第3章人机工程学(第三版)。
人机工程3版课件1
第一节 手工具及其使用方式 第二节 手机设计中的人机学 第三节 安全性设计 维修性设计
2
第七章 视觉传达设计与人机学
第一节 文字设计 第二节 图形符号及标志设计 第三节 展示设计
第八章 室内设计与人机学
第一节 生活空间与人体尺寸 第二节 光环境与采光照明设计 第三节 声音环境和噪声控制 第四节 室内热环境 第五节 ．二战中尖锐的军械问题——人机学的诞生
一战到二战，飞机大幅度技术升
级，但事故、伤亡频发。投巨资研制的 “先进”飞机未必能打胜仗，使人惊愕， 进而醒悟：飞机的技术性能必须与使 用人的生理机能相适配。
二战中入侵前苏联德军的枪械问题，…
有的国家聘请生理医学、心理学家参与设
计，经费增加有限，却事半功倍，效果显著。 图1-19 飞机驾驶舱的
例10 形形色色的剪刀，里面学问可不少。
图1-8 功能形态 各异的剪刀
13
例11 老年人手机
图1-9 斩获德国if设计大奖 的Arcci老人手机 14
例12 生产设备的正反两例
反 适合高1.37m、肩宽0.64m、手臂平展2m之畸形人使用的车床。 正 把带电机的旋具弹性吊挂着使用。
图1-10 畸形人 适用的车床
人机学发展简史和学科思想的演进，可分4个阶段。
1．对劳动工效的苛刻追求——人机学的孕育
F.W.泰勒（1856-1915）的“时间与动作研究”
（Time and Motion Study），吉尔布雷斯夫妇的 “砌砖作业实验”等多项研究。
图1-17
1914年，教授闵斯特伯格的《心理学与工业效率》出版。 1919年布氏夫妇合著的《疲劳研究》出版。 1919年英国 “工业保健研究部”，展开工效问题的广泛 研究，包括作业姿势、负担限度、体能、工间休息、工作场
人机工程学课程教案
人机工程学课程教案第一章：绪论1.1 课程简介介绍人机工程学的定义、研究对象和意义。
解释人机工程学在工程设计、产品开发和人类行为研究中的应用。
1.2 人的因素讨论人的生理、心理和行为特点对人机系统的影响。
分析人类感知、认知和操作过程的基本原理。
1.3 机器因素介绍机器的功能、性能和可靠性对人机系统的影响。
讨论机器的操作界面和控制系统的design principles。
1.4 人机系统解释人机系统的定义和组成部分。
探讨人机系统的分类、特点和应用领域。
第二章：人的因素工程2.1 人的生理特点分析人的身体结构和功能对作业效率和舒适性的影响。
讨论人的体力、耐力和疲劳特性。
2.2 人的心理特点介绍人的感知、认知、情绪和动机对作业表现的影响。
探讨人的注意力、记忆、决策和问题解决能力。
2.3 人的行为特点讨论人的习惯、学习能力和适应性对作业效果的影响。
解释人的行为模式和行为改变的原因。
第三章：机器因素工程3.1 机器的功能和性能分析机器的功能、性能和可靠性对操作效率和安全性的影响。
讨论机器的操作界面和控制系统的design principles。
3.2 机器的可靠性和维护介绍机器的可靠性、维修性和维护策略。
解释机器故障的原因和预防措施。
3.3 机器的安全性和环境适应性讨论机器的安全性、防护装置和环境适应性。
分析机器在不同环境条件下的作业效果和风险。
第四章：人机系统设计原则4.1 人的能力与需求分析人的能力、需求和限制在人机系统设计中的重要性。
解释人机系统设计中的“匹配原则”和“适应原则”。
4.2 系统整体优化介绍人机系统设计的整体优化方法和原则。
讨论系统各组成部分的协调和整合。
4.3 系统评价与反馈解释人机系统评价的目的、方法和指标。
讨论系统反馈的作用和重要性。
第五章：人机系统案例分析5.1 汽车驾驶舱设计分析汽车驾驶舱设计中的人机工程学原则。
讨论驾驶舱布局、控制器设计和驾驶辅助系统。
5.2 计算机界面设计介绍计算机界面设计中的人机工程学原则。
人机工程学(第三版)
空气中的有害物质如粉尘、有毒气体 等会对人体呼吸系统造成危害，甚至 引发职业病。
作业环境改善措施与方法
照明改善
根据工作需求调整照明强度和色温，使用 护目灯等局部照明设备，减少眩光和阴影
对视觉的干扰。
温度与湿度调节
根据季节和气候特点调节室内温度和湿度， 使用空调、加湿器等设备创造舒适的室内 环境。
02 03
改善措施
公司对办公环境进行了全面改造，包括更换照明设备、加装隔音材料、 更新空调系统等。同时，还重新规划了办公空间布局，提高了空间利用 率和员工舒适度。
改善效果
经过改造后，办公环境焕然一新，员工工作效率和满意度大幅提升，公 司形象和业绩也得到了显著改善。
04
人机界面设计与评价
人机界面基本概念及设计原则
噪音控制
采用隔音材料、消音器等降低噪音源的分 贝值，合理安排工作时间和休息时间，避 免长时间暴露在噪音环境中。
空气质量提升
加强室内通风换气，使用空气净化器等设 备去除空气中的有害物质，提高室内空气 质量。
典型案例分析：办公环境优化
01
案例背景
某公司办公环境陈旧，设施老化，员工工作效率低下，抱怨连连。
采用直观、易懂的图标和符号，降低 用户学习成本，提高操作便捷性。
色彩与字体设计
运用色彩心理学和字体排版原理，提 高信息传达效率和用户阅读体验。
听觉、触觉等其他交互方式探讨
听觉交互
运用声音提示和语音交互技术， 为用户提供听觉反馈和语音控制
功能。
触觉交互
利用振动、力反馈等触觉技术，增 强用户操作的真实感和沉浸感。
学科意义
提高机器的使用效率和人的工作效率； 改善人的工作条件和生活质量；促进 人与机器的和谐发展，推动社会进步。
2024版人机工程学(第三版)
目录•人机工程学概述•人体因素与人的特性•人机界面设计原理•作业空间设计与人机系统优化•劳动安全与事故防范策略•未来发展趋势与挑战人机工程学概述定义与发展历程定义人机工程学是研究人、机器及其工作环境之间相互作用的学科，旨在优化人与机器系统的交互，提高工作效率和人的舒适度。
发展历程人机工程学起源于20世纪初的工业生产领域，随着计算机技术的发展，逐渐扩展到办公自动化、交通运输、航空航天等领域。
研究对象与范围研究对象主要包括人、机器和工作环境三大要素。
其中，人是指操作者的生理、心理特征以及行为习惯等；机器是指各种设备、工具、装置和系统等；工作环境是指工作场所的物理环境、社会环境以及组织管理等。
研究范围人机工程学的研究范围涉及多个领域，如工业设计、人机交互、人因工程、可用性工程等。
学科特点及意义学科特点人机工程学具有综合性、交叉性和应用性的特点。
它综合运用了心理学、生理学、医学、工程学等多学科知识，研究人与机器系统的交互问题。
学科意义人机工程学对于提高生产效率、保障人类健康和安全、改善生活质量等方面具有重要意义。
通过优化人与机器系统的交互，可以提高工作效率，减少事故和错误，降低人的疲劳和不适感，从而提高生产效益和生活质量。
人体因素与人的特性包括视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉，是人接收外界信息的主要途径。
负责传递和处理感官信息，控制人体运动和反应。
由骨骼、关节和肌肉组成，支持人体姿势和运动。
输送氧气和营养物质到身体各部分，同时排除废物。
感官系统神经系统运动系统循环系统0102 03认知过程包括注意、记忆、思维等，影响人对信息的处理和理解。
情感与情绪影响人的决策和行为，与人的需求和动机密切相关。
学习与技能形成通过经验和训练，人能够形成新的行为习惯和技能。
ABDC人体测量学研究人体尺寸、形状和功能的学科，为人机工程设计提供基础数据。
人体尺寸数据包括身高、坐高、臂长等，用于设计适合人体尺寸的产品和工作环境。
人体力量数据反映人在各种姿势和动作下的力量输出，为设计提供力学依据。
(完整版)人机工程学读书笔记
《人机工程学》读书笔记随着科学技术的进步，社会的发展，人类文明的不断提高，人们对工作和生活质量的要求越来越高。
创建优良的工作条件和舒适的生活环境，以满足人的生理和心理的需求，将成为人类不断追求的目标。
而人机工程学正是一门研究人，机，环境如何才能达到最佳匹配，使人—机—环境系统能够适合人的生理和心理特点，以保证安全，健康，高效，舒适地进行工作和生活的学科。
《人机工程学》以人，机，环境三要素为对象，以人为中心，按照人体因素，人机界面，作业环境，人机系统设计分析为顺序展开论述，重点落实在如何应用人机工程学的原理和方法进行人机系统的设计与分析评价。
人机因素主要研究人在工作过程中的生理和心理特征，是人机工程学的基础理论。
内容包括：人的形体参数，人体力学，人的机能特征，人的作业能力与疲劳，人的自然倾向和可靠性等，是研究人机系统的基础和设计依据。
人机界面是人机工程学研究的重点，内容包括：显示器，控制器，作业空间和用具，主要介绍设计原则，方法和必要的数据，资料及其使用条件。
人在不同的作业环境条件下有不同的生理和心理反应，所以作业环境介绍了热，声，光，空气等环境对人体的影响，分析评价的指标，方法以及改善的具体措施。
人机系统的设计分析是人机工程学的综合应用性内容，具体研究如何应用人机工程学的基本理论，原理和数据解决实际问题。
第一章绪论人机工程学研究的是人与机器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉显示，操纵控制，人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率和作业时感到安全与舒适。
人机系统的基本类型：1）手工劳动系统；2）半自动化，机械化系统；3）自动化系统。
人与机的结合方式：1）人与机串联方式；2）人与机并联方式；3）人与机串并联方式。
人的工作主要有三种类型：肌肉工作，感知工作和智能工作。
因此人机工程学的主要任务是对人—机—环境综合体进行系统的分析研究，用人类创作的科学技术为这一综合体建立合理且有可行的实用方案，使人类获得舒适，安全，健康的环境条件，力图提高人本身的能力，从而达到提高工作效率的目的。
人机工程学重点
第一章要点1、人机工程学的定义及发展历程，各个阶段的代表人物。
定义: IEA：人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全、舒适等问题的学科。
(BCPE职业人机工程师认证委员会)：人机工程学是关于与设计有关的人的能力、人的极限、人的特性等的知识体系。
人机工程学设计就是运用这种知识体系来设计工具、机器、系统、任务、工作以及安全、舒适、有利于提高人的效率的环境等。
人机工程学的发展以及特点：a、19世纪未到20世纪30年代经验人机工程学：机械设计的是主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术方面的原理计上，在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于机器。
代表人物：F.W.Taylor（泰勒）。
吉尔布雷斯夫妇b、20世纪30年代到60年代科学人机工程学：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。
设计师亨利·德雷夫斯出版的《人的尺度》为工业设计师提供了依据。
麦克考米克“人类工程学”被做为大学教科书C． 20世纪60年代至今现代人机工程学：研究方向：把人-机-环境系统作为一个统一的整体来研究，以创造最适合于人操作的机械设备和作业环境，使人-机-环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效能。
2、什么是人机环境系统，能熟练地画出人机系统图。
人—机—环境系统，指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统。
简称人机系统。
人—指操作者或使用者；机—泛指人操作或使用的物。
可以是机器。
也可以是用具、工具或设施、设备等；环境—是指人、机所处的周围环境。
如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等3、人机工程学的学科体系及研究内容研究内容：1.人体特性的研究：在设计中与人与有关的方面，包括生理与心理两方面。
目的是使机（机器、设施、工具和工作环境等）更适合于人的生理及心理特性。
人机工程学知识点整理
人机工程学知识点整理一、人机工程学的定义与范畴人机工程学，简单来说，就是研究人、机器及其工作环境之间相互关系的一门学科。
它致力于优化人与机器的交互，提高工作效率，保障人的健康和安全，提升使用的舒适度。
其范畴涵盖了多个领域，包括但不限于工作场所设计、产品设计、交通工具设计、计算机界面设计等。
从我们日常使用的手机、电脑，到工厂里的生产线设备，再到飞机驾驶舱的布局，都有人机工程学的身影。
二、人机工程学的发展历程人机工程学的发展并非一蹴而就，而是经历了漫长的过程。
早期阶段，可以追溯到古代，人们在制作工具和生活用品时，已经开始考虑如何使其更适合人体的使用。
比如，古代的农具在形状和尺寸上就有一定的人体适应性。
工业革命时期，随着机器大规模的应用，人机关系的问题逐渐凸显。
工人长时间在恶劣的工作条件下操作机器，导致了大量的工伤事故和职业病。
这促使人们开始关注工作环境和机器设计对人的影响。
20 世纪初，人机工程学开始作为一门独立的学科逐渐形成。
二战期间，由于军事装备的复杂和高效需求，人机工程学得到了快速发展。
战后，它的应用范围不断扩大，从军事领域延伸到了工业、医疗、交通等众多领域。
现代，随着科技的飞速进步，人机工程学不断融合新的技术和理念，如虚拟现实、人工智能等，以更好地适应不断变化的人机交互需求。
三、人机工程学的研究方法为了深入了解和解决人机关系中的问题，人机工程学采用了多种研究方法。
首先是观察法，通过直接观察人的行为和操作来收集数据。
比如，在工作场所观察工人的工作流程和姿势。
其次是实验法，通过控制变量进行实验来研究人机交互的效果。
例如，对比不同键盘设计对打字速度和准确性的影响。
还有问卷调查法，通过向用户发放问卷来了解他们对产品或环境的感受和需求。
此外，还有模拟和建模的方法，利用计算机软件来模拟人机系统，预测和评估设计方案的效果。
四、人体测量与人机尺寸人体测量是人机工程学的重要基础之一。
通过对人体各种尺寸、形态和比例的测量，可以获得大量的数据，为设计提供依据。
(完整版)人机工程学讲义3
人体感知与信息处理感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的反映，因此既具客观性又具主观性。
人的主要感觉器官包括眼、耳、鼻、舌、皮肤，对应的感觉分别是视觉、听觉、嗅觉、味觉和肤觉。
此外，人对自身也有感觉、称为内部感觉。
光作用于视觉器官，使其感受细胞兴奋，其信息经视觉神经系统加工后便产生视觉。
其形成过程为：光线一角膜一瞳孔一晶状体(折射光线)—玻璃体(固定眼球)—视网膜（形成物像)--视神经(传导视觉信息一大脑视觉中枢(形成视觉)。
通过视觉，人可以感知外界事物的大小、形状、明暗、颜色、动静。
视觉是人最重要的感觉，至少有80%以上的外界信息经视觉获得。
视觉的优势是：可在短时间内获取大量信息；可利用颜色和形状传递性质不同的信息；对信息敏感，反应速度快；感试范围广，分辨率高；不容易残留以前刺激的影响。
但也存在容易发生错视和容易疲劳等缺点。
视觉机能是视觉器官毒客观事物识in能力的总称·包括视角、视力、视野、对比感度、颜色辨认等视角是观察物体时。
从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在射入眼球时的相交角度，视角a的大小与观察距离L和被看物体上两端点的直线距离D有关。
眼睛能分辨被看物体最近两点的视角，称为临界视角，正常眼的临界视角约为1'。
说明视力越好。
应用国际标准视力表远视力表检测，司际正常视力标准规定为1.0(用标准对数视力表检查时为5.0)，即临界视角为1'。
视力随着照度、背景亮度和物体与背景的对比度的增加而增大，随年龄的增加而下降。
注视野和动视野3类。
静视野是指在头部固定、眼球静止不动的状态下自然可见的范围。
注视野是指在头部固定、而转动眼球注视某一中心点时所见的范围。
动视野是指头部固定而自由转动眼球时的可见范围。
在人的3种视野中，注视野范围最小，以减少人眼的疲劳。
不同颜色对眼的刺激能引起感觉的范围也不同，称为颜色视野，白色的视野最大，其次是黄、蓝、红、绿等(图2.14)。
（小字）在垂直平面的视野是：假定标准视线是水平的，定为0°，则最大视区为视平线以上50°和视平线以下70°。
人机工程学ppt课件
(39)
.
正确的搬运习惯是非常重要的
正确的搬运习惯对于保持背部和颈部的健康是十分重 要的。在抬起一件物品时，应遵守以下原则： 检查一下物品以保证它不是太重或太别扭。 靠近这个物品。 保持背部挺直并慢慢弯曲膝盖。 紧紧抓住物品的侧面。 保持胸膛抵住物品的重量。
续
人机工程学
(40)
.
正确的搬运习惯是非常重要的
人机工程学
(22)
.
续做同样的动作超过两个小时 ，或在一天之内超过四个小时
主要决定于持续的时间和休息 的时间
人机工程学
(23)
.
过分用力或受力
过分的用力
用力敲击键盘
过分抓紧 (鼠标, 订书机, 电话, 铅笔 , 钢笔）
过分的受力 接触压力
人机工程学
(24)
.
续
不正确姿势
人机工程学
(43)
.
续
锻炼身体使避免发生问题所不可缺少的
背部和肩部锻炼。如右图： 挺直身躯，用你的右手放在 左肩上，轻轻地将头向后移 动；反之，用你的左手。
头部和颈部锻炼。如下图：
人机工程学
(44)
.
锻炼身体使避免发生问题所不可缺少的
“伸展”健身操是必要的。必须经常操 练才能帮助你避免肌肉受伤。
工具的选择就是容易使手腕保持 舒适姿势，并且有助于手腕避免 弯曲。
人机工程学
(17)
.
工作台的高度是关键
工作台的高度是保持手臂处于舒适（90 ° ）姿势的关 键。为此，也许需要进行一些调整，如：
调整工作台面的高度。
使用临时活动支架。
升高或降低座椅。
从人机工程学的角度来看，对健康十分重要的是在工 作台上尽可能地使工具和材料摆放在面前。决不要把所 需物品放在不容易够着的地方，以及一定要避免用一个 手臂支撑去够物品的姿势。
第三章人机工程学第三版
质地粗糙，棱角分明。
Page 15
新石器时代多为磨制石器。
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表面光滑
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适当加入装饰图案
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三足两耳鼎， 此设计便于 架火烹饪食 物和移动， 装饰部位多 集中在腰部 以上。
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1.2 .2独立学科的发展
20世纪初，F·W·泰罗(Frederick W.Taylor,1856-1915)首创了新的科学理论 和一套以高工作效率为目的，省时，省力。 高效的管理方法，被称为“泰罗制”，这 是从理论上对人体工程学进行归纳研究的 开始。
泛实验性研究，进行具体的机械装备设计。 3）综合心理学、生理学、功能解剖学、物理学、数
学、工程学各方面的知识。 研究方向：把人-机-环境作为一个整体来研究，从而
获得系统的最高综合效能。
学科在国内的发展
学科在国内的发展情况学科在国内的发展情况学科在国内的发展 情况学科在国内的发展情况 本学科在国内起步虽晚，但发展迅速 。解放前仅有少数人从事工程心理学的研究，到60年代初，也只 有在中科院、中国军事科学院等少数单位从事本学科中个别问题 研究，而且其研究范围仅局限于国防和军事领域。但是，这些研 究却为我国人体工学的发展奠定了基础。十年动乱期间，本学科 的研究曾一度停滞，直至70年代末才进入较快的发展时期。 随 着我国科学技术的发展和对外开放，人们逐渐认识到人体工学研 究对国民经济发展的重要性。目前，该学科的研究和应用已扩展 到工农业、交通运输、医疗卫生以及教育系统等国民经济的各个 部门，由此也促进了本学科与工程技术和相关学科的交叉渗透， 使人体工学成为既有深厚理论基础又有广泛应用领域的边缘学科。
特点：机械设计的主要着眼点在于力学、电学、 热力学等工程技术的原理设计上；在人机关系上 是以选择和培训操作者为主，使人适应于机器。
《人机工程学》PPT课件
基础。
影响因素
02
年龄、性别、文化背景、教育程度等个体差异以及环境因素如
噪音、照明等都会对认知过程产生影响。
认知负荷
03
当信息量过大或任务过于复杂时，会导致认知负荷过重，影响
工作效率和准确性。
CHAPTER 03
人机界面设计原理
显示器设计原则及实例分析
清晰易读
显示器应提供清晰、易读的文字和图像，避免使用过小或模 糊的字体。
《人机工程学》PPT 课件
目录
• 人机工程学概述 • 人体生理与心理特征 • 人机界面设计原理 • 工作场所人机工程学应用 • 办公环境人机工程学应用 • 交通运输领域人机工程学应用 • 总结与展望
CHAPTER 01
人机工程学概述
定义与发展历程
定义
人机工程学是研究人、机器及其工作 环境之间相互作用的学科，旨在优化 人与机器系统的效能和安全性。
功能明确
控制器的功能应明确、直观，避免使用过于复杂或混淆的操作方式。
控制器设计原则及实例分析
• 反馈及时：控制器应提供及时的操作反馈，如声 音、灯光等提示，帮助用户确认操作是否成功。
控制器设计原则及实例分析
电脑鼠标
电脑鼠标采用符合人体工学的外形设计，使得用户在使用过程中能够舒适地握持和操作 。同时，鼠标的左键和右键功能明确，方便用户进行各种操作。此外，鼠标还配备了滚
汽车仪表盘
汽车仪表盘采用直观、易读的图形和文字显示方式，方便驾驶员在行驶过程中快速获取车辆状态信息 。同时，仪表盘的设计也考虑了光线和视角等因素，确保在各种环境下都能提供清晰的显示效果。
控制器设计原则及实例分析
符合人体工学
控制器的形状、大小和位置应符合人体工学原理，方便用户操作并减少误操作的 可能性。
人机工程学
1、人体测量学创立时间、创立人及定义 1870年比利时数学家奎特里特发表了 《人体测量学》一书，创建了这一学科。 人体测量学是一门用测量方法研究人体的 体格特征的科学。 2、人体测量的三个基准面 矢状面、冠状面和水平面 3、人体测量方向 头侧、足侧、内侧、外侧、近位、远位、 挠侧、尺侧、胫侧、腓侧 4、利用公式2-1进行简单计算
• • • • • •
22、心理特征中需要的五个层级 生存需要 安全需要 社交需要 自尊需要 自我实现的需要 23、人体运动系统的组成 骨骼、关节和肌肉 24、人体生物力学研究内容 侧重研究人体各部分的力量、活动范围 和速度，人体组织对于不同阻力所发挥出 力量的数值、人体各部分的重量、重心变 化以及做动作时的惯性等问题
• 21、疲劳及特点 • 定义：人们连续学习或工作以后效率下降 的一种现象,可以分生理疲劳与心理疲劳。 • 特点：疲劳可能是将身体的一部分过渡使 用后发生的，但不只是发生在身体的这一 部分，可能表现在整个身体；疲劳不但使 得作业能力降低，同时也有作业意志减弱 的迹象；人体疲劳后，具有恢复原状的能 力，而不会留下损伤痕迹；感觉疲倦和疲 劳不一定同步发生；有一种疲劳是由作业 内容和环境变化太小引起的。
• 1、人机工程学定义 人机工程学是以人的生理、心理特性为依据， 应用系统工程的观点，分析研究人与机械、人与 环境以及机械与环境之间的相互作用，为设计操 作简便、省力、安全、舒适，人-机-环境的配合 达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学。 • 2、安全人机工程学 • 从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原 理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新 兴学科。它作为人机工程学的一个应用学科分支， 以安全为目标、以工效为条件，将与以安全为前 提、工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，并 成为安全工程学的一个重要分支学科。
安全人机工程学课后习题集答案解析
安全⼈机⼯程学课后习题集答案解析安全⼈机⼯程学第⼀章⼀，⼈机关系随社会的发展有很⼤的变化，请举例说明其变化及其特点答：1 原始⼈机关系，旧⽯器时代的⽯⼑、⽯枪、⾻针等⼯具⼤部分呈直线形状，有利于⼈使⽤；到新⽯器时代，⼈类所⽤的锄头、铲⼑及⽯磨等的形状，更适合⼈的使⽤。
那是的⼈类在⽤这些⼯具进⾏笨重的体⼒劳动时，就⾃发地存在保护⾃⼰和提⾼劳动效率两⽅⾯需要解决的问题。
2 经验⼈机关系，这些⼯具由于⼈的使⽤经验、体会促使⼈机关系有简单到复杂，由低级到⾼级，由⾃发到⾃觉，逐渐科学化。
但这个时期的⼈机关系及发展只是建⽴在⼈类不断积累经验和⾃发的基础上。
3 ⼈机关系越来越复杂，机器要求操作者接受⼤量的劳动成果，例如：飞机的飞⾏，座舱及仪表位置设计考虑⼈的⽣理、⼼理和⽣物⼒学特性等。
⼆，如何理解⼈机⼯程学的含义？答：⼈机⼯程学是根据⼈的⼼理、⽣理和⾝体结构等因素，研究系统中⼈、机械、环境相互间的合理关系，以保证⼈们安全、健康、舒适地⼯作，并取得满意的⼯作效果的⼀门科学。
三，阐述⼈机⼯程学与安全⼈机⼯程学的联系与区别。
答：安全⼈机⼯程学是从安全的⾓度和⼈机⼯程学的着眼点研究⼈与机的关系，运⽤⼈机⼯程学的原理和⽅法去解决⼈机结合⾯的安全问题的⼀门新兴学科。
安全⼈机⼯程学基础研究的⽅法与⼈机⼯程学的研究⽅法基本相同，但是研究问题的⾓度和着眼点主要侧重于从适应⼈的安全性特征去研究⼈机界⾯。
四、举例分析你所熟悉的⼀个⼈机系统的⼈、机及其结合⾯答：计算机。
在⼈机系统中，存在⼀个⼈与机相互作⽤的“⾯”，所有的⼈机信息交流都发⽣在这个⾯上，通常把这个“⾯”称为⼈机界⾯。
在⼈机界⾯上，向⼈表达机械运转状况的仪表或器件叫做显⽰器。
对机械来说，显⽰器执⾏的功能是输出，⽽对⼈来说，是输⼊。
⽽显⽰器就是⼈与计算机的结合⾯。
⼈即安全主体。
机这⾥是指计算机。
五、请说明安全⼈机⼯程学在安全⼯程学中所处的地位与作⽤答：安全⼈机⼯程学是安全⼯程学学科体系的⼀部分也是实现安全⼯程学的科学依据和最活跃的⼈的作⽤因素，它与其他三个⼦系统相互交叉、渗透、影响、制约、互为补充，从⽽构成了安全⼯程学这⼀整体。
第三章第三节人体生物力学特性.ppt=安全人机工程学=湖南工学院
坐姿时手臂的操纵力的 测试方位
表3-1 坐姿时手臂在不同方向上的操纵力
2 立姿操纵力
• 立姿操纵时，手臂在不同角度上的拉力 和推力分布如图3-3所示。
图3-3 立姿操作时手臂在不同角度上 的拉力和推力分布
拉力
推力
2 立姿操纵力
• 由图可知，最大拉力产生在肩的下方 180°方向上，手臂的最大推力则产生在 肩的上方0°方向上。
三 人体各部分的操纵力
内容： • （一）人体用力的原则 • （二）影响人体作用力的因素
（一）人体用力的原则
1、人用力的一般原则 • （1）所有动作应该是有节律的，各个关节要保持协
调，则可减轻疲劳。 • （2）在操作时，各关节的协同肌群与拮抗肌群的活
动要保持平衡，才能使动作获得最大的准确性。 • （3）瞬时用力要充分利用人体的质量作尽可能快的
（一） 肢体的动作速度
• 肢体动作速度的大小，基本上取决于肢体肌肉收缩 的速度。
• 肌肉收缩的速度取决于：
• 1.中枢神经系统（根据需要时而使慢肌纤维收缩， 时而使快肌纤维收缩，从而改变肌肉的收缩速度）
• 2.肌肉收缩时所发挥的力量和阻力的大小（发挥的 力量愈大，外部阻力愈小，则收缩速度愈快）
• 3.取决于动作方向和运动轨迹等特征（不同的动作 特点对运动速度影响十分显著，表5-5至5-7 给出人 体不同部位运动速度与频率值）
快。
2
3
垂直方
向的操 纵动作， 从上往 下的运 动速度 比从下 往上的 运动速 度快。
水平方
向的操 纵动作， 前后运 动速度 比左右 运动速 度快， 旋转运 动比直 线运动
更灵活。
4
5
6
顺时针 方向的 操作动
人机工程3版课件4
看似“不大”的改进，
获2007全球产品设计大奖赛(IDEA)奖
The 2007 International Design Excellence Awads
作用可不小哟！
体现了设计师对创新的敏感！
19
S2的19盎司多头锤
设计师 原子设计和沃恩＆布什内尔工厂 委托企业 沃恩＆布什内尔工厂
头部组合化设计，能降低手、手腕、手臂的冲 击力。根据需要，可快速简易地更换头部。……
22
图6-16 3.5吋屏幕的iPhone
图6-17 中等大小人手 和3.5吋手机的比例关系
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图6-18 3.5吋屏幕上 不同区域的触控体验
手机功能拓展，单手操控不 再现实。为适应复杂操作和更好 的视觉体验，屏幕尺寸逐渐增加
图6-19 iPhone5以后 苹果逐渐增大了手机屏幕
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图6-20 5.5吋iPhone6s Plus 的使用场景
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a）列车车次告示屏幕
b）地铁自动购票机屏幕
图6-30 人机界面与人机交互界面
自动取款机、银行查询缴费机、手机话费充值机、电脑与手机互联 网网页的界面，都是人机交互界面。
电玩游戏的交互界面更加多样复杂。
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（2）手机的人机界面 包含3部分。 外观实体部分。涉及握持操作是否方便、高效等。 平面视觉传达部分。遵循视觉传达设计的要求和准则。 人机交互部分。主要体现在移动操作系统iOS中。
图6-9 不同把手的旋拧力矩
a)
b)
图6-10 利用虎口施力
9
（四）其他几种手工具 1．避免手指反复的弯曲扳动操作（图6-11）
图6-11 拇指按压操作 优于食指弯曲操作
2．减少或避免肌肉的静态施力 （对比：图6-10a与b，图6-4a与b。）
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3、向光性
指的是人在环境中，首先会注意相对光亮强的物体。
4、闪烁
眼睛会感觉光的周期性时间变动的现象。 1s闪熄60次以上的闪光石不会感到光在变化的，而
1s闪20次就会感觉闪光，1s闪熄10次会感到闪光 非常烦人。
3.3.4 室内视觉环境
1.照明设计的基本要求
自然采光 人工照明
2.光学名词
光通量 发光强度 照度 亮度 色温 显色性
自然采光
主要取决于采光部位和进光口的面积大小和布置形式，一般分为侧 光，高测光和顶光三种形式。
侧面采光又有单面侧向和双面侧向，可以通过选良好的朝向和室外景 观来获取，其使用维护也方便。
顶光的使用，可以留出较多的墙面来布置家具陈设，顶部采光常用于大 厅，展览馆，商场的采光，顶光虽然分布均匀，影响室内照度的因素 较少，但管理方面有一定的困难。
第3章 人体工程学与室内环境
3.1 人在系统中的功能
3.1.1 人是系统中的重要“环节” 把操作者作为人机系统中的一个“环节”来研究，人
与外界发生联系的主要是三个子系统，即感觉系统、神经 系统、运动系统。
3.2 感觉和知觉的特征
3.2.1 感觉的基本特性
感觉：感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映。 感觉分为视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉
颜色相配时的易辨认顺序：黄底黑字、黑底白字、蓝底 白字、白底黑字。
3.3.3 视觉现象：
1、残像
也称视觉残留。指眼睛在经过强光刺激后，会有影像残留于 视网膜的现象。
分为积极残像和消极残像。
2、明适应和暗适应
人得视网膜包含两种感光器，同明视有关的锥体细胞核同暗 视有关的棒体细胞。
在做室内外设计时注意明暗环境的调节
视力=1/临界视角
视力与年龄有关，以20岁人平均视力为100%， 则40岁人约为90%，60岁约为74%。通常看静 止的视力高于看运动物体的视力，年龄越大，看 运动目标的视力下降越大。
3. 视野 视野：指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观
看正前方物体时所能看得见的空间范围，常以角度来表 示。分水平视野（单视野/双视野）和垂直视野。
1 .感觉阈限 1感觉阈下限：引起感觉的最小刺激量 2感觉阈上限：能产生正常感觉的最大刺激量 3差别感觉阈限：刚刚能引起差别感觉的刺激最小差别量。
2.适应：在刺激不变的情况下，感觉会逐渐减少 以致消 失的现象。
3.相互作用：在一定的条件下，各种感觉器官对其适宜刺 激的感受能力都将受到其他刺激的干扰影响而降低，由此 使感受性发生变化的现象。
4.对比：同一感受器官接受两种完全不同但属于同一类的 刺激物的作用，而使感受性发生变化的现象。
5.余觉：刺激取消后，感觉可存在一极短时间的现象。
3.2.2 知觉的基本特征
知觉：知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观 状况整体的反映。
在生活和生产活动中，人都是以知觉的形式直接反映事物，在 心理学中就把感觉和知觉统称为“感知觉”。
在垂直面内，实际上人的自然视线低于水平直线， 观察者直立时低15° ，放松站立时低30° ，放 松坐姿时低40° ，故设计时应考虑放松时的情况。
4.视距
视距是人在操作系统中正常的观察距离，一般应根据观察目标的大小 和形状以及工作要求确定视距。
通常，观察目标在560毫米处最为适宜，小于380mm时会引起目眩， 超过760 mm时细节看不清。
1.整体性：在知觉时，把由许多部分或多种属性组成的对象看作具 有一定结构的统一整体的特性。 影响知觉整体性的因素： 接近/相似/封闭/连续/美的形态
2.选择性：在知觉时，把某些对象从背景中优先的区分出来，并予 以清晰反映的特性。
3.理解性：在知觉时，用以往所获得的知识经验来理解当前的知觉对象 的特征（语言的指导性）。
此外，观察时头部转动角度，左右均不宜超过45°，上下均不宜超过 30°。
5、色觉与色觉视野 人眼能够感受到的光波是波长在380nm~780nm的电磁波， 通常把此波段的电磁波称为可见光。 从380nm~780nm范围，人眼大约能辨别出150多种不同的颜 色，但主要有红、橙、黄、绿、蓝、紫等颜色。
波长小于380nm的电磁波为紫外线、X射线、 射线、 射线等； 波长大于780nm的电磁波为红外线、无线电波等。上述的电磁波 都不能引起人眼的视觉现象。
人的视野范围：
在垂直面内，最大固定视野为115°、扩大视野为 150°。 在水平面内，最大固定视野为180°、扩大视野为 190°。 人眼在垂直方向3°和水平方向3°的范围内看到 的物体，其映像落在视网膜的黄斑中央的中央凹 上，上下、左右视野均为只有1.5 °的范围内，这 就是最佳视区。
在垂直面内水平视线以下30°和水平面内零线左 右15°范围内获得的物像很清楚，为良好视区。 在垂直面内水平视线以上25°、以下35°，在水 平面内零线左右各35°的视野范围为有效视区。 有效视区以外的区域，称为模糊视区。
视觉特征：
1.疲劳程度：水平优于垂直。 2.视线变化习惯：左—右，上—下，顺时针。 3. 准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。 4.观察情况的优先性：左上—右上—左下—右下。视区
内的仪表布置必须考虑这一点。 5.设计依据：以双眼视野为设计依据。 6 .接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。 7.颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白；
视网膜最外层细胞包 括视杆细胞和视锥细胞， 它们是接受信息的主要细 胞。
3.3.2 视觉机能
1.视角 视角：确定被看物尺寸范围
的两端点光线射入眼球的相交 角度。
α =2arctg(D/2L) α —视角； D—被看物体上两端点的直线 距离； L—眼睛到被看物体的距离；
2、视力：眼睛分辨物体细微结构能力的一个 生理尺度，以临界视角的倒数来表示。
4.恒常性：知觉的条件在一定范围内发生变化，而知觉的印象却保持相对不 变的特性。（大小/形状） 5.错觉：对外界事物不正确的知觉。
3.3 视觉机能及其特征
3.3.1视觉系统
视觉是由眼睛、视神 经和视觉中枢的共同活动 完成的。
眼睛是视觉的感受器 官，人眼是直径为 21~25mm的球体，其基本 构造与照相机类似。
自然采光优点：节约能源，而且视觉上更令人感到习惯和舒适。