人体工程学基础(一)

第一章人体工程学概述时间：2课时对象：14及（专）艺术设计授课内容：本课程共分为四个大的部分，即人体工程学概述、人体工程学基础知识、人体工程学与室内设计、人体工程学与室外环境设施设计。

通过本课程的学习，使学生具备高素质劳动者和高级应用型人才所必需的人体工程方面的基本知识和基本技能，培养学生把人－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率能为主要目标，同时，要体现以“人为核心“的设计价值观，为今后的功能性设计打下一个好的基础。

人体工程学的教学应立足于促进学生能力和认识的提高，为其今后的专业发展奠定科学的方法论基础。

人体工程学是以生理学、心理学、人体测量等学科为基础，研究如何使人-机-环境系统的设计符合人的身体结构和生理心理特点，以实现人、机、环境之间的最佳匹配，使处于不同条件下的人能有效地、安全地、健康和舒适地进行工作与生活的科学。

为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数，为设计中“物”的功能合理性提供科学依据，为设计中考虑“环境因素”提供设计准则，为进行人-机-环境系统提供理论依据。

教学策略：先播放一个经典的人机工程学的小动画，（时间2分钟）引导学生讨论动画中纠正了日常生活中哪些不符合人机工程学的事情，还有哪些？人体工程学简介人体工程学（Ergonomics）起源于欧洲，形成和发展于美国，是全球进入工业文明背景下产生的一门新兴、多学科交叉的综合技术学科。

在1842年，英国基本实现工业化，然而英国工业区地劳动工人平均寿命比贵族缩短了一半。

导致这样的原因什么？人和机器的关系不合理。

在国外由于研究方向的不同，人体工程学产生了很多不同或意义相近的名称。

在我国，对其称呼主要有两种：人体工程学和人机工程学。

前者多用于室内外环境设计、建筑设计、家具设计等领域，后者多用于机械工程、工业设计等领域。

随着人体工程学的不断发展，给工业大生产带来了巨大的贡献的同时，也面临着挑战。

《人体工程学》课程知识点总结第一章人体工程学的产生与发展简史第1节人体工程学的学术用语1、什么叫人体工程学（人体工效学）？人体工程学又叫人类工学或者人类工程学，是第二次世界大战后发展起来的一门新学科，它以人-机-环境关系为研究的对象，以实测、统计、分析为基本的研究方法。

2、人体工程学的研究对象是什么？（1）生理学：研究人的感觉系统、血液循环系统、运动系统等；（2）心理学：研究人的感觉、知觉、注意、错觉等各种心理活动的规律（3）环境心理学：研究人与环境的交互作用及环境行为的特征及规律；（4）人体测量学：研究人体特征，人体结构尺寸和功能尺寸及在设计中的应用规律。

人体测量学是通过测量人体各部分尺寸来确定个人之间和群体之间在人体尺寸上的差别的一门科学3、研究人体工程学的目的是什么？改善工作与休闲环境，提高人的工作效能、保证人的身体健康4、“人、机、环境”三大要素（Important）人是指作业者或使用者，人的心理特征、生理特征以及人适应及其和环境的能力都是人体工程学的重要研究内容。

机是指机器，但比一般的技术术语的含义要广得多，包括人操作和使用的一切产品和工程系统。

怎么样才能设计出满足人的要求、符合人的特点的机器产品，是人体工程学探讨的重要问题。

环境是指人们工作和生活的环境，噪声、照明、气温等环境因素对人的工作和生活的影响，是研究的主要对象。

第2节人体工程学产生的历史背景5、人体工程学发展的由来人体工程学是由人体测量学发展而来的，6、人体工程学发展的四个阶段•(一)人体工程学的萌芽期----19世纪末至第一次世界大战发展情况：心理学应用于生产实践•(二)人体工程学的初兴期----第一次世界大战至第二次世界大战发展情况：工作疲劳和工作效率以及如何发挥人在战争中的有效作用问题，当时的主要研究内容是照明等物质环境因素对工作效率的影响。

•(三)人体工程学的成熟期---第二次世界大战至20世纪60年代发展情况：在充分研究人的心理、生理和解剖学特性的基础上，使设计参数适应人的这些特性•(四)20世纪70年代以来的人体工程学发展情况：研究渗入各个领域，人体工程学在高科技领域中得到了应用第3节人体工程学发展的前景第4节人体工程学的应用领域7、在室内及家具设计中，人体工程学主要有哪些作用？（Important）1、为确定空间范围提供依据要使室内空间舒适，就要懂得人的知觉特性及人体活动的各种功能尺寸，及人和环境交互作用的特点。

导论/第一章（人体工程学基础）一．名词解释1.人体工程学：20世纪40年代后期发展起来的，研究人与工程系统及其环境相关的科学。

2.泰罗制：20世纪初，英国泰罗设计的一套研究工人操作的方法。

人称泰罗制。

这是人类工效学的始祖。

3.感受性：能够反应有关事务个别特性的能力。

分为绝对感受性和差别感受性。

4.感受阈：凡是足以被我们的分析器所感受，从而引起我们的感觉动因的刺激，所必须达到的那种限度。

5.韦伯定理：韦伯提出的，差别阈和标准刺激成正比，其比例是一个常数，公式是△I/I=K* “△I”为差别阈限；“I”为标准刺激强度；“K”为韦伯分数（常数）。

7. 无意注意：没有预定目的，不需要意志努力的注意，它是由周围环境的变化而引起的。

8. 有意识注意：有预定目的，必要时需要做出一定意志努力的注意。

9. *记忆类型：按信息保持的时间长短：瞬时记忆：0.25~2s短时记忆：1min以内长时记忆：1min以上按记忆内容：分为动作记忆、情绪记忆、形象记忆、词语记忆。

（与建筑设计密切相关的是形象记忆）10. *认识事物的过程：除了感知觉、注意、记忆、思维外，还包括想象。

11.思维的品质：人们在思维过程中所表现出来的各自不同的特点，如敏捷性、灵活性、深刻性、独创性、批判性等。

12.知觉暂留：当刺激物停止作用于感官后，感觉并不会立即消失的现象。

13.视觉暂留：当视觉刺激物停止作用时，视觉并不随之立即消失，还会延宕若干时间的现象。

14.错觉：和客观事物不相符合的错误的直觉。

人的外感官都会产生错误的知觉。

15.私密性：个人或群体控制自身与他人在什么时候，以什么方式，在什么程度上与他人换信息需要。

16.*私密性的四种基本状态：独居：一个人独处时，不愿受到他人干扰的实际行为状态。

亲密：几个人亲密相处时，不愿受到他人干扰的实际行为状态。

匿名：个人在人群中不求闻达、隐姓埋名的倾向。

保留：对某些事物加以隐瞒和不表露态度的倾向。

17.*私密门槛线：陌生人接近住宅时，引起居住者焦虑的位置或界限。

人体工程学的基础理论和应用人体工程学是一门研究人类工作环境与人体生理、心理特征相互关系的交叉学科，它综合了心理学、人体生理学、运动学、力学等科学原理，旨在为人类创造一个更加人性化的工作环境，使得人们的工作更加高效、舒适、安全。

本文将从理论基础、应用范围、案例分析等方面论述人体工程学的相关内容。

一、理论基础人体工程学研究人类的工作环境所带来的身体和心理变化，因此，人体工程学的理论基础主要包括人体生理学、运动学、心理学、人机工程学等方面。

其中，人体生理学主要研究人体内各个系统的结构、功能和相互关系；运动学主要研究人体运动的姿态、动作和轨迹等；心理学主要研究人类信息处理、学习、记忆、情感等方面的心理过程；人机工程学主要研究人类与机器之间的交互方式、界面设计等方面。

二、应用范围人体工程学的应用范围非常广泛，涉及到工业生产、医疗保健、交通运输、能源化工等多个领域。

在工业领域中，人体工程学主要应用于工作站设计、工具设计、等人性化方面；在医疗领域中，人体工程学主要应用于医用设备人机界面设计、人体运动训练、康复治疗等方面；在交通运输领域中，人体工程学主要应用于驾驶员座椅设计、飞行员人机交互设计、火车司机工作放松等方面；在能源化工领域中，人体工程学主要应用于危险品操作、应急处理、特殊环境下的人员操作等方面。

三、案例分析以工业生产中的工作站设计为例，人体工程学在该领域的应用主要体现在以下几个方面：1. 工作站高度设计工作站的高度设计是非常重要的，合理的高度设计可以减轻工人在长时间工作时的疲劳感和身体压力。

根据人体工程学原理，工作站设计的高度应该使得工人的肩部和手臂可以自然地呈现一个90度的角度。

因此，在工作站高度设计过程中，需要考虑到工人的身高、性别、工作类型等因素。

2. 工作台深度设计工作站台的深度设计也非常重要，过浅的工作台会使得工人的手臂受到不必要的压力，导致肩部和手臂的疲劳感，长期如此还会导致肌肉和骨头的损伤。

机械工程中的人体工程学与设计优化摘要：人体工程学与设计优化在机械工程中的结合为产品设计提供了科学基础，通过深入了解人体结构和行为，工程师能够创建更符合人体特征的机械系统，提高用户体验和产品性能。

本文以交通工具、医疗设备和家用电器设计为例，阐述了人体工程学与设计优化在不同领域的应用。

同时，指出了人体工程学与设计优化面临的挑战，如人体差异性和市场需求变化，以及未来发展方向，包括虚拟现实和人工智能的应用。

这种跨学科合作将推动机械工程领域迎来更为智能、舒适、安全的机械产品。

关键词：机械工程；人体工程学；设计优化引言在现代机械工程领域，人体工程学与设计优化的结合成为推动创新和提升产品质量的关键驱动力。

随着科技的不断发展，产品设计已经超越了单一追求外观和性能的范畴，更着眼于用户的整体体验。

设计优化，作为在已有设计基础上提升性能、降低成本的手段，成为实现这一目标的关键工具。

特别是在人体工程学的指导下，工程师能够深入理解用户需求，通过调整参数、改进结构，创造出更符合人体特征和使用习惯的机械产品。

本文将深入探讨人体工程学与设计优化在机械工程中的应用，聚焦于交通工具、医疗设备和家用电器等领域的实际案例，揭示这一融合对提升用户体验、改善生产效益所带来的重要影响。

一、人体工程学基础人体工程学涉及到人体结构、力学、生理学等多个领域。

在机械工程中，了解人体的关键特征对产品设计至关重要。

例如，人体的身高、体重、手臂长度等因素直接影响着产品的尺寸和形状。

通过收集大量的人体数据，工程师可以建立起模型，为产品设计提供准确的参考。

此外，人体的运动学和动力学也是人体工程学的重要方面。

了解人体在使用产品时的动作和力的变化，可以帮助工程师设计出更加符合人体运动规律的机械系统。

这种基于科学数据的设计方法有助于降低产品使用的疲劳度，提高工作效率。

二、设计优化的必要性设计优化是机械工程中的一项关键工作，它通过对已有设计进行深入研究和改进，旨在提高产品的性能、降低生产成本、增加可靠性等方面的指标。

•人体工程学的基础数据和计测手段•一、人体基础数据人体基础数据主要有下列三个方面，即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。

1、人体构造与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉，这三部分在神经系统支配下，使人体各部分完成一系列的运动。

骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成，脊柱可完成多种运动，是人体的支柱，关节起骨间连接且能活动的作用，肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张，使人体各部分协调动作。

2、人体尺度人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。

3、人体动作域人们在室内各种工作和生活活动范围的大小，即动作域，它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。

以各种计测方法测定的人体动作域，也是人体工程学研究的基础数据。

如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据，人体动作域的尺度则为动态的，其动态尺度与活动情景状态有关。

室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用，应考虑在不同空间与围护的状态下，人们动作和活动的安全，以及对大多数人的适宜尺寸，并强调其中以安全为前提。

例如：对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等，应取男性人体高度的上限，并适当加以人体动态时的余量进行设计；对踏步高度、上搁板或挂构高度等，应按女性人体的平均高度进行设计。

二、人体生理计测根据人体在进行各种活动时，有关生理状态变化的情况，通过计测手段，予以客观的、科学的测定，以分析人在活动时的能量和负荷大小。

人体生理计测方法主要有：1、肌电图方法把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录，从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。

2、能量代谢率方法由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值，与其平时耗氧量相比，以此测定活动状态的强度，能量代谢率的计算式，以及不同活动的能量代谢率（RMR）。

其计算式如下：运动时氧耗量-安静时氧耗量能量代谢率（RMR）基础代谢率耗量3、精神反射电流方法对人体因活动而排出的汗液量作电流测定，从而定量地了解外界精神因素的强度，据此确定人体活动时的负荷大小。

人体工程学技术手册随着物联网技术、自动化技术和人机交互技术的发展，人工智能和机器人应用正在日新月异地改变着人们的生活和工作方式。

在这种背景下，研究和应用人体工程学技术已经成为现代工程技术领域的一个热点和难点。

人体工程学技术是研究人体特性、行为和能力等方面的科学，旨在设计出对人体友好的、符合人类工程学原理的工程产品和系统。

因此，人体工程学技术涉及到心理、生理、生物力学、工程设计等多个学科领域。

本技术手册旨在对人体工程学技术进行全面的介绍和讲解，以帮助各行各业的工程技术人员更好地掌握和应用这一技术。

人体工程学技术手册共分为以下几个部分。

一、人体工学基础1.1 人体结构和功能人体是由骨骼、肌肉、器官和组织等构成的生物体系。

在研究人体工程学技术时，应先了解人体各器官的结构和功能，以便进行合理的设计和应用。

1.2 人体运动学和生物力学人体运动学研究人体各关节的活动和运动形态，生物力学研究人体在外界作用下的应力和变形。

这两个学科是人体工程学技术研究的重要基础。

1.3 人体认知和心理学人体认知和心理学是研究人类认知、情感和行为等方面的学科，也是人体工程学技术研究的重要内容。

在设计和应用工程产品和系统时，应考虑到人类的认知和心理特点，从而提高人机交互的效率和舒适度。

二、人体工程学应用2.1 人机界面设计人机界面是指人与机器之间的信息交互界面。

在设计人机界面时，应尽可能地考虑到人的认知和操作特点，使得人机交互更加高效、便捷和舒适。

2.2 劳动保护与职业卫生劳动保护和职业卫生是保障工人健康和安全的重要措施。

在设计工作场所和工程系统时，应考虑到工人的身体状况和职业特点，从而减少潜在的劳动危害和职业病风险。

2.3 交通工具设计交通工具的设计应考虑到驾驶员和乘客的人体特点和需求，从而提高交通工具的安全性、舒适度和便捷性。

2.4 家电产品设计家用电器产品的设计应考虑到用户的生理和心理特点，从而提供更加符合用户需求的、易于操作和维护的产品。

人体工程学基础
人体工程学是一门研究人体生理学、心理学和工学之间相互关系的学科，旨在设计和改善产品和工作环境以提高工作效率，减少工作疲劳和意外伤害。

人体工程学基础主要包括以下几个方面：
1.人体解剖学和生理学：人体工程学需要了解人体各部位的结构和功能，包括器官、骨骼、肌肉、神经系统、循环系统等。

2.运动学和动力学：人体工程学需要研究人体在运动过程中的姿势、速度、加速度等参数，以及相关力学原理。

3.认知心理学：人体工程学需要了解人类的认知过程、思维方式以及人的反应速度等，以设计符合人类认知特点的产品和工作环境。

4.人体工程学测量方法：人体工程学需要对人体各项参数进行准确测量，包括人体形态、体位、手臂和手的长度、手指的灵敏度等。

5.人机界面设计：人体工程学需要设计适合人体操作的界面，包括按钮、手柄、屏幕、键盘等，以确保人体操作的有效性和舒适性。

人体工程学基础的研究成果可以被应用到很多领域，如人机交互、汽车设计、工业生产、航空航天等，为这些领域的发展提供了重要的支持。