人机工程学PPT完整全套教学课件.pptx
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,全套课件,第1章人机工程学基础知识,人机工程学是一门非常重要的应用学科,它专门研究人和机器的配合关系,考虑到人的身体尺度、心理状态以及如何操作机器,使得人在使用机器时,整个人和机器的配合效果达到最佳的状态,从中我们可以了解到人机工程学的宗旨。
可见这门学科是以研究人与人、人与物、人与环境的关系为中心的。
人机工程学在我们生活中的应用随处可见,如人操作电脑、司机开动汽车、飞行员驾驶飞机以及我们的行坐住卧,都体现着人机工程学对生活的影响。
人机工程学简介人机工程学是研究人、机器及工作环境之间相互作用的学科。
该学科在其自身的发展过程中,逐步打破了各学科之间的界限,涉及各相关学科的理论,并不断地完善自身的基本概念、理论体系、研究方法以及技术标准和规范,从而形成了一门研究和应用范围都极为广泛的综合性边缘学科。
因此,它具有现代各门新兴边缘学科共有的特点,如学科命名多样化、学科定义不统一、学科边界模糊、学科内容综合性强、学科应用范围广泛等。
人机工程学的学科命名人机工程学在我国起步较晚,目前该学科在国内外的名称尚未完全统一,由于该学科研究和应用的范围极其广泛,各学科、各领域的专家、学者都试图从自身的角度来为其命名和下定义,因而世界各国对该学科的命名不尽相同,即使同一个国家对其名称的提法也不统一,甚至有很大差别。
除普遍采用人机工程学外,常见的名称还有人体工程学、人类工效学、人类工程学、工程心理学、宜人学等。
不同的名称,其研究重点略有差别。
例如,该学科在美国被称为“HumanEngineering”(人类工程学)或“HumanFactorsEngineering”(人的因素工程学),西欧国家多称为“Ergonomics”(人类工效学)。
人机工程学的学科定义国际人类工效学学会为本学科所下的定义是目前最权威且最全面的,即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、家庭生活中和休闲娱乐时如何综合考虑人的工作效率、健康、安全和舒适等问题的学科。
有学者曾经形象地说:
“人机工程学是帮助人类摆脱自己所造成的麻烦的学科。
”,人机工程学的发展历程1人机工程学的萌芽期人机工程学的发展初期20世纪初,一些美国学者在传统管理方法的基础上,首创了新的管理方法和理论,并据此制订了一整套以提高工作效率为目的的操作方法,考虑了人使用的机器、工具、材料及作业环境的标准化问题。
其后,随着生产规模的扩大和科学技术的进步,科学管理的内容不断充实丰富,动作时间研究、工作流程与工作方法分析、工具设计、装备布置等,都涉及人和机器、人和环境的关系问题,而且都与如何提高人的工作效率有关。
此时学科发展的主要特点是:
机械设计的主要着眼点在力学、电学、热力学等工程技术方面的原理设计上,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。
2.人机工程学的持续发展时期人机工程学学科发展的第二阶段是第二次世界大战期间。
当时,由于人们片面注重新式武器和各种装备的功能研究,而忽视了其中“人的因素”,因此由于操作失误而导致使用失败的教训屡见不鲜。
失败的教训引起生产决策者和设计者的高度重视,并深深感到“人的因素”在设计中是不能忽视的一个重要条件。
3.现代人机工程学的发展与完善到了20世纪60年代,欧美各国步入了大规模的经济发展时期。
在这一时期,随着人机工程学所涉及的研究和应用领域不断扩大,从事本学科研究的专家所涉及的专业和学科也就越来越多,主要有解剖学、生理学、心理学、工业卫生学、工业与工程设计、工作研究、建筑与照明工程、管理工程等。
我国人机工程学研究与发展现状人机工程学学科在我国起步虽晚,但发展迅速。
新中国成立前仅有少数人从事工程心理学的研究,到20世纪60年代初,也只有在中科院、中国军事科学院等少数单位内,有从事人机工程学及相关学科研究的人,而且研究范围仅局限在国防和军事领域。
如今随着我国科学技术的发展和对外开放脚步的加快,人们逐渐认识到人机工程学研究对国民经济发展的重要性。
目前,该学科的研究和应用已扩展到工农业、交通运输、医疗卫生以及教育系统等领域和部门,由此也促进了本学科与工程技术和相关学科的交叉渗透,使人机工程学成为国内一门新兴的边缘学科,人机工程学研究内容与方法研究内容1人体特性主要研究对象是在工业设计中与人体有关的内容。
例如,人体形态特征参数、人的感知特性、人的反应特性以及人在工作中的心理特征等。
2人机系统的互动人机配合成功的基本因素是两者既有自己的特点,又可以在系统中互补彼此的不足,如机器功率大、速度快、不会疲劳等,而人具有智慧、多方面的才能和很强的适应能力。
3工作场所和信息传递装置研究工作场所设计的目的是保证物质环境适合于人机的特征,使人以无害于健康的姿势从事劳动,既能高效地完成工作,又感到舒适且不会过早产生疲劳感。
4环境控制与安全保护设施人机工程学所研究的效率,不仅包括人们所从事的工作能在短期内有效地完成,还包括在长期内不存在对健康有害的影响,并使事故的危险性减小到最低限度。
环境控制方面,应保证照明、工作环境气候、噪声和振动等常见作业环境条件符合操作人员的要求。
研究方法1.分析法2.实测法3.实验法4.模拟和模型试验法5.计算机仿真法6.调查研究法,第2章人体比例与尺度,人体测量人体测量的意义为了使各种与人体尺度有关的设计对象能符合人的生理特点,让人在使用设计物时处于舒适的状态和适宜的环境之中,工业设计的从业者就必须在工业设计实践中充分考虑人体的各种尺度,因而也就要了解一些人体测量学方面的基本知识,并熟悉有关设计所必需的人体测量基本数据的性质和使用条件。
影响人体尺寸的因素人体随着年龄增长会发生变化。
性别、种族、职业、地理环境的不同以及文化背景、营养成分、食物种类乃至起居习惯的不同都会影响人体的发育及尺寸。
因此我们要对不同背景下的群体及个体进行细致的测量和分析才能得到他们的特征尺寸,进而得出人体的差异和人体尺寸的分布规律。
人体测量的数据种类人机工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类,即人体构造尺寸和功能尺寸。
人体构造上的尺寸是指静态尺寸;人体功能上的尺寸是指动态尺寸,其中包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸。
人体测量的主要仪器在人体尺寸参数的测量中,采用的人体测量仪器有人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用秤等,人体测量中的主要统计函数由于群体中个体与个体之间存在着差异,一般来说,某一个体的测量尺寸不能作为设计的依据。
为使产品适合于一个群体使用,设计中需要的是对这个群体的测量尺寸,然而,全面测量群体中每个个体的尺寸又是不现实的。
所以在通常情况下,采用测量群体中较少量个体的尺寸的方法,再经数据处理后获得较为精确的所需群体尺寸。
关于百分点大部分人体测量数据是按百分点来表达的,即把研究对象分成100份,根据一些特定的人体尺寸条件,从最小到最大进行分段。
例如:
第1百分点的身高尺寸表示99的研究对象的身高尺寸。
同样,第95百分点的身高尺寸则表示仅有5的研究对象具有比该数值更高的高度;而95的研究对象则具有同样的或更低的高度。
总之,百分点表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分数。
常用人体测量资料成年人的人体构造尺寸如下。
人体主要尺寸。
包括身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长等数据,成年人的人体功能尺寸由于活动空间应尽可能适合绝大多数人的使用。
设计时应以高百分位人体尺寸为依据,所以,成年人的人体功能尺寸均以我国成年男子第95百分位身高(1775mm)为基准。
(1)立姿的活动空间(示意图):
(2)坐姿的活动空间(示意图):
(3)单腿跪姿的活动空间(示意图):
(4)仰卧的活动空间(示意图):
选择人体尺寸百分点产品尺寸设计类型按产品的重要程度可分为涉及人的健康与安全的产品和一般工业产品两个等级。
在确认所设计的产品类型及其等级之后,选择人体尺寸百分点数的依据被称为满足度。
人机工程学设计中的满足度,是指所设计产品在尺寸上能满足多少人使用,通常以适合使用的人数占使用者的百分比来表示,第3章人的感觉特征及心理特征,人的感觉特征感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映。
例如,一只苹果放在人的面前,通过眼睛看,便产生了或红或绿的颜色视觉;摸一下,则产生光滑感的触觉;闻一下,便产生芳香的嗅觉;吃一下,便产生甜滋滋的味觉。
由此产生的视觉、触觉、嗅觉、味觉等都属于感觉。
另外,感觉还反映人体本身的活动状况。
例如,正常的人能感觉到自身的姿势和运动,感觉到内部器官的工作状况,如舒适、疼痛、饥饿等。
但是,感觉这种心理现象有时并不反映客观事物的全貌。
适宜刺激人体的各种感觉器官都有各自最敏感的刺激形式,这种刺激形式称为相应感觉器的适宜刺激。
适宜刺激和识别特征。
余觉刺激取消以后,感觉还可以存在极短的时间,这种现象叫“余觉”。
例如,在暗室里急速转动一根燃烧着的火柴,可以看到一圈火花,这就是由许多火点留下的余觉组成的。
人的知觉特征知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。
人脑中产生的具体事物的印象总是由各种感觉综合而成的。
没有反映个别属性的感觉,也就不可能有反映事物整体的知觉。
所以,知觉是在感觉的基础上产生的。
感觉到的事物个别属性越丰富、越精确,对事物的知觉也就越完整、越正确,错觉错觉是对外界事物不正确的知觉。
错觉产生的原因目前还不很清楚,但它已被人们大量地利用来为工业设计服务。
例如,表面颜色不同而造成同一物品轻重有别的错觉。
小巧轻便的产品涂着浅色,使产品显得更加轻便灵巧;而机器设备的基础部分则采用重色,可以使人产生稳固之感。
视觉的适宜刺激是光。
光是放射的电磁波,呈波形的放射电磁波组成广大的光谱,其波长差异极大。
为人类视力所能接受的光波只占整个电磁光谱的一小部分。
在可见光谱上,人会知觉到紫色、蓝、绿、黄各色直至红色等色彩;如果将各种不同波长的光混和起来则产生白色。
(光谱上的光波波长小于380nm的一段称为紫外线;光波波长大于780nm的一段称为红外线)。
而这两部分波长的光都不能引起人的光觉。
人的视觉机能及其特征,视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成的。
人的视觉系统主要是一对眼睛,它们由视神经与大脑视神经表层相连。
眼睛是视觉的感受器官,其基本构造与照相机相类似。
人的空间行为,1亲密距离:
它是指与他人身体密切接近的距离。
共有两种,一种是接近状态,指亲密者之间发生的爱护,安慰、保护、接触,交流的距离,此时身体接触气味相投;另一种为正常状态(1545cm),头脚部互不相碰,但手能相握或抚触对方.。
在各种文化背景下,亲密距离的表现是不同的。
例如,在我国人们与非亲密者在公众场合,上述两种亲密距离都要尽量避免;在不得不进入这种距离范围时,会有相互的躲避行为。
个人距离:
它是指个人与他人间的弹性距离。
也有两种状态,一种是接近态(4575cm)是亲密者允许对方进入的不发生为难躲避的距离,但非亲密者进入此距离时会有较强烈的反应;另一种为正常状态(75100厘米),是两人相对而立,指尖刚能相触的距离.此时身体的气味体温不能感觉,谈话声音为中等响度。
社会距离:
它指人们参加社会活动时所表现的距离.同样是两种状态,一种是接近状态(120210cm),通常为一起工作时的距离,上级向下级说话便保持此距离.这一距离能起到传递感情的作用;另一种为正常状态(210-360cm),此时可以看到对方全身,在外人在场的情况下,继续工作也不会感到不安或干扰,为业务接触的通行距离。
正式会谈,礼仪等多按此距离进行。
公众距离:
它是指演说演出等公众场合的距离.其接近状态约为(360750cm),此时须提高声音说话,能看清对方的活动;正常态是7.5米以上,这个距离已分不清表情、声音的细部,为了吸引公众
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