(原创)2022年人机工程学知识点汇总大全.docx
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1、1、人机工程学的定义:研究人、机械及其工作环境之间的相互租用的学科。 作者:夏威夷松鼠2、人机工程学在美国称为人机工程学或 人因工程学,在西欧国家称为人类工效学 。3、国际人类工效学对人机工程学的最权威、最全面的定义:即人机工程学是研究人在某种工工作环境中的解刨学、 生理学和心理学等方面的各种因素研究人和机器及工作环境的相互作用,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、安全和舒适等问题的学科。4、英国是世界上开展人机工程学最早的国家,但本学科奠定性工作是在 美国 完成的;所以人机工程学有“起源于欧洲、形成于美国”的说法。5、人机工程学的三个发展阶段:经验人机工程学,科
2、学人机工程学,现代人机工程学。6、1961 年正式成立了国际人类工效学学会;中国于1989 年成立中国人类工效学学会。7、人机工程学研究的内容有:人体特性的研究。工作场所和信息传递装置的设计,环境控制和安全保护中心设计。 人机系统的总体设计。8、人机工程学的研究方法有:观察分析法,实测法,实验法,模拟和模型试验法,计算机数值仿真法。9、人机工程学实际上是人体科学、环境科学不断向工程科学渗透和交叉的产物。人机工程学的两个重要的核心思想:以人为中心的设计理念,以人为本的管理思想 。为人类各种生产与生活所创造的一切“物”,在设计和制造时都必须把“人的因素”作为一个重要条件来考虑。10、人机工程学对工
3、业设计的作用:为工业设计中考虑人的因素提供人体尺寸参数为工业设计中物的功能合理性提供科学依据,为工业设计中考虑环境因素提供设计准则,为人机环境系统提供理论依据,为坚持以人为核 心的设计思想提供工作程序 ,11、人体测量学是通过测量人体各部位尺寸来确定 个体之间 和 群体之间 在人体尺寸上的差别,用以研究人 的形态特征,从而为工业设计 和工程设计 提供人体测量数据。12、人机工程学范围内的人体形态测量数据有两类,即人体构造尺寸和功能尺寸的测量数据。13、人体构造上的尺寸是静态 尺寸,人体功能上的尺寸是动态 尺寸。14、人体测量方法主要有:普通测量法,三维数字化人体测量法,摄像法 。15、人体测量
4、术语规定,只有在被测者姿势,测量基准面,测量方向,测点等符合要求的前提 下。16、测量者姿势一般分为立姿 和坐姿 。17、人体测量基准面有:矢状面 、_正午矢状面、冠状面、横断面、眼耳平面。18、矢状面是指通过铅垂轴 和纵轴 的平面及与其平行的所有平面。19、法兰克福平面是指通过左、右耳屏点及右眼眶下点的水平面。20、立姿时站立的底面或平台以及坐姿时的椅平面应是水平的、稳固的、不可压缩的。21、头部测点16个和测量项目 _项,躯干和四肢部位的测点共22个、测量项目69项。22、人体测量的常用仪器有:人体测高仪,人体测量用直角规,人体测量用弯角规。仪表的标数设计原则:1、最小刻度不标数,最大刻度
5、必须标数2、指针运动式仪表标数应垂直,表面运动的仪表标数按圆形排列3、仪表够大,标数在外;仪表偏小,标数在内;指针在外,标数在内4、开窗式仪表的窗口至少显示5个标数5、表面运动的开窗仪表,标数字头向上顺时针排列,窗口垂直刻度靠右,窗口水平刻度在下6、圆形仪表标数均按顺时针排列7、不做多圈运动的仪表,首尾刻度断开。图形符号设计原则:快速识别、布局美观、便于记忆、利于国际化。触觉特征:不太灵敏、适应迅速、有立体感。操纵手把设计原则:1、手把形状应与手的生理特点相适应2、手把形状便于触觉对它进行识别3、手把尺寸应符合人手尺度的需要。操纵装置编码:形状、位置、尺寸、颜色、符号。操纵装置设计原则:1、充
6、分考虑操作者的体形、生理、心理、体力和能力。2、操纵装置的大小、形态等要适应人的手或脚的运动特征。3、操纵装置的设计还要考虑耐用性、运动速度、外观和能耗。操纵装置的选择原则:人的操纵能力:动作速度、肌力大小、连续工作的能力等;操纵装置本身:操纵装置的功能、形状、布置、运动状态及经济因素等。工作座椅设计主要依据:1、坐姿生理学:脊柱结构、腰曲弧线、腰椎后凸和前凸;2、坐姿生物力学:肌肉活动度、体压分布、股骨受力分析、椎间盘受力分析。办公室工作座椅设计特点:1、椅高和座深可调2、舒适椅座:椅面透气、椅座合适曲度不妨碍血液循环3、腰部、肘部、颈部支撑4、倾仰功能5、椅脚稳固。影响手握式工具设计的解剖
7、学因素:1、避免静肌负荷2、保持手腕顺直3、避免掌部组织受压4、避免手指重复动作。手握式工具设计设计原则:1、必须有效地实现预定的功能;2、必须与操作者身体成适当比例,使操作者发挥最大效率;3、适当考虑性别、训练程度和身体素质的差异;4、作业姿势不能引起过度疲劳。坐姿作业岗位特征:1、坐姿操纵范围内,短时作业周期内需要的工具材料配件都易于拿取或移动2、不需用受搬移物品的平均高度超过工作面以上15cm的作业3、不需作业者施用较大力量4、在岗大部分时间从事精密装配或书写作业。立姿作业岗位特征:1、其作业空间不具备坐姿岗位所需容膝空间2、常需搬移超过4. 5kg的物料3、常需在前方的高、低或延伸的范
8、围操纵4、操纵位置分开,需要走动5、需要完成向下施力,如打包。坐姿、立姿交替作业岗位特征:1、经常需要完成前伸超过41cm或高于15cm的重复操纵2、复合作业。作业岗位设计要求:1、岗位布局应保证作业者在上肢活动所能达到的区域内完成操纵,并应考虑下肢的舒适活动空间2、考虑操纵动作的频繁程度3、考虑作业者群体、如性别差异。作业岗位设计原则:1、考虑作业者动作的习惯性、同时性、对称性、节奏性、规律性等生理特点,以及动作的经济性原则2、岗位的各组成部分,如座椅、工具、显示器、操纵器等设计均应符合工作特点及人机工程学要求3、不允许有与作业无关的物体存在4、符合GB5083-1999等有关标准和劳动安全
9、规程要求。作业面高度设计原则:1、如果作业面高度可调节,则必须将高度调节至适合身体尺寸及个人喜好的位置。2、应使臂部自然下垂,处于合适的放松状态,小臂一般应接近水平状态或略下斜;任何场合都不应使小臂上 举过久。3、不应使脊椎过度屈曲。4、若在同一作业面内完成不同性质的作业,则作业面高度应可调节。作业场所布置总则1、首先考虑操纵上的重要性2、按使用频率排列显示器与控制器3、功能相关的显示器、控制器应适当编组排列4、按使用顺序排列。作业场所布置考虑顺序:1、主显示器2、主控制器3、控制与显示的关联4、按顺序使用的元件5、使用频繁的元件应易拿取6、与本系统或其他系统布局一致。光环境设计的基本原则:1
10、、合理的照度平均水平2、光线的方向和扩散合理,避免干扰阴影,保留使物体有立体感的必要阴影3、光线不能直射而只能反射光线进入眼睛,防止炫光晃眼4、光谱光色合理,能再现各种颜色5、照明和色相协调,气氛令人满意,有设计美6、照明环境要考虑成本。环境色彩的选择原则:1、狭小空间需后退,绿蓝色、低饱和、稍低明度2、空旷空间需前进,黄色、高明度、稍高饱和3、车间地面防止打瞌睡、增加活力,红色、稍高饱和、低明度4、车间天花板避免压抑,青蓝色影响噪声对机体作用的因素强度、时间、频谱、类型和接触方式、个体差异。有毒蒸气,是指有毒的固体升华、液体蒸发或挥发时形成的蒸气。如汽油、苯、醋酸酯类物质的蒸气。工业粉尘,是
11、指能较长时间漂浮在作业场所空气中的固体微粒,其粒子大小多在0. 1-10微米。烟(尘),为悬浮在空气中直径小于0.1微米的固体微粒。雾,为悬浮在空气中的液体微粒,多由蒸气冷凝或液体喷洒而成。工作中造成人压力的原因:负荷、变动、挫折、不良环境。为避免事故,在考虑人机工程学原理时,重点可放在:1、准确、及时、充分地传示与危险有关地信息,如显示设计2、有助于避免事故的要素,如控制装置、作业空间3、作业人员培训,使其能面对可能事故采取适当措施。安全防护,是通过采用安全装置或防护装置对一些危险进行预防的安全技术措施。安全装置是通过其自身的结构功能限制或防止机器的某些危险因素,防护装置是通过物体障碍方式防
12、止人或人体部 分进入危险区。自动停机装置,是指当人或身体部分超越安全限度时,使机器或其零部件停止运行或保证处在安全状态的装置,如 触发线、可伸缩探头、压敏杠(垫)、光电传感器等。警示设计原则:1、人的失误最小化2、警示信息有效传递3、执行警示发布的条件:使人获悉危险、说明误用损伤、说明如何止损、解释何种情况最容易遭遇该危险。开发警示时应考虑的原则:1、避免含糊不明确甚至错误的术语、专业术语、双重否定、复杂不便理解的长句2、适应对象人群的素质3、适应使用环境4、警告的严重程度与警示的迫切程度匹配5、正式使用前应测试其有效性。视觉警示信息的基本元素:信号词(危险、警告、小心)、危害、后果、指示如何
13、降低或消除危害。适合操作者的工作空间特征:1、工作高度应适合操作者的身体尺寸及所要完成的工作类型2、座位装置应适合于人的解剖生理特点3、应为身体的活动,特别是头手脚的活动预留足够的空间4、各种操作器应布置在人的功能可及的范围内5、把手和手柄应适合手的功能解剖学要求。有关身体姿势的设计原则:1. 尽量交替使用坐姿和立姿施用较大肌力时,采取合适的身体姿势和提供适当的支撑,保护身体不受扭伤2. 不能因长时间静态肌肉紧张而引起疲劳,应该可以变换身体姿势有关肌力设计原则:1. 力的要求与操作者体力一致涉及肌肉群必须满足力的需求,否则应引入辅助能源2. 避免同一肌肉长时间静态紧张有关身体动作的设计:1.
14、保持平衡,动作最好长时间固定不变动作的幅度、强度、速度和节拍应协调2. 高精度的动作不能用大肌力设置引导装置,辅助动作的实施和先后执行有关信号与显示器设计:1. 总类和数量符合信息特性显示器方位配置合理可靠,以便清晰迅速辨别2. 各仪器之间要能清晰分辨信号显示的变化速率和方向应与主信息源变化一致3. 长时间工作时,避免过载或负载不足有关控制器的设计:1. 控制器类型、设计和配置应适合控制的任务行程和操作阻力应符合控制任务和生物力学以及人体测量数据2. 控制动作、设备的应答和显示信息应相互适应和协调各种控制器的功能应易于辨认,避免混淆3. 多个控制器需要分组布局防止误操作和设计保护装置。综合集成
15、法的特点:1. 数据、信息、知识和专家经验与智能结合人脑与计算机结合(人机结合)2. 大家意见集成(群体知识)左右脑结合(定性与定量结合)3. 真实与虚拟结合(实体与计算机实验结合)微观和宏观结合(局部与整体)4. 还原论与系统论结合(分析与综合)。数字符合转换的方式:几何线条表示、色彩表示、多媒体表示可视化技术的优势:加深对数据的理解和利用、加快数据处理速度、加强直观性、节约成本、更好地控制发展过程、设计中可预视合理 性、生产中跟踪监控。多媒体监控特色:信息媒体多样化、综合集成图文声形、人与系统实时交换信息、过程与结果可视性。二、简答题(30分)1、人机工程学主要研究的是人、机、环境三者之间
16、的关系,简述这三者的含义。答:人一一指操作者或使用者:机一一泛指人操作或使用的物,可以是机器。也可以是用工具或设施、设备等;环境一一是指人、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;人一机一环境系统一一是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。2、在设计室内空间的灯具安装位置时,有空腔和空腔率的概念。请简述空腔的种类及各类所包含的范围。答:空腔类型:顶棚空腔、房间空腔、地板空腔。顶棚空腔:天花板到灯具下母线之间的空间范围;房间空腔:灯具下母线到操作面之间的空间范围;地板空腔:操作面到地板之间的空间范围。3、简述舒适性的类型,并解释。答:
17、类型:行为舒适性、知觉舒适性。4、使图形稳定、清楚的条件有哪些?答:面积小的部分比大的部分容易形成图形;2)同周围环境的亮度差别大的部分比差别小的部分容易形成图形。3)亮的部分比暗的部分容易形成图形;4)含有暖色色相的部分比冷色色相部分容易形成图形;5)向垂直、水平方向扩展的部分比向斜向扩展的容易形成图形;6)对称的部分比带有非对称的部分容易形成图形;7)具有幅宽相等的部分比幅宽不等的部分容易形成图形;8)与下边相联系的部分比上边垂落下来的部分容易形成图形;9)与活动着的部分比静止的部分容易形成图形。5、什么是旷奥度?答:空间的旷奥度:空间的开放性与封闭性。旷:开放性 奥:封闭性三、论述题(4
18、0分)1. 知觉的基本特性有哪些?并举图例说明。答:整体性、选择性、理解性、恒常性、错觉3、论述格式塔心理学的两个基本观点,并加以说明。答:1) 一个完全独立的新整体,其特征和性质都无法从原构成中找到。(2)在大小、方向、位置等构成改变的情况下,也仍然存在或不变。4、作业场所布置总则是什么?分条论述。答:1.重要性原则。2. 使用频率原则3.功能原则。3. 使用顺序原则论述增加室内的知觉空间的方法。名词解释人体测量学:是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别,用以研究人的形态特征,从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。知觉的恒常性:知觉的条件在一定的范围内发生
19、变化,而只觉得印象却保持相对不 变的特性。分布:人体尺寸按一定频率出现。日光系数:在云层覆盖天空时或者在阴影处进行的。室内光强度于室外光强度之比。目眩:进入人眼的光量过大,使视网膜的感受性不能适应。照度:是指落在物体表面的光通量。系统:相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。余觉:刺激取消后,感觉可以存在极短时间。适应:感觉器官经持续刺激一段时间后,在刺激不变的情况下感觉会逐渐减小以致 消失的现象。暗适应:当人从亮处进入暗处时,刚开始看不清物体,而需要经过一段适应的时间 后,才能看清物体,这种适应过程称为暗适应。明适应:与暗适应情况相反的过程称为明适应。听阈:在最佳的听
20、闻频率范围内,一个听力正常的人刚刚能听到给定各频率的正弦式纯音的最低声强痛阈:对于感受给定各频率的正弦式纯音,开始产生疼痛感的极限声强听觉范围:由听阈和痛阈两曲线所包围的听觉区。掩蔽:一个声音被另一个声音所掩盖的现象。肤觉:肤觉是仅仅次于听觉的一种感觉,可感受多种外界刺激,形成多种感觉。包括有:1.触觉,2.温度觉,3.痛觉心理:是人的感觉、知觉、注意、记忆、思维、情感、意志、性格、意识倾向等心理现象的总称。感觉: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。知觉: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。感知觉:在生活和生产活动中,人都是以知觉的形式直接反映事物
21、,在心理学中就百分位:具有某一尺寸和小于该尺寸的人占统计对象的百分比。临界视角:眼睛能分辨被看物体最近两点的视角。坐高:从头顶点至椅面的垂距。坐宽:臀部左右向外最凸出部位间的横向水平直线距离。坐深:从臀部后缘至腿窝的水平直线距离。个人空间:指存在于个体周围的最小空间围。等收缩:是指肌肉在收缩过程中力保持不变,但长度缩短,引起关节活动。等长收缩:是指肌肉在收缩过程中肌肉长度不变,不产生关节运动,但肌肉部的力增加。近身作业空间:指作业者在某一位置时,考虑身体的静态和动态尺寸,在坐姿或站姿状态下所能完成作业的空间围。四、简述题(共4题,每题5分,共计20分)简述适应域与百分位的关系答:百分位是指测量
22、数据在测量之中所占据的位置而适应域是指设计数据的应用时的范围。适应域两端(或上限值下限值)的数值范围对应的是百分位的值。依据右图简答人机系统的运行过程人通过感觉系统接受及其显示系统所传达的信息后,在大脑中枢神经系统进行判断推理,做出决 定,再由运动系统传达给机器的控制系统,使机器按照人们的意志来运行。照度和亮度的关系23、表示样本的测量数据集中的趋向某一个值 ,该值称为平均值,简称均值。函数为: 24、测量数在中心位置上下波动程度差异1,=|叫方差。函数为:25、标准差:方差的算术平方根26、在设计中常用的百分位数是:_P5、P50、. P95三种百分位数。27、在工作中常采用、 跪、卧等作业
23、姿势。28、功能修正量包括着装修正量和姿势修正量。29、产品功能尺寸有 最小 功能尺寸和最佳 功能尺寸。30、最小功能尺寸二人体尺寸百分位数+人体尺寸百分位数+功能修正量31、最佳功能尺寸二人体尺寸百分位数+人体尺寸百分位数+功能修正量+心里修正量。32、人的神经系统构成包括脑、脊髓以及与它们相连的周围神经。33、大脑皮层是神经系统的最高级中枢。34、大脑皮层的基本组成单位和功能单位是神经细胞,又称神经元 。35、思维的基本特点分为:抽象思维 ,形象思维,灵感思维。36、科学技术发展的根本规律-辅仁律、拟人律和共生律,是科学技术发展的宏观规律。37、人机智能结合是指人的智能与 机器智能的结合。
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