人机工程学课件.ppt

人机工程学 课程目的及任务 人机工程学到底研究什么 人机工程学的研究方法 了解人机工程学学科体系有什么意义 课程 案例作业模式 两个作业小作业 ppt形式介绍一个成功案例或者做一个人机尺寸的研究课题大作业 设计 依托于近期比赛 做一个竞赛方案 推荐书目 人机工程学 丁一兰主编北京理工大学出版社 设计心理学 李彬彬主编中国轻工业出版社 消费心理学 马义爽 王春利主编首都经济贸易大学出版社 人机工程 袁修于 庄达民编著北京航空航天大学出版社 人体工程学与室内设计 刘盛璜主编中国建筑工业出版社 人因工程 孙林岩主编中国科学技术出版社 HumanFactorsinEngineeringandDesign 清华大学出版社 一 概述二 人机工程学研究的内容和方法1 人机工程学研究内容2 人机工程学研究方法三 人机工程学的学科体系 第一章人机工程学概论 IntroductionToErgonomics 一 概述 1 学科命名的由来 欧洲 Ergonomics人类工程学或工效学 美国 HumanFactors HumanFactorsEngineering人类因素学或人类因素工程学 其他 工程心理学 前苏联 人间工学 日本 人体工学 人机工程学 人类工效学 人机控制学 宜人学等 2 人机工程学的定义 一 国际人机工程学会 InternationalErgonomicsAssociation 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 研究人和机器及环境的相互作用 研究在工作中 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 人机工程学的定义 二 中国企业管理百科全书 将人机工程学定义为 研究人和机器 环境的相互作用及其合理结合 使设计的机器与环境系统适合人的生理 心理等特点 达到在生产中提高效率 安全 健康和舒适的目的 人机工程学的定义 三 综上所述可以认为 人机工程学是以人的生理 心理特性为依据 应用系统工程的观点 分析研究人与机械 人与环境以及机械与环境之间的相互作用 为设计操作简便省力 安全 舒适 人 机 环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学 因此 人机工程学可定义为 按照人的特性设计和改善人 机 环境系统的科学 3 具体含义说明 1 人 机 环境的具体含义 人 指操作者或使用者 机 泛指人操作或使用的物 可以是机器 也可以是用具 工具或设施 设备等 环境 是指人 机所处的周围环境 如作业场所和空间 物理化学环境和社会环境等 人 机 环境系统 是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统 简称人 机系统 2 人 机 环境之间的关系 相互依存 相互作用 相互制约 3 人机工程学的特点 学科边界模糊 学科内容综合性强 涉及面广 4 人机工程学的研究对象 人 机 环境系统的整体状态和过程 5 人机工程学的任务 使机器的设计和环境条件的设计适应于人 以保证人的操作简便省力 迅速准确 安全舒适 心情愉快 充分发挥人 机效能 使整个系统获得最佳经济效益和社会效益 4 人机工程学的发展史 阶段 早期历史 20世纪前期 人机工程职业的诞生 1945 1960年 快速发展时期 1960 1980年 计算机 灾难和诉讼 1980 1990年 1990年以后 早期历史 萌芽阶段 20世纪前期 使人适应机器 Frank LillianGilbreth 人机学研究的先躯 动作研究和车间管理研究 熟练操作与疲劳 工作间的设计和残疾人使用设备的设计 职业的诞生 形成阶段 1945 1960年 使机器适应人 1945年美国军方成立 工程心理实室 1949年人机工程研究会在英国成立 第一本有关人机的书 应用经验心理学 工程设计中的人因学 出版 1950年英国成立了世界上第一个人类工效学会 1957年9月美国政府出版周刊 人的因素学会 1960年国际人机工程协会成立 快速发展 发展阶段 1960 1980年 仍然不为普通人所了解 到60年代 美国的人机工程学基本集中在复杂的军事工业的应用上 随着航天技术的发展 人机工程学迅速成为航天工业的一个重要部分 随后 人机工程学迅速发展 开始在军事和航天工业以外的领域得以应用 包括医药公司 计算机公司 汽车公司和其他消费公司 工厂也开始意识到人机工程学在工作场地和产品设计方面的重要性 计算机 灾难重新认识阶段 1980 1990年 人机工程学的重要性 1979年ThreeMile岛上的核电站事故 1984年12月4日UnionCarbide杀虫剂工厂有毒物质泄漏 4000人死亡 20000人受伤 1986年苏联Chernobyl核电站事故 300人死亡 1989年PhillipsPetroleum塑料工厂在一场爆炸中夷为平地 科学发展阶段 1990年以后 人 机 环境系统的建立 人类空间站的建立 计算机和计算机工程的应用 药物器械设计和老年人产品设计 人民生活和工作质量设计 我国人机发展进程 1961年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议 1982年在日本东京举行第八次国际人机工程会议 我国第一次派人参加 国际标准化组织 ISO 1975年成立了国际人机工程标准委员会 TC 159 1981年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会 1989年成立 中国人类工效学学会 1991年成为 国际人类工效学协会 正式成员 二 人机工程学研究的内容和方法 一 人机工程学的内容 各国人机工程研究的基本状况 由于各国学科和工业基础不同 各国人机工程的研究方向和侧重点也有所不同 例如 美国侧重工程和人际关系 法国侧重劳动生理学 前苏联注重工程心理学 保加利亚偏重人体测量 捷克 印度等注重劳动卫生学 目前人机工程学的前沿领域研究包括 人机关系 人与环境关系 人与生态 人的特性模型 人机系统的定量描述 人际关系 直至团体行为 组织行为 心理状态等方面的研究 近期国内外人机工程学研究的方向归纳如下 1 工作负荷研究 包括体力活动 智力活动 工作紧张等因素引起的生理负荷和心理负荷 2 工作环境的研究 包括各种工作环境条件下的生理效应 以及一般工作与生活环境中振动 噪音 空气 照明等因素的人机工程学的研究 3 工作场地 工作空间 工具装备的人机工程学的研究 4 信息显示的人机工程学问题 特别是计算机终端显示中人的因素研究 5 计算机设计与人机工程学研究 6 工作成效的测量与评定 7 机器人设计的智能模拟等 8 人 机 环境系统中心理学的研究 二 人机工程学研究的方法 测量人体各部分静态和动态数据 调查 询问或直接观察人在作业时的行为和反应特征 对时间和动作的分析研究 测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的动态变化 观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题 分析差错和意外事故的原因 进行模型实验或用计算机进行模拟实验 运用数字和统计学的方法找出各变数之间的相互关系 以便从中得出正确的结论或发展有关理论 目前常用的研究方法有 观察法实测法实验法分析法调查研究法计算机数值仿法 三 人机工程学学科体系 第二章 人机工程学与室内设计 一 家具尺寸二 家装室内常用尺寸三 工装常用尺寸 人机工程学在室内设计的运用 人体工程学是探讨人与环境尺度之间关系的一门学科 通过对人类自身生理和心理的认识 并将有关的知识应用在有关的设计中 从而使环境适合人类的行为和需求 在室内设计中最主要的内容是 人体尺寸 人体作业域 家具设备常见尺寸 建筑尺度规范 视觉心理和空间 总论 1 灯具 一 家具尺寸 大吊灯最小高度 2400mm 壁灯高 1500 1800mm 反光灯槽最小直径 等于或大于灯管直径两倍 壁式床头灯高 1200 1400mm 照明开关高 1000mm 2 办公家具 办公桌 长 1200 1600 宽 500 650高 700 800 办公椅 高 400 450长 宽 450 450 沙发 宽 600 800 高 350 400 背面 1000 茶几 前置型 900 400 中心型 900 x900 700 700 左右型 600 400 高均为400书柜 高 1800 宽 1200 1500 深 450 500 书架 高 1800 宽 1000 1300 深 350 450 支撑墙体 厚度0 24m室内隔墙断墙体 厚度0 12m大门 门高2 0 2 4m 门宽0 90 0 95m室内门 高1 9 2 0m左右 宽0 8 0 9m门套厚度0 1m厕所 厨房门 宽0 8 0 9m 高1 9 2 0m室内窗 高1 0m左右窗台距地面高度0 9 1 0m室外窗 高1 5m窗台距地面高度1 0m玄关 宽1 0m 墙厚0 24m阳台 宽1 4 1 6m 长3 0 4 0m 一般与客厅长度相同 踏步 高0 15 0 16m 长0 99 1 15m 宽0 25m 扶手宽0 01m 扶手间距0 02m 中间的休息平台宽1 0m 二 家装室内常用尺寸 1 客厅 1 长沙发与摆在它面前的茶几之间的正确距离是多少 30厘米在一个 240 90 75高厘米 的长沙发面前摆放一个 130 70 45高厘米 的长方形茶几是非常舒适的 两者之间的理想距离应该是能允许你一个人通过的同时又便于使用 也就是说不用站起来就可以方便地拿到桌上的杯子或者杂志 2 一个能摆放电视机的大型组合柜的最小尺寸应是多少 200 50 180高厘米这种类型的家具一般都是由大小不同的方格组成 高处部分比较适合用来摆放书籍 柜体厚度至少保持30厘米 而低处用于摆放电视的柜体厚度至少保持50厘米 同时组合柜整体的高度和横宽还要考虑与墙壁的面积相协调 3 摆放可容纳三 四个人的沙发 应选择多大的茶几搭配 140 70 45高厘米在沙发的体积很大或是两个长沙发摆在一起的情况下 矮茶几就是很好的选择 高度最好和沙发坐垫的位置持平 4 在扶手沙发和电视机之间应该预留多大的距离 3米这里所指的是在一个25英寸的电视与扶手沙发或长沙发之间最短的距离 此外 摆放电视机的柜面高度应该在40厘米到120厘米之间 这样才能使观众保持正确的坐姿 5 摆在沙发边上茶几的理想尺寸是多少 方形 70 70 60高厘米 椭圆形 70 60高厘米 放在沙发边上的咖啡桌应该有一个不是特别大的桌面 但要选那种较高的类型 这样即使坐着的时候也能方便舒适地取到桌上的东西 6 两个面对面放着的沙发和摆放在中间的茶几一共需要占据多大的空间 两个双人沙发 规格160 90 80高厘米 和茶几 规格100 60 45高厘米 之间应相距30厘米 7 长沙发或是扶手沙发的的靠背应该有多高 85至90厘米这样的高度可以将头完全放在靠背上 让您的颈部得到充分的放松 如果沙发的靠背和扶手过低 建议您增加一个靠垫来获得舒适 如果空间不是特别宽敞 沙发应该尽量靠墙摆放 8 如果客厅位于房间的中央 后面想要留出一个走道空间 这个走道应有多宽 100至120厘米走道的空间应该能让两个成年人迎面走过而不至于相撞 通常给每个人留出60厘米的宽度 9 两个对角摆放的长沙发 它们之间的最小距离应该是多少 10厘米如果不需要留出走道的话 这种情况就能允许再放一个茶几了 沙发 厚度0 8 0 9m 坐位高0 35 0 42m 背高0 7 0 9m 单人式 长0 8 0 9m双人式 长1 26 1 50m三人式 长1 75 1 96m四人式 长2 32 2 52m 茶几 小型长方 长0 6 0 75m 宽0 45 0 6m 高度0 33 0 42m大型长方 长1 5 1 8m 宽0 6 0 8m 高度0 33 0 42m圆型 直径0 75 0 9 1 05 1 2m 高度0 33 0 42m正方型 宽0 75 0 9 1 05 1 20 1 35 1 50m 高度0 33 0 42 但边角茶几有时稍高一些 为0 43 0 5m 2 餐厅 1 一个供六个人使用的餐桌有多大 1200mm这是对圆形餐桌的直径要求 1400 700mm这是对长方形和椭圆形捉制的尺寸要求 2 餐桌离墙应该有多远 800mm这个距离是包括把椅子拉出来 以及能使就餐的人方便活动的最小距离 3 一张以对角线对墙的正方形桌子所占的面积要有多大 180 180厘米这是一张边长90厘米 桌角离墙面最近距离为40厘米的正方形桌子所占的最小面积 4 桌子的标准高度应是多少 720这是桌子的中等高度 而椅子是通常高度为450 5 一张供六个人使用的桌子摆起居室里要占多少面积 3000 3000mm需要为直径1200mm的桌子留出空地 同时还要为在桌子四周就餐的人留出活动空间 这个方案适合于大客厅 面积至少达到6000 3500 6 吊灯和桌面之间最合适的距离应该是多少 700mm这是能使桌面得到完整的 均匀照射的理想距离 餐桌高 750 790mm餐椅高 450 500mm圆桌直径 二人500mm 二人800mm 四人900mm 五人1100mm 六人1100 1250mm 八人1300mm 十人l500mm 十二人1800mm 方餐桌尺寸 二人700 850 四人1350 850 八人2250 850餐桌转盘直径 700 800餐桌间距 其中座椅占500 应大于500mm主通道宽 1200 1300 内部工作道宽 600 900 酒吧台高 900 l050宽500酒吧凳高 600一750 3 厨房 1 吊柜和操作台之间的距离应该是多少 600mm 从操作台到吊柜的底部 您应该确保这个距离 这样 在可以方便烹饪的同时 还可以在吊柜里放一些小型家用电器 2 在厨房两面相对的墙边都摆放各种家具和电器的情况下 中间应该留多大的距离才不会影响在厨房里做家务 1200mm 为了能方便地打开两边家具的柜门 就一定要保证至少留出这样的距离 150mm 这样的距离就可以保证在两边柜门都打开的情况下 中间再站一个人 3 要想舒服地坐在早餐桌的周围 凳子的合适高度应该是多少 800mm 对于一张高1100mm的早餐桌来说 这是摆在它周围凳子的理想高度 因为在桌面和凳子之间还需要300mm的空间来容下双腿 4 吊柜应该装在多高的地方 1450至1500mm这个高度可以使您不用垫起脚尖就能打开吊柜的门 4 卧室 1 双人主卧室的最标准面积是多少 12平方米夫妻二人的卧室不能比这个更小了 在房间里除了床以外 还可以放一个双开门的衣柜 120 60厘米 和两个床头柜 在一个3 4 5米的房间里可以放更大一点的衣柜 或者选择小一点的双人床 再在抽屉和写字台之间选择其一 就可以在摆放衣柜的地方选择一个带更衣间的衣柜 2 如果把床斜放在角落里 要留出多大空间 360 360厘米这是适合于较大卧室的摆放方法 可以根据床头后面墙角空地的大小在拜访一个储物柜 3 两张并排摆放的床之间的距离应该有多远 90厘米两张床之间除了能放下两个床头柜以外 还应该能让两个人自由走动 当然床的外侧也不例外 这样才能方便的清洁地板和整理床上用品 4 衣柜应该有多高 240厘米这个尺寸考虑到了在衣柜里能放下长一些的衣物 160厘米 并在上部留出了放换季衣物的空间 80厘米 卧室 卧室 5 要想容的下双人床 两个床头柜外加衣柜的侧面的话 一面墙应该有多大 420厘米这个尺寸的墙面可以放下一张160厘米宽的双人床 和侧面宽度为60厘米的衣柜 还包括床两侧的活动空间 两侧60 70厘米 以及柜门打开时所占用的空间 60厘米 如果衣柜采用拉门 那么墙面只需要360厘米宽就够了 卧室 单人床 宽0 9m 1 05m 1 2m 长1 8m 1 86m 2 0m 2 1m 高0 35m 0 45m 双人床 宽1 35m 1 5m 1 8m 长 高同上 圆床 直径1 86m 2 125m 2 424m 矮柜 厚度0 35 0 45m 柜门宽度0 3 0 6m 高度0 6m 衣柜 厚度0 6 0 65m 柜门宽度0 4 0 65m 高度2 0 2 2m 5 书房 书桌 厚度0 45 0 7m 0 6m最佳 高度0 75m 书架 厚度0 25 0 4m 长度0 6 1 2m 高度1 8 2 0m 下柜高度0 8 0 9m 6 卫生间 盥洗台 宽度为0 55 0 65m 高度为0 85m 盥洗台与浴缸之间应留约0 76m宽的通道 淋浴房 一般为0 9X0 9m 高度2 0 2 0m抽水马桶 高度0 68m 宽度0 38 0 48m 进深0 68 0 72m 1 卫生间里的用具要占多大地方 卫生间 马桶所占的一般面积 370 600mm悬挂式或圆柱式盥洗池可能占用的面积 700 600mm正方形淋浴间的面积 800 800mm浴缸的标准面积 1600 700mm 2 浴缸与对面的墙之间的距离要有多远 1000mm想要在周围活动的话这是个合理的距离 即使浴室很窄 也要在安装浴缸时留出走动的空间 总之浴缸和其他墙面或物品之间至少要有600mm的距离 3 安装一个盥洗池 并能方便地使用 需要的空间是多大 900 1050mm这个尺寸适用于中等大小的盥洗池 并能容下另一个人在旁边洗漱 4 两个洗手洁具之间应该预留多少距离 200mm这个距离包括马桶和盥洗池之间 或者洁具和墙壁之间的距离 卫生间 5 相对摆放的澡盆和马桶之间应该保持多远距离 60厘米 这是能从中间通过的最小距离 所以一个能相向摆放的澡盆和马桶的洗手间应该至少有180厘米宽 6 要想在里侧墙边安装下一个浴缸的话 洗手间至少应该有多宽 180厘米 这个距离对于传统浴缸来说是非常合适的 如果浴室比较窄的话 就要考虑安装小型的带座位的浴缸了 卫生间 7 镜子应该装多高 135厘米这个高度可以使镜子正对着人的脸 卫生间 卫生间 卫生间面积 3 5平方米 浴缸长度 一般有三种1220 1520 1680mm 宽 720mm 高450mm 坐便 750 350 mm 冲洗器 690 350 mm 盟洗盆 550 410 mm 淋浴器高 2100mm 化妆台 长 1350mm 宽450mm 踢脚板高 80 200mm 墙裙高 800 1500mm 挂镜线高 1600 1800 画中心距地面高度 mm 三 工装常用尺寸 1 商场营业厅 单边双人走道宽 1600mm 双边双人走道宽 2000mm 双边三人走道宽 2300mm 双边四人走道宽 3000mm 营业员柜台走道宽 800mm 营业员货柜台 厚600mm 高 800 1000mm 单 背立货架 厚300 500mm 高 1800 2300mm 双 背立货架 厚 600 800mm 高 1800 2300mm小商品橱窗 厚 500 800mm 高 400 1200mm 陈列地台高 400 800mm 敞开式货架 400 600mm 放射式售货架 直径2000mm 收款台 长 1600mm 宽 600mm 2 饭店客房 标准面积 大 25平方米 中 16 18平方米 小 16平方米 床 高 400 450mm 床 高 850 950mm 床头柜 高500 700mm 宽 500 800mm 写字台 长 1100 1500mm 宽450 600mml高700 750mm 行李台 长9l0 1070mm宽500mm高400mm 衣柜 宽 800 1200mm高1600 2000mm深500mm 沙发 宽 600一800mm高 350 400mm 背高1000mm衣架高 1700 1900mm 3 会议室 中心会议室客容量 会议桌边长600 mm 环式高级会议室客容量 环形内线长700 1000mm 环式会议室服务通道宽 600 800mm 4 交通空间 楼梯间休息平台净空 等于或大于2100mm 楼梯跑道净空 等于或大于2300mm 客房走廊高 等于或大于2400mm 两侧设座的综合式走廊宽度等于或大于2500mm 楼梯扶手高 850 1100mm 门的常用尺寸 宽 850 1000mm 窗的常用尺寸 宽 400 1800mm 不包括组合式窗子 窗台高 800 1200mm 第三章座椅设计 一 坐姿分析二 座椅设计三 座椅设计实例 一 坐姿分析 可免除站立时人体的足踝 膝部 臀部和脊椎等关节部位受到静肌力 减少人体能耗 消除疲劳坐姿比站立更有利于血液循有利于保持身体的稳定 这对精细作业更适在脚操作场合 坐姿保持身体处在稳定的姿势 有利于作业 优点 缺点 限制了人体活动范围 尤其是需要上肢出力的场合 往往需要站立作业 而频繁的起坐交替也会导致废劳 长期维持坐姿也会影响人体健康 招致腹肌松弛 脊椎非正常弯曲 以及对某些内脏器官造成损害 如消化器官与呼吸器官坐姿太久也会造成下肢肿胀 静脉压力增加 大腿局部受到压力 增加血液回流阻力 引起不适感 坐姿矫形学生理 正常的姿势下 脊柱的腰椎部分前凸 而至骶骨时则后凹 在良好的坐姿状态下 压力适当地分布于各椎间盘上 肌肉组织上承受均匀的静负荷 当处于非自然姿时 椎间盘内压力分布不正常 形成的压力梯度 严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来 压迫中枢神 产生腰部酸痛 疲劳等不适感 FEDCBA G 躯干完全挺直的坐姿使脊椎严重弯曲 因椎间盘上压力不能正常分布 身体上部的负荷加在腰椎部 引起不适 因此90度角的靠背椅是不良的设计 躯干前倾的姿势会使本来前凸的腰椎拉直甚至反向后凹 这种姿势因而也极不舒服 影响了胸椎和颈椎的正常弯曲 使颈 背部疲劳良好的坐姿 腰与大腿成135度 腰椎部有支撑 根据矫形学原理和肌肉活动度分析可得出下列结论 A躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳 B设置适当的靠背可使疲劳降低 C大于90度的靠背可防止骨盆的旋转 增加坐姿稳定性且使坐姿更接近自然状态 二 座椅设计 设计原则 6 椅垫必须有足够的垫料和适当的硬度 使其有助于体重压力均匀地分布于坐骨结节区域 1 座椅的形式与尺度及其功用有关 2 座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定 3 身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担 4 座椅前缘处 大腿与椅子之间压力应尽量减小 5 腰椎下部应提供支承 设置适当的靠背以降低背部紧张度 当考虑坐姿动机时 座椅基本分为三类 休息为目的的安乐椅 设计重点在于使人体得到最大的舒适感 消除身体的紧张与疲劳 合理的设计应使人体的压力感减至最小 作业场所的工作椅 稳定性是主要因素 腰部应有适当的支持 重量要均匀分布于座垫 或座面 上 同时要适当考虑人体的活动性 操作的灵活性与方便等 多用椅 这类座椅以多种功能为设计重点 它可能与桌子配合 可能是工作 休息兼用 也可能是作为备用椅可以折叠收藏起来 安乐椅 工作椅 多用椅 设计细则 座高 休息用安乐椅38 45cm 工作椅43 50cm 1 适当的座高应使大腿保持水平 小腿垂直 双脚平放于地面 2 座面不能过高 否则小腿悬空时 大腿受椅面前缘压迫 使坐者感到不适 长时间这样坐着血液循环受阻 小腿麻木肿胀 因此 座高一般按低身材人群设计 建议座面前缘应比人体膝窝高度低3 5cm 且有半径为2 5 5cm的弧度 3 座面亦不能太低 否则腿长的人骨盆后倾 正常的腰椎曲线被拉直 致使腰酸不适 休息椅应使腿能向前方伸展 以放松肌肉 也有助于身体的稳定 工作椅使人以较直立的姿势坐于其上 双脚平放于地面 故其座高比休息椅稍大 当作业面固定时 椅高上限应根据身材较矮的作业者的要求来确定 因为工作椅的高度显然与作业面高度有关 工作椅最好高度可调 以适应不同作业者 座宽 43 45cm 座宽必须能容纳身材粗壮的人 对单人使用的座椅 参考尺寸是臀宽