人機工程學(xué)講義

1、人機工程學(xué)主主講講：曹曹文文譯譯第一章 概論第二章 人體測量與作業(yè)區(qū)設(shè)計第三章 動作與安全問題 (產(chǎn)品班選用)第四章 環(huán)境行為與空間設(shè)計 （展示班選用）目錄錄什么是人機工程學(xué)什么是人機工程學(xué)？“人機工程學(xué)人機工程學(xué)”又名又名“人類工程學(xué)人類工程學(xué)”在我國，被稱作在我國，被稱作“人機工程學(xué)人機工程學(xué)”、“人類工程學(xué)人類工程學(xué)”、“人因工程學(xué)人因工程學(xué)”、“人體人體工程學(xué)工程學(xué)”、“人類工效學(xué)人類工效學(xué)”等。等。第一節(jié) 人機工程學(xué)的發(fā)展簡史 英國英國是世界上開展人機工程學(xué)研究最早的國家，但本學(xué)科的奠基性奠基性工作實際上是在美國美國完成的。（原因與當時社會背景有關(guān)）（戰(zhàn)爭） 所以人機工程學(xué)有 “起源

2、于英國，形成于美國起源于英國，形成于美國” 之說第一章第一章 概概 論論人機工程學(xué)的發(fā)展簡史人機工程學(xué)的發(fā)展簡史一、經(jīng)驗人機工程學(xué)說一、經(jīng)驗人機工程學(xué)說二、科學(xué)人機工程學(xué)說二、科學(xué)人機工程學(xué)說三、現(xiàn)代人機工程學(xué)說三、現(xiàn)代人機工程學(xué)說一、經(jīng)驗人機工程學(xué)說一、經(jīng)驗人機工程學(xué)說 （第二次世界大戰(zhàn) 以前） 原因：原因： 20世紀初，美國學(xué)者 卡卡 w 泰羅泰羅在傳統(tǒng)的管理基礎(chǔ)上 首創(chuàng)了首創(chuàng)了 新的管理方法和理論 制定了制定了 一整套 以提高工作效力為目的的操作方法 并考慮了考慮了人使用機械、工具、才料、及作業(yè)環(huán)境標準化的問題例如：他曾研究鏟子的最佳形狀最佳形狀、重量重量，研究如何減少由于動作不合理由于

3、動作不合理而引 起的疲憊等。其后，（科學(xué)管理內(nèi)）容不斷充實 包括動作時間研究動作時間研究工作流程工作流程與工作方法分析工作方法分析工具設(shè)計工具設(shè)計裝備布置裝備布置等 結(jié)論結(jié)論：研究都涉及機器機器、人人和環(huán)境環(huán)境的關(guān)系問題，成為后來人機工程學(xué)發(fā)展 的奠基石從經(jīng)驗出發(fā)經(jīng)驗人機工程學(xué)經(jīng)驗人機工程學(xué) 主要研究的內(nèi)容內(nèi)容：研究每一位的職業(yè)要求用測試來選擇工人和安排工作目的目的：規(guī)劃和利用人力、制定培養(yǎng)方案，使人力得到最有效的發(fā)揮。研究最優(yōu)良的工作條件，研究最好的管理組織形式，研究工作動機研究最優(yōu)良的工作條件，研究最好的管理組織形式，研究工作動機二、科學(xué)人機工程學(xué)二、科學(xué)人機工程學(xué) （第二次世界大戰(zhàn) 之間

4、） 二戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭的需要，許多國家大力發(fā)展效能高、威力大的新式武器和裝備。由于片面注重新式武器和裝備的功能研究，而忽視了其中“人的因素”（由于操作失誤導(dǎo)致失敗的教訓(xùn)屢見不鮮）。例如例如：由于戰(zhàn)斗機中座艙與儀表的位置設(shè)計不當，造成分行員誤讀儀表和誤用操縱器導(dǎo)致意外事故；由于操作復(fù)雜、不靈活和不符合人的生理尺寸而造成戰(zhàn)斗命中率低等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。通過分析研究通過分析研究：在人和武器關(guān)系中，主要的限制因素不是武器而是人，并深感“人的因素”在設(shè)計中是不能忽視的一個重要條件。同時還認識到同時還認識到，要設(shè)計一個高效能的裝備，只有工程技術(shù)知識是不夠的，還必須有生理、心理學(xué)、人體測量學(xué)、力學(xué)等學(xué)科方面的知

5、識。因此因此：二戰(zhàn)期間，人機工程學(xué) 首先在軍事領(lǐng)域中展開了與設(shè)計相關(guān)學(xué)科的綜合研究與應(yīng)用。例如：為了使所設(shè)計的武器能夠符合戰(zhàn)士的生理特點，武器設(shè)計家不得不把生理學(xué)家、解剖學(xué)家、心里學(xué)家等請去，一同為設(shè)計操縱合理的武器而觸摸獻策。三、現(xiàn)代人機工程學(xué)三、現(xiàn)代人機工程學(xué) （第二次世界大戰(zhàn) 之后）二戰(zhàn)后，各先進工業(yè)國紛紛開展人機工程學(xué)的研究。美國：首先在航空航天領(lǐng)域得到發(fā)展研究范圍：太空中的生理需要、太空中漫長的空間旅行需求60年代，歐美各國進入了大規(guī)模的經(jīng)濟發(fā)展時期研究范圍：進入了系統(tǒng)的研究階段（如：信息論、系統(tǒng)論）60年代至今, 研究范圍：使機器的操作不越出人類能力界限之外第二章 人體測量與作業(yè)區(qū)

6、設(shè)計第一節(jié) 人體測量人體測量定義人體測量定義：人體測量學(xué)說通過測量人體各部位尺寸來取定人與人之間和與群體之間在人體尺寸上的差距的一門學(xué)科。最早對這個學(xué)科命名的是：比利時 數(shù)學(xué)家Quitlet奎特蕾特，于1870年出版了人體測量學(xué)一書。第一節(jié) 人體測量一、人體尺寸的測量方法工具：裁縫用的軟尺方法：按骨點進行（參考人體測量項目圖）二、人體測量中的一些概念1、平均值平均值表示全部被測數(shù)值做算術(shù)平均值，用這一概念表示一個被測群體與其他群體的獨有特征2、百分位 它表示了某一測量數(shù)值和被測群體之間的百分比關(guān)系3、測量項目（）測量項目測量項目作業(yè)：作業(yè)： （1）按照人機工程學(xué)的觀點，我們身邊的機械、工具、設(shè)

7、備、環(huán)境以及我們的作業(yè)有那些地方需要改進，試舉例說明。 （2）人體測量項目圖示（手繪，并標清各項目圖示）人體測量數(shù)據(jù)表（男、女各測量25人，共測量50人）人體測量數(shù)據(jù)分析表（男、女各按照百分位排列）用得出來的數(shù)據(jù)制作標準男性模板一副 第二節(jié) 作業(yè)區(qū)設(shè)計一、作業(yè)空間的設(shè)計原則人在某種姿態(tài)下 人在空間的活動范圍。 從人機工程學(xué)的角度看，一個理想的設(shè)計師考慮各方面因素折中所得，其結(jié)果對美國單項而言，可能不是最優(yōu)的，但應(yīng)最大程度減少作業(yè)者的不便于不適第二章 人體測量與作業(yè)區(qū)設(shè)計ABCD總的概念總的概念（三原則）1.保證每個基本動作完成2.著眼于人，考慮到人的需求構(gòu)成空間環(huán)境的產(chǎn)品對人的關(guān)系3.作業(yè)空間

8、不能違反客觀的條件和物（環(huán)境現(xiàn)有因素）二、作業(yè)空間的范圍（平面、立面和斜面）1.平面（水平作業(yè)面）水平作業(yè)面水平作業(yè)面主要是坐姿作業(yè)、站姿作業(yè)和站坐交替作業(yè)場合采用，它必須位于作業(yè)者舒適的手工作業(yè)空間范圍內(nèi)。正常作業(yè)區(qū)域正常作業(yè)區(qū)域：作業(yè)者小臂正常放置而上臂處于自然懸垂狀態(tài)；最大作業(yè)區(qū)域最大作業(yè)區(qū)域：臂部伸展狀態(tài)下能夠操作，且這種作業(yè)狀態(tài)不宜持續(xù)很久水平作業(yè)范圍內(nèi)，小臂前伸較小，肘關(guān)節(jié)處于多運動，因此考慮臂部運動相關(guān)性。站姿站姿舒適工作面高度：比站立時肘高低510cm我國男性站立時平均肘高：102105cm我國女性站立時平均肘高：9698cm適合男性站立工作面高度應(yīng)為：92-100cm適合女性

9、站立工作面高度應(yīng)為：86-98cm精密作業(yè) 一般作業(yè) 重負荷作業(yè)工作面高度與作業(yè)性質(zhì)關(guān)系精 密 工 作 ：較高的工作面，以改善視力重負荷作業(yè)：較低的工作面，便于手部使勁坐姿坐姿重要的尺寸重要的尺寸：工作左面與椅子左面之間的距離辦公室工作人員辦公室工作人員較喜歡的桌椅距離是：27-30cm即：辦公室桌高：75cm 椅子的高度：45cm一般坐姿作業(yè)一般坐姿作業(yè)：作業(yè)面高度 在 坐姿狀態(tài)下 肘高以下5-10cm電腦人群電腦人群的坐姿作業(yè)，需考慮鍵盤和鼠標墊高度，所以桌面高度比一般作業(yè)面略低一些。站坐交替站坐交替 從人體生理的角度來講，能夠交替站著和坐著進行工作的工作臺上比較好的，因為長期站著，腿部負

10、荷過重，容易感到疲勞，而總是坐著運動太少，不利于身體健康。 站和坐會導(dǎo)致不同肌肉的疲勞和酸痛，久站久坐會促使一些職業(yè)病的發(fā)生。作業(yè)面高度作業(yè)面高度：以站立時作業(yè)面高度為準，為坐著工作時提供較高的椅子即可。椅子高：75-95cm,同時提供腳踏板，以便更加舒服注意：注意： 作業(yè)面高度不等于桌面高度，它包含工作物本身工作物本身的部分高度。所以作業(yè)面高度通常是指人的手在工作時相對于地面的高度人的手在工作時相對于地面的高度。作業(yè)面高度高度是決定人工作時的身體姿勢身體姿勢的重要因素。 不正確的作業(yè)面高度，影響人的姿勢，引起身體的歪曲，以致腰酸背痛。作業(yè)面太低：人的視力受到影響，人不得不彎著身子或者低著，產(chǎn)

11、生腰酸脖子疼作業(yè)面太高：人在工作中不得不太高手臂，這有會使肩膀疼。第三章 動作與姿態(tài)問題第一節(jié) 動作研究 人機關(guān)系體現(xiàn)在人人對物物的使用過程中，而使用過程是由人的一系列動作和姿態(tài)構(gòu)成的。從這個意思上說，動作姿態(tài)是聯(lián)系人、機兩個方面的紐帶，是人機界面中最實質(zhì)性的因素。設(shè)計師必須對人的動作姿態(tài)特性有所了解，才能處理好系統(tǒng)中的人機關(guān)系。一、運動生理1、肌肉系統(tǒng)人的運動能力和肌肉類型有關(guān)。人體肌肉人體肌肉塊收縮纖維（快?。K收縮纖維（快?。┞湛s纖維（慢?。┞湛s纖維（慢?。┛旒。嚎旒。菏湛s幅度大，速度快，力量大，但容易疲勞，耐力能力差；（適合完成短期運動運動 型型的動作）慢肌慢肌: 收縮幅度小，速度

12、慢，力量小，但消耗能量少，不容易疲勞。（適合完成長時間 耐力型耐力型的動作） 2.神經(jīng)系統(tǒng)人的動作是受神經(jīng)中樞和大腦控制的。大腦皮層有兩個專管動作專管動作的神經(jīng)元集中神經(jīng)元集中區(qū)區(qū)，分別叫做基本運動區(qū)和運動前區(qū)?；具\動區(qū)基本運動區(qū)：指揮的動作控制程度高，需要人付出較多精力。如：最初學(xué)習某種技巧（彈琴、打字）手指的運動受基本運動區(qū)指揮。熟練掌握該動作后，運動的指揮中心轉(zhuǎn)移到運動前區(qū)運動前區(qū)運動前區(qū)：運動前區(qū)：不用思考的做出非常精確迅速、平穩(wěn)的動作和動作序列，消耗的體力和精力達到最低點。 3.運動協(xié)調(diào)器官人的協(xié)調(diào)能力不是天生就有的，基本上是由于生存的需要后天學(xué)會?？刂七\動協(xié)調(diào)能力的器官 耳、中樞

13、神經(jīng)，和肌肉綜合作用的結(jié)果。二、運動行為類型人做運動行為可分為：有意識動作和下意識動作兩大類有意識動作有意識動作：受基本運動區(qū)指揮。目的性強下意識動作下意識動作：不受基本運動區(qū)指揮。受本能和習慣指使，如：眨眼，是肌體自身的一種自我保護和調(diào)節(jié)機制。不斷重復(fù)有意識到動作可以最終變成下意識到動作。通常包有意識動作分成如下幾類：通常包有意識動作分成如下幾類：有意識動作有意識動作1.定位動作定位動作2.逐次動作逐次動作3.重復(fù)動作重復(fù)動作4.連續(xù)動作連續(xù)動作5.調(diào)整動作調(diào)整動作1.定位動作定位動作 根據(jù)某一目的吧身體的某一部位移動一個特定的位置，如：伸手抓茶杯、按開關(guān)等，是一種控制程度較高的動作。 借助

14、視覺幫助的定位叫做視覺定位動作視覺定位動作。衡量其好壞的標準是：動作的速度和準確性，與目標物體的位置、大小、形狀、色彩等因素有關(guān)，（最佳視角60視覺范圍內(nèi)定位質(zhì)量較高）四肢伸出的動作比收回的動作質(zhì)量高手臂有前方向兩側(cè)移動比想法的動作定位質(zhì)量高盲目定位的動作反復(fù)重復(fù)的動作，可使肌肉神經(jīng)等感覺器官“記住”目標的位置，逐漸做到不依賴視覺，這時叫做盲目定位的動作。 實驗可知：實驗可知：容易達到的位置，肌肉用的力氣小，參與動作的肌肉少、感覺靈感面單一、記憶能力也強，反之則差。2.逐次動作逐次動作 一些列不同目標的動作加起來就是逐次動作。比如比如：按某一號碼打電話，按固定程式開走一輛汽車逐次動作的質(zhì)量逐次

15、動作的質(zhì)量：用速度、準確性和差錯率衡量，受邏輯影響，這種邏輯可以說位置的邏輯，也可以說人們熟知的某種習慣性。例如例如：在電話鍵盤上依次從1 按到0 做錯誤率比按一個無規(guī)律的號碼錯誤率小原因原因：前者的動作具有位置上的邏輯有些設(shè)計師嘗試把電話鍵盤按人們熟知的鐘面數(shù)字鐘面數(shù)字位置排列，提高了主次動作的質(zhì)量，這可看成是利用習慣性的例子3.重復(fù)動作重復(fù)動作 在一段時間內(nèi)連續(xù)做同一動作同一動作叫做重復(fù)動作如：走路、騎自行車重復(fù)動作重復(fù)動作不需要過多意識到控制，僅神經(jīng)和肌肉的記憶能力就可不斷的坐下去，因而速度和準確度較高，是比較容易完成的動作。重復(fù)動作時重復(fù)動作時，肌肉處在不斷松弛和緊張的潛狀態(tài)中，因而不

16、容易疲勞，持續(xù)時間較長。 重復(fù)動作的最高頻率最高頻率因人而異，一個馴良有素的拳擊受1秒鐘何以出擊5-7次，而一般是最高只到達3次。4.連續(xù)動作連續(xù)動作 對操縱對象進行連續(xù)控制的動作連續(xù)控制的動作，如：用槍追蹤瞄準一個運動目標，或按一個看不見的套路打太極拳都是連續(xù)動作連續(xù)動作是一種全程控制行為，自始至終需要意識參與，因此占用精力較大。連續(xù)動作的控制與控制論有關(guān)，其質(zhì)量評定較為復(fù)雜，我們可簡單的以追蹤角度來衡量 動作調(diào)整是肌體的一種自我保護方式自我保護方式，通過不斷的調(diào)整動作以改善某一部分的受力狀態(tài)。實際上，人體在靜態(tài)時便時時處于這種調(diào)整動作之中。5.調(diào)整動作調(diào)整動作三、動作分析方法 人們多動作的

17、研究始于泰勒、吉樂布雷斯等人，后來，發(fā)展了叫做“動作與時間研究”一門學(xué)科，用于指導(dǎo)生產(chǎn)線生產(chǎn)線和生產(chǎn)管理生產(chǎn)管理。其中的一些分析方法，可以被設(shè)計師借鑒，這里主要介紹吉樂布雷斯吉樂布雷斯的動作分析方法薩布里克動作分類。類別基 本 動 作一伸手抓住移動定位組裝拆下運用放置二尋找發(fā)現(xiàn)選擇檢查思考預(yù)安放三緊握難免的延遲可免的延遲休止吉樂布雷斯的薩布里克動作分類吉樂布雷斯的薩布里克動作分類吉樂布雷斯把人的動作分解成吉樂布雷斯把人的動作分解成 18 個要素。個要素。 第一類 完成作業(yè)必要的動作； 第二類 輔助性的動作； 第三類 是多余的動作；經(jīng)研究去掉第三類動作，精減第二類動作，使之符合動作的經(jīng)濟原則?？?/p>

18、效仿以下步驟：1.根據(jù)系統(tǒng)目標的需要，按順序列出使用產(chǎn)品方式的所有動作。 2.按照哦要程序找出那些些動作是必不可少 3.去掉多余的動作，按人的特性對動作進行重構(gòu) 4.按動作序列設(shè)計產(chǎn)品四、動作重構(gòu)動作經(jīng)濟原則 1.有效利用肢體能力利用肢體能力能用腳、左手完成的動作就不用右手完成，把動作力量最強的右手留出來做重要的工作。能有單手完成的動作就不用雙手完成。2.使動作盡可能節(jié)約盡可能節(jié)約（盡可能地使操縱簡化，縮少動作距離減少動作數(shù)量）3.使動作盡可能符合人的運動特性符合人的運動特性動作設(shè)計要連續(xù)具有節(jié)奏感，符合人的某種動作習慣。四肢的動作要有助于保持重心的穩(wěn)定（如一只手向前一只手向后）。4.動作分配

19、要合理分配要合理根據(jù)動作的力量，動作幅度、精密程度合理分配給四肢5.避免靜態(tài)持續(xù)的用力持續(xù)的用力（疲勞加速）第二節(jié) 肢體的活動范圍肢體的活動范圍主要受骨骼和韌帶的限制，是影響人運動能力的另一個因素，種族、性別、年齡、行為習慣的不同也會對肢體活動范圍產(chǎn)生影響。坐姿的肢體活動范圍第三節(jié) 肢體的用力范圍一、影響肌力度因素人的肌力與許多因素有關(guān)。最重要的影響因素是年齡、性別、種族、訓(xùn)練。1.年齡因素年齡因素男性力量：20歲以前 1520歲 最大力量可保持 40歲 50歲 65歲 不斷增長 頂峰 510年 下降5-10 下降5 下降25 女性力量：30歲左右達到頂峰2.性別因素性別因素民族不同男女之間肌

20、力差別也是不同的白種人：女性比男性平均小30-35 黃種人：男女差距沒有這么大。二、幾種姿態(tài)下的肌力三、持續(xù)用力的問題 肌肉在持續(xù)用力時，收縮的組織壓血管，阻止了肌肉的血液循環(huán)和能量變換，使肌肉得不到糖為氧，也無法排除代謝出來的廢物，從而很快造成那個肌肉的疲憊。 持續(xù)用力的肌肉疲勞程度肌肉疲勞程度和用力的大小用力的大小有關(guān)，持續(xù)用力小雨最大肌力的15 時，血液循環(huán)基本正常，當達到最大肌力的50 時，血液循黃完全阻斷，疲勞加速。例：如何設(shè)計指針式 顯示裝置的設(shè)計 人機系統(tǒng)中，操縱裝置（又稱控制裝置、調(diào)節(jié)裝置控制裝置、調(diào)節(jié)裝置）是指通過人的直接或間接動作來使機器啟動、停止啟動、停止或改變運行狀態(tài)改

21、變運行狀態(tài)的各種元件、器件、部件、機構(gòu)以及它們的組合等環(huán)節(jié)。 其基本功能是把操作者的響應(yīng)響應(yīng)輸出轉(zhuǎn)換成機器設(shè)備的輸入信息輸入信息，進而控制機器設(shè)備的運行狀態(tài)運行狀態(tài)。 操縱裝置是人機系統(tǒng)中的重要組成部分。其設(shè)計是否得當，關(guān)系到整個系統(tǒng)能否正常安全運行。操縱裝置設(shè)計操縱裝置的類型v 按人體操作部位的不同，可分為手控操縱手控操縱裝置（如旋鈕、按鈕、手柄、操縱桿等）和腳腳控操縱裝置控操縱裝置（如腳踏板、腳踏鈕等）兩大類。v 手控操縱方式有手指接觸、手接觸、手捏住、手握住等；腳控操縱的方式有整個腳踏、腳掌踏、腳跟踏等。v 按操作時的運動運動形式形式分類，有：旋轉(zhuǎn)運動 有曲柄、手柄、手輪、旋塞、旋鈕、鑰

22、匙等擺動運動 有開關(guān)桿、調(diào)節(jié)桿、杠桿鍵、踏板等平移運動 有按鍵、鍵盤、鋼絲脫扣等牽拉運動 有拉手、拉鈕、拉環(huán)、拉圈等v 按功能功能分類，開關(guān)控制 只使用開或關(guān)就能實現(xiàn)啟動或停止的操縱裝置，如按鈕、踏板、手柄等轉(zhuǎn)換控制 用于將一種工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種工作狀態(tài)的操縱裝置，如選擇開關(guān)、選擇按鈕等調(diào)整控制 使用這種操縱裝置可以使系統(tǒng)的工作參數(shù)穩(wěn)定地增加或減少，如按鈕、操縱盤等制動控制 用于緊急狀態(tài)下的啟動啟動或停止停止的操縱控制，要求可靠性高，靈敏度高，如制動閘、操縱桿、手柄和按鈕等v 根據(jù)操縱器的功能特點和使用操縱器的具體條件（如使用要求、空間位置、環(huán)境因素等）初步選擇工作效率高的幾種形式，然后考慮

23、經(jīng)濟因素進行篩選確定。常用控制器的使用功能操縱裝置的選用操縱器名稱使用功能操縱器名稱使用功能啟動不連續(xù)調(diào)節(jié)定量調(diào)節(jié)連續(xù)調(diào)節(jié)輸入數(shù)據(jù)啟動不連續(xù)調(diào)節(jié)定量調(diào)節(jié)連續(xù)調(diào)節(jié)輸入數(shù)據(jù)按 鈕按鈕開關(guān)按鈕選擇開關(guān)旋 鈕踏 鈕常用控制器的使用情況比較 操縱器使用情況按鈕旋鈕踏鈕旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)扳鈕開關(guān)手搖把操縱桿手輪腳踏板開關(guān)控制適合適合適合分級控制324個擋適合最多3檔粗調(diào)節(jié)適合適合適合適合細調(diào)節(jié)適合快調(diào)節(jié)適合適合需要的空間小小中中大中小中大中大大大要求的操縱力小小小中小中小小大小大大大編碼的有效性好好差好中中好中差視覺辨別位置可以好差好可以差好可以差觸覺辨別位置差可以差好好差可以可以可以一排類似操縱器的檢查差好差

24、好好差好差差一排類似操縱器的操作好差差差好差好差差操縱裝置的設(shè)計v 操縱裝置用力特征的考慮：人的手和腳的運動能力 人的手在垂直面垂直面內(nèi)的運動速度比在水平面內(nèi)快，準確度高 手從上往下上往下運動比從下往上下往上運動快 在水平面內(nèi)手的前后運動比左右運動快 做旋轉(zhuǎn)運動比做直線運動快 。同時，還要考慮人的肢體運動 v人體作業(yè)姿勢姿勢與用力用力的考慮： 坐姿下比立姿立姿下更能施力施力 立姿時的拉力拉力比推力大 坐姿時推力推力稍大于拉力 右手右手的拉力比左手拉力大 前后操作前后操作力比左右扳力大v操縱阻力操縱阻力的考慮： 操作操縱裝置時用力適宜用力適宜，才能使工作效率最高工作效率最高。適宜的用力與操縱裝置

25、的性質(zhì)性質(zhì)及操縱方式方式密切相關(guān)。對于只求操縱速度只求操縱速度不求精度的場合，操縱用力應(yīng)當越小越好。若要求精度若要求精度很高很高，那么必須使操縱裝置具有一定的阻力阻力。最小阻力最小阻力應(yīng)大于操作人員手腳的最小敏感壓力最小敏感壓力，防止操縱裝置被無意觸碰引起偶發(fā)啟動。 操縱阻力包括靜摩擦力、彈性阻力、粘滯阻力和慣性等。v避免持續(xù)性持續(xù)性的靜態(tài)下肌肉用力靜態(tài)下肌肉用力的考慮： 即使操作姿勢是舒適的，如果持續(xù)保持一段時間，也會很快導(dǎo)致肌肉疲勞。v輔助能源、性別、作業(yè)姿勢等方面的考慮：常用的手控操縱裝置的設(shè)計v 手控操縱裝置包括旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式操縱裝置（旋鈕、搖柄、舵輪等）、移動移動式式操縱裝置（操縱桿、

26、手閘、扳鈕開關(guān)、指撥滑塊等）、按壓式按壓式操縱裝置（按鈕、按鍵）等：旋鈕的設(shè)計 一般分為多級連續(xù)多級連續(xù)旋轉(zhuǎn)旋鈕旋轉(zhuǎn)旋鈕（控制范圍超過360）；間隔旋轉(zhuǎn)旋間隔旋轉(zhuǎn)旋鈕鈕（控制范圍不超過360）；定位指示旋鈕定位指示旋鈕（旋鈕的操縱受臨界位置的定位控制）等三類。 手柄形式和著力部位的比較 手柄的設(shè)計 對手柄設(shè)計的基本要求是手握舒適手握舒適，施力方便施力方便，不打滑不打滑，動作可控制動作可控制。手柄的形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)手的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和生理特征生理特征進行設(shè)計。應(yīng)盡量減輕掌心和指骨間肌的受力，保證掌心掌心不長期受壓受震。 坐姿坐姿下操縱手柄時的幾種用力方向下操縱手柄時的幾種用力方向 坐姿下第5百分位男子

27、手臂的施力手臂的施力（單位：N） （1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）肘部彎曲度拉推向上向下向內(nèi)向外左 右左 右左 右左 右左 右左 右180222 231187 22240 6258 7658 8936 62150187 249133 18767 8080 8967 8936 67120151 187116 16076 10793 11689 9845 6790142 24998 16076 8993 11671 8045 7160116 10796 15167 8980 8976 8953 71（1）有效地實現(xiàn)預(yù)定功能；（2）與使用者身體成適當比例；（3）按作業(yè)者力度和工作能力來設(shè)計

28、；（4） 不應(yīng)引起不尋常的作業(yè)姿勢；（5）必須以一些形式向使用者提供感官反饋；（6）所需開發(fā)及維護成本是合理的。一般設(shè)計原則作業(yè)工具設(shè)計v避免靜態(tài)肌肉負載（如何解決？）v避免不協(xié)調(diào)的腕部方位（如何解決？）v避免掌部組織受壓（如何解決？）v避免手指重復(fù)動作（如何解決？）生理因素工位因素A與B，哪幅更“人機”？C與D，工具和姿勢有什么關(guān)系？ABCDv例：座椅設(shè)計v第一部分：功能分析v第二部分：尺寸設(shè)計v第三部分：座椅設(shè)計v第四部分：人機系統(tǒng)分析一：雖然作業(yè)者以坐姿作業(yè)坐姿作業(yè)有很多好處，如坐姿工作時腳部壓力減輕、體能消耗減少等。但坐骨坐骨要承受上身的大部分重量，對脊椎脊椎的壓力也可能增大，從而可能

29、引發(fā)坐骨疼痛坐骨疼痛、腰部酸痛腰部酸痛、疲勞疲勞等病痛癥狀和不適感。圖示：立姿立姿和坐姿坐姿時脊柱的 形態(tài)示意圖分析二：人體處于側(cè)臥姿勢側(cè)臥姿勢時的腰椎彎曲弧線腰椎彎曲弧線，是 放松的，是正常的腰曲弧 線（舒適地側(cè)臥、軀干軀干 大腿大腿夾角和膝部角度都約 為135）。處于其它姿勢 時，腰部都承受腰部都承受一定壓 力，從站立到坐下時，人 的脊柱形狀發(fā)生明顯的變 化。圖示：16種不同姿態(tài)下，腰骶部位腰骶部位的脊柱形狀（從X光描畫），以及正常腰曲弧線（D）與其余15種姿勢下腰曲弧線的對比。小結(jié)：從坐姿生理學(xué)角度，應(yīng)保證腰曲弧線正常腰曲弧線正常；從坐生物力學(xué)角度，應(yīng)保證肢體免受異免受異常力常力的作用。

30、從這樣兩個方面出發(fā)，來設(shè)計確保舒適坐姿的座椅。圖示：”vertebra”椅，1977年分析一分析一：座椅設(shè)計與工位和作業(yè)空間設(shè)計十分相關(guān)，總的原則是：工作座椅應(yīng)該為作業(yè)者提供可靠的支撐可靠的支撐，適當?shù)幕顒涌臻g活動空間，并最大限度地保證作業(yè)者處于較自然較自然的作業(yè)姿勢。特定工位下對座椅有可調(diào)節(jié)性等方面的要求。以座椅設(shè)計相關(guān)的人體測量值為基礎(chǔ)，適當?shù)卮_定座椅尺寸，是座椅尺寸設(shè)計的基礎(chǔ)?？烧{(diào)節(jié)座椅的尺寸設(shè)計參數(shù)如下所示：圖示：可調(diào)節(jié)座椅尺寸示意圖圖示：可調(diào)節(jié)座椅尺寸參數(shù)推薦設(shè)計值及相關(guān)說明座椅參數(shù)設(shè)計值inch (cm)說明A-座椅高度16-20.5（40-52）過高則壓迫大腿；過低則使椎間盤壓力

31、增加B-坐墊深度15-17（38-43）過長則抵壓膝彎部。應(yīng)使用弧曲輪廓C-坐墊寬度18.2（46.2）對胖人推薦用較寬值D-坐平面傾角-10-+10前部朝下傾斜時，座椅面料須有更大的摩擦力E-相對于坐平面的靠背角90105最好，但需要對工作臺作調(diào)整F-靠背寬度12（30.5）在腰部處測量G-腰靠6-9（15-23）從坐平面到腰靠中心的垂直高度H-腳踏板高度1-9（2.5-23）I-腳踏板深度12（30.5）J-腳踏板距離16.5（42）K-腳部間隙26（66）L-作業(yè)平面的高度32（81）由肘部支撐面的高度決定M-作業(yè)面厚度2（8（20）最小值分析二：種族差異種族差異對人體尺度的影響，同樣也

32、反映在座椅尺寸的設(shè)計上，另外，不同年齡不同年齡、不同性別性別的使用者對座椅尺寸也顯然有相差較大的要求。研究結(jié)果：針對我國成年人作業(yè)者設(shè)計座椅時，其主要尺寸參數(shù)的設(shè)計值調(diào)整如下，即座椅高度（A）：36cm至48cm；坐墊深度（B）： 36cm至39cm，推薦值為38cm；坐墊寬度（C）：37cm至42cm，推薦值為40cm；腰靠高度（G）：16.5cm至21cm；腰靠水平方向長度：32cm至34cm，推薦的取值為33cm；腰靠垂直方向長度：20cm至30cm，推薦的取值為25cm。序言：座椅一般由坐墊、背靠坐墊、背靠或腰靠腰靠、支架支架等主要組件構(gòu)成，也可以有扶手扶手、頭靠、調(diào)節(jié)裝置頭靠、調(diào)節(jié)裝

33、置、腳滑輪腳滑輪等構(gòu)件。分析一：從坐姿生理學(xué)生理學(xué)和生生物力物力學(xué)出發(fā)，進行作業(yè)座椅設(shè)計時，首先應(yīng)提供良好的腰靠支撐腰靠支撐，以減少腰椎部位腰椎部位的向外拱曲向外拱曲，盡量使脊柱尤其是腰椎部位保持自然的弧自然的弧曲狀態(tài)。曲狀態(tài)。圖示：6種基本坐姿分析二：其次，通過維持較大的軀干-大腿夾角，減少骨盆骨盆的轉(zhuǎn)動量，從而減小腰椎腰椎向外拱曲的程度。可以通過跪坐的坐姿來實現(xiàn)。但跪坐跪坐會對膝蓋部位產(chǎn)生壓力。于是人們又開發(fā)了坐墊的前部下傾前部下傾、形狀似成鞍馬狀的座椅，既保證了較大的軀干-大腿夾角，又取消了膝部的跪姿支撐跪姿支撐。圖示：”Balans Variable”椅，1979年分析三：再者，除了腰

34、靠外，一些作業(yè)還要求座椅具有頭靠（如駕駛座椅）和扶手等。另外，坐墊前緣應(yīng)柔軟并有適當角度，以免阻礙腿部的血脈暢通。面料應(yīng)有良好的透氣性和一定的摩擦力。有時還要求有阻燃性等。最后，有時還應(yīng)考慮腰靠，頭靠、扶手、座椅高度等方面的可調(diào)節(jié)性，以及腰靠，坐墊的彈性等因素。分析：腰酸背痛是日常生活和工作中的常見癥狀。基根（.Keegan)博士借助光拍片手段，研究了人們在多種姿勢下腰骶部位的脊柱狀態(tài)變化，探討了引起腰部不適與疼痛的主要原因，還以解剖學(xué)、生理學(xué)和病理學(xué)知識為基礎(chǔ)，對腰部不適的原因進行了剖析，對設(shè)計出滿足舒適且有保護作用的基本要求的座椅，提出了若干設(shè)計要點及其重要程度。這些要點適用于所有類型的座

35、椅，不論其外形和用途。運用所學(xué)過的人機知識，評價一下這個咖啡壺。、最為重要和效果顯著的座椅特征是有腰靠腰靠。、第二重要的特征是保護保護軀干軀干和大腿間大腿間具有至少的夾角。、合適的坐墊深度、使膝窩后面有足夠空間足夠空間，以便變換腿部位置。、座椅高度合適，使腳部能舒適地平放在地面上舒適地平放在地面上。、座椅下部應(yīng)提供足夠空間，便于坐著時放松腳部放松腳部，站起時腳部好立足。、坐墊有的傾斜，以與腰靠一起維持良好的位姿。腰靠一起維持良好的位姿。、坐墊的前緣向下弧曲或為軟墊，以便于腿部放下腿部放下、腳部著地。坐墊下的結(jié)構(gòu)件應(yīng)向后傾，以不妨礙放松坐著時腳放到座椅下。哪種產(chǎn)品更“人機”？哪種產(chǎn)品更“人機”呢

36、？功能一樣，你會選擇哪一種呢？人機工程學(xué)，懶人的最愛。作業(yè)：作業(yè)：1.廚房、寢室、衛(wèi)生間等作業(yè)空間人機工程學(xué)分析（分組考察、測量，寫分析報告）2.根據(jù)人機工程學(xué)的原理設(shè)計打氣筒一個（草圖30個）3. 制作打氣筒比例產(chǎn)品模型一件 第四章 環(huán)境行為與空間設(shè)計 商業(yè)行為是指消費者消費者和經(jīng)營者經(jīng)營者的相互作用的行為，包括消費者的消費行為消費者的消費行為和營銷者的商品銷售行為營銷者的商品銷售行為。不同的行為表象，對環(huán)境提出了各自的要求店堂設(shè)計店堂設(shè)計：就是要根據(jù)商業(yè)行為的特性商業(yè)行為的特性和表現(xiàn)，運用各種設(shè)計手段，綜合解決購物和消費的關(guān)系，設(shè)計出消費者和經(jīng)營者能夠正常舒適正常舒適的從事買賣行為的店堂空

37、間和環(huán)境。商業(yè)行為與店堂設(shè)計商業(yè)行為與店堂設(shè)計一、消費行為與購物環(huán)境一、消費行為與購物環(huán)境二、店堂空間形式和特點二、店堂空間形式和特點三、店堂空間組合與環(huán)境氛圍的營造三、店堂空間組合與環(huán)境氛圍的營造第一節(jié) 商業(yè)行為與店堂設(shè)計一、消費行為與購物環(huán)境一、消費行為與購物環(huán)境（一）購物心理過程（三種）1.認識過程認識過程：注意興趣聯(lián)想欲望2.情緒過程情緒過程：比較信任情緒產(chǎn)生變化主要受以下因素給影響：（1）購物現(xiàn)場的影響，說明店堂裝修裝修的重要性（2）商品的影響，說明商品展示展示的重要性（3）社會情感的影響，說明商業(yè)廣告宣傳廣告宣傳的重要性3.意志過程意志過程：行動檢驗（二）消費群體和消費個體消費群體

38、消費群體：收入水平相等、購物興趣相同、受教育程度接近等，這些消費者特點相同或相近的消費者，統(tǒng)稱為消費群體。消費個體消費個體：所進行的任何消費行為都屬于個人行為形式。（三）購物行為目的與動機商業(yè)心理學(xué)家將顧客購買目標的選定程序分為三類：1.有目的地購買有目的地購買2.有選擇的購買有選擇的購買3.無目的的購買無目的的購買 這類顧客沒有形成購物動機，即：不確定型不確定型他們?nèi)ド痰隉o一定的目的，腳步緩慢，行動無規(guī)律。必須在購物環(huán)境的影響下購物環(huán)境的影響下，才能形成購買動機。銷售行為的目的主要是提高這種“潛在顧客潛在顧客”的購買率。這種心理特征表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）新奇（神秘的、未知的、不可測的事物

39、更使人神往）（2）偏好（消費者習俗、年齡、職業(yè)不同，會對某些商品商店有偏好）（3）習俗（4）求名（對品牌的信任與追求，樂于按商標認購商品）（5）趨美（商品陳列和展示商品陳列和展示與購物環(huán)境購物環(huán)境的統(tǒng)一性，一個美的商品應(yīng)該配一個美的購物環(huán)境，才能喚起人們在心理上的一種美德享受）（四）購物心理對購物環(huán)境的要求 由于顧客的需求目標、需求標準、購物心理、等差異，會表現(xiàn)出各色各樣的購物行為，但共同點是“求好、求廉、求新、求變、求實、求美”，也就是“物美價廉，購物方便”。這些對于設(shè)計者來說都是必須考慮和研究的。顧客的購物心理對購物環(huán)境大概表現(xiàn)出以下幾點要求：1.購物環(huán)境便捷性2.購物環(huán)境選擇性3.購物環(huán)

40、境識別性4.購物環(huán)境舒適性5.購物環(huán)境舒適性二、店堂空間形式和特點二、店堂空間形式和特點 不同類型的商業(yè)空間，有不同的店堂空間形式、不同的功能特點，不同的店堂環(huán)境。按建筑空間規(guī)模分區(qū)，可分為大、中、小型商店。 商店類別 建筑面積商店規(guī)模百貨商店、商場 菜市場 專業(yè)商店大型1500060005000中型3000150001200600010005000小型300012001000表 店堂空間店堂空間形式和特點店堂空間形式和特點（一）貨攤和售貨亭特點：靈活性、流動性增強了生活氣息（二）中小型商店（百貨店、專業(yè)店、連鎖店）（一般為一層）特點：具有很強的靈活性、專業(yè)性，商品隨市場經(jīng)濟不斷的調(diào)節(jié)或轉(zhuǎn)向，店堂展示也具很大的靈活性。（三）中小型自選商店特點：方便顧客，店堂環(huán)境簡潔，較多考慮使用功能的需要，一般不做過多的裝飾中型百貨商店尺寸中型