第1章 人机工程学

本书的定义为：“人机工程学是从人的生理和心理特
点出发，研究人、机、环境相互关系和相互作用的规
律, 以优化人-机-环境系统的一门学科”。
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1.1 人机工程学的研究内容
1.1.2 人机工程学的基本概念 人机系统(man -machine system)
指“人”与他所对应的“物”共处于同一时间 及空间时所构成的系统。
思考：基于人体感官的人机界面可细分为哪几类？
➢ 基于人体形态的人机界面 不同地区和人种、不同年龄和性别都具有不同的身体尺寸，为不同地区
和群体设计的汽车就要参考特定对象的人体参数。 人在生活和劳动中又具有各种不同的形态，人体在不同的姿态下工作，
全身的骨头和关节处于不同的相对位置，全身的肌肉处于不同的紧张状态， 心脏负担不同，疲劳程度也不同。
1.1 人机工程学的研究内容
封根泉的定义为：“为了研究解决机器系统设计与 人体有关的种种问题，使整个人机系统的工作效能达到
最 优而建立起来的一门科学，就是人体工程学”。
赖维铁的定义为：“人机工程学是运用生理学、心 理学和其它有关学科知识，使机器和人相互适应，创造
舒 适和安全的环境条件，从而提高工效的一门学科”。
和 生活条件的最优化”。
Kroemer, Kroemer, Kroemer-lbert 等人在 《Ergonomics--How to Design for Ease and Efficiency》 一书中给出人机工程学的简要定义为：“为适当地设 计人的生活和工作环境而研究人的特性” 和 “工作的宜人化”。
“人”指的是在所研究的系统中参与系统过 程的人;
“机”则泛指一切与人处于同一系统中并与 人交换着信息、物质和能量的、供人使用的物;
“环境”指的是“人”、“机”共处的、对 “人”和“机”有直接或间接影响的周围外回部到本条节目录
1.1 人机工程学的研究内容
人机系统构成图hine interface)
Chapanis 的定义为：“人机工程学是在机器设 计中考虑如何使人操作简便而又准确的一门学科”。
1.1 人机工程学的研究内容
McCormick 和 Sanders 在《Human Factors in Engineering and Design》一书中给出人机工 程学的简要定义为：“为人的使用而设计” 和 “工作
钱学森的定义为：“人机工程是一门非常重要的应 用人体科学技术，它专门研究人和机器的配合，考虑到 人的功能能力，如何设计机器，求得人在使用机器时整
1.1 人机工程学的研究内容
曹 琦等人给出的定义为：“人机工程学是研究并 优化人机系统的科学”。
国际人机工程学会 (International Ergonomics Association, 简称 IEA) 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;以及在工 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” 。
近年来，人工智能已经在汽车上应用，车载电脑可以协助驾驶者 认路、换档、避碰……。
在东京国际车展上展出的丰田POD概念车，还能记录车主的生活 和驾车习惯，以便向车主提供更加贴心的服务。
由丰田汽车和SONY共同设计生产 的具有表情的智能IT车pod，整体 设计中融进了SONY智能宠物 AIBO的特征，使汽车首次具有了 灵感 ●采用飞机驾驶舵式助力方向盘， 取代旧式方向盘和脚踏油门等，既 省力又安全 ●侧拉式车门，节省空间，上下方 便，机动性强
人机系统中,“人”与“机”之间能够 相互施加影响、实现相互作用的区域。
➢ 基于人体感官的人机界面
人的视觉有视角、视野、可视光波长范围、颜色分 辨力、视觉灵度、定位错觉、运动错觉、视觉疲劳等 特性。
汽车的挡风玻璃、仪表板和仪表的设计就要充分考 虑这些特性，使驾驶者能够得到足够的视区，能够迅 速辨认各种信号，减少失误和视觉疲劳。
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1.1 人机工程学的研究内容
在我国，本学科处于初创阶段，名称尚不统一， 有“人机工程学”，“人类工效学”、“人体工 程学”和“工效学”等不同提法。
“Ergonomics” = “Ergon” + “Nomos” “Ergon”的意思是 “出力”、“工作”， “Nomos”的意思是 “正常化、规律”。 “Ergonomics”的含意就是 “人出力正常化”
或 “人的工作规律”。
1.1 人机工程学的研究内容
Wood 的定义为：“设备的设计必须适合人的各 方面的因素，以便在操作上付出最少能耗而求得最 高效率”。
Woodson 的定义为：“人机工程学研究的是人与 机器相互关系的合理方案，即对人的知觉显示、操纵 控制、人机系统设计和布置、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人在 作业时感到安全和舒适”。
第 1 章目录
31 人机工程学的研究内容 2 人机工程学的发展简史 3 机器设计中的人体因素 4 车辆设计和使用中的人机工程问题 35 未来车辆人机工程学面临的新课题
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1.1 人机工程学的研究内容
定义
基本概念
研究对象
研究内容
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1.1 人机工程学的研究内容
1.1.1 人机工程学的定义 “Ergonomics”， “Human Engineering” 日语称为 “人间工学” 俄语音译为 “Эргономика” 美国： “Human Factors”
➢ 基于人脑特性的人机界面 人脑对事物的认识和反应有自己的特点，体现在他的行为和对外
界的反应中。人喜欢用直觉处理事情，不善于烦琐过程和精确的计 算。
对于协助人脑进行工作的计算机，如何进行人机界面的设计一直 是热门的论题。无论是从低级语言到高级语言，到面向对象、面向 任务的编程方式的发展，还是图形终端、鼠标定位、窗口系统、多 媒体、可视化、虚拟现实等方面的进展，都体现了这个主题。
➢ 基于力学特性的人机界面 人体在不同的姿态下，用力的疲劳程度不同，操纵机器所需的力量应该
选择在对应姿态下不易引起疲劳的范围内。例如转向助力器就是为了减轻操 纵力而设计的。人体在不同的姿态下最大拉力、最大推力也不相同。
➢坐姿下人腿的蹬力在过臀部水平线下方20度左右较大，操 纵性也较好，所以刹车踏板就安装在这个位置上。