人机工程学__第八章作业岗位与空间设计
人机工程学第8章作业空间与用具设计
人机工程学第8章作业空间与用具设计作业空间与用具设计是人机工程学的重要内容之一，它关注的是如何创造一个适合人类工作的环境，在这个环境中，人们可以高效地完成工作，并且不会对身体和心理产生过大的负荷。
本章将通过介绍作业空间的设计原则和用具设计的要点，来讨论人机工程学在提高工作效率和保护人体健康方面的应用。
作业空间的设计原则主要包括以下几点：合理的布局、适当的尺寸、充足的照明和通风、安全与舒适。
首先，合理的布局意味着根据工作的需求和工作流程来安排各个工作区域的位置和相对关系。
例如，把使用频率高的工具放在工作台上方的便捷位置，使得工人使用起来更加方便。
其次，适当的尺寸是指作业空间的尺寸应该适合工人的身体尺寸，既要考虑工人在工作中的动作范围，又要避免空间过大或过小对工人的影响。
再次，充足的照明和通风也是作业空间设计的重要方面，良好的照明可以提高工人的视野和警觉性，而良好的通风可以保持空气的流通，减少有害物质对工人的影响。
最后，安全与舒适是作业空间设计的核心目标，要保证工人在工作中的安全和舒适，减轻工作产生的身体和心理负荷。
用具设计是指针对具体工作需要设计相应的工具和设备，使其既能满足工作的要求，又能保护工人的身体健康。
用具设计的要点主要包括以下几个方面：符合人体工程学原理、易于操作和控制、可调节和适应个体差异、耐久和易于维护。
首先，符合人体工程学原理是指用具的设计应该遵循人体结构和功能的原则，使得使用起来更加自然和舒适。
例如，电脑键盘的形状和键位的布局应该符合人手的形状和动作习惯，减少手部的疲劳和不适。
其次，易于操作和控制是指用具的控制面板和按钮应该设计成易于理解和使用的形式，减少错误操作和提高工作效率。
再次，可调节和适应个体差异是指用具的一些参数和功能可以根据不同个体的需要进行调节和适应，以提供更好的使用体验。
最后，耐久和易于维护是指用具应该具有较长的使用寿命，并且维护起来方便快捷，减少因设备故障而造成的停工和维修成本。
个体作业岗位与空间设计
• 视觉显示终端作业岗位的人机界面关系可用图８-５来加以说明。由 于这类作业岗位大多采用坐姿岗位，因而其人机界面关系主要存在于 图中箭头所指示的四处，即该类岗位设计要点。
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８.３ 视觉信息作业岗位设计
• １.人-椅界面 • 在人-椅界面上，首先要求作业者保持正确坐姿，正确坐姿为：头部
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８.３ 视觉信息作业岗位设计
• ２.眼-视屏界面 • 在眼-视屏界面上，首先要求满足人的视觉特点，即从人体轴线至视
屏中心的最大阅读距离为７１０～７６０ｍｍ，以保护人眼不受电子 射线伤害；俯首最大角度不超过１５°，以防止疲劳；视屏的最大视 角为４０°，以保持一般不转动头部。 • 眼-视屏界面的另一要求是，选用可旋转和可移动的显示器，建议显 示器可调高度约为１８０ｍｍ，显示器可调角度为－５°～＋１５° ，以减少反光作用；如设置固定显示器，其上限高度与水平视线平齐 ，以避免头部上转。
第8章 个体作业岗位与空间设计
• ８.１ 作业岗位的选择 • ８.２ 手工作业岗位设计 • ８.３ 视觉信息作业岗位设计 • ８.４ 作业空间的人体尺度 • ８.５ 作业空间的布置
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８.１ 作业岗位的选择
• 作业岗位按人作业时的姿势分为坐姿岗位、立姿岗位和坐、立姿交替 岗位三类。在人机系统设计时选择哪一类作业岗位，必须依据工作任 务的性质来考虑。工业生产中常用的联合作业所推荐的最适用的方案 见图８-１。
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８.１ 作业岗位的选择
• 因而下列基本特征是选用立姿岗位的依据。 • ①当其作业空间不具备坐姿岗位操作所需的容膝空间时。 • ②在作业过程中，常需搬移重量超过４.５ｋｇ的物料时。 • ③作业者经常需要在其前方的高、低或延伸的可及范围内进行操作。 • ④要求操作位置是分开的，并需要作业者在不同的作业岗位之间经常
人机工程学--第八章作业岗位与空间设计
手工作业岗位设计
（6）大腿空间高度Z和小腿空间高度U的最小值
作业岗位与空间设计
2. 与作业有关的作业岗位尺寸
手工作业岗位设计
（6）大腿空间高度Z和小腿空间高度U的最小值
作业岗位与空间设计
2. 与作业有关的作业岗位尺寸
手工作业岗位设计
与性别有关的尺寸计算（例工作高度） 性别一致时
作业岗位与空间设计
作业空间设计
作业空间设计原则 c.按空间内设施或元件的功能进行布置，按 功能相同或相互联系的设施和元件进行适当编排， 便于操作和管理。 d.整个空间的布置除方便操作处，应按作业 安全、人流、物流的组织来进行。 以上这些原则，在空间设计的实际应用中， 会存在矛盾的地方，满足了某一原则，有可能会 削弱另一原则。每一条原则都不是绝对的，而应 按实际空间的具体情况，统一考虑，全面权衡， 以其中某一原则为主，适当考虑其他原则。
作业岗位与空间设计
手工作业岗位类型
手工作业岗位设计
1. 坐姿手工作业岗位，见图8-2 2. 立姿手工作业岗位，见图8-3 3. 坐、立姿交替作业岗位，见图8-4
作业岗位与空间设计
坐姿手工作业岗位
横向活动空间D
手工作业岗位设计
向后活动空间W
腿部空间进深T1 脚部空间进深T2 脚坐姿腿空间高度G 立姿脚空间高度L 腿部空间宽度B
作业岗位与空间设计
2. 与作业有关的作业岗位尺寸
（6）脚支撑高度F的调整范围
手工作业岗位设计
F5% F95% S5% S95% U 95% U 5%
作业岗位与空间设计
2. 与作业有关的作业岗位尺寸
手工作业岗位设计
（6）大腿空间高度Z和小腿空间高度U的最小值
教学课件 人机工程学(第三版)--丁玉兰
1.5 人机工程学与工业设计
1.5.1 为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度 参数
1.5.2 为工业设计中考虑“物”的功能合理性提供科 学依据
1.5.3 为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则 1.5.4 为进行人－机－环境系统设计提供理论依据 1.5.5 为坚持以“人”为核心的设计思路提供工作程
2）工作场所和信息传递装置的设计：主要研究 如何设计合适的环境及信息传递装置，使人可以 舒适高效的工作。如本书5、6、7、8章的内容。
3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发， 如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健 康不受影响，事故危险性最小。如本书9、10章的内容。
4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低 主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体 相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交 流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。如本书第11 章的内容。
变量，因而可根据概率论与数理统计理论对测量 数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统 计规律和特征参数。
1. 均值
x
1 n
n i 1
xi
2.方差 3.标准差
s2
1n
n 1 i1
2
xi x
1 n 1
n i 1
xi 2
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人机工程学（第三版）
多媒体教学课件
课件目录
第1章 人机工程学概论 第2章 人体测量与数据应用 第3章 人体感知与运动系统 第4章 人的心理与行为特征 第5章 人机的信息界面设计 第6章 工作台椅与工具设计 第7章 作业姿势与动作设计 第8章 作业岗位与空间设计 第9章 人与环境的界面设计 第10章 事故控制与安全设计 第11章 人机系统总体设计 第12章 人机工程发展趋势
人机工程学案：例作业岗位与空间设计 质检作业岗位分析
工作台高85cm(A）、宽30cm 、台 面厚5cm ，在其下方留有80cm 立 腿空隙，腿部前伸方向空隙为 35cm 。椅子可调至地面高63cm 。 一般检验者能向前取到瓶子的距 离是51cm 。工作台与输送带的间 距为15cm(B) ，输送带固定于输 送机上，离地高100cm ，输送带 嵌于一个高为5cm(C）的护轨中。
质检作业岗位分析
一、检验作业岗位的设计原则
① 使检验人员尽可能采用向下的观视角，而不用向前的 和向上的观视角 ② 让被检产品向检查人员方向移动而不是离开检查人员
方向移动
③ 工作面高度应由人体肘部高度确定 ④ 坐姿作业比站姿作业要好，如选择坐姿作业，必须提 供舒适的、且可调节的座椅 ⑤ 选用可调座椅时，可能会造成检验者脚不着地的情况， 此时必须使用脚踏板支持下肢的重量 ⑥ 无论坐姿或站姿作业，都应给检查人员用辅助活动来 中断检查周期的机会
质检作业岗位分析
二、立姿检验作业岗位设计——纸张取样检验作业
① 纸幅速度、观察距离、总观察区 ② 眼高尺寸要求 ③ 工作面高度 ④ 工作台面长度 ⑤ 检验员视角（见图）
质检作业岗位分析
三置木制平台，以将工作面升高到100cm 处 ② 脚踏板 ③ 检验员正前方的工作台部位剖成半圆开口
人机工程学复习
人机工程学复习提纲第一章人机工程学概论人机工程学定义：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。
它具有现代各门新型边缘学科共有的特点。
1、人机工程学的起源与发展：1）、经验人机工程学（20世纪初到第二次世界大战），使人适用于机器。
2）、科学人机工程学（第二次世界大战到50年代），重视工业与工程设计总“人的因素”，力求是机器适应于人。
3）、现代人机工程学（60年底以来）2、人机工程学的研究内容：1）人体特性的研究，例如，人体形态特征参数、人体感知特性、人的反应特性以及人在劳动中的心理特征等。
2）、工作场所和信息传递装置的设计。
3）、环境控制与安全保护设计。
4）、人机系统的总体设计。
5）、人机工程学的发展动向。
学科的研究方法：1观察分析法2实测法3实验法4模拟和模型实验法5计算机数值仿真法6分析法7调查研究法3、人机工程学对工业设计的作用：1）、为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数2）、为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据3）、为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则4）、为进行人-机-环境系统设计提供理论依据5）、为坚持以“人”为核心的设计思想提供工作程序第二章人体测量与数据应用1、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。
人体构造上的尺寸是指静态尺寸；人体功能上的尺寸实质动态尺寸，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。
2、百分位数应用实例：实际使用与90%华北男性使用的产品，试问应怎样的身高范围设计该产品尺寸？解：由表2-6查知华北男性平均身高X=1693mm 标准差SD=56.6mm要求该产品适用于90%的人，故以第5百分位和第95百分位确定尺寸界限值，由表查得变换K=1.645即第5百分位数为X=1693-(56.6*1.645)=1600mm 第95百分位数为X=1693+(56.6*1.645)=1786mm结论：按身高1600-1786mm设计产品尺寸将适用于90%华北男性讨论：平均值是作为设计的基本尺寸，而标准差是作为设计的标准量的。
人机工程要点及试题
人机工程学要点1第1章：1、人机工程学的英文名称？2、人机工程学的综合定义和发展历史？3、人机工程学到底研究什么？4、人机工程学的研究方法？5、了解人机工程学学科体系有什么意义？第2章：1、感觉与知觉的定义；2、感觉与知觉的相同点与区别及其关系；3、知觉的基本特性；4、视觉与本体感觉的定义；5、视野（包括垂直面与水平面内视野与色觉视野）的定义；6、本体感觉的种类。
7、人的个性心理类型及含义。
第3章：1、人类环境行为的类型，形成的因素。
2、环境行为特征、基本模式。
3、人的行为习性。
4、人的行为模式的分类及其要点。
5、环境行为的空间分布包括那些方面？空间分布图形、分布规律、空间状态和空间尺度、空间设计概念和空间组合。
第4章：1、什么是人体测量学？2、你熟悉总体、样本、均值、标准差、适应域、百分位、百分位数的含义吗？3、人体尺寸的应用原则主要掌握什么数据？4、设计一套你认为最合理的上课课桌、桌椅。
（效果图与简单结构工程图）第5章：1、天然采光主要考虑那些因数?2、色彩在室内环境气氛中所起的作用与方法？3、什么是空间界面设计？质地设计的原则与方法？4、空间形成的原因？5、空间构成的分类？6、空间视觉特性的分类？7、什么是空间旷奥度？它的视觉特性？第6章：1、工业设计活动的层面。
2、消费者的类型、消费者心理的共同性和差异性、消费者的行为规律和满意度。
3、工业设计与消费者的关系。
第7章1、工作椅设计：根据人体尺寸及椅子设计原则，分析目前学生用椅的缺点，设计一种适合学生用的椅子。
请注意：你可以根据自己的兴趣，设计其他椅子。
2、根据手握工具的设计原则，设计一种新型鼠标，并分析其设计根据。
第8章作业岗位与空间设计1、作业岗位有哪三种？2、作业岗位的选择的要求及原则？3、手工作业岗位类型有哪三种？4、手作业岗位尺寸设计与人体及与作业有关的作业岗位尺寸有哪些？5、视觉显示终端作业岗位的人机界面包括哪几个界面？6、作业面高度设计的原则是什么？7、作业空间布置考虑顺序如何？第9章人与环境的界面设计1、试述影响影响热环境的要素？2、过冷、过热环境对人体的影响体现在哪些方面？3、根据环境因素试分析高考时间从7月初调整到6月初是考虑了哪些因素？4、试分析光环境对安全的影响。
人机工程思考题(丁玉兰)
《人机工程学》思考题第一章人机工程学概论1.人机工程学有哪些有代表性的命名？2.国际人类功效学会给人机工程学的科学定义是什么？3.我国给人机工程学的定义是什么？4.人机工程学的发展史可划分为那几个阶段？每个阶段的突出特点是什么？5.人机工程学研究的内容有哪几个方面？6.人机工程学的主要研究方法有哪些？7.人机工程学主要有哪些学个体系构成？8.人机工程学对工业设计的作用有哪些？第二章人体测量与数据应用9.人机工程学范围内的人体测量数据有哪些类型？10.人体测量有哪些方法？11.人体测量应用哪些基准面？12.人体测量的方向如何规定？13.人体测量使用哪些常用的仪器？14.求华中地区男性身高1655mm的百分位(P)。
15.求西北地区第20百分位男性的百分位数（x）。
16.国家标准中给出的人体主要尺寸有哪几个？17.站姿、坐姿和人体水平尺寸有哪些？18.工作中常见的作业姿势有哪几种？19.人体站姿和坐姿的功能尺寸有哪些？20.人体尺寸应用原则包含哪几方面？21.人机工程将产品尺寸设计划分为哪几类？22.按产品的重要程度将产品划分为哪两个等级？23.产品尺寸的满足度的涵义是什么?用什么来表示？24.设计产品时需要对功能尺寸进行哪些修正？25.产品的功能尺寸如何确定？26.身高尺寸在设计中如何应用？第三章人体感知与动作特征27.人与外界直接联系的系统是哪几个？28.人在人机系统中的作用是什么？29.何谓神经反射和反射弧？30.给出人眼能感觉到的光波长范围。
人感觉到的最短波长和最长波长的可见光的颜色分别是什么颜色？31.何谓视角和视力？32.绘出人机系统的示意图，说明人在人机工程中的作用有哪些？33.何谓反射、反射弧？34.绘图说明人的信息处理系统模型，并说明人的信息处理过程。
35.写出可见光的光波范围。
36.最短的光波是什么色？最长的光波是什么色？37.何谓视角与视力？38.人的水平视野与垂直视野是如何分区的？39.一般操作的视距范围是多大？不同的操作，视距如何确定？40.中央视觉与周围视觉的区别何在？41.何谓立体视觉？42.何谓色觉？人的色视野如何划分？43.何谓暗适应和明适应？它们一般的适应时间是多长？44.人的视觉具有哪些特征？45.声波的频率范围是多少？46.听觉有哪些物理特性？47.听阈与痛阈是如何定义的？48.人耳对声音方向性的判断，受哪些因素的影响？49.何谓声音的隐蔽现象？和隐蔽效应？50.人的神经系统分为哪些部分？51.大脑皮质的功能区和联络区是如何划分的？52.绘出人的信息处理系统的简图并分析各部分的作用。
人机工程学试题库及答案
4、在 B 人机工程学发展阶段，研究者大都是心理学家。 A、科学 B、经验 C、现代 5、在经验人机工程学发展阶段，研究者大都是 A 。 A、工程技术人员 B、心理学家 C、管理学家 三、简答题 1、人机工程学在其形成与发展史中，大致经历了哪三个阶段？ 每一个阶段的主要特点分别是什么？（8 分） 经验人机工程学：以机械为中心进行设计，通过对操作者得选拨 和培训，使人适应机器 科学人机工程学：重视工业与工程设计中人的因素，力求使机器 适应人。 现代人机工程学：（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，使机器的操作不能月初人类能力界限之外；（2） 密切与实际应用相结合，通过严密计划规定的广泛的实验性研 究，尽可能利用所掌握的基本远离，进行的具体的机械装备设计。 （3）力求使实验心理学、生理学、功能解剖学等科学的专家与 物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切合作。
值。 11、方差表明样本的测量值是变量，既趋向均值而又在一定范围 内波动。 12、抽样误差数值大，表明样本均值与总体均值的差别大；反之， 说明其差别小，即均值的可靠性高。 13、当测量方法一定时，样本容量越多，则测量结果精度越高。 表示有 %的人群身材尺寸小于此值，而有 %的人群身材尺寸 14、 P 99 大于此值。 15、在工作中常取站、坐、跪、卧等作业姿势。 16、满足度是指所设计产品在尺寸上能满足多少人使用，通常以 合适使用的人数占使用者群体的百分比表示。 17、满足度的确定应根据所设计产品使用者总体的人体尺寸差异 性、制造该类产品技术上的可行性和经济上的合理性等因素进行 综合优选。 18、在设计时确定了某一满足度指标后，但用一种尺寸规格的产 品却无法达到这一要求时，可考虑采用产品尺寸系列化和产品尺 寸可调节设计解决。 19、功能修正量包括着装修正量、姿势修正量和实现产品不同操 作功能所需的修正量。 20、人体尺度主要决定人机系统的操纵是否方便和舒适宜人。
人机工程学 作业空间设计
《人机工程学》课后作业
——作业空间设计
现代电子化办公台设计
现代化办公室内电子设备的更新和完善，逐渐形成了电子化办公室。
与其电子设备相适的办公家具设计，已显得非常重要。
1、电子化办公台人体尺度
现代电子化办公室内大多数人员是长时间面对显示屏进行工作，因而要求像控制台一样具有合理的形状和尺寸，以避免工作人员肌肉、颈、背、腕关节疼痛。
按照人机工学原理，电子办公台尺寸应符合人体各部位尺寸。
上图是依据人体尺寸确定的电子化办公台主要尺寸，该设计所依据的人体尺寸是从大量调查资料获得的平均值。
2、电子化办公台可调设计
由于实际上并不存在符合平均值尺寸的人，即使身高和体重完全相同的人，其各部位的尺寸也有出入。
因此，在电子化办公台按人体尺寸平均值设计的情况下，必须给予可调节的尺寸范围，如图，下部三个高度尺寸范围和座椅靠背调节范围等。
电子化办公台调节方式有：垂直方向的高低调节、水平方向的台面调节以及台面的倾角调节等，如图示，国外电子化办公台使用实践证明，采用可调节尺寸和位置的电子化办公台，可大大提高舒适程度和工作效率。
3、电子化办公台组合设计
采用现代办公设备和办公家具，即意味着办公室内部的重新布置，因而要求办公室隔断、办公单元系列化、办公台易于拆装、变动灵活等特点。
为适应这些要求，电子化办公台大多设计成拆装灵活方便的组合式，根据电子化办公台的几种基本组合单元，可组合成各种型式多变的办公单元系列。
作业岗位与空间设计(ppt35张)
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
11
8.5.2 作业面高度
在站姿和坐、站姿作业中，必须依从一定的原 则进行设计，参阅表8-8。 1. 站姿，见图8-17，图8-18。 2. 坐/站姿。
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
H [ H H ] / 2 2 2 ( W , 95 %) 2 ( M , 5 %)
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
7
8.3 视觉信息作业岗位设计
8.3.1 视觉显示终端作业岗位的人机界面，见图8-5
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
10
8.5 作业面设计
8.5.1 水平作业面
水平作业面主要在坐姿作业和坐、站姿作业场合 使用，它必须位于作业者舒适的手工作业空间范围内， 见图8-16。 对于正常作业区域，作业者应能在小臂正常放置 而上臂处于自然悬垂状态下舒适的操作。 对最大作业区域，应使在臀部伸展状态下能够操 作，且这种作业状态不宜持续很久。
人机工程学(八)
Email：gygc126@
第8章 作业岗位与空间设计
8.1
主 要 内 容
8.2 8.3 8.4 8.5 8.6
作业岗位的选择 手工作业岗位设计 视觉信息作业岗位设计 作业空间的人体尺寸 作业面设计 作业空间的布置
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
《人机工程学》第8章作业可用空间与模具设计
•
图8 - 6所示的PQ曲线为斯夸而斯
所描绘的正常工作区域。 由图可知， 被
测者肩峰点的位置为E点， AC为人体肩宽
的1/2， 运动开始时肘的位置为C点， 手
移动时肘达到的终点位置为D点， 肘运
动的轨迹为圆弧CD。 圆弧CD的切线与前
臂CP的夹角为42°。 在正常工作区域内，
循便于人迅速而准确地使用 《人机工程学》第8章作业可用空间 机器的原则。 与模具设计
•
4.
•
作业空间设计应使操作者在操作过
程中能够看到自己所操纵的机器和必须
与自己联系的其他操作者。
《人机工程学》第8章作业可用空间 与模具设计
• 8.1.2
•
人在某一场所作业时， 对该场所
的作业空间是用心理空间来感受的。 心
一般认为在大多数情况下， 手的操作姿
势为拇指与食指捏住， 因而把前臂长取
为380 mm(系美国人尺寸， 下同)。
《人机工程学》第8章作业可用空间 与模具设计
• 手移动轨迹——PQ曲线可由下列 参数方程 确定
• X=A1cosθ＋A2cos〔65°＋（73°／90°） θ〕
• Y＝A1sinθ＋A2sin〔65°＋（73(8°／- 1)90°） θ〕
作活动空间。 操作活动空间受工作过程、
工作设备、 作业姿势以及在各种作业姿
势下工作持续时间等因素的影响。 作业
中常采用的作业姿势有立姿、 坐姿、 坐—立姿、 单腿跪姿以及仰卧姿等。 图8
- 1～图8 - ４为各种作业姿势时的活动空
间， 这些活动空间均以我国成年男性第
95百分位数(身高1775mm)为基准。 女性
作业空间设计
第八章作业空间设计第一节作业空间设计的基本原则作业空间设计时，一般应遵守以下原则：1.根据生产任务和人的作业要求，首先应总体考虑生产现场的适当布局，避免在某个局部的空间范I制内，把机器、设备、工具和人员等安排得过于密集，造成空间劳动负荷过大。
然后再进行各局部之间的协调。
在作业空间设计时，总体与局部的关系是相互依存和相互制约的。
若总体布局不好，就不能保证每个局部都有适当的作业空间。
而只保证个别局部有适当的作业空间，也不能保证整个工作系统的安全、高效、舒适与方便的人机工程学要求。
因此，必须正确协调总体设计与局部设计相互之间的关系。
2.作业空间设计要着眼于人，落实于设备。
即结合操作任务要求，以人员为主体进行作业空间的设计。
也就是首先要考虑人的需要，为操作者创造舒适的作业条件，再把有关的作业对象（机器、设备和工具等）进行合理的排列布置。
否则往往会使操作者承受额外的心理上的和体力上的负担，其结果不仅降低工作效率，而且往往不经济、也不安全。
考虑人的活动特性时，必须考虑人的认知特点和人体动作的自然性、同时性、对称性、节奏性、规律性、经济性和安全性。
在应用有关人体测量数据设计作业空间时，必须合格证至少在90%的操作者中具有适应性、兼容性、操纵性和可达性。
第二节工作空间人体尺寸及应用原则1.工作空间立姿人体尺寸（6项）2.工作空间坐姿人体尺寸（5项）2.工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸（6项）第三节工作空间设计一、工作空间设计的一般原则在GB/T 16251-1996《工作系统设计的人类工效学原则》中，给出了工作空间设计的以下一般性原则：1）操作高度应适合于操作者的身体尺寸及工作类型，座位、工作面（工作台）应保证适宜的身体姿势，即身体躯干自然直立，身体重量能得到适当支撑，两肘置于身体两侧，前臂呈水平状。
2）座位调节到适合于人的解剖、生理特点。
3）为身体的活动，特别是头、手臂、手、腿、脚的活动提供足够的空间。
4）操纵装置设置在肌体功能易达或可及的空间范I韦I内，显示装置按功能重要性和使用频度依次布置在最佳或有效视区内。
人机工程学试题库(1)
人机工程学试题库(1)各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢人机工程学试题第 1 章人机工程学概论一、填空题1、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。
2、英国是世界上开展人机工程学研究最早的国家。
因此，人机工程学有“起源于欧洲，形成于美国” 之说。
3、人机工程学在其形成与发展史中，大致经历了经验人机工程学、科学人机工程学和现代人机工程学三个阶段。
4、在经验人机工程学阶段，学科发展的主要特点是：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。
5、第二次世界大战期间是科学人机工程学阶段，并一直延续到50年代末。
6、科学人机工程学的发展特点是：重视工业与工程设计中的“人的因素”，力求使机器适应于人。
7、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。
8、本学科的根本研究方向是通过揭示人、机、环境之间相互关系的规律，以达到确保系统总体性能的最优化。
9、人机工程学中人体特性的主要研究对象是：在工业设计中与人体有关的问题。
10、人机工程学目前常用的研究方法有：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、分析法和调查研究法。
11、人机工程学实际上是人体科学、环境科学不断向工程科学渗透和交叉的产物。
12、一项优良设计必然是人、环境、技术、经济、文化等因素巧妙平衡的产物。
判断最佳平衡点的标准，就是在设计中坚持以“人” 为核心的主导思想。
二、选择题1、第二次世界大战之前是的发展阶段。
A、经验人机工程学B、科学人机工程学C、现代人机工程学2、第二次世界大战期间是的发展阶段。
A、经验人机工程学B、科学人机工程学C、现代人机工程学3、从60 年代至今，称其为发展阶段。
A、经验人机工程学B、科学人机工程学C、现代人机工程学4、在 B 人机工程学发展阶段，研究者大都是心理学家。
A、科学B、经验C、现代5、在经验人机工程学发展阶段，研究者大都是。
A、工程技术人员B、心理学家C、管理学家三、简答题1、人机工程学在其形成与发展史中，大致经历了哪三个阶段？每一个阶段的主要特点分别是什么？2、对工业设计师来说，从事人机工程学研究的主要内容有哪几个方面？(6分) 3、人机工程学目前常用的研究方法有哪些？4、人机工程学研究的内容对工业设计的作用是什么？四、论述题(15 分) 请结合本学科理论及本专业实践，论述人机工程学研究的内容对工业设计的作用是什么？第2 章人体测量与数据应用一、填空题1、人体测量学是通过测量人体各部位尺寸来确定人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，从而为各种设计提供人体测量数据。
《人机工程学》第8章 作业空间与用具设计
图8 - 10 垂直面工作区域(适用于男、 女性立姿作业)
第8章 作业空间与用具设计
表8 - 9 男、 女性操作者立姿作业位置设计参数
第8章 作业空间与用具设计 表8 - 10 正常工作区域和最大工作区域在水平面和垂直面上的距离
第8章 作业空间与用具设计
3. 坐—立姿交替操作工作区域设计 采用坐—立姿交替的作业姿势时， 其水平面工作区
第8章 作业空间与用具设计
由于人的肘部高度各不相同， 因此为使工作面的 高度适合于不同肘高的操作者， 可以采用下列三种方 法： 一是调节机器的高度， 此办法适用于机器有固定 的操作者或者轻便机器； 二是通过高度可调的座椅或 脚垫板调节操作者肘部的高度， 使之与工作面保持适 宜的距离； 三是调节工件的高度。 上述三种办法中， 通常以第二种办法最为经济、 方便。
0.9346倍。
第8章 作业空间与用具设计
图 8 - 1 立姿活动空间
第8章 作业空间与用具设计
图8 - 2 坐姿活动空间
第8章 作业空间与用具设计
图8 - 3 单腿跪姿活动空间
第8章 作业空间与用具设计
图8 - 4 仰卧活动空间
第8章 作业空间与用具设计
1. 立姿活动空间 立姿时人的活动空间取决于身体尺寸、 保持身体 平衡的微小平衡动作以及身体放松状态。 当脚的站立 平面不变时， 为保持平衡， 必须限制上身和手臂能达 到的活动空间。 图8 - 1为立姿活动空间及上身和手
作区域。 美国的法莱（Ｆarley）将最大工作区域定义
为以肩峰点为轴， 上肢伸直在矢状面上移动时， 手的 移动轨迹所包括的范围； 将正常工作区域定义为上臂
自然下垂， 以桡骨点为轴， 前臂在矢状面上移动时，
手的移动轨迹所包括的范围。
人机工程学案：作业岗位与空间设计 控制室设计中人机工程学案例分析
案例：控制室设计
三、控制室组成部分设计 1．控制室空间设计要点
① 控制室的大小 ② 仪表板墙面呈半圆形 ③ 天花板高度的设计 ④ 照明设备和强度选择 ⑤ 操纵台和仪表板的色彩 ⑥ 天花板和墙室组成部分设计 2．仪表板的设计要点
①仪表板的大小 ②仪表板上只安排信号仪器和测量仪器 ③ 仪表板高度受到视角大小的限制 ④ 仪表板上的接口 ⑤仪表板底边高度
案例：控制室设计
三、控制室组成部分设计 3. 操作台设计要点
① 操纵台大小 ② 操纵台编排在中间部分 ③ 操纵台断面 ④ 两侧电话机台的高度
案例：控制室设计
四、控制室总体方案设计
案例：控制室设计
一、要求
该控制室是将一个发电厂或变电站的全部控制、观测与操纵仪器集中于一个室内。 要求把操纵台和控制室作为功能上相互有关的部件来看待，其中控制 室室内结构造 型为一个单元，操纵台和仪表板构成一个单元。应把两者看作技术上和工程上不可 缺少的单元来设计。
案例：控制室设计
二 、 控 制 室 影 响 因 素 综 合 分 析
人因工程(8作业空间设计)
1
主要内容：
第一节 作业空间设计概述 第二节 作业空间设计中的人体因素 第三节 作业姿势与作业空间设计 第四节 工作场所性质与作业空间设计 第五节 座椅设计
《人因工程学》机械工业出版社
2
第一节 作业空间设计概述
一、作业空间设计的有关概念 二、作业空间设计的一般要求
《人因工程学》机械工业出版社
《人因工程学》机械工业出版社
（一）视野
垂直平面的视野：以标准视线水平为 0º 基准, 则最大 视区为视平线以上50º 和视平线以下70º 。颜色辨别界 限为视平线以上30º ，视平线以下40º 。 实际上人的自然视线是低于标准视线的，一般状态下， 站立时自然视线低于水平线 40º ，坐着时低于水平线 15º ；在站姿松弛时，自然视线偏离标准线30º ，在坐 姿松弛时，自然视线偏离标准线38º 。最佳观看展示 物的视区在低于标准线30º 的区域里。
《人因工程学》机械工业出版社 29
一、坐姿作业空间设计
图12-6坐姿立体作业范围(㎜)
图12-7坐姿人体尺寸和工作面高度、 座椅高度的关系示意图
30
《人因工程学》机械工业出版社
一、坐姿作业空间设计
（三）容膝、容脚空间
表12-3 容膝空间尺寸/mm
尺寸部位 容膝孔宽度 容膝孔高度 容膝孔深度 大腿空隙 容腿孔深度 最小尺寸 510 640 460 200 660
人们对正面要求较大，而侧面要求较少。因此，有必要 通过工作场所的布局设计，使工作岗位具有足够的、相 对独立的个人空间，并预先对外来参观人员的通行区域 做出恰当的规划。 有些座椅设计的虽然考虑了人的舒适性和使用效率，但 由于放置的位置和排列不当，总体使用效率并不高。例 如长排放置的多人座椅，中间不加分隔，即使落座者旁 边有空位人们通常也不愿意坐上去，如果加上扶手或隔 开座椅，就可以提高座椅利用率。
人机工程学应用 第八章
影 响 躲 避 距 离 的 因 素
16
第八章 工作空间与座椅设计
（六）作业空间设计的一般程序
一个好的作业空间应使作业者观察、操作都是非常方便的，且在长时间的
工作过程中都不会感到单调、疲劳。对于简单的作业场所，这比较容易实现， 但对复杂的作业空间，要设计一个舒适的作业空间并非易事。要得到一个完美 的设计方案，须经过一系列不可少的设计步骤。具体步骤为：
立姿和坐姿时的脊柱姿态
18
第八章 工作空间与座椅设计
（二）座椅设计的一般原则
1．促进腰椎前凸
2．最小化椎间盘压力 3．最小化背部肌肉的静力负荷 4．降低姿势的僵化程度 5．提供容易的可调节性能
人们在倾斜作业面工作时的两种常见姿势（单位：度）
19
第八章 工作空间与座椅设计
水平作业面与倾斜作业面坐姿对比（单位：度）
90°角，后面的腰部区域会向外扁平化，甚至会
向外弯曲(凸形)，这样就变成了脊柱后弯。这种 情况发生的原因就是髋关节只能转动约60°，迫 使骨盆向后转动约30°以达到90°的股骨角度。
腰椎后弯会导致位于脊柱椎骨间的椎间盘受到
的压力增大。右图表明当工作姿势是站姿时， 脊柱的腰椎前凸；而当处于坐姿时，脊柱后弯。 带阴影的椎骨是腰部脊柱。
人的水平作业范围（单位：mm）
11
第八章 工作空间与座椅设计
（二）作业面的高度
作业面高度的确定应遵循以下原则： （1）如果作业面高度可调节，则必须将高度调节至适合操作者身体、尺度及个人喜 好的位置。
（2）作业面的高度应能使人的上臂自然下垂，处于舒适放松状态，小臂一般应接近
水平状态或略下斜，在任何情况下都不能让小臂上举过久。 （3）坐姿作业时，桌面高度约为740mm，若桌面偏高，桌面前沿会压迫前臂引起 不适，并使书写作业时手臂微颤；桌面过低，会使背椎弯曲，使人驼背，这时可 改用50°～24°倾角的桌面，可使书写方便而且可减少背部肌肉紧张。 （4）若在同一作业面内完成不同性质的作业，则作业面高度应可调节，调节范围在 人体尺度的5%～95%之间。
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作业面设计
作业面设计
d.若在同一作业面内完 成不同性质的作业则作业面 高度应可调节，调节范围在 人体尺度的5%～95%之间。
e.桌面下空隙高度（桌 面下沿至椅面距离）应高于 两腿交叉时的膝高，使膝部 可上下活动，通常要求桌面 下沿高于坐面距离应大于 178mm。桌下空间的宽度和 深度应保证双腿可以自由活 动与伸展，以便变换姿势， 而椅面下应缩进脚部的空间 以人自由起坐。
3. 坐、立姿交替岗位：适于操作者在作业的过程中不 得不采用不同的作业姿势来完成的工作。
作业岗位与空间设计
作业岗位的选择
S 坐姿 ST立姿 S/ST 坐姿或立姿 ST/C立姿备有座椅
作业岗位与空间设计
作业岗位设计的要求与原则
1.设计要求 1）作业岗位的布局应保证工作能在上肢所能达到的范围内完成，且考 虑下肢的舒适性。 2）考虑操作动作的频繁程度。 3）考虑作业者的群体。（年龄、性别）
作业岗位与空间设计
手工作业岗位设计
以手工操作为主的生产岗位称为手工作业岗位（国标 GB14776-93为岗位设计提供了基本原则和确定尺寸的基本方 法）。
作业岗位与空间设计
手工作业岗位类型
手工作业岗位设计
1. 坐姿手工作业岗位，见图8-2
2. 立姿手工作业岗位，见图8-3
3. 坐、立姿交替作业岗位，见图8-4
2. 设计原则 1）作业岗位应考虑作业者的生理特点和动作的经济性原则。 2）作业岗位的各组成部分应符合工作特点和人机工程学要求。 3）作业岗位不允许无关物体存在。 4）作业岗位设计应符合国家有关标准和规程的要求。
作业岗位与空间设计
手工作业岗位设计
以手工操作为主的生产岗位称为手工作业岗位（国标 GB14776-93为岗位设计提供了基本原则和确定尺寸的基本方 法）。
F5% F95% S5% S95% U95% U5%
作业岗位与空间设计
2. 与作业有关的作业岗位尺寸
手工作业岗位设计
（6）大腿空间高度Z和小腿空间高度U的最小值
作业岗位与空间设计
2. 与作业有关的作业岗位尺寸
手工作业岗位设计
（6）大腿空间高度Z和小腿空间高度U的最小值
作业岗位与空间设计
作业面设计
作业面设计的主要内容有：作业面的定位、 作业面设备布置、作业内容、近身工作空间。作 业面设计的主要决定因素是：近身作业空间和作 业的内容。
作业面设计
作业面的高度
作业面高度是 决定作业场所舒适 性的重要因素，作 业面既不能太低， 又不能太高。如作 业面太低，则背部 过分前屈；如果太 高，则必须抬高肩 部，超过其松弛位 置，引起肩部和颈 部不适。
作业空间的人体尺度
5.1.4 脚活动空间 与手相比较，脚的操作力大，但操作精度低，活动范围较小。脚活动空间位
于身体前侧作坐面业以岗下位的区与域空，其间舒设适计的作业空间取决于身体尺寸与作业的性质，
如图5-4为脚活动空间，图中舒适伸展角90°范围为作脚操业纵空最间佳的空人间，体当尺以度脚掌
为中心转动时，可以向外转45°，向内转45°。右图中阴影区为人体中线左右各 15°，深阴影区是脚的灵活作业范围。适宜使用频率高的元件布置。其他区域需 要大小腿协调动作。
作业岗位与空间设计
受限的作业空间
作业空间的人体尺度
作业者必须在限定的空间内进行作业时， 作业空间必须满足由人体尺寸确定的受限空间的 最低尺寸要求
受限的作业空间
作业空间的人体尺度
通道空间设计
作业空间的人体尺度
作业空间的人体尺度 由上肢和零件尺寸限定的维修空间
通道空间设计
作业空间的人体尺度
作业岗位与空间设计
作业空间的人体尺度
坐姿活动空间
人坐在作工作业台岗前位手能与够空活动间到设的计整个三维空间，它随作业面的高度，手偏离
身体中线的距离及手举高度的不同而变化。其范围的作大业小空取间决于的两人个体因尺素度：肩关
节的高度和手臂长，图为第5百分位的人体坐姿抓握活动时的空间范围，以肩关 节为转动中心的直臂抓握空间半径，男性为650mm，女性为580mm。
2.眼-视屏界面 要求满足人 的视觉特点并选用可旋转和可移动 的显示器。
3.手-键盘界面 要求上肢能 舒适的工作，可选择高度可调的平 板放置键盘。
4.脚-地板界面 适当设计台、 椅、地三者的高度差，避免引起下 肢的静态负荷，避免造成大腿受工 作台面下部的压迫。
作业岗位与空间设计
视 觉 视觉信息作业岗位显设计 示 终 端 作 业 岗 位 的 人 体 尺 寸
手工作业岗位设计
作业岗位与空间设计
坐立交替手工作业岗位
横向活动空间D 向后活动空间W 腿部空间进深T1 脚部空间进深T2 脚坐姿腿空间高度G 立姿脚空间高度L 腿部空间宽度B
手工作业岗位设计
作业岗位与空间设计
与人体有关的作业尺寸
手工作业岗位设计
作业岗位与空间设计
手工作业岗位设计
2. 与作业有关的作业岗位尺寸
根据作业对象、工 作面上相关配置件 的尺寸确定
作业岗位与空间设计
2. 与作业有关的作业岗位尺寸 （2）作业台厚度K
K A S5% Z5% K A S95% Z95%
S人体座位面高度 Z人体大腿空间高度
手工作业岗位设计
作业岗位与空间设计
手工作业岗位设计
3）坐姿岗位相对高度H1和立姿岗位工作高度H2
作业空间设计
a.依据设施或元件重要程度进行空间布置， 最重要的显示器，控制器或其他重要装置，放置 在空间最佳作业区域内，便于作业者的观察和操 作。
b.按设施或元件的使用频率和操作顺序进行 布置。使用频率较高的的放置在最佳操作范围内， 并依据作业的先后顺序，把它们相互间的位置尽 可能排列接近些，形成一条流畅的操作路线。
根据视力和臂力的情况 分为3类
以视力为主
以臂力为主
视力臂力兼顾
作业岗位与空间设计
手工作业岗位设计
3）坐姿岗位相对高度H1和立姿岗位工作高度H2
作业岗位与空间设计
2. 与作业有关的作业岗位尺寸 （4）作业平面高度A的最小限值
坐姿A的最小限值
A H1 S C A H1 U F C
作业面设计
作业岗位与空间设计
坐姿时 不同工种的作业面高度设计
作业面设计
作业岗位与空间设计
立姿时 作业面高度的设计
作业面设计
男性均值102cm 女性均值96cm
（a）精密作业；（b）一般作业；（c）重荷作业
作业岗位与空间设计
作业面设计
站姿一般作业面高度与身高的关系
作业岗位与空间设计
作业空间设计原则：
个体作业场所 个体作业场所指操作者周围与作业过程相关的机器设备、
工具、用具、作业对象等所需要的作业区域，如各类运输工具 的驾驶室，各种加工机械的操作空间等。
作业岗位与空间设计
总体作业空间 不同个体
作业场所的布 置所构成的空 间总和为总体 作业空间。总 体作业空间不 是直接的作业 场所，它反映 的是多个作业 者或使用者之 间作业的相互 关系，如自动 化生产线控制 中心和开放式 办公室。
作业面设计
作业面设计
作业面高度的确定应遵循以下原则：
a.如果作业面高度可调节，则必须 将高度调节至适合操作者身体、尺度及 个人喜好的位置。
b.作业面的高度应能使人的上臂自 然下垂，处于舒适放松状态，小臂一般 应接近水平状态或略下斜，在任何情况 下都不能让小臂上举过久。
c.坐姿作业时，桌面高度约为 740mm。若桌面偏高，桌面前沿会压迫 前臂引起不适，并使书写出作业时手臂 微颤，桌面过低，会使背椎弯曲，这时 可改用50°～24°倾角的桌面，可使书 写方便而且可减少背部肌肉紧张。
作业岗位与空间设计
坐姿手工作业岗位
横向活动空间D 向后活动空间W 腿部空间进深T1 脚部空间进深T2 脚坐姿腿空间高度G 立姿脚空间高度L 腿部空间宽度B
手工作业岗位设计
作业岗位与空间设计
立姿手工作业岗位
横向活动空间D 向后活动空间W 腿部空间进深T1 脚部空间进深T2 脚坐姿腿空间高度G 立姿脚空间高度L 腿部空间宽度B
作业岗位与空间设计
作业面设计
空间设计步骤分别是：
a.作业场所及作业调查 要制定作业空间的设计目的
和任务，对实际的调查研究是必不可少的,这一阶段工作
主要内容是：作业的内容、作业过程、作业所需的工具和
设备、作业的生产要求与环境要求等。作业者方面的调查
有：工作人员群体的人体尺度，人体模型，培训要求等。
立姿A的最小限值
A H2 C
手工作业岗位设计
作业岗位与空间设计
2. 与作业有关的作业岗位尺寸 （5）座位面高度S的调整范围
手工作业岗位设计
S95% S5% H1(5%) H1(95%)
作业岗位与空间设计
2. 与作业有关的作业岗位尺寸 （6）脚支撑高度F的调整范围
手工作业岗位设计
作业岗位与空间设计
视觉信息作业岗位设计
仪表控制作业岗位 人体尺寸
作业岗位与空间设计
一般办公状态的人体尺寸
视觉信息作业岗位设计
作业岗位与空间设计
作业空间的人体尺度
人在工作状态时，人与机器设备、工作用具等所需的空间的总和 叫做作业空间。一个优良的作业空间或作业场所，必须使得作业者能 方便而迅速完成作业，同时也可以使作业者工作起来安全可靠、舒适 方便。作业空间设计要以人为中心，充分考虑空间里人的需求，创设 既安全、舒适、经济、技术先进、高效的作业空间；工作过程中所需 要的工具，控制装置和显示器等的布置即要紧凑，又要容易区分，四 肢分担的工作负荷要合理，适合工作群体中不同个体的使用。另外需 要注意的是，针对工作空间设计中的每个单项而言可能不是最优的， 但应力求在整体设计上取得最优。作业空间设计内容包括：空间布置、 工作台设计、坐椅设计、以及空间环境设计等。