工业设计人机工程试题复习资料（推荐8篇）
一、填空题
1．人体工程学是一门优化人和整个系统效能的学科，又叫人机工程学或人因学。2．人体工程学的宗旨是已到达是舒适，健康，安全为目的。
3．人体存在种族差异，世代差异，年龄差异，性别差异，地域差异，职业差异等 4．通常来讲，人体工程学的角度出发，设计应坚持以为人使用的核心思想 5．人体测量的内容主要包括，形体测量，运动测量，生理测量
6．测量基准面即人体的平面定位是根据三个互为垂直的轴来确定的，其中包括冠状，正中矢状，横断面。
7．作业场所的光照形式有天然采光和人工照明两种，而天然采光有:侧面采光，上部采光和综合采光三种，人工采光有：一般照明，局部采光，混合采光三种。8．最佳的设计功能尺寸百分数，功能修正量与心里修正量。
9．要想打到优良的视觉效果，照明必须满足一下条件：照度适宜，均匀，稳定，无眩光。
10．人的行为习性有：左侧通行，抄近路，左转弯，从众习性，聚集效应和识途性。11．人的感觉通道种类不同，感受刺激的反应也不相同，最快的感觉通道是听觉/触觉，最慢的是痛觉。
12．立姿眼高可用于确定在剧院，礼堂，会议室等出人的视线。13．两肘间的宽度，可用于确定会议桌，餐桌，柜台的位置。14．餐桌靠墙布置，必须考虑起身和高座的空间。
15．为了防止在厕浴间发生意外，应将浴盆和淋浴地面做成防滑地面。16．办公椅比较复杂，需要合适人体的两种姿势动态坐姿和静态坐姿。17．关于听力，耳朵能忍受的上限是70dB。
18．人的两眼可以感受到光波只占整个电磁光谱的一小部分其波长380~780mm。20．室内空间的分类哪三种：行为空间，生理空间，心理空间。
22．作业空间设计内容包括：空间布置，工作台设计，座椅设计以及空间环境设计等。23．人体测量数据主要分为两类：一类为静态测量数据，一类为动态测量数据。
25．人的身体尺寸因年龄，性别，地域，种族，职业等不同，会出现显著的差异性。26．在通往出口的道路上，两扶手之间应留出48mm的空间是为了保证可以牢牢握住扶手。
二、选择题
1．人体测量学中的百分位数是指（c）
A，略
B,略
C,有百分之多少的人其测量值小于该值对应的数值
D,略
2．在椅子设计中，由于经济原因对此产品不能设计成可调式的，那么设计中登高尺寸的参数依据应该选择（c）
A, 中值
B, 均值
C, 高百分位数
D,低百分位数 3．每套住宅至少应配置三件卫浴洁具，设便器，洗面器二件卫生洁具的面积不小于（a）A,1.1m2 B,2m2 C,2.5m2 D, 3m2(注：m后面的2是平方米)
4．人们看到苹果就产生了苹果的绿色的视觉，摸一下则产生光滑的触觉，这种现象我们称之为（b)
A,知觉
B,感觉
C,感知觉
D,知感觉
5．人眼能分辨各种不同的颜色，这是因为人的视网膜上有_____视维细胞来对色光进行感知（a）
A,七种
B,五种
C,三种
D,九种
6．人们从较暗的环境进入较亮的环境时，人眼的适应过程叫（c）A,明知觉
B,明感觉
C,明适应
D,暗适应
7．在通道设计中。应参照(d)的人体尺度进行设计
A,第5百分位
B,第10百分位
C,第50百分位哦
D, 第95百分位 8．在室内过道设计时，所参考的下列人体尺寸中，关系最小的是(a)
A,坐面最小
B,大腿最小
C,胸厚
D,肩宽
9．在确定坐姿用桌台的容腿空间时，下列哪一个尺寸与此关系最小（d)A,坐面高度
B,坐姿藤高
C,卓面高度
D,大腿厚度
10．下列哪处是家庭中发生是故最多的地方，所以设计时最应充分考虑安全因素（a）A,卫生间
B,楼梯
C,厨房
D,阳台
11．地面材料分为____,____,____,三种（b）A,生物材料自然材料人造材料
B,石材木材瓷砖 C,现代材料仿古材料传统材料
D,高档中档抵挡
12．确定居室室内大衣柜深度的尺寸最依据的是（c）A,臀部宽度
B,两肘宽度
C,肩部宽度
13．_____用于确定剧场，礼堂，会议室等处人的视线（a）A,立姿眼高
B,挺直坐高
C,放松坐高
14．从室内设计的角度来说，人体工程学的主要功能用在于同队人体的____和____的正确认识使室内环境因素适应人类生活活动的需要，进而打到提高室内环境的质量目标（b）A,人体尺寸
B,生理心理
C,空间结构 15．常用的百分位取_____和_____。（c）A,50 % 100% B,1% 99% C,5% 95%
16．下列关于视觉的运动规律，不正确的是（c）
A,略
B,略
C,对物体尺寸和比例的估计，垂直方向比水平方向准确，迅速
D,略 17．测量人体身体或身体某部分周长时，被测者要保持何种姿势？（a）
A,垂直站立
B,挺直坐着
C,平躺
D,直立，平举双手 18．室内环境中，_____与人的关系最为密切（a）A,物理环境
B,化学环境
C,生物环境
D,其他环境
19．目前，我们在设计中依据的数据来源《中国成年人人体尺寸》是_____年我国正式颁布的国家标准。（b）
A,1962 B,1988 C,1991
D,1992 20．为防止回音现象发生，再声源和授音点之间，所有声音的路线要控制在_____一下。（d）
A,20m
B,19m
C,18m D,17m
三：简答题
1．人体工程学在室内设计中的作用主要体现在哪几个方面？
（一）为确定人们在室内活动所需要的空间提供主要依据、（二）为确定家具，设施的尺度及其使用范围提供主要依据。
（三）提供适应人体的室内环境的最佳参数
（四）为室内视觉环境设计提供科学的依据
（五）提供“以人为本”的人性化设计
2．简述坐具的基本尺寸要素，并试着分析不合理的尺寸数据对人自身会产生哪些负面影响？
（一）坐高，坐面与地面的垂直距高，应小于坐着小腿腿窝到地面的垂直距离
（二）坐深，坐面的前沿至后沿的距离，一般情绪下坐深尺寸在380mm到400mm之间。
（三）坐宽，一般坐宽不小于380mm，而对于有扶手的坐宽一般不小于460mm。
（四）扶手的高度，扶手上表面至椅登的垂直距离为200mm到220mm.3．作业场所布置有哪些原则？并简述应用要点
（一）人机工程学原则
（二）重要性原则
（三）使用频率原则
（四）功能原则
（五）使用顺序原则
4．室内光环境设计应注意哪几个方面？
（一）避免强烈的影子或高光
（二）光源显色属性
（三）要有足够的照度
（四）尽可能减少炫光
（五）在照明较差的表面上，应采用高彩度和高明度的颜色
（六）光源位置应能清楚的被察觉
（七）减少有光泽的面积
（八）白色表面而应分散在视野的周围
（九）物体表面质地能看出
（十）要有层次感
5．安静与温度是影响卧室舒适的主要因素，可以从以下几个方面采取措施？
（一）保证卧室的封闭性。以方便人从事私密性的活动
（二）调节是诶温度，保持室内空气流通。
（三）床垫和床上用品柔软适中。要有利于人的睡眠休息
（四）地面的处理是否合理，这些标准有时要根据年龄来区分。
（五）家具布置是否有利于人的行走、（六）电器开关设置是否合理，是否方便人夜晚下床时随手触及。6．大撒旦噪声对人有哪些不良影响？
（一）强的噪声可以引起耳部不适，如耳鸣，耳痛，听力损伤
（二）使工作效率降低
（三）损害心血管
（四）干扰休息和睡眠
（五）引起如神经系统功能紊乱，精神障碍，内分泌紊乱甚至事故率升高 7．人体尺寸分为哪两种？他们各自的定义是什么？
（一）人体尺寸的测量可分为两类，即构造尺寸和功能尺寸。
（二）构造尺寸：是指静态的人体尺寸，它是人体处于固定的标准状态下的测量的，可以测量许多不同的标准状态和不同部位。如，手臂等
（三）功能尺寸：是指动态的人体尺寸，是人在进行某种功能活动所能达到的空间范围，它是动态的人体状态下测得，是由关节的活动，转动所产生的角度与肢体的长度协调产生的范围尺寸。
10．影响室内最好舒适温度的主要因素有哪些？
（一）环境因素：空气的干湿温度，水蒸汽压力，空气流速，热辐射等
（二）年龄因素：
（三）生理因素
（四）劳动因素
（五）性别因素
11．人体工程学在环境空间设计中的作用。
（一）为确定活动空间范围提供设计依据
（二）为家居设计提供依据
（三）为确定人的感觉器官对环境的适应能力提供依据
（四）为环境系统的优化提供设计依据
（五）为事故的预防提供设计依据
（六）为重要类型，如住宅等环境设计提供人体工程学理念和设计指导
（七）为弱势群体及无障碍环境设计提供依据 12．设计工作椅的时候应注意什么？
（一）舒适性
（二）稳定性
（三）坐面要求受力均匀
（四）腰部要有支撑
（五）便捷性
（六）摆脱不必要的身心疲劳，体会工作的乐趣和快感
PART 2
一、填空题(本大题共5小题，每空2分，共20分)
1、人机工程学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同意考虑__工作效率_____、__人的健康_______、安全和舒适等问题。
2、人体工程学是一门研究“____人与机械和环境____”的学科，是二次大战后发展起来的一门新学科。国际人类工效学协会简称___IEA_______。
4、人眼对不同色彩的视野不同，红、白、蓝、绿、黑五种色彩的视野大小的先后顺序为_____白蓝红绿黑________。
6、工作座椅必须具备____座面____、____腰靠____、____扶手___、支架等主要构件。
7、在设计工作椅座面深度尺寸时，应以人体的__ 臀部至腿弯的长度___尺寸的___第五____百分位为计算依据。在设计其扶手高度时，要以人体的__肘部平放高度__尺寸的__第五十_____百分位为计算依据。
8、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_____。
9、按时间特性分，将记忆可区别为___瞬时记忆__、__短时记忆___、____长时记忆___。
10、注意分____无意注意____和_____有意注意____。
12.现代人机工程学力求使__实验心理学___、__生理学_______功能解剖学等学科的专家与物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切合作。
13.人机工程学的常用研究方法有__研究法___、_观测法_、_实验法___和模拟与模型试验法。（观察法、实测法）
14.人体工程学研究的主要内容有___人体特性_____、_人机系统___、工作场所和信息传递，以及环境控制和安全保护等。
17.错觉是对外界事物不正确的知觉，是知觉__恒常性____的颠倒
1、人体工程学的知识体系涉及人体科学、技术科学和环境科学
2、根据刺激物的作用时间，感觉对比可分为同时对比和继时对比
3、神经系统根据其功能可分为中枢神经系统和周围神经系统两部分，支配躯体运动的神经又称中枢神经，传递感觉器官信息的神经又称周围神经。
二、选择题(单选题，共5小题，每空2分，共10分)
1、必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（象通道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第（3）百分位的值作为适用的人体尺寸； A、50 B、80 C、90 D、55
2、下列（3）不属于显示器的设计原则。
A、可见度高对观察距离、观察角度、显示符号的大小，给以最佳的处理。B、明显度高使之醒目、消除背景干扰、提高区别能力。C、忽略少部分视力缺陷者（如视弱、色弱者）。
D、阐明力强在所处环境中显示的意义明确，推断准确可靠，掌握容易。
3、下列（3）不属于控制器的编码形式。
A、形状编码和大小编码
B、位置编码和色彩编码 C、形状编码和状态编码
D、符号编码和大小编码
4、在设计语言传示装置时，以下（4）一般不予考虑。A、语言的清晰度
B、语言的强度 C、噪声对语言传示的影响
D、地域性口音
5、工厂里一些危险品、重要开关、报警信号灯等，一般都采用（4）色作标志。A、蓝
B、绿 C、黄 D、红
6、只有频率在（1）范围内的声音人耳才能感觉到，即才能引起听觉。A、20～20000Hz
B、10～20000Hz
C、40～200000Hz
D、30～200000Hz
7、温度计、速度计均属于（2）A、屏幕式显示
B、定量显示
C、定性显示
D、警告性显示
8、以下（b）不属于知觉的基本特性。A、整体性
B、保持性
C、理解性
D、恒常性
9、人们从较暗的环境进人较亮环境时，人眼的适应过程称为（c）。A、明知觉
B、明感觉
C、明适应
D、暗适应
选择题
1、（1）是世界上开展人机工程学研究最早的国家，但本学科的奠基性工作实际上是在英国完成的。
①美国 ②德国 ③法国 ④英国
2、人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级，最常用的是以第5%、第（1）%、第95%三种百分位数来表示。①50 ②60 ③70 ④55
3、必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（象通道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第（3）百分位的值作为适用的人体尺寸； ①50 ②80 ③90 ④55
4、有限度的或受身体延伸所限制的空间尺寸（象抓握物体的可及距离、控制器的位移、显示器与测试点位置、安全防护罩上的空隙等），应以第（4）百分位的值作为适用的人体尺寸； ①50 ②20 ③10 ④5
5、人的感觉印象最多的来自（2）。①耳朵 ②眼睛 ③嗅觉 ④其他感官
6、人们往往根据自己过去获得的知识和经验去理解和感知现实的对象，这是人知觉的（3）性。①选择性 ②整体性 ③理解性 ④恒常性
7、阳光下煤快的反射率要比黄昏时粉笔的反射率高，然而人们仍然把粉笔看成白的，把煤快看成黑的，不会依反光率的高低而颠倒黑白，这是知觉特性的（4）性。①选择性 ②整体性 ③理解性 ④恒常性
8、（2）是由瞳孔中心到被观察物体两端所张开的角度。①视力 ②视角 ③视野 ④视平面
9、视野是指人眼能观察到的范围，其中在头部固定，而转动眼球注视某一中心点时所见的范围成为（2）。①静视野 ②动视野 ③注视野 ④视平面
10、在人的三种视野中，（2）范围最大。①静视野 ②动视野 ③注视野 ④视平面
11、人机工程中，一般以（1）为以据设计视觉显示器等有关部件，以减少人眼的疲劳。①静视野 ②动视野 ③注视野 ④视平面
13、眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的东西，后看到垂直方向的东西。所以，一般机器的外形常设计成（4）。①三角形 ②正方形 ③竖向长方形 ④横向长方形
14、人眼视觉的暂停时间平均需要（2）s。①1.7 ②0.17 ③5 ④17
15、下列（3）不是声波的三个基本物理量。①声速 ②波长 ③声强 ④频率
16、只有频率在（1）范围内的声音人耳才能感觉到，即才能引起听觉。①20～20000Hz ②10～20000Hz ③40～200000Hz ④30～200000Hz
17、人耳对声音的（4）的感觉最灵敏。①广度 ②响度 ③强度 ④频率
18、为了保证安全作业，在机器设计中，应使操纵速度（2）人的反应速度。①大致等于 ②低于 ③大于 ④远大于
19、下列（1）不属于不安全心理状态。
①胆怯心理 ②侥幸心理 ③省能心理 ④逆反心理
20、在物质代谢过程的同时发生着能量释放、转移、贮存和利用的过程，称为（3）。①自然代谢 ②新陈代谢 ③能量代谢 ④心理代谢
21、下列（2）不属于骨骼肌活动的能量途径供给
①需氧系列 ②排泄系列 ③乳酸系列 ④ATP－CP系列
22、能量代谢分为基础代谢量、（2）和劳动代谢量。①运动代谢量 ②安静代谢量 ③睡眠代谢量 ④心理代谢量
23、安静代谢是人仅为保持身体平衡及安静姿势所消耗的能量，安静代谢率一般取为基础代谢率的（3）倍。①120 ②12 ③1.2 ④1
24、下列（2）不属于疲劳测定方法。①闪光融合值测定 ②空气含氧量测定 ③能量代谢率测定 ④心率测定
25、触觉两点阈值测定属于（2）的一种。①设备可靠性测定 ②疲劳测定 ③能量代谢率测定 ④闪光融合值测定
26、为了消除个人之间的差别，采用（1）来表示某种体力劳动的强度。①劳动代谢量/基础代谢量 ②基础代谢量/劳动代谢量 ③劳动代谢量/安静代谢量 ④安静代谢量/劳动代谢量
27、刻度盘指针式显示属于（3）。①屏幕式显示 ②直接显示 ③模拟显示 ④数字显示
28、温度计、速度计均属于（2）①屏幕式显示 ②定量显示 ③定性显示 ④警告性显示
29、下列（3）不属于显示器的设计原则。
①可见度高对观察距离、观察角度、显示符号的大小，给以最佳的处理。②明显度高使之醒目、消除背景干扰、提高区别能力。③忽略少部分视力缺陷者（如视弱、色弱者）。
④阐明力强在所处环境中显示的意义明确，推断准确可靠，掌握容易。
30、作为定量显示，在静态显示的条件下（4）误读率较低，而且认读需占用的时间也较短。
①刻度盘显示 ②动态显示 ③指针式模拟显示 ④数字显示
31、（3）常用作高噪声环境中的报警装置。①峰鸣器 ②电铃 ③角笛和气笛 ④警报器
32、（4）主要用作危急事态的报警，如防空警报、救火警报等。①峰鸣器 ②电铃 ③角笛和气笛 ④警报器
33、在设计语言传示装置时，以下（4）一般不予考虑。①语言的清晰度 ②语言的强度
③噪声对语言传示的影响 ④地域性口音
34、对于远视距下，为保证在日光亮度和恶劣气候条件下清晰可辨，可选用（1）的信号灯。
①红光 ②白光 ③黄光 ④彩色光
35、闪光信号的闪烁频率一般为（4）,亮度对比较差时，闪光频率可稍高。①0.6～167Hz ②6～167Hz ③0.6～16.7Hz ④0.6～1.67Hz
36、为使目标能在有噪声的背景中100%地被识别，应当使目标的亮度高于（2）识别阈的亮度5dB以上。①5% ②95% ③50% ④90%
37、模拟显示大都是靠指针指示。指针设计的人机学问题，主要从下列几方面考虑，但其中（4）不属于重点考虑范围。①形状 ②宽度 ③长度 ④材质
38、操纵控制器的类型很多，按操纵方式划分可分为（1）： ①手动控制器和脚动控制器 ②手动控制器和声动控制器 ③开关控制器和转换控制器 ④调整控制器和转换控制器
39、正确地选择控制器的类型对于安全生产、提高功效极为重要，在其选择原则中下列（2）是错误的。
①快速而精确度高的操作一般采用手控或指控装置，用力的操作则采用手臂及下肢控制 ②手控制器应安排在肘和肩高度以上的位置，并且易于看见 ③紧急制动的控制器要尽量与其他控制器有明显区分，避免混淆 ④控制器的类型及方式应尽可能适合人的操作特性，避免操作失误 40、在安全生产中，（2）不是劳动保护的特殊装置而引起误差的相关因素。①手套 ②鞋 ③工作服 ④口罩
41、下列（2）不能用来做控制器的反馈方式。
①光显示 ②按纽本身的配色 ③音响显示 ④操纵阻力
42、下列（3）不属于控制器的编码形式。①形状编码和大小编码 ②位置编码和色彩编码 ③形状编码和状态编码 ④符号编码和大小编码
43、按钮有三个主要参数为：（2）、作用力及移动距离。①体积 ②直径 ③色彩 ④形状
44、扳动开关一般有“开”、“关”两个位置，手柄长度最小不得小于（3）mm。①5 ②50 ③25 ④500
45、下列（4）不是操纵杆的主要优点。
①可以利用较大的杠杆比，操纵阻力较大的控制器。
②使操纵杆的运动方向与被控机器的运动方向一致，可以实现模拟操作。③操纵杆宜作推、拉等直线运动，较旋转式操纵动作反应快。④操作角度大。
46、设计能实现最佳的信息交流系统，至少要遵守下面五个原则，时间顺序原则、（4）、使用频率原则、重要性原则、运动方向性原则。①布局的美观性原则 ②紧凑性原则 ③交互性原则 ④功能顺序原则
47、（2）式仪表最宜用于检查显示和动态显示。①数码管显示 ②刻度盘指针 ③液晶屏幕显示 ④机械
48、从视觉特征来说，仪表板的视距最好是70cm左右，其高度最好与眼相平，布置时，面板应后仰（2）o角。①15 ②30 ③45 ④60
49、下列（2）不是属于防止误操作的设计。①将按钮或旋钮设置在凹入的底座之中
②扳动开关要求手指在扳钮两侧有足够的空间以便捏住钮柄
③使操作手在越过此控制器时，手的运动方向与该控制器的运动方向不一致 ④增加操作阻力，使较小外力不起作用
50、人体在规定的位置上进行作业时（如操纵机器、维修设备等）,必须触及的空间，即作业范围，或称为（2）。
①作业活动空间 ②作业接触空间 ③安全防护空间 ④作业休息空间
51、人体在作业时或进行其他活动时（如进出工作岗位、在工作岗位进行短暂的放松与休息等），人体自由活动所需要的范围称（1）。
①作业活动空间 ②作业接触空间 ③安全防护空间 ④作业休息空间
52、为了保障人体安全，避免人体与危险源（如机械转动部位等）直接触所需要的空间称为（3）。
①作业活动空间 ②作业接触空间 ③安全防护空间 ④作业休息空间
53、作业空间设计要着眼于（4），落实于设备。①环境 ②整体 ③局部 ④人
54、为了使操作人员在工作时行动自如，避免产生不良的心理障碍和身体损伤，最小工作间的地面面积不得小于（2）米2。①80 ②8 ③0.8 ④20
55、每个操作人员在工作岗位上的自由活动面积不得小于（3）米2，并且自由活动场地的宽度不得小于1米。①100 ②15 ③1.5 ④50
56、对劳动效果的分析研究表明，人体最合理的作业姿势就是（2）。①立姿作业 ②坐姿作业
③坐—立交替姿势作业 ④蹲姿作业
57、固定的工作面高度是按照坐高或坐姿肘高的第（1）百分位数值设计的。①5 ②50 ③95 ④15
58、立姿通常指人站立时上体前屈角小于（3）o时所保持的姿势 ①5 ②45 ③30 ④15
59、立姿工作面高度应按身高和肘高的第（1）百分位数设计。①5 ②50 ③95 ④15 60、全身进入的各种姿势所需的最小作业空间尺寸，应根据有关人体测量项目的第（3）百分位数进行设计。①5 ②50 ③95 ④15 61、由于安全距离直接关系到人体的安全与健康，在人体尺寸或最大可及范围的选取时，应采用第（3）百分位上男女二者中较大的数值作为最小安全距离的设计依据。①5 ②50 ③95 ④99 62、防止可及危险部位的安全距离包括：上伸可及安全距离，探越可及安全距离，上肢自由摆动安全距离和（1）。①活动可及安全距离 ②伸进可及安全距离
③一步可及安全距离 ④整体可及安全距离 63、当防护屏或防护罩与危险部位不能远距离隔离时，就必须根据某些肢体的测量参数第（1）百分位数男女二者中的较小值来确定防护屏或防护罩的最大孔隙，以防止肢体的某个部位通过。①1 ②5 ③95 ④99
64、如果已经确定了防护屏或防护罩的孔隙尺寸，则应根据第（4）百分位数男女二者中的较大值来确定防护屏或防护罩至危险部位的安全距离，使能够穿越孔隙的那部分肢体不能触及危险部位。①5 ②50 ③95 ④99
65、在设计防止睬空致伤的盖板开口安全距离时，条形开口的安全距离不大于（3）毫米。①3.5 ②35 ③350 ④100
66、人体与带电导体间的安全距离视电压的高低和操作条件机而定。（1），人体与带电体至少应保持100毫米的距离。①在低压操作中 ②在高压操作中
③无论在低压还是在高压操作中 ④无论何时09
67、在高压无遮栏20～35千伏操作中，人体及所携带工具与带电体之门的最小距离不得小于（2）。
①100米 ②1米 ③100毫米 ④1毫米
68、作业环境中的照明一般有三种形式，即天然采光、人工照明、（4）。①近距离采光 ②远距离采光 ③移动采光 ④混合采光 69、在作业环境中的光源，（2）是最理想的。①白炽灯 ②自然光 ③荧光灯 ④霓虹灯
70、按光线与被照物的关系，光源可分为直射光源、反射光源及（4）三种。①强光源 ②背景光源 ③彩色光源 ④透射光源 71、（4）的光线经散光的透明材料使光线转为漫射，以减轻阴影和眩光，使照度分布均匀。
①散射光源 ②背景光源 ③彩色光源 ④透射光源 72、（3）光线的90%至更多的光都照在天花板和墙面上，通过反射来照明，故不会产生阴影。
①散射光源 ②背景光源 ③反射光源 ④透射光源
73、为了防止和减轻眩光对作业的不利影响，人们采取了很多措施有，但下列（3）对防止和减轻眩光无明显效果。①限制光源亮度 ②合理分布光源 ③采用直射光源
④适当提高环境亮度以减少亮度对比。74、（1）是指在作业面及其周围光的照度。①光的数量 ②光强 ③照度 ④亮度
75、照明的均匀性主要从（4）上来解决。①空间的大小 ②设备的布置 ③光源的选择 ④灯具的布置
76、根据有关测定，气温（2）时，是温度环境的舒适区段，在这个区段里，体力消耗最小，工作效率最高，最适宜于人们的生活和工作。①5oC～21oC ②15oC～21oC ③15oC～35oC ④21oC 77、太阳光里含有七种色光，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，其波长从（1）毫微米，为可见光。
①380～780 ②38～780 ③380～7800 ④3800～7800 78、工厂里一些危险品、重要开关、报警信号灯等，一般都采用（4）色作标志。①蓝 ②绿 ③黄 ④红 79、安全人机系统主要包括人、机、（1）三部分。①环境 ②设备 ③厂房 ④家庭
80、人机系统设计是在环境因素适应的条件下，重点解决系统中人的效能、安全、身心健康及（2）的问题。①设备安全 ②人机匹配优化 ③人与环境匹配优化 ④环境优化
81、人机界面主要指（4）。①控制和运行系统 ②控制系统 ③显示系统 ④显示和控制系统 82、下列（3）不符合人机功能合理分配的原则。①快速的、持久的、可靠性高的由机器来做 ②研究、创造、决策由人来做
③单调的、高阶运算的、操作复杂的由人来做 ④笨重的、快速的、持久的由机器来做
83、通过人与机器的特性比较，进行客观的和符合逻辑的分配，这是（3）。①剩余分配原则 ②经济分配原则 ③比较分配原则 ④弹性分配原则 84、在功能分配时，首先考虑机器所能承担的系统功能，然后将剩余部分功能分配给人，这是（1）。
①剩余分配原则 ②经济分配原则 ③比较分配原则 ④弹性分配原则
85、对某一特定功能．由机器承担时，需要重新设计、生产和制造；由人来承担时，则需要培训、支付费用等，这属于（2）。
①剩余分配原则 ②经济分配原则 ③比较分配原则 ④弹性分配原则 86、（4）是指系统的功能分配要适合于人的生理和心理的多种需求，有意识地发挥人的技能。
①剩余分配原则 ②经济分配原则 ③比较分配原则 ④宜人分配原则
87、现代计算机的控制系统，要有多种人机接口，从而实现不同程度的人机对话，这属于（3）。
①剩余分配原则 ②经济分配原则 ③比较分配原则 ④宜人分配原则 88、人机界面设计，首要的是人与机器的信息交流过程中的（2）。①准确性、可靠性及美观度 ②准确性、可靠性及有效度 ③准确性、可靠性及速度 ④连续性、速度及有效度 89、把最重要的操纵器和显示器配置在最佳的作业范围内。这是控制与显示系统的设计的（4）原则。①功能性 ②准确性 ③关联性 ④优先性
90、根据操纵器和显示器的功能进行适当的划分，把相同功能的配置在同一分区内。这是控制与显示系统的设计的（1）原则。①功能性 ②准确性 ③关联性 ④优先性 91、按操纵器和显示器间的对应关系来配置。这是控制与显示系统的设计的（3）原则。①功能性 ②准确性 ③关联性 ④优先性
92、在研究人的行为的可靠性时，采用（2）进行定量和定性的研究。①心理的方法和因果的方法 ②概率的方法和因果的方法 ③推理的方法和因果的方法 ④概率的方法和勘察的方法
93、为了考察系统中人为失误的发生过程，就根据人的作用建立了一个S—O—R（刺激一机体一反应）行动模型，在O—R联接点上，（3）。①人必须识别刺激 ②人必须作出反应
③人必须作出反应和行动 ④人必须识别刺激并作出判断 94、就机器设备而言，可靠性是指机器、部件、零件在（4）完成规定功能的能力。①规定条件下 ②规定时间内
③规定环境下和规定人员内 ④规定条件下和规定时间内 95、（2）是指机器处于正常工作状态下的偶发故障。①初期故障 ②随机故障 ③耗损故障 ④晚期故障 96、（1）是指发生于机器试制或投产早期的试运转期间的故障。①初期故障 ②随机故障 ③耗损故障 ④晚期故障 97、下列（3）不属于人机系统评价的一个方面。①作业效能的改善
②改善人力资源的利用率 ③加大培训投入
④提高使用者的满意度
98、疲劳程度的轻重决定于（1）。
①劳动强度的大小和持续劳动时间的长短 ②劳动强度的大小 ③持续劳动时间的长短 ④作业者的满意度
99、能量代谢率的英文简写是（3）。①BMR ②RBR ③RMR ④RMB 100、能量代谢率（RMR）=劳动时总能耗量—（2）。①基础代谢量/安静时能耗量 ②安静时能耗量/基础代谢量 ③安静时能耗量/安静时代谢量 ④基础能耗量/基础代谢量
一、人机工程学主要研究的是人、机、环境三者之间的关系，简述这三者的含义。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—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它们所处的周围环境所构成的系统。
二、人体测量的基本术语有哪些？17
1、被测者姿势（1）立姿（2）坐姿
2、测量基准面（1）矢状面（2）正中矢状面（3）冠状面（4）水平面（5）眼耳平面
三、思维的过程有哪些？ 分析、综合、比较、抽象、概括
四、为了方便认读，减少误读率和操作认读效率，各种控制室、驾驶室和控制台等仪表面板上的仪表位置应按哪些原则进行设计？
1、按仪表的重要程度排列
2、按使用顺序排列
3、按功能进行组合排列
4、按最佳零点方位排列
5、按视觉特性排列
6、按仪表与操纵器的相合性排列
五、作业场所布置总则是什么？分条论述。
1.重要性原则：优先考虑实现系统作业的目标或达到其它性能最为重要的元件。2.使用频率原则：经常使用的元件应布置于作业者易见易及的地方。3.功能原则：把具有相关功能的元件编组排列。4.使用顺序原则：按使用顺序排列布置各元件。
六、操纵装置编码有哪些？
（1）形状编码（2）位置编码（3）尺寸编码（4）颜色编码（5）符号编码
七、百分位的定义是什么？常用的百分位有哪些？
表示具有某一尺寸的人和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比
八、视觉显示终端作业岗位的人机界面的设计要点有哪些。
-视觉显示终端作业岗位的人机界面：人-椅界面；眼-屏幕界面；手-键盘界面；脚-地板界面
九、噪声对听觉的影响有哪些？
（1）暂时性听力下降（2）听力疲劳（3）持久性听力损失（4）爆震性耳聋 测量尺寸 X=均值+-（一到五十为-五十后为+）（标准差*K）X=X±（SD*K）抽样误差SX（均值）=SD（标准差）/ 根号N
三、问答题
1、简述人体工程学学科的发展历程及其各发展阶段的特点
1萌芽期19世纪末至第一次世界大战：主要有泰勒的手工具设计特点和作业效率的关系和吉尔布瑞斯倡导的实验心理学应用于生产时间2.初兴期-第一次世界大战至第二次世界大战：战争使得男人都上了战场，女人必须参加生产劳动才能已不能辜负战争的庞大需求，因此当时工作疲劳和工作效率以及如何加强人体在战争有效作用成为研究主题3-成熟期–第二次世界大战至60年代：金额及技术的迅猛发展，导致了复杂的武器、机械的产生，因此人体工程学的研究主题由人适应机器变成了如何使机器适应人。使得可以减少人的疲劳、人为错误，提高工作效率。4 深化期—20世纪70年代末以来，这一阶段该学科开始渗透到人类工作生活的各个领域同时自动化系统、人际信息交互、人工智能等都开始与该学科紧密联系
2、简述视觉系统的组成以及构成视觉的基本要素
视觉系统：主要是一对眼睛，它们各由一支视神经与大脑视神经表层相连（睫状神经节视神经动眼神经视交叉视束外侧膝状体视放射视中枢）视觉：眼睛视神经视觉中枢
3、分析影响人体尺度的因素；简述人体测量的内容和方法
影响因素：年龄、性别、年代、地区与种族、职业、生活状况等 方法：普通测量法、摄像法、三维数字化人体测量法
内容：1形态测量可分为构造尺寸和功能尺寸2运动测量3生理测量主要是测定人体的生理指标
4、试从人体工程学的角度，分析沙发坐垫设计的内容以及需要考虑的人的因素。座面
座高：测量项目是小腿加足高，百分位选择是P5-P95 座宽：测量坐姿臀宽或肩宽，百分位选择是P95 座深：百分位选择P5-P95，座深等于座高+衣服的厚度+适当的余量
要考虑座面的设计和人体的疲劳、座椅的垫性与人体疲劳、座高与座深是否过大或过小
5、人的行为习性主要有哪些？室内设计中如何考虑这些行为习性？
行为习性抄近路习性识图性左侧通行习性左转弯习性从中习性聚众效应人的距离保持
7、人主要有哪几种感觉类型？各有何特点？
视觉、听觉、嗅觉、味觉、皮肤感觉、深部感觉、平衡感觉
9、读数用仪表与检查用仪表有何区别？举例说明。
检查用仪表显示设备或系统状态参数偏离正常值的情况读数用仪表此种仪表刻度的具体数值显示设备的状态和参数
10、为什么“开窗形”仪表比较好而“垂直直线形”最差？ 垂直直线形误读率最高，而开窗式仪表误读率最低。但是开窗式仪表一般不宜单独使用，常以小开窗插入较大的仪表盘中，用来指示仪表的高位数值。通常将一些多指针仪表改为单指针加小窗式仪表，使得这种形式的仪表不仅可增加读数的位数，而且还大大提高读数的效率和准确度。
11、控制器有哪些编码？
①形状编码②位置编码③尺寸编码④颜色编码⑤符号编码
12、控制器编码起什么作用？ 提高效率和减少误操作率
形状编码的主要目的是，便于操作者在盲定位操作(眼睛不看)时能进行有效的区分和准确定。
控制器的位置编码按照一定的规律进行标准化布局设计，对于快速准确地操作具有重要意义。
大小编码根据控制器的功能要素将控制器的形状作长度、面积、体积等因素的区分称大小编码。一般来说，较大的长度比较小的长度给人的感知信息要更准确些。控制器的颜色编码一般不能单独使用，要与形状等编码合并使用。颜色只能靠视觉辨认，并且只有在比较好的照明条件下才不致被误认，所以使用范围受到限制。用于控制器编
码的颜色一般只是红、黄、橙、蓝、绿五种。
标号编码在控制器上或其侧旁，用文字或某种符号标明其功能。但它需要一定的空间和较好的照明条件，并要求标号简明易辨。
14、简述显示器的设计原则。视觉显示器的设计原则
(1)对视觉显示器具备的基本要求
视觉显示器必须满足以下3个基本要求： 1)能见性。即显示的目栎易被觉察。2)清晰性。即显示的目标不易被混淆。
3)可懂性。即显示的目标意义明确，易被迅速理解。(2)视觉显示器设计应遵循的原则
为了实现以上3方面的要求，视觉显示器的设计必须遵循以下原则。
1)根据使用要求，选用最适宜的视觉刺激维度作为传递信息的代码，并将视觉代码的数目限制在人的绝对判别能力允许的范围内。
2)使显示精度与人的视觉辨认能力相适应。显示精度过低，不足以提供保证人机系统正常运行的信息；显示精度过高，有时会提高判读难度和增大工作负荷，导致信息接收速度和
正确性下降。
3)尽量采用形象直观的和与人的认知特点相匹配的显示格式。显示格式越复杂，人的认读和译码时间越长，越容易发生差错。应尽量加强显示格式与所表示意义间的逻辑关系。4)对同时呈现的有关联的信息，尽可能实现综合显示，以提高显示效率。
5)目标与背景之间要有适宜的对比关系，包括亮度对比、颜色对比和形状对比等。一般认为，目标要有确定的形状、较高的亮度和明亮的颜色，必要时还要使目标处于运动状态。
背景相对于目标应较为模糊、颜色深暗、亮度较低，并尽量保持静止状态。
汽车对我国百姓来说已不再是奢侈品, 而仅仅成为一种出行的代步工具。然而, 随着汽车数量的激增, 交通事故已经成为危害人民生命安全的一大问题, 引起社会对汽车安性的极大关注。根据相关部门统计数据, 大约有50%以上的交通事故是由疲劳驾驶引起的。
造成汽车驾驶员疲劳的因素有很多, 其中汽车座椅的舒适度是其中之一。针对这种情况, 本文意图引入人机工程设计原理, 对汽车驾驶员行驶途中出现疲劳感的基本因素进行考察, 并结合这些因素提出改进汽车驾驶座椅的设计;根据人体舒适感, 提出座椅动态设计理念。
1 疲劳驾驶影响因素分析
所谓疲劳驾驶, 一般是指当汽车驾驶员在长时间 (持续约4个小时) 驾驶后, 其身体的生理和心理机能出现大幅度下降, 大脑的思考判断能力、身体的反应操作能力会受到较大程度的削弱, 而这些症状会通过驾驶员自觉或不自觉的意识而有所表现。当驾驶员出现以上这些情况时, 就很可能已处于疲劳驾驶状态[1]。一般来说, 疲劳驾驶主要来源于坐姿、震动、温度和湿度等因素。
1.1 人体坐姿舒适度
当人体处于最佳坐姿时, 其体重会得到均衡分配。当大腿呈水平状自然放松, 双脚着地, 手臂也不承受身体压迫时, 驾驶员会感觉较为舒适。一般来说, 人处于坐姿时, 身体所产生的大约3/4的压力由座椅承受, 因此座椅的设计要尽可能使得乘坐者的臀部受重更为合理均匀。
1.2 震动产生疲劳
汽车在行驶过程中会不可避免地发生震动。当驾驶员坐在汽车上时, 震动会通过座椅传递到驾驶员身体, 从而对驾驶员造成影响。震动对人体所带来的影响不容忽视, 当震动幅度过大, 或者持续时间较长时, 人体的动态反应能力和身体生理机能等都会出现减退。此外, 当驾驶人员长期处于震动的空间中时, 震动特性传递到驾驶人员的神经中枢, 会刺激大脑皮层, 使人产生兴奋。如果驾驶员长时间处于这种状态, 其脑细胞的工作效率将会衰减, 从而产生疲劳感。
1.3 温度和湿度影响身体感受
研究人员发现, 汽车驾驶员在20℃左右的驾驶温度和50%左右的驾驶相对湿度时的驾驶状态最佳。就汽车座椅来说, 其对驾驶员所处温度、湿度的影响主要表现在座椅表面温度和湿度上, 座椅表面状况会对人体的背部、臀部等部位造成影响。当座椅所用材质透气性不佳时, 会造成人体产生不适感, 从而加剧人体疲劳感。
2 汽车驾驶座椅人机工程设计
2.1 静态设计
从人体生物学的角度来看, 驾驶员的最佳坐姿是臀部离开座椅的靠背并稍向前移, 这时驾驶人员的上半身和大腿之间的夹角保持在100°左右。与此同时, 大腿、小腿和双脚脚掌之间也要有一定的角度[2], 具体参见图1和表1[3,4]。
一个好的汽车座椅设计通常体现在整车布局提供的空间内。根据百分位假人要求, 按照人体工程学要求设计出符合H点 (Hip Point, 躯干与大腿相连的旋转点) 、外观及舒适度的座椅, 如图2所示。
此外, 对汽车座椅的表面温度和湿度进行调控, 可以实现对驾驶员身体状况的调整。汽车座椅在设计时要选用透气性更为良好的材料包覆座椅, 并在座椅中加入通风式设计, 以降低人体长时间倚靠在椅背上所产生的热量感和潮湿感。例如, 空调座位上使用孔网状面料, 使得座椅下有多个风扇产生空气流通, 通过空气循环穿过皮肤, 移动的空气带走体内的热量, 可以更好地提升驾驶人员的驾驶舒适度, 实现缓解疲劳的作用[5]。而在座椅上安装按摩、顶腰、智能化传感和监测系统等, 也作为提高舒适度的要求逐渐被纳入到座椅人机工程设计中。
2.2 动态设计
汽车座椅动态设计主要指减少震动对人体的影响。在章节1.2中已提到震动对人体的影响, 这里再对震动产生的主要机理和座椅设计的注意事项加以探讨。
一般来说, 震动是由各种路面状况和汽车本身机械工作而产生的。在汽车行驶时, 驾驶员会受到来自水平和竖直两个方向震动的叠加, 其中包含直线震动和角震动。在这些震动模式中, 竖直震动和角震动对驾驶人员的影响最大, 人体各主要部位的共振频率参见表2。
汽车座椅在设计时要参照整车路谱, 在座椅震动试验台 (图3) 上模拟道路行驶, 找出座椅共振点, 并将其作为设计要点, 避开敏感震动频率, 以保证座椅舒适度[6]。此外, 座椅空气悬挂和纵向减震系统 (图4) 也作为动态设计内容加入座椅设计行列中。
3结语
通过全文论分析可以发现:汽车驾驶座椅人机工程设计研究对提升驾驶安全具有重要意义。当前, 我国大部分汽车厂家对这一问题仍未起到足够重视, 对汽车座椅舒适度研究仍较薄弱, 在设计座椅时更多只是考虑其美观性, 而忽视了对其静态、动态舒适度的设计。对此, 呼吁各大汽车生产厂商加以重视, 将汽车座椅舒适度的研发纳入重点工作日程中。
参考文献
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关键字 人体测量学 驾驶室 人机工程学 数字人体模型
中图分类号：U46 文献标识码：A
1论文研究背景
汽车发展的潮流是行驶安全性越来越好，技术含量越来越高，驾驶越来越舒适和人性化。在人们生活水平大幅提高的我国，随着汽车工业技术水平的不断提升和消费者的不断成熟，会对汽车的舒适性和安全性有着越来越高的要求，使得进一步研究和改善汽车的人机性能十分必要。从某种意义上讲，人机工程设计的好坏直接决定了汽车设计水平的高低。
2人体模型
驾驶室设计需要利用人体模型来尽可能的模拟现实中的人，从而缩短与人体有关的零部件的设计与评价周期。以人体参数为基础建立的人体模型是描述人体形态特征和力学特征的有效工具，是研究、分析、评价、试验人机系统不可缺少的重要辅助手段。科学、合理的建立人体模型是人机工程设计的基础。对于像装载机这样比较复杂的设计对象，应用人体模型是一种重要的辅助手段，它既可以表现设计结果，也可以用来调整设计，以确定最终设计尺寸。
3商用车人机设计工作原理
人机工程设计通常始于概念设计初期。了解目标驾驶员群体特点和人体尺寸，作为人机工程设计的依据，商用货车具有底盘高，驾驶室为平头，驾驶室内部高度方向空间大、长度方向空间紧凑等特点。此外，商用货车的驾驶员群体多数为男性。对于全新开发车型，商用货车人机工程设计主要内容和流程。
3.1踏板布置
加速踏板的安装位置和驾驶员座椅高度决定了驾驶员的基本乘坐姿态，对驾驶员坐姿舒适性和各項功能操作具有重要影响。此外，加速踏板位置还决定了驾驶室其它部件的布置位置，是车内布置的重要参考元素。加速踏板布置分析主要关注以下问题：
（1）踏板中心高度。会影响驾驶员踩关节舒适性。由于加速踏板踩踏频繁，其布置必须考虑长时间操作的舒适性。加速踏板未踩下时，应保证跺关节角度合适，以保证驾驶员踩关节舒适；
（2）踏板表面倾斜角度要合适，否则会影响踏板表面和脚底面的贴合；
（3）要保证驾驶员脚底施力位置始终处于踏板中心附近。
3.2转向盘布置
转向盘布置，包括确定中心位置、倾角和轮缘直径。合理地布置转向盘，对于改善驾驶员操纵姿势、减小操舵力，从而降低驾驶疲劳程度具有重要意义。确定转向盘的位置要考虑与仪表板和驾驶员之间的距离合适。转向盘轮缘到驾驶员躯干的距离不宜小于250mm，这个间隙是安全的重要保证。最终所确定的转向盘中心位置、倾角和转向盘直径，是通过反复进行驾驶员人体、座椅、转向盘布置和位置校核后得到的。现代转向盘上还集成了许多操纵钮键，如雨刮器开关，风挡玻璃洗涤器喷水开关，大灯、转向灯、小灯开关，喇叭按钮，巡航按钮等。布置这些的时候要考虑手指操作的伸及性。适当选择这些钮件的形式和操作顺序，保证操作方便性。
3.3仪表布置
仪表盘和仪表在宽度方向的位置应布置在可视区域内。为此，应该作出不受方向盘阻挡的可视区域。在可视区中心附近应该布置最常用、最主要的仪表，如：
车速里程表。在最重要的仪表周围布置一般性仪表，如：发动机转速表、燃油表、发动机水温表等。有些汽车仪表盘上还集成了发电机状态、灯光、变速档位、环境温度、路面倾斜度等仪表。
仪表罩要有足够的深度，以遮住射向仪表玻璃的光线。设计时应进行眩目检查。如果入射光经过仪表面反射后不会与眼椭圆相交，就不会产生眩目现象。仪表罩的布置不能影响前方下视野，其断面应该布置在前方下视野线Ld以下、公切线Ll的上方。仪表罩最前端与转向盘要保持一定的距离，免发生干涉。
4总结
本文是对商务汽车驾驶室设计方法构架及其相关参数评价方法的有益探索，以人机工程学为基本原理，对驾驶室进行人机工程设计，能够提供给驾驶员舒适的驾驶姿势，良好的视野和合理的操纵装置布局，以实现安全、舒适、健康、高效的人机系统设计目标。本课题的主要研究工作和成果如下：
（1）在驾驶室人机工程设计方法研究中，根据商用车和驾驶员群体的特点，研究了人机设计的前期条件、设计要求、设计流程、具体设计原理和基于统计学的设计工具，建立了适用于商用车任意目标驾驶员群体的通用人机工程设计方法。
（2）深入研究了驾驶员驾驶和乘坐姿势的舒适性。提出了采用人体肌肉负荷作为姿势舒适性的客观量度，而肌肉负荷从宏观上根据关节载荷计算来评价舒适度的方法。
（3）某商用车样车的人机性能进行了客观评价，分析了该车型踏板舒适性、仪表视野、驾驶室进出方便性和乘坐空间等方面的人机工程性能。
参考文献
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[2] 中城.中国商用车之路[J].世界汽车，2005（6）：64-65.
所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。
社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快等等一系列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在产品设计中常提到的人性化设计问题。
所谓人性化产品，就是包含人机工程的的产品，只要是“人”所使用的产品，都应在人机工程上加以考虑，产品的造型与人机工程无疑是结合在一起的。我们可以将它们描述为：以心理为圆心，生理为半径，用以建立人与物(产品)之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的肌能，保护人体健康，从而提高生产率。仅从工业设计这一范畴来看，大至宇航系统、城市规划、建筑设施、自动化工厂、机械设备、交通工具，小至家具、服装、文具以及盆、杯、碗筷之类各种生产与生活所创造的“物”，在设计和制造时都必须把“人的因素”作为一个重要的条件来考虑。若将产品类别区分为专业用品和一般用品的话，专业用品在人机工程上则会有更多的考虑，它比较偏重于生理学的层面；而一般性产品则必须兼顾心理层面的问题，需要更多的符合美学及潮流的设计，也就是应以产品人性化的需求为主。
人机工程学是一门新兴的边缘科学。它起源于欧洲，形成和发展于美国。人机工程学在欧洲称为Ergonomics，这名称最早是由波兰学者雅斯特莱鲍夫斯基提出来的，它是由两个希腊词根组成的。“ergo”的意思是“出力、工作”，“nomics”表示“规律、法则”的意思，因此，Ergonomics的含义也就是“人出力的规律”或“人工作的规律”，也就是说，这门学科是研究人在生产或操作过程中合理地、适度地劳动和用力的规律问题。人机工程学在美国称为“Human Engineering”（人类工程学）或“Human Factor Engineering”（人类因素工程学）。日本称为“人间工学”，或采用欧洲的名称，音译为“Ergonomics”，俄文音译名“Эргнотика”在我国，所用名称也各不相，有“人类工程学”、“人体工程学”、“工效学”、“机器设备利用学”和“人机工程学”等。为便于学科发展，统一名称很有必要，现在大部分人称其为“人机工程学”，简称“人机学”。“人机工程学”的确切定义是，把人—机—环境系统作为研究的基本对象，运用生理学、心理学和其它有关学科知识，根据人和机器的条件和特点，合理分配人和机器承担的操作职能，并使之相互适应，从而为人创造出舒适和安全的工作环境，使工效达到最优的一门综合性学科。设计标准
那么，对于一件产品是如何来评价它在人机工程学方面是否符合规范呢? 以德国Sturlgart设计中心为例，在评选每年优良产品时，人机工程上所设定的标准为：
1)产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合；
2)产品是否顺手和方便使用； 3)是否能防止使用者操作时意外的伤害和错用时产生的危险；
4)各操作单元是否实用；各元件在安臵上能否使其意义毫无疑问的被辨认；
5)产品是否便于清洗、保养及修理。
一般情况下，在设计教育中常以上述第三项较为强调，而消费者在购买商品时，则是以产品的视觉效果、商场气氛及价值来决定购买行为的成立与否，但作为一名好的设计师应为产品长期使用的效果及舒适性负责，尤其是避免伤害与危险的防止更是不可忽视的考虑因素。如，在操作计算机的上机姿势中，在现行的上机条件下，操作员常常是手臂向前悬空着来操作键盘和鼠标的。手臂的悬空形成了肩颈部的静态疲劳，使得操作员不得不将背部靠在椅子靠背上作业(后靠姿势会加大悬空的手臂的前伸程度，从而增大肩部所需要的平衡力矩，加快肩颈部的疲劳)，而当操作员脱离靠背又手臂悬空时，体重就全部需要由脊柱来承担，其结果或者是腰背的疲劳酸痛，或者是腰肌放弃维持直坐姿势而塌腰驼背，或者是把手腕抵在桌沿而引发腕管综合症。那么，要解决诸如此类的问题，设计师就必须充分考虑人机工程学的因素。
国际功效学会给人机工程学下的定义是研究人在工作环境中的解剖学、生理学、心理学等诸方面因素，研究人-机器-环境系统中的交互作用着各个组成部分（效率、安全、健康、舒适等）在工作条件下、在家庭中、在闲暇时间内如何达到最优化的一门学科。
重要意义
人机工程学因素往往是企业提高其竞争力的手法之一。若说“人性化产品”是与“人”合为一体的产品设计，“人机工程因素”则是设计工业产品时的人机界面所必须考虑的因素。在我国即将加入WTO所面临的冲击下，中国的制造业无不是严阵以待，企图在竞争中保持优势。管理大师麦克〃波特(MICHAEL PORTER)曾说过，企业具备竞争优势的两个方式，一是扩大生产规模，走向规模经济，才能占有成本上的优势；另一个便是创造企业或产品的附加值，制造消费者趋之若鹜的心理。在现今产品和质量逐步提高，且消费者对商品品质要求越来越高的情况下，各产品制造商们无不力求突破，希望能出奇制胜，打动消费者的心。拿当今世界上提出的“健康”人机工程学的新要求为例，即是用某些考虑人机因素的辅助性产品，如：电动腰靠、紫外线阻隔(UV、CUT)等来提高产品人性化的层次，籍此创造其他品牌无法模仿的优势，而赢得消费者青睐的。
究竟什么样的产品需要人机工程呢？在设计上又如何表现，才能成为符合人机工程学的产品呢?
工业设计师指出，就电脑的相关部件和设备而言，如键盘、鼠标等输入装臵，因使用者可能长时间利用其从事工作或娱乐，接触的时间较长，在使用时也可能十分投入。因此，人机工程学就成了设计上最主要的条件之一。
显著特点
人机工程学的显著特点是，在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和所设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究。在人机工程学中将这个系统称为“人——机——环境”系统。这个系统中，人、机、环境三个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。本学科的人机系统设计理论，就是科学地利用三个要素间的有机联系来寻求系统的最佳参数。
系统设计的一般方法，通常是在明确系统总体要求的前提下，着重分析和研究人、机、环境三个要素对系统总体性能的影响，如系统中人和机的职能如何分工、如何配合、环境如何适应人、机对环境又有何影响等问题，经过不断修正和完善三要素的结构方式，最终确保系统最优组合方案的实现。这是人机工程学为工业设计开拓了新的思路，并提供了独特的设计方法和有关理论依据。
设计优良的产品作为一个全息系统的局部，一个产品中包括了我们这个商品社会中的全部信息。一件设计优良的产品，必然是人、环境、经济、技术、文化等因素巧妙融合与平衡的产物。开始一项产品设计的动机可能来自各个方面，有的是为了改进功能，有的是为了降低成本，有的是为了改变外观，强化“柜台效应”，以吸引购买
者，更多的情况是上述几方面兼而有之。于是，对设计师的要求就可能来自功能、技术、成本、使用者的爱好等各种角度。不同的产品设计的重点也大不相同，暖水瓶的设计显然就要比香水瓶的设计考虑更多的人机问题；再以肇及设计所设计的电脑游戏遥感器为例，乍见此产品时，看似不符合人机工程学，但实际使用时却很合手，操控性良好，而且遥感器外型颇酷，用此摇杆玩空战游戏，有操控战斗机的味道。相比于市场上其他同类型的产品，即使售价比一般产品高出许多，也一样大受欢迎，足见其魅力所在。但也有这样一种产品，在市场上受到欢迎，是因其外型讨好且成本不高所致，但缺点是产品轻，因此，在使用时本来一只手操作很方便，却不得不双手并用才行，这就是该产品在人机工学上的不足之处；但在成本、售价及市场因素的考虑下，厂商还是推出此种产品。而对于专业用品就不同了，例如美发师每天所使用的吹风机，除草机工人所使用的修剪机就绝对不能轻视人机工程学在生理层面上的考虑。
然而，一个好的产品设计是可以涵盖形态和人机因素的，产品的外形一样也可以有机会作人机工程的发挥。以TEAGE为微软所设计的易用鼠标球而言，该鼠标是特别为儿童体验电脑而设计的，在方案决定之前对儿童的抓握方式进行了研究，黄白两色相间的鼠标球使儿童们在学习电脑时，增加了趣味性和功能性。该产品已经超脱了产品造型上的束缚，除让其更好用之外，也同时赋予了产品新的意义与想象空间。
除了一般的大众消费品之外，专为特殊族群所设计的产品在人机工程学上也有更多的考虑。如，残疾人用的瓷器套具，此套设计是专为残疾人做的餐具，又不让人直接看出它们是专为残疾人做的。故而，设计师在充分考虑了人机工程学的基础上，特别处理手把的凹凸，使患者拿在手里有一种心态上的平衡感，既能看到，又能摸到，但又不那么显眼。
再以医疗设备来说，病床、医疗椅等产品，在设计上不只是考虑操作要符合人机工程学，在材料上也应力求人性化，增加产品的亲和力，以提高产品的“EQ”（它是Emotional Quotient的英文缩写。汉语意思是：“情绪智慧”或“情绪智商”，简称情商。它代表的是一个人的情绪智力（Emotional Intelligence）之能力。简单的来说，EQ是一个人自我情绪管理以及管理他人情绪的能力指数。）。
研究方法
由于学科来源的多样性和应用的广泛性，人机工程学中采用的各种研究方法种类很多，有些是从人体测量学、工程心理学等学科中沿用下来的，有些是从其他有关学科借鉴过来的，更多的是从应用的目标出发创造出来的。其中常用于一般产品设计领域的方法有如下几类：
测量方法 测量方法是人机工程学中研究人形体特征的主要方法，它包括尺度测量、动态测量、力量测量、体积测量、肌肉疲劳测量和其他生理变化的测量等几个方面。
模型工作方法 这是设计师必不可少的工作方法。设计师可通过模型构思方案，规划尺度，检查效果，发现问题，有效地提高设计成功率。
调查方法 人机工程学中许多感觉和心理指标很难用测量的办法获得。有些即使有可能，但从设计师工作范围来看也无此必要，因此，设计师常以调查的方法获得这方面的信息。如每年持续对1000人的生活形态进行宏观研究，收集分析人格特征、消费心理、使用性格、扩散角色、媒体接触、日常用品使用、设计偏好、活动时间分配、家庭空间运用以及人口计测等，并建立起相应的资料库。调查的结果尽管较难量化，但却能给人以直观的感受，有时反而更有效。
数据的处理方法 当设计人员测量或调查的是一个群体时，其结果就会有一定的离散度，必须运用数学方法进行分析处理，才能转化成具有应用价值的数据库，对设计产生指导意义。
当今的工业设计师面临着多种活动和课题，例如：电视资讯、互动电视、通用遥控器等，与企业合作的范围也很广，在实施产品的人性化设计过程中，通常采用如下的设计程序：
1)建立并运用资料库(这在前面已有论述)；
2)决定研究主题；
3)观察阶段：
*目标轮廓 *访识/观察 *使用模式/议题
4)发展阶段：
*关键议题 *产品概念 *测试与评估
人员分配
在整个研究过程中，人机工程师和工业设计师都必须全程参与，但在各个阶段为主为辅的角色会有不同。例如：产品概念由工业设计师主导，测试则由人机工程师主导，每个步骤以剧本的形式来串连沟通。每件产品都有各自的在人机工程学上的特色，特别是消费性产品。以汽车内部设计来说，就有三个表达人机工程需求的方式：一是操控界面，如方向盘的设计；二是座椅及内装设计，如一些大客车座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起来的凸包。对于大多数的中国人来说，这个凸包常常是顶在后脑勺，使得身体后靠在椅背时，不得不稍稍低头。从设计上来说，这道凸包本来是用来垫靠颈部凹处，使人的头颈更舒服的。问题的出现是由于这些座椅的设计和生产直接从国外引进，而生产者又没有重新考虑中西方人在身材方面的不同，尺寸上完全照搬。结果西方人垫颈的凸包就顶住了我们的后脑勺；三是情报沟通系统，如导航系统设计及安全警报功能。
学科前景
人机工程学课程设计
设计课题 多媒体教室人机学评析与改进
学校院系 云南农业大学工程技术学院 所属专业 组员及学号
指导教师
设计时间
摘要
人机工程学课程设计
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；人和机器及环境的相互作用；工作中、家庭生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的。它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究手段和方法，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。本次课程设计针对我校多媒体教室的一些不足提出了一些修改意见，先通过对教室及其中摆设的尺寸的整体测量，考虑到人体尺寸百分位数，我国成年人人体主要尺寸，作业面设计时的尺寸和人与光环境等，找到存在的人机学问题。把学生、教室、教室环境看做一个系统的三大要素，对照相关标准设计数据使系统三要素形成最佳组合的优化系统，让学生在教室上课时感到更加的舒适和人性化，提高听课率。
【关键词】： 人机工程；多媒体教室；人体尺寸；照明度；教学设备
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目录
一．引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1.1背景„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1.2意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 1.3研究内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 1.4方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 二．多媒体教室的现状…………………………………………7 三．评析…………………………………………………………8
3.1采光的评析与改进……………………………………..8
3.2多媒体的评析与改进…………………………………..9
3.3教室整体布局的评析与改进…………………………..13 四.总结………………………………………………………….16 五.心得………………………………………………………….16 六.参考文献…………………………………………………….18
人机工程学课程设计
一、引言
1.背景
了解和把握教学的物理环境，可以使人与客观环境获得最佳的匹配，使教学媒体更充分地发挥其功能，从而取得预期的、良好的教学效果。
（1）多媒体教室
教室是开展多媒体教学活动的主要场所。多媒体教室的建设、应根据师生开展多媒体教学活动的需要。从多媒体教室所处的位置、形状、大小、教室内座位的编排、各种教学媒体的安置等方面进行综合考虑：
1)多媒体教室一般应选择在噪声较小的地方，尽可能离普通教室较远的位置，如选择教学大楼的顶层或同层中靠近楼体边缘的位置，以减少与外界的相互干扰、影响。当然，若对多媒体教室的隔音效果要求不高的话，在选择位置时就可灵活些。
2)多媒体教室形状以矩形为佳，长宽比采用为4：3或5：3较好。室内要有足够的空间高度(3米以上)，室内各角落尽可能采用圆弧形，墙壁采用吸音材料以提高音质。
3)教室大小要从多媒体教学的规模大小、使用功能、教学效果等多角度进行综合考虑。
4)多媒体教室地面宜采用阶梯状，地面倾角在10℃～15℃之间。
5)座位编排要科学，否则会影响学生的观看效果。前排座位离屏幕不能太近，一般应在3米以上，以减少屏幕雪花干扰，后排座位离屏幕不能太远，一般应控制在屏幕对角线长的6倍距离范围内，以提高屏幕画面的清晰度。
（2）照明
教学活动要具备必要的照明，通常情况下。教室需有300～500勒克司的照度。多媒体教学中，由于考虑到投影屏幕中画面的亮度、清晰度，教室门窗都要求遮光处理，降低室内光强以提高屏幕画面的对比度。这显然与正常教学要求必要的光照相矛盾，这也是导致目前多媒体教学中学生注意力不集中、教学效果不佳的重要因素。多媒体教室宜采用人工光源分别对教师讲台区域、学生区域布光，教师控制台上应安装灯光控制器，以便根据多媒体教学的要求对光照作相应的控制。需要指出的是，学生长期处于光线较暗的环境中，会带来视觉系统的疲劳，人机工程学课程设计
不能引起学生大脑的兴奋，从而无法调动学生学习的积极性，不利于教学活动的进行。因此，除了必需暗光照要求外，教室内一定要保证足够的光照。
多媒体教室大多是用多媒体液晶投影机来投影，由于学校用的多媒体投影机的投影亮度有限（1200ANSI流明以上高亮度的多媒体投影机的价格较昂贵），故在多媒体教室屏幕区的光线不能太亮（即不能有其他较强的光源照在屏幕上），但又不能为此而将整个多媒体教室的亮度降低，因为这样会影响视觉效果和学生的视力。一般处理方法是拉上窗帘，只开后排的几盏灯。比较好的方法是在屏幕区不用照明，用几个聚光灯照亮讲台和黑板，在学生区用暗藏式灯箱来保证足够的照明亮度，四周墙壁和课桌宜用反光较小的涂料和油漆。
（3）颜色
教学环境中不同的主色调会激发师生的心理意识和不同情感、态度的反应，从而产生不同的心理效应、影响学生的智力活动。浅绿色和浅蓝色会使人产生安宁、和谐的感觉，易于消除大脑疲劳，而深黄色和红色，由于它们太容易引起大脑的兴奋．会使人产生惶惶不安的感觉。教学中若以行为定向为主的教学活动，应以暖色如黄、橘黄等为主色调，若从事较为安静的教学活动．则应以冷色如蓝、绿为主色调。由于多媒体教学环境的主色调主要决定于窗帘颜色，窗帘最好采用具有暖色、冷色的多层结构，适应不同目的的教学活动。
（4）通风、温度和湿度
新鲜的空气中，氧气和二氧化碳的百分比分别为78.1％和0.3％。通风不良会使氧气的成份减少，二氧化碳的浓度增加，会阻遏环境中个体的感知和思维等认知活动的有效进行。另外，通风不良也会导致环境温度和湿度的偏高，引起学生头痛、疲倦等不适反应，降低学习效率。教学环境中的温度保持在20℃～25℃较为理想，相对湿度以30～60％之间为宜，此时学生的智力活动最佳。目前大部分多媒体教室一般都配备空调设备，为了创造舒适的教学环境，定期通风、改善室内空气质量显得尤其重要。
多媒体教室由于以上光线问题而一般是不能开窗的，连续使用后，其中的空气将会很浑浊，一来影响师生的健康，二来也同样影响到学生的听课效率。故在新建多媒体教室时可以考虑将静音换气扇组和灯箱一起安装在吊顶中，有条件的学校可以考虑安装带换气装置的小型中央空调，对已建好或改建而成的多媒体教 4
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室可以使用静音换气扇组来改善通风状况。
（5）教学设备
与传统教学相比，多媒体组合教学运用了多种现代教学媒体，如幻灯、投影、电视录像、实物投影、计算机、大屏幕投影仪、音响设备等。媒体的配置应根据教学需要、经济条件及教学环境，避免出现高配置、低效率的现象。所选的媒体在使用中不能破坏正常教学所必须的物理环境。目前以牺牲环境为代价来满足媒体功能发挥的现象非常普遍，其负面影响必须引起大家重视。此外，教学媒体的安置摆放也要合理、规范，便于教师操作使用，各种开关、按键接触要良好，媒体间的连接要可靠、干扰少，保证教学媒体的正常使用。根据人眼视觉的右撇效应．教师的多媒体工作讲台，一般宜放置于教室前中间或偏右位置，投影画面底端水平线应略高出最前排学生的头顶，避免前后遮挡。
（6）教学信息
与传统教学相比，多媒体教学的信息形式多样。包括文字、图像、声音、视频、动画等，而且信息量大，教师应根据教学目的、要求，正确运用和处理这些信息．从数量、质量、广度、深度上把关，对信息进行调节、控制、过滤。教师传递的信息是由教学目标所规定了的教学内容，具有真实性、有效性和接受性的特点，对学生建立有效认知结构和良好个性结构，促进学生智能发展，具有重要的作用。随着网络技术的运用和发展。多媒体教学的信息量剧增．教师必须具备较高的信息搜集、分析鉴别、综合运用的能力。随着现代化教育技术的不断推广，多媒体教学成了教师和学生都欢迎的教学形式，越来越多的学校新建或改建多媒体教室。怎样选择多媒体教室设备，怎样用较少的投入建设一个功能良好的多媒体教室是很多学校关心的问题。
2、意义
近几年来，计算机多媒体技术快速发展并走向成熟，在微机上就可以实现许多传统模拟的数字化。使得视频、音频、图像、动画和图形文字一起在计算机中进行处理，因此，计算机所处理和表达的信息量急剧增加，从而为多媒体计算机在计算机辅助课堂教学中的应用提供了可能。多媒体技术在教育教学中的应用是最有前途、令人振奋的发展领域。利用多媒体技术所具有的高度集成性、良好的交互性、信息容量大、反馈及时等特点，将多种信息同时或交替作用给学习者感
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官，从根本上改变了传统教学的种种弊端，使学习便加趣味化、自然化、人性化。多媒体技术在教育教学中应用的意义既深且远。
然而，如今大多数多媒体教室只是在传统教室的基础上添加了多媒体设备，教室与多媒体使用的配合并不理想。通风采光和多媒体设备的安装等都存在不少问题，教室整体布局不符合人机学原理，给老师上课，学生听课带来了一定的不便。如何创造一个宜人的学习环境是关系到学习质量的一个重要因素。学生每天在学校教室内要度过大量的时间，如果教室本身设计不合理，那么将对学生产生不良的影响，同时也不利于老师的教学。
人机工程学是实现“以人为中心”的设计思想的重要理论基础，是衡量当代产品设计水平的重要指标。随着科学技术的发展，“以人为中心”的理念已成为设计产品系统的主要目标，人机工程学已成为设计学科领域中的主要研究方向，成为工业设计的主要理论基础和设计理念。将人的因素融入到产品开发的整个过程中，关注产品的使用者，确保产品易于使用、学习、生产和安全，提高产品的使用性和质量。
因此，普及人类工程学知识与设计科学合理的高校多媒体教室非常重要。此次设计对教室的通风采光、多媒体设备以及教室整体布局进行评析及改进，以寻求一套符合人体工程学需要的多媒体教室方案，能让老师教学更方便，学生听课更轻松。
3、研究内容
这次课程设计我们组主要结合人机学的相关原理，对多媒体教室的桌椅、讲台、黑板、多媒体、光环境、声环境等方面进行了问题分析与改善，以方便老师更好的授课，同学们更好的听课。
4、方法
我们这次课程设计主要运用了以下三个方法：实测法、观察法、查询资料研究法。首先对选定的多媒体教室实地进行了一些必要的数据测量，然后又通过对多媒体教室的观察研究，结合人机学原理发现其中的不足之处，以方便提出改进方案，最后整理资料的时候我们又查询了一大批相关书籍，可谓一波三折啊，但也乐在其中。
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二、多媒体教室的现状
1.教室平面
图2-1
教室现状
2.教室设施尺寸测量
课桌尺寸测量：桌子高810mm，宽450mm，长1200mm 座椅尺寸测量：座深300mm，坐高430mm，长度1200mm 受教椅子尺寸测量：坐高450mm，坐深480mm，坐姿肘高660mm 讲桌尺寸测量：高1060mm，宽470mm，长1000mm 多媒体受教桌：长1400mm，宽750mm，高1180mm，伸腿空间180mm 黑板尺寸测量：长3970mm，高2160mm 门尺寸测量：高2000mm，宽930mm 教室：高3750mm，长9500mm，宽6850mm 3.教室整体布局描述
教室中摆有四排课桌，每排有八张桌子，教室左边有三个大窗户，两个小窗户，右边有两个小窗口，讲桌和多媒体摆在教室的左侧，投影仪分布在教室右侧门口 4.环境
光环境：教室以自然采光和人工照明混合使用提供教学活动良好的光环境 声环境：教室一共安装了四个音响，分别安装在教室中间和最后对称的位置，老师教学的声音可以让同学们在教室的每一个角落都能清楚的听见；教室隔音效果不好，过道和其他教室的声音将会影响学生的听课效率。
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三、评析
1.采光的评析与改善 评析
图3-1 教室采光
采光有两种方法: 一种是天然采光，就是将适当的昼光引进室内照明。天然采光虽然受到日照时间，纬度气候地形等因素限制，却是最经济的采光方法。教室白天以上课为主，照明主要是自然采光。而人工照明只是为了补充教室内照度不足的区域，使照度分布均匀。晚上以自习为主，也是教室晚自习的唯一光源。所以创造一个良好的照明环境，布置足够的照明设施，才能满足师生的要求。此次调查的教室白天以自然采光为主，人工照明只作为阴天补充及夜间学生上课及自习时所用。
1.自然采光存在问题
①教室容易受到天气条件影响，无法在任何时候都满足光照要求。②自然光线分布不均匀，不符合标准要求。2.人工照明存在的问题
①灯光太强，影响人的视线及投影仪的观看。②灯管全部打开时，有效利用率低，造成资源浪费。改善
针对在自然采光下存在的问题提出可以采取的措施有： ① 在天阴的时候，打开适量日光灯补充光源。
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② 可以将教室南侧窗户玻璃改为透光玻璃，提高南面光照度。
人工照明改进措施：
①在使用投影仪时，可以在不影响学生视野的同时关掉一部分日光灯。②因自习的学生较少，自习时可开第一、三、五列的灯，一、三、五列灯光照度已经足够，这样也能节约资源。
③改列控灯管设备为横控，可根据教室学生的具体分布情况关掉不必要的日光灯，合理使用灯光设备，节约资源。2.多媒体的评析与改进 1.黑板的评析与改善
图3-2
教室黑板
评析存在问题
通过在白天光照强度较大和晚上开启教室内所有灯具的两种情况下调查发现存在以下问题：
1）坐于教室的不同位置看黑板时，均有眩光现象。
2）各个位置的眩光程度和范围不尽相同，总体上白天的眩光现象比晚上严重，白天若拉上黑板旁边窗户的帘子则眩光程度会减弱。
3）第一排右面的几个座位的眩光较严重。4）教室中间座位上的眩光较轻。
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改善
1）黑板最低端高度设置应为2980—1260mm以上，以保证讲台不会挡到学生的视线。
2）按要求的位置，安装黑板灯，以减小晚上黑板眩光程度。
3）为减小白天第一排的眩光程度，可拉上黑板旁边的窗帘，也可将其安装在尽量靠近黑板的位置上。2.讲台的评析与改善（1）讲台与黑板间距
讲台到黑板面应该有适宜的距离，一般在1100mm上比较合适。由调查与测量得到的结果可以得知1330mm>1100mm，因此讲课者在授课的过程中有相对足够的空间活动，符合人机学的要求。（2）讲台与第一排间距
讲台到第一排的距离以1050mm～1100mm为宜.由测量可得到的数据看出讲台距离第一排的距离为1300mm，距离过大可能便后排学生无法看清显示屏幕，可适当调节。
（3）讲台高度
操作面的高度不合理，教师在授课过程中操作多媒体设备时，长时间会造成腰背的酸痛，且由于操作不便，势必会影响教师上课的情绪、思路，导致上课效率的下降。（4）键盘与鼠标
键盘与鼠标控制线过短，操作不便，长期操作易使手腕不适。（5）讲台的位置
讲台位置靠在教室左边，遮挡少数学生视线，影响少数学生听课效果。（6）视角
当老师站在显示器的正前面，显示器不在老师的舒适视野之内，当老师站在讲台靠右，显示器也不在老师的舒适视野之内。改善
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1）讲台与黑板间距在适宜的距离范围内，可保持现状。
2）讲台与第一排的距离偏大，可在不影响学生视野范围的前提下适当减小。3）操作面的高度过低，可在不遮挡学生视线的前提下适当增高。4）可采用无线键盘与鼠标，使老师无论在教室的哪个方位都可以有效方便地操作电脑。
5）讲台位置使得老师经常遮挡学生视线，可将讲台适当左移，让学生在看幕布时不被遮挡。
6）显示器不在老师的舒适视野里，可对其作适当调整，使其让老师得更方便。也可设计成旋转式显示器，使其可随老师视野变动而作相应旋转，始终给老师以最佳视角。
3.教室音响设备的评析与改善
图3-3 教室中安装的几个音响
存在问题
讲台上的扬声器控制线过短，限制老师活动范围，使得老师经常出现在遮挡学生视野的区域，严重影响上课效果。改善
1）建议采用无线扩音器，可设计成形式小巧简单，能够夹在老师衣服上的微型扩音器，使得老师在教室的任何地方被讲话都能够被学生清晰地听到。
2）可对现有扬声器进行改进，通过加长控制线，改变讲台位置来达到改进效果。
4.教室桌椅的评析与改善
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1.椅子的评析及改善
椅面高度设计：适宜的椅面高度应使就坐者大腿近于水平，小腿自然垂直，脚掌平放在地面上。座面不能过高，否则矮身材的人小腿悬空时，使大腿受椅面前缘压迫，坐者感到不适，长时间这样坐，则使小腿血液循环受阻，产生麻木肿胀感。如座面过低，则高身材的人坐时骨盆后倾，正常腰椎曲线被拉直，增加背部肌肉负荷，易产生腰酸背痛感。所以椅面高度以矮身材的人的小腿加足高的数值来设计（见表1），此高度以380~400mm为宜。
椅面深度的设计：椅面深度是指椅面的前后距离，其尺寸应满足三个条件：使臀部得到充分的支持，腰部得到靠背的支持，椅面前缘与小腿之间留有适当的距离，以保证大腿肌肉不受挤压，小腿可以自由活动。如果坐深大于身材矮小的学生大腿长（表1中坐深），则座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样坐的时间长了会不舒适，因此椅面深度的设计应以坐深的第五百分位数值进行设计（表1）这样，身材矮小的学生坐着舒服，而身材高大的学生，只要臀部能得到支持，也不会在大腿部位引起压力疲劳。综上分析，椅面深度应以400mm左右为宜。
表1
坐姿人体尺寸
单位：mm
2.课桌评析及改善
课桌高度通常应与学生坐姿肘高相近或稍高于坐姿肘高。一旦椅座面的高度决定了，则坐姿肘高取决于椅高。因此，课桌高度应与一定的椅高相适应。学生用课桌主要用于记笔记及放置课本，其高度的设计应满足学生记笔记时手臂肘部很舒服地得到依靠。如桌面过低，又要保持身体较正常的腰椎曲线，则必悬臂书写，这时，虽然笔的重量很轻，但是由于力臂较长（笔到肩部的距离），手臂肌肉需同时支持手臂本身重量和笔的重量，使人的肌肉很易疲劳，若寻求肘部依靠在桌面上，则必弯腰弓背，引起腰部不适。如果课桌过高，则桌面的前沿压着前
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臂，或者手的上臂在肩部外展角度过大，都会造成不舒服。以椅面高度400mm来考虑，大百分位坐姿大腿厚为151mm，着装修正量加13mm，同时考虑膝部上下活动需要，取170~180mm。桌面上下缘距取150mm，则课桌高度以（400+170+150=720mm）~（400+180+150=730mm）为宜。3.整体布局的评析与改进 存在的问题
（1）照明
1）教室容易受到天气条件影响，无法在任何时候都满足光照要求。2）自然光线分布不均匀，不符合标准要求。3）灯光太强，影响人的视线及投影仪的观看。4）灯管全部打开时，有效利用率低，造成资源浪费。（2）窗户和窗帘
1）窗户玻璃为毛玻璃，光线不能直接射入，造成教室采光不良，不能很好地自用自然光。
2）教室窗帘不易控制，上课时很难在短时间内全部拉上。（3）黑板
1）坐于教室的不同位置看黑板时，均有眩光现象。
2）各个位置的眩光程度和范围不尽相同，总体上白天的眩光现象比晚上严重，白天若拉上黑板旁边窗户的帘子则眩光程度会减弱。
3）第一排右面的几个座位的眩光较严重。4）教室中间座位上的眩光较轻。（4）音响
讲台上的扬声器控制线过短，限制老师活动范围，使得老师经常出现在遮挡学生视野的区域，严重影响上课效果。
（5）讲台
1）讲台与第一排的距离偏大。2）操作面的高度过低。
3）显示器不在老师的舒适视野里。
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4）讲台位置使得老师经常遮挡学生视线。5）键盘与鼠标控制线过短，不易操作。（6）课桌椅
1）材料透气性不强，长时间坐在上面会使臀部出汗，导致身体不适。2）座椅结构不符合人机学要求，学生在使用过程中容易酸痛。改进设计
（1）照明改进措施
1）在使用投影仪时，可以在不影响学生视野的同时关掉一部分日光灯。2）因自习的学生较少，自习时可开第一、三、五列的灯，一、三、五列灯光照度已经足够，这样也能节约资源。
3）改列控灯管设备为横控，可根据教室学生的具体分布情况关掉不必要的日光灯，合理使用灯光设备，节约资源。
（2）窗户窗帘改进措施
1）将玻璃改为透光玻璃，使得光线能够更好地照进教室，提高教室采光效果。
2）建议改成电子自动控制窗帘与讲台形成连锁，当老师拉开讲台时，窗帘即自动拉上，并可根据教室光度自动调节拉合度。这样在提高窗帘利用率的同时，也能有效减少窗帘损害率，使得窗帘能够更好地发挥作用。
（3）黑板改进措施
1）黑板最低端高度设置应为1260mm以上，以保证讲台不会挡到学生的视线。2）教师在板书时，可将黑板升到学生的最佳视野范围（1260—2980mm）内。3）选用升降式黑板时，应采用不易反光的材料的。
4）按要求的位置，安装黑板灯，以减小晚上黑板眩光程度。
5）为减小白天第一排的眩光程度，可拉上黑板旁边的窗帘，也可将其安装在尽量靠近黑板的位置上。
（4）音响改进措施
1）建议采用无线扩音器，可设计成形式小巧简单，能够夹在老师衣服上的微型扩音器，使得老师在教室的任何地方被讲话都能够被学生清晰地听到。2）可对现有扬声器进行改进，通过加长控制线，改变讲台位置来达到改进
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效果。
3）如果使用时有回啸声，可以衰减功放的高音、混响增益，也可以断开音箱中的高音单元以保证扩音质量。
（5）讲台改进措施
1）讲台与第一排的距离偏大，可在不影响学生视野范围的前提下适当减小。2）操作面的高度过低，可在不遮挡学生视线的前提下适当增高。3）显示器不在老师的舒适视野里，可对其作适当调整，使其让老师得更方便。也可设计成旋转式显示器，使其可随老师视野变动而作相应旋转，始终给老师以最佳视角。
4）讲台位置使得老师经常遮挡学生视线，可将讲台适当左移，让学生在看幕布时不被遮挡。
5）可采用无线键盘与鼠标，使老师无论在教室的哪个方位都可以有效方便地操作电脑。
（6）课桌椅改进措施
1）座椅的结构型式与学生学习时的写字，看书，听课及休息等活动相适应，应使学生在使用椅子的过程中保持身体一定的舒适度，不会因为坐着不舒服而分心而影响学习。
2）座椅的结构型式应考虑人机学的要求，不致使学生的身体受到不良的影响。座椅各零件的外露部分不得有伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成挤压、剪钳伤人的部位。
3）无论学生是坐在座椅的前部、中部还是往后靠，座椅坐面和腰靠结构应使其感到安全、舒适。
腰靠结构要有足够的刚性，腰靠结构承受250N的力时，靠背角不得超过115度。
4）座椅的结构材料应耐用、阻燃、无毒。坐面应防滑，如果有条件的话，坐面还应有良好的透气性。
5）设计合理的桌椅尺寸
人机工程学课程设计
四、总结
通过这次课程设计，使我们更好地认识和学习了《人机工程学》，同时也清楚地认识到人机工程学涉及生活学习中的方方面面，起着很大的作用。对人机工程学在教室的应用掌握得比较透彻，之后应用专业知识对教室布局中的教学设备，教学环境，以及人-机系统的相适应进行了分析发现不足之处，并提出了设计改善方案。掌握了人机工程学的研究方法及实践方法，在进行数据测量和实地拍照的时候，我们组团结一致发现不同问题，从不同角度结合人机学专业知识分析问题所在，锻炼了我们发现问题的观察力，培养了我们的团结意识，加深了我们对专业知识的理解，受益匪浅。我们主要是针对以下几点进行设计的：
一、光环境：我校教学环境照明存在的问题主要有浪费和明暗不同两方面，针对此项我们提出了在相应情况下开单列灯和把右侧玻璃改成大而透光的玻璃。
二、桌椅：根据我们的测量数据与人机工程学计算的数据对照，发现教室的桌椅尺寸要么偏大，要么偏小。如：课桌高度720mm（理论）＜810mm（实测），椅面深度300（实测）＜400（理论）。
三、教学设施：存在较多不合理的地方，如上面提过的黑板高度过低，讲台到第一排桌椅的距离窄小，扬声器控制线过短等问题。
五.心得
课程设计诚然是一门专业课，给我们很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我们许多道，给了我们很多思，给了我们莫大的空间，同时，课程设计让我们感触很深，使我们对抽象的理论有了具体的认识。课程设计是每一个合格的大学生的必经过程，也是一个重要的实践性教学环节。本次课程设计，不仅培养了我们正确的设计思想；同时也锻炼了我们综合运用知识的能力。在本次设计中，能一丝不苟地对研究对象进行具体，深刻的认识，充分地利用人机学的知识、按特定的功能与尺寸要求来进行设计，使我们能更为全面深刻的认识和系统的掌握安全人机工程学的原理和内容，尤其是对现行的评价分析和设计改进，提高了我们对人机工程学知识的动手能力，培养了我们对人机实际问题的独立思考和解决的能力，形成了较为系统和科学的思维体系,为以后的专业工作和设计打下了良好的基础。这次课程设计也使我们懂得了理论
人机工程学课程设计
与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
人机工程学课程设计
参考文献
[1] 李克东，谢幼如．多媒体组合教学设计[M]．科学出版社．1994． [2] [美]加涅，布里格斯，韦杰．教学设计原理[M]．上海：华东师范大学出版社，1999．
题 目： 基于人机工程学的车内座椅设计 班 级： 09铁道车辆2班 姓 名： 屈难平学 号: 20097831 基于人机工程学的驾驶室座椅设计
摘 要
以人机工程学的理论为基础,介绍了座椅设计中座高、座宽、座深、座面倾角、靠背高度靠背倾角等座椅静态参数的选取原则,以某轻卡座椅为例,用Pro/E建立座椅的模型,导入Man-neQuinPRO10。2中进行人机分析,并结合实例对座椅的各静态参数进行选取。
关 键 词:人机工程学;轻卡座椅;舒适坐姿;建模分析
人机工程学是一门边缘学科,主要研究工程技术如何与人体尺寸、生理及心理特征相适应。在
轻卡驾驶室座椅的设计中,主要研究如何使座椅符合人体尺寸的需求,给驾驶员带来舒适感,降低驾驶疲劳度,提高驾驶的安全性,同时也能大大防止驾驶员由于不正确的驾驶姿势而导致的脊椎变形,以及由此引发腰痛、腰肌劳损等职业病。1.舒适坐姿的生理特征
图1所示为人体在各种不同姿势下腰椎的弯曲形状。曲线B表示人体松弛侧卧时,脊柱呈自然弯曲状态;曲线C是最接近人体脊柱自然弯曲状态的坐姿;曲线F是当人体的躯干与大腿的夹角呈90°时的情形,此时脊柱严重变形,椎间盘上的压力不能正常分布。因此,欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲形态,躯干与大腿之间必须有大约135°的夹角,并且座椅的设计应使坐者的腰部有适当的支撑,以使腰曲呈弧形自然弯曲状态,腰背肌肉处于放松状态人坐着时,大腿和上身的质量必须由座椅来支承。人体结构在骨盆下面有2块圆骨,称为坐骨结节,如图2所示。这2块小面积能够支持大部分上身的质量。覆盖在它们外面的皮肤能获得丰富的动脉血液供应,就像脚底一样。而在臀部的边缘部分,血液循环则大不一样,这部分静脉较多(包含较少的氧)。当人坐着的时候,覆盖着坐骨结节的皮肤能够更好地经受持久的压力。因此,座面上的臀部压力分布在坐骨结节处最大,由此向外压力逐渐减小,直至与座面前缘接触的大腿下部,此处压力为最小。座垫的柔软程度要适当,坐骨部分的座垫应当是支承性的,它要承受加在座位上的大约60%的质量,而其余部分则应当比它更柔软些,以便能够把质量分布在更大的面积上。座椅靠背上的压力分布中,肩胛骨和腰椎骨2个部位应最高,此即靠背设计中所谓的“两点支承”准则。在靠背的两点支承中,上支承点为肩胛骨提供凭靠,称为肩靠,其位置处于第5-6节胸椎的高度；下支承点为腰曲部分提供凭靠,称为腰靠,其位置处于第4-5节腰椎的高度。
图1 人体在各种不同状态下腰椎的弯曲形状 图2 股骨正常位置
腿的主动脉紧靠着大腿下表面和膝盖的后面,在这个部位上,任何持续的压力都会给人造成极端的不舒适和肿胀感觉,需要借助于适当减短座深、把座垫前缘修圆和采用较软的泡沫塑料座垫等措施来防止这种情况发生。同时,还要使座面离地板的高度足够低,以便使脚能踩着地板,让人的这个重要部位感觉不到有任何压力。坐骨下面的座面应当是近似水平的。图2表示带有股骨的骨盆部位的前视图,从图中可看出股骨在股节中从连接骨盆的球孔向外伸去。用平坦的座面,股骨的这一部分在坐骨平面之上,因此不承受过分的压迫。但是,如果座面是斗形的(图3),则弯曲的座面会使股骨趋于向上转动(箭头所示)而受载,造成髋部肌肉承受反常的压迫,从而引起不舒适感。故需注意避免采用斗形座面。应当注意斗形的座面不论从什么观点看,都是不适用的,因为它不能适应人体大小的整个系列,它还把身体质量平均地分配在整个臀部,而不是让较多的质量集中在坐骨结节部位。
图3 斗形座位将股骨推向上方
使股骨处于受载状态,舒适的坐姿,应保证腰曲弧处于正常自然状态,腰背肌肉处于松弛状态,从上体通向大腿的血管不受压迫,保持血液正常循环。因此,最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移,使上体略向后倾斜,体腿夹角保持在90°-115°。小腿向前伸,大腿与小腿、小腿与脚面之间也有合适的夹角,如图4示,10°<θ1<20°;15°<θ2<35°;80°<θ3<90°;90°<θ4<115°;100°<θ5<120°;85°<θ6<95°。针对具体情况,在舒适范围内选取合适的角度。
图4 舒适坐姿的关节角度 轻卡座椅静态参数的选取
1)座高。座高指地面至座面上坐骨支承处的高度。座椅高度应该使驾驶员大腿接近水平,小腿自然放置。如果座面过高,就会导致小腿悬空,使大腿肌肉受椅面前缘压迫,腿部血液循环受阻,小腿麻木肿胀;座面过低会增加背部肌肉负荷。所以座高的设计先要考虑较小身材的操作者。
2)座宽。座宽应满足臀部就坐所需的尺度,使人能自如地调整坐姿,座宽取值时应适当大于臀宽。通常以大身材女性的臀宽尺寸上限为设计依据,以满足能容纳身材粗壮者的需要。由于驾驶室空间的限制,座宽尺寸不能太大,以免影响变速操纵杆、停车制动杆等的尺寸和操作。
3)座深。座深是指椅面的前后距离。正确的设计应使臀部、腰部都得到支持,座面前缘与小腿间应留有适当的距离,保证小腿可自由活动。座深不宜太大,防止矮小身材的人坐上之后,座面前缘压迫膝窝处的压力敏感部位,迫使人前移,背部得不到靠背支持,产生极度不适。如果要得到靠背的支持,则必须改变腰部正常曲线,也会产生不舒适。为了满足大多数人的需求,座深应按较小百分位的群体设计。这样,身材矮小的人能够坐着舒适,身体高大的人也只要小腿能得到稳定的支持,就不会在大腿部位引起压力疲劳。
4)座面倾角。座面倾角是座面与水平面夹角。座面后倾可以起到2个作用:一是由于人体重力作用,使坐者躯干后移,使背部抵靠靠背,以获得支持,从而使背肌得到放松,降低背部静压;二是防止坐者从座面前缘滑出座面,这对在常处于颠簸环境中的驾驶员尤为重要。但如果座面过分后倾,在进行驾驶操作时,脊椎因身体前屈而会被拉直,破坏正常的腰椎曲线,形成一种费力的姿势,同时还会压迫腹部,长期驾驶会造成生理上的伤害。因此倾角不能太大,一般为4°-8°。
5)靠背的高度。靠背的功用是保持脊柱具有一种轻松的姿势。由于每个人的脊柱长度不同,身材也不完全相同,每个人的脊柱曲度变化存在着一定的差异,使靠背高度与其形状之间出现了复杂的关系。靠背按其高度不同可分为低靠背、中靠背、高靠背及全靠背4类。低靠背为一点支承,只支承腰部;中靠背也是一点支承,支承在胸椎;高靠背为两点支承,靠背下部支承于腰椎、上部支承于肩脚骨上;全靠背为三点支承,除支承于腰椎及肩胛骨之外还设有头枕。靠背的尺寸主要与腰部、肩部、头部的高度(决定靠背高)和宽度(决定靠背宽)有关,确定高度时还应计入座椅的有效厚度。6)靠背倾角。靠背倾角指坐面与靠背的夹角。从保持正常自然形态的脊柱、增加舒适感角度看,靠背倾角取115°左右较为合适。3 座椅Pro/E建模实例分析
用Pro/E建立座椅的模型,然后导入ManneQuinPRO10.2中进行人机分析。ManneQuinPRO10.2的主要功能是:能为产品作人性化设计和评估提供3D的人体模型,可以对此人体模型作多种姿势变换,进行全方位的模拟验证。在进行分析之前,了解坐姿的人体尺寸是非常重要的。坐姿人体尺寸包括11项,如图5所示,表1列出了我国成年人的人体坐姿尺寸。
图5 坐姿人体尺寸 表1 坐姿人体尺寸
下面结合实例对座椅的各静态参数进行分析: 1)座高。为了满足大身材驾驶员的需求,应该取P99男性的人体尺寸进行计算研究。前面已经提过,驾驶员操纵脚踏板时,小腿与大腿间的舒适夹角应为110°-120°,以120°为优,如图6所示。根据图
5、表2可知AB代表坐深,P99男性的坐深AB为510 mm;BC为小腿加足高加上鞋高修正量30mm,取P99男性的尺寸得出BC=463+30=493mm。根据公式:AC2=AB2+BC2-2AB·BCcos120°,即AC2=5102+4932-2×510×493×cos120°=754 579,求得AC≈869 mm。实例中的轻卡驾驶室中DC为840 mm。根据勾股定理:AD2=AC2-CD2,即AD2=8692-8402=45 361。求得AD≈214mm就是舒适的座椅高度。实例的座椅的高度为200 mm,与214 mm的相差不大。用Pro/E建立如图7所示的座椅三维模型,然后导入ManneQuin-PRO10。2中,采用P99男性的人体3D模型进行分析,可得知当人坐在高度为214 mm座椅上时,大腿与小腿夹角是120°,所以本例的轻卡座椅的高度是合理的。
2)座宽。根据P99的女性坐姿臀宽400 mm,再加上着装功能修正量13 mm,座椅的座宽应为413 mm较佳。本例轻卡驾驶座椅的座宽尺寸为510 mm,大于413 mm。建模分析如图8所示,座椅宽度大于P99的女性坐姿臀宽,因此,该轻卡的坐 宽是较为合理的,能满足更大部分人群的使用。
3)座深。根据P5的女性人体坐深401 mm,再加上着装修正量,座深应为415 mm左右。本例轻卡座椅的座深为460 mm,建模分析如图9,看到小身材尺寸的女性的膝窝处的压力敏感部位受到座面前缘的压迫,所以建议缩小座深,改为415 mm左右。
图6 小腿与大腿夹角
图7 座椅高度分析验证
图8 座宽分析验证
4)座面倾角。由图9可知,该轻卡的座面倾角为5°。汽车驾驶座椅座面倾角一般为7°-12°,为了避免驾驶员因颠簸而滑出座椅,建议将座面倾角改为15°左右。
图9 座深、座面倾角分析验证
5)靠背高度。本例的座椅是三点支承的全靠背座椅。查询GB/T14774─93《工作座椅一般人类工效学要求》可知,腰靠距座面的高度取165-210mm,腰靠圆弧半径取为400-700 mm,推荐值为550 mm。如图10所示,本例座椅的腰靠高度在170 mm左右,其表面为接近于平面的大圆弧。靠背高度为848 mm,表面弧度的设计与人体在正常状态下的脊椎弯曲吻合度较大,因此其设计是较为合理的。
6)靠背倾角。本例的座椅靠背倾角调节范围是:向后8°,向前7°。如图10所示,靠背倾角为100°,向前调节后可达到93°,向后调节可达到107°,即本例的座椅靠背倾角范围是93°-107°。查询GB/T14774─93《工作座椅一般人类工效学要求》可知,靠背倾角取95°~115°。所以靠背倾角的度数也在合理的参数范围之内。
图10 座面倾角、靠背高度分析验证
参考文献
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人机工程学是科学技术知识体系的一个重要组成部分, 并且其在工业设计专业的课程体系中处于重要地位, 新疆大学机械工程学院工业设计专业和工业工程专业均设立此门课程作为专业基础课和主干课程之一。是否能顺利展开后续的工程设计类专业课程教学, 该课程教学的成效起着直接关系。人机工程学对工业设计的指导性作用随着其自身的日益成熟和完善也越来越明显。因此, 在该课程的教学实践中, 将提高学生实践与创新能力作为重点, 充分发挥学生学习的积极性和主动性, 同时培养正确的学习方法, 对该课程教学进行了一些大胆的实践体会, 效果较好, 也有了自身的一些体会。
1 人机工程学多媒体课件制作
为了把人机工程学理论研究的最新成果及时纳入到教学内容中去, 需要在教学内容上不断更新, 多媒体教学是最佳的选择。一方面, 制作精美的多媒体教学课件有助于教师结合传统教学与现代多媒体组织教学。由于人机工程学课程的主要特点之一是应用实践性比较强, 制作课件时, 应重点创设实例情境应用教学, 人机工程学的通用原理重视应用实例进行讲解。依据人机工程学课程自身的一些特点以及多年的教学经验, 该多媒体教学课件要具有以下主要功能: (1) 运用多媒体技术, 使课件具有良好的人机界面, 能集图、文、声、动画于一体; (2) 合理安排教学内容, 应系统地、有条理地演示课程内容的功能; (3) 以帮助学生学习为指导作用, 尽快使学生了解并掌握人机工程学的基本理论与方法; (4) 制作的多媒体课件应该有利于学生扩大知识面, 提高学生的实际应用分析能力[2]。根据人机工程学课程在新疆大学的开设情况, 该研究者制作的多媒体教学课件的主要内容有10个章节模块, 即人机工程学绪论、人的形体参数、人的神经系统与感知、人体力学、人的作业能力与疲劳、人的自然倾向与可靠性、人机界面设计、作业空间与用具设计、作业环境、人机系统设计与分析评价等。在实际教学过程中, 教学内容取舍的依据是课时安排以及不同专业的教学要求。如F T A法安全分析专为工业工程专业设置, 进行详细的阐述。人机界面设计等章节专为工业设计专业设置。每一章节的作业和思考题都是我们精心选取的, 以便学生更好的复习及自学。为了丰富教学内容, 我们从英国布鲁内尔大学、清华大学、西安交通大学等地收集了大量的图片及视频资料。此外, 为增强教学效果, 在相关章节, 我们通过增加实际案例这一教学环节, 结合实际案例分析讲解, 以问答的方式与学生互动, 从而提高学生对课程内容的理解能力。在多媒体教学课件的过程中, 我们发现:课堂教学不能照本宣科, 不能将书本上的内容原封不动地搬到大屏幕, 而是应做到教师分析讲解的思路与屏幕显示同步, 学生提问教师回答问题的互动模式。在课件中, 多媒体形式的选择也要依具体内容而定, 模拟软件、文字、动画、声音、图片等相结合, 尽量添加生动的实例, 例如, 将国外学生做模型的视频添加进来, 让学生身临其境的感受学习氛围, 这样才会使学生更加容易理解什么是工业设计, 以达到提高教学效果的目的。
2 人机工程学课程授课方法
回顾并总结近几年的理论教学实践, 对于讲一堂课容易、讲好一堂课很难这一观点我们都深有体会。在实际教学中, 对教师来说, 一节课的关键是根据课堂内容, 选择合适的教学方法。教师提高理论教学质量的关键始终是备好每一堂课, 特别是对于已广泛应用现代教学手段的今天来说尤显重要。精心准备每一堂课, 要有目的的理清思路, 做到声音、图文并茂, 避免使用大量的文字。认真学习国内外本学科的前沿动态, 做好工业设计学科知识储备, 在备课过程中, 理清各知识点之间的连接, 做到重点突出, 讲解有序。此外, 还应该认真做好每堂课之间知识的融会贯通、讲课方法的灵活运用、教与学的互动等, 经过几轮地教学实践, 逐渐摸索出一些经验。在教学中我们采用以下几种教学方式: (1) 尽可能使用黑板教学与多媒体教学相结合教学方式, 直观、形象、生动是多媒体教学的特点, 容易吸引学生课堂上的注意力, 激发学习兴趣, 黑板教学更容易理解。 (2) 问题讨论式互动教学方式, 在课堂上让学生积极提出问题, 尽可能的激发学生探究问题的主动性和积极性, 进一步提高学生课堂自主参与的意识, 轻松获取知识。例如, 讲解座椅的主要尺寸设计时, 椅子座宽尺寸设计值为什么取400~500 mm?能不能更宽一些或者更窄一些?通过讨论教学, 学生更有兴趣, 更容易掌握所学内容知识。 (3) 举例论证式教学, 通过讲解例子分析心理需求, 从而达到良好效果。例如, 西太平洋国际工业设计中心设计的太阳花鼠标, 其外形非常独特, 而且是专为亚洲人群设计的。亚洲人使用欧美人士的大鼠标较为勉强, 需要将整个手放在鼠标上, 手心紧贴鼠标后背, 抬高了腕关节, 使手背和桌面之间的夹角超过30度, 但人体工程学原理指出, 人体的最佳休息状态是人的手背同桌面保持在15~30度夹角的半握拳状, 所以说他们并没有完全放松腕关节, 腕关节部位及手的前臂部位的伸肌群还是一直处在强直的受力状态, 直接影响上臂的三头肌及三角肌同时受到力牵拉的作用, 使人的肩关节也一直处于强直状态[3]。在外形设计方面, 太阳花鼠标比欧美的小一点, 且流线型的弧度也更趋于平缓, 考虑到亚洲人的手的特点, 设计该鼠标的后背夹角成150度。此设计极具人性内涵, 并充分关注了亚洲人的心理特征, 这是心理分析在设计指导性作用的一个成功范例。此外, 还应该让学生在课外进行学习, 推荐课程相关精品文章以及名家作品, 让学生在网络学习掌握本课程延伸知识, 扩充本学科的知识层面, 从而达到有效地辅助课程学习的目的。
3 人机工程学课程实践性教学
如我们所知, 实践性教学是人机工程学课程教学的重要特色之一。主要内容包括课程实验、课堂讨论与作业、课程设计 (即大作业) 3个部分。在人机工程学课程教学实践过程中, 提高学生学习兴趣是至关重要的, 在教学中, 灵活应用课程设计、理论讲授、实践辅导等不同教学方法。结束一章节理论课程后, 给学生安排实践训练, 例如, 安排学生进行人机工程学课程的基本实验, 让学生自己动手去做实验。结合学生的实践情况做归纳总结, 让学生系统、全面、扎实掌握已学知识, 激发学生学习热情和主动性。应用理论与实践相结合以提高学生的综合素质。显而易见, 在工业设计方面, 人机工程学起重要的指导性作用。但是产品设计中不仅仅只有解决人机问题这一个任务, 工业设计师应综合考虑产品各方面的因素, 如生产、销售及使用。例如, 成本、材料、功能、生产工艺、销售、使用、回收、色彩、形态等[4]。要把人机工程学问题放在整个系统中做权衡、考虑, 不能够片面关注一方面而忽视其他方面。只有这样, 设计出来的产品才能更多更好。因此, 我们在教学过程中要加强培养学生的综合能力。为培养学生的设计兴趣和增强他们的设计信心, 经过长期的摸索实践和国外大学教师的建议, 我们改为学生自主出题, 当然对任课老师的要求就更高了, 任课老师要提前做好准备, 提供各种类型的课程设计题目, 以及相关题型的基本要求, 因为对学生来说, 多一些选择, 就可以更多地发挥其主动性和积极性。同时, 采用讲授理论知识与让学生完成相应的课题设计内容同步进行的方式。这样, 既可以及时检验与应用相关人机知识, 还使得设计难度分解;让学生自我选题, 对其本身来说就相当具有挑战性, 学生本人通过努力边学边设计;最终他们的课程设计在人机工程学课程结束时也顺利地完成了。通过双向交流, 指导教师的工作压力有所减轻, 学生还能表达自己的想法, 根据设计需求, 教师引导学生制定具体的设计目标。通过互动交流, 在课程设计过程中学生就能够通过互动的方式增强主动性, 积极性也得以大幅提高。通过教学实践, 学生们对课堂教学效果普遍反映良好, 受益匪浅, 在展示作品的过程中, 学生充满了成就感。对工业设计专业学生来说, 这门课的课程设计是第一次比较正式的专业设计, 使其了解工业设计的基本过程要求, 全面了解工业设计的综合性与复杂性, 提高学生的创作能力、分析能力以及解决实际问题的能力;另外, 对今后工业设计专业课程学习方面, 也有助于树立他们的信心。
通过探讨人机工程学课程教学方法与实践, 得出结论:工业设计专业在其他专业基础课甚至专业课的教学中, 可以采取互动式的教学方式以加强理论联系实际, 增强学生的学习主动性。在今后的教学中, 采用多种方法搜集整理各国相关的好案例, 课堂中的案例结合理论进行分析, 能够很大程度提高学生学习兴趣, 从而有益于教学效果的提升;适当增加部分设计实践环节, 分析理论知识, 应用效果将会更显著。总之, 人机工程学课程的教学模式还需要进一步的探索, 逐步提高和完善课程的教学水平, 培养适应社会需要的专业人才。
摘要：人机工程学是一门研究人、机、环境之间相互作用的新兴学科。随着人机系统的发展, 工业界对工业产品的设计要求越来越高。根据现有人机工程学课程教学的实际情况, 剖析了传统教学中人机工程学课程所存在的问题, 并针对这些问题, 引入了新的教学方法, 丰富了课程设计的内容。课堂教学采用互动讨论的方式, 提高了学生的积极性, 取得了较好的成效。
关键词：人机工程学,多媒体,教学,互动
参考文献
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关键词：产品设计 人机工程学 教学实践 课程设计
人机工程学是产品设计专业必不可少的教学内容。然而，作为一门传统的工学课程，人机工程学却很难真正融入艺术类院校产品设计专业的教学体系中。在查阅的多本关于产品设计中的人机工程学的专著和教材中，发现其教学内容多数还是工科体系中的人机学内容，知识范围广泛庞杂。在多篇关于产品设计中人机工程学的教学实践的论文中发现，在以往的教学中，多数还是从知识体系出发进行理论学习，也有的根据知识单元，进行了分散的实践练习。这显然是难以达到在具体项目实践中，应用人机学理论、原理、数据和方法进行产品设计的要求的。
基于以上这些问题的考虑，在最近两年的人机工程学课程的教学中，作者从人机工程学与产品设计的关系出发，基于课程设计组织教学内容，进行教学实践。
一 产品设计应用人机工程学
人机工程学是研究人、产品（物）及其使用环境之间相互作用及具体应用的学科，它在许多领域具有广泛的应用价值。从产品设计角度来看，产品是为人使用为人服务的，因此产品的设计必须满足人的生理、心理需要。人的因素已经成为工业设计的主要甚至决定性因素，人机学的内容包括人体测量、人的行为、感知科学等。这些科学知识在设计过程的不同阶段会有不同层次的应用，如何将科学知识转变为在从事具体设计时有效解决问题的能力，是这门课程的主要目标。
在《工业设计应用人机工程学》（胡海权编著）一书中，作者提出了“工业设计应用人机工程学”的概念，把它看作是一种以人机工程学为研究对象的设计方法，“作为工业设计师的我们毕竟不是人机工程学的研究者，而是其应用者”。从这一角度出发，我们可以将产品设计中的人机工程学理解为人机学的一个分支，或可称之为“产品设计应用人机工程学”。对于产品设计师来说，人机工程学是一种关注人的设计理念，是注重行为分析的设计方法，是能够为产品的合理性提供数据的科学工具，也是设计方案人机关系优劣的评判依据。
因此对于产品设计专业，人机工程学的教学应该注重应用，而且应该将人机学知识的学习融入完整设计过程之中，并逐渐将对知识的应用转化为自觉的设计理念和设计方法。
二 课程特点
（一）教学思路
在作者所在的院校产品设计专业为艺术类招生，学生的优势在于感性思维和形象思维，而大部分学生的逻辑思维能力较差。作为工程学科的人机工程学的教学，如果以理论讲授和人机实验为主要内容，会显得枯燥且学习效果不佳，难以达到预期的学习结果。因此“工课艺学”成为这门课程教学的总体思路。即在教学中引进合适的课题，由学生自定题目进行产品设计实践，在实践过程中应用人机工程学的基本原理和研究方法。理论学习的内容和进度也围绕项目流程而展开，进行相应的讲授和指导。
（二）教学内容与教学方法
人机工程学是一门独立的学科，有完备的理论体系，知识内容广泛。而对产品设计来说，主要是对其理论和原理的应用，所涉及的相关知识只是其中的一部分。为了更好的把握教学内容，有必要在了解整体理论体系的基础上，从产品设计的一般流程出发，结合产品设计不同阶段对人机工程学不同层次的应用，对教学内容进行取舍和重新组织。
产品设计是一个复杂的非线性的过程，而且在不同企业其开发流程也有所区别。为了便于讨论，这里将产品设计流程根据工作内容简化为以下几个阶段，即：立项、设计调研、分析定位、概念方案设计、方案细化和模型制作。在设计过程的不同阶段，人机工程学皆有不同层次的应用，如（图1）所示。
1 设计立项。对于课程设计，主要是教师拟定主题，学生再选定具体的产品类型或方向。在第一次课通过讲授“人机工程学与产品设计”的内容，帮助学生认识人机系统，识别产品使用过程中的人机交互关系，也为正确选题作准备。
2 设计调研与分析定位，对应的教学内容为“产品设计中的人机分析”。首先需要强调的是，人机工程学从理念和方法上，为设计师提供了关注用户及其使用行为的视角，但并不是所有项目都需要进行人机调研与分析。因此在项目开始时，需要考量产品的人机系统关系，当人机关系的改进可以成为创意点或创新的突破口时，或者改进产品的可用性成为设计的主要目标时，才需要将人机关系的调研与分析作为设计调研的重点。
在人机调研分析阶段，首先需要对限制条件进行分析。所谓限制条件，是指由人机系统的工作目标决定的那些影响人机关系的外界因素。凡是在系统目标规定内无法改变的因素，都是设计的限制条件。分析清楚了限制条件，也就给人机问题的研究和解决划定了明确的目标和界线。
其次是对使用者的调查分析，包括：对使用者的生理特征、心理特征、动作特征以及产品使用环境的调查与分析。
人机调研与分析是重要内容，在教学过程中，这一部分内容采用了“设计师的方式”进行。如用摄影法进行人的尺度的调查，或通过影像记录产品的使用环境、使用过程以及使用者的动作特征等。甚至可以在调查的基础上，模拟并记录典型的使用情境，以便更好的发现人机问题，将其与设计方案对接。
3 概念方案设计。在调研分析阶段，已经逐渐明确主要的人机问题，形成初步的设计定位和解决方案。在进行概念设计时，就需要将人机分析与产品形态的构建相结合，将抽象的或文字描述的解决方案，转化为表达产品形态的手绘草图或简单的实物模型，可称之为概念的视觉化。
4 方案细化。在草图方案的基础上，利用计算机软件按比例绘制2D效果图或建立3D数字模型，结合相关的人体测量数据和人体模板，对产品形态的尺寸进行调整。随着虚拟现实技术的发展，利用计算机进行人机交互分析也成为可能。但限于教学条件，该部分的教学内容主要还是利用人体测量数据绘制二维人体模板，用来对产品尺寸进行调整与确认。所以从概念设计后期开始讲授“人体测量与设计应用”、“应用人机学的一般参考准则”、“设计案例分析”等内容。
5 模型制作。对于人机工程学课程来说，制作全比例模型进行使用体验和感性的人机测试是必不可少的。要求用泡沫、油泥或木材等熟悉的材料，制作实物模型，但对于色彩、材质等只在效果图上体现，在实物模型中不作要求。模型完成后，各小组之间进行使用体验并记录，以作为进一步修改的依据。该部分课程内容为“人机测试评价”，主要还是通过设计案例的分析讲解。
在课程结束后，会要求学生将设计过程整理PPT进行作业汇报，教师除了点评之外，还会制定评价标准，由学生之间进行互评和答辩。
三 教学实践
（一）课程设计与进度安排
在作者所在的院校，人机工程学课程共8周，课内有32学时。以2013年～2014年度秋季学期的人机工程学课程为例，学生为大学本科三年级，已经学习过一些产品设计的专业设计课和专业基础课，在产品造型、材料加工和模型制作方面有较好的基础。在总体教学设计上，采取以学生为主体，以课程设计为导向的课程组织形式。将课程内容按设计流程分阶段，同时也将课程设计分解成若干个阶段性任务，给定完成的时间节点，其余的由学生自主安排。除了课堂上的理论学习和方案讨论之外，学生还需要利用课余时间来完成每次课的作业。
在这次课程中，给学生拟定了“手——与手有关的产品研究与设计”课程设计题目。要求学生每2～3人为一组，自定具体产品，应用人机工程学进行调查分析与设计。设计结果可以是对现有产品的改良设计，也可以是探索性的概念设计。
此外，还规定了具体的作业内容和完成时间，在每一项内容完成之后进行一次汇报，使教学有序的进行，如（图2）。
（二）学生作业分析
课程结束后，学生提交了课程设计的汇报PPT。学生在拟定的题目范围内，选择了开瓶器、鼠标、灭火器和雨伞等产品作为研究和设计的对象。这些产品主要是实用工具，注重功能性和可用性。就人机工程学这门课程而言，作业的核心内容在于“人机调研与分析定位”及对应的“人机解决方案”。
从作业的结果看，大多能按照设计的需要进行人机关系分析并提出相应的解决方案，达到在设计中应用人机学原理和方法的教学目标。作业中表现出了这些特点：
a 对产品的使用过程和使用方式进行观察，并用视频或图像的形式进行记录，分析其中的人机关系。或通过情境模拟和故事板的方式再现产品的使用，帮助发现所存在的人机问题。如（图3）所示，是对开瓶器使用方式的调查分析。（图4）为灭火器设计中的情境模拟和故事板。
b 结合产品的使用过程，用摄影法对手的生理结构、动作特征进行调查，根据所设计的产品进行特定的分析，在调查和分析中指出产品使用过程所存在的人机问题，为产品设计提供依据。有的小组还根据设计的需要尝试了新的研究方式，如用油泥模型研究手的抓握空间。如（图5），用摄影法研究使用开瓶器时手的动作特征，并用油泥模型研究手握空间。
c 在方案设计时，通过草图、模型等，尝试将人机问题的解决方案通过产品形态表现出来。进而通过查阅人机数据，绘制二维人体模板，进行相关人机尺寸和操作空间的研究，辅助完善设计方案。如（图6），用二维人体模板辅助研究使用鼠标时的动作特征。
d 设计方案大多是对现有产品的功能、使用舒适度和使用方式等进行改进，提出了产品原型，在造型、色彩、材质和可行性等方面还可以有很大的提升空间。最后的实物模型也比较粗糙，各小组之间进行了简单的使用体验和感性评价，没有就人机测试作进一步的研究。（图7），展示的是开瓶器方案设计阶段的概念草图、效果图、实物模型和使用体验。
四 教学效果分析
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