人机工程学重点

第一章要点

1、人机工程学的定义及发展历程，各个阶段的代表人物。

定义: IEA：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、舒适等问题的学科。

(BCPE职业人机工程师认证委员会)：人机工程学是关于与设计有关的人的能力、人的极限、人的特性等的知识体系。人机工程学设计就是运用这种知识体系来设计工具、机器、系统、任务、工作以及安全、舒适、有利于提高人的效率的环境等。 人机工程学的发展以及特点：

a、 19世纪未到20世纪30年代 经验人机工程学：机械设计的是主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术方面的原理计

上，在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于机器。 代表人物：F.W.Taylor（泰勒）。 吉尔布雷斯夫妇 b、 20世纪30年代到60年代 科学人机工程学：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。 设计师亨利2德

雷夫斯出版的《人的尺度》为工业设计师提供了依据。麦克考米克“人类工程学”被做为大学教科书 C． 20世纪60年代至今 现代人机工程学：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。 2、什么是人机环境系统，能熟练地画出人机系统图。

人—机—环境系统，指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统。简称人机系统。 人—指操作者或使用者；

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； 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

干扰因素刺激反应 人 反应 刺激 正常信号 显示 干扰因素 装置 不希望输出刺激控制 装置 干扰因素 系统状态信息 机 希望输出干扰因素

3、人机工程学的学科体系及研究内容

人机工程学 技术科学 生理学 环境保护学 工业设计 心理学 劳动卫生学 人体测量学 人体力学 研究内容：

1.人体特性的研究：在设计中与人与有关的方面，包括生理与心理两方面。

目的是使机（机器、设施、工具和工作环境等）更适合于人的生理及心理特性。

2.机器因素的研究： 机器动力学、机器防错纠错设计、可靠性研究、舒适性和 方便性等。 3.环境研究：环境检测、监控、预测技术。物理、化学、生物环境等

4.人机关系的研究：人机界面设计：人与机之间的进行有效的信息交流的界面。

5、人、环境关系研究：使人在对人体无害的环境中工作，并保证工作效率。如照明环境、噪声环境等。 6、机、环境关系研究：机器对于环境的影响及环境对机器的影响。

7、人机系统的总体设计：创建最佳人机关系，最舒适的环境。合理分配人与机之间的任务，充分发挥各自的特长。使系统效率最高。

4、人机工程学与工业设计的关系及其应用法

1、为设计中人的因素提供静、动态尺度参数。如各类产品的尺寸

2、为设计中“物”的功能合理性提供科学依据。如仪表盘中按键的大小和分布 3、为设计中“环境因素”提供设计准则。如光环境和色彩设计 4、为整个人－机－环境系统提供设计理论依据。 5、如何在设计中进行人机分析

1、使用者的分析：(使用者的构成分析：如年龄、性别、地域、文化、经济等方面。每一个产品都是针对某个群体进行设计，要找到群体的共性。

使用者的行为习惯分析：职业、风俗等会有不同的行为习惯，如运动员、户外爱好者等。

使用者的生理因素分析：如身体尺寸、施力大小等。如健康人和残疾人、或有某种疾患的人等对于产品会有不同的要求。) 2、使用过程分析 使用过程分析大直径的把手、柔软的热塑性橡胶握柄，使削皮器使用起来更舒适。用这种橡胶做成一些富有韧性的“翅片”，在外界的压力下可以微微压缩，使用者有一个缓冲，即便是双手又湿又滑也易于控制。 它的遮护板和型芯使得刀片外形成一个保护结构，不易割伤使用者的手。超大的锥形孔，便于轻松悬挂。

3、使用环境分析 使用环境不同，对产品的设计要求会有很大的不同。户外电话和家用电话有很大不同。 第二章要点 一．人体测量数据的分类

人体形态测量数据主要有两类，即人体构造尺寸（静态尺寸）和功能尺寸（动态尺寸）的测量数据。

静态尺寸是指被测者静止时坐或站进行测量的尺寸；

动态尺寸指被测者在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸。 二．测量的姿势和主要测量点的位置； 站姿 坐姿

系统工程 机械工程 工程设计 安全工程 环境医学 环境卫生学 环境心理学 环境检测学 人体科学环境科学 管理工程

头顶点：当头部位于眼耳平面时，头顶在正中矢状面上最高的点。

肩峰点：肩胛骨上缘最向外突出之点。用手指沿着肩胛骨或沿锁骨骨干向外摸，便可找到此点。

桡骨点：桡骨小头上缘最高点。当上肢下垂，手掌贴附大腿，此点在肘关节侧面一小凹内。可在前臂做回转时更易确定。

茎突点：桡骨茎突最尖端之点。拇指外展时，拇指长展肌、拇长伸肌、拇短伸肌腱之间形成一三角形深窝。在此深窝底寻此点。

指尖点：当手臂下垂，掌面朝内靠拢大腿外侧面时，指尖最向下之点。 胫骨上点：胫骨内髁的内侧缘最高之点。

耳屏点：外耳道前方耳屏软骨上缘的起点。是决定眼耳平面的重要测点。 肱骨外上髁点：肱骨外上髁最突出的一点。 尺骨鹰嘴突端点：尺骨鹰嘴向后最突出的一点。 三．人体测量中的基准面和基准轴 测量基准面：

三轴：垂直轴、纵轴和横轴。 （１）矢状面（垂直轴和纵轴）

（２）正中矢状面（将人体分为左右对称两部分） （３）冠状面（垂直轴和横轴） 人体分为前后两部分

（４）水平面（纵轴和横轴）

（５）眼耳平面（左右耳屏点及右眼下眶下点的平面） 四．百分位数、适应域的含义及相互推导法；

百分位：百分位由百分比表示，称为“第几百分位”。例如，50%称为第50百分位。

适应域：设计只能取一定的人体尺寸范围，只能满足整个人体尺寸的一部分。通常用百分数来表示。如95%，即可满足95%的人来使用。 如门的设计要考虑满足几乎所有人的要求，即99%的适应域。

百分位和适应域：适应域可分为对称适应域、偏适应域。对称适应域对称于均值；偏适应域通常是整个分布在某一边。 90%的适应域，若采用对称的百分位，则从5%百分位到95%百分位。95%的适应域，则可采用2.5%到97.5%。也可采用不对称的百分位，如2%到92%。

五．人体测量数据的应用原则(适合于作业空间中)；要知道具体的应用场合。 主要人体尺寸的应用原则

(1) 最大值设计原则 最大值设计原则指选用大尺寸作为设计依据，一般选用99%、95%做为尺寸上限(如安全门，床等)； (2)最小值设计原则 最小值设计原则指以小尺寸为设计依据，一般以1%、5%为尺寸下限。如操作力的选择，距离等。 (3)可调设计原则

指设计尺寸可以在一定范围内进行调节，如座椅的高度，要想使高个子（第95百分位）和低个子（第5百分位）的人都可以使用，则选用可调设计原则。一般可调设计原则的适应域至少达到90%

4)平均设计原则 以平均人，即以第50百分位为设计依据。(门锁、把手、柜台等) 六．产品尺寸的设定方法；(百分位数加修正) 1 根据设计对象确定选用的原则（选择产品类型）

床的长度的设计要满足大多数人的使用，所以选用极限设计原则中的最大尺寸设计

2 确定选用的人体尺寸百分位数, 床的长度的设计要满足95%以上人的使用，选用第95百分位的人体数值

3 确定功能修正量（着装修正、姿势修正、操作修正等） 一般头不触及床头，故应在床头应加上100mm的余量，床尾加上100mm的余量作为被子折叠量。

4 确定心理修正值，一般由实验得出。 （房屋空间高度）

5 功能尺寸的设定（1）最小功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正值（2）最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正值+心理修正值

七．人体尺寸的具体应用，(如眼高、肘高、坐高等的具体应用，以及在何处应用何种尺寸)

人体身高主要用于确定通道和门的最小高度，床的最佳长度、设备的高度等等。在身高测量时一般是不穿鞋的，所以要考虑修正值。在设计时也采用不同的百分位数。

立姿眼高主要用于仪表的布置、机床显示屏的布置、户外广告的布置、办公室隔断的布置等等。如不允许看的隔断要用

高的百分位，允许看的则选用低的百分位。

肘高用于确定操作台面、柜台、工作台等等的高度，可根据具体情况选用低于肘高的距离。

坐高用于确定坐位上方的物品的允许高度，如双人床的设计；餐厅的隔断也要用到这个尺寸，只是要考虑到姿势的修正

值，人处于放松时坐高要减少40mm。

最大肩宽可用于确定座椅间距、通道和走廊的距离。还要考虑适当的修正值

臀部至膝盖长度（臀膝距）：用于确定椅背到膝盖前方的障碍物之间的距离，如教室中固定桌椅的设计，电影院椅子的

设计等。

大腿厚度：用于设计大腿与其上方物品之间的距离时使用，结合坐姿时的小腿加足高使用。应选用大尺寸，95%人可以使

用。

第三章要点

1、人机系统的不同表示方法

人机系统的操作者，从形态和功能上可划分为：运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、循环系统、内分泌系统、感觉系统和神经系统九个系统。与外界直接发生联系的主要是运动系统、感觉系统、神经系统。 2、视觉、听觉的适宜刺激 一定频率范围的电磁波／声波 3、感觉和知觉的特征

感觉的基本特征1.适宜刺激2.感觉阈限 3.适应4.相互作用5.对比6.余觉 知觉的基本特征1.整体性2.理解性3.恒常性4.选择性5. 错觉

整体性: 将由许多部分或多种属性组成的对象看作具有一定结构的统一整体。

选择性:把某些对象从某背景中优先地区分出来，并予以清晰反映的特性。叫做知觉选择性。

影响知觉选择性的因素

(1)、对象（图）和背景（底）的差异。( ① 利用色彩的对比彩色时使用对比色、无彩色时使用彩色②利用明暗的对比) 对象（图）与背景（底）的区分

被包围的或闭锁的易成为对象，包围者则为背景。 小面积成为对象，大面积成为背景。

单纯之形易成为对象，日常看惯了的形也易成为对象。 有动感，旋转之形易成为对象，静止之形易成为背景。 与周围环境亮度差别大的部分易成为对象。 亮部分比暗部分易成为对象。 暖色相部分比冷色相部分易成为对象。

(2)、对象的运动。在固定不变的背景下，活动的对象容易引起人的注意。 (3)、主观因素。如兴趣、爱好、情绪等。在设计中强调对于用户的调查。 4、视觉系统的结构和特点（眼睛、视网膜）

视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成的