人机工程学概论

第一章人机工程学概论引言【最舒适的科技】当你的大腿无法忍受笔记本电脑的热度，当无线键盘鼠标给你更自由空间的同时却也带来两肩酸痛，当拍摄一小时的DV就几乎让人手腕扭伤……当你成为那些好看却不好用的数码科技产品的受害者，你就会明白，性能与外观并不是数码科技的全部，合理的人体工学设计也同样是一件科技产品不可忽视的部分。

PHILIPS SHE9850入耳式耳塞如果你有过被耳塞磨到耳朵疼的经历，你就会知道，好的耳塞可不单单是音质好就行的，对于要塞进耳道一大截的入耳式耳塞来说，佩戴的舒适性就更是至关重要。

凝聚了PHILIPS对于人体耳道结构透彻研究的SHE9850耳塞，或许是这世界上佩戴最舒适的入耳式耳塞了。

大多数入耳式耳塞提供不同尺寸的塞帽以适合不同尺寸的耳道，而SHE9850 除了提供三种尺寸的塞帽之外，塞帽还采用与隔音耳塞相同的慢回弹海绵材质，较软橡胶或硅皎更为舒适；它的弯曲式原声导管设计与人体曲线紧密贴合，除了能够彻底隔绝噪音，提供更精确、通透的声音之外，舒适性也达到了“几乎让人忽略它的存在”的水准。

SAMSUNG SMX-C24数码摄像机SAMSUNG SMX-C24大约只比一枚鼠标略大，但与眼下正走红的“迷你高清DV”不同，SAMSUNG SMX-C24并未刻意追求高清分辨率，而是以小巧和出色的图像稳定系统作为自己的追求。

除此之外，SMX-C24更令人愉快的是它可以打满分的舒适度一一250仰角镜头令拍摄姿势更自然，最大程度降低了拍摄时对于手腕的负担，变焦与拍摄按钮恰好位于右手的食指和拇指部位，操控便捷度一流。

不用担心拍摄DV会手腕酸痛了。

MICROSOFT ARC无线键盘电脑屏幕变得越来越大.意味着我们可以坐得远一些了。

无线鼠标键盘提供了这样的便利。

但当键盘离开桌面，我们反而不知该拿它怎么办了。

架在腿上的键盘稳定性非常差.并且也时常赏我们一个“两肩酸痛”尝尝。

MICROSOFT 的设计师们发誓要改变这一切，他们创造出了人股键盘。

《人机工程学概论》课程教学大纲课程代码：ABJD0806课程中文名称：人机工程学概论课程英文名称：IntrodUCtiOnofErgonomics课程性质：选修课程学分数：2学分课程学时数：32学时授课对象：机械电子工程专业本课程的前导课程：工程图学、控制工程基础、电工与电子技术、机械原理、机械设计、电气控制与P1C等。

一、课程简介人机工程学是研究人、机器及工作环境之间相互作用的一门边缘学科，其研究的主要内容是人机系统中人的作业效能，以达到“人尽其力，机尽其用、环境尽其美”的目的，给人以高度的舒适感和生命保障功能，使整个系统安全高效、综合使用效能达到最高。

本课程是机械电子工程专业的一门专业选修课，其目的是通过本课程的学习，让学生了解人机工程学的的基本理论体系，熟悉人机关系的基本原理及方法，培养建立以人为本的设计思想并应用于具体的基本能力；培养解决人与产品、人与环境、环境与产品三者之间关系问题的能力；培养从产品设计、制造到使用过程中人机问题的能力；培养形式与功能相互和谐的设计能力，并能将其应用于工程实际。

二、教学基本内容和要求第一章概述教学内容包括：人机学的研究对象和目的，人机学的形成、发展及学科思想，设计中的人机工程等。

通过课程介绍使学生了解人机工程学的概念和定义，了解日常生活中的人机工程学应用，了解人机工程学的发展历程，了解人机系统在工业设计中的应用。

第二章人体尺寸及其应用方法教学内容包括：人体尺寸概述，中国成年人的人体尺寸，其它国家的人体尺寸和人体各部分尺寸的比例，产品设计中人体尺寸数据的应用方法和工作空间人体尺寸及其应用等。

使学生了解人体尺寸的测量方法，了解人体尺寸数据，掌握尺寸修正量和人体尺寸百分位的选择方法，掌握科品功能尺寸的设定方法。

重点：产品设计中人体尺寸数据的应用方法。

第三章桌椅设计教学内容包括：桌椅设计概述，坐姿生理解剖基础，座椅的功能尺寸，座垫与靠垫，办公桌的功能尺寸等。

使学生了解桌椅的历史与现状，了解人的坐姿生理解剖基础，了解座面的高度尺寸、倾角，了解座椅垫的设计要素，了解办公桌的尺寸，掌握人机工程学在桌椅设计中的应用方法。

人机工程学概论第一章人机工程学概论1.1人机工程学的命名及定义人机工程学是研究人、机械及工作环境之间相互作用的学科。

根据国际人类工效学会（IEA）为本学科下的定义，即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各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。

1.2人机工程学的起源与发展有“起源于欧洲，形成于美国”之说。

其形成与发展大致经历以下三阶段：1.2.1 经验人机工程学（20世纪初-二战前）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，在人际关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于机器。

1.2.2 科学人机工程学（二战至50年代末）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。

1.2.3 现代人机工程学（20世纪60年代至今）特点：1）着眼于机械装备的设计，使机器操作不越出人类能力界限之外。

2）与实际应用结合，通过实验研究，利用基本原理进行机械装备设计。

3）力求使心理学、生理学等学科专家与物理学、工程学的研究人员共同努力、密切合作。

现代人机工程学的研究方向是把人-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。

1.3人机工程学的研究内容与方法研究内容主要是：人的特性、机器特性、环境特性、人-机关系、人-环关系、机-环关系、人-机-环关系。

对工业设计师来说，从事本学科研究的主要内容可概括为以下几方面：1，人体特性的研究：与人体有关的问题。

2，工作场所和信息传递装置的设计：工作空间设计、作为设计、工作台及作业场所布置等。

3，环境控制与安全保护设计：安全防护，不存在对健康有害的影响。

4，人机系统的总体设计：人与机器之间的分工以及人与机器之间如何有效地交流信息等问题。

学科研究方法包括：观察分析法、实测发、实验法、模拟和模型试验法、计算机数值仿真法。

第一章人机工程学概论本章重难点分析本章重点在于了解掌握人机工程学的基本概念和定义；人机工程学发展历程中经历的三个时期；了解在人机工程学经验期中的几项比较著名的研究试验。

要了解尽管人机工程学学科名称多样，定义存在不同程度的分歧，但是本学科的研究对象、研究方法、理论体系等方面并不存在根本上的区别。

第一节人机学的研究对象和目的一、人机工程学的基本概念和定义1．人机工程学的基本概念和定义在人机工程学发展的不同历史时期，不同的学者提出过多种关于人机工程学的定义，分别反映了当时人机学学科思想的侧重点。

这里优先介绍国际人机工程学学会（IEA，International Ergonomics Association）对人机工程学所下的定义。

因为这个定义反映了人机工程学已经相对成熟时期的学科思想，也为各国多数学者所认同。

该定义如下：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（研究对象）；研究人和机器及环境的相互作用（研究内容）；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（研究目的）。

这个定义的三句话，分别阐明了人机学的研究对象、研究内容和研究目的。

第一句话指出人机学的研究对象，是工作环境中的解剖学、生理学、心理学等方面的因素。

这些因素除了工业设计以外，还与管理工程、劳动科学、安全工程、环境工程等领域有关。

单就工业设计的三类设计而言，产品是给人用的、视觉传达是供人看的、环境是为人在其间生活、工作的，当然三类设计都涉及到人的解剖学、生理学、心理学因素，它们便是人机学的研究对象。

第二句话指出人机学的研究内容，是人－机－环境的最佳匹配、人－机－环境系统的优化。

第三句话指出人机学的研究目的：就是设计一切器物都要考虑人们生活、工作的安全、舒适、高效。

这第三句话中，关于设计的目的“安全、舒适、高效”，定义只讲应该“考虑”，而没有选用“确保”、“尽量达到”之类的词汇。

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、日本称为“人间工学”。

3、国际人类工效学学会定义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各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。

4、人机工程学大致经历了三个阶段：经验工程学的发展阶段；经验人机工程学；科学人机工程学。

5、人机工程学的研究内容：人体特性的研究；工作场所和信息传递装置的设计；环境控制与安全保护设计；人机系统的总体设计6、人机工程学的研究方法：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。

人体测量与数据应用1、人体测量的主要方法：普通测量法；摄像法；三维数字化人体测量法。

2、人体测量的基本术语3、人体主要尺寸：立姿人体尺寸、坐姿人体尺寸、人体水平尺寸。

4、主要人体尺寸的应用法则人体感知与信息处理1、反射弧：感受器---传入神经元---中间神经元---传出神经元---效应器。

2、视觉机能视角是眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，以临界角的倒数来表示。

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。

水平视野和垂直视野。

视距是指人在操作系统中正常的观察距离。

3、明适应和暗适应：暗适应大约需要30min；明适应过程一开始，人眼感觉性迅速降低，30s后变化很缓慢，大约1min后明适应过程就趋于完成。

4、人的色视野：垂直色视野；水平色视野5、视觉特征：眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳；视线的变化习惯于从左到右，从上到下和顺时针方向运动；人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计准确得多；人眼对做上线的观察最优，依次为右上限，左下限，而右下限最差；通常以双眼视野为设计依据；人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受；人眼最易辨认的颜色顺序是红、绿、黄、白，即红色最先被看到。

人机工程学概论1人机工程学的形成与发展人机工程学是近60年发展起来的一门以心理学、生理学、解剖学、人体测量学等学科为基础的边缘学科。

这门学科以人的因素为基本点研究人和机之间的工作关系，故美国称之为Human Factors,即人的因素。

西欧通用的名称是Ergonomics0人机工程学作为一门新兴的边缘科学，起源于欧洲、形成于美国。

英国是欧洲研究人机工程学最早的国家，于1950 年成立了英国人机工程研究学会，并出版发行了著名会刊《Ergonomics》。

美国是人机工程学研究最发达的国家，于1957年成立了美国人机工程学协会，是目前出版人机工程学书刊最多的国家。

国际人机工程学协会于I960年正式成立。

在我国，人机工程学学科具有起步晚、发展快的特点。

和国际上一样，由于参与人机工程学工作的人员学科背景不同，对人机工程学学科也冠以不同的名称——在理论学界多称之为人类工效学，在工程技术界和产业部门主要称之为人机工程学。

20世纪80年代，随着我国现代工业和高科技事业的发展，技术设计与人的身心特点匹配程度同人——技术系统的安全、效率和社会效益之间的重要关系日益受到重视。

1980年5月，我国成立了全国人类工效学标准化技术委员会，主要规划和制定我国民用方面的人机工程学标准。

1984年，国防科工委成立了军用人一机一环境系统工程标准化技术委员会，规划和制定军用人机工程学标准。

1987年7月，全国人类工效学学会宣告成立，并出版了会刊《人类工效学》, 使我国人机工程学进入一个新的发展时期。

综合各国学者对人机工程学的定义，可以归纳为，人机工程学是研究如何使人一机一环境系统的设计符合人的生理和心理特点，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高效、安全、健康和舒适地进行工作和生活的一门科学。

人机工程学的研究对象是人一机一环境三大要素互相联系组成的系统（综合体），而人与机器的关系是其中的中心环节。

人机工程学的主要任务就是对这一综合体建立一个合理、优化的匹配方案，以便有效的发挥人的作用，为操作者提供安全、舒适的环境，从而达到提到工作效率的目的。

人机工程学第1章人机工程学概论人机工程学是研究人与机器之间的交互关系和设计优化问题的学科。

它涉及到人的认知、感知和运动等行为，以及机器的设计、人机接口和系统的优化。

人机工程学的主要目标是改善机器和人之间的交互性能，提高系统的易用性、效率和安全性。

人机工程学的发展历史可以追溯到20世纪初。

在当时，工业化和技术革命的推动下，机器在人们的日常生活中越来越重要。

然而，由于机器的设计不符合人体工程学原理，造成了许多问题，如疲劳、劳损和事故等。

为了解决这些问题，人们开始关注如何将人体科学原理整合到机器的设计中，这就是人机工程学的起源。

人机工程学的研究范围很广泛，涵盖了多个学科领域，如心理学、生理学、工程学、计算机科学和设计学等。

研究的方法也很多样化，包括实验研究、建模分析和仿真模拟等。

通过这些方法，人机工程学研究人机交互的规律和问题，发展出一系列的设计原则和方法，以指导机器的设计和人机接口的优化。

1.用户需求分析：人机工程学首先要了解用户的需求和期望，通过调查、访谈和问卷调查等方法，分析用户的心理、生理和行为特征，确定系统的设计目标。

2.人类认知和感知：人机交互是通过人类的认知和感知过程实现的，研究人的注意力、记忆、问题求解和决策等认知过程，以及感知的感觉、知觉和运动等能力，有助于优化人机界面的设计。

3.人体工程学设计：人体工程学是将人体科学原理应用到机器的设计中，研究如何使机器与用户的身体特征和动作协调一致，减少用户的体力消耗和劳损，提高人机交互的效率和舒适性。

4.人机界面设计：人机界面是人与机器之间的交互媒介，研究如何设计界面以使用户能够直观地理解和操作机器，通过图形、声音、触觉和语音等多种方式，实现信息的传递和理解。

5.系统优化与评估：人机工程学也关注如何对机器和系统进行优化和评估，以提高其性能和可靠性。

通过模型分析、仿真测试和用户评估等方法，可以评估系统的易用性、效率、安全性和用户满意度等指标。

人机工程学在许多领域都有应用，如航空航天、交通运输、医疗保健、信息技术和消费产品等。