第一章人机工程学概论人机工程学：研充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；研充在工作、家庭生活和休假时怎 样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。人机工程学发展1经验人机工程学时间：从特罗的科学管理方法和理论的形成到第二次大战之前代表人物：美国学者泰罗内容：在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应机器。2科学人机工程学、时间：第二次大战期间 武器没有考虑没有人的因素，导致严重后果。军事 领域中对人的因素考虑的研充和应用，是科学人机工程学应运而生。内容：重视工业设计与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。3现代人机工程学时间：20世纪60年代至今人机工程学所设计的学科：解剖学、生理学、心理学、工业卫生学、工业与 工程设计、工作研究、建筑与照明工程、管理工程现代人机工程学研充方向：把人-机-环境系统作为一个统一的整体来研充, 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。学科研究内容：1人体特性的研充2工作场所和信息传递装置的设计包括：工作空间设计、座位设计、工作 台或操纵台设计以及作业场所的总体布置。人与机器以及环境之间的信息交流分为两个方面：显示器向人传递信息、控 制器则接受人发的信息。3环境控制与安全保护设计4人机系统的总体设计学科研究方法：观察分析法、实测法、实验法、模拟和模型实验法、计算机 数值仿真法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”提供人体尺度参数2为工业设计中“物”的功能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”为核心的设计思想提供工作程序第二章人体测量与数据运用人体形态测量数据主要有两类：人体构造尺寸数据和功能尺寸数据人体测量方法：普通测量方法、摄像法、三维数字化法人在工作位置上的活动空间尺度活动空间应尽可能适应于绝大多数人的使用，设计时以高百分位人体尺 寸为依据。一般取第95百分位1立姿的活动空间2坐姿的活动空间3单腿跪姿的活动空间4仰卧的活动空间人体尺寸的应用方法1确定所设计产品的类型双限值设计、单限值设计、大尺寸设计、小尺寸设计、平均尺寸设计2选择人体尺寸百分位数满意度：所设计产品在尺寸上能满足多少人使用，通常以合适使用的人 数占使用者群体百分比。通常在设计时虽然确定了某一满意度指标，但用一种尺寸规格的产品却 无法达到这一要求，在这种情况下，可考虑采用产品尺寸系列化和产品 尺寸可调节性设计解决。3确定功能修正量4确定心理修正量5产品功能尺寸的设定最小功能尺寸二人体尺寸百分位数+功能修正量最佳功能尺寸二人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量第三章人体感知与信息处理视角是确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。视角的 大小与观察距离及被看物体上两端点直线距离关系有关，如下所示：i T Da = 2 tan 2L眼睛能分辨被看到物体最近两点的视角，称为临界视角视力是眼睛分辨物体细微结构功能力的一个生理尺度，以临界视角的倒 数来表示，即：礼P j 二能够分辨的最小物体的视角视野是指人的头部和眼部固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所 能看得见的空间范围。视距是指人在操作系统中正常的观察距离。一般操作的视距范围在 38-76cmo视距过远或过近都会影响认读的速度和准确性，而且观察距离 与工作的精确程度有关，因而应根据具体任务的要求来选择最佳的视距。 缺乏辨别某种颜色的能力，称为色盲；若辨别某种颜色的能力较弱，则 称色弱。视距器官的感受性对光刺激变化的相顺应性称为适应。分为：暗适应和 明适应视觉的特征1眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳；一般先 看到水平方向的物体，后看到垂直方向的物体。2视线的变化习惯于从左到右，从上到下和顺时针方向运动3人眼对水平方向的尺寸和比例的估计比对垂直方向的尺寸和比例 估计要准确的多4当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相等情况下，人眼对左眼上限 的观察最优，依次为右上限，左下限，右下限，而右下限最差5两眼的运动总是协调的同步的6人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受7颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。认识顺序：红、绿、黄、 白。颜色搭配：黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字 听觉：20Hz-20000Hz范围的振动人耳能够听到肤觉：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。触觉的生理意义是能辨别物体的大小、形状、硬度、光滑度以及表 面机理等机械性质的触感。在人机系统的操作装置设计中，就是利用人 的触觉特性，设计具有各种不同触感的操纵装置，以使操作者能够靠触 觉准确地控制各种不同功能的操纵装置。知觉：知觉是在感觉的基础上产生的。感觉反应客观事物的个别属性， 而知觉反应客观事物的整体。知觉的特征：整体性、选择性、理解性、恒常性、错觉(P60)避免静态肌肉施力的儿个设计要点1避免弯曲或其他不自然的身体姿势2避免长时间地抬手作业3坐着工作比站着工作省力4双手同时操作时，手的运动方向应相反或者对称运动，单手作业本身就造成背 部肌肉静态施力。另外，双手做对称运动有利于神经控制5作业位置高度应按工作者的眼睛和观察时所需的距离来设计。6常用工具都应按其使用的频率或操纵频率安放在人的附近7当手不得不在较高位置作业时，应使用支撑物夹住肘关节、前臂。8利用重力作用。第六章人机的信息界面设计人机系统的人机界面是指系统中的人、机器、环境之间相互作用的区域。通 常人机界面有信息界面、工具性界面和环境性界面。人机信息界面包括环境信息、机器信息的显示和机器接受信息的控制。在人机系统中，按人接受信息的感觉通道不同，可将显示装置分为视觉显示、 听觉显示和触觉显示。其中以前两者应用最为广泛。控制器是把人的输出信息转换为机器输入信息的装置，也即在生产过程中， 人是通过操纵控制器完成对机器的指挥和控制的。人对机器的控制分为:“手动” 和“脚动”两大类。仪表分类：1按功能：读数仪表、检查用仪表、追踪用仪表和调节用仪表2按结构形式：指针运动式仪表、指针固定式仪表、数字式仪表。指针活动式圆形仪表的读数效率与准确度虽然不如数字仪表高，但这类仪表 可以显示被测参数的变化趋势，因而仍然是常用的仪表形式。垂直长条形仪表的 误读率最高，而开窗式仪表的误读率最低。表盘上的刻度线、刻度线间距、以及文字数字等尺寸根据视距来确定。仪表表数原则：1最小刻度不标数，最大刻度必须标数；2指针运动式仪表 标数的数码应当垂直，表面运动的仪表数码应当按圆形排列；3若仪表表面的空 间足够大，则数码应标在刻度记号外侧，以避免它被指针挡住，若表面空间有限， 应将数码标在刻度内侧，以扩大刻度间距。指针处于仪表外侧的仪表，数码应一 律标在刻度内侧；4开窗式仪表窗口的大小至少应能显示被指示数字及其上下两 侧的两个数，以便观察指示运动的方向和趋势。5对于表面运动的小开窗仪表, 其数码应按顺时针排列。当窗口垂直时，安排在刻度的右侧，当窗口水平时，安 排在刻度的下方，并且都使字头向上。6对于圆形仪表，不论表面运动式或指针 运动式，均应使数码按顺时针方向依次增大。数值有正负时，0应设在时钟12 时位置上，顺时针方向表示“正值”，逆时针表示“负值二对于长条形仪表，应 使数码按向上或向右顺序增大；7不做多圈使用的圆形仪表，最好在刻度全程的 头和尾之间断开，其首尾的间距以相当于一个大刻度间距为宜。仪表色彩：墨绿色和淡黄色仪表面分别配上白色和黑色的刻度线时，其误读 率最小，而黑色和灰黄色仪表表面配上白色刻度线时，其误读率最大，不宜采用。 信号灯特点：面积小，视距远，引人注目，简单明了，但信息负载有限，当信号太 多时，会形成杂乱现象和产生干扰。作用：一是指示；二是显示工作状态能见距离：指当物体达到某一距离时，人眼不能再分辨它的临界距离。气象能见距离：指在一般白昼日照条件下，人眼看清一个天空背景上黑色客体的 能见距离。闪光信号灯的作用1引起观察者的进一步注意2指示操作者立即采取行动3反映不符合指令要求的信息4用闪光灯的快慢指示机器或部件运动速度的快慢5用以指示警觉或危险信号。听觉信息传示装置设计必须考虑人的特性：1必须选用声频与噪音频率相差较远的声音作为听觉信号，以削弱噪声对信 号的掩蔽作用2使用两个或两个以上听觉信号时，信号之间应有明显的差异，而对某一种 信号在所有时间内应代表同样的信息意义，以提高人的听觉反应速度3应使用间断或变化信号，避免使用连续稳定信号，以免人耳产生听觉适应 性4要求远传或绕过障碍物的信号，应选用大功率低频信号，以提高传示效果 5对危险信号，至少应有两个声学参数与其他声信号或噪声相区别，而且危 险信号的持续时间应与危险存在时间一致。设计手把应考虑的几个方面1手把形状应与手的生理特点相适应2手把形状应便于触觉对它进行识别3尺寸应符合人手尺度的需要脚控操纵器：主要有脚踏压纽，脚动开关和脚踏板操纵装置编码：1形状编码、2位置编码、3尺寸编码、4颜色编码、5符号编码 操纵装置的选择应考虑1人的操纵能力，如动作速度，肌力大小，连续工作能力； 2操纵装置本身，如操纵装置的功能，形状，布置，运动状态及经济因素等。操纵与显示相结合性设计时，应遵循下述原则：1操纵器右移或右旋时，水平式代表的指针应右移，垂直式代表的指针应朝上移 动2操纵器朝上或朝前移动时，显示器指针必须朝上或向右移动3操纵器右移或顺时针转动时，表示被控量的增加，显示器应显示出增加4如果采用指针固定式显示器，则操纵器右移时，表盘应左移，而显示刻度应从 左至右表示数值增加，以保证操作器右移时读数增加的相应关系5操纵器朝上，朝前和向上右移时，显示器应显示读数增加，或者开关进入“开” 的位置，反之亦然。第七章工作台椅与工具设计控制台形式：单式控制台、直柜式控制台、组合式控制台、弯折式控制台常用控制台设计有:坐姿低台式控制台、坐姿高台式控制台、坐立姿两用控制台、 坐姿控制台，标准控制台电子化办公台设计的调节方式有：垂直方向的高低调节、水平方向的台面调节以 及台面角度调节。现代办公设备和办公家具要求：办公室隔断，办公单元系列化、办公台易于折装， 变动灵活。、坐姿相对于站姿优势：1减少体能消耗，消除疲劳2坐姿比站姿有利于血液循环3坐姿有利于保持身体的稳定性，便于精细的操纵脊柱结构：颈椎、胸椎、腰椎、龈骨、尾骨脊柱四个生理弯曲：颈曲、胸曲、腰曲、弧曲两点支撑：位于胸椎的肩靠、位于腰椎的腰靠。两者构成座椅的靠背座椅设计要点：1工作座椅的结构形式应尽可能与坐姿工作的各种操作活动要求相适应2工作座椅的坐高和腰高必须是可调节的3工作座椅可调节部分的结构构造，必须易于调节，必须保证在椅子使用过程中 不会改变己调节好的位置并不得松动4工作座椅各零部件的外露部分不得有易于伤人的尖角锐边，各部结构不得存在 伤人部位5无论操纵者坐在座椅前部，中部，还是往后靠，工作座椅坐面有腰靠结构均应 使其感到安全，舒适6工作座椅腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性7工作座椅一般不设扶手8工作座椅的结构材料和装饰材料应用耐磨，无毒。座椅的主要构件有：坐面、腰靠、支架座椅设计新观念：动态座椅、前倾式座椅、膝靠式座椅、靠背可调座椅、多功能 沙发椅第八章作业岗位与空间设计作业岗位：立姿作业岗位、站姿作业岗位、坐立姿交替岗位作业空间的布置