人因工程随堂习题整理

请确定该高度尺寸。
设计是否有结果？如何解决设计存在的矛盾？
注：5 百分位成年女性立姿双手上举高为 1845mm，指尖与掌心距离为 70mm；
95 百分位成年男性身高为 1775mm，杆半径为 15mm；
1.属于 I 型产品，即使用大小百分位数得出上下限。
2.尺寸上限 S5(女)=1845+20(鞋高)-70-10(站姿修正)=1785mm
老李出生于 1970 年 7 月 1 日，请计算他在 2011 年 5 月 7 日那天的体力处于哪个生物节律 周期？ 1、 算出从出生到当前时刻的总天数。
总天数=周岁数*365+周岁数\4±生日到计算当天的生命天数=（2011-1970）*365+ （2011-1970）\4-（31+30+1-7）=14920 2、 总天数分别除以 23、28、33，所得 余数，即分别表示体力、情绪、智力三种节律所在 的位置。 14930 MOD 23=16 3、 将余数与半周期数比较，若余数小于此种生物钟的半周期数，此生物钟运行在高潮 期；若大于半周期数，运行在低潮期；若接近半周期数或整个周期，以及余数为零 者，则为临界值。
答：1、动作熟练后可以最简单的动作来完成工作，省去了很多不必要的功；2、熟练 的工人可以不需要或是很少需要思考就可以正常作业，减少了脑力劳动；3、熟练就不需要 担心工作中出现问题，出现了问题也可以从容应对，工作起来没什么思想负担；4、自然、 有节奏，使能量不致因为肢体的过度减速而浪费；5、改变动作，运用肌群轮流完成同一作 业，避免过早发生疲劳。 一个求职者正在测试自己能否胜任一条装配线上的工作，管理部门认为，在操作 1000 次后 就大体上达到了稳定状态。预计普通装配员工在 4 分钟内完成该任务。 （1） 如果求职者第一次操作时间为 10 分钟，第二次操为 9 分钟，是否该聘用此求职
尺寸下限 S95(男)=1775+15+25(鞋高)-10=1805mm
所以无解
3.解决矛盾的方法：扶手使用 1805mm 的高度，增加下吊的软抓手，这样女性能抓住，
而且即使高的男性头碰到软抓手也不会伤到。
IIA 型产品设计讨论
1. 试确定客轮层高功能尺寸的最小值和最佳值
2. 试确定火车卧铺铺长的最小功能尺寸和最佳功能尺寸
注：95 百分位成年男性身高为 1775mm，俯卧体长为 2257mm
产品最小功能尺寸=相应百分位数的人体尺寸+功能修正量
产品最佳功能尺寸=相应百分位数的人体尺寸+功能修正量+心理修正量=产品最小功能尺寸+
心理修正量
功能修正量=穿着修正量+姿势修正量+操作修正量
Hmin=1775+25（鞋子）-10（站姿，放松）
（1） 训练或比赛中的运动员、办公室中的文员最需要哪几种营养物质，ATP，糖，脂肪 还是蛋白质？需要的物质以及负氧载能力分别起着什么作用？
（2） 慢跑与快跑相比，哪一种方式更有利于减肥？为什么？ （3） 奥运比赛运动员饮用的蓝色饮料有什么成分？为什么有颜色？常人可以饮用吗？
答：（1）训练中或比赛的运动员，所做运动为短期或很重的劳动，属于无氧乳酸系列 运动，主要消耗糖类。所以主要补充糖原，可以补充 ATP，不过 ATP 能维持的时间只有几 秒。
x+S*2.326=1800mm。
4、 鞋子修正量：+25mm 站姿修正量+90mm 结果：1915mm
选用合适的百分位数
A. 使用大、小百分位数，得出上下限值（I型）
B. 使用高（IIA型）、低（IIB型）百分位数据
C. 使用平均值（III型）
I 型产品设计讨论
公共汽车顶棚的扶手横杆高度应属于哪一型产品尺寸设计？
载重取 95 百分位男性体重 所以：75*13=975KG <1000KG 所以载重足够 13 人 取 50 百分位的男女胸厚和肘宽的平均值 胸厚=（212+199）/2=206 肘宽=（422+404）/2=413 胸厚修正量 18
2
肘宽修正量 20
所以每个人所占面积为：（206+18）*（413+20）=96992mm
第四章 讨论：搬了 20kg 的物品，然后搬小于或大于多少 kg 的物品才能感觉出重量差别。
K ∆I/I I 刺激物的水平；∆I刺激物的增减变量；K 韦伯分数 在中等刺激强度的范围内，光亮的差别感觉比约为 0.02；听觉为 0.1；重量为 0.03
∆I K ∗ I 20 ∗ 0.03 0.6kg 假如有人给你四张卡片。每张卡片的一面上有字母，另一面有数字，需要翻开才能看到另 一面。
EJ67 你的任务就是查明以下规则是否为真：
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“元音字母与偶数互为正反面” 那么你需要翻开哪张卡片才能查明这一规则？ 讨论：为什么“春困”、“秋乏”？
春天，随着温度的逐渐升高，皮肤毛孔舒展，血液供应增多，但供应大脑的氧气却相 应减少，于是出现了懒洋洋、软绵绵、无精打采、昏沉欲睡，表现为中枢神经系统抑制的 春困现象。
第二章
讨论：假设要设计一个门，要求 99%的成年男性碰不到门顶，试确定该门的通道高度
步骤：1、确定变换系数；2、确定身高的标准差；3、确定该百分位的人体高度；4、考虑
修正量。
1、 （查书 p16）变换系数为 2.326。
2、 标准差为 S=56.3mm。 3、 平均身高为x 1669 ，则 99 百分位的人身高范围为：x
秋乏是对盛夏季节带给人体超常消耗补偿的保护性反应，又是对肌体在秋季这个宜人 舒适的气候环境中得以恢复的保护性措施，也可以说是肌体内外环境达到新的平衡的过渡 现象。 讨论：如何利用生物节律及疲劳的特点改进工作效率 PSI 周期学说：体力钟周期为 23 天；情绪钟周期为 28 天；智力钟周期为 33 天；
（2）慢跑容易减肥，因为快跑属于无氧运动，不会消耗脂肪；而慢跑是有氧运动，当 时间够长的时候就会由体内的脂肪分解提供能量，由此达到减肥的目的。
（3）蓝色饮料主要含有糖、电解质、蛋白质、多肽和氨基酸；不同的颜色代表着不同 的口味；常人也可以饮用
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讨论：为什么熟练的作业不容易疲倦？ 这对生产预测与成本估计等有何意义？
5、 背包有四个小脚，以便放下来休息，及背上身时操作简便
6、 小腿用布包裹起来，即轻便又防蚊虫叮咬
忍耐时间与用力水平的关系T
. ..
1.21
其中：T 为忍耐时间（MIN），f 为肌肉施力的大小 F 与其最大肌力 Fmax 比值。
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试计算：一名普通工人用右手提 12.2kg 的物品，大约只能持续多长时间？ 查书 21 假定最大收缩力为 200N，则 f=12.2*9.8/200=0.598 T=1.2/（0.598-0.15）^0.618-1.21=0.761min
肌肉运动是主动肌群和对抗肌群 共同作用的结果。当运动速度过快时，对抗肌群被抑制，所以准确性降低。 肌肉收缩的特征参数： 缩短程度：普通人的右手能将 240N 的物 体搬动吗？ 反过来看，如何获得最大肌力？
不能将物体搬动（肌肉负荷=最大肌 力时，血液循环中断。肌肉负荷不应超 过最大肌力的 15%）
将 240N 的物体缓慢地施加在右手上 第六章
所需总面积=96992*13=1260896mm =1.26 m
总面积=1.5*1.5=2.25m > 1.26m
面积容得下
电影院上升高度的设计 讨论：前后排高度差如 何确定？请计算 高度差=95 百分位男性 坐高-5 百分位女性坐 姿眼高=958-695=263mm
1、左边无明显问题；右边 座深太大导致处于前弯坐 姿椎骨间间距发生改变， 相邻两柱骨前端间隙缩 小，该处压力增大。椎间 盘在间隙缩小的前端受推 挤和摩擦，迫使它向韧带 产生推力，引起腰部不 适，引发椎间盘病变。颈 部肌肉和部分背部肌肉静 态施力，易造成疲劳。 2、椅子宽度过窄，胖的人坐不下，椅子过宽，感觉坐不住，不易于休息。但是为 了让大部分的人能坐进去，一般考虑 95 分位的女性。 3、扶手高度过高过低，都不利于休息，应考虑 50 百分位的人群坐姿肘高。 吸顶式淋浴头至地面的高度按身材高大者设计。 查表，成年男性的身高 P95 值为 1775mm。功能修正量为鞋底的厚度，男性为 25mm。人 对头顶的空间较敏感，过小的心理修正量会使人感觉有压抑感，取 300mm。 所以吸顶式淋浴头至地面的最佳高度为 1775mm+25mm+300mm=2100mm。竖式手持花晒的 安装高度则考虑身高 P5 的成年女性可随意取放东西的搁板高度，女性的鞋底厚度为 20mm，得 1484*7/6+20=1751mm。 不易疲劳、比较省力的手推操作高度应不低于站姿时的肘高，而又不能高于肩的高度。 为使割草机的把手高度高度适合 90%以上成人男女舒适地操作，把手高度 H 应不低于成人 男性 P90 百分位数肘高，而又不高于女性 P10 百分位肩高，有表可看出适合的 H 应为：
第五章 讨论：抬起重物时的正确动作
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讨论 1、外出游玩走累了，就在地上的小砖头上休息片刻，从脊椎形 态、臀部受压、背部肌三方面看，符不符合生理解剖的舒适性要求？但 有时又觉得舒适，为什么？ 2、在激烈运动前为什么要做预备运动？ 讨论：下图有何不合理之处
1）：工作台太低，要进行弯腰操作，多块肌肉静态受力，背部弯曲， 脊椎受压。
拉杆长度应该尽量高，以免给考虑较高男性带来不便。取 95 百分位的男性为研究对象
手功能高+鞋高= 拉杆最大高度*sin60
（倾角取 60）
所以 拉杆最大高度 =
=953.8mm
讨论：体重值与身高的相关计算 W 正常=H-110 设计实例：华工汕头校友楼电梯面积为 1 米 5*1 米 5，载重 1000KG， 搭乘 13 人。请问该面积是否真能装下 13 人？载重是否足够 13 人的 重量？
淋浴头至墙面距离 对于淋浴头至墙面距离，取成年男性的人体最大厚度 P95 值 245mm。 由于人体在淋浴时要有各种擦洗动作，所以功能修正量取 50mm。 如果淋浴头至墙面距离过大，会使人的安全感减弱，所以心理修正量不宜过大，取
10mm。所以淋浴头至墙面的最佳距离为 245mm+50mm+10mm=305mm 镜架宽度应等于头最大宽。如果眼镜的设计定位为男性使用，根据 P95 男性对应的头最大 宽 15.4mm，因此镜架宽度可取 15.4mm； 生产仅为成年男子使用的防毒面罩则可采取形态面长分别为 110mm，120mm，130mm 来设置 型号； 设置小、中、大三号军盔分别适合于头围为：541mm（P10），560mm（P50），580mm（P90） 的士兵佩戴（还需要加上盔体和头颅间的安全间距和悬挂系统的余量），生产和配发比率分 别为 20%，60%和 20%。 工具的手柄应长于人手握持的长度， 根据 P99 男性对应的手宽尺寸 9.1cm，因此手柄长度的最小值应达到 10cm，优先选用长度 范围为 10-13cm； 防护栅栏间距或网孔直径应取 P1 的女性食指远位指关节宽以下，即小于 13mm。
Hper=1775+25(鞋子)+90（姿势，行走起伏）+120(心理)
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IIB来自百度文库产品设计讨论: 试确定工作场所采用的栅栏结构、网眼结构或孔板结构的栅栏间距，网、孔直径
以 5 百分位的食指近位指关节宽（第三章 ppt 47 页） III 型产品设计讨论: 试确定门的把手或锁孔离地面的高度。
50 百分位的男性肘高 和 50 百分位的女性肘高 的平均值 站姿相关计算 讨论：设计皮箱拉杆把手处最大高度（产品设计定位：年轻男性，商务）
试用书上的公式再次计算：T 90 其中：T 为忍耐时间（s），P 为肌肉施力的大小 F 与其最大肌力 Fmax 比值。
T=-90+126/0.598-36/0.598^2+6/0.598^3=48.09s 运动速度——准确性关系图 随着运动速度加快，准确性通常将会 降低。但两者的变化一般呈图示的速 度—准确性特性曲线关系： 讨论：为什么？
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1079mm<=H<=1211mm。考虑把手较低有利于推力作用，因此，如把手的高度不能调节， 则其设计高度应在 1100mm 左右。 讨论：椅子、桌子的主要参数确定（产品设计定位：小型商务会议使用）
桌面高度、桌面的长度、桌面的 宽度、桌子的容膝空间、椅子座深、 椅子坐高、椅子座宽、椅子座面的倾 斜度、椅子靠背长度、椅子靠背倾斜 度、椅子靠背宽度
2）：手轮太低，要弯腰进行操作。
3）：椅子太高，小腿悬吊，大腿受压；
抬手过高，引起疲劳，降低操作精度，影响人的技能发挥。
讨论：唐三藏西天取经图，人的作业能力及疲劳的知识，判断背
包及伞的人机工程水平如何？
1、 背包的曲线跟脊椎的曲线一样
2、 灯刚好稍高于眼睛
3、 衣服刚好到膝盖，不会有太多的摩擦
4、 雨伞安置在背包上，省去的手的静态施力