人机工程学闭卷思考题

人机工程学闭卷思考题1 作业环境设计包括哪些内容；一般环境有光环境，声环境，热环境（气温，气湿，气流，热辐射），振动环境，粉尘环境，有毒环境，特殊环境还有失重、超重、异常气压、加速度、电离辐射以及非电离辐射等。

四个区域：最舒适区，舒适区，不舒适区，不能忍受区2 人机工程学的学科体系组成是什么；它是以人体科学中的人体解剖学、劳动生理学、人体测量学、人体力学和劳动心理学等学科为“一上肢”；以环境科学中的环境保护学、环境医学、环境卫生学、环境心理学和环境监测学等学科为“另一上肢”；而以管理科学为“一下肢”；以人文科学为“另一下肢”；而以工程科学中的工业设计、工业工程、工程设计、安全工程、系统工程以及管理工程等学科为“躯干”，形象地构成了本学科体系。

本学科理论的构成是基于系统论、模型论和优化论，由此建立了本学科的两个重要的核心思想，其一是以人为中心的设计理念；其二是以人为本的管理思想。

3 视错觉在什么情况下要利用，在什么情况下要避免；视错觉就是当人观察物体时，基于经验主义或不当的参照形成的错误的判断和感知。

为了改善人的视觉环境，使人在该环境中感觉到舒适的情况下要利用，在人机系统中需要人做出判断时要避免，否则严重的话可能引起安全事故。

4 何为人体测量中的百分位数？请举例说明如何利用；人体测量的数据常以百分位数P k作为一种位置指标、一个界值。

一个百分位数将群体或样本的全部测量值分为两部分，有K%的测量值等于和小于它，有（100-K）%的测量值大于它。

例如在设计中最常用的是P5,P50,P95三种百分位数。

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，是指大于和小于于人群身材尺寸格位50%；第95%百分位数代表们“大”身材，是指有95%的人群身材尺寸均小于此值，而有5%的人群身材尺寸均大于此值。

门的设计就要参考P95的数据，如果P95的人都能走进去，那小身材的人也能进去。

5读数用仪表与检查用仪表有什么区别？举例说明；读数仪表其刻度是各种状态和参数的具体数值，供操作者读出数值，能提供准确测量值、计量值和变化值，如汽车的时速表和飞机的高度表等。

检查仪表有些有数值有些没有，但是有明显的标记什么是正常范围，供操作者方便地看出仪表指针是否偏离正常位置，如恒温恒压空间的温度表和压力表等。

6比较五种仪表读数误差及造成误差的原因；开窗式0.5圆形10.9半圆形16.6水平直线型27.5垂直直线型35.5开窗式阅读范围小，视线集中，眼睛扫描路线短，最不易出错；圆形和半圆形符合人们长期使用仪表的习惯；由于人们的眼睛的运到规律是水平运动比垂直运动的速度快准确度高，所以水平直线优于垂直直线；直线型还易受阅读时人所在的位置影响，造成视错觉的机率比较大。

7为何要进行人体测量尺寸的修正；有关人体尺寸标准中所列的数据是在裸体或穿单薄内衣的条件下测得的，测量时不穿鞋或穿着纸拖鞋。

而设计中所涉及的人体尺度应该是在穿衣服、穿鞋甚至带帽条件下的人体尺寸。

因此，考虑有关人体尺寸时，必须给衣服、鞋、帽留下适当的余量，也就是在人体尺寸上增加适当的着装修正量。

其次，在人体测量时要求躯干为挺直姿势，而人在正常作业时，躯干则为自然放松姿势，为此应考虑由于姿势不同而引起的变化量。

此外，还需考虑实现产品不同操作功能所需的修正量。

所有这些修正量的总计为功能修正量。

为了克服人们心理上产生的“空间压抑感”、“高度恐惧感”等心理感受，或者为了满足人们“求美”“求奇”等心理需求，在产品最小功能尺寸上附加一项增量，成为心理修正量。

8简述人体测量数据的选用原则；1）I型产品：双限值设计II型产品：单限值设计IIA型产品：大尺寸设计IIB型产品：小尺寸设计III型产品：平均尺寸设计1）I型产品大小百分位数涉及人的健康、安全的产品选择P99或P1，一般产品选择P95和P5；2）IIA型产品百分位数涉及人的健康、安全的产品选择P99和P95，一般产品选择P90；3）IIB型产品百分位数涉及人的健康、安全的产品可选择P1和P5，一般产品选择P10；4）III型产品百分位数一般工业产品选择P50；5）成年男女通用的产品百分位数一般工业产品大的可选择男性的P99，P95或P90，小的可选用女性的P1，P5或P10。

9数字式显示和指针式模拟显示各有什么优点；数字式：能读出精确数值；速度快；差错少；过载能力强；易与计算机联用。

指针式：价格低；可靠性高；稳定性好；易于显示信号的变化趋势；易于判断信号值和额定值之差。

10举例说明“操纵-显示相合性”的重要性；1）操纵器和显示器除了有密切的功能联系外，两者的运动方向还应互相适应，而且其相应的动作应符合人的习惯，这样系统操纵效率方能提高。

因此，操纵与显示方向的相合性是人机界面设计中的重要部分。

2）操纵-显示的编码和编排相合的目的主要是减少信息加工的复杂性，从而提高工作效率。

其中比较重要的一个原则就是应使操纵器编码和编排尽可能与显示器编码和编排相一致。

比如欧式的燃气灶。

11.常有的清晰配色有哪些？如何应用；黑底黄字，黑底白字，黑底绿字，紫底黄字，紫底白字，黄底黑字，黄底蓝字，蓝底白字，绿底白字，白底黑字12.何为感觉阈限？请举例说明；刺激必须达到一定强度方能对感觉器官发生作用。

刚刚能引起感觉的最小刺激量，称为感觉阈下限；能产生正常感觉的最大刺激量，称为感觉阈上限。

刺激强度不允许超过感觉阈上限，否则不但无效，而且还会引起相应感觉器官的损伤。

能被感觉器官所感受的刺激强度范围，称为绝对感觉阈值。

感觉器官不仅能感受刺激的有无，还能感受到刺激的变化和差别。

刚刚能引起差别感觉的刺激最小差别量，称为差别感觉阈限。

13.作业空间布置有哪些原则；为了保证方便准确的操作，作业空间布置总体要遵循4个原则。

1）重要性原则：即首先考虑操作上的重要性。

一个元件是否重要往往根据它的作用来确定。

有些元件可能并不频繁使用，但却是至关重要的，比如紧急控制器，一但使用，就必须保证迅速而准确；2）使用频率原则：显示与控制器应按使用的频率优先排列。

经常使用的元件应置于作业者易见易及的位置，比如冲床的动作开关；3）功能原则：在系统作业中，应按功能性相关关系对显示器、控制器以至于机器进行适当的编组排列。

比如温度显示器和温度控制器应编组排列，配电指示与电源开关应处于同一布置区域；4）使用顺序原则：在设备操作中，为完成某动作或达到某一目标，常按顺序使用显示器与控制器。

这是，元件则应按使用顺序排列布置，以使作业方便、高效。

例如，开启电源，启动机床，看变速标牌，变速转换等。

14简述现代人机工程学的研究方向；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。

15简述人机工程学学科常用的研究方法；1) 观察分析法：为了研究系统中人和机的工作状态，常采用各种各样的观察方法，如工人操作动作的分析、功能分析和工艺流程分析等大都采用观察法。

分析法是在调研、观察等方法获得了一定的资料和数据后采用的一种研究方法。

目前，人机工程学常采用以下几种分析法。

1.1瞬间操作分析法，1.2知觉与运动信息分析法，1.3动作符合分析法，1.4频率分析法，1.5危象分析法，1.6相关分析法。

2）实测法：是一种借助于仪器设备进行实际测量的方法。

3）实验法：它是当实测法受到限制时采用的一种方法，一般是在实验室进行，但也可以在作业现场进行。

4)模拟和模型试验法：由于机器系统一般比较复杂，因此在进行人机系统研究时常采用模拟的方法。

模拟方法包括各种技术和装置的模拟，如操作训练模拟器、机械的模型以及各种人体模型等。

通过这类模拟方法可以对某些操作系统进行逼真的实验，可以得到从实验室研究外推所需的更符合实际的数据。

5）计算机数值仿真法：数值仿真是在计算机上利用系统的数学模型进行仿真性实验研究。

16标出坐姿人体尺寸的名称；坐着时的垂直伸够高度，大腿厚度，膝腘高度，坐着时的眼睛高度，坐着时肩中部高度，肘部平放高度，坐高，肩宽，臀部宽度，两肘之间宽度，臀部-膝腘部长度，臀部-膝盖长度，臀部-足尖长度，臀部-脚后跟长度17简述人机工程学中事故控制的3E原则和4M法则；（1）Engineering——工程技术运用工程技术手段消除不安全因素，实现生产工艺、机械设备等生产条件的安全；（2）Education——教育利用各种形式的教育和训练，使职工树立“安全第一”的思想，掌握安全生产所必须的知识和技能；（3）Enforcement——强制借助于规章制度、法规等必要的行政、乃至法律的手段约束人们的行为。

（2）人失误的背景因素：Man人际横向和纵向的关系, Machine机器、控制系统、结构、形式和操作方法等是否符合人机工程的要求，是否有安全保护装置，是否有防错功能, Media作业环境和物理环境, Management国家和企业安全氛围、考核力度、安全管理深度等。

18简述人机工程学学科研究的主要内容和研究范围；人机工程学的研究内容分为七个分支，各分支的研究内容主要是：1）人的特性的研究2）机器特性的研究3）环境特性的研究4）人-机关系的研究5）人-环境关系的研究6）机-环境关系的研究7）人-机-环境系统性能的研究。

对工业设计师来说，从事本学科研究的主要内容是：1）人体特性的研究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。

19标出立姿人体尺寸的名称；身高，立姿眼高，肘部高度，肩宽，两肘之间宽度，臀部宽度，大腿厚度，膝盖高度，腿弯高度，立姿垂直手握高度，立姿侧向手握距离，手臂平伸手握距离，人体最大厚度，人体最大宽度20安全装置包括哪几种？请举例说明安全装置的应用；1）联锁装置，机器的开关与门是互锁的。

2）双手控制按钮，3）利用感应控制安全距离，4）自动停机装置：自动停机装置是指当人或其身体的某一部分超越安全限度时，使机器或者零部件停止运行或保证处在安全状态的装置。