工业设计人机工程_-(阮宝湘_邵样华编著_北京理工大版_全部)

图1-3 功能形态各异的剪刀
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例11 老年人手机
图1-4 老年人手机
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例12
生产设备的正反两例
反 正
适合高1.37m、肩宽0.64m、手臂平展2m之畸形人使用的车床。
把带电机的旋具弹性吊挂着使用。
图 1-5
畸形人 适用的车床
图1-6 弹性悬挂的螺丝刀
例13 北京一些大医院里的“电热开水机”，水龙头上有红、绿 两个指示灯，想喝热开水者很困惑：绿色表示“通行”，但也表示凉 （温度低）；红色表示热，但又表示“禁止”。 到底哪个灯亮表示是热开水呢？
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
第四章
显示装置
人的视觉与听觉特性 显示装置的类型、设计与布置 信号显示
第一节 第二节 第三节
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第五章
操纵装置
手足尺寸与人体关节活动 人体的施力与运动输出特性 操纵器的人机学原则 操纵器的布置和控制台 常用操纵器的人机学要素 操纵与被操纵对象的互动协调关系
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
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普通高等教育“十一五”国家级规划教材
工业设计人机工程 第2版
阮宝湘等 编著 程能林 孙苏榕 主审
（课件编制 阮宝湘） 机械工业出版社
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目 录
第一章 人机工程学概论
人机学的研究对象和目的 人机学的形成和发展 学科思想的演进 人机系统与人机工程设计 人机学与工业设计 第一节 第二节 第三节 第四节
书包提挎方式与脊柱形态
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例7
“叫壶”，改善了传递信息的 “人机界面”。
例8 阅览室里，学生们坐在长条形桌案两 侧专心致志地看书学习，…抬起头来略事思索， 正巧对坐那位也抬起了头，…倒霉，是陌生的 异性同学！——设计心理学问题。 例9 深色发亮的小药片塑料袋，说明文字很小，颜色与塑料袋颜色的 对比又弱； 存款单居然是白纸上印着橙黄色的字。 例10 形形色色的剪刀， 里面学问可不少（图1-3）。
图1-10 F.W.泰勒
பைடு நூலகம்
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 所光照、环境温湿度，以及工作中播放音乐的效果等等。 至此，提高工效的方法开始建立在科学实验的基础上，有了现代科学 的形态。
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以设计体现对弱势群体的关爱！
万能拐杖（获第十届全球工业设计比赛金杯奖）
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三、人机学的学术团体和教育
1．国际的和各国的学术团体及其主要活动
（1）各主要工业国的学术团体及其活动 英国最早建立人机工程学会，成立于1950年。 随后建立国家人机学学会的有：联邦德国（1953），美国（1957），前苏联（ 1962），法国（1963），日本（1964）等。 英国人机工程学会从1957年起发行会刊《ERGONOMICS》，坚持几十年一直至 今，贡献卓著。 美国人机工程学会发行会刊，出版书刊、发布专利，是提供人机学研究成果、数 据资料最多的国家。 在20世纪漫长的冷战年代，为了军备竞赛，美国对人机工程研究投入巨大， 1970年代有4400人从事人因工程研究，其中属于军事部门者850名。美国陆海空三军 制定了很多军事人机工程技术标准。 （2）国际人机工程学学会 国际人机工程学学会（IEA）成立于1960年。1961年举行了第一届国际人机工程 学会议。此后，每三年举行一次，至今未曾间断。
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2．二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。 正反的现实，使各国科技界终于认识到：
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2. 人机工程学的多种学科名称 人机工程学简称人机学，常见的其他名称有： ﹡人类工效学，或工效学，英文Ergonomics。出现最早，欧洲各 国和世界其他地区通用。 ﹡人的因素（学），英文Human Factors。美国、东南亚、我国台 湾采用。派生名称：人因工程（学），英文Human Factors Engineering。 ﹡人类工程学，英文Human Engineering 。类似的名称有人体工 程学。 ﹡其他名称：工程心理学、人-机-环境系统工程学、宜人性设计等。 在日本，该学科的日文汉字是“人間工学”。 人机工程学这名称在国内流传日广，本教材随俗从众。
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但这一时期研究的核心，是最大限度地开挖人的操作效率。 从人机关系方面考察，总体看是要求人适应于机器，即以机器为中 心进行设计；研究的主要目的是选拔与培训操作人员。 在学术理论上，与现代人机学是南辕北辙、存在对立的。 因此，应该看作是人机学的孕育期。 卓别林（1889-1977）与《摩登时代》
图1-11 卓别林
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例14 “同学，引路标牌这么写更好”
图1-7 同学，引路标牌这么写更好
人机学问题比比皆是：床柜、桌椅、寝室、水房、浴室、餐厅、超市、 网吧、实习工厂、银行、邮局、学习文具、计算机、手机、实验室、图书 馆、运动场、公交车……无处不在。 发现和思考人机学问题的深广度，是检验学习效果的标准之一。
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第六章
产品设计人机学的若干专题
手工具及其使用方式 床、柜等家具 安全性设计 维修性设计
第一节 第二节 第三节 第四节
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第七章
视觉传达设计与人机学
文字设计 图形符号及标志设计 展示设计
第一节 第二节 第三节
第八章
室内设计与人机学
生活空间与人体尺寸 光环境与采光照明设计 声音环境和噪声控制 室内热环境 振动环境
第一节
第二节 第三节 第四节 第五节
第九章
工作空间与工作岗位设计
工作空间人体尺寸 工作空间设计 工作岗位设计 工作姿势与肢体施力
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第一节 第二节 第三节 第四节
第十章
人机工程CAD软件及应用简介
人机工程CAD系统的组成和功能 CATIA人机工程模块简介 中国人人体模型的初步创建 人机工程CAD软件应用实例
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三、日常生活中人机学问题的巡视
例1 大沙发豪华气派，坐着却腰疼。
例2
宾馆单人床配两个同样大小的枕头，愚不可及。
例3 旧式旅客列车的窗户。 例4 公共卫生间为什么总有人做不到 “便后冲水”？ 例5 楼道里“人走关灯”的标语与彻夜长明的灯互相嘲笑。 例6 升级换代产品——双肩背书包（图1-2）。
图 1-2
第二章
人体尺寸及其应用方法
人体尺寸概述 中国成年人的人体尺寸 其他国家的人体尺寸 人体各部分尺寸的比例 产品设计中人体尺寸数据的应用方法 设施器物的人体尺寸适应性与动态人体尺寸
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
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第三章
桌椅设计
桌椅设计概述 坐姿生理解剖基础 座椅的功能尺寸 坐垫与靠垫 办公桌的功能尺寸
第二节 人机学的形成和发展
一、中国古籍中的卓越论述
《考工记》和《天工开物》。
学科思想的演进
……用于劈杀大刀、剑戟，使用有方 向性，握柄截面应为椭圆，凭手握柄杆的 感知，无须眼看可掌握刀刃、钩头的方向。 用于刺杀的枪矛，使用没有方向性，柄杆 的截面应该做成圆形。…… 要根据弓箭手的性格来配备弓箭，性 情温和、行动迟缓者：强劲急疾的硬弓； 暴躁性急、行动快猛者：柔韧的软弓。… 图 1-8 《考工记》中 兵器宜人性的论述
人机（及环境）系统的优化，人与机器应互相适应、人机之间应 合理分工。
人机学的理论至此趋于成熟。
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4．反思工业文明与可持续发展：人机学的更高阶段 反思工业文明的负面后果，以可持续发展理论为统领，人机学正经历 着新的学科思想演进。绿色设计、生态设计、节能设计、再生设计等理念， 立足于人与自然保持持久和谐，回归到中国古代“天人合一”的设计伦理。 人机学此前的观念是：要求人、机、环境三者和谐统一。以可持续 发展理念为指导，则由人、机、环境三维加上一维（未来），演进为人、 机、环境、未来四者和谐统一。 人机学的应用，以下方面可能形成今后热点：计算机人机界面、永久 太空站的生活工作环境、弱势群体（残疾人、老年人）的医疗和便利设施、 海陆空交通安全保障、生理与心理保健产品与设施等等。 数字技术、信息技术、基因技术急剧地改变着人类的文明进程，带给人 们空前福祉的同时，必须警觉其危及人们体魄和精神健康的负面影响，人机 学今后将任重而道远。
第一节 第二节 第三节 第四节
第十一章
第一节 第二节 第三节
人机学的其他专题及未来展望
人机工程的设计心理学应用 人机学与新产品的创意开发 人机工程设计的未来展望
附录
附录A 附录B 小作业：读书报告 大作业：课程设计与课程论文
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工业设计人机工程（2版）
阮宝湘等 编著
第一章
人机工程学概论
第一节
人机学的研究对象和目的
在产品、视觉传达、环境设计中都很重要。
身高2.5倍的蛇矛， 张爷耍得开吗？
图1-1 戏说张爷和他的蛇矛
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想过感受过这些问题吗？
太高啦！！
左撇子、右撇子 都合适！
涂上黄色 “警示条”多好？
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想过感受过这些问题吗？
无所适从
开关和炉口如何对应？ 从哪边开呀？
一目了然
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二、人机工程学的基本概念和定义
一、 引例——人机学的思想萌芽源远流长
鲁智深的禅杖
器物要和人（使用者）的各种因素相适宜。
——人机工程学基本理论的简洁表述。 原始人狩猎所用的棍棒、石块或投枪，…… 半坡遗址中的石桌、石凳、陶土餐饮具，…… 人机学基本思想的萌芽是人自发的思维倾向，本能的行为方式。
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“人的因素”：不限于人体尺寸、体能、肢力等人体生理方面， 还涉及人的感知、认知、情感、精神、心理、社会等更深广方面。
1.人机工程学的基本概念和定义 国际人机工程学学会（IEA，International Ergonomics Association）1960的定义： 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、家庭生活中与 闲暇时怎样考虑人的健康、安全、舒适和工作效率的学科。 三句话，分别说明人机学的研究对象、内容与目的。 IEA2008年8月的新定义： 人机工程学是研究系统中人与其他部分交互关系的学科，运用其理论、 数据和方法进行设计，应达系统工效优化及人的健康、舒适之目的。 新定义概略、简洁，强调了系统中人与其他因素交互作用的观念。 设计应在多种约束和多重目标之间恰当地把握住平衡。人机工程学要求 的“安全、舒适、高效”，是重要的，但受到其他条件的约束、其他目标的 制衡，不是唯一的，也未必总是优先的。 人机学里的“机”或“机器” 是广义的，指一切人造器物：大到飞机、 轮船、火车，小到钳子、笔、水杯；也包括建筑、环境及其中的设施等。
图1-12 飞机驾驶舱的 仪表和操纵器
器物设计必须与人的解剖学、生理学、心理学条件相适应。
1947年，英国海军部成立交叉学科研究组。 次年默雷尔建议构建一个新的科技词汇“Ergonomics”， 新学科名称及其涵盖的研究内容为各国学者所认同，
现代人机学诞生。
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当时美国人伍德说：“设备设计必须适合人的各方面因素，使操作 的付出最小，而获得的效率最高。” 反映了这一时期人机学的学科思想。 人机学的学科思想至此完成了重大的转变：从以机器为中心转变为 以人为中心，强调机器的设计应适合人的因素。 3．向民用品等广阔领域延伸——人机学的发展和成 20世纪五、六十年代后，人机学的研究和应用，从军工迅速延伸到民 用品等广阔领域，主要有家具、家电、室内设计、医疗器械、汽车与民航 客机、飞船宇航员生活舱、计算机设备与软件、生产设备与工具、事故与 灾害分析等。 美国阿波罗登月舱设计中一个小插曲——发人深省： 过于强调“机器适应人”也是不全面的。 加之系统论的渗入，人机学学科思想又有新发展，IEA的定义明确：
（译文）
设计心理学应用的经典范例，令人叫绝！
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工作、劳动 姿态都那么自然、 舒展，很好地把 握了工具、设备 与人体尺寸的适 应性问题！
a）分金炉清锈清底
b）铸钟、铸鼎
图 1-9 《天工开物》 插图选
c）扎桕子黑粒去壳取仁 d）琢玉
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二、人机学的形成、发展和学科思想的演进
古代文明中科学思想萌芽，不等同于现代科学理论。 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。