人机知识点整理

⼈机知识点整理

第⼀章 ⼈机⼯程学概论1. ⼈机⼯程学：是研究⼈、机械及其⼯作环境之间相互作⽤的学科。

2. ⼈机⼯程学名称：⼈类⼯效学、⼈间⼯学、⼈-机-环境系统⼯程、⼈体⼯程学、⼈类⼯

程学、⼯程学⼼理学、宜⼈学、⼈的因素等。3. ⼈机⼯程学的发展阶段：

1） 经验⼈机⼯程学【特点】：机械设计的主要着眼点在于⼒学、电学、热⼒学等⼯程技

术⽅⾯的原理设计上，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；2） 科学⼈机⼯程学【特点】：重视⼯业与⼯程设计中“⼈的因素”，⼒求使机器适应于

⼈；3） 现代⼈机⼯程学【特点】：现代⼈机⼯程学着眼于机械装备的设计，使机器的操作不

越出⼈类能⼒界限之外；密切与实际应⽤相结合，通过严密计划设定的⼴泛实验性

研究，尽可能利⽤所掌握的基本原理，进⾏具体的机械装备设计；⼒求使实验⼼理

学、⽣理学、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。4．现代⼈机⼯程学研究的⽅向是：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。5.⼈机⼯程学科的研究⽅法：观察分析法、实测法、实验法、模拟和模型试验法、计算机数

值仿真法。

第⼆章 ⼈体测量与数据应⽤1.⼈体测量：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。2.⼈机⼯程学范围内的⼈体形态测量数据主要有两类：

⼈体构造尺⼨：是指静态尺⼨

功能尺⼨：是指动态尺⼨3.⼈体测量主要⽅法：普通测量法、摄像法、三维数字化⼈体测量法。

4.

⼈体测量基准⾯：⽮状⾯、正中⽮状⾯、冠状⾯、横断⾯、眼⽿平⾯5.百分位：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。

6.百分位数：百分位数是百分位对应的数值。例如，⾝⾼分布的第5百分位数为1543，则

表⽰有5%的⼈的⾝⾼将低于这个⾼度。7.计算题：

（⼀）、求某百分位数⼈体尺⼨：

在⼈体测量资料中，常常给出的是第5、第50和第95百分位数值。在设计中，当需要

得到任⼀百分位数值时，则可按下式求出：1%－50%之间的数值：50%－99%之间的数值：P=M+(SK)

例题：

例1 ：设计适⽤于90%华北男性使⽤的产品，试问应按怎样的⾝⾼范围设计该产品尺⼨？

解：由表查知华北男性⾝⾼平均值M=1693mm ，标准差S=56.6mm.要求产品适⽤于90%的⼈，

故以第5百分位和第95百分位确定尺⼨的界限值，由表查得变换系数K=1.645即：第5百分位数为：P=1693-（56.6*1.645）=1600mm 第95百分位数为：P=1693+（56.6*1.645）=1786mm

结论：按⾝⾼1600-1786mm 设计产品尺⼨，将适应⽤于90%的华北男性。讨论：平均值是作为设计的基本尺⼨，⽽标准差是作为设计的调整量的。

（⼆）、求数据所属百分率：

当需要得到某项⼈体测量尺⼨M1所处的百分率P时，可按下列步骤及公式求得：Z=（M1-M）/S

然后根据Z值查表得⼩p的值，再按下列公式求百分率P：P=0.5+p

例2 已知男性A⾝⾼1720mm，试求有百分之多少的西北男性超过其⾼度？

解：由表查得西北男性⾝⾼平均值M=1684mm，标准差S=53.7mm

那么 Z=（1720-1684）/53.7=0.670

再根据Z=0.670查表得p=0.2486(0.249) 即 P=0.5+0.249=0.749

结论：⾝⾼在1720mm以下的西北男性为74.9%，超过男性A⾝⾼的西北男性则为25.1% 8.产品尺⼨设计分类：Ⅰ型产品尺⼨设计：需要两个⼈体尺⼨百分位数作为尺⼨上限值和下限值的依据

（⼜称双限值设计）Ⅱ型产品尺⼨设计：只需要⼀个⼈体尺⼨百分位数作为尺⼨上限值或下限值的依据

（⼜称单限值设计）ⅡA型产品尺⼨设计：只需要⼀个⼈体尺⼨百分位数作为尺⼨上限值的依据

（⼜称⼤尺⼨设计）例如：安全距离ⅡB型产品尺⼨设计：只需要⼀个⼈体尺⼨百分位数作为尺⼨下限值的依据

（⼜称⼩尺⼨设计）例如：⽹的孔隙Ⅲ型产品尺⼨设计：只需要第50百分位数（P50）作为产品尺⼨设计的依据

（⼜称平均尺⼨设计）9.着装修正量：考虑有关⼈体尺⼨时，给⾐服、鞋、帽留下适当的余量，在⼈体尺⼨上增加

适当的着装修正量。

功能修正量：由于姿势不同⽽引起的变化量和考虑实现产品不同操作功能所需修正量，这些修正量的总计就是功能修正量。

⼼理修正量：为了克服⼈们⼼理上产⽣的“空间压抑感”、“⾼度恐惧感”等⼼理感受，或者为了满⾜⼈们“求美”、“求奇”等⼼理需求，在产品最⼩功能尺⼨上附加

⼀项增量，称为⼼理修正量。

第三章⼈体感知与信息处理1.反射：神经系统调节机体的活动，对内、外环境的刺激作出⼀定的应答反应，称为反射。反射是神经系统调节机体活动的⼀种基本形式。

参与⼀个反射活动的全部结构组成该反射的反射弧。

反射弧具有五个基本环节，即感受器传⼊神经元中间神经元传出神经元效应器2.在正常情况下，⼈的两眼所能感受到的波长⼤约是380nm(1nm=10的-9次⽅m)到780nm。

3.视⾓：确定被看物尺⼨范围的两端点光线射⼊眼球的相交⾓度。α=2arctan(D/2L)

α—视⾓；D—被看物体上两端点的直线距离；L—眼睛到被看物体的距离；

临界视⾓：眼睛能分辨被看物体最近两点的视⾓。

视⼒：眼睛能分辨物体细微结构能⼒的⼀个⽣理尺度。

视⼒=1/能够分辨的最⼩物体的视⾓4.视野：是指⼈的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看前⽅物体时所能看得见的空间

范围，常以⾓度来表⽰。

⽔平⾯内：双眼视区⼤约在左右60°以内的区域：

视野范围：辨别字的视线⾓度：10°-20°；辨别字母的视线⾓度：5°-30°垂直平⾯：最⼤视区为视平线以上50°和视平线以下70°。

颜⾊辨别界限为视平线以上30°和视平线以下40°。5.视距：是指⼈在操作系统中正常的观察距离。

6.中央视觉：在视⽹膜上分布着视锥细胞多的中央部位，其感⾊⼒强，同时能清晰地分辨物体，⽤这个部位视物的称为中央视觉。

周围视觉：视⽹膜上视杆细胞多的边缘部位，⽤于观察空间范围和正在运动的物体。7.⼈眼对⽩⾊的视野最⼤，对黄⾊、蓝⾊、红⾊的视野依次减⼩，⽽对绿⾊的视野最⼩。

8.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时间后，才能

看清物体，这种适应过程称为暗适应。

明适应：与暗适应情况相反的过程称为明适应。9.视觉特征：

（1）疲劳程度：⽔平优于垂直。

（2）视线变化习惯：左—右，上—下，顺时针。

（3）准确性：⽔平尺⼨和⽐例的估计更准确。

（4）观察情况的优先性：左上—右上—左下—右下。视区内的仪表布置必须考虑这⼀点。（5）设计依据：以双眼视野为设计依据。

（6）接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。

（7）颜⾊对⽐与⼈眼辨⾊能⼒有⼀定关系：【颜⾊的易辨认顺序】红、绿、黄、⽩；10.对于⼈来说，只有频率为20-20000Hz的振动，才能产⽣声⾳的感觉。

11.听阈：在最佳的听闻频率范围内，⼀个听⼒正常的⼈刚刚能听到给定各频率的正弦式纯⾳的最低声强Imin，称为相应频率下的“听阈值”。

12.⽅向敏感度---双⽿效应：⼈⽿对不同频率、不同⽅向的声⾳的感受能⼒是不⼀样的。

13.掩蔽：⼀个声⾳被另⼀个声⾳所掩盖的现象。

掩蔽效应：⼀个声⾳的听阈因另⼀个声⾳的掩蔽作⽤⽽提⾼的效应。

残余掩蔽（听觉残留）：掩蔽声去掉以后，掩蔽效应并不⽴即消除的现象。14.⼈体⽪肤上分布着三种感受器：触觉感受器、温度感受器和痛觉感受器。

15.两点阈限：能被感知到的两个刺激点间最⼩的距离。

16.温度分为冷觉和热觉两种。

温度感受器分布在⽪肤的不同部位，形成所谓冷点和热点。

每⼀平⽅厘⽶⽪肤内，冷点有6-23个，热点有3个。

每⼀平⽅厘⽶的⽪肤表⾯约有100个痛点，在整个⽪肤表⾯上，其数⽬可达100万个。17.本体感觉系统主要包括两个⽅⾯：⼀个是⽿前庭系统，其作⽤主要是保持⾝体的姿势及

平衡；另⼀个是运动觉系统，通过该系统感受并指出四肢和⾝体不同部分的相对位置。18.神经系统可以分为中枢神经系统和周围神经系统两部分。

19.中枢神经系统包括脑和脊髓。

周围神经系统：按起始于中枢部位可分为脑神经和脊神经；按分布器官结构分为躯体神经和内脏神经。20.⼈的信息处理系统包括：感觉⼦系统、信息处理⼦系统、贮存⼦系统、反应⼦系统。

21.信息计量：

定义： H=log22n（以2为底2的n次⽅）=n，

其中：H—信息量，n—某信号中所含的⼆进制码的个数

⽤概率定义：若出现“0”的概率不是1/2，⽽是P，出现“1”的概率是1-P，则该信息量可由下式计算：H=-Plog2P-(1-P)log2(1-P)；

注：当P=1/2时，恰好H=-log2(1/2)=log22

例题：P50页

第四章⼈的⼼理与⾏为特征1.分析⾏为的发展，其基本模式可概括为： B=H*M*E*L

B－⾏为；H－遗传；M—成熟；E－环境；L－学习

成熟因素受到遗传因素和成熟环境两种因素的共同作⽤、共同影响。2．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消失，这种现象称为适应。

3.感觉的相互作⽤：在⼀定条件下，各种感觉器官对其适宜刺激的感受能⼒都将受到其他刺

激的⼲扰影响⽽降低。4.当视觉信息与听觉信息同时输⼊时，听觉信息对视觉信息的⼲扰较⼤，视觉信息对听觉信息的⼲扰较⼩。

5.对⽐：同⼀感觉器官接受两种完全不同但属同⼀类的刺激物的作⽤，⽽使感受性发⽣变化的现象称为对⽐。6.同时对⽐：⼏种刺激物同时作⽤于同⼀感受器官时产⽣的对⽐。

继时对⽐：⼏种刺激物先后作⽤于同⼀感受器官时产⽣的对⽐。7.余觉：刺激取消以后，感觉可以存在⼀极短时间，这种现象叫余觉。

8.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。

感觉：是⼈脑对直接作⽤于感觉器官的客观事物个别属性的反映。

知觉的基本特性：1)整体性；

2)选择性：对象和背景的差别；对象的运动；主观因素；

3)理解性；

4)恒常性：⼤⼩恒常性；形状恒常性；明度恒常性；颜⾊恒常性；

5)错觉。

9.感觉和知觉的区别：

知觉是在感觉的基础上产⽣的；

感觉反映客观事物的个别属性，⽽知觉反映客观事物的整体；

感觉和知觉是⼈对客观事物的两种不同⽔平的反映。10.发散思维是集中思维的前提，集中思维是发散思维的归宿；发散思维都运⽤于提⽅案阶

段，集中思维都运⽤于做决定阶段。11.创造⼒五要素：创造成功还受知识、经验、才能、⼼理素质以及机遇等因素的影响。

12.发挥创造⼒的三个推动⼒：创造性欲望、创造性思维和创造性实践。

第五章⼈体⽣物⼒学与施⼒特征1.运动系统由⾻、关节和肌⾁三部分组成。

2.在运动过程中，⾻是运动的杠杆；关节是运动的枢纽；肌⾁是运动的动⼒。

3.⼈体的活动，主要有下述三种⾻杠杆的形式：平衡杠杆、省⼒杠杆、速度杠杆。

4.⼈体⽣物⼒学模型：是⽤数学表达式表⽰⼈体机械组成部分之间的关系。

5.P77页开始的：知道5.3节⼈体施⼒特征⾥⾯的图的含义以及下限上限值。

6.避免静态肌⾁施⼒的⼏个设计要点如下：

1）避免弯腰或其他不⾃然的⾝体姿势；

2）避免长时间地抬⼿作业，抬⼿过⾼不仅引起疲劳，⽽且降低操作精度和影响⼈的技能的发挥；