人机工程学PPT课件.ppt

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1、Ergonomics人机工程学人机工程学人机工程学Ergonomics人机工程学Ergonomics 第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 IntroductionToErgonomics 概述概述 人机工程学的命名及定义人机工程学的命名及定义 人机工程学的起源与发展人机工程学的起源与发展 人机工程学的研究内容与方法人机工程学的研究内容与方法 人机工程学体系及其应用领域人机工程学体系及其应用领域格雷夫斯为意大利阿勒西公司设计了一系列具有后现代特色的金属餐具，这是1985年设计的水壶，实用、美观。人机工程学Ergonomics 第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduct

2、ionToErgonomics 1.1 1.1 人机工程学的命名及定义人机工程学的命名及定义1 1、学科的命名、学科的命名美美国国：Human Human Engineering;Engineering;Human Human Factors Factors EngineeringEngineering人人类工程学或人类因素工程学。类工程学或人类因素工程学。欧欧洲洲：Ergonomics Ergonomics 人人类类工工程程学学或或工工效效学学。已已被被国国际际标标准准化化组织正式采纳，本义：劳动的规律。组织正式采纳，本义：劳动的规律。人机工程学Ergonomics其其他他：工工程程心心理理

3、学学（前前苏苏联联）；人人间间工工学学（日日本本）；人人 体体工工程程学学；人人机机工工程程学学；人人类类工工效效学学；人人机机控控制制学学；宜宜人学等。人学等。我我国国：人人机机工工程程学学，人人机机工工程程、人人机机工工程程设设计计，人人-机机-环环境境系系统统工工程程，人人体体工工程程学学、人人类类工工效效学学，人人类类工工程程学、工程心理学、宜人学、人的因素等。学、工程心理学、宜人学、人的因素等。第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics 人机工程学Ergonomics2 2、人机工程学的定义、人机工程学的定义 Internatio

4、nal Ergonomics Association：Ergonomics(or human factors)is the scientific discipline concerned with the understanding of interactions among humans and other elements of a system,and the profession that applies theory,principles,data and methods to design in order to optimize human well-being and over

5、all system performance.Ergonomists contribute to the design and evaluation of tasks,jobs,products,environments and systems in order to make them compatible with the needs,abilities and limitations of people.第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics(一一)人机工程学Ergonomics 国国 际际 人人 机机 工工 程程 学学 会会（I

6、nternational International Ergonomics Ergonomics AssociationAssociation，IEAIEA）：研研究究人人与与系系统统中中其其他他因因素素之之间间的的相相互互作作用用，以以及及应应用用相相关关理理论论、原原理理、数数据据和和方方法法来来设设计计以以达达到到优优化化人类和人类和系统系统效能的学科。（效能的学科。（2000.82000.8）人人机机工工程程学学专专家家旨旨在在设设计计和和优优化化任任务务、工工作作、产产品品、环环境境和和系统，使之满足人们的系统，使之满足人们的需要、能力和限度。需要、能力和限度。第一章第一章 人机工程

7、学概论人机工程学概论 IntroductionToErgonomics 人机工程学Ergonomics(二二)第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 IntroductionToErgonomics 中中国国企企业业管管理理百百科科全全书书将将人人机机工工程程学学定定义义为为：研研究究人人和和机机器器、环环境境的的相相互互作作用用及及其其合合理理结结合合，使使设设计计的的机机器器与与环环境境系系统统适适合合人人的的生生理理、心心理理等等特特点点，达达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学

8、概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics(三三)一一般般定定义义：人人机机工工程程学学是是以以人人的的生生理理、心心理理特特性性为为依依据据，应应用用系系统统工工程程的的观观点点，分分析析研研究究人人与与产产品品、人人与与环环境境以以及及产产品品与与环环境境之之间间的的相相互互作作用用，为为设设计计操操作作简简便便省省力力、安安全全、舒舒适适，人人机机环环境境的的配配合合达达到到最最佳佳状状态态的的工工程程系系统统提提供供理理论论和方法的学科。和方法的学科。人机工程学：按照人的特性设计和改善人机工程学：按照人的特性设计和改善人人机机环境系统的科学。环境系统的科学

9、人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics 人人机机工工程程学学研研究究的的对对象象是是产产品品设设计计中中与与人人有有关关的的问问题题，将将人人的的需需求求和和能能力力置置于于设设计计技技术术体体系系的的核核心心位置。位置。目目的的为为产产品品、系系统统和和环环境境的的设设计计提提供供与与人人相相关关的的科科学学数数据据。追追求求实实现现人人类类和和技技术术完完美美和和谐谐融融合合的的目目标。标。人机工程学是使技术人性化的科学。人机工程学是使技术人性化的科学。人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机

10、工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics人人机机环境系统环境系统 人机环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及他们周围的环境所构成的系统，简称人机系统，在人机系统中，人、机、环境相互依存、相互作用、相互制约完成某一特定的工作或生活过程。人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics机机环境环境人人人机环境系统汽汽车车的的设设计计人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics 人人:是

11、指操作者是指操作者 或使用者。或使用者。机机:泛指人可操作与可泛指人可操作与可使用的物，可以是机使用的物，可以是机器，也可以是用具或器，也可以是用具或生活用品、设施、计生活用品、设施、计算机软件等各种与人算机软件等各种与人发生关系的一切事物。发生关系的一切事物。环境环境:环境是人与机共处的环境，如作环境是人与机共处的环境，如作业场所和作业空间，自然环境和社会环业场所和作业空间，自然环境和社会环境等。境等。人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics1.2 1.2 人机工程学的起源与发展人机工程学的起源与发展经验人

12、经验人机工程机工程学学科学人科学人机工程机工程学学现代人现代人机工程机工程学学早期历史早期历史2020世纪前期世纪前期发展史1945194519601960年年 1960年年现在现在人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To ErgonomicsH:D=8:1历史早期案例人机工程学Ergonomics石头打制工具第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics历史早期案例人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergon

13、omics16世纪8世纪历史早期案例人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics历史早期案例人机工程学Ergonomics历史早期案例第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics人机工程学Ergonomics FrankFrank,Lillian,Lillian GilbrethGilbreth（人机学研究的先人机学研究的先躯）：动作研究和车间管理研究；熟练操作与疲躯）：动作研究和车间管理研究；熟练操作与疲劳；工作时间的设计和残疾人使用设备的设计。劳；工作时间的

14、设计和残疾人使用设备的设计。泰罗铁锹试验：泰罗铁锹试验：5、10、17、30kg吉尔伯勒斯的砌砖试验：吉尔伯勒斯的砌砖试验：动作研究：动作研究：1818个减少为个减少为5 5个个 效率：效率：120120块块/h h增加到增加到 350 350块块/h h学科名称：应用实验心理学学科名称：应用实验心理学经验人机工程学萌芽阶段（人适应机器人适应机器）第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics人机工程学Ergonomics科学人机工程学形成阶段（机器适应人）第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergono

15、mics人机工程学Ergonomics1945年美国军方成立年美国军方成立工程心理实验室工程心理实验室；1949年人机工程研究会在英国成立，第一本有关人机的书年人机工程研究会在英国成立，第一本有关人机的书应用经验心理学：工程设计中的人因学应用经验心理学：工程设计中的人因学出版；出版；1950年英国成立了世界上第一个人类工效学会；年英国成立了世界上第一个人类工效学会；1957年年9月美国政府出版周刊月美国政府出版周刊人的因素学会人的因素学会；1960年国际人机工程协会成立。年国际人机工程协会成立。学科名称：工程心理学学科名称：工程心理学第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduc

16、tion To Ergonomics人机工程学Ergonomics现代人机工程学快速发展、科学系统研究阶段 到到6060年代，美国的人机工程学基本集中在复杂的年代，美国的人机工程学基本集中在复杂的军事工业的应用上，随着航天技术的发展，人机工军事工业的应用上，随着航天技术的发展，人机工程学迅速成为航天工业的一个重要部分。随后，人程学迅速成为航天工业的一个重要部分。随后，人机工程学迅速发展，开始在军事和航天工业以外的机工程学迅速发展，开始在军事和航天工业以外的领域得以应用，包括医药公司、计算机公司、汽车领域得以应用，包括医药公司、计算机公司、汽车公司和其他消费公司。工厂也开始意识到人机工程公司和其

17、他消费公司。工厂也开始意识到人机工程学在工作场地和产品设计方面的重要性。学在工作场地和产品设计方面的重要性。19601980年年（仍然不为普通人所了解）（仍然不为普通人所了解）第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics人机工程学Ergonomics19791979年年Three MileThree Mile岛上的核电站事故；岛上的核电站事故；19841984年年1212月月4 4日日Union CarbideUnion Carbide杀虫剂工厂有毒物质杀虫剂工厂有毒物质泄漏，泄漏，40004000人死亡，人死亡，2000020000人受伤；

18、人受伤；19861986年苏联年苏联ChernobylChernobyl核电站事故核电站事故,300,300人死亡；人死亡；19891989年年Phillips PetroleumPhillips Petroleum塑料工厂在一场爆炸中塑料工厂在一场爆炸中夷为平地。夷为平地。1980198019901990年年（人机工程学的重要性）（人机工程学的重要性）第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics人机工程学Ergonomics人类空间站的建立；人类空间站的建立；计算机和计算机工程的应用；计算机和计算机工程的应用；药物器械设计和老年人产品设计；

19、药物器械设计和老年人产品设计；人的生活和工作质量设计。人的生活和工作质量设计。19901990年以后年以后（人人机机环境系统的建立）环境系统的建立）第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics 我国人机发展进程我国人机发展进程19611961年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。议。19821982年在日本东京举行第八次国际人机工程会议，年在日本东京举行第八次国际人机工程会

20、议，我国第一次派人参加。我国第一次派人参加。国际标准化组织（国际标准化组织（ISOISO）19751975年成立了国际人机工年成立了国际人机工程标准委员会（程标准委员会（TCTC159159）。19811981年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。会。19891989年成立年成立中国人类工效学学会中国人类工效学学会19911991年年1 1月成为月成为国际人类工效学协会国际人类工效学协会正式成员正式成员人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics1.3 1.3 人机工

21、程学的研究内容与方法人机工程学的研究内容与方法1 1、人机工程学的研究内容、人机工程学的研究内容理论、应用：总体趋势在于应用 各国人机工程研究的基本状况各国人机工程研究的基本状况由于各国学科和工业基础由于各国学科和工业基础不同不同,各国人机工程的研究方向和侧重点也有所不同，例如各国人机工程的研究方向和侧重点也有所不同，例如:美国侧重工程和人际关系美国侧重工程和人际关系；法国侧重劳动生理学法国侧重劳动生理学；前苏联注重工程心理学前苏联注重工程心理学；保加利亚偏重人体测量保加利亚偏重人体测量；捷克、印度等注重劳动卫生学捷克、印度等注重劳动卫生学人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学

22、概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics（1）人体特性的研究人体特性的研究 自然人、社会人（2 2）人机系统的总体设计）人机系统的总体设计(分工和信息交流）（3 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（4 4）环境控制和安全保护设计）环境控制和安全保护设计人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics人人与与机机的的特特性性比比较较人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics目前

23、人机工程学的前沿领域研究包括：目前人机工程学的前沿领域研究包括：人机关系；人与环境关系；人与生态；人的特性模型；人机系统的定量描述；人际关系、直至团体行为、组织行为、心理状态等方面的研究。人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics2 2、人机工程学的研究方法、人机工程学的研究方法研研究究方方法法观察法观察法实测法实测法实验法实验法计算机数值仿法计算机数值仿法调查研究法调查研究法分析法分析法模拟和模型试验法模拟和模型试验法人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduct

24、ion To Ergonomics研究宇航员生理、心理能力测量装置框图研究宇航员生理、心理能力测量装置框图返回人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics驾驶员眼动规律实验装置驾驶员眼动规律实验装置返回人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型返回人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics控制面板模拟器控制面板模拟

25、器波士顿爱迪生公波士顿爱迪生公司司（Boston Edison Boston Edison CompanyCompany）的）的”神神秘秘6 6号号”（Mystic Mystic#6#6）电厂的控制电厂的控制板板MITRE开发开发返回人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics人人体体动动作作分分析析仿仿真真图图形形输输出出人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics1.4 1.4 人机工程学体系及其应用领域人机工程学体系及其应用领

26、域1 1、人机工程学的学科体系、人机工程学的学科体系人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 Introduction To Ergonomics人机工程学人机工程学人人体体科科学学 技术科学技术科学环环境境科科学学生理学生理学心理学心理学劳动卫生学劳动卫生学人体测量学人体测量学人体力学人体力学环境卫生学环境卫生学环境医学环境医学环境心理学环境心理学环境保护学环境保护学环境检测学环境检测学工业设计工业设计工程设计工程设计安全工程安全工程系统工程系统工程机械工程机械工程管理工程管理工程 人机工程学Ergonomics第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论 In

27、troduction To Ergonomics2 2、人机工程学的、人机工程学的应用应用从铅笔到航天飞机人机工程学Ergonomics（1）、日常用品）、日常用品（2）、家具）、家具（3）、服装）、服装（4）、各种手工工具）、各种手工工具（5）、各种装备）、各种装备（6）、建筑）、建筑（7）、交通工具）、交通工具（8）、有人参与的太空设备）、有人参与的太空设备Ergonomics人机工程学人机工程学人机工学（人机工学（2）uAnthropometry and Application人机工程学Ergonomics人体测量及数据应用人体测量及数据应用1人体感知与运动特征人体感知与运动特征2人的心

28、理与行为特征人的心理与行为特征3工作台椅设计工作台椅设计4人机工程学Ergonomics人体测量的基本知识人体测量的基本知识 人体测量学人体测量学是人机工程学的重要组成部分。进行产品设计时，为使人与产品是人机工程学的重要组成部分。进行产品设计时，为使人与产品相互协调，必须对产品同人相关的各种装置作适合于人体形态、生理以及心理特相互协调，必须对产品同人相关的各种装置作适合于人体形态、生理以及心理特点的设计，让人在使用过程中，处于舒适的状态以及方便地使用产品。因此设计点的设计，让人在使用过程中，处于舒适的状态以及方便地使用产品。因此设计师应了解人体测量学，生物力学方面的基本知识，并熟悉有关设计所必

29、需的人体师应了解人体测量学，生物力学方面的基本知识，并熟悉有关设计所必需的人体测量基本数据的性质、应用方法和使用条件测量基本数据的性质、应用方法和使用条件。（图。（图2-1）一、概述一、概述一、概述一、概述 人体测量学(anthropometry)是人机工程学的一门分支学科，是人机工程学的一门分支学科，是一门用是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体测量方法研究人体的体格特征的科学。它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

30、设计和工程设计提供人体测量数据。设计和工程设计提供人体测量数据。人机工程学Ergonomics图2-1机床与人体尺度的关系返回人机工程学Ergonomics形态测量形态测量人体体形尺寸人体体形尺寸体积体积重量重量表面积表面积人体测量人体测量数据的种类数据的种类运动测量运动测量 人体的活动过程人体的活动过程和活动范围的大小和活动范围的大小 动作范围动作范围动作过程动作过程形体变化形体变化皮肤变化皮肤变化生理测量生理测量人体出力范围人体出力范围人体感觉反应人体感觉反应人体疲劳人体疲劳人机工程学Ergonomics 人体的功能尺寸人体的功能尺寸形态数据类型形态数据类型静态尺寸静态尺寸人体的构造尺寸人

31、体的构造尺寸动态尺寸动态尺寸人在工作姿势下或在某种操作人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸活动状态下测量的尺寸人机工程学Ergonomics二、测量方法二、测量方法二、测量方法二、测量方法u1.普通测量法u2.摄影法u3.三维数学测量法人机工程学Ergonomics图2-2 摄影测量法返回人机工程学Ergonomics图2-3 3D全身人体扫描系统返回人机工程学Ergonomics人体测量的基本术语（人体测量的基本术语（人体测量的基本术语（人体测量的基本术语（Terminology of Anthropometry）（1 1）直直立立姿姿势势（简称立姿）：被被测测者者挺挺胸胸直直立立

32、头头部部以以眼眼耳耳平平面面定定位位，眼眼睛睛平平视视前前方方，肩肩部部放放松松，上上肢肢自自然然下下垂垂，手手伸伸直直，手手掌掌朝朝向向体体侧侧，手手指指轻轻贴贴大大腿腿侧侧面面，膝膝部部自自然然伸伸直直，左左、右右足足后后跟跟并并拢拢，前前端端分分开开，使使两两足足大大致致成成4 45 5夹夹角角，体体重重均均匀匀分分布布于于两两足足。为为确确保保直直立立姿姿势势正正确确，被被测测者者应应使使足足后后跟跟、臀臀部部和和后后背背部部与与同同一一铅铅垂垂面面相相接接触触。1.1.测量姿势测量姿势（参见国标（参见国标GB397588中的规定）中的规定）图2-4 立姿人机工程学Ergonomic

33、s （2 2）坐姿：）坐姿：被测者挺胸坐被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿平放在地面上，手轻放在大腿上。为确保坐姿正确，被测者上。为确保坐姿正确，被测者的臀部、后背部应同时靠在同的臀部、后背部应同时靠在同一铅垂面上。一铅垂面上。图2-5 坐姿人机工程学Ergonomics2.2.测量基准面测量基准面 （1 1）矢状面矢状面 人体测量基准面的定位是由三个互相人体测量基准面的定位是由三个互

34、相垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。通过铅垂垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面都称为矢状面。轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面都称为矢状面。（2 2）正中矢状面）正中矢状面 在矢状面中，把通过人体正中在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状平面。正中矢状平面将人体分线的矢状面称为正中矢状平面。正中矢状平面将人体分成左、右对称的两个部分。成左、右对称的两个部分。（3 3）冠状面）冠状面 通过铅垂轴和横轴的平面及与其平通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后行的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分成

35、前、后两个部分。两个部分。（4 4）水平面）水平面 与矢状面及冠状面同时垂直的所有平与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两个部分。面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两个部分。（5 5）眼耳平面）眼耳平面 通过左、右耳屏点及右眼眶下点的通过左、右耳屏点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平面或法兰克福平面（水平面称为眼耳平面或法兰克福平面（OAEOAE）。）。图2-6 基准面人机工程学Ergonomics3.3.测量方向测量方向（1 1）在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。（2 2）在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢

36、状面的方向称为外侧。（3 3）在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。（4 4）在上肢上，将挠骨侧称为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。（5 5）在下肢上，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。人机工程学Ergonomics3.测量方向测量方向 4.4.支承面和衣着支承面和衣着 立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是水平的、稳固的、立姿时站立的地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。不可压缩的。5.5.基本测点及测量项目基本测点及测量项目 测测点点头部测点头部测点（1616个）个）躯干和四肢部位测点躯干和四肢部位测点（2222个）个）测测量量项项目目

37、头部测量项目头部测量项目（1212项）项）躯干和四肢部位躯干和四肢部位测量项目测量项目（6969项）项）国际国际GB397583 测点、测量项目测点、测量项目国际国际GB570385 测量方法测量方法人机工程学Ergonomics 测量项目测量项目-立姿（一）立姿（一）人机工程学Ergonomics 测量项目测量项目-立姿（二）立姿（二）人机工程学Ergonomics 测量项目测量项目-立姿（四）立姿（四）人机工程学Ergonomics 测量项目测量项目-立姿（五）立姿（五）人机工程学Ergonomics 测量项目测量项目-坐姿（一）坐姿（一）人机工程学Ergonomics 测量项目测量项目-

38、坐姿（二）坐姿（二）人机工程学Ergonomics 测量项目测量项目-坐姿（三）坐姿（三）人机工程学Ergonomics 测量项目测量项目-坐姿（四）坐姿（四）人机工程学Ergonomics 测量项目测量项目-坐姿（五）坐姿（五）人机工程学Ergonomics人体感知与运动特征人体感知与运动特征人是系统中的重要人是系统中的重要“环节环节”把操作者作为人机系统中的一个“环节”来研究，人与外界发生联系的主要是三个子系统，即感觉系统、神经系统、运动系统见图3-1。感知响应系统感知响应系统感知响应过程感知响应过程人机工程学Ergonomics 图图3-1 人机系统示意图人机系统示意图人机工程学Ergo

39、nomics人的感知与反应机能（感知响应）人的感知与反应机能（感知响应）1.1.反射弧（反射的生理结构基础）反射弧（反射的生理结构基础）反射是神经系统调节肌体活动的一种基本形成.反射活动的全部结构组成反射弧；反射弧具有五个基本环节，即感受器 传入神经元 中间神经元 传出神经元 放应器。见图3-2（a）。人机工程学Ergonomics反反射射弧弧人机工程学Ergonomics图图3-23-2反射弧和信息链反射弧和信息链人机工程学Ergonomics2.2.信息链信息链 人机系统的信息在人的神经系统中的循环过程形成信息链。人机工程学Ergonomics感觉通道与适用的信息感觉通道与适用的信息感觉通

40、道与适用的信息感觉通道与适用的信息 人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通道（人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通道（80%80%）、）、听觉通道（听觉通道（14%14%）和触觉和其他通道（）和触觉和其他通道（6%6%）。其适用场合参）。其适用场合参阅阅表表3-13-1。人机工程学Ergonomics返回返回人机工程学Ergonomics视觉机能及其特征视觉机能及其特征视觉刺激视觉刺激 视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分，其波长为380780nm.人机工程学Ergonomics视觉系统视觉系统 视觉系统由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动视觉系统由眼睛、视神经和

41、视觉中枢的共同活动组成。组成。眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为21212525mmmm的球体，其基本构造与照相机类似。的球体，其基本构造与照相机类似。视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞，它视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞，它们是接受信息的主要细胞。们是接受信息的主要细胞。人机工程学Ergonomics图图3-3 全部电磁波中的光谱可见全部电磁波中的光谱可见返回返回人机工程学Ergonomics图图3-4人的视觉系统人的视觉系统右视野右视野左视野左视野处理文字的能力较强处理文字的能力较强处理数字的能力较强处理数字的能力较强数字数字文字文字返回返回人机

42、工程学Ergonomics图图3-5 眼睛结构示意图眼睛结构示意图返回返回人机工程学Ergonomics表B1 视网膜的视杆细胞和视锥细胞的不同性质视网膜的视杆细胞和视锥细胞的不同性质返回返回人机工程学Ergonomics视觉机能视觉机能 1.1.视角与视力视角与视力 视角：由瞳孔中心到观察对象两端所张开的角度。=2arctg(D/2L)视角；D被看物体上两端点的直线距离；L眼睛到被看物体的距离。在工业设计中，视角是在工业设计中，视角是确定设计可视对象尺寸大确定设计可视对象尺寸大小的依据。小的依据。人机工程学Ergonomics临界视角：临界视角：眼睛能分辨被看物体最近两点的视角。眼睛能分辨被

43、看物体最近两点的视角。（按标准规定，人站在离视力检查表按标准规定，人站在离视力检查表5m5m远处观看表中第十行远处观看表中第十行“E E”字，字，若能分辨清楚，视力为若能分辨清楚，视力为1.01.0即视力正常，此时的临界视角即视力正常，此时的临界视角=1=1。）。）视力：视力：眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，以眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，以临界视角的倒数来表示。临界视角的倒数来表示。视力视力=1/=1/能够分辨的最小物体的视角能够分辨的最小物体的视角人机工程学Ergonomics2.2.视野与视距视野与视距视野视野：眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围：眼睛观看正前方物

44、体时所能看得见的空间范围,常常以角度来表示。以角度来表示。(静视野、注视视野、动视野静视野、注视视野、动视野 )水平视野水平视野（单视野（单视野/双视野）双视野）:1.5 1.53.03.0特优视区；（物象落在黄斑上）特优视区；（物象落在黄斑上）10 10 以内以内最优视区；最优视区；10 102020瞬息视区；（能在很短的时间内看清瞬息视区；（能在很短的时间内看清物体）物体）20 203030有效视区；（需集中注意力看）有效视区；（需集中注意力看）其余其余：良好视区。：良好视区。人机工程学Ergonomics垂直视野:（如图3-6）水平视线上下1.5 为特优视区；水平视线以下10为最优视区；

45、水平视线以上10，以下1030内为有效视区；其余：良好视区。视距：指人在操作系统中正常的观察距离，几种工作视距推荐值参阅表3-2。舒适视线舒适视线：直立：水平视线以下直立：水平视线以下1515度度；放松立：水平视线以下放松立：水平视线以下3030度；度；放松坐：水平视线以下放松坐：水平视线以下4040度。度。一般应根据观察目一般应根据观察目标的大小和形状以标的大小和形状以及工作要求确定视及工作要求确定视距，普通操作的视距，普通操作的视距范围在距范围在3876cm之间，在之间，在56cm处最处最为适宜。为适宜。人机工程学Ergonomics在垂直面内，标准视线为水平在垂直面内，标准视线为水平视线

46、最大固定视野为视线，最大固定视野为115115，标准视线上方，标准视线上方5050，下方，下方7070，扩大的视野为，扩大的视野为150150，站立时的自然视线低于水平线站立时的自然视线低于水平线1010，坐着时自然视线代于水，坐着时自然视线代于水平视线平视线1515；人在很低松驰的；人在很低松驰的状态中，站着和坐着时的自然状态中，站着和坐着时的自然视线偏离标准视线分别是视线偏离标准视线分别是3030和和3838。因此，人在轻松的时。因此，人在轻松的时刻观看展览时，展示物的位置刻观看展览时，展示物的位置在低于标准视线在低于标准视线3030的区域里。的区域里。图图3-6 人的垂直视野人的垂直视

47、野返回返回人机工程学Ergonomics返回返回任务要求举例视距离（眼至视觉对象）单位：cmcm固定视野直径单位：cmcm备注最精细的工作安装最小部件安装最小部件（表、电子元件）（表、电子元件）12252040完全坐着，部分地依靠视觉辅助手段（小型放大镜、显微镜）精细工作安装收音机、电视机25354060坐着或站着中等粗活在印刷机、钻井机床旁工作50以下至80坐或站粗活包装、粗磨5015030250多为站着远看黑板、开汽车150以上250坐或站表表3-23-2不同工作任务视距的推荐值不同工作任务视距的推荐值 人机工程学Ergonomics图图3-6 人的水平视野人的水平视野返回返回在在水水平平

48、面面内内最最大大固固 定定 双双 眼眼 视视 野野 为为180180，扩扩大大的的视视野野为为190190，在在标标准准视视线线 左左 右右 各各 10102020视视野野内内可可以以辨辨别别字字。在在标标准准视视线线左左右右各各5 53030视视野野内内可可以以辨辨别别字字母母，在在标标准准视视线线右右30306060范范围围是是颜颜色色视视野野，人人最最敏敏锐锐的的视视力力是是在在标标准准视视线线两两侧侧各各1010的的视视野野内。内。人机工程学Ergonomics3.3.中央视觉和周围视觉中央视觉和周围视觉 中央视觉（明视觉）视维细胞（感色能力强、能清晰分辨物体）。周围视觉（暗视觉）视杆

49、细胞（观察空间范围和正在运动的物体）。操作者在进行作业时，除要注视操作对象外，还要求操作者在进行作业时，除要注视操作对象外，还要求看到周围情况。如果视野很小或缺损，将会对工作效率产看到周围情况。如果视野很小或缺损，将会对工作效率产生影响，甚至造成工作事故。因而，在选择车、船驾驶员生影响，甚至造成工作事故。因而，在选择车、船驾驶员时，必须检查其正常视野范围。如果各方面的视野都缩小时，必须检查其正常视野范围。如果各方面的视野都缩小1010以内者称为工业盲。以内者称为工业盲。人机工程学Ergonomics4.4.双眼视觉和立体视觉双眼视觉和立体视觉 双眼视物：视野范围较大；具有分辨物体深浅、远近等相

50、对位置的能力；能形成立体视觉。5.5.色觉和色视野色觉和色视野 色视野是指颜色对眼的刺激能引起感觉的范围。(见图3-7)人机工程学Ergonomics6.6.6.6.暗适应和明适应暗适应和明适应暗适应和明适应暗适应和明适应(视觉的适应视觉的适应视觉的适应视觉的适应)人眼随视觉环境中光亮度的变化而感受性发生变化人眼随视觉环境中光亮度的变化而感受性发生变化的过程，有暗适应和明适应两种。的过程，有暗适应和明适应两种。见见图图3-8根据视觉的明暗适应特征，要求在设计工作面照明时，根据视觉的明暗适应特征，要求在设计工作面照明时，需使其亮度均匀而且不产生阴影，否则，眼睛的频繁明需使其亮度均匀而且不产生阴影