人机工程学重点

1、 第一章要点1、人机工程学的定义及发展历程，各个阶段的代表人物。 定义: IEA：人机工程学是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各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全、舒适等问题的学科。(BCPE职业人机工程师认证委员会)：人机工程学是关于与设计有关的人的能力、人的极限、人的特性等的知识体系。人机工程学设计就是运用这种知识体系来设计工具、机器、系统、任务、工作以及安全、舒适、有利于提高人的效率的环境等。 人机工程学的发展以及特点：a、 19世纪未到20世纪30年代 经验人机工程学：机械设计的是主要着眼点在

2、于力学、电学、热力学等工程技术方面的原理计上，在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于机器。 代表人物：F.W.Taylor（泰勒）。 吉尔布雷斯夫妇b、 20世纪30年代到60年代 科学人机工程学：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。 设计师亨利·德雷夫斯出版的人的尺度为工业设计师提供了依据。麦克考米克“人类工程学”被做为大学教科书C 20世纪60年代至今 现代人机工程学：研究方向：把人-机-环境系统作为一个统一的整体来研究，以创造最适合于人操作的机械设备和作业环境，使人-机-环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效能。2、什么是人机环境系统，能熟练地画出

3、人机系统图。 人机环境系统，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。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显示装置控制装置机刺激反应系统状态信息干扰因素刺激反应干扰因素干扰因素正常信号希望输出不希望输出刺激干扰因素 3、人机工程学的学科体系及研究内容 人机工程学人体科学 技术科学环境科学生理学心理学劳动卫生学人体测量学人体力学环境卫生学环境医学环境心理学环境保护学环境检测学工业设计工程设计安全工程系统工程机械工程管理工

4、程 研究内容：1.人体特性的研究：在设计中与人与有关的方面，包括生理与心理两方面。 目的是使机（机器、设施、工具和工作环境等）更适合于人的生理及心理特性。2.机器因素的研究：机器动力学、机器防错纠错设计、可靠性研究、舒适性和 方便性等。3.环境研究：环境检测、监控、预测技术。物理、化学、生物环境等4.人机关系的研究：人机界面设计：人与机之间的进行有效的信息交流的界面。5、人、环境关系研究：使人在对人体无害的环境中工作，并保证工作效率。如照明环境、噪声环境等。6、机、环境关系研究：机器对于环境的影响及环境对机器的影响。7、人机系统的总体设计：创建最佳人机关系，最舒适的环境。合理分配人与机之间的任

5、务，充分发挥各自的特长。使系统效率最高。 4、人机工程学与工业设计的关系及其应用法 1、为设计中人的因素提供静、动态尺度参数。如各类产品的尺寸2、为设计中“物”的功能合理性提供科学依据。如仪表盘中按键的大小和分布3、为设计中“环境因素”提供设计准则。如光环境和色彩设计4、为整个人机环境系统提供设计理论依据。5、如何在设计中进行人机分析1、使用者的分析：(使用者的构成分析：如年龄、性别、地域、文化、经济等方面。每一个产品都是针对某个群体进行设计，要找到群体的共性。使用者的行为习惯分析：职业、风俗等会有不同的行为习惯，如运动员、户外爱好者等。使用者的生理因素分析：如身体尺寸、施力大小等。如健康人和

6、残疾人、或有某种疾患的人等对于产品会有不同的要求。)2、使用过程分析 使用过程分析大直径的把手、柔软的热塑性橡胶握柄，使削皮器使用起来更舒适。用这种橡胶做成一些富有韧性的“翅片”，在外界的压力下可以微微压缩，使用者有一个缓冲，即便是双手又湿又滑也易于控制。 它的遮护板和型芯使得刀片外形成一个保护结构，不易割伤使用者的手。超大的锥形孔，便于轻松悬挂。3、使用环境分析 使用环境不同，对产品的设计要求会有很大的不同。户外电话和家用电话有很大不同。 第二章要点一人体测量数据的分类 人体形态测量数据主要有两类，即人体构造尺寸（静态尺寸）和功能尺寸（动态尺寸）的测量数据。静态尺寸是指被测者静止时坐或站进行

7、测量的尺寸；动态尺寸指被测者在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸。二测量的姿势和主要测量点的位置； 站姿 坐姿 头顶点：当头部位于眼耳平面时，头顶在正中矢状面上最高的点。 肩峰点：肩胛骨上缘最向外突出之点。用手指沿着肩胛骨或沿锁骨骨干向外摸，便可找到此点。 桡骨点：桡骨小头上缘最高点。当上肢下垂，手掌贴附大腿，此点在肘关节侧面一小凹内。可在前臂做回转时更易确定。 茎突点：桡骨茎突最尖端之点。拇指外展时，拇指长展肌、拇长伸肌、拇短伸肌腱之间形成一三角形深窝。在此深窝底寻此点。指尖点：当手臂下垂，掌面朝内靠拢大腿外侧面时，指尖最向下之点。胫骨上点：胫骨内髁的内侧缘最高之点。耳屏点

8、：外耳道前方耳屏软骨上缘的起点。是决定眼耳平面的重要测点。肱骨外上髁点：肱骨外上髁最突出的一点。尺骨鹰嘴突端点：尺骨鹰嘴向后最突出的一点。三人体测量中的基准面和基准轴 测量基准面：三轴：垂直轴、纵轴和横轴。（）矢状面（垂直轴和纵轴）（）正中矢状面（将人体分为左右对称两部分）（）冠状面（垂直轴和横轴）人体分为前后两部分（）水平面（纵轴和横轴）（）眼耳平面（左右耳屏点及右眼下眶下点的平面）四百分位数、适应域的含义及相互推导法； 百分位：百分位由百分比表示，称为“第几百分位”。例如，50%称为第50百分位。适应域：设计只能取一定的人体尺寸范围，只能满足整个人体尺寸的一部分。通常用百分数来表示。如95

9、%，即可满足95%的人来使用。 如门的设计要考虑满足几乎所有人的要求，即99%的适应域。百分位和适应域：适应域可分为对称适应域、偏适应域。对称适应域对称于均值；偏适应域通常是整个分布在某一边。90%的适应域，若采用对称的百分位，则从5%百分位到95%百分位。95%的适应域，则可采用2.5%到97.5%。也可采用不对称的百分位，如2%到92%。五人体测量数据的应用原则(适合于作业空间中)；要知道具体的应用场合。 主要人体尺寸的应用原则 (1) 最大值设计原则 最大值设计原则指选用大尺寸作为设计依据，一般选用99%、95%做为尺寸上限(如安全门，床等)； (2)最小值设计原则 最小值设计原则指以小

10、尺寸为设计依据，一般以1%、5%为尺寸下限。如操作力的选择，距离等。 (3)可调设计原则指设计尺寸可以在一定范围内进行调节，如座椅的高度，要想使高个子（第95百分位）和低个子（第5百分位）的人都可以使用，则选用可调设计原则。一般可调设计原则的适应域至少达到90% 4)平均设计原则 以平均人，即以第50百分位为设计依据。(门锁、把手、柜台等)六产品尺寸的设定方法；(百分位数加修正) 1根据设计对象确定选用的原则（选择产品类型）床的长度的设计要满足大多数人的使用，所以选用极限设计原则中的最大尺寸设计2确定选用的人体尺寸百分位数, 床的长度的设计要满足95%以上人的使用，选用第95百分位的人体数值3

11、确定功能修正量（着装修正、姿势修正、操作修正等） 一般头不触及床头，故应在床头应加上100mm的余量，床尾加上100mm的余量作为被子折叠量。4确定心理修正值，一般由实验得出。 （房屋空间高度）5功能尺寸的设定（1）最小功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正值（2）最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正值+心理修正值七人体尺寸的具体应用，(如眼高、肘高、坐高等的具体应用，以及在何处应用何种尺寸) 人体身高主要用于确定通道和门的最小高度，床的最佳长度、设备的高度等等。在身高测量时一般是不穿鞋的，所以要考虑修正值。在设计时也采用不同的百分位数。立姿眼高主要用于仪表的布置、机床显示屏的布置、户外广告

12、的布置、办公室隔断的布置等等。如不允许看的隔断要用高的百分位，允许看的则选用低的百分位。肘高用于确定操作台面、柜台、工作台等等的高度，可根据具体情况选用低于肘高的距离。坐高用于确定坐位上方的物品的允许高度，如双人床的设计；餐厅的隔断也要用到这个尺寸，只是要考虑到姿势的修正值，人处于放松时坐高要减少40mm。最大肩宽可用于确定座椅间距、通道和走廊的距离。还要考虑适当的修正值臀部至膝盖长度（臀膝距）：用于确定椅背到膝盖前方的障碍物之间的距离，如教室中固定桌椅的设计，电影院椅子的设计等。大腿厚度：用于设计大腿与其上方物品之间的距离时使用，结合坐姿时的小腿加足高使用。应选用大尺寸，95%人可以使用。第

13、三章要点1、人机系统的不同表示方法人机系统的操作者，从形态和功能上可划分为：运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、循环系统、内分泌系统、感觉系统和神经系统九个系统。与外界直接发生联系的主要是运动系统、感觉系统、神经系统。2、视觉、听觉的适宜刺激一定频率范围的电磁波声波3、感觉和知觉的特征 感觉的基本特征1.适宜刺激2.感觉阈限 3.适应4.相互作用5.对比6.余觉知觉的基本特征1.整体性2.理解性3.恒常性4.选择性5. 错觉整体性: 将由许多部分或多种属性组成的对象看作具有一定结构的统一整体。选择性:把某些对象从某背景中优先地区分出来，并予以清晰反映的特性。叫做知觉选择性。影响知

14、觉选择性的因素 (1)、对象（图）和背景（底）的差异。( 利用色彩的对比彩色时使用对比色、无彩色时使用彩色利用明暗的对比)对象（图）与背景（底）的区分被包围的或闭锁的易成为对象，包围者则为背景。小面积成为对象，大面积成为背景。单纯之形易成为对象，日常看惯了的形也易成为对象。有动感，旋转之形易成为对象，静止之形易成为背景。与周围环境亮度差别大的部分易成为对象。亮部分比暗部分易成为对象。暖色相部分比冷色相部分易成为对象。(2)、对象的运动。在固定不变的背景下，活动的对象容易引起人的注意。(3)、主观因素。如兴趣、爱好、情绪等。在设计中强调对于用户的调查。4、视觉系统的结构和特点（眼睛、视网膜）视觉

15、是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成的5、视距、视角、物体大小三者之间的关系及计算视角是确定被看物体两端点的光 线射入眼球的相交角度。视角 a-视角( ) D被看物体上下两端的直线距离（cm）。 L-眼睛到物体的距离，称为视距（cm）。在设计中，视角 是确定设计对象6、一般视野的划分（最佳、良好、有效视野区）最佳视野区：垂直视野上下各1.5° 、水平视野左右各1.5°范围内良好视野区：垂直面内水平线以下30 °和水平面内标准线左右两侧各15 °范围内。有效视野区：垂直面内标准视线以上25 °、以下35 °；水平面内标准线左右各35

16、 °范围内。7、色视野图的画法水平方向的色觉视野 垂直方向的色觉视野 8、视觉运动的规律及其应用（1）眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳；一般先看到水平方向的物体，后看到垂直方向的物体。因此，很多仪表外形都设计成横向长方形。（2）视线的变化习惯于从左到右，从上到下和顺时针运动。所以，仪表的刻度方向设计应遵循这一规律。（3）人眼对水平方向尺寸和比例的估计比垂直方向尺寸和比例的估计要准确的多，因而水平式仪表的误读率（28%）比垂直式仪表的误读率（35%）低。（4）当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限，左下限，而右下限最差。视区内的

17、仪表布置必须考虑这一点。5）两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在一般操作中，不可能一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。因而通常都以双眼视野为设计依据。 （6）人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受，看单纯的形态比复杂的形态顺眼和舒适。而线段的平滑过渡较之折线过渡又容易些，由于外形的突然过渡必然引起视觉的停滞并吸引观察者的注意，因此在设计中必须分成某些特定的结构单元时，可以应用这一规律。 直线轮廓、单纯外形、平滑过渡。（7）颜色对比与人眼辩色能力有一定关系。当人从远处辨认前方的多种颜色时，其易辨认的顺序是红、绿、黄、白，即红色最先看到。所以，停车、危险等信号

18、标志都采用红色。8）当两种颜色相配在一起时，则易辨认的顺序是：黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字等。因而公路两旁的交通标志常用黄底黑字（黑色图形）。8、听觉的结构、听阈,痛阈与听觉区域图的内容 听觉系统 人耳是一个声音感受器，分为外耳、中耳和内耳。 外耳包括耳廓和外耳道，是收集声波和传递的通道； 中耳由鼓膜和三块听小骨(锤骨、砧骨、镫骨)组成，声波引起鼓膜的振动，由三块听小骨将声音放大传入内耳； 内耳由前庭、半规管和耳蜗组成，耳蜗内的基底膜的感受器将声波转化为神经冲动传到大脑的听觉中枢。听阈：在一定频率之下，能听到的声音的最低声强（分贝）。在8001500HZ，听阈无明显变化；在30004

19、000HZ之间达到听觉的最灵敏区。一般讲话时60分贝；约在100分贝时人会产生痛觉。 痛阈：在一定频率下产生痛感的声强称为痛阈值。痛阈值和频率关系不大。40dB10010dB20dB1209、简单的信息计算 信息计算：Hlog2(P) H信息量（bit)；P事件发生的概率。（人的感觉信息通道容量大约7个彼特左右，即一般人可传递最多7个彼特的信息。)10、信息加工方法（记忆与遗忘） 记忆：人脑对外界输入信息进行编码、存储和提取的过程。包括记和忆两方面。(1)瞬时记忆（感觉记忆）(2)短时记忆(3)长时记忆永久记忆其容量几乎是无限的，是人脑学习功能的基础。一般采取语义编码。遗忘:记忆的内容不能再认

20、和回忆，或再认、回忆时发生错误。可分为不完全遗忘和完全遗忘。暂时性遗忘和永久性遗忘。短时记忆以迅速的遗忘为特征。可以用重复阻止。长时记忆中机械性记忆的迅速遗忘，而理解性记忆的则不易遗忘。11、运动输出的质量指标及其各自的影响因素（反应时间（反应时间动作时间）、运动速度（方向、轨迹）、准确性（操作方式、速度等） 运动输出的质量指标是反应时间、运动速度和准确性。 影响反应时间的因素有：1.不同的 感觉器官：触觉和听觉的时间最短，其次是视觉。所以常用听觉信号来做为报警信号。2.刺激信号的强度 3.刺激的清晰度和可辨性：刺激本身的清晰度以及和背景的对比。4.人的主体因素 年龄、精神状态、对环境的适应等

21、影响运动速度的因素有:1. 动作特点 2.目标距离：目标距离越远，定位时间增长，目标宽度增加，定位时间缩短。3.运动方向 ：从左下至右上的定位时间最短；从±30°到± 60°时速度最高。4. .动作轨迹特征: a.连续的改变比突然的改变速度要快；b.在水平面内的动作比垂直面内的动作要快；c.前后的往复运动比左右的往复运动速度快；d.手向着身体（拉）比离开身体（推）速度快；e.顺时针比逆时针快且灵活；f.圆形比直线轨迹动作要灵活；g.一般人右手较左手快，右手向右比向左快。影响运动的准确性的因素有:1. 运动速度与准确性。 在速度准确性曲线的拐点处时间最短而

22、准确性又较高。2. 盲目定位运动的准确性：正前方准确性最高；右方稍优于左方，在同一方位，下方和中方略优于上方。3. 运动方向与准确性: 在水平面上做左右运动准确性高；垂直面上上下运动准确性高。4. 操作方式与准确性. PS: 思考题： 如何提高运动输出的质量？ 1、缩短反应时间： （如采用听觉信号、加大声音强度、增加与背景信号的对比度） 2、提高运动速度： （用手来操作、目标距离近、合适的运动方向和轨迹） 3、提高运动准确性： （合适的运动方向与合理的操作方式） 12、动态施力和静态施力（避免法） 静态施力是指靠肌肉收缩所产生的静态性力量，较长时间地维持身体的某种姿势，致使肌肉相应地作较长时间

23、的收缩。如手持重物。肌力越大，就阻止血液流入肌肉，无法补充营养，产生疲劳。人站立时，腿部、臀部、腰、颈部有许多块肌肉长时间受力。坐下-解除腿部受力；躺下-几乎全部解除静态肌肉施力。避免静态施力的方法：1、避免弯腰或头向两侧弯曲2、避免长时间的抬手工作3、避免长时间的站立工作4、避免单手工作，采用双手作业，双手的运动方向相反或对称运动。5、作业位置高度应保证作业者姿势自然，当手或脚不得不处于较高位置时，可采用支撑物托住手或脚。6、常用的工具和材料应放在人附近，最频繁的操作动作，应在肘关节弯曲的情况下就能完成。7、当静态施力时，肌肉施力大小应低于该肌肉最大肌力的15%。13、肢体出力特点 在直立时

24、上肢弯臂时，在70度时达到最大。方向盘的布置位置。 直立上臂伸直时，最大拉力为180度时，垂直向上拉。水平方向拉力最小。最大推力为0度时（头顶处向上推），水平方向推力最小。 坐姿时上肢向下用力大于向上用力向内用力大于向外用力。 下肢的最大蹬力一般是在膝屈曲160°时产生；下肢向外偏转10°时蹬力最大。 第四章要点一、仪表显示的类型与特征（按显示形式分和按功能分）了解 仪表 按其“显示形式”认读特征可分为两大类：数字式与指针刻度式。 刻度指针式仪表按其功能可分为五种： 、读数用仪表。其刻度指示各种状态和参数的具体数值，供操作者读出数值之用。如汽车的时速表，飞机的高度表等，电表

25、，水表，煤气表、检查用仪表其用于检查是否偏离正常位置，如汽车的发动机的温度有冷、正常和热三种变化。、警戒用仪表检查指示的状态是否处于正常范围内，一般分三个区域，即正常区、警戒区和危险区。 、追踪用仪表在动态系统中用于追踪操纵,如追踪和瞄准"运动目标"就是一种追踪工作.、指示用仪表指示调节的值，不指示系统状态。如收音机显示电台频率的仪表就是指示用仪表。1、数字式显示仪表：直接用数码表示有关参数或状态。如电表、里程表、点钞机、加油机等 优点：、认读过程简单、直观。、认读速度快、精确度高 、占用空间小。、不易产生视觉疲劳 缺点： 、数值变化过快时，不易读取 、不宜于观察变化幅度及

26、方向 2、刻度指针式仪表模拟式显示仪表，它是用模拟量标定在刻度上的指针来显示机器设备的参数状态 优点：、显示信息形象化、直观反映信息的变化趋势。、使人对模拟值在全量程范围内所处的位置一目了然。、可推测出数据的变化范围 缺点： 、读取速度较慢、易受环境影响，过载能力差、体积较大 常见的有手表、电压表、水表、温度计、血压计等。 二、仪表的选择方法（各种仪表的特点及应用领域）了解 作业过程中，需要获得精确的数字，而且数字的变化频率很慢，则选用数字式, 若数字变化太快，人眼将难以分辨，则选用刻度式。若要获得对象的参数变化状态、趋势或变化的速率，则选用刻度式较好。且一般选用指针运动式而不选用刻度盘运动式

27、。 PS: 检查用仪表一般采用刻度式的，且指针应鲜明，偏离正常位置时表面颜色不同，还可以辅助灯光和报警装置。 警戒用仪表一般采用刻度式的，仪表表面用不同颜色表示不同的区域。如红色表示危险、黄色表示警告、绿色表示安全等。也可靠表盘群来实现。三、刻度指针式仪表的设计刻度盘设计（形状、大小、刻度、指针、数字、色彩） 具体要考虑的人机要素有： 1、仪表的观察距离（视距）， 2、仪表的使用环境、使用者、使用方式等。刻度指针式仪表设计主要有：刻度盘形状和大小设计、刻度的设计、指针的设计、数码和字符设计、仪表的色彩设计等刻度盘的形状设计：仪表盘的形状有开窗式、圆形、半圆形、水平式和垂直式五种。刻度盘大小：对

28、仪表的认读速度和准确性有很大影响，直接影响认读效果 。当直径小于17.5mm时，由于直径太小，出错率很高；在2535mm时，认读效果随直径的增大而提高；在3570mm时，认读效果趋于稳定。刻度盘大小以视角为2.55°时的直径为佳。当视距为500mm时，最佳直径为44mm。500×2×tan(5/2)=43.66当受空间的限制时，要根据刻度盘上刻度的数量与观察距离来选择刻度盘的最小直径。 刻度：刻度间距：以10来设定刻度线的长度和宽度：依视距设定可依经验刻度方向：依视觉运动规律刻度的单位：取1、2、5等刻度的标注：标大不标小，正对操作者。指针设计： 指针分为：运动指

29、针 固定指针a、 指针的形状：指针由针尖、针体、针尾三部分组成。一般以针尖尖、尾部平、中间等宽或狭长三角形为好。尖端的角度以20度为好。b、 指针的宽度和长度: 1. 针尖的宽度，应小于或等于小刻度线宽度，可为刻度间距的10 n。2. 针体宽度一般不应大于刻度间距3. 针尾起平衡重量的作用，其宽由平衡要求而定。4. 为减少认读误差，还应使针尖的旋转平面与刻度线环面处于同一平面内。5. 指针总长度应小于刻度盘的半径，并尽量靠近刻度线 c、指针的颜色数码和字符设计 a、形状设计 : 应简明、易读、醒目。多用直角与尖角 b, 大小设计 字符高度也按最佳视角设计，视角约为1030，或为视距的1/200

30、。或HL/3600（mm）仪表的色彩设计: 最清晰的搭配为黑与黄,最模糊的搭配为黑与蓝。四、数字式仪表设计 可分为机械式和电子式两种。机械式是依靠机械装置实现数字显示。将数字印刷在滚筒上或金属片上，通过滚筒的转动或金属片的移动，显示数字或其变化。但存在有时只显半个字形，引起读数错误的现象。数字的形状：要保证数字之间易区别, 保证数字形状要简单，易认，加强数字本身所特有的特点，突出形态的特征。以尖角、直角、和弧形相结合的结构为佳 数字的尺寸：高度计算公式如下：H0.0022LK1+K2H：字高（mm);L：观察距离（mm)；K1：照明和阅读修正系数(mm)K2：重要性修正系数（mm)，一般为0，

31、重要的为1.905； 电子式数字显示仪表有液晶显示和发光二极管显示两种。 电子显示的数字结构有直线型和点阵型两种。直线型的数字是由直线段组成（通常为7段），数字没有弯曲部分，迅速认读时易误读。点阵型可使数字的误读率下降，常用的有7× 9圆点阵显示大写和小写字母；5× 7圆点阵显示大写字母；中文方字显示建议采用24× 24圆点阵。 颜色：最好不要用蓝色，除非作为背景色。建议用绿色、黄色、红色等作为字母数字的合适选择。五、了解信号灯设计、言语通信装置设计、荧光屏设计、图形符号设计 六、仪表的布置方法（总体布置及水平、垂直布置）及原则（作业场所布置原则加上其它原则） 仪

32、表的总体布置A） 仪表板距人眼的距离在710mm为佳，高度一般与眼平齐。为提高观察精度应倾斜布置。B）、仪表板的形式：一般在仪表较少时可采用平面形仪表板，而在仪表较多时可采用圆弧形或折弯形，单人使用时折弯角以65°为最优；双人使用时以45 ° 55 °为最优。C)、仪表板的布局：1、在水平面内的布局 最重要的仪表应布置在视野中心3 °范围内；一般重要的布置在20°40°的水平范围内；次重要的仪表应布置在40 °60°区域内；所有仪表均应布置在80°水平视野内。 2。垂直平面内的布局仪表的布置原则: 、按仪

33、表的重要程度排列原则 将最重要的仪表放在视野中心3°范围内；一般仪表放在20 ° 40 °范围内；次要的放在40 ° 60 °的视野范围内。80 °以外不宜放置仪表。、按使用顺序排列原则 与仪表的使用过程中的顺序一致，并遵循尽量靠近原则，将彼此有联系的尽量靠近，以缩短搜索范围。、将相似功能进行组合 仪表及相应的操纵器应按功能进行分组，将完成同一功能的仪表进行分组排列。 、按使用频率原则 将使用频率高的优先排列，经常用到的应安置在显见的位置。5、按零点最佳方位排列。在排列多个标量仪表时，应使在正常状态下仪表的指针指向同一方向。横排时，零

34、点在9点位置；纵排时零点在12点位置；横向双排时可采用相向位置。6、按视觉特性排列(适应性原则）适应于人眼的机能，仪表应水平方向排列，排列呈横向长方形排列或横向椭圆形，排列顺序应按顺时针方向或从上向下、从左到右的方向。布置时注意人眼的视觉不对称性，左上限最佳，其次是右上限，左下限，右下限。7、一致性原则按显示与控制的相合性进行排列第五章要点 一操纵器的各种分类a、按人的操作部位分类:1、手控-按钮，开关等。2、脚控-脚踏板等。3、其它- 声控，光控。 b、按运动形式: 1、旋转式操纵器-转动改变控制量，如手轮，旋钮,十字把手等. 2、摆动式-受力后绕旋转点或轴摆动，如拨动开关，操纵杆和脚踏板等

35、。 3、按压式-上下移动来改变控制量，如各种按钮，按键 c、按功能分类： 1、开关控制：用开和关实现启动与停止、接通或断开。按钮、开关。 2、转换控制 ：从一种工作状态变为另一种工作状态。 选择旋钮。 3、调整控制 ：使系统工作参数稳定增加或减少。如汽车的方向盘、加速踏板等。 4、制动控制：用于紧急情况下的启动或停止。如手制动器操纵杆。二操纵器的编码方式及应用(大小、形状、颜色等) 控制器的编码主要是通过对其大小、形状、位置、颜色、标号等进行编码形状编码形状和功能相联系2、形状简单易理解、形状可凭触觉了解大小编码利用操纵器的大小及薄厚来给操纵器编码。一般说来，大操作器的尺寸要比小操纵器的大20

36、%以上，才有准确操纵的把握，而这一点是较难保证的，所以，大小编码形式的使用是有限的。大小编码不易越过3个，一般与形状编码相结合。位置编码从布局上进行编码，利用控制器之间的相对位置以及控制器与操作者体位的相对位置进行编码。利用安装位置上、下、左、右不同来区分操纵位置叫位置编码。位置编码的数量不多，并且必须与人的操作程序和操作习惯相一致。颜色编码利用颜色不同来区分操纵装置叫颜色编码。颜色编码受光照条件限制，只有光照条件好的情况下才能适用。颜色使用不宜过多（红、橙、黄、蓝、绿五种）。色相多了，容易混淆，不利于识别。最好将颜色编码和形状编码组合使用，效果会更好。标号编码是利用文字、数字或符号来标明控制

37、器的功能。一般布置在控制器的上方。符号应简明，易辨认，不需要专门训练即可识别。三旋钮设计的形状、大小编码方式及与其功能的相应。1、旋钮的形态设计 (功能决定外型) 第一类：适合于作360度以上的旋转操作，如圆柱、圆锥、转盘形。第二类：适合于旋转调节的范围不超过360度。如棱柱形、多边形。第三类：偏转角度具有重要的信息意义，比如用来指示刻度和工作状态，调节范围不超过360度。 2、旋钮的尺寸 旋钮的大小应根据操作时使用手指和手的部位而定，直径要以能够保证动作的速度和准确性为前提设计。尺寸过大或过小都会使操作者不舒服。 四手的特点与手握式工具在设计时的对应关系。要和后面的手握式工具的设计结合起来。

38、五按钮的形状、大小设计按键凸出面板一定的高度以便操作；各键之间应有一定的距离，以免误操作；按键表面应为凹形以便操作。 六脚操纵器的合适布置位置前后位置应在脚所能及的距离之内，左右位置应在人体中线两侧各10°15 °范围内，应使脚和腿形成一个用力单元。对蹬力较小的，大小腿夹角在105° 110 °度为宜；用力较大的，将踏板的安装高度略低于座面，大小腿夹角则在105° 135 °为宜 七操纵装置的空间位置设计原则动作节约原则 分析人-机系统中人的动作，可以除去不合理的动作，以求达到最佳操作效率。动作分析对于大量的反复动作有着非常重要的意义

39、，即便是微小的改进，也能带来巨大的经济效益。 动作节约原则目的在于寻求最短的操作时间、最小的操作用力、最高的效率。它由身体使用原则、工作面安排原则、设备及工具设计原则组成。八操纵显示的相合性在设计操纵装置与显示装置的时候，不仅要考虑它们各自的适用性，同时也必须考虑它们彼此配合的一致性，这就叫做相合性。具体地说，相合性包括： 位置相合性（空间相合性） 操纵装置与显示装置的空间位置相互一致性关系，叫做位置相合性。在操纵装置中，许多控制器的旋钮都对应不同的显示器，它们之间的排列对应关系应有利于认读和操作。 如果显示器排成长方形，控制器也相应地排成长方形。信号灯排列于控制器的上方或左方等。这样不仅可以

40、减少误读和误操作率，同时也提高了工作效率。 运动相合性显示器指针运动方向与操纵装置运动方向的一致性叫运动相合性。这种相合关系表现了两种运动关系的逻辑合理性和运动的直观性，符合人们的习惯，便于记忆、掌握，操作动作能达到最佳效果。如：汽车方向盘顺时针转，汽车向右转弯，反之亦然，这就是运动相合性。顺时针为增加等。九·操纵显示比 操纵与显示比就是操纵器与显示器移动量之比。移动量既可以是直线的，又可以是旋转的圈数或角度。灵敏度低指的是操纵位移时大，而显示位移量小，相反时灵敏度高。C/D比高，灵敏度低。C/D比低，灵敏度高。 第六章重点1、坐椅设计中的生理学、生物力学的设计依据舒适的坐姿，从坐姿

41、生理学角度，应保证腰曲弧线正常，腰背肌肉处于松弛状态；从坐姿生物力学角度，应保证肌肉活动度低；由坐骨结节来承受人体重量；椎间盘不受压；肢体免受异常力作用，血液畅通。坐姿生理学：脊柱结构：（在坐姿状态下，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。）腰曲弧线：（与坐姿舒适性直接相关的是腰曲。保证腰曲弧线的正常形状是获得舒适坐姿的关键。坐姿时保持正确的腰曲弧线，应使躯干与大腿之间有大于90度的角度。）腰椎后突和前突：（正常的腰曲弧线是微微前突。坐椅应在腰椎部提供所谓两点支承。肩靠。腰靠，腰靠和肩靠组成坐椅的靠背。无腰靠和腰靠过分会出现腰椎后突和前突形状。腰椎后突和过分前突都是非正常状态，合理的腰靠应

42、该是使腰曲弧线处于正常的生理曲线。）生物力学：肌肉活动度：脊椎骨依靠其附近的肌肉和腱连接，椎骨的定位正是借助于肌腱的作用力，一旦脊椎偏离自然状态，肌腱组织就会受到相互压力（拉或压）的作用，使肌肉活动度增加，导致疲劳酸痛。体压分布：座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来设计，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减小 ,至大腿部位时压力降至最低值，这是座垫设计的压力分布不均匀原则。股骨受力分析：坐姿时这两块面积很小的坐骨结节能支承上身的大部分重量。坐骨结节下面的座面呈近似水平时，可使两坐骨结节外侧的股骨处于正常的位置而不受过分的压迫，因而人体感到舒适。当坐面呈斗形时，会使股骨向上转动。这种状

43、态除了使股骨处于受压迫位置而承受反常压迫，并使肘部和肩部受力，从而引起不舒适感。所以在座椅设计中，应避免斗形面。椎间盘受力分析：当站立时，腰弧曲线正常，椎间盘上受的压力均匀而轻微，韧带不拉伸，腰部无不舒适感。当人体处于前弯坐姿时，椎骨之间的间距发生改变，相邻两椎骨前端间隙缩小，后端间隙增大，椎间盘在间隙缩小的前端受 推挤和摩擦，迫使它向韧带作用一推力，从而引起腰部不适感，长期累积作用，可造成椎间盘病变。2、坐椅设计中人体尺寸的具体应用坐着臀部高度：定座椅高 肘高：定扶手高 大腿净高：定椅子到桌面的最小高度 臀部至小腿的距离：定坐深长度 肘至肘的宽度：定扶手宽度 臀部宽度：定座椅宽3、手握式工具

44、设计中手的生理特点及解剖学因素 解剖学因素、 避免静肌负荷：臂部长时间的上举或抓握，会使肩、臂、手承受静负荷。、保持手腕顺直状态：避免处于尺偏、桡偏、掌屈、背屈状态。可以将把手设计把手与工作部分弯曲10度。、避免掌部组织受压力，好的把手应有较大的接触面，使压力分布于较大的手掌面上或不敏感的区域如虎口处。指槽的设计要合适。、避免手指重复动作，避免食指的重复性动作，而以指压板替代。4、把手设计中要注意的问题、直径 取决于工具的用途、用力大小和手的尺寸。、长度 取决于手掌宽度 、形状 主要是指把手横截面形状，要符合人手的生理特点。 一般来说，圆形截面适合于抓握，与手的接触面积也比较大。矩形或三角形可

45、以增大扭矩，用于操纵力较大的把手。不同形式的握把所对应的最大扭矩 、弯角把手弯曲的最佳角度为100 左右，有利于保持手腕顺直。、双把手工具 双把手工具的主要设计因素是抓握空间 。握力和对手指屈腱的压力随抓握物体的尺寸和形状而不同。、用手习惯与性别差异 双手交替使用工具可以减轻局部肌肉疲劳。但人们使用工具时，用手都有习惯性。人群中约90%的人惯用右手，其余10%的人惯用左手。而大部份工具设计只考虑右手操作，这对左手操作者非常不便.七章重点一、信息作业岗位的四个界面及各自的要求 视觉显示终端岗位的四个人机界面 人椅界面：要求作业者能保持正确的坐姿，保证正确的生理弯曲。脚平放，大腿不受压。上臂与下臂

46、成约90度的夹角，上臂近于垂直。最好采用可调节的坐椅(如坐椅高度、靠背倾角等)眼-视屏界面：要求有最佳的观察距离，一般在710-750mm，视屏大小以视角30度为佳。显示器中文字上端低于或平齐于人的视平线，显示器与人眼自然视线垂直。建议显示器可调。手-键盘鼠标界面：上臂自然下垂，上臂和小臂之间夹角大于90度，手和小臂在一条直线上，手腕不上翘，不产生偏移，保持顺直。键盘的倾斜度应可调，在腕关节与键盘间留有手腕休息区，但应避免对于手腕的压迫。脚-地板界面 ：在台、椅、与地之间有正确的高度差，使作业者脚可接触到地，保持正确的坐姿，不引起静态负荷及身体的压迫二、作业面设计中的正常作业区(包括不可到达区

47、)、最大作业区及其测量方法最大作业区：以肩峰点为轴，上肢完全伸开做回转运动，中指指尖所围区域。称为巴恩斯曲线。 正常作业区：上臂自然下垂，曲肘，前臂平伸做回转运动，中指指尖所画曲线。称为斯夸尔斯曲线。 实际上，小臂在做回转时，肘部也在移动，绕一个圆弧运动，且小臂有一个不可到达区。在办公室的作业面以有倾斜为好，当台面倾斜12°24°时，疲劳最小。如绘图桌。 三、作业空间的布置原则及含义，这一部分在和前面讲过的显示器和控制器的布置结合起来，综合一下。 、按操作的重要程度排列原则将最重要的仪表放在视野中心3°范围内；一般仪表放在20 ° 40 °范围

48、内；次要的放在40 ° 60 °的视野范围内。80 °以外不宜放置仪表。、按使用顺序排列原则与仪表的使用过程中的顺序一致，并遵循尽量靠近原则，将彼此有联系的尽量靠近，以缩短搜索范围。、将相似功能进行组合仪表及相应的操纵器应按功能进行分组，将完成同一功能的仪表进行分组排列。、按使用频率原则将使用频率高的优先排列，经常用到的应安置在显见的位置。5、按零点最佳方位排列。在排列多个标量仪表时，应使在正常状态下仪表的指针指向同一方向。横排时，零点在9点位置；纵排时零点在12点位置；横向双排时可采用相向位置。6、按视觉特性排列(适应性原则）适应于人眼的机能，仪表应水平方向排列

49、，排列呈横向长方形排列或横向椭圆形，排列顺序应按顺时针方向或从上向下、从左到右的方向。布置时注意人眼的视觉不对称性，左上限最佳，其次是右上限，左下限，右下限。7、一致性原则按显示与控制的相合性进行排列四、作业面高度的设定方法(能根据不同作业性质确定合适的作业面) 原则上作业面高度应可调，以适应于不同作业和不同作业者的需求。 作业面高度应使人保持正确的姿势，上臂自然下垂，小臂和上臂呈大于90度的夹角。 过高或过低的作业面都将引起不适。一般作业面的高度在肘部以下50100mm。坐姿作业面高度与作业性质有关 立姿时在离地面500mm的高度适应于脚操纵，在500700mm之间不宜设置操纵器。在9001

50、400mm之间为最佳操作区。在16001800mm处只设置不太重要的装置和显示器。五、作业空间的心理因素及其应用(个人心理空间与领地区别） 坐姿作业面高度与作业性质有关 立姿时在离地面500mm的高度适应于脚操纵，在500700mm之间不宜设置操纵器。在9001400mm之间为最佳操作区。在16001800mm处只设置不太重要的装置和显示器。 九章重点一 作业环境的四个分区（了解） 最舒适区 舒适区 不舒适区 不能忍受区二什么叫热环境，它的四个影响因素是什么，各个具体指标如何。 微气候又称作业环境的气象条件或热环境。1、气温 空气的冷热变化程度称为空气温度。气温取决于大气温度并随季节变化。作业

51、环境的温度除取决于大气温度外，还受作业场所中热源的影响。2、湿度 空气的干湿程度称为湿度，主要取决于大气湿度。作业环境中的气湿以空气相对湿度表示。3、气流速度 空气流动的速度称气流速度。除受外界风力的影响外还与作业场所热源有关，在温度差形成的压力作用下可产生气流 。4、热辐射 物体在绝对温度大于0时的辐射能量，称为热辐射。包括太阳辐射、人体与周围环境之间的辐射、高温物体的辐射等。三了解热环境的评价方法在对热环境进行评价时，必须用包括各种要素的综合指标来进行评价。四光环境对人的影响（生理的和心理的）生理影响：良好的光环境可以提高人的视力水平，使人容易识别、不易疲劳，提高了生产率；便于集中精力，不

52、易出错，减少了次品率和劳动事故率，提高了安全性；心理影响： 良好的光环境还可以改善人的视觉环境，通过心理的调节，调动起劳动的兴趣，提高了劳动的积极性。照明形式的选择作业环境中的照明一般有三种形式，即天然采光、人工照明、混合采光。天然采光是指利用自然界的天然光源，解决作业场所照明。人工照明是指利用人工制造的光源来解决作业场所照明的。混合照明是指天然光源和人工光源合用时。一般应最大程度上考虑采用天然采光。人工照明方式的选择一般照明 局部照明 综合照明 特殊照明五眩光产生的原因及各种不同眩光的避免方法眩光：在视野范围内，因光源点或面亮度过高或对比度过大产生的刺眼和耀眼的强烈光线而引起的视觉障碍，称为

53、眩光。眩光会引起人眼部疲劳、舒适度降低、视网膜暴光过亮而使视线模糊，影响可见度。因此，应尽力避免和限制。 眩光按产生的原因分为： 直接眩光-由强烈光源直接照射引起； 反射眩光-是强光照射在过于光亮的表面后反射人眼造成的。对比眩光-是由被视目标与背景明暗相差太大造成的。防止和控制眩光的措施如下： （1）、限制光源亮度：避免由强烈光源而引起的直接眩光。（2）、合理布置光源：增加视线和眩光源之间的角度，可以有效地避免光线直接入眼。 当采用适当的悬挂高度，使光源在视线45度范围以上时，也可有效地避免直接眩光。（3）、使光线转为散射：使光线经灯罩、天花板或墙壁反射后再到工作空间，也可使光线柔和，降低眩光

54、。（4）、避免反射眩光：对于由视野内高反射表面如镜面、机器表面、天花板等引起的反射光线产生的反射眩光a、可通过降低光源亮度；b、改变光源位置或作业面位置，使反射光线避开作业者的眼睛；c、改变高反射表面的性质5）减弱明暗对比度：对于明暗对比强烈所造成的眩光，可使物体亮度与背景亮度的对比减少，防止对比眩光的产生。设计的基本原则合理的照度平均水平，同一环境中，亮度和明度不应过高或过低，也不要过于一致而产生单调感；光线的方向和扩散要合理，避免产生干扰阴影，但可保留必要阴影，使物体有立体感；不让光线直接照射眼睛，避免产生眩光，而应让光源光线照射物体或物体的附近，只让反射光线进入眼睛，以防止晃眼；光源光色

55、要合理，光源光谱要有再现各种颜色的特性；让照明和色相协调，使气氛令人满意，这称为照明环境设计美的思考；创造理想的照明环境不能忽视经济条件的制约，因而必须考虑成本。 六噪声的避免方法了解基本概念及评价方法噪声是指人们主观上不需要、在环境中起干扰作用的声音。 即凡是干扰人的活动（包括心理活动）的声音都是噪声。噪声是声音的一种，是由物体的振动所产生，当频率在2020000Hz范围内的声波传入人耳时，能被人耳听到。频率超过20000Hz的称为超声波，低于20Hz的称为次声波，超声波和次声波都不能被人耳听到。噪声控制的方法 1：控制噪声源 机械噪声一般起源于设备的连接处和转动区的撞击，所以，通过改进设备结构、提高设备精度、改革生产工艺和操作方法等避免噪声的产