人机工程学第五讲1

人机界面设计人机系统与人机界面首先再次澄清人机工程学定义中的重要术语人是指劳动的主体；机是指劳动工具、机械设备、劳动手段和环境条件；还有一个词汇我们经常在电视或报刊中看到，“界面设计”，如这个手机的“界面设计”绝无伦比等。

那什么是界面呢，什么叫人机界面呢，就是人和机在信息交换上和功能上接触的或相互影响的领域。

比如，矿泉水瓶，中间有段收身，拿瓶子的人大部分是握住中间的部分，很少有人两手指捏着上部的，为什么呢，中间有腰身，手握时不容易下滑。

那么手握的中间有塑料皮的这一段就是人机界面，这个界面叫触觉界面——手去接触。

还有一个界面，上面的盖子上的竖条纹，用手去拧才能打开瓶盖，竖条纹的地方也是一个人机界面，也是触觉界面；打开了，喝水——触觉界面——嘴唇接触它。

还有一些视觉界面的——比如手机，点亮屏幕——视觉界面——上面很多图标、颜色、字体的大小很清晰，一目了然，这是给人看的，所以是视觉界面。

还有听觉界面——手机响铃，可以设置声音渐强，这就比较符合人机工学；下课铃声很大，容易吓到人，就不符合人机工程。

还有嗅觉界面——如生活中用的天然气中大多添加了难闻的气体，为了当有天然气泄漏的时候能让人及时警觉到出现问题，这就是嗅觉界面设计，有警示作用。

还有过一种设计，一种工作椅。

，有些工作岗位，比如电力系统中会有些工作是每隔一段时间就要记录仪表数据的。

但是如果上夜班，人会非常困，容易睡着，这把专用的椅子坐在上面，如果人是清醒的就会经常改变体位，它就知道你是清醒；如果长时间椅子的震动感应器没有感应，说明你一直一个姿势，它就觉得你是睡着了，就会自动抖动，把人抖醒，或者侧面有喷枪，喷出难闻的气味，让人清醒。

在人机系统中，人与机相互作用，相互联系，构成一个整体。

（图）人和机器在人机系统中功能是有分配的，如一台照相机在手上是傻瓜机，一台是职业记者用的专业相机，它们的人机分配是不同的；不会摄影人想买部好的傻瓜相机，再好也没有专业相机，因为它没有景深，什么都是自动设定的，没有职业摄影师用的相机能够自如修订参数，可以用滤色镜，反光板，自己设定曝光时间来得到他想得到的特殊效果。

人机工程学讲义课程说明１．课程性质：工业设计专业基础课专业主干课２．课程教学的目的及意义使学生掌握人机工程学的基本原理、原则与规律；启发学生的设计思维、培养工业设计中贯穿人机工程设计的思维方式，联系设计实践，锻炼学生发现问题与解决问题的能力，培养其理论联系实际的优良学风。

3．教学内容及要求本课程是一门多学科综合的边缘学科。

人机学研究的要紧内容就是“人－机－环境”系统，人机学既研究人、机、环境每个子系统的属性，又研究人机系统的整体结构及其属性。

力求达到人尽其力，“机”尽其用，环境尽其美，使整个系统安全、高效，且对人有较高的舒适度与生命保障功能。

最终目的是使系统综合使用效能最高。

要求学生在产品设计过程中掌握人机工学的基本理论与基本方法，具备独立应用人体工学于产品设计的能力。

４．教学方法及教学手段1）课堂精讲利用多媒体等手段讲解人机工程学的有关理论内容2）课堂讨论与学生一起分析讨论产品设计实例, 启发思维，教学互动3）课题设计指导学生按照人机工程学的思想与方法进行实际的设计5．要紧参考书目《人机工程学》丁玉兰2005年北京理工大学出版社《人机工程设计》郭青山汪元辉1999年天津大学出版社《产品设计中的人机工程学》王继成2004年化学工业出版社《设计心理学》[美] 唐纳德A 诺曼2003年中信出版社《有用设计人机工程学》王熙元等2001年中国纺织大学出版社《人机界面设计》罗仕鉴等2002年机械工业出版社《工业设计应用人类工程学》周美玉2001年中国轻工出版社第一章人机工程学概论同学们你们所学的专业是工业设计，工业设计目的是满足人的需求，包含物质层面也包含精神层面，不管是我们设计一个产品、设计一个空间，人的需求是设计的出发点，也是设计的目的与归宿。

人机工程学是研究人、机、及其工作环境之间相互作用的学科。

其研究目的是使在所设计的人机环境系统中，人尽其力，“机”尽其用，环境尽其美，使整个系统安全、高效，且对人有较高的舒适度与生命保障功能。

人机工程学完整课件教学内容：本节课的主题是《人机工程学》，我们使用的教材是《小学科学》的第8章。

本章主要介绍了人机工程学的基本概念、设计和应用。

具体内容包括：人机工程学的发展历程、人机交互的基本原理、人机界面设计、人的心理和生理特性、安全与健康等。

教学目标：1. 让学生了解人机工程学的基本概念，知道它在我们日常生活中的应用。

2. 培养学生运用人机工程学的原理解决实际问题的能力。

3. 提高学生对人机界面设计的认识，培养他们的创新意识和动手能力。

教学难点与重点：难点：人机工程学的基本原理及其在实际应用中的体现。

重点：人机界面设计的原则和方法。

教具与学具准备：教具：电脑、投影仪、PPT课件、实物模型等。

学具：笔记本、彩色笔、贴纸等。

教学过程：1. 导入：通过一个有趣的动画短片，引导学生了解人机工程学在日常生活中的应用，激发学生的学习兴趣。

2. 新课导入：介绍人机工程学的定义、发展历程和基本原理，让学生对人机工程学有一个整体的认识。

3. 案例分析：分析一些实际案例，让学生了解人机工程学在现实生活中的应用，如汽车方向盘的设计、电脑鼠标的使用等。

4. 小组讨论：让学生分成小组，讨论人机界面设计的原则和方法，并分享各自的观点。

5. 实践活动：让学生分组进行人机界面设计，选取一个日常生活用品，如笔筒、水杯等，对其进行改进设计，使之更符合人机工程学原理。

6. 成果展示：每组展示自己的设计作品，其他同学进行评价，教师进行点评。

板书设计：人机工程学定义：研究人、机器和环境之间的相互作用，以提高工作效率和安全性的一门学科。

发展历程：早期、现代基本原理：人的心理和生理特性、人机交互原理应用：日常生活、工业、医疗等领域作业设计：1. 请简述人机工程学的基本原理。

2. 举例说明人机工程学在日常生活中的应用。

3. 根据人机工程学原理，设计一个更符合人体工程学的笔筒。

课后反思及拓展延伸：本节课通过案例分析、小组讨论、实践活动等形式，使学生对人机工程学有了更深入的了解。

人操纵机器时所需要的活动空间ERGONOMICS操作顺序ERGONOMICSYuan Quan人机工程学二、人体尺度人体尺寸的约束条件男子95百分位女子Æ男性的0.9346倍 常用的姿势坐姿、立姿、坐－立姿 人体测量的数据类型静态数据、动态数据充分反映使用者的群体特征 基于功能尺寸做出设计考虑身体各部位的关联与影响ERGONOMICSYuan Quan人机工程学二、人体尺度（续） 人体测量的步骤要点(1) 确定人体尺度如座椅设计中，人的坐高、大腿长等(2) 确定设计对象的使用者群体决定必须考虑的尺度范围。

(3) 确定数据运用准则个体设计准则按群体某特征的最大/最小值设计。

可调设计准则使群体的大多数能舒适操作或使用。

平均设计原则某些设计要素按群体特征的平均值考虑。

ERGONOMICS性质。

人机工程学ERGONOMICSERGONOMICSYuan Quan人机工程学三、作业空间范围（续）（一）近身作业范围¾正常作业范围¾最大作业范围¾舒适作业范围　¾直臂作业区域的决定因素：肩关节转轴高度该转轴到手心（抓握）或指尖的距离¾以肩关节为圆心的直臂抓握半径: 男性650mm，女性580mm。

　第5百分位的人体坐姿抓握尺度范围ERGONOMICSYuan Quan人机工程学实际上的水平面作业范围：脚的作业范围：以脚可能移动的距离来确定。

脚的操作力大，但精确度差、活动范围小，限于踏板类操作。

ERGONOMICSYuan Quan人机工程学三、作业空间范围（一）近身作业范围（续） 最优作业范围¾正常的脚作业空间范围身体前侧、座高以下的区域舒适的作业范围取决于——身体尺寸与动作性质¾坐姿男子手和脚在垂直平面内的最优作业范围ERGONOMICSYuan Quan人机工程学三、作业空间范围（一）近身作业范围（续） 最优作业范围坐姿操作时手的空间作业范围¾圆弧实线——正常作业范围¾圆弧虚线——最大作业范围¾阴影——右手的最优作业范围ERGONOMICSYuan Quan人机工程学第二节作业空间设计一、作业空间的布置是指在作业空间限定之后，确定合适的作业面及显示、操纵装置的位置。

第五章人机工程学知识第一节人机工程学概论一、关于人机工程学器物要和与人(使用者)相关的各种因素相适宜。

这是现代人机工程学基本理论的通俗表述。

这里所讨论的基本概念，就是希望工业设计所设计出来的各类产品，能够让使用者使用时更加舒适，所设计出来的各种工具能够更加轻松地达到目的而且还更省力。

所谓“与人相关的因素”，包括人体尺寸、体能、肢体力量等人体生理方面的因素，还涉及到人的感知、认知、情感、精神、心理、社会等更多与我们生存的环境相关的方面。

在工业设计的所有领域——产品设计、视觉传达设计、环境设计中都很重要，而且在工业工程、管理工程中也很重要。

国际人机工程学学会对人机工程学所下的定义如下：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、家庭生活中与闲暇时怎样考虑人的健康，安全、舒适和工作效率的学科。

定义的第一句话指出，人机工程学的研究对象是工作环境中的解剖学、生理学、心理学等方面的因素。

第二句话指出，人机工程学的研究内容是人—机—环境的最佳匹配、人—机—环境系统的优化。

第三句话指出，人机工程学的研究目的是设计一切器物都要随时考虑人们生活、工作的安全、舒适、高效。

人机工程学设计要求的“安全、舒适、高效”是重要的，但也要受到其他条件的约束、其他目标的制衡，不是惟一的，也未必总是优先的。

实际设计中，应该是在限定条件下提高安全、舒适、高效的程度。

人机工程学里所说的“机”或“机器”是广义的，泛指一切人造器物：大到飞机、轮船、火车、生产设备，小到一把钳子、一支笔、一个水杯；也包括室内外人工建筑、环境及其中的各种设施等等。

二、人机工程学的研究内容与方法（一）人机工程设计的内涵和目的什么是“人机工程设计”?人机工程设计与其他设计有什么区别?这是学习本节中首先应该明确的问题。

简要地说，人机工程设计的对象是人机界面，涉及解剖学、生理学、心理学等人的因素，要达到的目标是生活、工作的舒适、安全、高效。

人机工程学课程教案一、课程简介1.1 课程名称：人机工程学1.2 课程目标：使学生了解并掌握人机工程学的基本概念、原理和方法，能够运用人机工程学的知识解决实际问题。

1.3 课程内容：本课程主要内容包括人机工程学的基本概念、人的心理与生理特性、人机系统设计、人机界面设计、人机工程实验等。

二、教学方法2.1 讲授法：通过教师的讲解，使学生了解人机工程学的基本概念、原理和方法。

2.2 案例分析法：通过分析实际案例，使学生掌握人机工程学在实际应用中的技巧和方法。

2.3 实验法：通过人机工程实验，使学生亲自体验人机工程学的基本原理和方法。

三、教学内容3.1 第一章：人机工程学概述人的心理与生理特性人机系统的基本概念人机工程学的起源与发展3.2 第二章：人的心理与生理特性人的感知与认知人的心理与行为人的生理特性3.3 第三章：人机系统设计人机系统的组成与结构人机系统的分析与设计方法人机系统的评价与优化3.4 第四章：人机界面设计界面设计的基本原则界面设计的方法与技巧界面设计的评价与优化3.5 第五章：人机工程实验实验设备与方法实验项目与内容四、教学评估4.1 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况等，占总成绩的30%。

4.2 期中考试：包括选择题、填空题、简答题等，占总成绩的30%。

4.3 期末考试：包括论述题、案例分析题等，占总成绩的40%。

五、教学资源5.1 教材：人机工程学教程，，机械工业出版社，2024年。

5.2 课件：教师自制的课件，用于辅助讲解和展示。

5.3 实验设备：人机工程实验设备，用于实验教学。

六、教学活动安排6.1 第六章：人机系统的安全与舒适安全人机工程的基本原则人的失误与事故分析人机系统的舒适性设计6.2 第七章：人机系统的故障分析与预防故障模式与效应分析（FMEA）故障树分析（FTA）人机系统的可靠性设计6.3 第八章：人机工程在产品设计中的应用产品设计中的人机工程考虑产品可用性评估案例研究：人机工程在汽车设计中的应用6.4 第九章：人机工程在工业工程中的应用工业工程与人机工程的关系生产线设计中的人机工程问题案例研究：人机工程在智能制造中的应用六、第十章：人机工程学的未来发展新技术在人机工程学中的应用人机工程学面临的挑战与机遇学生分组讨论：人机工程学在未来十年的发展趋势七、教学评估7.1 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况等，占总成绩的30%。

《人机工程学》课件一、教学内容本节课的教学内容来自于人机工程学教材的第五章，主要讲述了人机交互的基本原理和方法。

具体内容包括：人机交互的定义、人机交互系统的组成、交互方式的选择、交互界面的设计以及交互过程中的心理因素等。

二、教学目标1. 让学生了解人机交互的基本原理和方法，理解人机交互系统的组成。

2. 培养学生选择合适的交互方式，设计美观、易用的交互界面的能力。

3. 引导学生关注交互过程中的心理因素，提高交互效果。

三、教学难点与重点重点：人机交互的基本原理、人机交互系统的组成、交互方式的选择、交互界面的设计。

难点：交互过程中的心理因素分析。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。

学具：教材、笔记本、文具。

五、教学过程1. 实践情景引入：以日常生活中常见的手机交互界面为例，让学生观察并分析手机交互界面的设计，引出本节课的主题——人机工程学中的人机交互。

2. 教材讲解：（1）人机交互的定义：人机交互是指人与计算机之间的信息交流和相互作用。

（2）人机交互系统的组成：输入设备、输出设备、处理器、人机界面。

（3）交互方式的选择：根据任务需求、用户特点等因素选择合适的交互方式。

（4）交互界面的设计：界面布局、色彩搭配、图标设计等。

（5）交互过程中的心理因素：用户需求、用户体验、用户满意度等。

3. 例题讲解：以一款手机应用的交互界面设计为例，分析其界面布局、色彩搭配、图标设计等方面，引导学生运用所学知识进行分析。

4. 随堂练习：让学生以小组为单位，选取一款日常生活中的软件，分析其交互方式、界面设计等，并给出改进意见。

5. 板书设计：人机交互基本原理人机交互定义：人与计算机之间的信息交流和相互作用。

人机交互系统组成：输入设备、输出设备、处理器、人机界面。

交互方式选择：根据任务需求、用户特点等因素选择合适的交互方式。

交互界面设计：界面布局、色彩搭配、图标设计等。

交互过程中的心理因素：用户需求、用户体验、用户满意度等。

第五讲_集气罩的设计集气罩是一种广泛应用于化工、石油、医药等行业的设备，用于收集废气或有害气体，保护环境和人类健康。

集气罩的设计至关重要，不仅涉及到其收集效率和操作便利性，还需要考虑到材料的选择和安全性等因素。

本文将详细介绍集气罩的设计要点和注意事项。

其次，集气罩的设计还需考虑到操作人员的人机工程学因素。

集气罩需要能够便于操作人员将废气或有害气体引入其中，并确保操作人员的安全性。

为了实现这一点，集气罩需要具有合适的入口和出口，以便操作人员能够方便地将废气引入集气罩，同时避免操作人员暴露在有害气体中。

此外，集气罩还需考虑到操作人员使用的便捷性，如适当设置抓手和支撑装置等。

另外，集气罩的设计还需要考虑到设备的维护和清洁。

废气在经过集气罩时会产生沉积物，因此集气罩需要尽可能便于清洁和维护。

为此，可以采用可拆卸式设计，方便操作人员进行维护和清洁。

同时，还可以适当设置观察窗口或清洁孔等，以便清洁人员可以及时观察和清除沉积物。

最后，集气罩的设计还需要考虑到操作环境和设备的安全性。

在一些工业环境下，如化工厂和石油化工设备等，可能存在爆炸、火灾等安全隐患，因此集气罩的设计需要考虑到这些因素。

可以选择适当的防爆材料和防爆措施，确保集气罩的安全使用。

综上所述，集气罩的设计需要兼顾收集效率、操作便利性、安全性和维护性等多个方面。

只有综合考虑这些因素，才能设计出功能完善、安全可靠、易于维护的集气罩。

对于集气罩的设计人员来说，还需不断学习和积累经验，不断改进和完善设计，以满足不同行业和场所的需求。

人机工程学课程教案第一章：绪论1.1 课程介绍解释人机工程学的定义和研究领域强调人机工程学在现代工程设计中的重要性1.2 人机工程学的历史和发展介绍人机工程学的发展历程和重要里程碑讨论人机工程学的发展趋势和未来展望第二章：人的因素2.1 人的能力与限制讨论人的感知、认知、运动和情绪能力分析人的生理和心理限制2.2 人机交互介绍人机交互的基本原理和方法探讨人与计算机、的交互方式和技术第三章：机器和人机系统设计3.1 系统设计原理介绍系统设计的基本原则和方法强调人机系统的整体性和兼容性3.2 界面设计讨论界面设计的目标和要求分析不同类型界面的设计方法和实例第四章：人机工程学应用案例分析4.1 汽车人机工程学分析汽车驾驶舱设计和操作界面的人机工程学应用讨论汽车安全系统和智能驾驶技术4.2 工业与人机协作介绍工业的基本原理和应用领域探讨工业与人机的协作模式和安全性第五章：评估与改进5.1 人机工程学评估方法介绍人机工程学评估的方法和技术强调评估过程中的数据收集和分析方法5.2 人机工程学改进策略讨论根据评估结果进行人机工程学改进的策略和方法强调持续改进和人机工程学的实践应用第六章：环境因素与人机工程学6.1 环境对人的影响分析温度、噪声、振动等环境因素对人的影响讨论人在不同环境下的工作能力和舒适度6.2 环境设计与人机工程学介绍环境设计的基本原则和方法探讨环境设计在提高人机系统性能方面的作用第七章：人机工程学在产品设计中的应用7.1 产品设计原则介绍产品设计中的人机工程学原则强调产品设计应以人为中心7.2 产品设计案例分析分析生活中常见产品的人机工程学设计案例讨论产品设计中的创新与实践第八章：人机工程学在工程管理中的应用8.1 工程管理与人机工程学介绍工程管理中的人机工程学应用强调人机工程学在提高工程管理效率和安全性方面的作用8.2 工程管理案例分析分析工程管理中人机工程学应用的案例讨论工程管理中的挑战与解决方案第九章：人机工程学在安全与健康中的应用9.1 安全与健康中人机工程学的作用分析人机工程学在安全与健康领域的作用强调人机工程学在预防事故和提高工作舒适度方面的意义9.2 安全与健康案例分析分析人机工程学在安全与健康领域应用的案例讨论如何通过人机工程学提高工作场所的安全性和健康性第十章：未来挑战与发展方向10.1 技术发展对人机工程学的影响讨论新兴技术如、虚拟现实等对人机工程学的影响分析技术发展对人的能力、限制和需求的改变10.2 人机工程学的未来发展展望人机工程学的未来发展趋势和挑战强调人机工程学在推动可持续发展和创新中的重要作用重点和难点解析重点环节：1. 第一章绪论中的课程介绍和人机工程学的历史和发展。