人的體重男=62kg，女=52kg七、人體活動

人的活動空間主要分為兩類：作業(yè)域、作業(yè)空間。1、肢體活動與作業(yè)域（1）肢體的活動角度（2）肢體的活動范圍（數字對應見表3-10）（3）水平作業(yè)域（4）垂直作業(yè)域九、人體測量數據的應用主要人體尺寸的應用原則:1、確定設計中最重要的尺度2、數據的選擇（年齡、性別、職業(yè)和民族）從而決定設計尺度3、百分位的運用（夠得著的距離、容得下的空間）（1）最大最小原則：（2）可調原則：汽車座椅（3）平均準則；沙發(fā)座高4、使用最新的人體數據5、設計時注意衣著情況和動態(tài)尺度第三節(jié)心理學測量評價方法一、問卷調查法1、調查順序A.明確課題目的B.確定調查對象C.確定調查項目和設問D.確定調查方法，問卷形式，問題設置E.調查實施F.誤填、漏填檢查G.統(tǒng)計分類，分析處理方法特點郵寄調查法委托調查法放置調查法集合調查法跟蹤調查法網絡調查法調查表郵寄給對象，范圍大，回收率低委托其他機關，回收率高，受制約調查表放置某一地點，結果可信度低省時省力，集合難，受情緒影響對同一對象按一定時間間隔連續(xù)調查效率高，范圍大，信度低調查的實施方法心理學研究的對象是人的心理現(xiàn)象，心理現(xiàn)象主要包括心理過程和個性心理兩個方面。認識過程：如感覺、知覺、記憶、注意、思維、想象

情感過程：如情緒與情感意志過程：如意志如需要、動機、興趣、能力、氣質、性格、世界觀心理過程特性個性心理特征：心理特性第四章人的心理與生理節(jié)律1、認識過程是指人在認識客觀事物活動中表現(xiàn)出的各種心理現(xiàn)象。感覺、知覺、注意、思維、想象、記憶六種過程，都屬于對客觀事物的認識形式，統(tǒng)稱為認識過程。人對感覺和知覺的材料進行分析、判斷，揭示事物的規(guī)律，使認識活動又深入一步，這叫做思維過程。思維的基本過程是分析、綜合、比較、抽象和概括。心理過程

2、情感過程

情緒、情感是人對客觀事物的一種特殊反應形式。（1）情緒、情感為三種因素所制約：環(huán)境影響、生理狀態(tài)和認識過程。（2）情感、情緒具有三種基本形態(tài)：心情激情熱情３、意志過程

意志過程是指人為了完成某項任務，實現(xiàn)某一目標，自覺克服內心矛盾和外部困難的心理過程。個性心理

表現(xiàn)人們個體差異的心理現(xiàn)象，叫做個性心理。個性心理包括個性心理特征和個性傾向性。1、個性心理特征指的是能力、氣質和性格，是個性結構中比較穩(wěn)定的成分。每個人的個性心理特征各不相同。氣質與性格

氣質和性格都是表現(xiàn)在心理活動與行為方面的個性心理特征。不過氣質受先天影響多些，改變較難、較慢；性格是后天形成的，比氣質改變較容易、較快。氣質類型無好壞之分，而性格則有好壞差別。血型說

體形說

體液說2、個性傾向性

個性傾向性指的是需要、動機、興趣、信念和世界觀等，是個性的潛在力量。（1）需要與動機

動機是驅使個體進行活動的心理動力。動機是由需要產生的，需要是個體在生活中感到某種欠缺而力求獲得滿足的一種內心狀態(tài),它是機體自身或外部生產條件的要求在腦中的反映。馬斯洛提出了需要層次論

馬斯洛的需要層次發(fā)展模式

動機作為個體活動的一種動力，在人的活動中，具有三種作用：一是引起發(fā)動個體活動，即動機的引發(fā)作用，二是維持、增強或制止、減弱個體活動的力量，即動機的決策作用：三是引導個體活動朝向一定目標進行，即動機的選擇作用。一個有著正確動機的入．就能積極、持久地從事某種意義的活動，以求達到目的。第二節(jié)人的生理節(jié)律

生理功能所顯示出的周期性變化，通常稱為生理節(jié)律。人的這種生理節(jié)律對作業(yè)的效率及質量有明顯的影響。日周節(jié)律其他周期節(jié)律PSI周期節(jié)律PSI周期節(jié)律

德國醫(yī)生佛里斯和奧地利心理學家瓦波達經過長期臨床觀察，提出了體力(Physical)強弱周期為23天，情緒(Sensitive)好壞周期為28天。奧地利泰爾其爾教授在研究智商的基礎上，發(fā)現(xiàn)智力(intellectual)高低周期為33天。

其后，科學家經過研究進一步提出，每個人自出生之日起直至生命終結，都存在著以23、28、33天為周期的體力、情緒和智力的盛衰循環(huán)性變化規(guī)律。這一變化規(guī)律按照高潮期—臨界日—低潮期的順序周而復始，人們把這三位科學家發(fā)現(xiàn)的三個生物節(jié)奏總結為“人體生物三節(jié)律”，因為這三個節(jié)律象鐘表一樣循環(huán)往復，又被人們稱作“人體生物鐘”，外國人叫做“PSI周期”。

注：PSI是英文Physical（體力）、Sensitive（情緒）、Intellectual（智力）的縮寫。

人體生物鐘從0開始，進入高潮期，經過1/4周期時為高峰日，高峰日前后2－3天為"最高峰區(qū)"。高峰日后開始向低潮期過渡，到達1/2周期時，正是高潮期向低潮期過渡交替的日子，稱為"下降臨界日"。此后便進入低潮期，到達3/4周期時為低谷日，低谷日前后2－3天為"最低潮區(qū)"。低谷日過后開始上升，向高潮期過渡，到達整周期（0周期）時，稱為"上升臨界日"，生物鐘完成一個周期的運行，進入另一個周期運行。臨界日前后1－2天稱為臨界期（"危險期"）。高潮期

低潮期07142128第一節(jié)人與環(huán)境的交互作用第五章人與環(huán)境人與環(huán)境的交互作用主要表現(xiàn)為環(huán)境刺激和相應的人體效應。人體外部感覺器官受到外部環(huán)境因素刺激后會出現(xiàn)相應的反應。環(huán)境的刺激會引起人的生理和心理效應，而這種人體效應會以外在行為表現(xiàn)出來，我們稱這種行為表現(xiàn)為環(huán)境行為。一、環(huán)境行為的特征1.客觀環(huán)境。客觀環(huán)境作用導致人類的各種行為，這種行為就是適應、改造和創(chuàng)造新環(huán)境的活動。2.自我需求。人類的自我需求是推進環(huán)境的改變和社會發(fā)展的動力3.環(huán)境制約。環(huán)境因素也會制約人類的行為。往往不能完全滿足人類的需求。因而行為就要受到一定程度的環(huán)境制約。第二節(jié)人的行為與環(huán)境4.綜合作用。環(huán)境、行為和需求施加給人的往往是一種綜合作用。人的行為受人的需求和環(huán)境的影響。即，人的行為是需求和環(huán)境的函數。這就是著名心理學家?guī)鞝柎ち形?K．Lewin)提出的人類行為公式：B=f（P?E）B—行為，f—函數，P—人，E—環(huán)境

個體本身又受到“遺傳”、“成熟”、“學習”等因素的影響，上式可概括為：B=H×M×E×L式中，B－行為H－遺傳

E－環(huán)境L－學習人的行為習性抄近路習性識途性左側通行習性左轉彎習性從眾習性聚集效應人的距離保持

人類的個人空間動物的領地1.可以隨身攜帶2.有肉眼看不見的界限3.以身體為中心4.對侵入行為進行躲避或抗議1.地點比較固定2.界限處有標記（糞便、尿液等）3.以家族為中心4.與入侵行為斗爭或逃避人類的與“領土”有關的距離有以下四種親密距離個人距離社會距離公眾距離人的距離保持人的行為模式

人的行為模式就是將人類行為習性、特點進行總結歸納得出的行為規(guī)律。行為模式的分類按其使用目的分：再現(xiàn)模式計劃模式預測模式按行為的表現(xiàn)方法分：數學模式模擬模式語言模式

按行為內容分：秩序行為流動行為分布行為狀態(tài)行為四.人在空間中的定位(p55)五、行為與室內空間設計（p57）1、確定行為空間尺度2、確定行為空間分布3、確定行為空間形態(tài)4、行為空間組合第四節(jié)室內光環(huán)境照明分類

大致可以分為以功能為主的環(huán)境照明和以舒適感為主的氣氛照明。1）環(huán)境照明作為室內呈現(xiàn)的基礎通常采用泛光照明或間接光照明的方式，產生柔和均勻的光環(huán)境。2）情景化照明營造環(huán)境氛圍又可稱為裝飾照明或氣氛照明。其目的是烘托環(huán)境的氣氛，創(chuàng)造豐富空間感和層次感，營造特定的情調。二、室內光覺質量包括了日照、采光和人工照明三方面的質量問題。1、日照（1）建筑物的日照時間、方位及間距（2）紫外線的有效輻射范圍

建筑物地點、采光口大小和位置（3）綠化的合理配置（4）建筑物的陰影（5）室內日照面積向陽面采光口2、天然采光充足的光線（天空亮度）均勻、穩(wěn)定暗影眩光質量影響因素：采光大小和形狀，采光口離地高低，采光口分布和間距3、人工照明方法：環(huán)境照明局部照明重點照明（1）環(huán)境照明通常采用泛光照明或間接光照明的方式（2）局部照明

直接光照明（3）重點照明（氣氛照明）烘托環(huán)境的氣氛，創(chuàng)造豐富空間感和層次感，營造特定的情調。質量影響因素：眩光現(xiàn)象照度均勻性光譜成分陰影（光線方向）良好的光覺質量：（1）足夠照度均勻穩(wěn)定（2）沒有強烈陰影避免眩光1）提高背景的相對亮度；2）改變窗戶和視覺對象的相對位置關系，留有保護角；3）以視線為中心，周圍30范圍內，不應設置燈具等高亮度光源。（3）滿足一定日照時間和日照面積室內面積和窗戶大小的關系：原則：盡量利用日光。無人工光源時的室內照度=0.2*全天空照度*（窗面積/室內地面積）三、室內光環(huán)境設計概念1、天然采光：通過不同形式的窗戶以及建筑構件利用天然光線,使室內形成一個舒適的光環(huán)境。直射反射透射2、人工照明：利用各種人造光源，通過燈具造型和布置設計，造成合理的人工光環(huán)境。光環(huán)境設計的基本原則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，也不要過于一致而產生單調感；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