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。
教学课件人机工程学(第三版)
教学课件人机工程学(第三版)一、教学内容1. 人的生理和心理特性2. 人的作业环境与生理心理反应3. 人机系统设计原则与方法4. 显示装置与控制装置设计5. 作业空间与座椅设计6. 人机系统的安全与舒适性二、教学目标1. 使学生了解并掌握人机工程学的基本概念、原理和方法。
2. 培养学生运用人机工程学知识分析和解决实际问题的能力。
3. 提高学生对人机系统设计原则和方法的理解，培养学生具备初步的人机系统设计能力。
三、教学难点与重点重点：人机工程学的基本概念、原理和方法，人机系统设计原则与方法。
难点：人的生理和心理特性在人机系统设计中的应用，显示装置与控制装置设计，作业空间与座椅设计。
四、教具与学具准备1. 教具：投影仪、电脑、幻灯片、教学课件。
2. 学具：笔记本、笔、教材《人机工程学》（第三版）。
五、教学过程1. 实践情景引入：以汽车驾驶室为例，介绍人机工程学在实际应用中的重要性。
2. 基本概念讲解：通过课件展示，讲解人机工程学的定义、起源和发展历程。
3. 人的生理和心理特性：分析人在不同环境下的生理心理反应，如视觉、听觉、触觉等感知特性。
4. 人机系统设计原则与方法：介绍人在人机系统中的作用、人机系统设计的基本原则和方法。
5. 显示装置与控制装置设计：讲解显示装置的类型、特点和设计原则，控制装置的类型、特点和设计原则。
6. 作业空间与座椅设计：分析作业空间设计的影响因素，如人体尺寸、作业性质等，介绍座椅设计的原理和方法。
7. 课堂练习：以教室为例，分析人机工程学在教室设计中的应用。
六、板书设计板书内容主要包括：人机工程学的基本概念、原理和方法，人机系统设计原则与方法，人的生理和心理特性，显示装置与控制装置设计，作业空间与座椅设计等。
七、作业设计1. 作业题目：分析家中客厅的人机工程学设计。
2. 作业题目：举例说明办公室的人机工程学设计。
八、课后反思及拓展延伸课后反思：本节课通过实例分析和课堂讨论，使学生对人机工程学有了更深入的了解。
第3章人机工程学第三版。
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）。
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.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”。
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。 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。
人机工程学教材
第一章1.人机工程学人机工程学（Man-Machine Engineering)：研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
☐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；——研究对象☐研究人和机器及环境的相互作用；——研究内容☐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、安全和舒适性等问题的学科。
——研究目的2.人机工程学发展的各阶段经验人机工程的发展阶段☐研究内容：研究每一职业的要求；利用测试来选择工人和安排工作，规划利用人力的最好办法；制定培训方案，使人力得到最有效的发挥；研究最优良的工作条件；研究最好的管理组织形式；研究工作动机，促进工人和管理者的通力合作。
☐研究人员：心理学家☐研究特点：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。
科学人机工程学——二战中尖锐的军械问题☐研究人员：心理学家、解剖学家、生理学家☐研究特点：人的因素——机器适应与人现代人机工程学——对工业文明的反思与可持续发展☐研究人员：解剖学、生理学、心理学、工业卫生学、工业与工程设计、管理工程等等。
☐研究特点：把人-机-环境作为一个统一的整体来研究，以创造最适合人操作的机械设备和作业环境，使人-机-环境相协调。
3.怎样看待人机工程学与工业设计的异同点？工业设计的核心是产品设计，产品设计离不开“人”的因素。
相同：有着工作对象和目标的一致性，都研究人与物的关系，研究人机交互界面上的问题。
不同：工业设计更多考虑文化、经济、市场的因素人机工程更注重人的适宜性。
在劳动、管理学科也有广泛的应用。
第二章1.几个人体测量基准面1)矢状面2)正中矢状面3)冠状面4)水平面5)眼耳平面：左右耳屏点及右眼眶下点的水平面2.人体测量中几个主要统计函数均值方差∑==niixnx11()⎪⎭⎫⎝⎛--=--=∑∑==niiniixnxnxxns1222121111标准差抽样误差 抽样误差=标准误差=全部样本均值的标准差百分位数(1)求某百分位数人体尺寸若人身高均值 X=170，S D =10，K%=30 P 30=X= X －(S D ×K)即有30%的人身高小于等于164.76cm 。
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。
人机工程学课件3
人机工程学课件3一、引言人机工程学是一门综合性学科，研究人类与机器之间的交互关系，旨在提高工作效率、舒适性和安全性。
随着科技的不断发展，人机工程学在各个领域中的应用越来越广泛，如工业设计、航空航海、交通运输、医疗保健等。
本课件将介绍人机工程学的基本原理和方法，以及在实际应用中的案例分析。
二、人机工程学的基本原理1.人体结构特性人体结构特性是指人体的生理和心理特点，包括身高、体重、力量、耐力、感知能力等。
在设计人机系统时，需要充分考虑人体结构特性，使机器适应人的操作需求。
2.人的认知特性人的认知特性是指人在信息处理、判断、决策等方面的能力。
人机工程学关注如何设计人机界面，使信息传递更加高效、直观，降低操作难度。
3.人的行为特性人的行为特性是指人在特定环境下的行为规律。
人机工程学通过研究人的行为特性，优化人机系统设计，提高工作效率和安全性。
4.人机系统的可靠性人机系统的可靠性是指系统在规定时间内、规定条件下，完成规定功能的能力。
人机工程学关注如何提高人机系统的可靠性，降低故障率和事故风险。
5.人机系统的舒适性人机系统的舒适性是指人在操作机器过程中的舒适感受。
人机工程学通过研究人的生理和心理需求，优化人机界面设计，提高操作者的舒适度。
三、人机工程学的方法1.人体测量学人体测量学是研究人体尺寸、形状和比例的科学。
通过人体测量数据，可以为人机界面设计提供依据，使机器适应人的生理特点。
2.人的认知心理学人的认知心理学研究人在信息处理、判断、决策等方面的心理活动。
人机工程学利用认知心理学原理，优化人机界面设计，提高操作者的工作效率。
3.人的生物力学人的生物力学研究人体在力的作用下产生的生理和心理反应。
人机工程学通过研究人的生物力学特性，优化人机系统设计，降低操作者的劳动强度。
4.人机界面设计人机界面设计是人机工程学的核心内容，包括硬件和软件界面设计。
人机工程学关注如何设计直观、易用、高效的人机界面，提高操作者的工作效率和满意度。
人机工程学(第三版)第3章-人体感知与运动系统
2. 信息链 人机系统的信息在人的神经系统中的循环过程
形成信息链，见图3-2〔b〕。 3.1.3 感觉通道与信息的协调
人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通道、 听觉通道和触觉通道。其适用场合参阅表3-1。
人的感觉通道的信息传输速率见图3-18。
2.采样 采样间隔取决于刺激的频率。
假设刺激的变化频率为F，则T=1/2F，由 此可见，采样频率降低，则采样周期延长。
3.编码 识别工作—数码、字母、斜线 搜寻定位—颜色、数码、外形 计数工作—数码、颜色、外形 比较或验证—各方法几乎没有区分
编码方式的优劣参阅表3-3。
1〕平衡杠杆 2〕省力杠杆 3〕速度杠杆：用力大，但运动速度快
由等功原理，得之于力则失之于速度，反之亦然。因 此，最大的力气与最大的运动范围两者是相冲突的。
3.7.2 主要关节的活动范围
关节的活动范围有肯定的限度，人体处于舒适时，关 节必定处在肯定的舒适调整范围内，参阅表3-4。
肌体的出力范围 肌体所能发挥的力气大小取决于： 1〕人体肌肉的生理特征 2〕施力的姿势、部位、方式和方向，分别见图3-21，图 3-22和图3-23，相应的出力数值参阅表3-5，表3-6。
3.2 视觉机能及其特征
3.2.1 视觉刺激 视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的光波
只占整个电磁光谱的一小局部，其波长为380~780nm， 见图3-3。 3.2.2 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，见图3-4 。
眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为21~25mm的 球体，其根本构造与照相机类似，见图3-5 。
《人机工程学》丁玉兰的 读书笔记
《人机工程学》丁玉兰的读书笔记《人机工程学》读书笔记《人机工程学》是丁玉兰教授编著的一本介绍人机工程学原理和应用的权威教材。
在这本书中，丁玉兰教授系统地介绍了人机工程学的定义、发展历程、基本原理以及应用领域等方面的知识。
通过阅读这本书，我对人机工程学的概念、研究方法和应用技术有了更加深入的理解。
本篇读书笔记将重点总结书中的重要内容和我个人的体会，并进行分析和评价。
第一章序言第一章是本书的序言部分，主要介绍了人机工程学的历史和发展背景。
丁玉兰教授在序言中指出，人机工程学是一门跨学科的综合科学，涉及心理学、工程学、计算机科学等多个学科的知识。
人机工程学的研究目标是通过深入理解人类的认知、行为和工作要求，设计和优化人机界面，使人机交互更加高效、安全和满意。
第二章人机工程学基础第二章是本书的第一章，介绍了人机工程学的基础知识。
首先，丁玉兰教授解释了人机工程学的定义和范围。
人机工程学是研究如何设计和评价人机界面的学科，涵盖了人机交互、界面设计、人因工程等多个方面。
其次，丁玉兰教授介绍了人机界面的分类和基本要素。
人机界面可以分为物理界面和虚拟界面，具有输入、输出和处理三个基本要素。
最后，丁玉兰教授介绍了人机工程学的研究方法和评价指标。
人机工程学研究方法包括实证研究、模拟研究和建模研究等，评价指标包括效能、易用性和满意度等。
第三章人的认知过程第三章介绍了人类的认知过程和认知心理学的基本原理。
丁玉兰教授认为，人类的认知过程可以分为感知、注意、记忆和思维四个阶段。
在感知阶段，人们通过感知器官接收和处理外界信息；在注意阶段，人们选择和集中注意力的对象；在记忆阶段，人们将信息存储和提取；在思维阶段，人们进行逻辑推理和问题解决。
此外，丁玉兰教授还介绍了认知心理学的研究方法和应用技术。
认知心理学主要研究人类的思维和记忆过程，通过实验和模型构建等方法来解释和预测人类的行为。
第四章人的行为特征第四章介绍了人的行为特征和行为测量的方法。
(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
人机工程学的概念：人机工程学是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
英国是世界上开展人机工程学研究最早的国家，但本学科的奠基性工作实际上是在美国完成的。
在其形成与发展史中，大致经历了以下三个阶段：1、经验人机工程学2、科学人机工程学3、现代人机工程学现代人机工程学发展有三个特点：①不同于传统人机工程学研究中着眼于选择和训练特定的人，使之适应工作要求；现代人机工程学着眼于机械装备的设计，使机器的操作不越出人类能力界限之外。
②密切与实际应用相结合，通过严密计划设定的广泛实验性研究，尽可能利用所掌握的基本原理，进行具体的机械设备设计。
③力求使实验心理学、生理学、功能解剖学等学科的专家与物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切合作。
现代人机工程学研究的方向是：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。
人机工程学的根本研究对象：通过揭示人、机、环境之间相互关系的规律，以达到确保人-机-环境系统总体性能的最优化。
人机工程学的研究内容可以概括为人体特性的研究、人机系统的总体设计、工作场所和信息传递装置的设计、环境控制与安全保护设计。
人机工程学的研究方法有：观察法、实测法、实验法、模拟和模型试验法、计算机数值仿真法、分析法、调查研究法。
人机工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类，即人体构造尺寸和功能尺寸的测量数据。
人体测量主要方法有：普通测量法、摄影法、三维数字化人体测量法。
测量基准面：矢状面、正中矢状面、冠状面、水平面、眼耳平面。
百分位数：设计中最常用的是P5、P50、P95、三种百分位。
其中第5百分位数代表“小”身材，是指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95%的人群身材均大于此值;第50百分位数表示“中“身材，是指大于和小于此人群身材尺寸的各为50%；第95百分位数代表“大”身材，是指95%的人群身材尺寸均小于此值，而有5%的人群身材尺寸大于此值。
第三章人机工程学第三版
质地粗糙，棱角分明。
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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
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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。
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 课程介绍解释人机工程学的定义和研究领域强调人机工程学在现代工程设计中的重要性1.2 人机工程学的历史和发展介绍人机工程学的发展历程和重要里程碑讨论人机工程学的发展趋势和未来展望第二章：人的因素2.1 人的能力与限制讨论人的感知、认知、运动和情绪能力分析人的生理和心理限制2.2 人机交互介绍人机交互的基本原理和方法探讨人与计算机、的交互方式和技术第三章：机器和人机系统设计3.1 系统设计原理介绍系统设计的基本原则和方法强调人机系统的整体性和兼容性3.2 界面设计讨论界面设计的目标和要求分析不同类型界面的设计方法和实例第四章：人机工程学应用案例分析4.1 汽车人机工程学分析汽车驾驶舱设计和操作界面的人机工程学应用讨论汽车安全系统和智能驾驶技术4.2 工业与人机协作介绍工业的基本原理和应用领域探讨工业与人机的协作模式和安全性第五章：评估与改进5.1 人机工程学评估方法介绍人机工程学评估的方法和技术强调评估过程中的数据收集和分析方法5.2 人机工程学改进策略讨论根据评估结果进行人机工程学改进的策略和方法强调持续改进和人机工程学的实践应用第六章：环境因素与人机工程学6.1 环境对人的影响分析温度、噪声、振动等环境因素对人的影响讨论人在不同环境下的工作能力和舒适度6.2 环境设计与人机工程学介绍环境设计的基本原则和方法探讨环境设计在提高人机系统性能方面的作用第七章：人机工程学在产品设计中的应用7.1 产品设计原则介绍产品设计中的人机工程学原则强调产品设计应以人为中心7.2 产品设计案例分析分析生活中常见产品的人机工程学设计案例讨论产品设计中的创新与实践第八章：人机工程学在工程管理中的应用8.1 工程管理与人机工程学介绍工程管理中的人机工程学应用强调人机工程学在提高工程管理效率和安全性方面的作用8.2 工程管理案例分析分析工程管理中人机工程学应用的案例讨论工程管理中的挑战与解决方案第九章：人机工程学在安全与健康中的应用9.1 安全与健康中人机工程学的作用分析人机工程学在安全与健康领域的作用强调人机工程学在预防事故和提高工作舒适度方面的意义9.2 安全与健康案例分析分析人机工程学在安全与健康领域应用的案例讨论如何通过人机工程学提高工作场所的安全性和健康性第十章：未来挑战与发展方向10.1 技术发展对人机工程学的影响讨论新兴技术如、虚拟现实等对人机工程学的影响分析技术发展对人的能力、限制和需求的改变10.2 人机工程学的未来发展展望人机工程学的未来发展趋势和挑战强调人机工程学在推动可持续发展和创新中的重要作用重点和难点解析重点环节：1. 第一章绪论中的课程介绍和人机工程学的历史和发展。
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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。
观众在典展览室，就会停在头几件 作品前，然后逐渐减少停顿的次数直到 完成观赏活动。由于运动的经济原则 （少走路），故只有少数人完成全部的 观赏活动。
识途性
人在进入某一场所后，如遇危险时，会寻找原路返 回。 室内安全出口的设计，尽量设在入口附近，要有明 显的位置和方向指示标志。
3.5 其他感觉机能及其特征
3.5.1 肤觉 肤觉是仅仅次于听觉的一种感觉，可感受多 种外界刺激，形成多种感觉。 1. 触觉。 2. 温度觉 3. 痛觉 3.5.2 本体感觉 本体感觉系统包括耳前庭系统和运动觉系 统，可感受身体和四肢所在位置的信息。
3.6 运动系统的机能及其特征
骨—运动的杠杆 关节—运动的枢纽 肌肉—运动的动力
3.3.3
1、残像
视觉现象：
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
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。
考虑年龄效应 以健康、环保、节能为目标，尽量考虑使用自然 光。 合理设置光源颜色 防止光幕反射 防止镜像反射
5.室内色彩设计 温度感 距离感 轻重感 醒目感 动静感
温暖
寒冷
近
远
天花的重色压低了层高， 反而让空间更严肃 白色的天花与墙面形 成轻重的对比
醒目感
动静感
动静感
6.视错觉在设计中的运用
3.4.3 视觉特性
1.混响 指声源在室内经过多次反射，连续传入耳中，使人 无法辨认
2.回声
3.方向敏感度（双耳效应）
人耳对不同频率、不同方向的声音的感受能 力不同。这种差别使人能够分辨声源的位置。
4.掩蔽效应
掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。 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。
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
3.7 人的行为与环境 人的行为特征因人类社会的复杂多 样,受其各种因素的影响,诸如文化、社 会制度、民族、地区等,因而呈现出复杂 多样的行为特征。
人在室内外环境中，其心理和行为上的共性：
抄袭近路习性 识途性 左侧通行习性 左转弯习性 从众习性 聚集习性 幽闭恐惧症 恐高症
抄袭近路习性
为了达到预定的目的地，人总是趋向于选择最短的 路径。
3.室内外照明设计的要求
提供舒适的光照视觉环境，是展品具有足够的亮 度、观赏清晰度和合理的观赏角度。 确保供电系统的安全，减少光线对物品的损坏和 对公众的损伤 使照明方式和光照艺术具有时代特色。
4.光照质量
光照质量注意事项
防止眩光
光源位置不与人眼处同一水平线上 光源不易太强烈 附加不同材质改变光源投射方向
矮中见高 虚中见实 冷调降温 粗中间细 曲中见直
矮中见高
虚中见实
虚中见实
冷调降温
粗中见细
曲中见直
3.4 听觉机能及其特征
3.4.1 听觉刺激
听觉的适宜刺激是声音，声音的声源是振动的物体，人 的听感范围：20~20000HZ。
3.4.2 听觉系统
起主要作用的部位：内耳耳蜗 起辅助作用的部位：外耳、中耳、内耳的其它部分。
人也具有 “领域性”， 来自于人 的动物本能，但与动物不同。因为“ 领 域性” 对人已不再具有生存竞争的意义， 而更多的是心理上的影响。 与“个人空间”所不同的是，“领 域性” 并不表现为随着人的活动可移动 的特点， 它倾向于表现为一块个人可以 提出某种要求承认的“不动产”，“闯 入者”将遇到不快。
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。
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。 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。
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）。
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。
3.4.4 室内听觉环境 人体工程学的研究目标是实现对噪声、回声和混响 等方面的有效控制。 1、噪声
室内噪声应控制在45dB以下，最好在40dB以下； 室外噪声控制在60dB以下，最好在55dB以下； 室内夜间噪声应控制在40dB以下。
2、回声
将时差控制在1/20s以内，就不会产生回声。 所有声音的传播路线差需要控制在17m以下，有效防止回声 的效果。
在火车站人们等车时选择的位置
2. 领域性
“领域性” 是从动物的行为研究中 借用过来的，它是指动物的个体或群体 常常生活在自然界的固定位置或区域， 各自保持自己一定的生活领域， 以减少 对于生活环境的相互竞争，这是动物在 生存进化中演化出来的行为特征。
领域性在日常生活中是常见的，如 办公室中你自己的位子，住宅门前的一 块区域等。
动作速度取决于肢体肌肉收缩的速度，而操作动作速度还取决于动作 方向和动作轨迹等特征。
动作频率取决于动作部位和动作方法。 具体表现： 1、水平动作比垂直动作要快 2、一直向前的动作比旋转时要快1.5-2倍 3、圆形轨迹的动作比直线轨迹动作更加灵活 4、顺时针动作比逆时针动作更灵活 5、手向着身体的动作比离开身体的动作更灵活 6、前后往复比左右往复的动作更快
当人群密度>1.2人/㎡时，步行速度会出现明显下降，当空间 人群密度分布不均时，则出现人群滞留现象，滞留时间长 就会结集人群。
设计室内通道时，预测人群密度，防止滞留。
3.8 人际行为与室内交往空间环境
社会心理学家欧文· 奥尔特曼根据私密性、个人空间、 领地和拥挤四个行为概念分析了人们怎样利用环境 来影响同他人的社会交往。
侧面采光又有单面侧向和双面侧向，可以通过选择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。 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。
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。
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； 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。
3.6.1 骨的功能和骨杠杆
1.骨的功能 2.骨杠杆 根据支点，力点（动力点）、重点（阻力点）三者不 同的位置分布，分为： 1）平衡杠杆 2）省力杠杆
3）速度杠杆：用力大，但运动速度快
由等功原理，得之于力则失之于速度，反之亦然。因 此，最大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的。
3.6.2 肢体的动作速度与频率
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。 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。