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1）基于人体感官的界面设计例如，人的视觉有视角、视野、可视光波长范围、颜色分辨力、视觉灵敏度、定位错觉、运动错觉、视觉疲劳等特性，汽车的挡风玻璃、仪表板和仪表的设计就要充分考虑这些特性，使驾驶者能够得到足够的视区，能够迅速辨认各种信号，减少失误和视觉疲劳。
交通标志的设计也应该采用大多数人能明辩的颜色和不易产生错觉的形状。
2）基于人体形态的界面设计不同地区和人种、不同年龄和性别都具有不同的身体尺寸，为不同地区和群体设计的汽车就要参考特定对象的人体参数，在现代社会条件下，以一种产品规格想占有不同地区的市场是很难的。
人在生活和劳动中又具有各种不同的形态，人体在不同的姿态下工作，全身的骨头和关节处于不同的相对位置，全身的肌肉处于不同的紧张状态，心脏负担不同，疲劳程度也不同。
设计一台机器首先要考虑采用什么身体形态来操纵，选定姿态后，还要考虑以最舒适的方式对人体进行支撑，并适当地布置被操作对象的位置，从而减少疲劳和误操作。
例如司机在驾驶汽车的时候采用坐姿，坐椅的设计要符合人体骨骼的最佳轮廓，仪表的布置应在易于看到的地方，操纵杆/板的位置要在人体四肢灵活运动的范围内。
3）基于力特性的界面设计人体在不同的姿态下，用力的疲劳程度不同，操纵机器所需的力量应该选择在对应姿态下不易引起疲劳的范围内。
例如转向助力器就是为了减轻操纵力而设计的。
人体在不同的姿态下最大拉力、最大推力也不相同，例如坐姿下人腿的蹬力在过臀部水平线下方20度左右较大，操纵性也较好，所以刹车踏板就安装在这个位置上。
人体在不同的姿态使用不同的肌肉群进行工作，动作的灵活性、速度和最高频率都不相同，例如腿的反复伸缩具有较低的频率，而手指则可以用较高的频率进行敲击。
因此，对应不同的操纵频率应采用不同的动作方式来完成。
4）基于人脑特性的界面设计人脑对事物的认识和反应有自己的特点，体现在他的行为和对外界的反应中。
人喜欢用直觉处理事情，不善于烦琐过程和精确的计算。
人机工程学张红媛2014.11.141.人机工程学发展的三个阶段：①经验人机工程学②科学人机工程学③现代人机工程学2.人机工程学研究的主要内容：①人体特性的研究②工作场所和信息传递装置的设计③环境设计和安全保护设计④人机系统的总体设计3.人机工程学对工业设计的作用：①为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺寸参数②为工业设计中“物”的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”为核心的设计思想工作提供工作程序4.人体测量的两个分类：人体构造上的尺寸是指静态尺寸；人体功能上的尺寸是动态尺寸。
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5.百分位数的计算：P206.人体主要尺寸：身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长7.人体尺寸的应用方法：①确定所设计产品的类型②选择人体尺寸百分位数③确定功能修正量④确定心里修正量⑤产品功能尺寸的确定8.最小功能尺寸=人体尺寸百分数+功能修正量9.最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心里修正量10.概念：视角：是确定被砍物体尺寸范围的两端点光线摄入眼球的相交角度，视角的大小与观察距离及被看物体的两端点的直线距离有关视力：是眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，以临界视角的倒数来表示视野;是指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼镜观看正前方物体时所能看得见的空间范围，常以角度来表示。
视距：使人在操作系统中正常的观察距离。
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。
暗适应过程开始时，瞳孔逐渐放大，进入眼睛的光亮增加。
同时对弱刺激敏感的视杆细胞也逐渐转入工作形态，由于视杆细胞转入工作状态的过程较慢，因而整个暗适应的过程大约需要30min左右才能完成。
明适应：过程刚开始时，瞳孔缩小，使进入眼中的光线量减少；同时转入工作状态的视锥细胞数量迅速增加，因为对较强刺激敏感的视锥细胞反应快，因而一开始，人眼感受性迅速降低，30S后变化很缓慢，大约1min后明适应过程趋于完成。
汽车人机工程复习资料1.人机工程学的英文名字是什么?答：Ergonomics2.作业场所光照有几种方式？答:有天然采光和人工照明两种方式.后者又有一般照明、局部照明、混合照明三种形式.3.室内设计中，应如何安装水银灯才能让人舒适?答：24％的人对于安装在水平视线以上21度的水银灯感到舒适,90%对31度的水银灯感到舒适。
4. 汽车视野设计中一般以什么为依据？答：静视野5。
汽车人机工程学研究的内容是什么？答：汽车人机工程学是把人机系统作为统一整体来研究，创造最适合人的汽车操控设备和作业环境。
6.在显示装置—人-控制装置链条中，哪部分的能力最关键？答:控制装置7。
指针式模拟显示要提供哪些内容？答：除提供定量信息外，还要表示汽车稳定状态，并给出给出检测信息等。
8. 数字、字母、几何形状、位置和色彩这几种常用视觉编码方式中，哪种最为有效?哪种效率最低？答：数字和色彩编码最为有效，位置方式的效率最低。
9。
报警采用什么方法最好？答:变频方式10. 显示器布局中的主要问题有哪些？答：有最佳认读区域和仪表配置方法两个问题11.在日本人机工程学称为什么?答：人间工学12.人机工程学大发展的第二阶段是在什么时期？答：第二次世界大战期间13.下列哪个命名为我国普遍采用的学科名?答：人类工效学14.我国男性成年人是指什么年龄段？答：18～6015。
在水平面内双眼视区大约在左右多少度以内？答：60°16。
人能听到的声音频率是多少Hz?答：20～2000017.大脑皮质的连络区中哪一区是接受、加工和储存信息的联络区？答：第二区18.视网膜能可以分辨出多少种颜色?答：18019。
请简述人机工程学的主要研究内容.答：人机工程学主要由研究和实验，应用和工程两个研究方向构成，其主要内容包括：（1）人的特性的研究:人体尺寸及人体测量技术，人体的力学性能。
人的劳动生理功能,劳动中人的心理过程，人的信息传递能力，人的可靠性，人员的选拔和培训，人的动作时间研究及人体模型等.（2)机的特性研究：信息传递技术，操纵控制技术，安全保障技术，动力学仿真技术及宜人化技术。
汽车的人机工程学汽车驾驶座椅布置设计H 点人体模型中的H点是人体身躯与大腿的连接点,即跨点(Hip Point) ,它是与操作方便性及坐姿舒适性相关的车内尺寸的基准点。
驾驶员以正常姿势入座后,其体重的大部分通过臀部由座椅和坐垫来支撑,一部分通过背部和腰部由靠背来承受,另一部分通过左右手作用于方向盘上。
在这种特定的约束坐姿下,驾驶员在操作时身躯上部的活动必然是绕过实际H 点的横向水平轴线的转动。
人机工程学专家从多方面研究表明为了减轻驾驶员驾驶时的疲劳,驾驶员身体各部分之间的夹角应当保持在某一合理的范围之内, 这些角度称为舒适角(见图1 )H 点的分布区域的约束条件有如下几方面:( 1 ) 下肢舒适性约束：以驾驶员下肢的关节角度的舒适性作为约束来计算H点分布区域。
( 2 ) 上肢舒适性约束：以驾驶员上肢的关节角度的舒适性作为约束来计算H 点分布区域。
( 3 ) 视野约束：以保证驾驶员视野舒适性为约束条件计算H 点分布区域。
根据人体关节与驾驶室之间的几何关系,推导出舒适角计算公式, 以舒适角在舒适范围内和方向盘与身体不发生干涉为约束条件,确定合理的跨点高度、座椅水平调节量、靠背椅调节范围和方向盘位置及倾角, 然后利用计算结果绘制驾驶员上下视野极限,进行校正,找到合适点, 如图2 所示。
驾驶员在驾驶室中的坐姿几何关系如图3 所示。
A 点为驾驶员的脚和地面的接触点, B 点为人的膝关节点, C 点为人的肩关节点, H 点为人的胯关节点, D 点为人的肘关节点, E点为人的腕关节点, F 点为方向盘的中心,α1 为小腿和脚的夹角,α2 为大腿和小腿的夹角,α3 为大腿和躯干的夹角,α4 为躯干和铅垂线的夹角,α5 为大臂和小臂的夹角,αk 为大臂和躯干的夹角, X 为踏板和胯关节点距离, Z 为胯关节点的高度, L 为转向杆的长度, XE 和ZE 分别为腕关节到转向器的水平和垂直距离, XF 和ZF 分别为方向盘中心到转向器的水平和垂直距离,αF 为转向杆和水平线的夹角,人体尺寸对于特定的百分位是常量。
[整理版]汽车人机工程学13《汽车人机工程学》教学大纲一、课程性质与任务1(课程性质:本课程是车辆工程专业的专业选修课。
2(课程任务:本课程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;研究人和汽车及环境的相互作用;研究在汽车设计、行驶过程中统一考虑工作效率，人的健康、安全和舒适等问题的学科。
使学生了解解决设计中人与汽车的关系为主的产品造型设计十分重要。
二、课程教学基本要求本课程要求学生了解人机工程的研究内容、基本原则、基本原理以及在汽车造型设计中的意义;全面了解与汽车设计相关的人的因素，包括结构特征(人体解剖、人体测量)、功能特征(信息感知、处理与执行)、心理特征、环境适应性等;掌握显示与控制设计、作业域设计，座椅与手握工具设计等典型汽车人机设计问题。
了解人机系统功能和类型，人机系统的分配，人机系统中人的失误产生的原因，车辆碰撞事故中车内乘员的人体保护技术，车辆行驶中车内乘员的乘坐舒适性，车辆驾驶员的驾驶适宜性，车辆噪声控制的必要性和如何保持车厢内的小气候环境。
通过课程的学习培养学生以人为本的设计观以及在以感性为主的形态设计过程中理性地分析问题解决问题的能力。
成绩考核形式:末考成绩(闭卷考试)(70%)，平时成绩(平时测验、作业、课堂提问、课堂讨论等)(30,)。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容第一章概述1.教学基本要求让学生了解人机工程学的发展、人机工程学的研究领域、人机工程学的相关学科、人机工程学的研究方法。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解人机工程学的发展阶段、人机工程学的研究领域、人机工程学的相关学科、人机工程学的研究方法。
3.教学重点和难点教学重点是人机工程学的发展阶段、人机工程学的研究方法。
教学难点是人机工程学的研究方法。
4.教学内容第一节人机工程学的发展 1.经验人机工程学阶段2.科学人机工程学阶段3.现代人机工程学阶段第二节人机工程学的研究领域第三节人机工程学的相关学科第四节人机工程学的研究方法 1.机具2.作业研究3.环境4.研究模型第五节汽车人机工程问题——汽车人机工程学 1.汽车人机工程设计的主要工作任务2.汽车人机工程设计所涉及的研究范围第二章汽车人机工程学中的人体因素 1.教学基本要求让学生了解汽车人机工程学中的人体因素。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解人的特性的运动系统组成、人体运动系统功能、人体的力学特征;人体测量基本术语、人体测量的分类、人体测量的方法、人体测量数据的统计处理;人体结构尺寸、人体功能尺寸、人体主要参数计算;二维人体模板、三维人体模型。
3.教学重点和难点教学重点是人体计测量、人体尺寸、人体模型。
教学难点是人体模型。
4.教学内容第一节人的特性 1.人体运动系统组成2.人体运动系统功能3.人体的力学特征第二节人体计测量 1.人体测量基本术语2.人体测量的分类3.人体测量的方法4.人体测量数据的统计处理第三节人体尺寸 1.人体结构尺寸2.人体功能尺寸3.人体主要参数计算第四节人体模型 1.二维人体模板2.三维人体模型第三章汽车人机工程布置设计与车室尺寸设计 1.教学基本要求让学生了解汽车人机工程布置设计与车室尺寸设计。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解汽车布置设计的组成、汽车布置设计的影响因素;汽车人机工程布置设计室内布置设计基准H点及确定、室内布置设计用包络线;车身室内空间尺寸设计;座椅布置设计;安全带固定点位置。
3.教学重点和难点教学重点是汽车人机工程布置设计、车室尺寸设计。
教学难点是汽车人机工程布置设计概述。
4.教学内容第一节汽车车身布置设计 1.汽车布置设计的组成2.汽车布置设计的影响因素第二节汽车人机工程布置设计概述 1.室内布置设计基准H点及确定2.室内布置设计用包络线3.环境第三节车身室内空间尺寸设计第四节座椅布置设计 1.轿车桌椅布置设计及头部空间尺寸2.客车桌椅布置设计3.货车桌椅布置设计4.桌椅调节量设计第五节安全带固定点位置第四章汽车视野设计 1.教学基本要求让学生了解汽车视野设计。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解驾驶员眼椭圆相关概念、汽车前后视野及要求、人眼视区、眼椭圆应用、汽车动态视觉及其设计应用中观察点的光流分布、驾驶员眼睛转动角速度、等角速曲线、角速度阀、风窗玻璃下沿高度。
3.教学重点和难点教学重点是驾驶员眼椭圆相关概念、汽车前后视野及要求、人眼视区、眼椭圆应用。
教学难点是眼椭圆应用。
4.教学内容第一节驾驶员眼椭圆 1.眼椭圆的数据测定2.眼椭圆定义来源及理论解释3.眼椭圆样板的制取4.眼椭圆样板在车身图上的定位第二节汽车前后视野及要求 1.基本概念2.汽车驾驶员前方视野要求3.A立柱形成的双眼盲区的求作第三节人眼视区 1.眼睛的运动2.眼睛和头部不转动时的视区3.眼睛和头部的转动角4.头部转动角的求法5.驾驶员的视区和盲区第四节眼椭圆应用之一第五节眼椭圆应用之二第六节眼椭圆应用之三第七节眼椭圆应用之四 1.A立柱盲区的求作2.通过车内后视镜观察时的间接视区的求作3.B立柱和C立柱的间接盲区求作第八节眼椭圆应用之五 1.由转向盘轮缘形成的盲区的求作法2.由转向盘轮毂和轮辐形成的盲区第九节汽车动态视觉及其设计应用 1.观察点的光流分布2.驾驶员眼睛转动角速度3.等角速曲线4.角速度阀5.风窗玻璃下沿高度第五章汽车显示与操作装置设计 1.教学基本要求让学生了解汽车显示与操作装置设计。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解汽车人机界面、汽车显示装置设计、操作装置设计中足蹬力及手操作力、主要操纵装置设计、操纵装置和显示装置的布置设计。
3.教学重点和难点教学重点是汽车显示装置设计、主要操纵装置设计、操纵装置和显示装置的布置设计。
教学难点是操作装置设计中足蹬力及手操作力。
4.教学内容第一节汽车人机界面概述第二节汽车显示装置设计 1.显示符号的图形设计2.显示仪表设计3.风窗玻璃映像显示4.汽车照明显示装置第三节操作装置设计 1.足蹬力及手操作力2.主要操纵装置设计第四节操纵装置和显示装置的布置设计 1.驾驶员手伸及范围的分区2.手操纵装置的合理位置3.对信号显示装置的观察要求4.驾驶员对显示装置的观察5.方向盘在仪表板上形成的盲区检验问题6.驾驶员手伸及界面及操纵钮件的布置设计第六章乘坐舒适性设计 1.教学基本要求让学生了解汽车乘坐舒适性设计。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解人体对乘坐振动的反应、人体承受全身振动的评价、驾乘人员的隔振防护、座椅设计中桌椅设计原则、驾驶员的舒适坐姿、驾驶员座椅设计、乘员座椅的设计、电动座椅简介。
3.教学重点和难点教学重点是人体承受全身振动的评价、驾乘人员的隔振防护、座椅设计。
教学难点是座椅设计。
4.教学内容第一节人体对乘坐振动的反应 1.人体的振动特性2.乘坐振动的生理效应3.乘坐振动的病理效应4.乘坐振动的心理效应第二节人体承受全身振动的评价 1.人体承受全身振动的评价标准2.人体承受全身振动的评价方法第三节驾乘人员的隔振防护 1.隔振方式2.座椅的隔振性能3.桌椅悬置系统的调节第四节座椅设计 1.桌椅设计原则2.驾驶员的舒适坐姿3.驾驶员座椅设计4.乘员座椅的设计5.电动座椅简介第七章汽车车室环境评价与分析 1.教学基本要求让学生了解汽车车室环境评价与分析。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解汽车车室热环境中影响汽车车室热舒适性的参数、汽车车室热舒适性的特点、汽车车室热舒适性的评价;汽车车室声环境评价噪声中对人的影响、噪声的物理量度、噪声的主观评价、车内噪声的测量和评价、汽车噪声控制。
3.教学重点和难点教学重点是汽车车室热环境、汽车车室声环境评价。
教学难点是汽车车室热环境。
4.教学内容第一节汽车车室热环境 1.汽车车室热舒适性2.影响汽车车室热舒适性的参数3.汽车车室热舒适性的特点4.汽车车室热舒适性的评价5.汽车车室热环境计算机流体力学仿真技术简介第二节汽车车室声环境评价 1.噪声对人的影响2.噪声的物理量度3.噪声的主观评价4.车内噪声的测量和评价5.汽车噪声控制第八章计算机辅助汽车人机工程设计技术 1.教学基本要求让学生了解计算机辅助汽车人机工程设计技术。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解计算机辅助汽车人机工程设计技术与发展、常见数字化人体模型应用举例、RAMSIS软件简介、RAMSIS的特点与优、RAMSIS软件的系统构成、RAMSIS软件的系统主要功、RAMSIS软件的系统使用步骤。
3.教学重点和难点教学重点是计算机辅助汽车人机工程设计技术与发展、常见数字化人体模型应用举例。
教学难点是RAMSIS软件的应用。
4.教学内容第一节计算机辅助汽车人机工程设计技术与发展 1.数字化人体模型技术2.数字化人体模型技术的发展过程3.数字化人体模型的特点第二节常见数字化人体模型应用举例 1.FMVSS一致性检查2.目标用户群体的车室适应性分析3.数字化人体模型的特点第三节 RAMSIS软件简介 1.RAMSIS的特点与优势2.RAMSIS软件的系统构成3.RAMSIS软件的系统主要功能4.RAMSIS软件的系统使用步骤5.RAMSIS软件应用简介四、学时分配章序内容课时备注一概述 2二汽车人机工程学中的人体因素 3三汽车人机工程布置设计与车室尺寸设计 3四汽车视野设计 6五汽车显示与操作装置设计 4六乘坐舒适性设计 4七汽车车室环境评价与分析 2八计算机辅助汽车人机工程设计技术 4 合计 28 五、教材及参考书教材:《汽车人机工程学》主编:杜子学出版社: 机械工业出版社出版时间:2011年。
参考书:1. 《车辆人机工程学(第二版)》主编:毛恩荣张红宋正河出版社:机械工业出版社出版时间:2007年。
2. 《车辆人机工程学》主编:周一鸣出版社:北京理工大学出版社出版时间:1999年。
3. 《人机工程学(第三版)》主编:丁玉兰出版社:北京理工大学出版社出版时间:2005年。
