人机工程学培训教材

1、一、什么是人机工程学一、什么是人机工程学二、人机系统中人的特性二、人机系统中人的特性 1人的生理、心理特性人的生理、心理特性 2人的作业特性人的作业特性三、人体测量与作业空间三、人体测量与作业空间四、四、人与作业环境人与作业环境五、人机信息界面与人机系统五、人机信息界面与人机系统人机工程人机工程学的研究目标：通过揭示人、机、环境之间的相互关系规律，学的研究目标：通过揭示人、机、环境之间的相互关系规律，从而确保人从而确保人机机环境系统总体性能的最优化。环境系统总体性能的最优化。 1.中国企业管理百科全书中国企业管理百科全书定义为：研究人和机器、环境的相互作用及定义为：研究人和机器、环境的相互作用

2、及其合理性，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特征，达到在其合理性，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特征，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。2. 人机工程学就是运用生理学、心理学、管理学的有关理论和知识，利人机工程学就是运用生理学、心理学、管理学的有关理论和知识，利用系统分析的观点，处理人用系统分析的观点，处理人机机环境所组成的系统；使三者组成的系环境所组成的系统；使三者组成的系统达到最佳状态。也就是说既能保证提高人的工作效率，同时又能使人统达到最佳状态。也就是说既能保证提高人的工作效率，同时又能使人在心理和生理感到舒适，并

3、保证人的健康和安全。在心理和生理感到舒适，并保证人的健康和安全。 人机工程人机工程学的研究对象：人学的研究对象：人机机环境的相互作用关系。环境的相互作用关系。 人机工程学的发展大致经历了三个阶段：人机工程学的发展大致经历了三个阶段： 3. 代表人：代表人：1. 时间：时间：20世纪初世纪初 第二次世界大战爆发第二次世界大战爆发2. 特点：以机器设计为中心，通过对人的选拔和培训来适应机器。特点：以机器设计为中心，通过对人的选拔和培训来适应机器。（由于机器进步很快，使人难以适应，所以大量存在着伤害人身心的问题）（由于机器进步很快，使人难以适应，所以大量存在着伤害人身心的问题）吉尔布雷斯吉尔布雷斯

4、砌砖作业砌砖作业 动作研究动作研究美国学者泰勒美国学者泰勒 铁锹实验铁锹实验 时间研究时间研究 2. 特点：一切都以人为中心特点：一切都以人为中心 2. 特点：重视工业与工程设计中特点：重视工业与工程设计中“人的因素人的因素”，力求使机器适应人。，力求使机器适应人。 即机器的设计符合人的习惯。即机器的设计符合人的习惯。1. 时间：第二次世界大战时间：第二次世界大战 50年代末年代末1. 时间：时间：60年代年代 至今至今 1989年正式成立了本学科与年正式成立了本学科与IEA相应的国家一级学术组织相应的国家一级学术组织中国人类工效学学会（中国人类工效学学会（Chinese Ergonomics

5、 Society, 简称简称CES）。）。u 健健 康康 问问 题题u 工工 伤伤 事事 故故u 提提 高高 生生 产产 率率1. 人体特性的研究人体特性的研究：研究人的生理、 心理特性和能力限度2. 人机系统的总体设计：人机系统的总体设计：研究人机功能的合理分配3. 工作场所和信息传递装置的设计：工作场所和信息传递装置的设计：研究人机相互作用及人机界面的设计5. 环境控制与安全保护设计：环境控制与安全保护设计：研究作业环境和人的可靠性与安全4. 作业及其改善作业及其改善ManufacturingHome & LeisureServiceOffice返回 概念概念肌肉等长收缩来保持一定

6、姿势或本位的作业。 特点特点能耗水平不高，但易引起人的疲劳。 1. 定义定义能量代谢就是人体有关能量的产生、转移和消耗。2. 种类种类 1）基础代谢量：人在基础条件下，维持人最基本生理活动，所需 消耗的能量。 按机体所处的状态分为三种： 基础代谢率：单位时间内，单位体表面积所消耗的基础代谢量。 用B表示，单位：KJ/ /(m2. .h)体表面积体表面积 S(m2) 0.0061身高身高(cm)0.0128 体重体重(kg)0.1529基础代谢量基础代谢量= =基础代谢率基础代谢率人体表面积人体表面积持续时间持续时间BSt我国正常人基础代谢率的平均值如表表所示基基 础础 代代 谢谢 量量安安 静

7、静 代代 谢谢 量量能能 量量 代代 谢谢 量量 维维 持持 体体 位位 所所 应应 增增 加加 的的 代代 谢谢 量量 作作 业业 所所 增增 加加 的的 代代 谢谢 量量三种代谢量的关系 3）能量代谢量：人体进行作业或运动时所需消耗的总能量。 能量代谢率：用M表示 能量代谢量MS t 2）安静代谢量：机体保持某部位的平衡及某种姿势所需消耗的能量。安静代谢率： 用R表示 R=1.2B 安静代谢量RS t1.2BS tRMR ( (能量代谢率安静代谢率能量代谢率安静代谢率)/ )/ 基础代谢率基础代谢率( (M1.2B) )/B 由上式得：由上式得：MB（RMR1.2） 总能耗总能耗 B（RM

8、R1.2）体表面积体表面积活动时间活动时间（RMR1.2）基础代谢量基础代谢量 劳动强度不同，所消耗的能量不同，由于劳动者的体质差异，即使同样的劳动强度，不同劳动者的能量代谢也不同，为了消除个体差异，常用相对代谢率来衡量劳动强度。用RMR表示。 1. 劳动强度劳动强度是指作业者在生产过程中体力消耗及紧张程度。2. 指标指标1）相对代谢率 RMR 相对指标2）劳动强度指数 I 绝对指标 I = 3T + 7M 3：实际劳动率系数 7：能量代谢率系数 T（净作业时间比率）：工作日内净作业时间/工作日总工时 M（能量代谢率）：8小时工作日的平均能量代谢率（KJ/minm2）3. 等级划分等级划分（1

9、） I15 一级劳动强度 轻（2） I=1520 二级劳动强度 中（3） I=2025 三级劳动强度 重（4） I25 四级劳动强度 极重1）以RMR指标分级 见表见表2）以I指标分级1. 概念：概念：指完成某作业，作业者所表现的生理、心理、技能的综合性素质。 2. 表达方式表达方式3. 变化规律变化规律生产成果（产量、质量） = （作业能力，作业动机） 劳动生产率时间终末激发 入门期（Induction period）稳定期（steady period）疲劳期（Fatigue period）午休作业能力均值 4. 意义意义1）合理安排休息，不要在没进入疲劳期就安排休息； 2）据作业能力变化规

10、律 作业速率变 以延缓疲劳例如：入门期稳定期疲劳期Vt 脑力劳动 安排工作V：V工作能力时，会加速作业者的疲劳，甚至影响身体健康。 V工作能力时，会加速作业者的疲劳，甚至影响身体健康。工作能力时，会加速作业者的疲劳，甚至影响身体健康。 V 84 kJ/(m3h)的作业环境。的作业环境。在我国国标中对应下列三种在我国国标中对应下列三种 高温强热辐射作业：高温强热辐射作业： 气温高，热辐射强度大，相对湿度较低。气温高，热辐射强度大，相对湿度较低。 例如：炼钢车间例如：炼钢车间 、 锻造车间锻造车间2）影响）影响高温环境下，人的水分和盐分大量丧失高温环境下，人的水分和盐分大量丧失作业环境有效温度作业

11、环境有效温度 控制作业负荷控制作业负荷 图图人人 新陈代谢新陈代谢V M 散热小于产热散热小于产热 S 体温体温热应激效应热应激效应 中暑、热衰竭中暑、热衰竭 高温高湿作业：高温高湿作业： 干球温度干球温度 30 80% 例如：纺织例如：纺织 夏天露天作业：夏天露天作业： 寒冷地区寒冷地区 32 炎热地区炎热地区 35 例如：种植业、建筑作业例如：种植业、建筑作业 工作：工作： 作业能力下降作业能力下降 出错率出错率 注意力分散注意力分散操作操作 对手的影响最大对手的影响最大 见图见图定义：作业环境温度低于允许温度下限。定义：作业环境温度低于允许温度下限。影响：影响：人：人： 环境温度环境温度

12、 皮肤血管收缩皮肤血管收缩体表温度体表温度血流量停滞血流量停滞 体表温度下降大体表温度下降大 冻伤冻伤工作时的温度最好在工作时的温度最好在15.5 27 1. 改善高温作业环境的措施改善高温作业环境的措施 1）生产技术：）生产技术： 合理布置热源合理布置热源 例：布置在下风头，车间外例：布置在下风头，车间外 隔热隔热 通风换气通风换气 降低湿度降低湿度 2）保健方面：）保健方面： 供给饮料（供给饮料（12为宜，以加盐为宜，量少次数多为宜）为宜，以加盐为宜，量少次数多为宜） 劳保用品劳保用品 适应性检查适应性检查 因为有些人不适应高温作业因为有些人不适应高温作业 3）生产组织：）生产组织： 合理

13、安排作业负荷合理安排作业负荷 休息场所（温度休息场所（温度20 30为宜，太低人体汗腺）为宜，太低人体汗腺） 集体作业集体作业 采暖和保暖采暖和保暖2. 改善低温作业环境改善低温作业环境 提高作业负荷提高作业负荷 个体防护个体防护 特殊特殊 例：操作空间小，可以采用热辐射取暖等方法。例：操作空间小，可以采用热辐射取暖等方法。2. 工作效率不受影响的温度范围，见图工作效率不受影响的温度范围，见图9-83. 工业生产微气候标准，参阅表工业生产微气候标准，参阅表9-3，表，表9-4光的性质光的性质1）光通量（）光通量（）：是最基本的光度量。）：是最基本的光度量。2. 光的度量光的度量定义：指光源在给

14、定方向上单位立体角内发出的光通量。定义：指光源在给定方向上单位立体角内发出的光通量。 常用于描述点光源的发光特性。常用于描述点光源的发光特性。测量：光电管测量：光电管定义：单位时间内通过某一面积的光量。定义：单位时间内通过某一面积的光量。 单位：流明单位：流明 lm光强与光通量之间的关系：光强与光通量之间的关系：坎德拉坎德拉cd 照射在物体单位表面面积上的光通量。照射在物体单位表面面积上的光通量。定义定义: 单位：勒克司（单位：勒克司（lx） 1 勒克司勒克司 = 1 流明流明 / 平方米平方米A照度表明照度表明被照面被照面上光的强弱，可用上光的强弱，可用 光电池照度计光电池照度计测量。测量。

15、良好的光环境主要是通过改善人的视觉条件（照明生理因素）和改善良好的光环境主要是通过改善人的视觉条件（照明生理因素）和改善人的视觉环境（照明心理因素）来达到提高劳动生产率。人的视觉环境（照明心理因素）来达到提高劳动生产率。 良好光环境使事故次数、出错件数和缺勤人数都明显减少，见图良好光环境使事故次数、出错件数和缺勤人数都明显减少，见图9-10。2. 光环境对安全的影响光环境对安全的影响光环境对生产中的效率、安全等都有重要意义。光环境对生产中的效率、安全等都有重要意义。 图图9-9照度照度 眨眼次数眨眼次数 （视疲劳（视疲劳 ） 工作效率工作效率照度照度 人要反复努力辨认，人很快视觉疲劳人要反复努

16、力辨认，人很快视觉疲劳 工作效率工作效率注：临界照度值注：临界照度值2. 天然光照度和采光系数天然光照度和采光系数Cu 合理的照度平均水平合理的照度平均水平 u 光线的方向和扩散要合理光线的方向和扩散要合理u 不让光线直接照射眼睛不让光线直接照射眼睛 u 光源光色要合理光源光色要合理 u 让照明和色相协调让照明和色相协调 u 不能忽视经济条件的制约不能忽视经济条件的制约在具体的天然采光设计中，常以采光系数的最低值作为设计标准值。在具体的天然采光设计中，常以采光系数的最低值作为设计标准值。表表9-5是我国采光与照明标准中规定的生产车间工作面上的是我国采光与照明标准中规定的生产车间工作面上的C 的

17、最低值。的最低值。 En室内某一点的照度室内某一点的照度;Ew与与En同一时刻的室外照度。同一时刻的室外照度。 CEnEw100% 将某种条件下的天空照度值乘以选用的将某种条件下的天空照度值乘以选用的C，就可计算出某种条件下室内，就可计算出某种条件下室内某点的天然光照度。某点的天然光照度。实现良好照明的特性因素实现良好照明的特性因素 图图9-11 我国的照度标准是以最低照度值作为设计的标准值，表我国的照度标准是以最低照度值作为设计的标准值，表9-7规定了生产车规定了生产车间工作面上的照度最低值。间工作面上的照度最低值。1）EminEn Emin：工作面上的最小照度；：工作面上的最小照度； En

18、： 照度标准值。照度标准值。 2）工作面照度分布相对比较均匀。）工作面照度分布相对比较均匀。 照度均匀分布的条件：照度均匀分布的条件： 局部工作面的局部工作面的E最好不大于照度平均值的最好不大于照度平均值的25； 对于一般照明，对于一般照明，Emin/E均均0.8 照度均匀主要从灯具的布置上来解决。照度均匀主要从灯具的布置上来解决。 工作场所的亮度分布可通过规定室内各表面的适宜的反射系数范围，以组工作场所的亮度分布可通过规定室内各表面的适宜的反射系数范围，以组成适当的照度分布来实现。成适当的照度分布来实现。图图9-12有关室内亮度分布的情况参阅表有关室内亮度分布的情况参阅表9-8，表，表9-9

19、亮度应相对均匀，不应有较大变化，否则人眼要进行明暗适应。亮度应相对均匀，不应有较大变化，否则人眼要进行明暗适应。暗适应和明适应，见图暗适应和明适应，见图3-8人对暗适应、明适应不同。人对暗适应、明适应不同。1）满意的状况）满意的状况 光照射到物体上的方向不同，在物体上产生的阴影、反射状况和亮度分布也光照射到物体上的方向不同，在物体上产生的阴影、反射状况和亮度分布也不相同，从而会使人产生不同的感觉。不相同，从而会使人产生不同的感觉。2）不满意的状况）不满意的状况u 对于需突出立体视觉的工作对象，应形成适当阴影，改善其可见度。对于需突出立体视觉的工作对象，应形成适当阴影，改善其可见度。 形成立体感

20、最理想的照明条件：光由一个方向照射，且亮度比为形成立体感最理想的照明条件：光由一个方向照射，且亮度比为3:1。u 安设从斜面来的指向性光照射时，可产生小阴影来表现物体的粗糙和凸凹等，安设从斜面来的指向性光照射时，可产生小阴影来表现物体的粗糙和凸凹等， 以强调材质感，而且最好用点光照明和壁面照明，从而形成愉快的照明效果。以强调材质感，而且最好用点光照明和壁面照明，从而形成愉快的照明效果。u 阴影阴影 改善：将照明器做成扩散性，并在布置上加以注意。改善：将照明器做成扩散性，并在布置上加以注意。u 眩光眩光防控措施：防控措施：a 限制亮度；限制亮度； b 合理布置光源：使光源处于微弱眩光区，大于合理

21、布置光源：使光源处于微弱眩光区，大于45度；度； 如：灯罩如：灯罩 c 使光线转为散射使光线转为散射 光线经天花板、灯罩、墙壁漫射到工作台上；光线经天花板、灯罩、墙壁漫射到工作台上；眩光种类及其防控措施：（按产生原因）眩光种类及其防控措施：（按产生原因） 对比眩光：物体和背景之间明暗反差太大。对比眩光：物体和背景之间明暗反差太大。眩光眩光 视觉不舒适、注意力分散视觉不舒适、注意力分散 易视疲劳易视疲劳 损害视力损害视力604530150防控措施：适当提高眩光源周围地区的亮度，减少亮度对比；防控措施：适当提高眩光源周围地区的亮度，减少亮度对比； 亮度比亮度比 70 mm 认读效果认读效果 1/

22、d读读根据刻度标记的数量以及观察距离进行设计。根据刻度标记的数量以及观察距离进行设计。 观察者的视角为观察者的视角为2.55时最佳。时最佳。 视角：刻度盘的直径与观察距离的比值视角：刻度盘的直径与观察距离的比值。人的视觉特性：水平移动速度大于垂直移动速度；人的视觉特性：水平移动速度大于垂直移动速度； 从左到右；从上到下。从左到右；从上到下。 图图5-2刻度线间距：刻度线间距：小刻度线的最小间距为小刻度线的最小间距为 L/600L/600；大刻度线的最小间距为；大刻度线的最小间距为 L/50L/50。 视距为视距为750mm750mm时，时，刻度线间距为刻度线间距为12.5mm； 4。表盘上的刻

23、度线、刻度线间距、文字和数字尺寸是依据视距确定的。表盘上的刻度线、刻度线间距、文字和数字尺寸是依据视距确定的。刻度线：刻度线一般有三级，即大刻度线，中刻度线和小刻度线；刻度线：刻度线一般有三级，即大刻度线，中刻度线和小刻度线； 刻度线高度和文字高度参阅表刻度线高度和文字高度参阅表5-3； 刻度线宽度：一般取间距大小的刻度线宽度：一般取间距大小的5- 15，10最佳。最佳。仪表的标数设计遵循原则：仪表的标数设计遵循原则：p94；刻度与标数的优劣对比见图；刻度与标数的优劣对比见图5-4。 指针的零位指针的零位 仪表指针零位一般都在时钟仪表指针零位一般都在时钟9点或点或12点位置。点位置。例如：墨绿

24、或淡黄色表盘最佳搭配：白色、黑色。例如：墨绿或淡黄色表盘最佳搭配：白色、黑色。 颜色设计主要指表盘、刻度线、标记字符以及指针的颜色匹配问题，仪表色彩颜色设计主要指表盘、刻度线、标记字符以及指针的颜色匹配问题，仪表色彩是否合适，将影响认读速度和误读率。是否合适，将影响认读速度和误读率。 设计时，刻度线、标记字符以及指针的颜色应相同或尽可能协调，而与表盘不同。设计时，刻度线、标记字符以及指针的颜色应相同或尽可能协调，而与表盘不同。组合形式面板见图组合形式面板见图5-5，其布置参阅表，其布置参阅表5-4。 按使用顺序排列按使用顺序排列 按功能进行组合排列按功能进行组合排列 按最佳零点方向排列，见图按

25、最佳零点方向排列，见图5-6 基本原则：将各仪表的指针正常位按一定的规律组合排列成图案，任何一基本原则：将各仪表的指针正常位按一定的规律组合排列成图案，任何一 个表盘的指针偏离了正常位，就破坏了构型图案的完整性，极易被人觉察。个表盘的指针偏离了正常位，就破坏了构型图案的完整性，极易被人觉察。信号灯的作用主要有两方面：信号灯的作用主要有两方面：1）发出指示性信息）发出指示性信息 2）显示系统工作状态）显示系统工作状态大多数情况下，一种信号灯只用于指示一种信息和状态。大多数情况下，一种信号灯只用于指示一种信息和状态。 按视觉特性排列按视觉特性排列 仪表的排列顺序和方向应遵循人的视觉特性，左上方为最

26、优，其次是右上方、仪表的排列顺序和方向应遵循人的视觉特性，左上方为最优，其次是右上方、 左下方，而以右下方为最差。左下方，而以右下方为最差。远距离信号灯：选用空气散射小、射程较远的长波红光的信号灯，或选远距离信号灯：选用空气散射小、射程较远的长波红光的信号灯，或选 用功率消耗较少的蓝绿光。用功率消耗较少的蓝绿光。 能见距离：不同情况下的气象能见距离参阅表能见距离：不同情况下的气象能见距离参阅表5-55-5； 夜间发光客体的能见距离参阅表夜间发光客体的能见距离参阅表5-65-6。 信号灯的亮度和视距设计信号灯的亮度和视距设计信号灯的亮度要高于背景亮度的两倍，同时背景以灰暗无光为好。信号灯的亮度要

27、高于背景亮度的两倍，同时背景以灰暗无光为好。 按仪表与操纵器相合性排列，见图按仪表与操纵器相合性排列，见图5-7 信号灯的布置信号灯的布置信号灯常使用颜色编码，表示某种含义和提高可辨性。信号灯常使用颜色编码，表示某种含义和提高可辨性。在使用颜色编码时，使用颜色过多可能造成混淆和错认，一般不应超过在使用颜色编码时，使用颜色过多可能造成混淆和错认，一般不应超过1010种。种。信号灯的颜色及其意义参阅表信号灯的颜色及其意义参阅表5-85-8。 重要信号灯设计重要信号灯设计3 3 20 20 60 608080 当所显示的信息非常重要或较复杂时，可通过多种感觉通道或多个信号灯复合显当所显示的信息非常重

28、要或较复杂时，可通过多种感觉通道或多个信号灯复合显示，以引起特别注意。示，以引起特别注意。 信号灯听觉或触觉；信号灯听觉或触觉； 使用不同颜色和形状的信号灯编码。使用不同颜色和形状的信号灯编码。信号灯的形状及其标记应与其逻辑含义相符。信号灯的形状及其标记应与其逻辑含义相符。如：用如：用 代表方向；用或代表方向；用或 表示禁止；用！表示警觉、危险等。表示禁止；用！表示警觉、危险等。需要引起注意的信号可采用闪光信号，闪光频率一般为需要引起注意的信号可采用闪光信号，闪光频率一般为0.670.671.67HZ1.67HZ 闪光方式：明灭、明暗、似动式。闪光方式：明灭、明暗、似动式。信号灯与背景亮度对比

29、较差时或信息紧急时，可适当提高闪光频率（信号灯与背景亮度对比较差时或信息紧急时，可适当提高闪光频率（101020HZ20HZ）。）。不同背景的灯光信号对人的认读效果有较大的影响，具体参阅表不同背景的灯光信号对人的认读效果有较大的影响，具体参阅表5-75-7。 既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既能追踪显示，又能显示多媒体既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既能追踪显示，又能显示多媒体 的图文动态画面。的图文动态画面。在荧光屏上显示视觉信息，应用：电视屏幕、计算机显示器、示波器等。在荧光屏上显示视觉信息，应用：电视屏幕、计算机显示器、示波器等。 目标：是指在荧光屏上显示的视觉信息载体。

30、如：图形、文字、符号、信号等。目标：是指在荧光屏上显示的视觉信息载体。如：图形、文字、符号、信号等。 目标亮度：一般不超过目标亮度：一般不超过34 cd/m34 cd/m2 2 呈现时间：在呈现时间：在0.01-10s0.01-10s内，目标的视认度与之成正比；一般为内，目标的视认度与之成正比；一般为0.5s0.5s可基本满足可基本满足 视认要求，在视认要求，在2 23s3s可较好满足视认要求。可较好满足视认要求。 运动的目标比静止目标易于察觉，但难以看清，目标运动速度越大，视觉辨认运动的目标比静止目标易于察觉，但难以看清，目标运动速度越大，视觉辨认 效率越低。视敏度与目标运动状态的关系参阅表

31、效率越低。视敏度与目标运动状态的关系参阅表5-95-9。 1 1）荧光屏的显示特征）荧光屏的显示特征 2 2）目标的亮度、呈现时间）目标的亮度、呈现时间 3 3）目标的运动速度）目标的运动速度 6 6）屏面）屏面 大小：目标越大越易察觉，但受空间所限应有一个适宜大小，荧光屏字符大小大小：目标越大越易察觉，但受空间所限应有一个适宜大小，荧光屏字符大小 与视距的关系参阅表与视距的关系参阅表5-105-10。目标的形状：不同形状目标，其辨认效率不同，一般次序为：三角形、圆形、目标的形状：不同形状目标，其辨认效率不同，一般次序为：三角形、圆形、 梯形、方形、长方形、椭圆形、十字形。梯形、方形、长方形、

32、椭圆形、十字形。颜色：计算机荧光屏绝大多数用绿色作目标。颜色：计算机荧光屏绝大多数用绿色作目标。亮度对比度亮度对比度目标亮度背景亮度目标亮度背景亮度背景亮度背景亮度目标的视认度受目标与背景的亮度对比度的影响，目标的亮度必须达到亮度对目标的视认度受目标与背景的亮度对比度的影响，目标的亮度必须达到亮度对比度高于视认的阈值，目标才能被看见。比度高于视认的阈值，目标才能被看见。 标志是一种形象语言，要便于识别，标志的颜色有特定意义。参阅表标志是一种形象语言，要便于识别，标志的颜色有特定意义。参阅表5-125-12听觉显示器分两大类：听觉显示器分两大类： 1）听觉信息传示装置）听觉信息传示装置 2）言语

33、传示装置）言语传示装置利用示警信号（声音）来传达信息。利用示警信号（声音）来传达信息。特点：可快速有效的传递简单和短促的信息，反应快、方向不受限制。特点：可快速有效的传递简单和短促的信息，反应快、方向不受限制。 特别适合紧急情况下使用。特别适合紧急情况下使用。 听觉信息传示装置的用途很广，根据声压级及频率高低，常用的有：蜂鸣听觉信息传示装置的用途很广，根据声压级及频率高低，常用的有：蜂鸣器、铃、角笛和汽笛、警报器；器、铃、角笛和汽笛、警报器；听觉显示器是利用声音通过人的听觉通道向人传递信息的装置。听觉显示器是利用声音通过人的听觉通道向人传递信息的装置。 具体设计音响及报警装置的强度和频率参数可

34、参阅表具体设计音响及报警装置的强度和频率参数可参阅表5-135-13。 在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应最小的范围内。在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应最小的范围内。 使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能引起人的注意。最好组成视、使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能引起人的注意。最好组成视、 听双重报警信号。听双重报警信号。 音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声波强度，使用较低的频率。音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声波强度，使用较低的频率。 注意音响装置的多少，避免各信号间的相互干扰。注意音响装置的多少，避免各信号间的相

35、互干扰。用语言在人与机器之间传递信息，使其具有一定的表达能力。用语言在人与机器之间传递信息，使其具有一定的表达能力。特点：可以更为细致、明确地指导操作者的各种操作行为。特点：可以更为细致、明确地指导操作者的各种操作行为。应用：无线电广播、电视、电话、报话机和对话器及其它录音、放音的电声装置。应用：无线电广播、电视、电话、报话机和对话器及其它录音、放音的电声装置。 1 1）言语清晰度）言语清晰度 对言语信号的要求：语言清晰；对言语信号的要求：语言清晰； 言语清晰度与主观感觉的关系参阅表言语清晰度与主观感觉的关系参阅表5-145-14。2 2）言语的强度）言语的强度语言的强度直接影响言语清晰度，语

36、言的强度与清晰度的关系见图语言的强度直接影响言语清晰度，语言的强度与清晰度的关系见图5-85-8。3 3）噪声环境中的语言通信）噪声环境中的语言通信言语传示装置在噪声环境中工作时，噪声将影响言语传示的清晰度。言语传示装置在噪声环境中工作时，噪声将影响言语传示的清晰度。 一般信躁比一般信躁比S/NS/N（平均言语功率（平均言语功率/ /平均噪声功率）平均噪声功率） 6 6，通话效果才能满意。，通话效果才能满意。 噪声的不同频率对语音有不同的掩蔽作用。噪声的不同频率对语音有不同的掩蔽作用。为了保证在噪声环境中进行充分的言语通信，则必须定出为了保证在噪声环境中进行充分的言语通信，则必须定出极限通讯距

37、离极限通讯距离。参阅表参阅表5-155-15，表，表5-165-16显示内容较多时，采用一个言语传示装置即可。显示内容较多时，采用一个言语传示装置即可。 更适于指导检修和故障处理工作，引导操作者操作。更适于指导检修和故障处理工作，引导操作者操作。 适用于追踪操作中。适用于追踪操作中。 在非职业性的领域中，言语传示装置更符合人们习惯。在非职业性的领域中，言语传示装置更符合人们习惯。控制器：是操作者（人）用以将信息传递给机器，使之执行控制功能，实现控制器：是操作者（人）用以将信息传递给机器，使之执行控制功能，实现调整，改变机器运行状态的装置。调整，改变机器运行状态的装置。 控制器的种类很多，按操纵

38、的身体部位不同，分为三大类：控制器的种类很多，按操纵的身体部位不同，分为三大类：1）手动控制器：最常见的一类控制器。）手动控制器：最常见的一类控制器。2.2.控制器的种类控制器的种类1.1.定义定义3）其它控制器：包含语言控制器、膝控制器以及其它非身体部位控制的控制器。）其它控制器：包含语言控制器、膝控制器以及其它非身体部位控制的控制器。 如：声控、光控等。如：声控、光控等。2）脚动控制器：脚动控制器主要有两种，脚踏板和脚踏钮。）脚动控制器：脚动控制器主要有两种，脚踏板和脚踏钮。按操纵的运动方式又可分为：旋钮式按操纵的运动方式又可分为：旋钮式 旋钮、摇柄等旋钮、摇柄等 移动式移动式 操纵杆、手

39、柄操纵杆、手柄 按压式按压式 按钮、按键等按钮、按键等 控制器的设计要适应人体运动的特征。控制器的设计要适应人体运动的特征。操纵装置编码：使每一个控制器都有自己的特征和符号，以便于操作者识别，操纵装置编码：使每一个控制器都有自己的特征和符号，以便于操作者识别， 防止误操作。防止误操作。 尽量设计多功能控制器，并把显示器与控制器有机结合起来。尽量设计多功能控制器，并把显示器与控制器有机结合起来。 利用编码提高控制器的辨认和记忆。利用编码提高控制器的辨认和记忆。 控制器要能避免无意识的误操作而引起的危险。控制器要能避免无意识的误操作而引起的危险。 尽量利用控制器的结构特点或借助操作者体位的重力进行

40、控制。尽量利用控制器的结构特点或借助操作者体位的重力进行控制。 控制器操纵方向应与预期的功能方向相一致。控制器操纵方向应与预期的功能方向相一致。 图图5-155-153 3）尺寸编码）尺寸编码 size coding 这是一种容易为人的视觉和触觉辨认的编码方法；这是一种容易为人的视觉和触觉辨认的编码方法； 要求要求: 1: 1）控制器的形状要尽量反映其功能要求）控制器的形状要尽量反映其功能要求, , 从而使人能由控制器的形状联从而使人能由控制器的形状联 想到其用途，并便于形象记忆；想到其用途，并便于形象记忆； 2 2）对于操作紧张，视觉负荷较重的作业，控制器的形状应能在不同目视）对于操作紧张，

41、视觉负荷较重的作业，控制器的形状应能在不同目视 或不用眼睛，甚至戴手套的情况下，单靠触觉也能分辨清楚。或不用眼睛，甚至戴手套的情况下，单靠触觉也能分辨清楚。使用大、中、小三种尺寸使用大、中、小三种尺寸, , 各级之间尺寸要相差各级之间尺寸要相差2020以上。以上。 大小编码往往与形状编码一起使用。大小编码往往与形状编码一起使用。例如例如, , 汽车上的离合器汽车上的离合器, , 制动器和加速器的踏板；计算机键盘中各键位置。制动器和加速器的踏板；计算机键盘中各键位置。当不用眼睛而仅用手摸开关进行操作时当不用眼睛而仅用手摸开关进行操作时, , 对垂直排列布置的操作的准确性优于对垂直排列布置的操作的

42、准确性优于水平排列布置的。水平排列布置的。 实验结果表明实验结果表明, , 当控制器垂直排列布置时当控制器垂直排列布置时, , 控制器间距以控制器间距以1212厘米左右为好厘米左右为好, , 当水平排列布置时当水平排列布置时, , 其间距就需要更大一些才好。其间距就需要更大一些才好。 图图5-115-11控制器的颜色编码控制器的颜色编码, , 一般不能单独使用一般不能单独使用, , 要与形状或大小等编码合并使用。要与形状或大小等编码合并使用。 颜色只能靠视觉辨认颜色只能靠视觉辨认, , 并且只有在比较好的照明条件下并且只有在比较好的照明条件下, , 才不致被歪曲；才不致被歪曲； 人眼虽然能辨别

43、很多的颜色人眼虽然能辨别很多的颜色, , 但用于控制器的颜色但用于控制器的颜色, , 一般只是红、橙、黄、蓝、一般只是红、橙、黄、蓝、绿等五种。色调多了绿等五种。色调多了, , 易混淆。易混淆。在控制器上或其侧旁在控制器上或其侧旁, , 用文字或某种符号标明其功能。用文字或某种符号标明其功能。这种编码方式用在控制器数量很多，而形状又难以区分时。这种编码方式用在控制器数量很多，而形状又难以区分时。需要一定的空间和较好的照明条件需要一定的空间和较好的照明条件, , 并要求标号简明易辨。并要求标号简明易辨。具体编码时，可以根据需要采取一种或几种方式组合。具体编码时，可以根据需要采取一种或几种方式组合

44、。 手把的形状便于触觉对其进行识别，见图手把的形状便于触觉对其进行识别，见图5-115-112.2.手控操纵装置设计手控操纵装置设计1 1）触觉功能和触觉特性）触觉功能和触觉特性2 2）操纵手把的设计）操纵手把的设计设计合理的手把，应考虑下述几点设计合理的手把，应考虑下述几点 不太敏感、适应迅速、有立体感不太敏感、适应迅速、有立体感 手把的形状应与手的生理特点相适应，见图手把的形状应与手的生理特点相适应，见图5-105-10 尺寸应符合人手尺度的需要尺寸应符合人手尺度的需要 手把的尺寸必须考虑手幅长度、手握粗度、握持状态和触觉的舒适性。手把的尺寸必须考虑手幅长度、手握粗度、握持状态和触觉的舒适

45、性。 各种不同手把的握持状态见图各种不同手把的握持状态见图5-125-12控制器设计要符合人体测量学、运动特点以及生物力学、生理学等方面的特性。控制器设计要符合人体测量学、运动特点以及生物力学、生理学等方面的特性。 3 3）适宜的用力范围，参阅表）适宜的用力范围，参阅表5-185-18，表，表5-195-194 4）操纵器的适宜尺寸，与人体尺度的关系参阅表）操纵器的适宜尺寸，与人体尺度的关系参阅表5-205-20，见图，见图5-135-13控制器的选择应考虑两种因素：控制器的选择应考虑两种因素：1.1.人的操纵能力人的操纵能力 2.2.操纵器本身操纵器本身选择依据参阅表选择依据参阅表5-225

46、-22，表，表5-235-23，表，表5-245-241 1）适宜的操纵力，参阅表）适宜的操纵力，参阅表5-215-212 2）脚控操纵器的尺寸）脚控操纵器的尺寸 踏板：宽度：大于踏板：宽度：大于2.5cm2.5cm； 长度：长度：6 67.5cm 287.5cm 2830cm30cm； 踏下行程：踏下行程：6 617.5cm17.5cm；表面要有防滑齿纹。；表面要有防滑齿纹。 踏钮：直径为踏钮：直径为5 58 cm8 cm，行程为，行程为1.21.26cm6cm。 3 3）脚踏板结构形式的选择，见图）脚踏板结构形式的选择，见图5-145-144 4）脚踏板布置形式：座椅前）脚踏板布置形式：座

47、椅前7.62-8.89cm7.62-8.89cm，离椅面，离椅面5-17.8cm5-17.8cm，偏离人体正中，偏离人体正中 面小于面小于7.5-12.5cm7.5-12.5cm处。处。 相合性设计应遵循的原则，见图相合性设计应遵循的原则，见图5-185-18重要的原则是见操纵显示的编码应尽可能一致，见图重要的原则是见操纵显示的编码应尽可能一致，见图5-195-19操纵显示比是操纵器和显示器移动量之比，即操纵显示比是操纵器和显示器移动量之比，即C/DC/D。操纵与显示相合性是指机器、设备的控制器与显示器之间的联用关系。操纵与显示相合性是指机器、设备的控制器与显示器之间的联用关系。C/D C/D

48、 灵敏度低灵敏度低 C/D C/D 灵敏度高灵敏度高 图图5-165-16控制器的调节：粗调、精调。控制器的调节：粗调、精调。 最佳最佳C/DC/D比比 图图5-175-17 根据人的生理与心理特征，人对控制器与显示器的运动方向有一定的习惯根据人的生理与心理特征，人对控制器与显示器的运动方向有一定的习惯定式，这个习惯定式随二者的相对位置、运动方式等因素不同而改变。定式，这个习惯定式随二者的相对位置、运动方式等因素不同而改变。 人工操作系统人工操作系统 半自动化系统半自动化系统 自动化系统自动化系统 见图见图11-21. 1. 人机系统的组成，见图人机系统的组成，见图11-111-12. 2. 人机系统类型人机系统类型3. 3. 人机系统的目标，见图人机系统的目标，见图11-411-4 1 1）按自动化程度分类）按自动化程度分类 2 2）按人机结合方式分类）按人机结合方式分类 人机串联人机串联 人机并联人机并联 人与机串、并联混合人与机串、并联混合 见图见图11-311-3 工作空间和工作设备的设计工作空间和工作设备的设