《人机工程学》复习资料全

人机工程学复习内容说明:《人机工程学》考试分为A.B试卷，时间为2个小时，题型有辨析题、选择题、简答题、分析题、设计题。

以下为复习内容，请大家好好准备，只有认真复习，才会取得好成绩，反之亦反。

友情提醒：考试为开卷考试，考试请带好铅笔、橡皮、草稿纸、尺、快速手绘表现工具——马克笔或彩铅等习惯用的手绘工具（因试卷纸张太薄，马克笔可能不适用）。

注意：虽然为开卷考试，但不可掉以轻心，考题均出自课堂内容，务必温习课本相关内容，重点在于理解知识点，知道如何应用，并在课本上做好笔记。

PS：学校要求只允许带本课程规定教材，不允许带其他教材、参考书、笔记本、打印资料、复印资料等其他任何资料，不然以作弊论处，请各位同学注意，自觉遵守考场规则。

（没有教材的同学请注意，请及时购买。

当然，对于有信心全部掌握在脑子里的学霸例外。

）祝大家考出好成绩！人机工学一般定义：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，分析研究人与产品、人与环境以及产品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学科。

人:是指操作者，或使用者。

机:泛指人可操作与可使用的物，可以是机器，也可以是用具或生活用品、设施、计算机软件等各种与人发生关系的一切事物。

环境:环境是人与机共处的环境，如作业场所和作业空间，自然环境和社会环境等。

研究的基本途径就是系统的将人的能力、极限、特点、行为和动机等相关信息应用到人们使用的事物和过程的设计和环境中。

研究对象是人-机-环境系统，研究产品设计中与人有关的问题，将人的需求和能力置于设计技术体系的核心位置。

研究目的是使系统高效运行且系统中的人获得安全、健康和舒适，为产品、系统和环境的设计提供与人相关的科学数据。

追求实现人类和技术完美和谐融合的目标。

人机关系要实现的目标：实现高效、舒适、健康、安全等目标。

所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。

人体测量学是人机工程学的一门分支学科，是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。

它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。

人体测量学是人机工程学的重要组成部分。

进行产品设计时，为使人与产品相互协调，必须对产品同人相关的各种装置作适合于人体形态、生理以及心理特点的设计，让人在使用过程中，处于舒适的状态以及方便地使用产品。

因此设计师应了解人体测量学，生物力学方面的基本知识，并熟悉有关设计所必需的人体测量基本数据的性质、应用方法和使用条件。

形态数据类型：静态尺寸、动态尺寸。

动态尺寸是人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸。

姿势：1）直立姿势（简称立姿）：被测者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，膝部自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致成45°夹角，体重均匀分布于两足。

为确保直立姿势正确，被测者应使足后跟、臀部和后背部与同一铅垂面相接触。

（2）坐姿：被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。

为确保坐姿正确，被测者的臀部、后背部应同时靠在同一铅垂面上。

百分位数是一种位置指标、一个界值，K百分位P将群体或样本的全部观测值分为两k部分，有K%的观测值等于或小于它，有（100-K）%的观测值大于它。

在人机工程学设计中常用的是第5、第50、第95百分位。

P5（第5百分位数）表示“小”身材，是指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95％的人群身材尺寸大于此值；P50（第50百分位数）表示“中”身材，是指大于和小于此值的人群身材尺寸各为50％；P95（第95百分位数）表示“大”身材，是指有95％的人群身材尺寸小于此值，而有5％的人群身材尺寸大于此值。

一、人体尺寸的应用原则1.通常设计原则：必须符合90%以上的人适用（即5%-95%）之间的数据。

有时当身体尺寸超出界限以外会危害其健康，可扩大至（1%-99%），如：紧急出口P99，紧急制动杆的距离P1。

2. 极限设计原则：有时候设计尽量考虑人体尺寸的低百分位，如椅子高，P5。

有时候设计尽量考虑人体尺寸的高百分位，如门高，P95。

3. 可调原则：设计时优先选择可调结构，可调范围5%-95%。

4. 平均尺寸原则：设计时以P50为依据，如门铃、插座、电灯开关等的安装高度等这类具有普遍性的场合。

产品人体尺寸设计分类人体尺寸百分位的选择产品功能尺寸的确定1) 确定功能修正量（客观量）：必须考虑到实际中人的可能姿势、动态操作、着装等需要的设计裕度，所有这些设计裕度总计为功能修正量（1）着装修正量（2）姿势修正量（3）操作功能修正量2）确定心理修正量（主观量）：为了消除人们心理上的“空间压抑感”、“高度恐惧感”和“过于接近时的窘迫感和不舒适感”等心理感受，或者是为了满足人们“求美”、“求奇”等心理需求，涉及人的产品和环境空间设计，必须再附加一项必要的心理空间尺寸，即心理修正量。

栏杆的高度略高于人体重心即可，但在一定高度工作容易有恐高心理，因此栏杆需要进一步提高。

空间太小容易产生空间压力感，通常只要空间大小允许，产品的尺寸都比人体测量尺寸更大。

尺寸修正量 = 功能修正量 + 心理修正量=（穿着修正量 + 姿势修正量 +操作修正量）+ 心理修正量着装修正量：由于人体尺寸的测量是在裸体或单薄衣着的条件下测的，而在实际工作中人要穿上衣服鞋子帽子，因此在应用人体测量数据时要考虑着装修正量。

姿势修正量：由于人体测量姿势与实际作业姿势的不同导致的尺寸差别，在应用人体测量数据时要考虑姿势修正量。

（如放松立姿下的身高、眼高、肩高、肘高要减10mm，放松坐姿下的坐高、眼高、肩高、肘高要减44mm。

）操作功能修正量：由于机器操作性质的差别引起的尺寸差别要考虑操作功能修正量。

如上肢前展长在用按钮开关时要减12mm，用扳动开关时减25mm。

产品功能尺寸最小功能尺寸＝人体尺寸的百分位数＋功能修正量最佳功能尺寸＝人体尺寸的百分位数＋功能修正量＋心理修正量（*****）产品人体尺寸设计的步骤和方法：1、识别所有与产品设计相关的人体尺寸；2、确定预期的用户人群（成人、儿童、老人，男性、女性等）；3、选择一个合适的预期用户的满足度;1)确定所设计产品的类型；2)选择人体尺寸的百分位(满足度)。

4、获取正确的人体测量数据表并查找出需要的基本数据5、产品功能尺寸的确定1) 确定功能修正量（客观量）：着装修正量、姿势修正量、操作功能修正量2) 确定心理修正量（主观量）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。

人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通道（80%）、听觉通道（14%）和触觉和其他通道（6%）水平视野（单视野/双视野）:1.5º—3.0º——特优视区；10º以内——最优视区；10º—20º——瞬息视区；（能在很短的时间内看清物体）20º—30º——有效视区；（需集中注意力看）在水平面内最大固定双眼视野为180°。

垂直视野:（如上图）水平视线上下1.5º为特优视区；水平视线以下10º为最优视区；水平视线以上10º，以下10º—30º内为有效视区；在垂直面内，标准视线为水平视线，最大固定视野为115°，标准视线上方50°，下方70°，扩大的视野为150°，站立时的自然视线低于水平线10°，坐着时自然视线代于水平视线15°；人在很低松驰的状态中，站着和坐着时的自然视线偏离标准视线分别是30°和38°。

因此，人在轻松的时刻观看展览时，展示物的位置在低于标准视线30°的区域里。

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部分，其波长为380～780nm人眼随视觉环境中光亮度的变化而感受性发生变化的过程，有暗适应和明适应两种。

明适应：人由暗处进入明处，最初不能辨认物体，感到很刺眼，经过约1分钟左右，视锥细胞恢复了功能，便能看清物体。

暗适应：人由明处进入暗处，最初感觉什么也看不见，但经过一定的时间后，逐渐看到黑暗中的物体的轮廓，约25到30分钟后，便充分达到适应的程度。

这时，视杆细胞发挥了功能，视锥细胞暂时失去了作用。

眼睛的色视野由于各种颜色对人眼的刺激不同，人眼的色觉视野也就不同。

图中角度系数值是在正常亮度条件下对人眼的实验结果，表明人眼对白色的视野最大，对黄色、蓝色、红色的视野依此减小，而对绿色的视野最小。

（*****）视觉特征：1）眼睛沿着水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳；一般先看到水平方向的物体，后看到垂直方向的物体。

2）视线变化习惯：从左到右，从上到下，顺时针方向。

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，仪表的布置必须考虑这一点。

5）接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。

眩光：物体表面产生的刺眼和耀眼的强烈光线，称为眩光为防止和减轻眩光对作业的不利影响，有一些措施：（1）限制光源亮度。

当光源亮度大于16×104坎德拉/米2时，无论亮度对比如何，都会产生严重眩光现象。

对眩光光源应考虑用半透明或不透明材料减少其亮度或遮住直射光线；(2)合理分布光源。

应尽可能将眩光光源布置在视线外微弱刺激区，采用适当的悬挂高度和必要的保护角；(3) 光线转为反射。

光线经灯罩或天花板及墙壁漫射到工作场所；(4) 对于反射眩光，则通过变换光源的位置或工作面位置，使反射光不处于视线内。

此外还可以通过选择材质或涂色来降低反射系数，避免反射眩光；(5) 适当提高环境亮度以减少亮度对比。

皮肤有三种感觉系统：一是触觉感受器；二是温度感受器；三是痛觉感受器触觉也称压觉或触压觉，是皮肤表面承受物体压力或触及物体时，所产生的一种感觉。