人体工程学课后习题及答案.doc

精选第一章1、简述人体工程学的定义。人体工程学是关于探索人与某一系统中各要素之间的相互作用，应用专业理论、原理、数据及各种方法，优化人和整个系统效能的学科。2、人体工程学的发展主要经历了哪几个阶段？经验人体工程学、科学人体工程学、现代人体工程学。3、人体工程学的研究内容是什么？人的特性研究，物的特性研究，环境的特性研究，人、物、环境之间的关系研究。4、人体工程学的研究方法主要有哪些？自然观测法、实测法、调查研究法、计算机仿真系统、系统分析评价法。5、试述人体工程学在家具与室内设计中的作用与意义。因为家具和室内设计的基本点都是要围绕“以人为本”的设计理念，其根本目的就是要满足人们的使用功能和精神需求，这就要求家具和室内设计必须考虑人体工程学的各因素。将人体工程学应用于家具和室内设计就是要在设计中充分考虑人的特性，考虑人与家具、人与室内以及人、家具、室内三者之间的相互关系和相互作用，使家具和室内设计符合人的生理和心理需要。如果进行家具设计时忽视了对使用者因素的考虑，就不可能让使用者感到舒适和方便；同样，如果室内设计忽视了人的因素，其功能就不能得到很好的发挥，将给人们的生活和工作带来不便。因此，将人体工程学与家具和室内设计相结合就显得尤为必要。6、为什么现代设计要考虑人、物、环境三者之间的关系？据有关数据统计，人们每天在家具上消磨的时间约占全天时间的2/3以上，家具在一般起居室、办公室等场所的占地面积约为室内的3540，而在各种餐厅、影院等公共场所，家具的占地面积更大。在某种程度上来说，室内面貌取决于家具的风格、色彩和质地。另外，为了创造出一个实用功能合理、环境氛围适宜的室内活动场所，必须考虑如何进行家具布置。所以说，在设计中重要充分考虑。第二章1、什么是感觉？它有哪些基本特性？感觉是人脑对于直接作用与感觉器官的客观事物个别属性的反映。特性：适宜刺激、感觉阈限、适应、相互作用、对比、余觉。2、什么是知觉？它有哪些基本特性？感觉是人脑对于直接作用与感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。特性：知觉的选择性、整体性、理解性、恒常性。3、比较感觉、知觉、错觉的区别与联系。区别：知觉是在感觉基础上对客观事物所产生的更高一级的认识；感觉是对客观事物个别属性的反映，知觉是对客观事物整体形象的反映，知觉比感觉更深入、完整；错觉则是与客观事物不相符的知觉。联系：感觉是知觉的前提、基础和有机组成部分，错觉是与客观事物不相符的知觉。4、 例举错觉现象在设计中的应用。 例如，颜色不同而造成同一物品轻重有别的错觉，小巧轻便的产品涂着浅色，使产品显得更加轻便灵巧，而机械设备的基础部分则采用深色，可以使人产生稳固之感。5、 简述神经系统的功能，以及在人体工程学中研究神经系统的意义。 神经系统是机体的主导系统，全身各器官、系统均在神经系统的一控制和调节下相互影响、相互协调，保证机体的整体统一及其与外界环境的相对平衡；各种感觉的产生也是在神经系统等支配下完成的。 人的特性研究人体工程学研究的重点内容之一，而神经系统是人的机体的主导系统，在人体工程学中研究神经系统有利于更加详细系统的研究人的特性，进而研究人与物、环境之间的关系。6、简述视觉的机能与特性。 视觉机能是视觉器官对客观事物识别能力的总称，它包括视角、视力、视野、视距、色觉、对比感度和视觉适应等。7、什么叫视野？试述人在垂直面、水平面的视野及其色觉视野。视野可分为静视野和动视野两种。静视野是指头部和眼球固定不动的情况下，眼镜观看正前方无提示所能看得见的空间范围；动视野则指头部固定不同而眼球可以转动时所能见到的空间范围。在水平内的视野是：双眼区域大约在左右60以内的区域；人们最敏感的视力是在标准视线每侧1的范围内；单眼视野的标准视线每侧94104。在垂直平面视野是：最大视区为标准视线以下70，颜色辨别界限在标准视线以上30和标准视线以下40。8、 试述听觉的机能与特性。 9、 什么是听觉适应的掩蔽现象（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，称为掩蔽效应。10、 人的肤觉包括哪几种？试述它们的机能与特性。包括触觉、温度觉和痛觉。触觉：也称压觉或触压觉，皮肤表面承受物体压力或触及物体时产生的一种感觉。 温度觉：分为冷觉和热觉两种。痛觉：刺激强度达到对皮肤组织有破坏作用时，即会引起痛觉。11、 在家具与室内设计中应如何考虑肤觉的舒适性？12、本体觉对人体行行为活动有何作用？ 耳前庭系统保持身体的姿势及平衡；运动觉系统，感受并指出四肢和身体不同部分的相对位置。第三章1、试述人的反应特性和影响反应时间的因素。 影响反应时间的因素：刺激的性质，刺激的强度，刺激的多少，刺激与背景对比的强弱，执行动作的运动器官，人的年龄和性别，人的心理准备情况，人的疲劳程度2、人体运动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？组成：骨、关节、肌肉。骨是运动杠杆，关节是枢纽，肌肉是动力。3、骨杠杆的基本形式主要有哪几种？ 平衡杠杆、省力杠杆、速度杠杆4、肌肉施力的方式有哪些？影响肌力的因素主要包括哪些方面？静态肌肉施力和动态肌肉施力。影响因素：遗传、营养、体重、年龄、性别、训练状况等。5、试分析人体力量大小与方向的关系. 6、试述人体出力的最佳范围。7、试述人体动作的灵活性与准确性的关系。8、什么是人体疲劳？其影响因素主要有哪些？表示人已经感到疲惫致使工作效率下降或对工作失去兴趣的一种状态。9、 人体疲劳的一般规律是什么？简述将低人体疲劳的措施。 疲劳可以通过休息恢复。青年人比老年人休息恢复得快，因为青年人机体供血、供氧机能强，在作业过程中较老年人产生的疲劳要轻。体力疲劳比精神疲劳恢复得快。心理上造成的疲劳常与心理状态同步存在和消失。疲劳有累积效应。未消除的疲劳能延续到次日。当重度疲劳后，次日仍有疲劳症状。这是疲劳积累效应的表现。疲劳程度与生理周期有关。在生理周期中机能下降时发生疲劳较重，而在机能上升时发生疲劳较轻。人对疲劳有一定的适应能力。机体疲劳后，仍能保持原有的工作能力，连续进行作业，这是体力上和精神上对疲劳的适应性。工作中有意识地留有余地，可以减轻作业疲劳。 措施1、保证休息和睡眠。2、均衡营养3、维生素摄入要充足。4、注意食物的酸碱性10、人体疲劳的种类主要有哪些？测定人体疲劳的常用方法有哪些？种类：肌肉疲劳、慢性疲劳、局部疲劳、全身疲劳、精神疲劳、生理节奏疲劳测定方法：生化法、生理参数测试法、主观评价法、动作行为观察法。第四章1、 人体测量的主要内容有哪些？ 身高、臂长、腿长、手指长、颈围、胸围、腰围、臀围、大腿围、跟腱长、坐高2、常用的人体测量方法有哪些？接触性测量方法和非接触性测量方法。3、影响人体测量的数据的因素主要有哪些？ 地区与种族，年代，年龄，性别，职业4、什么是百分位？例举在设计中应如何选择百分位。 百分位表示具有某一人体尺寸的人和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。 I型产品尺寸设计，需要两个人体百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据，即双限值设计，如办公座椅的可调高度； II型产品尺寸设计只需要一个百分位数作为尺寸上限或下限值的依据，即单限值设计。如门的高度，坐面高度；III型产品设计只需要第50百分位数作为产品产品尺寸设计的依据，即平均尺寸设计，如门铃、插座、电灯开关的安装高度等。5、试述百分位与平均值和标准差的换算关系。Pv=6、 简述人体尺寸应用的原则。 极限设计原则（最大最小原则）：主要内容包括设计的最大尺寸参考人体尺寸的低百分位；设计的最小尺寸参考人体的高百分位。 可调原则：设计优先采用可调式结构。一般可调节范围应从第5百分位到第95百分位。 平均尺寸原则：设计中采用平均尺寸计算。7、什么是人体模板？它有什么用途？是以人体测量尺寸为基础，考虑到人体各部位运动舒适要求，制作出得辅助用模型。用途：用于工作系统的设计，用于驾驶室的设计，用于家具的设计，用于室内空间的设计。第五章1、 试述座椅的功能要求、基本构造和特点。 基本构造：坐面、靠背、扶手、底座功能要求：基本功能要求提供人体坐得支撑2、座椅设计中需要考虑人的哪些因素？ 人体坐姿：需要考虑人体构造特征、人体坐姿与体压分布。 人体支撑：臀部支撑、腰背部支撑、其他部位（头、肘、膝、足）支撑。 人体疲劳：座面设计与人体疲劳、靠背设计与人体疲劳、扶手设计与人体疲劳、座椅垫性与人体疲劳。3、 试分析不同坐姿和人体疲劳之间的关系。 （一）坐面过高这种情况不能保证上体躯干重量正确的压在臀部，而且会使大腿内侧受压，每平方厘米所受的压力虽然很小，但时间稍长就会使大腿血液循环受阻，如果持续时间较长，脚趾皮肤温度下降，下腿增粗，腿部肌肉会感到酸痛麻木；而坐面太高以致双腿悬空，则不但腿部肌肉受压，而且上腿、下腿和背部肌肉均呈受拉状态，人体用不了多久就会疲劳。（二）坐面过低当坐面过低至膝角或小于90时人的体压过分集中，腹部肌肉产生挤压不能保证人的腰部胝部椎骨的适宜状态，牵动背部肌肉，增大了背部肌肉的负荷时间，会使人产生痛苦和不适导致疲劳。（三）坐面的深度指坐面前沿到后缘的长度。坐面深度过短，臀部和大腿部分不能全部落到坐面上，除了身体中心不容易稳定外，极容易引起全身肌肉紧张；坐面深度过长，坐具的靠背失去对上体的支持作用，而大腿内侧和月国窝会受到坐面前沿的压迫。这两种情况都会使人很快感到腰酸背痛、腿部发麻，极易引起疲劳状态。（四）坐面的宽度指坐面的正面长度。坐面的宽度过窄，除了感到拘谨不能恰当的使用外，身体两侧的肌肉均会有受到挤压的感觉；坐面的宽度过宽，两臂必然向外伸张，使背阔肌和肩部三角肌等肌腱组织受到拉伸。这两者都容易产生疲劳。 （五）坐面的倾斜度与坐面高度的关系很大，也影响到坐深。动态工作时，坐面角度可以采用平面或前倾，使双腿和坐面构成三个支撑上体的点，这种坐姿除了能保持稳定外，更适合上肢工作时增加双臂的力度。为缓解疲劳减少双腿支撑上体的荷载，可在膝下前方设支撑点，使大腿骨横向受压改为竖向支撑，这就适应了腿部构造的生理特征，把上体的重量分布到坐骨凸和大腿前端膝盖的支撑点上，使体姿接近于上体站立时腰椎的自然状态，对提高工作效率是有利的。对于上体略有前倾的静态工作，坐面角度可以采用平行或略后倾24度，使身体保持稳定。如果后倾过大，会导致上体重心后移，与工作状态要求形成矛盾，如果腰部向前探出弯曲，腰椎软骨受压，严重时大腿上端和腹部同时受压，极容易产生疲劳和痛麻感。（六）靠背的长度靠背的长度是从动态活动开始向静态休息逐渐加长的，它与坐面的高度、深度、倾斜度互相关联。动态活动范围较大，可不设靠背；静态工作和动态休息以获得相应的支撑而不妨碍工作和活动为宜，靠背高度可由较低的第一、二腰椎开始逐渐增加，最高可达到肩胛骨、颈部；而静态休息则可以要求靠背的长度能够支撑头部。（七）靠背的倾斜度靠背的倾斜度是随着休息程度的加大和靠背长度的加长而增加的，它与坐面的高度、深度、倾斜度和靠背长度的变化是分不开的。随着各种活动休息程度的增加，靠背倾斜角度向后逐渐增加，支撑点逐渐向上转移，支撑点和支撑角度同时由一个增加到两个，从体态来看这种夹角越大休息功能越好。但是，单纯改变坐面、靠背的某一个长度或角度关系会产生疲劳和不适。坐面和靠背的形状是设计中比较重要的一环，其形状应能使人保持在正确的体态有利于身体的自由活动和调整，靠背形状不但要考虑人体纵向曲线变化，还要按照人体横向断面曲线形状进行设计。一般应考虑背部和臀部的体压分布状态如图，使身体各部位都受到休息性支撑，但是不能受到挤压或压迫。4、 座椅设计中为何需要考虑环境因素？使用环境对座椅有哪些影响？ 原因：椅子的使用是广泛的，设计中没有一种能面面俱到地满足所有功能要求，这就要求根据使用环境、用户要求、功能特点全面综合考虑。影响：使用环境对椅类家具风格和尺寸有影响 使用环境对椅类家具材料有影响使用环境对椅类家具形态有影响5、座椅的功能尺寸主要有哪些？相对应的人体尺寸百分位应如何选择？ 座面：坐高：一般取下限百分位5；若坐高可调节，取下限百分位5到上限百分位95； 坐深：一般取下限百分位5；若坐深可调，取下限百分位5到上限百分位95； 坐宽：一般取下限百分位5；对成排相邻放置的座椅，取平均值即百分位50的值； 座面倾斜角度。 靠背：靠背高度：50百分位值； 靠背宽度：一般取上限百分位95的值；对成排相邻放置的座椅，取平均值即百分位50的值； 靠背倾斜角。 扶手：扶手高度：一般取50百分位值；若扶手高度可调，取下限百分位5到上限百分位95； 扶手间距：一般取上限百分位95的值；若扶手间距可调，取下限百分位5到上限百分位95； 扶手倾斜角。6、座椅设计时可从哪些方面考虑提高其使用的舒适性？ 可以从椅子的功能尺寸、造型形态、材料等方面提高其使用的舒适性。7、简述椅子形态与人的视觉张力和视觉审美之间的关系。 椅子的形态对人们的视觉刺激所产生的力度感，即视觉张力。不同的椅子形态会不同程度地作用于人的视觉而产生不同的感觉，这种感觉来自于形态内部与外部力的共同作用，它是外部课题的视觉形象通过人的视觉器官的接收而作用于人体所产生的心理震撼。第六章1、床具设计中应如何考虑人及环境的因素？要考虑人的睡眠与卧姿、卧姿体压分布与卧感；要考虑床具的使用场所及特点、使用环境对床具的尺度要求、使用环境对床具的色彩要求。2、 试述床具设计的一般要求。3、试述床垫的功能及其对睡眠所起的作用。 床垫过硬：会导致自重大的部位不能有相应的受力面积来适应，以至于自重小的部位悬空，从而是脊椎被强迫扭曲，导致睡眠质量下降。床垫过软：会导致自重大的部位受力面积过大而严重下陷，不能得到有效承托，从而使脊椎被强迫扭曲，严重影响睡眠。软硬适中：能有效调节和均匀分散来自身体各部位的自重，提供最佳的承托力和相适应的受力面积，最终达到深度睡眠。4、试述床垫的结构、材料与床垫舒适性之间的关系。 材料与舒适性关系：人的舒适感与材料的许多因素有关，一般情况下，加载和还原曲线差异越小，缓冲性越好。单一材料很难获得好的缓冲性，利用材料的复合能改善缓冲性能。材料的震动特性是缓冲材料的重要评价指标。震动衰减曲线比较平缓的弹簧是较好的缓冲材料，泡沫材料次之，泡沫橡胶最差。结构与舒适性关系：好的床垫，在结构上应以人体各部位重量分布及脊柱正常曲线来设计，这样才能使人体侧卧时，让脊柱保持水平，平均承托起全身的重量，契合人体曲线。床垫结构从上至下分为：上面料层、上铺垫层、弹簧层、下铺垫层，下面料层。第七章1、 简述坐姿作业的特点坐姿解除上身重量对两腿、足踝、膝等环节的压力，减轻了全身及腿部肌肉的负荷，可降低体能消耗。腿部血管内静压降低，血液易于向心脏回流循环，能缓解疲劳。有利于身体和情绪的安定，对脑力劳动、非脑力型的精细操作、视觉作业更适宜。使腿脚能参与操作，还能利用靠背发挥腿脚的蹬力。但是操作范围、动作幅度小，双臂操作力小于坐姿，增加了人体对环境振动的敏感性。2、 桌台类家具设计中应如何考虑人及环境因素？ 桌台类家具的高度为工作面高度减去工件高度，在进行桌台面高度设计时，应以提高工件效率和使操作者保持正确姿势，减少疲劳为原则，最佳工作面的高度应略低于肘高。桌面的幅面是根据人手活动的范围、人眼的视野以及桌面上需要放置的物品和放置方式来确定的。一般来说，桌面的宽度以人体手臂的侧展长为设计依据，桌面的深度以人体手臂的前展长为设计依据。办公室工作常常在水平工作台上进行，但研究发现，适度倾斜的桌面更适合这类作业。从人性化的角度，可视化作业应采用倾斜桌面。与水平桌面相比，使用者的疲劳程度会降低，不舒适感减轻。另外，在进行桌面高度的实际时，要同时考虑到坐面高度、桌面厚度和大腿厚度等几个方面的因素。这样才能使腿部活动范围充分，不受到挤压，减少疲劳感。桌台类家具的设计还必须配合室内环境的设计，不同的场合使用不同的设计，这样才能满足人们不同的需要。3、 简述桌台类家具设计应如何提高人体舒适性。 桌台类家具的高度为工作面高度减去工件高度，在进行桌台面高度设计时，应以提高工件效率和使操作者保持正确姿势，减少疲劳为原则，最佳工作面的高度应略低于肘高。桌面的幅面是根据人手活动的范围、人眼的视野以及桌面上需要放置的物品和放置方式来确定的。一般来说，桌面的宽度以人体手臂的侧展长为设计依据，桌面的深度以人体手臂的前展长为设计依据。办公室工作常常在水平工作台上进行，但研究发现，适度倾斜的桌面更适合这类作业。从人性化的角度，可视化作业应采用倾斜桌面。与水平桌面相比，使用者的疲劳程度会降低，不舒适感减轻。另外，在进行桌面高度的实际时，要同时考虑到坐面高度、桌面厚度和大腿厚度等几个方面的因素。这样才能使腿部活动范围充分，不受到挤压，减少疲劳感。4、 试述坐姿形态下使用的桌台与坐具的关系。 桌台的高度是否合适，取决于坐具与桌台面的高度差，即差尺和桌下的容腿空间。桌台类设计中最重要的尺寸就是差尺。差尺过大容易引起耸肩、低头和肘地域桌面等弊病；差尺过小灰引起驼背和腹部受压而导致肌肉紧张，容易疲劳。桌台面高度等于坐骨节点到桌面的距离（及差尺）与该点到地面的距离（坐高）之和。5、 桌台类家具设计中应考虑的人体尺寸主要有哪些？ 肘高、臂长6、以VDT办公桌为例，说明设计时所要考虑的人-物-环境之间的关系。对于放置VDT设备的桌面，深度要注意显示屏和作业者之间的距离。对于VDT操作与读写操作共享的桌面，除了要求有放置设备的空间外，还要求有进行读写操作的桌面空间，对于VDT办公作业所使用的台面，高度要保持肘部以自然姿态工作。因此，一般来说，桌面高度、键盘放置面的高度和显示器放置面的高度分别是独立的。对于VDT操作而言，桌面形态同样存在键盘作业面和读写作业面的问题，VDT作业面的形态要尽可能地使作业者以自然姿势工作。第八章1、 试分析柜类家具的功能以及设计时需要考虑的人体工程学问题。功能：收藏、整理日常生活中的器物、衣物、书籍等物品。2、 柜类家具设计时应考虑的人体尺寸主要有哪些？ 上肢尺寸、上肢活动范围、人体活动范围、视线范围3、 柜类家具的主要功能部件有哪些？应如何确定这些功能部件的高度尺寸？搁板，抽屉，门搁板：一般来说，搁板的最大高度不超过1800mm。搁板的高度是由人存放和取物的最佳高度决定的，搁板间的间隔则由物品大小，主要由其高度加适当的活动空间决定。抽屉：一般由放置物品的尺寸来确定。但是抽屉不能太深，太深会影响抽屉内部空间的可视性。根据作业姿势不同和抽屉高度不同，站立、坐和弯腰动作状态下，抽屉深度以420mm左右比较适宜；下蹲和下跪动作状态下，抽屉深度以330mm左右比较适宜。门：主要是把手位置的确定。一般把手位置要设置在最省力的位置，在此范围内时，主要依据把手与家具的搭配程度，按照用力时的力矩最小原则，一般靠面板边缘，超过此范围的，在上面的尽量靠下，在下面的尽量靠上。一般来说，拉手距离地面高度为11001250时使用最为舒适。4、 橱柜有哪些主要功能？设计中重点考虑哪些问题？ 主要功能：清洗、备餐、烹饪重点考虑：橱柜设计要依据厨房面积和功能要求进行，根据厨房面积和形状，设计不同形状的橱柜。 要考虑吊柜、底柜、高柜的尺寸以及相互之间的尺寸关联。5、储物形式和物品的尺度对柜类家具设计有何影响？ 储物形式分为封闭式、开放式和综合式。封闭式是以柜门为主要屏障，将所有储藏物皆纳入到合理而便利的空间。柜门的设计要根据室内的整体造型而定，室内形式充满变化时，宜采用单纯的手法处理；相反，室内形式较为简单时，则可采用富于性格的表现手法。开放式是将储藏物品完全暴露，兼具有展示作用的形式。在设计的时候，其托架构造尽量采取单纯而富有秩序的造型，使其具有充分的展示作用。综合式是将开放式和封闭式并用的形式，最大特色是兼具二者的特长。在设计上，封闭部分和开放部分的空间分配要根据实际需要和视觉要求合理安排。如果偏重于收藏，宜将较多的空间纳入到封闭部分，仅保留较小的空间作为开放展示。设计时要注意整体的比例和顺序，使封闭与开放取得优美的搭配关系，以达到统一变化的效果。在设计各种不同功能的归类家具时，必须仔细了解和掌握各类物品的常用基本规格尺寸，以便合理地确定家具的长、宽、高、深，以及内部的分隔，以提高收藏物品的空间利用率。第九章1、 试述影响空气环境的影响因素。 室内空气污染（包括物理污染、化学污染、生物污染），室内氧气含量，温度，相对湿度，空气流动速度，空气洁净度。2、 试述光度量的常用指标及其含义。 光通量：光源在单位时间内向周围空气辐射并引起视觉的能量； 发光强度：用于评价光在某一特定方向上的辐射。 光照度E：光照度表示照射面上光的强弱。投射到被照面上的光通量与被照面的面积之比成为该面的关照度，E。光亮度L：发光体在视线方向单位投影面上的发光强度。光色：灯光的发光色彩。显色性：光源对物体颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜