(完整版)人机课件8人机系统设计

人机系统设计源自文库素
1.系统目标
功能一般是特定的。
安全，是指不出现对人体的生理危害或伤害，保障人工的 健康，并避免严重事故的发生；
舒适，是指满足人的生理和心理要求、使人处于最佳的工 作状态；
经济，是在满足系统技术要求的前提下，尽可能使制造、 使用和维护的成本降到最低，创造更大的利益；
效率，是指提高人的工作效率与质量，在尽可能短的时间 和小的投入下，完成尽可能数量多和质量好的任务。
人机系统设计范畴
4.系统的评价
1)实验法
实验法可限定实验条件和实验范围，实验因素可作各种组合 ，在大体相同的实验条件下可再现。实验中可准确记录数据 ，把握现象，探求因果关系，判定问题焦点，费用较低。
(2)模拟法
是在一个系统完成之前，通过计算机或实物模型或两者组合 进行系统评价，以谋求系统最佳化。
(3)实际运行测定法
人机系统设计范畴
2.人机匹配
人机匹配包括：显示器与人的信息通道特性的匹配，控制 器与人体运动特性的匹配，显示器与控制器之间的匹配， 环境与操作者适应性的匹配，人、机、环境要素与作业之 间的匹配等。
3.人机界面设计
人机界面设计必须解决好两个主要问题，即人控制机械和 人接收信息。
人机界面设计主要是指显示、控制以及它们之间的关系的 设计。作业空间设计、作业分析等也是人机界面设计的内 容。
是在系统能够操作使用的阶段，通过试验性操作、运转进行 评价，以发现设计上的差错。
其真实性高。但难以设定控制要素与偶然性要素两者相容的 条件，不能重复设定环境条件和试验条件。
工作空间和工 作设备的设计
1.与身体尺寸有关的设计
对工作空间和工作设备的设计，应考虑到在工作过程中身体 尺寸的因素。
(1)工作高度应适合于操作者的身体尺寸及所要完成的工作类 型。座位、工作面和/或工作台应设计得能保证适宜的身体姿 势。即身体躯干自然直立，身体重量能适当地得到支撑，两 肘置于身体两侧、前臂呈水平状。
第八章
人机系统设计
1 人机系统概述
人机系统设计
2 人机系统设计的基本原则 3 人机系统设计的程序与方法
4 人机系统设计实例
人机系统概述
人机系统及其设计
所谓系统，是指由若干要素以一定结构形式联结构成的具 有某种功能的有机整体。 系统具有这样一些特点： (1)由若干基本要素(或子系统)组成； (2)这些要素以一定形式、方法、结构组成一个整体； (3)这一整体具有不同于各组成要素的新的功能。 人机系统设计——在研究“人”、“机”子系统各自的功 能和特点的基础上，研究在环境因素的影响和作用下，它 们之间相互联系、相互作用形成有机整体并实现功能的方 式。
一般认为，用机械代替人，在等效、等质条件下，符合 下列公式才是经济可行的：
设备原值×(折旧率+大修率)+设备能耗+设备维修保养费+
人机系统设计范畴 设备原值的银行利率<人工工资+工资附加费+社会保险费
人机功能分配的结果形成了由人、机共同作用而实现的人 机系统功能。现代人机系统的功能包括信息接收、储存、 处理、反馈和输入、输出以及执行等。
(5)在以观察和监视为主的长时间的工作中，应通过信号和显示器 的设计和配置来避免超负荷和负荷不足的影响。
工作空间和工 作设备的设计
2)操纵器
(1)操纵器的类型、设计和配置应适合于控制任务。应考虑到人的 各项特性，包括习惯的和本能的反应。
(2)操纵器的行程和操作阻力应根据控制任务和生物力学及人体测 量数据加以选择。
(2)座位装置应调节到适合于人的解剖、生理特点。
(3)应为身体的活动，特别是头、手臂、手、腿和足的活动提 供足够的空间。
(4)操纵器应设置在机体功能可及的范围内。
(5)把手和手柄应适合于手功能的解剖学特性。
2.有关身体姿势、肌力和身体动作的设计
工作空间和工 作设备的设计
1)身体姿势
(1)操作者应能交替采用坐姿和立姿。如果必须两者择一，则通常 坐姿优于立姿，然而工作过程也可能要求立姿。
(2)如果必须施用较大的肌力，则应通过采取合适的身体姿势和提 供适当的身体支撑，使通过身体的力链或力矩矢量最短或最简单。
(3)避免因身体姿势造成长时间静态肌紧张所致的疲劳，应该可以 变换身体姿势。
2)肌力 (1)力的要求应与操作者的肌力相适合。 (2)所涉及的肌肉群必须在肌力上能满足力的要求。如果力的要求 过大，则应在工作系统中引入助力装置。 (3)应该避免同一肌肉群处于长时间静态性紧张状态。
工作空间和工 作设备的设计
3)身体动作 (1)身体各动作间应保持良好的平衡，为了长时间能维持 稳定，最好能变换动作。 (2)动作的幅度、强度、速度和节拍应相互协调。 (3)对高精度要求的动作，不应要求使用很大的肌力。 (4)如适当的话，应设置引导装置，以便于动作的实施和 明确其先后顺序。
3.有关信号、显示器和操纵器设计
工作空间和工 作设备的设计
1)信号与显示器
(1)信号和显示器的种类和数量应符合信息的特性。
(2)当显示器数量很多时，为了能清楚地识别信息，其空间配置应 保证能清晰、迅速地提供可靠的信息。
(3)信号和显示器的种类和设计应保证清晰易辨，这一点对于危险 信号尤其重要。
(4)信号显示的变化速率和方向应与主信息源变化的速率和方向相 一致。
(3)控制动作、设备响应和信息显示应相互适应。
人机系统设计范畴
1.人机功能分配 在人机系统中，充分发挥人与机械各自的特长，互补所短 ，以达到人机系统整体的最佳效率与总体功能，这是人机 系统设计的基础，称为人机功能分配。 功能分配也称为划定人机界限，通常应考虑： (1)人与机械的性能、负荷能力、潜力及局限性； (2)人进行规定操作所需的训练时间和精力限度； (3)对异常情况的适应性和反应能力的人机对比； (4)人的个体差异的统计； (5)机械代替人的效果和成本等。
人机系统设计要素
2.人与机
强调人的特性和限度，为人设计，让人的因素贯穿设计的 全过程，是人机工程学的重要实践原则。
3.人机界面
人机界面的设计主要是指显示、控制以及它们之间的关系 的设计，要使人机界面符合人机信息交流的规律和特性。
4.环境
“环境”往往被作为人机系统的干扰因素来理解。排除环 境的不利影响，是设计工作的主要任务之一。