人机工程学PPT演示课件

,第一章概论,ERGONOMICSMANMACHINEENGINEERINGHUMANFACTORHUNMANENGINEERING,1,第一章概论一、人机工程学的起源与发展二、人机工程学的命名与定义三、人机工程学与艺术设计的关系四、案例研究,2,概论,二、人机工程学命名与定义研究人机环境的相互关系，解决矛盾，将三者关系协调到最佳。命名多种，但均以人为主。如：人机工程学，工效学，人类工程学，人因学，人间工学，宜人学，人因工程，人体工程学等国际上较通用：Ergonomics（来自希腊语。Ergon:工作，劳动；nomos:规律，规则）,3,三、人机工程学与艺术设计1、人机工程学为艺术设计专业提供：尺寸参数功能依据环境准则系统依据以人为中心的设计方法,概论,4,四、案例研究,5,概论,6,THEBESTPOSTUREISTHENEXTPOSTURE,概论,7,8,9,概论,10,第三章人体尺寸与作业空间,11,本章需解决的问题：一、人体尺度概述二、我国人体尺度的基本情况三、人体尺寸特征与设计四、座椅设计,人体尺寸与作业空间,12,人体尺寸与作业空间,一、人体尺度概述,13,人体测量的分类人体结构尺寸（静态尺寸）人体形态测量人体测量人体功能尺寸（动态尺寸）人体生理测量,人体尺寸与作业空间,14,结构尺寸与功能尺寸在设计中的应用比较,人体尺寸与作业空间,15,被测者姿势测量基准面矢状面冠状面水平面眼耳平面,人体尺寸与作业空间,16,正态分布人体测量数值一般呈正态分布，用曲线表示即所谓的“钟”形曲线图正态分布曲线,人体尺寸与作业空间,17,百分位数百分位定义：百分位代表人体尺寸等级，百分位也称统计率。是适应域的问题。一个设计不可能完全满足人体尺寸的所用要求,，一般只能按一部分人的尺寸来设计，这部分人只占整个分布的一部分，称之为适应域。,人体尺寸与作业空间,18,常用的百分位主要有以下三个：5%、50%、95%。5%：小百分位，5%的人的人体尺寸小于此值，95%的人的人体尺寸大于此值。50%：中等百分位，50%的人的人体尺寸小于此值，50%的人的人体尺寸大于此值。95%：大百分位，95%的人的人体尺寸小于此值，5%的人的人体尺寸大于此值。,人体尺寸与作业空间,19,人体尺寸与作业空间,百分位和百分位数百分位通常用第几百分位来表示；百分位数则是对应百分位的实际数值。,20,二、我国人体尺寸的基本情况,21,人体尺寸与作业空间,22,人体尺寸与作业空间,23,人体主要尺寸,24,立姿人体尺寸,25,坐姿人体尺寸,4.3.11,26,人体水平尺寸,27,三、人体尺寸特征与设计,28,三、人体尺寸特征与设计1、应用人体尺寸的原则极限设计原则可调性设计原则动态设计原则非平均人设计原则2、人体尺寸的修正最小功能尺寸人体尺寸功能修正量,人体尺寸与作业空间,29,3、常用的人体结构尺寸,身高应用：通道、门的最小高度头顶上的最小障碍物高度,人体尺寸与作业空间,百分位：大,注意：鞋补偿,30,立姿眼高应用：视线屏风隔断的高度,人体尺寸与作业空间,百分位：大：私密小：通透,注意：鞋的修正颈及视线角度,31,立姿肘高应用：立姿工作表面的舒适高度,人体尺寸与作业空间,百分位：中间或可调（90%适用域）,注意：工作与活动的性质,32,坐姿眼高应用：视线和最佳视区良好视听条件的室内空间,人体尺寸与作业空间,注意：头及眼睛的转动范围,百分位：可调,33,最大肩宽应用：座椅间距通道间距,人体尺寸与作业空间,百分位：大（95%）,注意：衣着缝隙,34,肘间距应用：桌椅的分布与位置,人体尺寸与作业空间,百分位：大（95%）,注意：与肩宽结合使用,35,坐姿臀宽应用：座椅内侧尺寸,人体尺寸与作业空间,百分位：大（95%）,注意：与肘间距和肩宽结合使用,36,坐姿肘高应用：确定椅子扶手等的高度,人体尺寸与作业空间,百分位：中（50%）,注意：椅面弹性、身体姿势等,37,坐姿大腿厚应用：容膝空间,人体尺寸与作业空间,百分位：大（95%）,注意:尺寸修正,38,坐姿膝高应用：容膝空间,人体尺寸与作业空间,百分位：大（95%）,注意：同时考虑椅高和座垫弹性,39,腿弯高应用：确定椅面高度椅面前缘,人体尺寸与作业空间,百分位：小（5%）,注意:座垫弹性,40,臀膝距应用：确定椅背到膝盖前方的障碍物之间的适当距离,人体尺寸与作业空间,百分位：大（95%）,注意：吧凳等,41,臀部足尖长应用：确定椅背到膝盖前方的障碍物之间的适当距离,人体尺寸与作业空间,百分位：大（95%）,注意：与臀膝距比较,42,垂直手握高度应用：确定开关、控制器、拉杆、把手、书架及衣帽架的最大高度。,人体尺寸与作业空间,百分位：小（5%）,注意：尺寸的修正,43,侧向手握距离应用：某些特定的工作空间,人体尺寸与作业空间,百分位：小（5%）,注意：手握与手摸的区别,44,前向手握距离应用：越过某种障碍物去够某物品，工作台上方安置隔板，工作桌前低隔断上安装小柜,人体尺寸与作业空间,百分位：小（5%),注意：考虑操作与工作的特点,45,46,人体尺寸与作业空间,47,人体尺寸与作业空间,48,四、座椅设计的人机原则,49,二、人的坐姿分析,三、人的坐行为,四、设计中的几个主要尺度空间,五、座椅设计的人机原则,本节需解决的主要问题：,一、座椅分类,50,座椅设计分析,一、座椅分类：.按功能分：休闲椅工作椅专用椅多功能椅等.按应用环境分：室内座椅室外座椅.按使用人群分：儿童用椅、成人座椅、老年用椅等不同座椅类型考虑的人机因素不同。,51,2、坐姿矫形学生理a、脊柱结构：颈椎胸椎腰椎骶椎尾椎b、腰椎曲线c、腰椎的后凸与前凸,座椅设计分析,52,肌肉问题肌肉活动度可以衡量坐姿肌肉负荷。直腰坐为一种肌肉静态施力状态，容易引起肌肉疲劳。所以，多数情况下，人们会采用放松的坐姿。放松坐虽然肌肉负荷减轻，但脊椎形态改变，时间长了同样会不舒适。可见脊椎与肌肉对人体坐姿的要求是矛盾的。良好的座椅设计可以在一定程度上帮助人们协调这一矛盾。,座椅设计分析,53,三、人的坐行为考虑人的坐行为是座椅人机设计的重要原则之一,座椅设计分析,54,座椅设计分析,端坐、跪坐、仰坐、马鞍坐,55,四、设计中的几个主要尺度空间请课下测量以下几个尺度：坐高膝高腿弯高肘高坐姿大腿厚臀膝距坐深肘间距坐姿臀宽体现在座椅的哪些部位？,座椅设计分析,56,五、座椅设计1、基本要求与原则A、功能决定形式与尺度。B、尺度依据人体测量学。C、臀部承重，椅面软硬适度，体压分布均匀。D、圆润，不可有易伤人的尖角锐边。E、腰椎提供支撑，稳定，防滑脱。,57,2、设计细则座高座深座面倾角靠背扶手座面靠背夹角椅面材料,58,第三章人的感知觉特点,59,本章所要解决的问题：一、感知觉特点二、听觉三、视觉四、躯体感觉五、化学感觉六、显示设计人的信息输入设计,60,一、感知觉特点,61,2、感觉的基本特性适宜刺激刺激阈适应相互作用对比余觉,人的感知觉特点,62,3、知觉的基本特性整体性选择性理解性恒常性错觉,人的感知觉特点,63,整体性的影响要素接近相似封闭连续美的形态,人的感知觉特点,64,选择性的影响要素对象和背景的差别对象的运动主观因素,人的感知觉特点,65,4、感知觉特性在设计中的作用,人的感知觉特点,66,二、视觉,67,1、适宜刺激光2、视觉系统3、视觉功能4、色彩及其特性5、形态中的图形与背景6、空间视觉,68,1、视觉刺激光,人的感知觉特点视觉,69,人的感知觉特点视觉,70,注意：视网膜锥体细胞、柱体细胞,人的感知觉特点视觉,71,3、视觉功能暗适应与明适应暗适应：亮处到暗处，瞳孔扩大，进光量增加，柱体细胞工作，慢。明适应：暗处到亮处,瞳孔缩小，进光量减少，锥体细胞工作，快。目眩,人的感知觉特点视觉,72,视野（见笔记）,人的感知觉特点视觉,73,色觉与色视野,人的感知觉特点视觉,74,（4）、色彩的知觉效应温度感距离感重量感疲劳感注目感空间感尺度感混合感明暗感性格感,人的感知觉特点视觉,75,5、形态中的图形与背景面积小的部分易成形。亮的部分易成形。暖色较冷色易成形。向垂直、水平方向扩展的部分比斜向易成形。,人的感知觉特点视觉,76,对称部分易成形幅宽相等的易成形与下边相联系的部分比上边垂落下来的部分易成形运动部分比静止部分易成形,人的感知觉特点视觉,77,6、空间视觉（1）空间分类：行为空间知觉空间围合结构空间,人的感知觉特点视觉,78,（2）、空间视觉特性空间大小使空间小中见大的方法：以小比大/以低衬高/化大为小/界面的延伸此外，还可通过光线、色彩、界面质地的艺术处理，使空间显得宽敞。,人的感知觉特点视觉,79,空间形状结构空间,人的感知觉特点视觉,80,封闭空间,人的感知觉特点视觉,81,开敞空间,人的感知觉特点视觉,巴塞罗那国际博览会德国馆,82,共享空间,人的感知觉特点视觉,83,流动空间,人的感知觉特点视觉,84,迷幻空间,人的感知觉特点视觉,85,子母空间,人的感知觉特点视觉,86,（3）、空间的旷奥度即空间的开放性与封闭性。空间围合表面的洞口大小。体现开放性与封闭性的辩证关系。,人的感知觉特点视觉,87,三、听觉,88,1、声音的物理特征强度声压（级）频率,人的感知觉特点听觉,89,声压：声波强弱的物理度量常用的是相对声压级分贝（dB）可闻声压级范围：0140dB（A）,人的感知觉特点听觉,90,人的感知觉特点听觉,91,频率：声音高低的物理度量。可闻频率范围：2020000Hz最敏感频率：30004000Hz,人的感知觉特点听觉,92,年龄影响：超过25岁，对15000Hz以上频率的听觉灵敏度逐年下降。,人的感知觉特点听觉,93,2、声音的心理度量响度级响度级：声波的心理度量。单位：phons响度即综合考虑声压、频率对人听觉系统的影响。,人的感知觉特点听觉,94,四、躯体感觉,95,1、触觉2、温度觉3、痛觉以上三种感觉均为皮肤感觉,人的感知觉特点躯体感,96,触觉在设计中的运用功能：之一：长度辨别之二：形状知觉之三：触觉通讯应用：之一：各类操纵装置之二：家具与室内设计中的有关手感、质地、肌理的设计。之三：有关盲人的设计,人的感知觉特点躯体感,97,具体需注意：之一、触觉压力之二、选择体感好的材料之三、防治打滑之四、防治静电,人的感知觉特点躯体感,98,质地与视觉质地的视觉特性：重量感温度感空间感尺度感方向感力度感,人的感知觉特点躯体感,99,人的感知觉特点躯体感,100,六、显示设计人的信息输入设计,101,图符设计：图符和背景、图符边界、封闭图符、简单化、整体化,人的感知觉特点显示设计,102,第四章人的运动特点与工具设计分析,103,静态施力与动态施力避免静态施力的设计把手设计分析（见书）,104,人的运动输出,105,人的运动输出,106,人的运动输出,腰痛,肩和手酸痛,107,人的运动输出,108,人的运动输出,109,人的运动输出,110,人的运动输出,立姿弯臂时施力大约在70可达最大值。最大蹬力一般在膝部屈曲160时产生。,111,手的构造分析,112,第五章、人的心理特点与个人空间,113,一、人的行为习性1、抄近路2、识途性3、左侧通行4、左转弯5、从众习性6、聚集效应7、向光性8、私密性9、人看人10、边界效应,114,8、私密性（1）、交际距离（2）、领域和个人空间（3）、公共空间（4）、设计考虑作为社会中的人，必须考虑相关的社会习性，要兼顾物理尺寸与心理尺度。否则设计就是脱离实际的。,115,个人空间,116,117,四、行为与室内空间尺度1、功能空间尺寸2、知觉空间尺寸,118,119,120,121,122,第六章环境要素一、光环境二、声环境三、热环境四、振动环境,123,一、光环境,124,（一）、光觉质量1、日照日照时间、方位与间距紫外线绿化的合理配置建筑物阴影室内日照面积,环境要素光,125,2、天然采光（1）考虑因素：光线强度；均匀、稳定；方向、阴影和眩光等。（2）采光的质量主要取决于：采光口的大小（宽度和高度）和形状；采光口距地面距离；采光口分布和间距。,环境要素光,126,（3）特殊处理，防止眩光：保护角,环境要素光,127,3、人工照明效果好的照明条件：照度适宜均匀稳定无闪光，无强烈阴影不产生目眩光源色与显色性照明气氛,环境要素光,128,4、相关光的测量概念,环境要素光,129,光通量（光通）：定义A：人眼所能感觉到的辐射能量单位：流明Lm,环境要素光,130,发光强度：点光源在一定方向单位立体角内的光通量。单位：烛光cd,环境要素光,131,照度：指落在某表面上的光通量密度。（单位面积上垂直通过的光通量）单位：勒克斯（Lx）,环境要素光,132,亮度：物体表面明亮程度的物理度量，是从物体表面发出和反射的光的光通量。A、发光体亮度=发光强度/面积单位：熙提B、反射体亮度=反射率（%）照度（Lx）单位：阿熙提(asb),环境要素光,133,例：某白墙面的反射率为80%，若照度为100Lx，则该墙面亮度？,环境要素光,134,5、照明方式：直接照明：90%以上光直射半直接照明：大部分的光直射间接照明：90%以上光间接照射半间接照明：大部分的光反射漫射照明：,环境要素光,135,6、光源：A、人工照明光源：高温加热灯丝辐射光：白炽灯卤钨灯石英灯低压气体放电发光：荧光灯低压纳灯氖灯高压气体放电发光：汞灯荧光汞灯金属卤化物灯高压钠灯氙灯其他光源：场效发光激光器LED注意：白炽灯与日光灯的比较B、天然采光：直射阳光天空光,环境要素光,136,7、光源色与显色性光源色光源有其固有颜色以色温表示。色温的测定与定义。色温的冷暖感觉。显色性定义：由光源所表现的物体色的性质称为光源的显色性。用显色指数表示。,环境要素光,137,（二）、室内光环境设计概念1、天然采光：利用日光的直射、反射、透射等性质，通过各种采光口的设计，达到视觉的舒适要求。窗形：水平窗、垂直窗、落地窗、高台窗、天窗、漏窗、花格窗其它光影：洞口、柱廊、隔断、矮墙、建筑构件玻璃特性：无色白玻璃、磨砂白玻璃、玻璃砖、彩色玻璃、镜面玻璃,环境要素光,1