人体工效学

第一章：概论

1.学科命名

美国：Human Factors 人类因素学Human Engineering 人类工程 Engineering Psychology 工程心理学

欧洲：Ergonomics 工效学

日本：人间工程学

中国：人机工程学、功效学、人机学、人体工程学

2.人体工程学的定义：研究“人—机—环境”系统中人、机、环境三大要素之间关系，为解决该系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。

3.人、机、环境：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；人—机—环境系统——是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—环境系统。

4.系统：第一，各部分组合在一起是要达到一定目标、共同完成某些任务的。第二，各部分是有联系、在互动中发挥功能、完成任务的。

5.人体工程设计对象——人机界面：一般把机器上实现人与机器互相交流沟通的显示器、控制器称为人机界面；机器上与人的操作有关的实体部分，也是机器的人机界面。

6.人机关系;“机宜人”和“人适机”

7.目标：高效、舒适、健康、安全

8.如何形成良好的人机界面：A、设计的产品要考虑到不同人群（使用者）的不同需要B、设计要符合人体的静态尺寸和动态尺寸C、设计产品要满足人们的生理需求和心理需求

D、关注信息的交互

9.人体工程学发展阶段：经验人体工效学（20世纪前期）科学人体工效学（1945—1960年）现代人体工效学（1960以后）

第二章：人体测量学的基本知识

1.人体测量学的定义：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。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。

2.人体尺寸的类型：静态尺寸（人体构造上的尺寸）；动态尺寸（人体功能上的尺寸，包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸）

3.人体测量的基本术语：坐姿、立姿、矢状面；正中矢状面；冠状面；水平面；眼耳平面

4.人体测量的主要统计函数：

总体：统计学中，把所要研究的全体对象的集合称为“总体”。

样本：统计学中，把从总体取出的许多个体的全部称为“样本”。

均值：表示样本的测量数据集中地趋向某一个值，该值称为平均值，简称均值

标准差：描述测量数据在中心位置(均值)上波动程度差异的值叫均方差，通常称方差。方差的平方根S就是标准差。

百分位数：百分位数是百分位对应的数值。如，身高分布的第5百分位数为1543，表示有5%的人的身高低于这个高度。

百分位：百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。称为“第几百分位”。例如，50%称为第50百分位。

5.公式：1%-50%之间的数值：Pv=M—（S*K）

50%-99%之间的数值：Pv=M+（S*K）M为标准值；S为标准差；K为百分比变换系数。

6.人体尺寸应用中的问题：1）数据的选择2）百分位的应用3）可调节性4）分别考虑各项

人体尺寸5）测量方法说明6）尺寸测量标准

第三章：作业环境中的人体因素

1.水平作业域，垂直作业域的确定：水平面内中等身材中国成年男子手臂活动及手操作的范围，在台面上左右运动手臂而形成的轨迹范围，手尽量外伸所形成的区域为最大作业域。手臂自然放松运动所形成的区域为通常作业域。

指手臂伸直，以肩关节为轴作上下运动所形成的范围。

2.静态施力：收缩的肌肉组织压迫血管阻止血液进入肌肉，肌肉无法从血液得到糖和氧的补充，不得不依赖于本身的能量储备。肌肉不能迅速排除代谢废物，积累的废物造成肌肉酸痛，引起肌肉疲劳。由于酸痛难忍，静态作业的持续时间受到限制。

动态施力：肌肉有节奏地收缩和舒张，血液输送量比平常提高几倍，血液大量流动不但使肌肉获得足够的糖和氧，而且迅速排除了代谢废物。因此，只要选择合理的作业节奏，动态作业可以延续很长时间而不产生疲劳。

3.如何避免静态施力：1）避免弯腰或其他不自然的身体姿势。2）避免长时间地抬手作业3）坐着工作比站着工作省力。4）双手同时操作时，手的运动方向应相反或对称运动，单手作业本身就造成背部肌肉静态施力5）作业位置（作台的台面或作业的空间）高度应按工作者的眼睛和观察时所需的距离来设计。6）常用工具，如钳子、手柄、工具和其他零部件、材料等，都应按其使用的频率或操作频率安放在人的附近。7）当手不得不在较高位置作业时，应使用支承物来托住肘关节、前臂或者手。8）支持肢体

4.人在提起重物时对腰部负荷的影响：直腰弯膝提起重物时椎间盘内压力较小，(1)抓稳重物，提起时保持直腰弯膝。(2)设计时应使重物的抓握部位高干地面40～50厘米，应有把手。

腰部挺直的坐姿，可使脊椎保持自然的S形状，椎间盘内外受压均匀，因此，这种坐姿对脊椎骨十分有利。但另一方面，这种挺直腰板的坐姿会造成腰部肌肉的疲劳，长距离乘坐火车硬座车厢可以获得这种体验。当躯干向前弯曲时，腰部肌肉比较松,但脊柱的弯曲会造成椎间盘内外压力不均匀，形成的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫中枢神,以致造成坐骨神经极度疼痛，使人失去活动能力。许多俯案工作的人，会长年被这类病痛折磨，非常痛苦。

第四章：家具设计中的人体因素

1.工作面：工作面是指作业时手的活动面。

工作面高度：1）工作面高度应有人体肘部高度来确定，而不是以地面以上的高度来确定工作面的最佳高度略低于人的肘部

2.站立作业：最佳工作面高度为肘部以下5-10cm，男性最佳工作面高度为95-100cm，女性为88-98cm

精密作业：对于精密作业，作业面上升到肘高以上5～10厘米，以适应眼睛的观察距离。同时，给肘关节部一定的支承，以减轻背部肌肉的静态负荷。（2）对于工作台，如果台面还要放置工具、材料等，台面高度应降到肘高以下l0～l5厘米。3）若作业体力强度高，例如需要借助身体的重量；作业面应降到肘高以下15～40厘米。工作台面应按身材较高的人设计，身材较低的人可使用垫脚板

3.坐姿作业：对于一般的坐姿作业，作业面的高度仍在肘高(坐姿)以下5～l0厘米比较合适。在精密作业时，作业面的高度必须增加。在精密作业中，视觉距离决定了人的作业姿势。

4.坐立交替式作业：指工作者在作业区内，既可坐也可站立。膝活动空间30*65cm，作业面至椅面30-60，作业面100-120，座椅可调范围80-100

5.座椅的设计原则：1. 座椅的形式与尺度及其功用有关2. 座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定3. 身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担4. 座椅前缘处，大腿与椅子之间压力应尽量减小5. 腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度

6. 椅垫必须有足够的