人体工程学 (西南林业大学)

人体工程学考试复习资料（西南林业大学）
第一章、人体工程学概论
1、人体工程学的定义：人体工程学是关于探索人与某一系统中各要素之间的相互作用，应用专业理论、原理、数据及各种方法,,优化人与整个系统效能的一门学科。

2、人体工程学的研究对象：人与物（产品）及环境之间的相互关系。

3、人体工程学的研究目的：如何使人达到安全、健康、舒适以及工作效率的最优化。

4、人体工程学这门学科的特点：边缘性、交叉性、综合性。

5、人体工程学的研究内容：
人的特性研究（人的生理特点、心理特点、行为特点等）——基础
物的特性研究（物的功能、外观、形态、尺寸、结构、力学特性、环境特性等）
环境特性研究（如室内环境包括室内空气质量、光照、温湿度、噪声、辐射等）
三者之间的关系研究（人与物、人与环境、物与环境、人物及环境）
6、人体工程学的三个发展阶段及其特点：
1、经验人体工程学
时间：19世纪末——20世纪初
背景：第一次世界大战结束。

人类生活贫困，劳动率低下。

特点：通过选择和培训，使操作者适合于机器。

2、科学人体工程学
时间：20世纪初——20世纪50年代末
背景：第二次世界大战期间，由于战争需要，许多国家大力发展效能高、威力大的新式武器和装备。

特点：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。

3、现代人体工程学
时间：20世纪60年代以来
背景：科学技术的发展，欧美各国进入了大规模的经济发展时期。

特点：把人—物—环境系统作为一个统一的整体来研究，以创造最适合于人的各种产品和作业环境，使人—物—环境系统和谐统一，从而获得系统的综合效能。

7、英国是世界上开展人体工程学研究最早的国家，美国是现代人体工程学最发达的国家，所以人体工程学有起源于欧洲，形成与美国之说。

8、人、家具、室内三者之间的关系
1、家具是联系室内空间和人的纽带。

2、家具是室内的主要陈设。

3、家具必须服从室内设计的总体需求
9、家具和室内设计中人的因素
1、人体感知响应特性。

2、人体的生物学特性。

3、人体对环境负荷的反应。

4、人体尺寸。

5、人的行为习惯。

10、家具和室内设计中的人体工程学问题
1、室内环境和家具对人的影响；
2、室内环境和家具的舒适性；
3、室内环境和家具的安全性；
4、人与家具作业界面（人—机界面）的优化设计；
5、家具的功能设计对人的作业活动和工作效率的影响。

11、人体工程学对家具和室内环境设计的作用
1、为家居和室内设计中考虑“人”的因素提供人体特征和机能参数；
2、为家居和室内设计中“物”的功能合理性提供科学依据；
3、为家居和室内设计中考虑“环境”因素提供设计准则；
4、为进行“人—家具—室内”系统设计提供理论依据。

第二章、人体生理学基础
1、人体功能系统：骨骼系统、肌肉系统、神经系统、感觉系统、听觉系统、嗅觉系统。

2、人体感觉器官：鼻、咽喉、气管、支气管、终末细支气管、肺。

3、感觉的定义：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应。

它是一种最简单而又最基本的心理过程。

4、感觉的内型：
外部感觉——反应外界各种事物个别特性的感觉，如视觉、听觉、嗅觉、味觉、肤觉。

它们的感觉器官称为外
在分析器。

本体感觉——反应我们自身各个部分内在的感觉，如运动觉、平衡觉、内脏觉。

它们的感觉器官称为内在分析器，如肌肉、肌腱和关节的运动器官，呼吸器、胃壁等内脏器官是内脏感觉器。

还有一些感觉是几种感觉的结合，如：触摸觉就是皮肤感觉和运动感觉的结合；
还有一些感觉既可能是外部感觉，也可能是内部感觉，如：痛觉既可能是皮肤受到有害刺激，也可能是内脏器官的病变。

5、感觉的基本特性：
（1）、适宜刺激：感觉器官只对相应的刺激起反应，这样的刺激叫做该感觉器官的适宜刺激。

（2）、感觉阈限：感觉阈下限——又称“刺激阈”，使人从没有到获得感觉的刺激强度的界限值，是产生感觉的刺激下限；感觉阈上限——又称“痛阈”，是刺激强度的上限。

绝对感觉阈值——能被感觉器官所感受的刺激强度范围。

（3）、感觉适应：A、感觉器官接受刺激以后，如果刺激强度不变，则经过一段时间后，感觉会逐渐减少以至消失，这种现象称为适应。

暗适应（从明处进入暗处的适应过程）与明适应（从暗处进入明处的过程），明适应要快于暗适应。

B、除痛觉外，适应几乎在所有感觉中都存在。

C、除暗适应外，各种感觉适应大度表现为感受性逐渐下降乃至消失。

D、触觉和压觉适应最快。

（4）、感觉疲劳：A、当同一种刺激物的刺激时间过长时，由于生理原因，感觉适应就要变为感觉疲劳。

如“久而不闻其臭”是嗅觉疲劳，“熟视无睹”是视觉疲劳等。

B、感觉疲劳具有周期性。

（5）、感觉的相互作用：在一定条件下，各种感觉器官对其适宜刺激的感受能力都将因受到其他刺激的干扰影响而降低，这种感受性发生变化的现象称为感觉的相互作用。

（6）、感觉的对比：A、同一感受器官接收不同刺激时使感受器官发生变化的现象称为对比。

B、同时对比——几种刺激物同时作用于同一感受器官所产生的对比。

C、继时对比——几种刺激物先后作用于同一感受器官所产生的对比。

（7）、余觉：刺激取消以后，感觉还继续存在一极短时间的现象。

6、知觉的定义：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应。

知觉是客观现实在人脑中的主观印象。

7、知觉与感觉的关系：A、感觉是知觉的前提、基础和组成部分。

B、知觉不同于感觉，知觉实在感觉的基础上对客观事物所产生的高一级认识。

C、感觉是对客观事物个别属性的反映，感觉的性质多取决于刺激物的性质；知觉是对客观事物整体形象的反映，知觉过程带有意志成分，受到人的知识、经验、情绪、态度等因素的影响。

8.知觉的类型：A、根据知觉起主导作用的分析器，可分为：视知觉、听知觉等；b、根据知觉对象，可分为：空间知觉、时间知觉、运动知觉；c、根据有无目的，可分为：无意识知觉、有意识知觉；d、根据能否正确反映客观事物，可分为：正确知觉、错觉。

9、知觉的基本特性：知觉的选择性、知觉的整体性、知觉的理解性、知觉的恒常性、错觉
10、视觉机能：
（1）、视角的定义：视角是确定被观察物体尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。

影响因素：眼睛到被观察物体的距离（视距L）、被观察物体两端点的直线距离（物体的大小D）、物体本身的亮度、物体所处环境的亮度、物体与背景的亮度对比。

临界视角：眼睛能分辨被观察目标物最近两点的视角。

（2）、视力的定义：视力是眼睛分辨物体细节能力的一个生理尺度，用临界视角的倒数来表示，即：视力=1/临界视角。

影响因素：年龄、观察对象的亮度、背景的亮度、观察对象与背景之间的亮度比等。

（3）、视野的种类：静视野、动视野、注视野。

静视野：指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼镜观看正前方物体时所能看见的范围；动视野：指头部固定不动而眼睛可以转动时，眼睛所能看到的范围；注视野：指头部固定不动，转动眼球而只盯某视中心的可见范围。

颜色视野：指颜色对眼的刺激能引起感觉的范围。

白色的视野最大，黄色、蓝色、红色的视野依次减少，绿色的视野最小。

垂直最佳视区：上、下1.5°；最佳视野范围：水平视线以下30°；有效视野范围：水平线以上25°、以下35°；最大固定视野：115°；扩大的视野：150°在垂直面内，人的自然视线低于标准视线，直立时低15°，站立时低30度，放松坐姿时低40°；头部角度的转动，左右均不宜超过45°，上下均不宜超过30度，视线移动过程中97%的视觉是不真实的，因此应避免在视线移动过程中观察。

（4）、视距的定义：人在工作过程中正常的观察距离；视距的确定：一般根据观察目标的大小、形状以及工作要求确定；视距过远过近都会影响认读速度和准确性，一般操作的视距范围在380~760mm之间，在560mm处最为适宜，小于380mm时会引起目眩，大于760mm时细节看不清。

（5）、视度的概念——观看物体清楚的程度。

看得清、看得见、看的好是光觉得基本概念。

看得清——是光觉的基础，它涉及到影响适度的基本因素；看得见——是光觉的基本条件，无论是自然光还是人工照明，必须有光；看的好——是光觉的质量，涉及到日照、采光和人工照明的质量。

影响物体视度的因素：物体的视角；物体及其背景间的亮度对比；物体的亮度；观察者与物体的距离；观察时间的长短。

（6）、色觉：a、色彩是光刺激眼睛所产生的视知觉。

人的眼睛可以分辨出180多种颜色。

B、人们感知色
彩的三要素：光（物理)、眼睛（生理）、神经（心理）；c、在波长为380~780nm的可见光谱中，光波波长只要相差3nm，人眼即可辨别，但主要是红橙黄绿青蓝紫七色。

D、色盲：缺乏辨别某种颜色的能力。

E、色弱：辨别某种颜色的能力较弱。

（7）、对比感度：a、物体与背景有一定的对比度时，人才能看清其形状。

（颜色对比、亮度对比）b、临界亮度差——背景与物体之间的最小亮度差；c、临界对比——临界亮度差与背景亮度之比；d、对比感度——临界对比的倒数。

（8）、视觉适应的定义：视觉器官的感受性对光刺激变化的顺应性。

明适应（暗处→亮处）；暗适应（亮处→暗处）（9）、眩光的定义：物体表面产生刺眼和耀眼的强烈光线。

来源：外界物体表面过于光亮、亮度对比过大、直接强光照射；类型：直接眩光（天然或强烈的人工光源直接照射引起的）、反射眩光（因视野内天花板、墙壁、机器或其他表面反射而来的高亮度光线或高亮度对比而产生的。

）危害：使人视力下降、产生不舒适的视觉感受。

减少直接眩光的方法：降低光源的亮度、改变光源的位置或改变作业对象的位置、增大视线和眩光源直接的角度、是光线避开观察者的眼睛。

减少反射眩光的方法：改变物体表面材质、提高周围环境的照度。

（10）、视觉的向光性：向光性是人类视觉的一种特性。

对于光亮的不同入口，陌生人总是趋于选择光亮的入口。

11、视觉规律：
(1)、视觉运动习惯：人的视觉习惯是从左到右、从上到下和顺时针方向的运动。

人眼对左上限的观察最优，依次为右上限、左下限、右上限。

“最佳视域”——左上部和上中部。

（2）、双眼运动：两眼的运动总是协调的、同步的；在设计时以“双眼视野”为依据。

（3）、人眼的变色能力：颜色的辨认顺序为红→绿→黄→白；不同颜色搭配的辨认顺序为黄底黑字→黑底白字→蓝底白字→白底黑字。

（4）、运动中的视觉：人们观看对象时多是运动着观察对象，从多方位、多角度感知对象；“动线”——观众在展示空间中行走的轨迹，既是括空间位置的变化，又是时间顺序的体现。

（5）、人眼的其他运动规律：人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更容易接受，简单图形比复杂图形更容易接受。

人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多。

12、听觉：
（1）、听觉范围：听觉的适宜刺激——声音（是由物体的振动产生的）；人耳的听觉范围：20~20000Hz，低于20Hz的声波称为次生，高于20000Hz的声波称为超声。

（2）、听觉适应：老年性听力衰退——人丛25岁开始，对15000Hz以上频率的灵敏度显著降低，随着年龄的增长，频率感受的上限逐年降低。

听力衰减的影响因素：年龄、生活习惯、营养、生活紧张程度、环境噪声的积累等。

（3）、听觉方向：声音的传播具有一定的方向性；当辐射的声音波长比声源尺度大很多的时候，辐射的声能是从各个方向均匀辐射的；当辐射声音的波长比声源尺度小很多的时候，辐射的声能大部分限制在相当狭窄的射束内，频率愈高声音愈尖锐。

(4)听觉与时差
.声音强度的影响因素:声压、频率、声音的延续时间等
.声音暂留
.如果两个声音的间隔时间（即时差）小于50m/s，人耳将无法区别他们。

（5）掩蔽效应
.掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象，称为掩蔽。

.掩蔽效应:一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应，称为掩蔽效应。

.残余掩蔽：又称听觉残留，指掩蔽声去掉以后，掩蔽效应并不立即消除的现象。

（6）双耳效应
.原因：声源发出的声音到两耳的距离不同，传播途中屏障条件不同，因此传入两耳的声波强度和时间先后也不同。

（7）声音的记忆和联想
室内某处设计一个山水的灯光景点，如果配上潺潺流水的背景声，则景点会更加动人。

如果将室内背景音乐设计成树叶飒飒虫鸣鸟鸣的声音，则会使人仿佛置身于大自然的环境中。

13、肤觉
（1）肤觉的种类：触觉、温度觉、痛觉
（2）触觉：压觉或触压觉、皮肤表面承受物体压力或触及物体时所产生的感觉。

种类：被动触觉、主动触觉
特点：
（3）温度觉类型：冷觉和热觉
感受器：冷感受器（低于30摄氏度发放冲动），热感受器（高于30摄氏度发放冲动、47摄氏度最高）
生理零度：既不感觉冷也不感觉热的温度、一般在32摄氏度左右
影响因素：温度刺激的强度、被刺激部位的大小
感受器的分布：
（4）痛觉的产生：刺激强度达到对皮肤组织有破坏作用。

痛点：神经末梢在皮肤中分布的部位。

作用：
14、嗅觉
（1）嗅觉阈限（影响因素）：刺激物的浓度、气体的体积流速，另外人的嗅觉器官状态、激素的变化、各种气味的作用等
（2）体积流速：嗅觉与刺激物的浓度和以及流速都有一定关系，并且随着浓度的增加，嗅觉强度也会增加，而刺激阈限却会刺激体积流速的增加而降低。

（3）嗅觉的相互作用：a.这个混合物所包含的成分可以清楚地被确认出来；
b.可以产生一个完全新的气味；
c.和原来的成分有相似的地方，但嗅起来不像其中任何一个
d.其中一个气味可能占优势，使混合物中的其他气味简直闻不出来，这种效应称为掩蔽现象。

e.可以彼此抵消而闻不到气味，这种现象成为中合作用。

15本体觉
（1）定义：人在进行各种活动的同时能给出身体及四肢所在位置的信息。

种类：平衡觉和运动觉
（2）平衡觉：人对自己头部位置的各种变化及身体平衡状态的感觉。

耳前庭系统的作用主要是保持身体的姿势及平衡。

影响因素：酒精、年龄、恐惧、突然的运动、热紧迫、不常有的姿势等
（3）运动觉：人对自己身体各部位的位置及其运动状态的一种感觉。

运动觉系统：感受并指出四肢和身体不同部位的相对位置。

16肌电图（Electromyograms,简称EMG）定义：记录肌肉动作电位变化的曲线。

肌电图的形状可以反映肌肉本身机能的变化。

17、肌力大小的影响因素
a. 单个肌纤维的收缩力、肌肉中肌纤维的数量与体积、肌肉收缩前的初长度、中枢神经系统的机能状态。

b.遗传、营养、体重、年龄、性别、训练情况等。

18、动作速度的影响因素
a.肢体肌肉的收缩程度
b.肌肉收缩时能发挥的力量和阻力的大小
c.动作的方向和轨迹
19、动作速度的规律
a、水平面的运动比垂直面的运动速度快；
b、水平方向，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；
c、垂直方向，从上往下的运动速度比从下往上的运动速度快；
d、顺时针方向的操作比逆时针方向的操作速度更快，更习惯；
e、一般人的手操作动作，右手比左手快，而后手的动作，向右运动比向左运动快；
f、向身体方向的运动比离开身体方向的运动速度更快，但后者的准确性高。

20、动作频率的影响因素：操作方式、动作部位、受控机构的形状和种类、受控部件的尺寸和质量
21、动作准确性的四个评价要素：动作方向、动作量、动作速度、动作力量
22、人体疲劳的种类：
肌肉疲劳——由于肌肉负荷过多过重而引起的疲劳；慢性疲劳——由于长期疲惫累计而导致的疲劳；
局部疲劳——由于有机体某部位一部分的超负荷劳动导致的疲劳；
全身疲劳——由于整个有机体的超负荷劳动而导致的疲劳；精神疲劳——从事脑力劳动，导致精神系统的某一部分过度紧张而引起的疲劳；
生理节奏疲劳（昼夜疲劳）——生理节奏疲劳是昼夜节奏的一部分，并促使睡眠产生。

23、疲劳测定方法：a、生化法b、生理参数测试法（心率及心率变化、肌电及其测试、脑电及其测试、肌腱发射机能检查、频闪融合阈限检查法）
c、主观评价法（又称心理参数测试法，包括皮尔逊疲劳量表法、身体疲劳部位调查法、疲劳自觉症状调查法）
24、影响反应时间的因素：刺激的性质、刺激的强度、刺激的多少、刺激与背景对比的强弱、执行动作的运动器官、人的年龄和性别、人的心理准备情况、人的疲劳程度。

第三章人体尺度与人体测量
一.人体测量分类
静态人体测量
感觉静态人体测量：被测者静止的站着或坐着进行的一种测量方式
动态人体测量
感觉动态人体测量：被测者处于动作状态下所进行的人体尺寸测量有时也包括一些静止的动作。

其测定的重点是人在做出某种动作时的身体特征，通常是对头、手、足、四肢所能及的范围。

以及各关节所能达到的距离和能转动的角度进行测量。

二.人体测量的基本术语
被测者姿势：站姿，坐姿
测量基准面：矢状面，正中矢状面，冠状面，水平面，眼耳平面
测量方向：在人体上下方向上：上方——头侧端下方——足侧端
在人体左右方向上：靠近正中矢状面的方向——内侧远离正中矢状面的方向——外侧
在四肢上：靠近四肢附着部位——近位远离四肢附着部位——远位
对于上肢：桡骨侧——桡侧尺骨侧——尺侧
对于下肢：胫骨侧——颈侧腓骨侧——非侧
基本测点：以骨骼测量为基准，依据骨的突起。

测量项目：立姿体部高度，坐姿体部高度，体部宽度与深度
三.人体测量方法
接触性测量方法——用标准的测量仪器对人体进行测量。

优点：简单易行，但误差比较大，测量速度缓慢。

非接触性测量方法——以光学测量为基础
优点：精度高，速度快但测量仪器造价高，操作复杂，有的占地面积较大，如立体摄温。

激光扫描。

第二节影响人体测量的因素
1、地区与种族
2、时代
3、年龄
4、性别
5、职业
第三节人体测量数据的统计处理
一、平均值：表示样本的测量数据集中的趋向某一个值。

二、方差：描述测量数据在中心位置上下波动程度差异的值。

三、标准差：方差的平方根即为标准差，量纲与均值相一致，用来描述测量值对均值波动情况。

四、抽样误差：又称标准误差，即全部样本均值的标准差。

五、百分位：表示具有某一人体尺寸的人和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。

求某百分位数人体尺寸。

求数据所属百分位数。

第四节人体尺寸数据及应用
一、人体尺寸数据的选用原则
1.确定设计中最重要的尺度
2、确定设计的使用者群体，从而决定设计尺度
3、人体数据运用准则：最大最小准则，可调准则，平均准则
4、使用最新的人体数据
5、设计时注意衣着情况和动态尺寸
第四章
坐具的种类：工作椅：休息椅、学习椅、办公椅、作业用椅、餐椅、平衡椅。

休息椅：休闲椅、沙发、摇椅、躺椅
多功能椅：一类是适合多种场合使用的座椅/一类是指一把座椅集多种功能于一身.
做具的构造：坐面、靠背、扶手、底座
做具的设计要素：
一坐面：
坐高：坐面中轴线前部最高点至地面的距离，工作已得做高范围一般为400——480mm休息椅为330
--370；高度可调座椅为380——500mm调解方式无级或间隔20为一档的间隔调节。

坐深：坐面前沿中点至坐面与靠背相交线的距离，工作椅的深度范围一般为360——430mm休息椅为400——500mm，调解方式为无级或间隔10mm为一档的间隔调节。

坐宽：坐面前沿的水平宽度，一般靠背椅的坐宽范围为380——450mm扶手椅的范围为460——510mm。

左面倾斜度：又称坐面倾斜角，是坐面与水平面之间的夹角，工作椅的倾斜角取0——4度，若前倾取25——30度，一般休息椅的坐倾角5——15度，高度休息椅的倾斜角取10——15度。

若倾斜角可调节，则调解方式可以是无级或1、2度为一档有级调节。

二靠背
靠背高度：靠背上沿中点与坐面相交线的垂直距离，腰部支撑点的高度一般为310——360mm，背部支撑点的高度一般为360——410mm。

靠背宽度：靠背的水平宽度，一般座椅的靠背宽度为380——440mm
靠背倾斜角：靠背与水平面之间的夹角简称背斜角，通常座椅的背斜角不小于90——120度、一般工作椅的背斜角95——105度，休息椅105——115，度高度休息椅115——125度，调解方式无级或1、2度为一档。

三扶手：
扶手高度：扶手前沿与坐面前沿的垂直距离，一般休息一的扶手高度为200——250mm,对于带坐垫的座椅、扶手椅一般在座垫下沿量的高度以上210——220mm.
扶手间距：一般扶手的距离为460——600mm，公共场所排椅的扶手间距为460——500mm
扶手倾斜角：扶手面与水平面之间的夹角，扶手坐面与靠背的夹角，变化而落有倾斜，通常取+-10——+-20度。

四底座
满足前伸、后居、搭腿等不同坐姿、确保腿脚有足够的活动空间
第五章
卧具的设计要素
一床垫的构造
上面料层：由织物面料、海绵、无纺布縫而成。

上铺垫层：有单层或多层材料组合而成，有多种组合方式，如同各种海绵不同厚度的组合，不同种海绵的组合。

弹簧层：主要有一线通弹簧床网，中凹形双锥弹簧床网，袋装独立筒弹簧床网。

下铺垫层：下面料层：
二床的尺度
床宽：单人床（2——2.5）w，双人床（3——4）w，成年男子平均肩宽w=410mm通常单人床宽度不宜小于800mm。

床长：成人床床面净长一般为1920mm。

计算公式：床长=1.05身高+头顶余量约为100mm+脚下余量约为50mm 床高：床面距离地面的高度，一般床高在400mm——450mm,国标规定双层床的底床铺面离地面高度不大于420mm 层间净高不小于950mm.
床屏：床的视窗中心，要考虑人体的舒适支撑，包括头部、颈部、肩部、背部、腰部等部位，第一支撑点位腰部到臀部的距离为230——250mm，第二支撑点为背部到臀部的距离为500——600mm，第三支撑点为头部床屏的高度为920——1020mm。

第六章人体工程学与凭椅类家具设计
第一节凭椅类家具的种类
1）坐式用桌：以人坐下的坐骨支撑点（通常称座高）作为尺度的基准，如写字桌，阅览桌，餐桌，梳妆台，茶几，炕桌等。

2）站式用桌：以人站立式时的脚后跟（即地面）作为尺度的基准，如讲台，营业台，售货柜台，操作台等。

第二节坐式用桌的基本尺度与要求
桌面高度，桌面尺度，桌面倾角，桌下净空，桌面色泽。

一，桌面的高度
1）高度的确定方法
桌高=座高+差尺（桌椅高差，约三分之一座高）
2）差尺（桌椅的高差）的确定
通过人体测量来确定，由于人种高度不同，该值也不同。