中央广播电视大学开放本科机械设计制造与自动化专业

1、中央广播电视大学开放本科“机械设计制造与自动化”专业工业设计基础辅导问答36问题三十六、人机工程学主要研究哪几方面的问题？1.关键词（知识点）：人机工程学2分析解答：人机学研究的主要内容就是“人机环境”系统，简称人机系统（Man-machine system）。构成人机系统“三大要素”的人、机、环境，可看成是人机系统中三个相对独立的子系统，分别属于行为科学、技术科学和环境科学的研究范畴。根据系统学第一定律知道：系统的整体属性不等于部分属性之和，其具体状况取决于系统的组织结构及系统内部的协同作用程度。因此，研究人机学应该做到既研究人、机、环境每个子系统的属性，又研究人机系统的整体结构及其属性。力

2、求达到人尽其力，"机"尽其用，环境尽其美，使整个系统安全、高效，且对人有较高的舒适度和生命保障功能，最终目的是使系统综合使用效能最高。综上所述，可将人机学研究的主要内容归纳为人的因素研究，机的因素研究，环境因素研究以及综合因素研究等四个方面。1）人的因素方面人体尺寸参数 主要包括动态和静态情况下人的作业姿势及空间活动范围等，它属于人体测量学的研究范畴。人的机械力学参数 主要包括人的操作力、操作速度和操作频率，动作的准确性和耐力极限等，它属于生物力学和劳动生理学的研究范畴。人的信息传递能力 主要包括人对信息的接受、存贮、记忆、传递、输出能力，以及各种感觉通道的生理极限能力，它

3、属于工程心理学的研究范畴。人的可靠性及作业适应性 主要包括人在劳动过程中的心理调节能力，心理反射机制，以及人在正常情况下失误的可能性和起因，它属于劳动心理学和管理心理学研究的范畴。总之，“人的因素”涉及的学科内容很广，在进行产品的人机系统设计时应科学合理地选用各种参数。 2）机的因素方面 操纵控制系统 主要指机器接受人发出指令的各种装置，如操纵杆、方向盘、按键、按钮等。这些装置的设计及布局必须充分考虑人输出信息的能力。 信息显示系统 主要指机器接受人的指令后，向人作出反馈信息的各种显示装置，如模拟显示器、数字显示器、屏幕显示器，以及音响信息传达装置、触觉信息传达装置、嗅觉信息传达装置等。无论机

4、器如何把信息反馈给人，都必须快捷、准确和清晰，并充分考虑人的各种感觉通道的容量。 安全保障系统 主要指机器出现差错或人出现失误时的安全保障设施和装置。它应包括人和机器两个方面，其中以人为主要保护对象，对于特殊的机器还应考虑到救援逃生装置。3）环境因素方面环境因素包含内容十分广泛，无论在地面、在高空或在地下作业，人们都面临种种不同的环境条件，它们直接或间接地影响着人们的工作、系统的运行，甚至影响人的安全。一般情况下，影响人们作业的环境因素主要有以下几种： 物理环境 主要有照明、噪声、温度、湿度、振动、辐射、粉尘、气压、重力、磁场等。 化学环境 主要指化学性有毒气体、粉尘、水质以及生物性有害气体、

5、粉尘、水质等。 心理环境 主要指作业空间（如厂房大小，机器布局，道路交通等），美感因素(如产品的形态、色彩、装饰以及功能音乐等)。此外还有人际关系等社会环境对人心理状态构成的影响。4）综合因素方面综合因素主要应考虑以下几方面情况： 人机间的配合与分工（也称“人机功能分配”） 人机功能分配，应全面综合考虑人与机的特征及机能，使之扬长避短，合理配合，充分发挥人机系统的综合使用效能。表6.1列出人与机的特征机能比较，可供设计时选用参考。表 6.1 人机特征性能比较比较内容人 的 特 征机 器 的 性 能感受能力人可识别物体的大小、形状、位置和颜色等特征，并对不同音色和某些化学物质也有一定的分辨能力接

6、受超声、辐射、微波、磁场等信号，超过人的感受能力控制能力可进行各种控制，且在自由度，调节和联系能力等方面优于机器，同时，其动力设备和效应运动完全和为一体，能“独立自主”操纵力，速度，精密度，操作数等方面都超过人的能力，但不能“独立自主”，必须外加动力源才能发挥作用工作效能可依次完成多种功能作业，但不能进行高阶运算，不能同时完成多种操纵和在恶劣条件下作业能在恶劣环境下工作，可进行高阶运算和同时完成多种操纵控制，单调、重复的工作也不降低效率信息处理人的信息传递率一般位6bit/s左右，接受信息的速度约20个/s,短时间内能同时记住信息约10个，每次只能处理一个信息能存储信息和迅速取出信息，能长期存

7、储，也能一次废除。信息传递能力、记忆速度和保持能力都比人高很多可 靠 性就人脑而言，可靠性和自动结合能力都远远超过机器。但工作过程中，人的技术高低，生理及心理状况等对可靠性都有影响。可处理意外的紧急事件经可靠性设计后，其可靠性高，且质量保持不变。但本身的检查和维修能力非常薄弱，不能处理意外的紧急事件耐 久 性容易产生疲劳，不能长时间的连续工作，且受年龄，性别与健康状况等因素的影响耐久性高,能长期连续工作，并大大超过人的能力根据列表分析比较可知，人机合理分工为：凡是笨重的、快速的、精细的、规律的、单调的、高阶运算的、操作复杂的工作，适合于机器承担；而对机器系统的设计、维修、监控、故障处理，以及程序和指令的安排等，则适合于人来承担。图6.2 人机系统 人机信息传递 是指人通过执行器官(手、脚、口、身等)向机器发出指令信息，并通过感觉器官(眼、耳、鼻、舌、身等)接受机器反馈信息。担负人机信息传递的中介区域称之为“人机界面”(图62)。由图62我们不难看出，人机界面至少有三种。即操纵系统人机界面、显示系统人机界面和环境系统人机界面。目的是使人与机器的信息传递达到最佳，使人机系统的综合效能达到最高。 人的安全防护 人的作业过程是由许多因素按一定规律联系在-起的，为了共同的目的而构成一个有特定功能的有机整体。因此，在作业