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。