人机工程第二讲2 人机工程学的研究方法
人机工程学
人机工程学
Ergonomics 国际人机工程学会（International Ergonomics Association）对本学科所下的定义为：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各 种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、 家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安 全和舒适等问题的学科。
（二）学科的定义
人机工程学
Ergonomics
美国人机工程学专家C· 伍德（Charles C· C· Wood）对人机工程学所下 的定义为：设备设计必须适合人的各方面因素，以便在操作上付出最小的 代价而求得最高效率。 W· 伍德森W· Woodson）则认为：人机工程学研究的是人与机器相 B· B· 互关系的合理方案，即对人的知觉显示、操作控制、人机系统的设计及其 布置和作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率及 作业时作业者感到安全和舒适。
f.综合研究人体在劳动过程中的可能性和特点，从而创造最佳的工 具、劳动环境和劳动过程。
人机工程学
Ergonomics
h.利用生理解剖学和工艺学的知识，改造生产过程、劳动方法、机 械设备、劳动条件，使之符合人体的生理活动和人类行为的基本规律。 i.研究人和环境之间相互关系的科学。此处的环境是指机器、工具、 劳动组织管理以及生产的客观环境。 j.运用生理学、心理学、管理学和其它有关学科的知识，使人、机 器、环境相互适应，创造舒适和安全的工作条件以及休息环境，从而达 到提高工效的一门学科。
1、方便、适应手提。 2、往里装水，盖子可以用手 打开。
3、水烧开后壶会热，要有隔 热手柄。
4、要把水烧开的信息告诉使 用壶的人。 5、把烧开的水倒出来。
1.1 人机工程学的命名及定义
人机工程学第2章
(x1 - x)2 (x2 - x)2
(xn - x)2
1 n -1
(
n i1
(xi
- x)2
用上式计算方差，其效率不高，因为它要用数据
作两次计算，即首先用数据算出 ，再用数据去算出S2。
推荐一个在数学上与上式是等价的，计算起来又比较
有效的公式，即
S2
1 n -1
x12
x22
xn2
-
2
nx
2024/2/8
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5．基本测点及测量项目
在国标GB 3975—83中规定了人机工程学使用 的有关人体测量参数的测点及测量项目，其中包括： 头部测点16个和测量项目12项；躯干和四肢部位的 测点共22个，测量项目共69项，其中分为：立姿40 项，坐姿22项，手和足部6项以及体重l项。
此外，国标GB 5703—85又规定了人机工程学 使用的人体参数的测量方法，这些方法适用于成年 人和青少年的人体参数测量，该标准对上述81个测 量项目的具体测量方法和各个测量项目所使用的测 量仪器作了详细的说明。凡需要进行测量时，必须 按照该标准规定的测量方法进行测量，其测量结果 方为有效。
若将两支弯尺分别插入固定尺座和活动尺座， 与构成主尺杆的第一、二节金属管配合使用时，即 构成圆杆弯脚规，可测量人体各种宽度和厚度。
2024/2/8
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2．人体测量用直脚规
它是用来测量两点间的直线距离，特别适宜测
量距离较短的不规则部位的宽度或直径，如测量耳、 脸、手、足等部位的尺寸。
国标GB5704.2-85是人体测量用直脚规的技术 标准，此种直脚规适用于读数值为1mm和0．1 mm， 测量范围为0～200mm和0～250mm人体尺寸的测 量。直脚规根据有无游标读分I型和Ⅱ型两种类型， 而无游标读数的I型直脚规又根据测量范围的不同， 又分为IA和IB两种型式。其结构如图2-4所示。
人机工程学的研究方法
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。
那么人机工程学的研究方法有哪些？下面来简单说说。
1、实测法
实测法是通过实际测量人体各部分静态和动态数据，测量各种机械设备的性能参数，测量人在劳动前后或劳动过程中各种生理指标的动态变化等。
实测所得的资料为机械和装置的设计、作业空间的布置以及人机系统的设计提供科学的依据。
2、实验法
实验法一般是在试验室进行，但也可以在其他环境下进行。
例如，研究室内照明与认读速度之间的关系，可以设法使室内的照度作有规律的变化，同时测量被试者在每一单位时间内的认读字数。
此试验中，室内照度是实验变量，而认读速度则属因变量。
获得一定数量的实验数据后，便可研究两种变量之间的关系。
又如在研究色彩环境对人的生理和工作效率的影响时，可对各种色彩环境下人的不同反应进行长时间的观察，以便获得比较真实的实验数据。
3、分析法是在前两种方法的基础上进行的，如对人在操作机器时的动作分析，首先要用实测的方法，或用轨迹摄影及高速录像技术，将人在操作过程中的每一连续动作逐一记录下来，然后再进行分析研究，通过这种分析研究，以便排除操作中的无效动作，减少人的重心移动，纠正不良的姿势，从而有效地减轻人的劳动强度，提高工作效率。
人机工程第二讲2 人机工程学的研究方法
• 主观评价
– 李克特量表（问卷、访谈） – 满意度、喜好、舒适
作业
• 触屏手机人机实验研究
– – – – 操作效率研究 舒适度研究 尺寸研究 其他？
皮尔逊相关系数是广泛运用于人体工程学的统计方法。
其中x、y分别为两个变量的实际测量值与其平均值之间 的差
课后练习：
计算各班同学的手机价格和家庭收入的相关系数。
相关和因果
相关只说明变量之间存在某种联系，不能充分说明变量之 间的因果关系 。
但相关分析法至少可以证明变量之间具有统计关系。这比 观察法更有说服力。
第二讲（2）：
人机工程学的研究方法
柴春雷 2016/5
如何进行人机工程研究？
人机设计总是伴随设计、评估、再设计的过程。
人体工程学的研究方法
人体工程学的研究主要采用或者沿用实验心理学方法、实 验生理学方法和心理生理学方法。
（ 1） 观察法与描述研究
眼见不一定为实。
观察是指在某一特定时间内或特定事件发生时，被观察者 自然表现的行为和言语。
实际情况下从事研究时往往不能够象实验性研究那样对因素变量进行控制只能直接测量一些因素并进行分析观测法调查问卷法等都属于描述性研究实验性研究目的也是评估某物的效果以作为产品改进的依据与方向通常要与其设计目标进行比较包括本来想要的结果和本来不想要的结果都要加以评估评估性研究标准变量是用来描述研究中感兴趣的特征和行为的变量
被操纵
A B
被观察
被控制
C
自变量要有两个以上水平。
设计实验
• •
吃没有营养价值的东西会降低学习成绩 学习最好的方法就是考试前死记硬背
•
•
长鼻子的幽默
漂亮的人的成绩更好
安全人机工程学-2-人机系统
人
机
能够突出人的长处和作用，但是也存在人机特性互相干扰的一面。 由于受人的能力特性的制约，机器特长不能充分发挥，而且还会出现种种问题。
2.2 人机系统类型及功能
按人机结合方式分类 人机并联 作业时人间接介入工作系统，人的作用以监视、管理为主，手工作业为辅。
人
机
当系统正常时，人管理、监视系统的运行，系统对人几乎无操作要求，人与机 的功能有互相补充的作用，机器的自动化运转可弥补人的能力特性的不足。
系统从外部获得所需的能源，人的具体功能是启动、制动、编程、维修和调试
系统必须对可能发生的意外机情况设有预报及应急过处程 理的功能
信息储存
控制
输入
机器
输出
感觉 信息处理和决策 动作
感觉
人（监视者） 信息储存
信息处理和决策
动作
信息反馈
2.2 人机系统类型及功能
2.2 人机系统类型及功能
按人机结合方式分类 人机串联 作业时人直接介入工作系统，操作工具和机器。
2.1 人机系统概述
基本概念
人机系统：
是由相互作用、相互联系的人和机器两个子系统构成的，且能够完成
特定目标的一个整体系统。
人：机A 器的操作者或使用者
B
机器：人所操作或使用的各种机器、设备、工具的总称。
C
D
2.1 人机系统概述
基本概念 人机系统： 是由相互作用、相互联系的人和机器两个子系统构成的，且能够完成
当系统出现异常时，机器由自动变为手动，人必须直接介入到系统中，人机结 合从并联变为串联，要求人迅速而正确地判断和操作。
2.2 人机系统类型及功能
按人机结合方式分类 人与机串/并联混合 人与机串并联混合结合方式，最常用的结合方式。
人机工程学常用的研究方法
人机工程学常用的研究方法
一、观察法。
观察法是人机工程学中最基本的研究方法之一。
咱就说，通过直接观察人们在工作、生活中的各种活动和行为，那就能获取到很多有价值的信息。
比如说，观察工人在车间里操作机器的动作，看看是不是顺手，有没有什么别扭的地方；或者观察办公室里的职员使用电脑的姿势，是不是容易疲劳。
1.1 咱可以自然观察，就是不干扰被观察者，让他们正常活动，这样得到的结果更真实。
1.2 也能控制观察，设定一些特定的条件和场景，更有针对性地去看某些方面。
二、实测法。
实测法那可是实打实的数据说话。
通过测量人体的各种尺寸、力量、反应时间等等，来为设计提供准确的依据。
2.1 像人体尺寸测量，那是了解人的身体结构和空间需求的重要手段。
2.2 力量测量能知道人在操作中能使出多大劲儿，设计工具设备的时候就心里有数了。
2.3 还有反应时间测量，这对于保障安全、提高效率太重要啦。
比如说，司机遇到紧急情况的刹车反应时间，这直接关系到交通安全。
三、实验法。
实验法能更深入地探究人机关系中的各种问题。
3.1 咱可以在实验室里模拟各种工作和生活场景，控制变量，看看不同的因素对人的影响。
3.2 也能进行现场实验，就在实际的环境中进行，更贴近真实情况。
比如说，测试新设计的座椅舒适度，让不同的人坐上去一段时间，看看他们的感受和身体反应。
这几种研究方法在人机工程学里都各有各的用处，就像咱做饭的调料一样，搭配好了，才能做出让人满意的“设计大餐”，让人和机器更好地和谐共处，提高生活和工作的质量，少出问题，多有效率！。
《人机工程学》PPT课件
2024/1/24
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学科特点及意义
• 学科特点：综合性、交叉性、实践性。 • 学科意义：提高人与机器系统的效能和安全性，改善人的工作条件和生活质量，推动科技进步和社会发展。人
机工程学在产品设计、生产制造、医疗卫生等领域具有广泛的应用前景。例如，在产品设计方面，通过运用人 机工程学的原理和方法，可以设计出更加符合人体工学和认知心理的产品，提高产品的易用性和用户体验；在 生产制造方面，人机工程学可以帮助企业优化生产流程和设备布局，提高生产效率和员工工作舒适度；在医疗 卫生方面，人机工程学可以应用于医疗器械和康复设备的设计，提高医疗服务的水平和质量。
考虑员工的生理、心理特征，合理规划工作场所 的空间、设备、工具等，提高员工的工作效率和 舒适度。
基于环境因素的布局规划
综合考虑照明、噪音、温度、湿度等环境因素， 创造适宜的工作环境，保障员工的身心健康。
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设备选型与配置策略探讨
设备选型原则
根据工作需求、设备性能、经济效益等因素，选择适合的设备类 型和型号。
2024/1/24
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CHAPTER 02
人体生理与心理特征
2024/1/24
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人体生理结构简介
肌肉系统
通过收缩和舒张产 生运动，维持姿势 。
循环系统
输送氧气和营养物 质，排除废物。
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骨骼系统
构成人体基本框架 ，支持体重，保护 内脏。
神经系统
传递和处理信息， 控制人体各种活动 。
呼吸系统
多通道交互
结合语音、手势等多种交互方 式，提供更加自然、高效的人
机交互体验。
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CHAPTER 04
工作场所人机工程学应用
人机工程学的研究方法
人机工程学的研究方法
1、认知工程学方法：
认知工程学是一种专门研究人与环境的相互影响和交互关系的学科。
具体研究内容包括：通过系统分析用户特征，弄清设计的可用性；探索目标用户理解系统模型的认知活动；建立虚拟研究任务，研究用户探索、学习和使用这些模型的行为过程；以及依据用户实际行为去设计与改进系统的交互模型，确保模型的可用性和操作的高效性。
此外，技术、规则和任务等因素都可以在认知工程学中得到研究。
2、实验室实验方法：
实验室实验方法是在实验室环境中，模拟、制造、测量和操纵现实世界中存在的人机交互而得出结论的一种研究方法。
它可以用来研究人机交互中的各种因素，如操作，任务，信息，环境等，以及如何改进人机交互设计，以便使系统更容易使用。
例如，可以模拟人们在作出一些操作或选择时的情绪，以比较不同的设计模式；亦可对给定的信息环境下，人们的行为开展模拟和预测；并且可以模拟社会交互中的人机交互行为。
3、计算机模拟方法：
计算机模拟方法通过使用计算机程序来模拟人机交互过程。
人机工程学 科学的研究方法
2.1 科学的研究方法 第二章 人体工程学的研究方法
What
什么是人机工程学研究？
人机工程研究学的研究主要采用 或者沿用实验心理学的方法和实 验生理学方法，以及所谓的心理 生理学方法。心理生理学方法， 即一种是用电测量方法，通过胜 利变化（如血压，心率）的测量 指标来表征心理状态的方法。
该连接装置的转动半径大于轴心 到椅子的顶端的长度，可以在椅 背后面限定的左右扶手位置与轴 心所成的夹角范围内转动。
除了不合国家标准的外，我自己提出的 问题和改进方案：
2.椅子靠背可能与自身脊椎的曲线不吻合，听课 椅坐的时间长啦会后背酸痛，如何才能减轻这种 症状呢？
改进方案：首先，我们来探讨一下脊椎 的曲线，如右图所示，我们可以把靠背 的形状也改造成近似于脊柱的形状。
人机研究的七大方面：
• 课题来源 • 定义问题 • 系统校标和实验校标 • 变量的操作定义 • 选择被试 • 取样 • 实验数据的收集和分析
人机工程学的研究方向
• 人机工程的应用领域是十分广泛的，几乎涉及 人类工作和生活的各个方面。主要应用方向： 1. 人体工作行为解剖学和人体测量；工作事故， 健康与安全；包括人体测量和工作空间设计； 姿势和生物力学负荷研究；与工作有关的骨 骼、肌肉管理问题；健康人机工程；安全文 化与安全管理；安全文化评价与改进
实验性研究
通过操纵一个或者多个变量来评估这些变量对所测行为的影响
被试所操纵的变量称为自变量。自变量通常可分为3类：
(1)作业相关变量。包括设备变量（例如，控制杆的长度、 箱子的尺寸和视觉显示装置的类型）和过程变量（例如， 作业休息周期和强调精确度和速度的指令）；
(2)环境变量。例如，照明、噪声和振动的变化； (3)被试相关变量。例如，性别、体重、年龄和经验。
人机工程学科学的研究方法
人机研究的七大方面：
• 课题来源 • 定义问题 • 系统校标和实验校标 • 变量的操作定义 • 选择被试 • 取样 • 实验数据的收集和分析
人机工程学的研究方向
• 人机工程的应用领域是十分广泛的，几乎涉及 人类工作和生活的各个方面。主要应用方向： 1. 人体工作行为解剖学和人体测量；工作事故， 健康与安全；包括人体测量和工作空间设计； 姿势和生物力学负荷研究；与工作有关的骨 骼、肌肉管理问题；健康人机工程；安全文 化与安全管理；安全文化评价与改进
用 适性、各种家用电器的使用性能等的分
领 析研究。
域
人机工程学的研究方法
核心研究方法： 是把与人类能力和行为有关的信息应用于人员所使用的
物品、设备、程序和环境的设计中，这些相关信息绝大部 分是由实验和观察得到的。
人机工程学研究分类
描述性研究
探寻通过一些特定属性来描述一个群体（通常是人群） 的特征。主要用于在解决方案尚未提出之前，先进行描述 性研究来评估问题的重要性和涉及的范围。 – 实际情况下从事研究时，往往不能够象实验性研究那样
）
题可，使二者取长补短，各尽所长。人机
工程学发展动向的研究，
研究内容与方法（四）
观察法
实Hale Waihona Puke 法计算机数值仿法实验法 模拟和模型法
调查研究法
分析法
学科体系及应用领域（一）
学 科 体 系
学科体系及应用领域（二）
学
在工业生产中，人机工程首先应用
科 于产品设计，如：汽车的视界设计、仪
应 器的表盘设计以及对操作性能、座椅舒
人机工程学的研究方向
8. 系统分析；产品设计与顾客；军队系统； 组织心理学；产品可靠性与安全性；服装
人机工程的研究方法
摘要：人机工程是一门由多个领域共同组成的学科，包括心理学，工程，生物力学，力学生物学，工业设计，平面设计，统计学，运筹学和人体测量。
它在本质上是设计的设备和装置，在适合人体和其认知能力的研究。
国际人类工程学协会对人机工程的定义如下：人机工程学是关注人类和其他系统元素（科学学科和行业应用理论，原则，数据和方法来设计）之间的相互作用的协调配合，以优化人类福祉和整体系统性能为目的。
人机工程以健康，安全和生产力的目标。
这包括在诸如家具安全、易于使用的机器和设备的接口设计。
为了防止重复性劳损和其他肌肉骨骼疾病和那些可以随着时间的发展，并可能导致长期残疾的情况发生，所以正确的符合人体工程学的设计是必要的。
人机工程是人，机和环境三者之间配合的研究。
它考虑到了用户的能力和限制的情况下寻求一种保证任务，功能，信息和环境适应每一个用户。
人机工程专家的考虑的工作是评估一个人和使用的技术的匹配性满足用户的需求，被使用的设备（其大小，形状，以及如何适应任务），被使用的信息（它是如何出现，访问和改变）。
人体工程学借鉴了许多学科在研究人类及其环境，包括人体测量学，生物力学，机械工程，工业工程，工业设计，信息设计，运动学，生理学，心理学。
目前未成年人轮椅设计存在的一个特殊问题是，轮椅的设计是否会一直适应一个仍然在成长中的孩子。
当一个孩子的成长，不仅仅是身体尺寸的增长，同时还包括身体各个部分比例的变化。
一辆轮椅的设计如果随时都能舒适地支撑一个不断成长中孩子，这种设计是非常可取的。
关键字：人机工程、轮椅、年轻人Abstract：Human factors and ergonomics (HF&E) is a multidisciplinary field incorporating contributions from psychology, engineering, biomechanics, mechanobiology, industrial design, graphic design, statistics, operations research and anthropometry. In essence it is the study of designing equipment and devices that fit the human body and its cognitive abilities. The two terms "human factors" and "ergonomics" are essentially synonymous.The International Ergonomics Association defines ergonomics or human factors as follows:Ergonomics (or human factors) is the scientific discipline concerned with the understanding of interactions among humans and other elements of a system, and the profession that applies theory, principles, data and methods to design in order to optimize human well-being and overall system performance.HF&E is employed to fulfill the goals of health and safety and productivity. It is relevant in the design of such things as safe furniture and easy-to-use interfaces to machines and equipment. Proper ergonomic design is necessary to prevent repetitive strain injuries and other musculoskeletal disorders, which can develop over time and can lead to long-term disability.Human factors and ergonomics is concerned with the "fit" between the user, equipment and their environments. It takes account of the user's capabilities and limitations in seeking to ensure that tasks, functions, information and the environment suit each user.To assess the fit between a person and the used technology, human factors specialists or ergonomists consider the job (activity) being done and the demands on the user; the equipment used (its size, shape, and how appropriate it is for the task), and the information used (how it is presented, accessed, and changed). Ergonomics draws on many disciplines in its study of humans and their environments, including anthropometry, biomechanics, mechanical engineering, industrial engineering, industrial design, information design, kinesiology, physiology, and psychology.A particular problem addressed by current wheelchair designs is the flexibility of the wheelchair to adjust to a young person who is still growing. When a child grows, not only does the child's overall body size grow, but the relative proportions of various body parts changes. It is highly desirable that a wheelchair be able to adjust to comfortably support a child asthese changes take place.Key words：Human factors and ergonomics、wheelchair、young person1人机工程起源及发展1.1人机工程的起源人机工程学一词来自于希腊语“Έργον”（意思是“工作”）和“Νόμος”（意思是“自然规律”），而第一次以现代词汇方式出现是在WojciechJastrzębowski1857年发表的文章《Rysergonomjiczylinauki o pracy, opartejnaprawdachpoczerpniętych z NaukiPrzyrody（外形符合人体工程学的工作，即科学，基于摘自自然科学的真理）》。
第一章 安全人机工程学概述及其研究方法
安全人机学与其他科学的关系 安全人机工程学和工效
与安全工程学的关系 与人体生理学以及环境科学的关系 与其他工程技术科学的关系
安全人机学与其他科学的关系 安全心理学是心理学的
与工效人机工程学的关系
与安全心理学的关系
应用学科之一，是安全 人机工程学的主要理论 基础之一。
与人体测量学、生物力学的关系
一、研究方法 安全人机工程学基础研究的方法与人机工程学的研究方法基本 相同，但是研究的角度和着眼点主要侧重于从适合人的安全特 性特征去研究人机界面。
坚持“以人为本”的基本指导思想，在确保人身安全的前提下， 研究人、机、环境三大要素之间的最佳匹配问题。
因此，理论分析与实验研究是安全人机工程学研究的两大基本 手段，缺一不可；调查法、实验法和模拟法是安全人机工程学 的研究方法。
安徽工业大学 Anhui University of Technology
第二篇 安全人机工程
第一章 安全人机工程学概述及其研究方法
五、安全人机工程学的研究内容
研 究 内 容
人的特性的研究 机的特性研究 环境特性的研究 人－机关系的研究 人－环关系的研究 人－机－环境系统总体性能的研究 事故预防以及事故致因的研究
与人体测量学、生物力学的关系
程技术设计的具体内容 和方法，安全人机工程 学不是研究这些具体内 容和方法，而是如何让 这些设计适合于人的使 用和避免危害。
安徽工业大学 Anhui University of Technology
第二篇 安全人机工程
目录
第一章 安全人机工程学概述及其研究方法 第二章 人因失误事故分析与预防 第三章 人的自然倾向与可靠性分析
第四章 机的特性与可靠性分析
人机工程学所有试题及答案
测试题答案二、简答题（30分）1.人机工程学主要研究的是人、机、环境三者之间的关系, 简述这三者的含义。
答: 人——指操作者或使用者（1分）；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；（2分）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；（2分）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与它们所处的周围环境所构成的系统。
（1分）2.在设计室内空间的灯具安装位置时, 有空腔和空腔率的概念。
请简述空腔的种类与各类所包含的范围。
答: 空腔类型: 顶棚空腔、房间空腔、地板空腔。
（0.5分／项）顶棚空腔: 天花板到灯具下母线之间的空间范围；（1.5分）房间空腔: 灯具下母线到操作面之间的空间范围；（1.5分）地板空腔: 操作面到地板之间的空间范围。
（1.5分）3、简述舒适性的类型, 并解释。
答: 类型: 行为舒适性（2分）、知觉舒适性（2分）。
解释（2分）。
4.使图形稳定、清楚的条件有哪些？（答出一点得1分, 总分6分）答: 1）面积小的部分比大的部分容易形成图形；2）同周围环境的亮度差别大的部分比差别小的部分容易形成图形。
3）亮的部分比暗的部分容易形成图形；4）含有暖色色相的部分比冷色色相部分容易形成图形；5）向垂直、水平方向扩展的部分比向斜向扩展的容易形成图形；6）对称的部分比带有非对称的部分容易形成图形；7）具有幅宽相等的部分比幅宽不等的部分容易形成图形；8）与下边相联系的部分比上边垂落下来的部分容易形成图形；9）与活动着的部分比静止的部分容易形成图形。
5.什么是旷奥度？答: 空间的旷奥度: 空间的开放性与封闭性。
（2分）旷: 开放性（2分）奥: 封闭性（2分）1/ 14三、论述题（40分）1.知觉的基本特性有哪些？并举图例说明。
答：整体性、选择性、理解性、恒常性、错觉（4分, 少一项扣一分）, 举例说明（4分, 少一项扣一分）2.分析图2中的色视野图, 在空白位置填上合适的色觉, 并对色视野图进行分析, 最后举出在实际设计中的应用实例。
人机工程学重点知识
1.人机工程学的研究内容:人的因素、机的因素、环境因素，人机的综合研究，控制器设计，环境设计等2.人机系统的组成:信息输入、信息储存、信息处理、执行功能3.安全人机工程学的定义:从安全角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
角度和着眼点:安全研究对象:人机系统。
目的:活动过程中对人实行保护。
4.安全人机工程学的研究方法:1、实测法2、实验法3分析法4调查研究法5计算机仿真法6模拟和模型试验7、感觉评价法5.安全人机工程的研究目的:对人类活动的场所，即包含人和机以及围绕着和机器的关系及其环境条件这样的综合体，建立合理的方案，更好地在人机之间合理的分配功能，使人和机有机结合，有效地发挥人的作用，最大限度地为人提供安全卫生和舒适的环境，达到保障人的健康、舒适、愉快地活动的目的，同时提高活动效率。
6.产品功能尺寸设计:最小功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量7.最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量人体测量的主要方法：摄影法、三维数字化人体测量法、普通测量法8.人体测量数据的运用准则:最大最小准则，可调性准则，平均准则，使用最新人体数据准则，合理选择百分位和适用度准则，地域性准则，功能修正与最小心理空间相结合准则，标准化准则，姿势与身材相关联准则，合理选择百分位和适用度准则9.影响人体测量数据差异的因素:年龄、年代、性别、职业、地区与种族10.合理使用百分位适应度:间距类-95百分位净空高度-99 可及距离-低百分位座面高度-5 隔断类视情况定公共场所工作台面高度-女5到男9511.人体尺寸的应用方法和程序:1.确定所设计对象的类型和适应度2.选择人体尺寸百分位数3.确定功能修正量和心理修正量4.引用设计与身高的推算公式12.不安全情绪:1.急躁情绪:人的情绪状况发展到引起人体意识范围变狭窄，判断力降低，失去理智力和自制力。
心血活动受抑制等情绪水平失调呈病态时，极易导致发生不安全行为。
人机工程学完整ppt课件
目录
绪论 总则 空间 家具 陈设 照明 装修 室内外色彩 自然景物
室内设计的主要目的是要创造有利于人 们身心健康和安全舒适的工作、生产和生活、 休息的良好环境。而人体工程学就是为这一 目的服务的一门系统学科。
要创造这样一种环境，主要采用科学的 手段，主要包括“关于人体尺度和人类生理 及心理要求”两个方面。
室内物理环境主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环 境、辐射环境等，室内设计时有了上述要求的科学参数后，在 设计时就有可能有正确的决策。
四. 对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供科 学依据
人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素，人体工程学通 过计测得到的数据，对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区 域等提供了科学的依据。
2. 位置
所谓位置，是指人体在室内的“静点”，个人与 群体的生活习俗以及生产方式和工作习惯与静点的确 定有直接关联，它主要取决于“视觉定位”。由于中 西方差距较大，定位也受到影响。
另外，人的生活、工作要求在不同地点和特定 环境对定位也有很大影响，所以定位又有一定的弹性。
3. 方向
所谓方向是指人的“动向”， 这种动向受生理和心理两方面的制约。
目录
绪论 总则 空间 家具 陈设 照明 装修 室内外色彩 自然景物
室内设计与人体工程学
通过本章学习，了解人体工程学的基础理 论和研究方法，各种室内空间中，人与人、人 与环境、人与家具等之间的相互作用；并对工 作、生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、 安全、舒适等问题能有较清晰的认识；掌握应 用人体工程学进行各类别的室内空间的设计的 基本技能。
精选
第六节 人的行为心理与空间环境
目录
绪论 总则 空间 家具 陈设 照明 装修 室内外色彩 自然景物
人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学
人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学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、生活中和休息时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。
研究方法1. 观察法可借助摄影或录象2. 实测法借助仪器进行实际测量3. 实验法在实验室或作业现场进行多次反复观测4. 模拟和模型试验法5. 计算机数值仿真法6. 分析法7. 调查研究法：各种调查研究的方法（抽样/询问/问卷）注重测试方法的可靠性和有效性可靠性（一致性）：重复实验时，结果应一致有效性：测试结果能真实反映所评价的内容研究手段看研究方法可以分为:实验法、非实验法从研究结果看可分为: 描述性研究、试验性研究、评价研究. 视觉特征——视角●视角指物体上两点间光线射入瞳孔在光心（节点）处交叉所形成的夹角；●距离相同时，物体的大小与视角成正比，同一物体的距离远近与视角成反比。
正常人能分辨的最小视角为1分，此时，反映在视网膜上的物像两点的距离正好相当于一个视锥细胞的直径。
● 视角的计算式：α—视角（度）；D —视看对象两点间距离；L —眼至视看对象的距离。
视觉特征——明适应和暗适应● 视网膜的两种感光细胞具有不同的感光机能。
视杆细胞对弱光敏感，在微光下产生暗视觉（Scotopicvision ）。
视杆细胞有缺陷的人，产生“夜盲症”。
视锥细胞对强光和色光敏感，在强光下产生明视觉（Photopic Vision ）和色觉（Color Vision ）。
视锥细胞不完全的人，可呈现色盲。
● 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2(/2)arctg D L α=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物体表面产生的刺眼和耀眼的强烈光线，称为眩光。
人机工程学研究方法PPT课件
宜人分配原则
弹性分配原则
②作业分析：系统的作业结构
确定作业
作业流程图
建立作业序
人机系统的可靠性分析
人的可靠性（人的动机，行为，心理状态） 机器可靠性（机器，部件，零件等）
机器故障（初期故障，随机故障，耗损故障） 机器的可靠性分析（串联分配方式 ，并联分配方式） 提高机器的可靠性 环境因素 ： 人-环境系统可靠性（温度湿度 照明度 环境噪声及污染 ） 提高机—环境系统的可靠性（温度 腐蚀 振动 辐射）
工作台，座椅，橱柜
生活用品设计
卫生用品，餐饮用品
运输工具设计
自行车，汽车，飞行器，船舶，轨道交通，农用运输
生产环境设计
环境设计 公共环境设计
作业空间设计，厂房车间设计 剧院设计，运动场地设计，无障碍环境设计，展示设计
室内设计
商用室内设计，私用室内设计，公用室内设计
软件人机界面设计 产品操作界面，产品功能板块界面
V=1.015W-4.937
人体表面积
A=0.0235H ^0.4226
【NO2】生理测量（测量人的生理指标）
人体出力测定
触觉反应测定
疲劳测定
W^ 0.51456
【NO3】动静态测量 静态测量（人体构造尺寸） 人体主要尺寸 立姿人体尺寸 坐姿人体尺寸 人体水平尺寸 人体手部足部尺寸 差异性：年龄 健康水平 性别 种族 职业等 动态测量（功能尺寸） 工作姿势或操作活动状态下的测量尺寸
人机工程学的上综合应用
人机工程学与汽车
汽车事故与人的作业研究 汽车交通事故的原因：司机身体状况
司机的心情与情绪 汽车的内外环境 其他原因 人的作业研究
汽车的人机系统设计 汽车作业设计
汽车的控制系统设计 驾驶室的空间设计 汽车的视野设计
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实验性研究
评估性研究
目的也是评估“某物”的效果，以作为产品改进的依据与 方向
– 评估研究比实验研究更具整体性和综合性 – 通常要与其设计目标进行比较，包括本来想要的结果和本来不 想要的结果都要加以评估
描述性研究中要测量两个基本类型的变量：标准变量和分层（或预测）变量
标准变量是用来描述研究中感兴趣的特征和行为的变量。 通常包括以下几类： 身体特征（如手臂可及范围、腰围和体重）， 绩效数据（如反应时间、视锐度、手握力和记忆时）， 主观数据（如喜好、观点和评价） 生理指标（如心率、体温和瞳孔扩张度）。 分层变量是为便于收集数据，根据总体中的典型子类如年龄、性 别、教育程度等特征，有层次地选择样本数据；或样本中各个 个体数据。又称之为预测变量。
• 主观评价
– 李克特量表（问卷、访谈） – 满意度、喜好、舒适
作业
• 触屏手机人机实验研究
– – – – 操作效率研究 舒适度研究 尺寸研究 其他？
吸烟有害健康?
（ 3） 实验法
除了假设的提出者，没有一个人会相信假设；但是，除了 实验的操纵者，却每个人都相信实验。 ——Beveride
什么是实验
实验法是科学研究中应用最广而且成效最大的方法。实验 法的基本原则是：在其他变量C被妥善控制的情况下，实验 者系统地改变某一变量A，然后观察A的系统变化对另一个 变量B的影响。变量A被称为自变量（实验变量），变量B 被称为因变量，变量C被称为控制变量。
• 观察得到的结论一般是描述性的，很难评估事件之间的关系。
• 主观概念会严重干扰我们的观察，特别是我们的期待心理。
科学地观察生活
（ 2） 相关分析法
相关是用于两个变量之间关系的一种统计测量度。 相关分析即采用统计方法分析两个变量之间的相关 性。
相关研究法的基本原则是：在尽可能自然状态下， 确定两个以上的变量之间的统计关系。
系统效标与实验效标
其他分类
描述性研究
探寻通过一些特定属性来描述一个群体（通常是人群）的特 征。主要用于在解决方案尚未提出之前，先进行描述性研究 来评估问题的重要性和涉及的范围。
– 实际情况下从事研究时，往往不能够象实验性研究那样对因素变量
进行控制，只能直接测量一些因素并进行分析 – 观测法、调查问卷法等都属于描述性研究
相关研究要尽可能地使所有变量保持其“自然状 态”，避免人为因素的干扰。
相关系数
相关系数的取值范围为[-1，1]，表示两个变量数列之间关系的方 向与强弱。 r=1为完全正相关, r = -1为完全的负相关, r=0为无任何相关。 皮尔逊相关系数是广泛运用于人体工程学的统计方法。
头颅尺寸与人的记忆相关研究
听课椅分析与改进
听课椅
这是一把专门为学生而 设计的听课椅，它只有 一个扶手，其扶手在右 边，大致是顺着手臂而 伸展开。
讨论
• 如何开展评估？
人机实验的几个常见指标
• 生理及绩效测量
– 交互设计中
• 眼动、脑电、皮肤电等 • 率、疲劳指标（皮肤电等）
皮尔逊相关系数是广泛运用于人体工程学的统计方法。
其中x、y分别为两个变量的实际测量值与其平均值之间 的差
课后练习：
计算各班同学的手机价格和家庭收入的相关系数。
相关和因果
相关只说明变量之间存在某种联系，不能充分说明变量之 间的因果关系 。
但相关分析法至少可以证明变量之间具有统计关系。这比 观察法更有说服力。
第二讲（2）：
人机工程学的研究方法
柴春雷 2016/5
如何进行人机工程研究？
人机设计总是伴随设计、评估、再设计的过程。
人体工程学的研究方法
人体工程学的研究主要采用或者沿用实验心理学方法、实 验生理学方法和心理生理学方法。
（ 1） 观察法与描述研究
眼见不一定为实。
观察是指在某一特定时间内或特定事件发生时，被观察者 自然表现的行为和言语。
被操纵
A B
被观察
被控制
C
自变量要有两个以上水平。
设计实验
• •
吃没有营养价值的东西会降低学习成绩 学习最好的方法就是考试前死记硬背
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长鼻子的人幽默
漂亮的人的成绩更好
实验法的意义
采用实验法进行科学研究的最大优势是，实验所表达的是 一种自变量与因变量之间的因果关系，而因果关系的系 统，可以清楚地描述、解释和预测各种现象，并且获得 支持或反对某一理论的事实证据。这是观察法和相关分 析法不能达到的。