第二章人体测量及其应用
举例1：大众汽车单人汽车
一般汽车最少都是四到五人乘坐空间也有少数两人的单开门如smart 还有山寨小贵族可是这辆汽车只能驾驶员独自驾驶
优点是在于流线型体积小省油速度快
我们把他作为开场白是想说人体的尺度做设计不是说简单的比如亚洲的男性平均身高做设计我们要针对不同的人群不同的尺寸特性比如胖子高个挨个这款车想想看应该为胖子设计还是小瘦子应该为高个子还是矮个子设计。很显然如果矮个子瘦子刚好合适那么胖子和高个子就做不进去尺寸应该以什么为依据呢显然是大模子块头大的人如果能够驾驶这辆车那么小个子的人自然也能驾驶这个例子告诉我们在人机工程学并没有在拿平均值去做设计那么简单而是针对目标人群的民族性别和个性尺度
举例2：
这是一张胖子和瘦子在一起工作的图片，由于工作的投入胖子占地越来越大瘦子吃了苦因此在设计中要充分考虑那些大模子所占的空间尺寸他们如果挥洒自如那么所有空间的设计一定是没有问题的。
人体测量学概述
达芬奇的图著名的人体比例图
人体测量简史2000多年前罗马建筑师维特鲁威为希腊神庙建筑研究了人体各部分的比例。做设计的时候用到了人体的一些形象总结了人体各部分尺寸的一些关系如人头部的长度相当于人整个身高的几分之几，把这些经验形成书面的文字达芬奇画了出来
19世纪中叶Bonomi绘制的标准男人设想图专为教学做的版图这是一个纯粹的尺寸里面也出现了方块和圆圈这方块和圆圈就出自那名罗马建筑事，
这样说的一个人以两手平伸左指尖与右指尖的距离就是你的身高所有当被问到身高问题时，有人会这样告诉别人自己的身高。
圆圈四肢伸展无论朝哪个方向指尖-指尖脚尖脚尖构成了一个圆圈这个圆圈的的圆心是肚脐，这是个客观的事实。
还有比如手的虎口一眨大约200毫米出入不大用这个度量家具比如讲台110毫米。所以我们身体中有很多尺度关系在设计中可以使用到。比如如果是地砖知道尺寸能知道教室的长宽如果是水泥的或地板就可以通过计算跨步大概估计出来
比利时的数学家奎特莱特于1870年发表了《人体测量学》，创建了人体测量学这一学科。直至20世纪40年代前后工业化社会的发展，人们对人体尺寸测量有了新的认识，二战的爆发更推动了他在军事工业上的应用。目前，国际上关于人体测量学的研究已经非常广泛和深入，取得了比较丰富和完善的人体尺度数据。
人体测量数据
人体尺寸是设计师确定其产品尺寸的重要依据之一。作为产品的设计师必须了解人体各部分的尺寸，只有这样，才能预先确定产品的使用者在其有关位置上的能见范围和活动范围，并针对这些要求从人体的极限尺寸和所能采取的姿势的角度进行分析和做出判断。
这样的判断对未来产品的影响极大，它不仅影响操作效率和产品的外形，而且对安全也至关重要。可以设想、如果安装的应急按钮使大多数人伸长手臂都无法触及的话，其后果是可想
而知的。从已发表的各种文献中取得的人体测量学资料，由于存在许多局限，在使用时必须十分谨慎。这些局限性是由测量误差、测量技术的变化、对象的性别、非典型取样以及对象是否穿着衣服等因素造成的。
人体测量数据可分为静态与动态，两种前者如其定义所表明的，主要取自静态、裸体并采取规范化姿势的人体对象；后者也可叫功能数据，测量数据比较复杂，一般具有三维空间，涉及由四肢挥动所占有的空间体积与极限。这时不仅要考虑人体的静止尺寸，还必须考虑由关节类型和衣着所限定的约束类别。
GB 10000-1988《中国成年人人体尺寸》是1989年7月开始实施的我国成年人人体尺度国家标准。该标准根据人机工程学要求提供了我国成年人人体尺寸的基础数据。该标准提供了七个类别共47项我忍成年人人体尺寸基本数据，按男女性别分开，且分3个年龄段18～25（男，女)，26～35(男、女)，36～6o(男)，55(女)。
人体尺度的数据常以百分位数作为一种位置指标或界值，如在设计中最常用的是5、50、95共3种百分位数。其中第5百分位数代表较小身材，指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95%的人群身材均大于此值；第50百分位数代表中等身材，指大于和小于此身材尺寸的人群各为50%；第95百分位数代表较大身材，指有95%的人群身材尺寸均小于此值，而有5%的人群身材大于此值。
静态（图表）（讲述具体有哪些）
人体主要尺寸
立姿人体尺寸
坐姿人体尺寸
人体水平尺寸
等
动态
在工作中常取站、坐、跪(如设备安装作业中的单腿跪)、卧(如车辆检修作业中的仰卧)等作业姿势。下面是各种姿势的人体功能尺寸图。
立姿活动空间——立姿的活动空间立姿时人的活动空间不仅取决于身体的尺寸，而且也取决于保持身体平衡的微小平衡动作和肌肉松弛脚的站立平面不变时，为保持平衡必须限制上身和手臂能达到的活动空间。在此条件下，立姿活动空间的人体尺度如图所示。
图(a)为正视图，零点位于正中矢状面上(从前向后通过身体中线的垂直平面)。图(b)为侧视图，零点位于人体背点的切线上，在贴墙站直时，背点与墙相接触。以垂直切线与站立平面的交点作为零点。
坐姿活动空间——坐姿的活动空间根据立姿活动空间的条件，坐姿活动空间的人体尺度见图。图(a)为正视图，零点在正中矢状面上。图(b)为侧视图，零点在经过臀点的垂直线上，并以该垂线与脚底平面的交点作为零点。
单腿跪姿活动空间——根据立姿活动空间的条件，单腿跪姿活动空间的人体尺寸如图。取跪姿时，承重膝盖常更换。由一边换到另一边时，为了确保上身平衡，要求活动空间比基本位置大。图a为正视图，其零点在正中矢状面上。图b为侧视图，其零点位于人体背点的切线上，以垂直切线与跪平面的交点为零点。
仰卧姿活动空间——图a为正视图，零点位于正中中垂平面上。图b为侧视图，零点位于经头顶的垂直切线上，垂直切线与仰卧平面的交点作为零点。
功能或动态尺寸是人在工作姿势下或在某种操作活动下测量的尺寸(也可在非连续动作条件下测得)。功能或动态尺寸包含着身体运动的一些形式。动态人休测量的特点是，在任何一种身体活动中、身体各部位的动作并不是独立无关、而是协调一致的、具有连贯性和活动性。例如，手臂能及的最大距离除了手臂的长度和手的位置影响外，还受肩膀和躯干运动的影响。因而，获得适合的应用功能尺寸比较麻烦。
人体测量数据在产品设计中的应用
我们先来看工作中主要人体尺寸及其应用：
3．2．1 身高，该数据用于限定头顶上空悬挂家具等障碍物的高度。
3．2．4 肩高，该数据用于限定人们行走时，肩可能触及靠墙搁板等障碍物的高度。3．2．10 肘高，该数据用于确定站立工作时的台面等高度。
3．2．13 中指尖点上举高，该数据用于限定上部柜门、抽屈拉手等高度。
3．2．2l 肩宽，该数据用于确定家具排列时最小通道宽度、椅背宽度和环绕桌子的座椅间距。
A1 肩指点距离，该数据用于确定柜类家具最大水平深度。
A3 踮高，该数据用于限定搁板及上部储藏柜拉手的最大高度。
3．2．10 肘高，该数据用于确定站立工作时的台面等高度。
3．2．25 胸厚，该数据用于限定储藏柜及台前最小使用空间水平尺寸。
3．3．1 坐高，该数据用于限定座椅上空障碍物的最小高度。
3．3．7 坐姿肘高，该数据用于确定座椅扶手最小高度和桌面高度。
3．3. 8 坐姿膝高，该数据用于限定柜台、书桌、餐桌等台底至地面的最小垂距。3．3．9 坐姿大腿厚，该数据用于限定椅面至台面底的最小垂距。
3．3．10 小腿加足高，该数据用于确定椅面高度。
3．3．16 臀膝距，该数据用于限定臀部后缘至膝盖前面障碍物的最小水平距离。3．3．17 坐深，该数据用于确定椅面的深度。
3．3．20 坐姿两肘间宽，该数据用于确定座椅扶手的水平间距．
3．3．2l 坐姿臀宽，该数据用于确定椅面的最小宽度。
A2 腋高，该数据用于限定如酒吧柜、银柜等高服务台的高度。
B1 蹲高，该数据用于限定蹲下时，头部上空障碍物最低高度。
B2 蹲距，该数据用于限定蹲下时家具前面空间最小水平距离。
C1 单腿跪高，该数据用于单腿跪下时，头部上空障碍物最低高度。
C2 单腿跪距，该数据用于限定单腿跪下时，家具前面空间最小水平距离。C．1．1 弯姿单手推拉舒适高度，该数据用于确定矮柜拉手及中低位抽屉等适宜高度。C．2．1 弯姿单手取放舒适高度，该数据用于确定下层搁板或挂钩等的适宜高度。C．1．2 弯姿单手推拉柜前距离，该数据用于限定弯姿单手推拉抽屉时，柜前最小空间距离。
C．2．2 弯姿单手取放搁置深度，该数据用于确定弯姿取放物体时，柜面适宜的搁置深度。
A．1．1 立姿单手托举最大高度，该数据用于限定搁板等物的最大高度。
A．2．1 立姿单手托举舒适高度，该数据用于确定常用物体的搁置高度。
A．3．1 立姿单手推拉最大高度，该数据用于限定拉手和搁板等物的最大高度。A．4．1 立姿单手推拉舒适高度，该数据用于确定拉手和搁板等物的适宜高度。A．5．1 立姿单手取放最大高度，该数据用于限定物体的最大搁置或悬挂高度。A．6．1 立姿单手取放舒适高度，该数据用于确定物体的适宜或悬挂高度。
A．2．2 立姿单手托举柜前距离，该数据用于限定托举物体时，柜前等最小空间距离。A．4．2 立姿单手推拉柜前距离，该数据用于限定直立推拉物体时，柜前等最小空间距离。A．5．2 立姿单手取放柜前距离，该数据用于限定直立取物时，柜前等最小空间距离：
A．6．2 立姿单手取放搁置深度，该数据用于确定立姿单手取放物体适宜的搁置深度。
B．1．1 阅读台面舒适高度，该数据用于确定书桌台面高度。
B．2．1 写字台面舒适高度，该数据用于确定写字台台面高度。
B．3．1 打字桌台面舒适高度，该数据用于确定打字桌台面高度。
B．1．2 坐姿阅读桌前距离，该数据用于确定阅读时，桌前最小使用空间距离。B．2．2 坐姿写字桌前距离，该数据用于确定写字时，桌前最小使用空间距离。
B．3．2 坐姿打字桌前距离，该数据用于确定打字时，桌前最小使用空间距离。
B．4．1 坐姿单手推拉舒适高度，该数据用于确定低矮柜门，抽屉等拉手的适宜高度。D．1．1 蹲姿单手推拉舒适高度，该数据用于确定矮柜拉手及低位抽屉等适宜高度。D．2．1 蹲姿单手取放舒适高度，该数据用于确定矮柜的搁板或抽屉拉手等适宜高度。E．1．1 单腿跪姿推拉舒适高度，该数据用于确定矮柜拉手及低位抽屉等适宜高度。E．2．1 单腿跪姿取放舒适高度，该数据用于确定矮柜等搁板或抽屉适宜高度。B．4．2 坐姿单手推拉柜前距离，该数据用于限定坐姿推拉物体时，柜前等最小空间距离。
B．5. 2 坐姿单手取放柜前距离，该数据用于确定单手取物时，柜前等最小空间距离。D．1．2 蹲姿单手推拉舒适深度，该数据用于限定蹲姿单手推拉抽屉时，柜前最小空间距离。
D．2．2 蹲姿单手取放搁置深度，该数据用于确定蹲姿取放物体时，柜内适宜的搁置深度。
E．1．2 单腿跪姿推拉柜前距离，该数据用于限定单腿跪姿推拉抽屉时，柜前最小空间距离。
E．2．2 单腿跪姿取放搁置深度，该数据用于确定单腿跪姿取放物体时，柜内适宜的搁置深度。
为了使设计更为合理，需要根据设计对象的用途、性质及使用情况采用人体尺度的数据，恰当地选用百分位数。在不同的情境下，有以下3种基本原则可以遵循
极端设计原则
在不涉及使用者健康和安全时，设计应该尽量适合于尽可能多的使用者，选用适当偏离极端百分位的第5百分位和第95百分位作为界限值较为适宜。
当某设计特性的最大值必须满足所有人时，应按照人体尺度的最大值进行设计。如门的高度、
公共过道的宽度、承重设施的载重量等，通常按照第95百分位的男性尺度设计；当某设计特性的最小值必须满足所有人时，应按照人体尺度的最小值进行设计，如公共汽车上拉环的高度、操作者到控制器的距离、操作控制所需的力量等，通常按照第5百分位的女性尺度设计；当人体尺度在上述界限值之外时可能会危害其健康或增加事故危险时，其尺寸界限应扩大到第1百分位和第99百分位。如运转着的工业机械旁的作业空间、操作者到紧急制动杆的距离等。
可调范围设计的原则
为了使设计适合于尽可能多的使用者，有时会使设计对象的特定性质可在一定范围内调整，如办公座椅的高度、汽车驾驶室内座椅的前后位置等，此时通常使用从第5百分位的女性尺度到第95百分位的男性尺度作为可调整的范围。由于男性和女性的身体尺寸存在重叠部分，这一可调范围能满足95%的人的尺度。
平均设计原则
虽然绝大多数的人的尺度并不是所有人的尺度的平均值，但一些具有应用普遍性的设计可以采用第50百分位的人体尺度数据作为依据，如柜台的高度、台阶的跨度、电源插座的位置等。
根据有关标准，将产品按所用百分位数的不同分为I型、Ⅱ型、Ⅲ型3类。如1型产品设计中，在汽车驾驶员的可调式座椅的调节范围设计时，为了使驾驶员的眼睛位于最佳位置、获得良好的视野以及方便地操纵驾驶盘及踩刹车，高身材驾驶员可将座椅调低和调后，低身材驾驶员可将座椅调高和调前，因此对于座椅高低调节范围的确定可取眼高的P95、P5为上、下限值的依据，对于座椅的前后调节范围的确定可取臀膝距的P95、P5为上、下限值的依据。
选用尺寸的基本步骤
识别所有与产品设计相关的人体尺寸。
通常如果设计师明确产品的使用方式，要识别与产品设计相关的人体尺寸并不困难。下表列举了几类产品的人体测量学相关尺寸。一般来说，与产品有直接接触的人体部位尺寸比较重要。因此，对于那些需要穿戴(如服装、太阳镜和手表)、抓握(如电吹风、电话听筒和高尔夫球棒)或携带(如公文包、手电筒、背包)和坐(如椅子)的产品而言这类人体相关部位的尺寸就特别重要。其他与设计有关的人体测量尺寸包括预留尺寸(如手宽和臀宽)和为了用户的安全、舒适而确定放置显示器、控制面板和工作面的合理尺寸(如坐姿时的眼高、手能伸展开的最大尺寸)，如表5-4所示。
确定预期的用户人群
有关用户特征的信息可以从产品开发计划阶段所形成的用户模型中获得。
了解用户的民族和性别也必不可少。特别是为儿童设计产品时还必须掌握用户的年龄。有时，如能了解用户的职业情况也会助设计一臂之力。人体测量数据是否合适取决于被调查的用户和预期用户群体之间的相似性。
选择一个合适的预期目标用户的满足度
满足度——所设计的产品在尺寸上能合适地满足使用它的用户与目标用户总体的比，通常以
百分率表示。
一个合适的满足度的确定主要根据设计该种产品的依据：目标用户总体的人体尺寸的变异性，生产该种产品时技术上的可能性和经济上的合理性而综合考虑。变化范围小——用一个尺寸规格覆盖整个变化范围。变化范围大一一用几个尺寸规格的产品覆盖整个变化范围。自然，对于每一项设计总希望能够完美地适应所有人，但在实际上这是不可能的。出于经济的考虑，常常确保其90%的满足度。如果可能的话，设计师应尽量取到95%到98%。显然，在涉及与安全相关的问题时，尽管从经济的角度出发仍可能再次排除直接为少数具有极端尺寸的人员设计，这时就必须采取某些必要措施，如可以对操作人员进行选择，以限制操作人员的尺寸大小等。
获取正确的人体测量数据表并找出需要的基本数据
针对国内市场的产品可主要依据国家标准GB 10000-1988《中国成年人人体尺寸》，该标准提供了中国成年人共7类47项人体尺寸基本数据。由于种族等原因，人体尺寸有很大差异。以身高为例，1962年部分国家数据如下(单位mm)；(白)美国1793、英国1736；(黑)科特迪瓦1665；(黄)中国北方1680，中国南方1630，日本1609。当然这种差异不仅仅是尺寸上的，还有比例上的差异。因此，在设计以进入国际市场为目标的产品时还必须注意相关国家与地区的人体尺寸数据。
除此之外，还有上千种其他的人体测量数据。其中大部分针对如空军飞行员、飞机驾驶员、空姐、机组调度者这样的专业人群。专业人群的人体测量数据往往不适合用作一般产品的尺寸设计依据，因为这类数据通常不包括一般人群的极端情况(如特别高或特别矮的个子)。因此，设计产品时，如以专业人群95%的测量数据为依据可能仅满足一般人群的75%。
确定各种影响因素，并对从表中得到的基本数据予以修正
大部分人体测量数据常取自裸体或衣着单薄的对象。但在具体设计中，还必须考虑操作者的实际衣着和他们所佩戴或携带的其他设备。如安全帽盔、工作靴以及测量或试验用的仪器、维修工具等。下表提供了在采用基本的人体测量学数据尽由于上述因素所必须考虑的一般调整量。也就是功能修正量。还有心理修正量。如为了克服心理上的“空间压抑感”、“高度恐惧感”等心理感受，或者“求美”“求奇”的需求，在产品的最小功能尺寸上附加一个心理修正量。
最小功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量
最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量
此外、在有些场合还应该考虑紧急情况下的条件。如在应急时动用的疏散通道、就必须考虑在必要时允许穿戴防护头盔、特科服装或携带氧气瓶、太平斧、甚至扛担架的救援人员通过。为老年人和残疾人的设计更面临特殊的挑战。例如、老年人的肢体伸展范围就不同于年轻成年人；坐在轮椅上的人、其视力和肢体所能伸展的范围与正常人相比、肯定也不一样。
由于人体尺寸会随着年龄而变化、因此了解用户的年龄十分重要。例如，从出生到25岁人的身高会一直增长、过后会略有下降。此外、人体尺寸在代与代之间也会存在差异。因此、应以近15年内搜集到的人体测量数据为准。
当设计者具体运用从本书或其他资料中获取的人体测量资料转化到实际的二维或三维模式
中去时，还会碰到一些麻烦、这时不妨可以根据掌握的人体测量数据自制一些带有关节的二维人体模型、并将其放置在以同样比例绘制的设计图样上、用以获得人体能达到的活动范围和净空间的估计数据。
还可以利用计算机来建立人体模型，以检验所设计的产品与人体有关的尺寸是否符合人体测量学的要求。例如，可以利用系统建立的三维人体模型检验所设计的汽车座舱的高度、座椅及操纵动作，模拟人的操作行为，如骑自行车、操纵方向盘等。这种活动的人体模型在表现人体的动态测量数据方面尤为方便、有效。
本章思考题
(1)什么是人体测量学?
(2)人体测量数据如何分类?
(3) 思考人体测量数据如何在产品设计中的应用，并举例说明。
1．安全人机工程学研究的主要内容和方法是什么？ 人体特性的研究、人机系统的总体设计、工作场所和信息传递装置的设计、环境控制与安全保护设计 实测法（Measure method），实验法（Experiment method），分析法（Analysis），调查研究法（Survey)，计算机仿真法(Simulation)，感觉评价法(Sensory inspection)，图示模拟和模型试验法(model) 2．简述坐姿作业空间设计的主要内容和采用的人体参数。 坐姿作业空间设计主要包括：工作台、工作座椅、人体活动余隙和作业范围等的尺寸和布局等. 其设计用人体参量（坐姿10个数据） 3．知觉的基本特性及其影响因素 知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。 人脑中产生的具体事物的印象总是由各种感觉综合而成的，没有反映个别属性的知觉，也就不可能有反映事物整体的感觉。 知觉是在感觉的基础上产生的。感觉到的事物个别属性越丰富、越精确，对事物的知觉也就越完整，越正确。 知觉的整体性，知觉的选择性，知觉的理解性，知觉的恒常性 4．信息编码的意义和方法是什么？分析操纵装置特征编码的方法和意义。 （形状、大小、颜色、标志） 5．仪表显示装置设计时主要考虑哪些方面？在各部分的设计中，主要考虑哪些影响因素？模拟（指针表盘等的设计） 数字（形状、格式、显示器） 6．脚操纵装置设计的主要内容是什么？ （形式、操纵方式、力量，尺寸、形状位置） 7．人与“机”特性的比较主要从哪些方面考虑？ 速度，逻辑推理，计算，可靠性，连续性，灵活性，输入灵敏度，智力，操作处理能力，功率输出，综合能力，记忆 8．安全防护装置设计的基本原则是什么？举例说明这些原则的应用 a)以保护人身安全为出发点进行设计的原则。 b)安全防护装置必须安全可靠的原则。 c)安全防护装置与机械装备配套设计的原则。 d)简单、经济、方便的原则。 （举例：自己任意） 9．安全人机工程学对安全工程设计的作用主要表现在哪些方面？ （人体结构，匹配，结构及环境设计）
人机工程学（Man-Machine Engineering）是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。 该学科在美国称为“Human Engineering”（人类工程学）或“Human Factors Engineering”（人的因素工程学）。 国际人类工效学学会（IEA）为本学科所下的定义是最有权威、最全面的定义。 人机工程学研究人—机—环境系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的作业效能、安全、生理和心理健康问题提供理论和方法。 现有的人机工程学理论模型主要从三个角度出发：系统，人机界面以及人的作业效能。 “系统”是人体工程学最重要的概念和思想。 从系统优化的角度看，人体工程学研究可以分为安全、效率、舒适和审美四个层次。 人与机交互关系的接口被定义为人机界面（interface），人机界面的形式与内容是对人机关系的表征，是人机工程学研究的核心方面。 人的作业效能（Human Performance），即人按照一定要求完成某项任务时所表现出来的效率和成绩。 研究内容：1.产品系统中人的因素2.人机系统总体设计3.作业场所的设计和完善4.作业研究及改善 研究方法：1.观察分析法 2.实测法 3.实验法 4.模拟和模型试验法 5.计算机数值仿真法。 人们总以为设计有三维：美学、技术和经济，然而更重要的是第四维：人性。 人性化设计是一种注重人的存在、价值、尊严的设计理念。 可用性的五大属性为：效率(Efficiency)、学习(Learnability)、记忆(Memorability)、错误(Errors)及满意程度(Satisfaction)。 人体测量学是一门用测量方法研究人的体格特征的科学。 人体测量方法主要有以下3种：普通测量法、摄像法、三维数字化人体测量法。 测量的基本目的是为设计提供设计参数。分类：人体构造尺寸（静态尺寸）和功能尺寸（动态尺寸） 为了获得准确地人体尺寸参数，进行人体（活体）尺寸测量时，有两个基本要求：一是标准化的测量条件，即测量姿势的规定、测量方向的规定和测量量度（尺寸术语）的规定等；二是标准化的测点和测量项目。 人体测量的基本术语 被测者姿势：立姿坐姿 测量基准面：1.矢状面：通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面称为矢状面。 2.正中矢状面：在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状面。正中矢状面将人体分成左、右对称的两部分。 3.冠状面：通过铅锤轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后两部分。 4.横断面：与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面都称为横断面。横断面将人体分成上、下两部分。 5.眼耳平面：通过左、右耳屏点及右眼眶下点的横断面称为眼耳平面或法兰克福平面。 支承面和衣着 基本测点及测量项目
吉林建筑大学 安全人机工程学课程设计 设计题目人机工程学在轿车安全性设计中的应用 与分析 名姓 号学 级班安全121班 业专安全工程 学院市政与环境工程学院 指导教师马池香
2015年6月19日 摘要 随着社会的飞速发展，以及经济增长速度的大幅度提高，随着物质条件的优越，人们对现代化交通工具的需求量也在不断地加大，比如说轿车，以往，轿车只不过是少数人的特权产物，但是如今，他早就已经走进了寻常百姓家，成为了大家外出必不可少的交通工具，而且，所扮演的戏份也是越来越大。而轿车的设计，也要充分的的人机工程尤其是安全人机工程的角度来考虑轿车的安全性与舒适性。而消费者在购买的过程中也越来越看重这些，所以轿车内的设施与配置的设计与安全人机工程的联系也显得越来越举足轻重。 本设计主要针对于轿车，分析人机工程学在轿车安全性设计中的应用，通过主动与被动两个方面来进行阐述。在主动安全系统中，驾驶员与轿车构成了典型的人机系统，其中驾驶员是系统的核心，通过对人机工程学原理的应用对轿车进行转向系统和制动系统操纵装置、仪表显示装置和驾驶视野的设计，从而提高了车辆的主动安全性。
目录 第一章人机学的基本理 论 (1) 第二章轿车的显示装置设 计 (2) 2.1显示装置的概 念 (2) 2.2显示器的分类与选 择 (2) 2.3仪表显示器的设 计 (2) 2.3.1仪表显示装 置 (2) 2.3.2表盘的设 计 (3) 2.3.3 字符 ........................................................... 4 2.3.4 指针 ........................................................... 4 2.4信号灯显示装 置 (5) 2.5显示装置的布 置 (6) 第三章控制装置设计的人机分析及改 进 (8) 3.1方向盘的设计分 析 (8) 3.1.1 方向盘的角度设计 ............................................... 8 3.1.2方向盘的位置设 计 (9) 3.1.3方向盘大小的设计 ............................................... 10 3.2变速杆设计分 析 (10) 3.2.1变速杆的形状 ................................................... 10 3.2.2变速杆的高度及位置 ............................................. 11 3.2.3变速杆的操纵角度及位移 .........................................
vip 会员免费 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：人一一指操作者或使用者（1分）；机一一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）环境一一是指人、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）人一机一环境系统一一是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。 （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。请简述空腔的种类及各类所包含 的范围。 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。 答：（填空4分，分析1分，实例3分） 3、论述格式塔心理学的两个基本观点，并加以说明。 答：1） 一个完全独立的新整体，其特征和性质都无法从原构成中找到。 2）在大小、方向、位置等构成改变的情况下，也仍然存在或不变。 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 暗适应：当人从亮处进入暗处时，刚开始看不清物体，而需要经过一段适应的时间 后，才能看清物体，这种适应过 程称为暗适应。 【名词解释】明适应：与暗适应情况相反的过程称为明适应。 答：空腔类型：顶棚空腔、房间空腔、地板空腔。 顶棚空腔：天花板到灯具下母线之间的空间范围; 房间空腔：灯具下母线到操作面之间的空间范围; 地板空腔：操作面到地板之间的空间范围。 （0.5分/项） （1.5 分） （1.5 分） （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； 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。 亮的部分比暗的部分容易形成图形； 含有暖色色相的部分比冷色色相部分容易形成图形； 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； 对称的部分比带有非对称的部分容易形成图形； 具有幅宽相等的部分比幅宽不等的部分容易形成图形； 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； 与活动着的部分比静止的部分容易形成图形。 什么是旷奥度？ 2） 3） 4 ） 5） 6） 7） 8） 9 ） 5、 答：空间的旷奥度：空间的开放性与封闭性。 旷：开放性（2分） 奥：封闭性（2分） （2 分） 4、作业场所布置总则是什么？分条论述。 答：1.重要性原则（1分）说明（1分）。 2. 使用频率原则（1分）说明（1分）。 3. 功能原则（1分）说明（1分）。 4. 使用顺序原则（1分）说明（1分）。 5、论述增加室内的知觉空间的方法。 （8分） 答：方法数量2分，论点鲜明2分，论据充分2分，条理清楚1分，卷面1分。 二、名词解释题（每题 4分，共8题中选作5题，共20分） 【名词解释】人体测量学：是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上 的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。 【名词解释】知觉的恒常性：知觉的条件在一定的范围内发生变化，而只觉得印象却保持相对不 变的特性。 【名词解释】 【名词解释】 【名词解释】 【名词解释】 【名词解释】 【名词解 释】 【名词解 释】 分布：人体尺寸按一定频率出现。 日光系数：在云层覆盖天空时或者在阴影处进行的。 室内光强度于室外光强度之比。 目眩：进入人眼的光量过大，使视网膜的感受性不能适应。 照度：是指落在物体表面的光通量。 系统：相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。 余觉：刺激取消后，感觉可以存在极短时间。 适应：感觉器官经持续刺激一段时间后，在刺激不变的情况下感觉会逐渐减小以致 扣一分） （2分）说明（2分）。 （2分）说明（2分）。 消失的现象。 【名词解释】
人机工程学复习资料 第一章：人机工程学概论Man－Machine Engineering 1.人机工程学的命名： 美Human Engineering（人类工程学）／Human Factors Engineering（人的因素工程学）西欧Ergonomics （人类功效学） 2.学科的定义： 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。 它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究方法和手段，综合地进行人体结构、功能、心里以及力学等问题研究的学科。 3.人机工程学发展有哪三个阶段？每个阶段的特点是什么？ 1.经验人机工程学特点：人适应于机器； 2.科学人机工程学特点：机器适应于人； 3.现代人机工程学特点：人机互适。 4.人机工程学的研究内容是什么？研究方法？ 1.内容：1.人的特性研究； 2.机器特性的研究； 3.环境特性研究； 4.人、机关系的研究； 人、环境关系的研究；6.机、环境关系的研究；7.人、机、环境系统特性的研究。 2.研究方法：1.观察分析：a.瞬时操作分析法b.知觉与运动信息分析法c.动作负荷分析法d.频率 分析法e.危象分析法f.相关分析法 2.实测法 3.实验法 4.模拟和模型实验法 5.计算机数值仿真发。 5.人机工程学对工业设计的作用有几个方面？ 1.为工业设计中考虑‘人的因素’提供人体尺度参数； 2.为工业设计中‘物’的功能合理性提供科学依据； 3.为工业设计中考虑‘环境因素’提供设计准则； 4.为进行人、机、环境系统设计提供理论依据； 5.为坚持以‘人’为核心的设计思想提供工作程序； 第二章：人体测量与数据应用
人机工程学作业 火车提速的人机学分析 班级： 姓名： 学号： 一、目的与意义 近些年来，不断有火车提速的新闻。但是火车还是照样晚点（估计只有动车组除外，但我没坐过），而且晚点的时间一点也不见少。也不说明原因，火车老是会在沿途停车。可以说基本上每趟火车都是在走走停停中结束一次旅程的。甚至有火车明明开得很快，可以准点到，却硬是要在到站前，在一个莫名其妙的地方停上半个多小时再走，然后就晚点了。 随着全球整体节奏的加快，人们对于出行的速度有了更高的要求，应运而生出现了各种代步工具，如汽车、火车、飞机等等，这些交通代步工具不仅方便了人们的出行需求，同时也大大缩减了人们沟通的距离。 和许许多多外出代步工具相比火车无疑是最经济，最环保的交通工具。它无论是在在人数量上还是在环境保护上都有着其他交通工具无法匹及的优势。当然随着科技的不断进步，火车已由传统的以煤为能源逐渐转变成以电进行驱动的新型能源方式，这样一来人们在乘坐出行时有了新的乘坐经验：安静、环保、快捷，在这其中要数高速动车最为称赞。 就我国高速建设而言是一个庞大而复杂的系统工程，需要各方面、各专业的人共同参与才能完成，在这其中就包含了工业设计方面的内容，就我国髙铁动车组设计而言还处在起步阶段，很多的设计如动车组车辆外部造型设计、动车组客室设计等许多方面还处在引进、借鉴和同化国外动车组设计的阶段，并没有做出自己的设计特点来。在引进国外先进动车组的同时并没有很好的将引进车辆的人机尺度与国内人际相匹配，这就再后来人员乘坐、使用和操作上带来了不便。所以这就需要在引进先进技术的同时对于人机数据要及时调整更新，做到符合我国人体尺寸的动车组客室设计已逐渐成为客室造型设计的重点与难点。 1）动车组截面的安全性a动车组高速运行过程中所承受的外部空气阻力及压力波b由于运行属于有轨线型运动，所以截面在转弯与涵洞限界的合理性。 2） 二、火车提速带来的问题 1、优点 1）最高时速250公里
《安全人机工程学》题库 第一章 1.人机工程学定义 2.人机工程学的起源 3.人机工程学学科名称 4.国际上对人机工程学的定义 5.国内对人机工程学的定义 6.人机工程学的研究对象 7.广义和狭义“人机系统”怎么理解？ 8.人机工程学研究目的 9.人机工程学研究内容 10.人机工程学研究方法 11.人机工程学发展经历了哪几个阶段 12.经验期三大著名实验包括： 13.安全人机工程学定义 14.安全人机工程学的研究对象： 15.广义的“机”怎么理解： 16.人机结合面定义 17.安全人机工程学的研究内容（P10） 18.安全人机工程学研究方法 19.安全人机工程学研究的目的 20.安全人机工程学的研究任务 21.安全人机工程学的研究范围 第二章 1.人体测量基本术语包括 2.人体测量主要仪器包括 3.常用人体参数包括：人体结构尺寸（静态尺寸）和功能尺寸（动态尺寸） 4.人体测量数据运用准则 5.人体尺寸应用原则 6.人体尺寸应用方法和程序 7.百分位数 8.适应度 9.为什么要进行功能修正量和心理修正量的修正？如何确定？ 10.我国成年人身体尺寸受区域影响，这对产品设计制造及安全生产有何影响？ 11.人体动态尺寸与安全生产的关系？ 12.某地区人体测量的均值为1650mm，标准差为57.1mm，求该地区第95%、90%及第80%的百分位数。 13.已知某地区人体身高第90%的百分位数为1734mm，标准差为55.2mm，均值为1686mm，求变化系数。利用该变换系数求适用于该地区人们穿的鞋子长度值（该地区足长均值为26.40mm，标准差为4.56mm） 14.为什么说人体测量参数是一切设计的基础？
培训教案 培训教材:安全管理学 培训内容:安全人机工程学 培训时间:2014、9、12 15:00—16:00 培训教师:侯柏林 培训地点:热电总厂会议室 一、安全人机工程学的概念 安全人机工程学就是从安全的角度与着眼点研究人与机的关系的一门学科,其立足点放在安全上面,以活动过程中的人文实行保护为目的,主要阐述人与机保持什么样的关系,才能保证人的安全。也就就是说,在实现一定的生产效率的同时,如何最大限度地保障人的安全健康与舒适愉快。这主要就是从活动者的生理、心理、生物力学的需要与可能等诸因素,去着重研究人从事生产或其她活动过程中在实现一定活动效率的同时最大限度地免受外界因素的作用机理.为预防与消除危害的标准与方法提供科学依据,从而达到实现安全卫生的目的,确保人类能在安全健康、舒适愉快的条件与环境中从事各项活动。 安全人机工程学侧重于人与机的安全、减少差错、缓解疲劳等课题的研究。二、人机工程学的发展历程
人机工程学在欧洲就是以劳动科学为基础发展起来的,英国就是欧洲开展人机学研究最早的国家,于1950年成立了英国人机学研究会,1957年创办会刊 《Ergonomics》。美国于1957年成立人类因素工程学会,同时发行了会刊。日本于1963年成立日本人间工学研究会。苏联、德国、法国、荷兰、瑞典、丹麦、芬兰、澳大利亚等国也先后开展了人机工程学的研究。1960年成立国际人机学协会。我国进入80年代以后,也开始人机工程学的研究。 关于人机工程学的研究命名,各国有所不同,侧重点也各不相同。欧洲称作Ergonomics(人机学),美国称作Human Engineering(人类工程学)与Human Factors Engineering (人类因素工程学),日本称为人间工学,目前普遍采用的就是 Ergonomics,我国曾译为人类工效学,人机工程学、人机学等。 三、安全人机工程学研究的内容 安全人机工程学研究的内容大体包括: 1. 研究人机之间分工及其相互适应问题。分工要根据两者各自特征,发挥各自 的优势,达到高效、安全、舒适、健康的目的。 2. 研究信息传递过程。人与机器在操作过程中要不断传递信息,因此,机器上各 种显示器、控制器要设计得适合于人使用。 3. 研究作业环境,创造安全的条件。生产场所有各种各样的环境条件,例如高 温、高湿、振动、噪声、空气中的有害物质、工作地的状况等。这些因素,都会影响人的健康。安全人机工程学研究的目标,就是要将这些因素控制在规定的标准范围之内,使环境条件符合人的生理与心理要求,从而使操作者感到舒适与安全。 4. 研究安全装置。许多设备都有“危区”,若无安全装置、屏障、隔板、外壳、 将危区与人体隔开,便可能对人产生伤害。因此,设计可靠的安全装置,就是安全人机工程学的任务。 5. 选择合适的操作者。人的个体差异,使操作者对工作的适应程度不同。在人 事安排上,要研究人机关系的协调性,人适其职,才有利于安全生产。 6. 研究生产过程中,操作者疲劳的特点以及减轻疲劳与紧张度的措施。 7. 研究人机系统的可靠性,保证人机系统的安全。研究事故的预防与危险情况的控制。 四、安全人机工程学研究的科学对象
一、填空题 (本大题共5小题，每空2分，共20分) 请在每小题的空格上填上正确答案。错填、不填均无分。 1、人机工程学研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作中、家庭生 活中和休假时怎样同意考虑_______、_________、安全和舒适等问题。 2、人体工程学是一门研究“________”的学科，是二次大战后发展起 来的一门新学科。国际人类工效学协会简称_________ 。 3、人体尺寸存在种族差异，世代差异，____________、________、地域差异、职业差异，等等。 4、人眼对不同色彩的视野不同，红、白、蓝、绿、黑五种色彩的视野大小的先后顺序为_____________。 5、人的感觉通道种类不同，感受刺激的反应速度也不相同，最快的感觉通道是____，最慢的是________。 6、工作座椅必须具备________、________、_______、支架等主要构件。 7、在设计工作椅座面深度尺寸时，应以人体的_____尺寸的______百分位为计算依据。在设计其扶手高度时，要以人体的____尺寸的____百分位为计算依据。 8、作业环境中的照明一般有三种形式，即天然采光、人工照明、____。 9、按时间特性分，将记忆可区别为____、_____、_______。 10、注意分________和_________。 12.现代人机工程学力求使_____、_________功能解剖学等学科的专家与物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切合作。 13.人机工程学的常用研究方法有_____、_ _、____和模拟与模型试验法。（观察法、实测法） 14.人体工程学研究的主要内容有________、____、工作场所和信息传递，以及环境控制和安全保护等。 15.通常来讲，从人体工程学的角度出发，设计应坚持以____为核心的思想。 16.最佳的设计功能尺寸是人体尺寸百分位数、_______与_____之和。 17.错觉是对外界事物不正确的知觉，是知觉_____的颠倒 1、人体工程学的知识体系涉及科学、科学和科学 2、根据刺激物的作用时间，感觉对比可分为对比和对比 3、神经系统根据其功能可分为和两部分，支配躯体运动的神经又称，传递感觉器官信息的神经又称。 二、选择题(单选题，共5小题，每空2分，共10分) 1、必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（象通道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第（）百分位的值作为适用的人体尺寸； A、50 B、80 C、90 D、55 2、下列（）不属于显示器的设计原则。 A、可见度高对观察距离、观察角度、显示符号的大小，给以最佳的处理。 B、明显度高使之醒目、消除背景干扰、提高区别能力。 C、忽略少部分视力缺陷者（如视弱、色弱者）。 D、阐明力强在所处环境中显示的意义明确，推断准确可靠，掌握容 易。 3、下列（）不属于控制器的编码形式。 A、形状编码和大小编码 B、位置编码和色彩编码
人机工程学定义：研究各种工作环境中人的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究人在工作、生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。 国内学者一般认为：人机工程学是运用人的生理学、心理学和其他有关科学知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的工作与环境条件，从而提高功效的一门科学。 我国1979年出版的《辞海》对人机工程学给出了如下定义，即人机工程学是一门新兴的边缘学科，它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等科学的研究方法和手段，综合地进行人体结构、功能、心理以及研究控制台上各个仪表的最佳位置。 人机工程学的研究目的： 1、设计机器和设备及工艺流程、工具以及信息传递装置与信息控制设备时，必须考虑人的各种因素—生理和心理的及人体测量参数、生物力学的需要与可能； 2、要使人操作简便、省力、快速而准确； 3、要使人的工作条件和工作换环境安全卫生和舒适； 4、最终目的是为了是人机系统细条，保障安全健康和提高工作效率。 人机工程学的研究内容： 1、人的因素方面，主要包括人体生理、心理、人体测量级及生物力学； 2、机的因素方面，主要包括显示器和控制器等物的设计； 3、环境因素方面，驻澳包括采光、照明、尘毒、噪声等对人身心产生影响的因素； 4、人机系统的综合研究：研究人机系统的整体设计；岗位设计；显示器设计；控制器设计；环境设计；作业方法及人机系统的组织管理等。 研究方法：人体尺寸实测法、心理实测法、实验法、分析法、调查研究法、计算机仿真法、图示模拟和模型试验法、感觉评价法。 世界上一些工业发达国家就在客观需要的条件下，提出了“操作方法”课题，如进行过“铁锹作业试验研究”、“砌砖作业实验”、“肌肉疲劳试验”。 安全人机工程学可以定义为：安全人机工程学是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机接合面的安全问题的一门新兴学科。 安全人机工程学主要是从安全的角度和以人机工程学中的安全为着眼点进行研究的，其研究对象是人、机和人机接合面三个安全因素。 安全人机工程学研究的内容： 安全人机工程学的主要研究目的是：对上述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。 人机工程学被分为安全人机工程学和功效人机工程学，其区别是：安全人机工程学是从安全的角度和以人的安全健康与舒适愉快（即要求机适合人）的前提下，保证工作效率；而功效人机工程学则是从工作效率的角度和着眼点侧重于用人保证机的作用，立足与设备的效应，在最大限度地发挥设备效应仪提高工作效率的前提下，保证活动者必要的安全卫生条件和活动环境。 安全人机工程学研究的内容，即安全人机工程学的任务是为工程技术设计者提供人体的数据与要求，包括：1、人体的安全阀值（不致伤害的高低限度和环境要求）；2、人体的允许范围（不影响工作的效率）即各种承受能力； 3、人体的舒适范围（最佳状态）； 4、各种安全防护设施必须适合于人使用时的各种要求等。以这些数据和要求指导工程技术人员进行具体工程设计，从而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全。 P24页计算题 氧债与劳动负荷：劳动开始时，由于人体呼吸，循环机能跟不上氧需，致使肌肉在缺氧的状态下活动，这种供氧量与需氧量的差值，称为氧债。 常量负荷：指劳动时摄氧量与需氧量保持平衡的负荷，即需氧量小于最大摄氧量的各种负荷。此时，只有作业开始2~3min内，由于呼吸和循环系统的活动暂时不能适应氧需，略欠了氧需。其后转入稳定状态，这是人体可以持久作业的最理想的状态。稳定状态结束后，归还所欠氧债。 高量负荷：指需氧量已接近或等于最大摄氧量的负荷。此时，氧债也是在氧需量上升期间出现，到达最大摄氧量后，便维持稳定状态。 超量负荷：若劳动强度过大，需氧量超过最大摄氧量，人体一直在缺氧状态下活动形成较大的氧亏，处于“假稳定状态”下的负荷。由于机体负担的氧债能力有限，活动不能持久。而且劳动结束后，人体还要继续维持较高的
设计中的错觉应用 一、法国国旗 法国国旗如图, 红白蓝三色的比例为35:33:37, 可是我们看到的是一样的比例。 分析: 这是因为白色给人扩张的感觉, 而蓝色给人以收缩的感觉, 利用了视错觉。 二、阿根廷球队队服
如图, 阿根廷球队的队服使球员显得身材苗条, 体态潇洒。 分析: 衣服竖型的条纹是人看起来更瘦, 人衣服横向的条纹把人的目光引向左右则看起来比较丰满, 因此胖子适宜穿竖条纹的衣服。 三、贴瓷砖时黑白搭配 如图, 在贴瓷砖时黑白间错搭配看起来整齐, 如果一边黑一边白就会使白色一边看起来面积比较大, 失去均衡的美感。 分析: 视觉上, 白色看起来会发散, 黑色会往里收缩, 因此会造成错觉。 四、四喜人中应用视觉错觉
如图, 是中国传统版画《四喜人》, 画中描绘了四个小孩玩耍的场景, 可是画中之描绘了两个完整的小孩形象。 分析: 画中在两个小孩中间追加了两个肚兜衔接点, 产生了两个视觉回路, 因此看起来会有四个小孩。 五、异次元庭院
如图, 院子看起来出现了异次元曲面, 弯弯扭扭。 分析: 庭院布置利用了经纬线在平面上表现出了弯曲的曲面的效果。 六、淀川大桥 日本淀川大桥桥面宽阔, 容易出车祸, 桥面漆上了箭型图案, 不在有事故发生。 分析: 箭型图案是驾驶员产生桥面变窄, 车距变小的错觉, 是其自觉放慢车速。 七、咖啡在不同颜色杯子里的错觉 咖啡在不同颜色的杯子里给人浓淡的感觉不一样, 红色更浓。 分析: 利用颜色对比的错觉使人产生这样的错觉, 咖啡店应
用这种错觉, 节约成本且使顾客满意度增加。 八、布朗大学出版部标志 布朗大学出版部的标志, 一幅图案, 能够感觉到俯仰两种视角, 不停变换。 分析: 图案运用了反转的错觉, 使图案有了多样化和立体化。 九、奥普艺术 利用奥普艺术的图片, 中间的线条看起来特别明亮, 很有层次感。 分析: 利用线、形、色的特殊排列, 是图片看起来有律动感, 也是利用了视觉的错觉。 十、医生手术服
人机工程学复习内容 说明:《人机工程学》考试分为A、B试卷,时间为2个小时,题型有辨析题、选择题、简答题、分析题、设计题。以下为复习内容,请大家好好准备,只有认真复习,才会取得好成绩,反之亦反。 友情提醒:考试为开卷考试,考试请带好铅笔、橡皮、草稿纸、尺、快速手绘表现工具——马克笔或彩铅等习惯用的手绘工具(因试卷纸张太薄,马克笔可能不适用)。 注意:虽然为开卷考试,但不可掉以轻心,考题均出自课堂内容,务必温习课本相关内容,重点在于理解知识点,知道如何应用,并在课本上做好笔记。 PS:学校要求只允许带本课程规定教材,不允许带其她教材、参考书、笔记本、打印资料、复印资料等其她任何资料,不然以作弊论处,请各位同学注意,自觉遵守考场规则。(没有教材的同学请注意,请及时购买。当然,对于有信心全部掌握在脑子里的学霸例外。) 祝大家考出好成绩！ 人机工学一般定义:人机工程学就是以人的生理、心理特性为依据,应用系统工程的观点,分析研究人与产品、人与环境以及产品与环境之间的相互作用,为设计操作简便省力、安全、舒适,人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论与方法的学科。 人:就是指操作者,或使用者。 机:泛指人可操作与可使用的物,可以就是机器,也可以就是用具或生活用品、设施、计算机软件等各种与人发生关系的一切事物。 环境:环境就是人与机共处的环境,如作业场所与作业空间,自然环境与社会环境等。研究的基本途径就就是系统的将人的能力、极限、特点、行为与动机等相关信息应用到人们使用的事物与过程的设计与环境中。 研究对象就是人-机-环境系统,研究产品设计中与人有关的问题,将人的需求与能力置于设计技术体系的核心位置。 研究目的就是使系统高效运行且系统中的人获得安全、健康与舒适,为产品、系统与环境的设计提供与人相关的科学数据。追求实现人类与技术完美与谐融合的目标。 人机关系要实现的目标:实现高效、舒适、健康、安全等目标。 所谓人机工程学,亦即就是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法,对人体结构特征与机能特征进行研究,提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系与可及范围等人体结构特征参数; 还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数,分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性; 分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力;探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。 人体测量学就是人机工程学的一门分支学科,就是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。它就是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间与群体之间在人体尺寸上的差别,用以研究人的形态特征,从而为各种工业设计与工程设计提供人体测量数据。人体测量学就是人机工程学的重要组成部分。进行产品设计时,为使人与产品相互协调,必须对产品同人相关的各种装置作适合于人体形态、生理以及心理特点的设计,让人在使用过程中,处于舒适的状态以及方便地使用产品。因此设计师应了解人体测量学,生物力学方面的基本知识,并熟悉有关设计所必需的人体测量基本数据的性质、应
湖南工程学院安全人机工程学测试题及答案 一、名词解释（共6小题，每小题4分，共24分） 1、安全人机工程学 2、人机结合面 3、人机功能分配 4、反应时间 5、安全色 6、人误 二、填空题：（共13小题，共26分） 1、人机工程学的分支有____人机工程学和____人机工程学。（2分） 2、人所接受的信息中____觉信息所占比例最大、____觉信息次之。（2分） 3、人的认知可靠性模型将人的行为分为____、____和____三种类型。（3分） 4、若男性身高的第5百分位数为158.3CM则有____%男性身高大于158.3CM。（2分） 5、若女性身高的第95百分位数为165.9CM则有____%女性身高大于等于165.9CM。（2分） 6、人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级，最常用的是以第____、第____、第____三种百分位数来表示。（3分） 7、人的感觉按感觉器官分类共有8种，通过眼，耳，鼻，舌、肤五个器官产生的感觉称为“五感”，此外还有____、____、____等。（3分） 8、感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，产生____。所谓“久居兰室而不闻其香”就是这个原因。（1分） 9、当人的视野中有极强的亮度对比时，由光源直射出或由光滑表面的反射出的刺激或耀眼的强烈光线，称为____。（2分） 10、提高作业的____是减轻疲劳、提高作业安全可靠性的根本措施。（1分） 11、经验人机工程学时期的三项著名试验是____、____、____。（3分） 12、大脑Ⅲ级觉醒水平是最佳觉醒状态，其维持时间约____分钟。（1分） 13、由于生理、心理及各种光、形、色等因素的影响，人在视觉过程中，会产生____等现象。（1分） 三、问答题：（共6小题，共50分） 1、人机功能分配的原则有哪些？（8分） 2、简述提高机器设备可靠性的方法。（8分）
人机工程学复习提纲（2014.4） 题型： 一、填空：30分 二、选择：20分 三、判断：10分 四、简答：25分 五、综合：15分 第1章人机工程学概论 1、人机工程学概念。 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。
1.人的特性的研究； 2.机器特性的研究； 3.环境特性的研究； 4.人—机关系的研究； 5.人—环境关系的研究； 6.机—环境关系的研究； 7.人—机—环境系统性能的研究。 研究方法：观察分析法、实测法、实验法、模拟和模型实验法、计算机数值仿真法。 4、人机工程学的学科体系。 它是以人体科学中的人体解剖学、劳动生理学、人体测量学、人体力学和劳动心理学等学科为“一上肢”；以环境科学中的环境保护学、环境医学、环境卫生学、环境心理学和环境监测学等学科为“另一上肢”；而以管理科学为“一下肢”；以人文科学为“另一下肢”；而以工程科学中的工业设计、工业工程、工程设计、安全工程、系统工程以及管理工程等学科为“躯干”，形象地构成了本学科体系。 1.为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参考 2.为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据 3.为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则 4.为进行人—机—环境系统设计提供理论依据 5.为坚持以“人”为核心的设计思想提供工作程序
第2章人体测量与数据应用 1、人体测量学的概念。 通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。 2、人体测量数据的分类。 主要分为两类，即人体构造尺寸和功能尺寸的测量数据。人体构造尺寸是指静态尺寸；人体功能尺寸是指动态尺寸，包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸。 3、人体测量对产品设计的意义？ （1）、通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。 （2）、各种机械、设施、设备和工具等设计对象在适合于人的使用方面，首先涉及的问题是如何适合于人的形态和功能范围的限度。 （3）、提高设计对象的宜人性，让使用者能够安全、健康、舒适地工作，从而有利于减少人体疲劳和提高人机系统的效率。 5、人体测量常用仪器。 1.人体测高仪； 2.人体测量用直脚规； 3.人体测量用弯脚规。 6、人体测量中主要统计函数的概念，百分位数概念的灵活应用。 均值：表示样本的测量数据集中地趋向某一个值。均值是描述测量数据位置特征的值，可以用来衡量一定条件下的测量水平和概括的表现数据的集中情况。 方差：描述测量数据的中心位置上下波动程度差异的值。方差表明样本的测量值是变量，既趋向均值又在一定范围内波动。 标准差：方差的平方根。 抽样误差：又称标准误差，即全部样本均值的标准差。Sx=Sd/√ n. 百分位数：人体测量的数据常以百分位数Pk作为一种位置指标、一个界值。一个百分位数将群体或样本的全部测量值分为两部分，有K%的测量值等于和小于它，有（100-K）%的测量值大于它。 7、我国成年人人体结构尺寸：主要尺寸的概念及百分位选择应用。 主要尺寸：身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共六项为人体主要尺寸数据。 8、人体测量数据的应用：产品最小功能尺寸和最佳功能尺寸的通用公式。 最小功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量 最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量 9、人体尺寸的应用方法步骤。 （1）确定所设计产品的类型； （2）选择人体尺寸百分位； （3）确定功能修正量；
第二章人体测量及其应用 举例1：大众汽车单人汽车 一般汽车最少都是四到五人乘坐空间也有少数两人的单开门如smart 还有山寨小贵族可是这辆汽车只能驾驶员独自驾驶 优点是在于流线型体积小省油速度快 我们把他作为开场白是想说人体的尺度做设计不是说简单的比如亚洲的男性平均身高做设计我们要针对不同的人群不同的尺寸特性比如胖子高个挨个这款车想想看应该为胖子设计还是小瘦子应该为高个子还是矮个子设计。很显然如果矮个子瘦子刚好合适那么胖子和高个子就做不进去尺寸应该以什么为依据呢显然是大模子块头大的人如果能够驾驶这辆车那么小个子的人自然也能驾驶这个例子告诉我们在人机工程学并没有在拿平均值去做设计那么简单而是针对目标人群的民族性别和个性尺度 举例2： 这是一张胖子和瘦子在一起工作的图片，由于工作的投入胖子占地越来越大瘦子吃了苦因此在设计中要充分考虑那些大模子所占的空间尺寸他们如果挥洒自如那么所有空间的设计一定是没有问题的。 人体测量学概述 达芬奇的图著名的人体比例图 人体测量简史2000多年前罗马建筑师维特鲁威为希腊神庙建筑研究了人体各部分的比例。做设计的时候用到了人体的一些形象总结了人体各部分尺寸的一些关系如人头部的长度相当于人整个身高的几分之几，把这些经验形成书面的文字达芬奇画了出来 19世纪中叶Bonomi绘制的标准男人设想图专为教学做的版图这是一个纯粹的尺寸里面也出现了方块和圆圈这方块和圆圈就出自那名罗马建筑事， 这样说的一个人以两手平伸左指尖与右指尖的距离就是你的身高所有当被问到身高问题时，有人会这样告诉别人自己的身高。 圆圈四肢伸展无论朝哪个方向指尖-指尖脚尖脚尖构成了一个圆圈这个圆圈的的圆心是肚脐，这是个客观的事实。 还有比如手的虎口一眨大约200毫米出入不大用这个度量家具比如讲台110毫米。所以我们身体中有很多尺度关系在设计中可以使用到。比如如果是地砖知道尺寸能知道教室的长宽如果是水泥的或地板就可以通过计算跨步大概估计出来 比利时的数学家奎特莱特于1870年发表了《人体测量学》，创建了人体测量学这一学科。直至20世纪40年代前后工业化社会的发展，人们对人体尺寸测量有了新的认识，二战的爆发更推动了他在军事工业上的应用。目前，国际上关于人体测量学的研究已经非常广泛和深入，取得了比较丰富和完善的人体尺度数据。 人体测量数据 人体尺寸是设计师确定其产品尺寸的重要依据之一。作为产品的设计师必须了解人体各部分的尺寸，只有这样，才能预先确定产品的使用者在其有关位置上的能见范围和活动范围，并针对这些要求从人体的极限尺寸和所能采取的姿势的角度进行分析和做出判断。 这样的判断对未来产品的影响极大，它不仅影响操作效率和产品的外形，而且对安全也至关重要。可以设想、如果安装的应急按钮使大多数人伸长手臂都无法触及的话，其后果是可想
安全人机工程学复习题及答案 一、单项选择题 1.（ D ）是世界上开展人机工程学研究最早的国家， 但本学科的奠基性工作实际上是在美国 完成的。 A.美国 B. 德国 C. 法国 D. 英国 2?必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（象通道、出入口、防触及危险部位的安 全距离等），应以第（D ）百分位的值作为适用的人体尺寸； A.50 B.80 C.90 D.95 3?按钮有三个主要参数为： （B ）、作用力及移动距离。 A.体积 B. 直径 C. 色彩 D. 形状 4. 模拟显示大都是靠指针指示。指针设计的人机学问题，主要从下列几方面考虑，但其中 （D ）不属于重点考虑范围。 A.手套 B. 鞋 C. 工作服 D. 口罩 13?按钮有三个主要参数为： （B ）、作用力及移动距离。 A.体积 B. 直径 C. 色彩 D. 形状 14?照明的均匀性主要从（ D ）上来解决。 A.空间的大小 B. 设备的布置 C. 光源的选择 D. 灯具的布置 15?通过人与机器的特性比较，进行客观的和符合逻辑的分配，这是（ C ）。 A.剩余分配原则 B. 经济分配原则 C.比较分配原则 D. 弹性分配原则 16?人机界面设计，首要的是人与机器的信息交流过程中的（ B ）。 A.准确性、可靠性及美观度 B. 准确性、可靠性及有效度 C.准确性、可靠性及速度 D. 连续性、速度及有效度 二、填空题 1.经验人机工程学时期的三项著名试验是 _铁锹作业实验、砌砖作业实验 ，肌肉疲劳试验 2?划分开环与闭环人机系统的依据是 —有无反馈控制作用（4） __。 3?研究人机系统中人的各种特性是安全人机工程学的主要研究范围和内容之一，而人机系 统中人的特性是指人的 _生理特征（5） _和__ （6）心理特征 _。 4 ?人体测量的数据常以 _百分数 _来表示人体尺寸等级， 最常用的是以第_5%第_50%__ 第__第95%_三种百分位数来表示。 5. 就人、机、环境的总系统而言， _ （11 ）人_与环境、_ （12）机_与环境可以作为子 系统来对待。 5?为了使操作人员在工作时行动自如，避免产生不良的心理障碍和身体损伤，最小工作间 的地面面积不得小于（B ）米2。 A.80 B.8 6 ?人机界面主要指（ A.控制和运行系统 C.显示系统 C.0.8 D ）。 B. D. D.20 控制系统 显示和控制系统 7. （ B ）是指机器处于正常工作状态下的偶发故 障。 A.初期故障 B. C.耗损故障 D. &能量代谢率的英文简写是（ A. BMR B. RBR 9.在人的三种视野中， C ）。 C. RMR （B ）范围最大。 动视野 C. 10?下列（B ）不属于疲劳测定方法。 A.闪光融合值测定 B.空气含氧量测定 11.温度计、速度计均属于（ B A.屏幕式显示 B. 定量显示 12?闪光信号的闪烁频率一般为（ D A. 0.6 ?167Hz B. 6 ?167Hz C. 随机故障 晚期故障 D.RMB 注视野 D. 视平面 能量代谢率测定 定性显示 D. D. 心率测定 C. ）,亮度对比较差时，闪光频率可稍 咼。 C. 0.6 ?16.7Hz D. 0.6 警告性显示 1.67Hz