《人機(jī)工程學(xué)舉例》PPT課件.ppt

1、人機(jī)工程學(xué)產(chǎn)品舉例,1、日常生活中人機(jī)學(xué)問題,在我們的日常生活中，可以說時時處處都存在著人機(jī)學(xué)問題，包括合理的和不合理的事例。在全面學(xué)習(xí)本課程之前，環(huán)視、巡察、指點一番，使我們概略地了解到，原來有這么多屬于人機(jī)工程設(shè)計應(yīng)該關(guān)注和解決的問題，心中有數(shù)，對學(xué)習(xí)課程很有好處。下面只是隨意列舉一些，簡單地把問題所在點出來，不多解說。因為進(jìn)一步分析、研討，將在以后各章各節(jié)中陸續(xù)展開。,1.1例1腰疼沙發(fā)(a),城市里有的家庭買了大沙發(fā)，豪華氣派，可是坐不多久腰部就難受酸疼了，不得不在腰后面墊上一個“腰靠”。為什么?,1.1例1腰疼沙發(fā)(b),大沙發(fā)座面進(jìn)深大，無論怎么后靠，腰椎后面總是空著，使脊柱腰椎段

2、向后的彎曲度加大，形成了不正常的腰椎形態(tài)，不符合坐姿解剖學(xué)要求。這就是產(chǎn)品設(shè)計中的解剖學(xué)問題。,1.2例2主枕頭附枕頭(a),一些“上檔次”的賓館里，單人床常配有兩個同樣的枕頭。本意是讓習(xí)慣低枕頭的人用一個枕頭，習(xí)慣高枕頭的人兩個枕頭疊起來用。但這真是一個愚不可及的“高招”、“損招”!一般人們對枕頭高度要求的差別，哪有一倍之多呢?其結(jié)果是：用一個枕頭絕大多數(shù)人嫌低，而兩個摞起來絕大多數(shù)人又嫌高，很少有人能獲得“正常待遇”。,1.2例2主枕頭附枕頭(b),其實只要采用一個稍許高一點的“主枕頭”、再配一個較薄的“附枕頭”，豈不就能滿足多數(shù)人的需要了嗎?并不難解決。問題出在哪里?缺乏“產(chǎn)品應(yīng)與生理條

3、件相適應(yīng)”的考究。,1.3例3車廂窗戶(a),車廂外表面為墨綠色的舊式旅客列車，其硬座車廂窗戶的高度，正與坐著乘客的胸、肩、頭部齊平。打開窗戶，行駛中每小時風(fēng)速達(dá)六、七十或七、八十千米，即使最悶熱的夏季，迎風(fēng)被吹的乘客也經(jīng)不住多久，而背風(fēng)一側(cè)乘客卻依然熱不可擋.,1.3例3車廂窗戶(b),其實改進(jìn)一點也不難，把窗戶提升到比站立者身高略高一點即可，而且這樣做也并不增加生產(chǎn)成本?，F(xiàn)在的新式客車已經(jīng)這么改了，即使多個窗戶同時打開，風(fēng)也不會直吹乘客，卻能在車廂上部形成新鮮空氣的“順流”，效果甚佳。,1.4例4腳踏鈕(或腳踏桿)沖水,公共衛(wèi)生間里水箱拉繩邊上貼著醒目的提示“便后沖水”，但是不沖水的現(xiàn)象司

4、空見慣。公眾素質(zhì)有待提高固然是一方面，但另一方面，水箱拉繩把手不干凈是人人皆知、也人人膩味的，可見拉繩水箱本身就存在宜人性的問題，應(yīng)該從設(shè)計角度來尋求解決辦法?，F(xiàn)在大城市的公廁里腳踏鈕(或腳踏桿)沖水正在推廣，效果顯然可見。,1.5例5聲光控延時開關(guān) (a),“節(jié)約用電人走關(guān)燈”的條子隨處可見，人走樓空后樓道里的照明燈還是徹夜長明。這種大家都熟悉的現(xiàn)象，也需要從設(shè)計的角度來尋找原因和改進(jìn)措施。開關(guān)都安置在樓道照明燈的就近位置，關(guān)了燈，樓道一抹黑，怎么下樓、拐彎、出門呢?,1.5例5聲光控延時開關(guān) (b),現(xiàn)在聲光控延時開關(guān)價格已相當(dāng)便宜，用聲光控延時開關(guān)，人來燈亮，人走燈滅，可解決問題。另外，

5、也可以從合理安排開關(guān)位置方面尋找解決辦法。,1.6例6雙肩背書包和單肩背書包(a),雙肩背書包和單肩背書包從人機(jī)學(xué)看，雙肩背書包在使用解剖學(xué)和心理學(xué)方面優(yōu)勢明顯。,1.6例6雙肩背書包和單肩背書包(b),背雙肩背書包，脊柱兩側(cè)受力均衡，能保持正直形態(tài)(圖l-2a)；而單肩斜挎或手提書包，脊柱都因單側(cè)受力而形成側(cè)向彎曲(圖1.2b、c)，使椎間盤受壓均勻分布的生理狀態(tài)不能正常維持，于是消耗的體能更多，這是解剖學(xué)、生理學(xué)方面。,1.6例6雙肩背書包和單肩背書包(c),用雙肩背書包，兩手無負(fù)擔(dān)，行動自由靈便，也適合中小學(xué)生的活潑好動天性，這是心理學(xué)方面。,1.6例6雙肩背書包和單肩背書包(d),圖1

6、-1 書包提挎方式與脊柱形態(tài),1.7例7叫壺(a),用普通水壺?zé)?，若沒人在爐子邊上守著，水開了可能弄得滿屋水氣至因開水噗出來澆滅了火，引起一陣忙亂。用壺蓋上裝了個小氣哨的“叫壺”燒水，即可避免這種忙亂。,1.7例7叫壺(b),兩種水壺?zé)幕竟δ苁窍嗤?，但叫壺能把水燒開的信息“自動”傳遞給一定距離以外的人，在人機(jī)學(xué)里，叫做“人機(jī)界面”得到了改善，從而使得產(chǎn)品更為“宜人”。,1.8例8圖書館長條形桌案,不少學(xué)校的圖書館閱覽室里，座位安排在長條形桌案相對著的兩側(cè)。師生們低頭閱讀或伏案書寫時倒也無事。但閱讀中也難免要停下來略事思索，于是把頭抬了起來，倘若正巧此時對座的那位也抬起了頭，不經(jīng)意間互

7、相目光交接，雙方都覺得尷尬。這就是設(shè)計心理學(xué)方面的問題。,1.9例9不同顏色的藥袋(a),銀灰色或藍(lán)色發(fā)亮的小塑料袋里裝著藥片，藥片的服用量、服用方法都用小字印在包裝袋上，包裝袋閃閃有光，文字和底色的對比又弱，也許年輕人還行，中老年人想看清上面的說明確實費勁。,1.9例9不同顏色的藥袋(b),一家全國性的大銀行，近幾年的存款單居然是白紙上印著橙黃色(注意，是橙黃而不是橙紅)的字，真是跟人們的眼睛找別扭、過不去!這些都是對視覺特性掌握失當(dāng)?shù)膯栴}，也屬于人機(jī)學(xué)的研究范圍。,1.10例10形形色色的剪刀(a),被剪對象有大有小、有硬有軟、有的要剪復(fù)雜的形狀且要求特別精細(xì)、有的要伸入孔洞或拐進(jìn)尖角去施

8、剪，所以除了剪紙、剪布的普通剪刀外，還有理發(fā)剪等專用剪刀，以及形形色色的外科手術(shù)剪。,1.10例10形形色色的剪刀(b),要適應(yīng)上述各種不同的使用條件，達(dá)到人機(jī)學(xué)使用 “安全、舒適、高效”的目標(biāo)，剪刀前面刃片的形狀和尺寸、后面把手的形狀和尺寸，有很多的解剖學(xué)、生理學(xué)問題需要考究，就絕非簡單的事情。圖1-1展示了部分不同類型的剪刀。,1.10例10形形色色的剪刀(c),圖11功能形態(tài)各異的剪刀,1.11例11帶“耳朵”的垃圾箱(a),北京市推出了一種“帶耳朵的垃圾箱”(圖1-2)，一個“耳朵”里裝有卷紙，供欲吐痰者取用。另一個“耳朵”是投放煙蒂的煙蒂缸；里面裝有沙子，供人用來抿滅煙頭。這項設(shè)計涉

9、及人機(jī)工程的多個方面：使用者行為方式和使用者心理的調(diào)查和研究、產(chǎn)品(垃圾箱)與人體尺寸的適應(yīng)性、產(chǎn)品與環(huán)境因素、產(chǎn)品與環(huán)衛(wèi)工人、等等，,1.11例11帶“耳朵”的垃圾箱(b),圖1-2帶“耳朵”的垃圾箱,1.12小結(jié),大學(xué)生活環(huán)境中的人機(jī)學(xué)問題比比皆是:床柜轉(zhuǎn)椅、寢室水房、電腦手機(jī) 、超市網(wǎng)吧、實習(xí)工廠、銀行郵局、實驗市、圖書館、運動場. 總之日常生活中的人機(jī)學(xué)問題無處不在。,第二節(jié)人機(jī)學(xué)的形成和發(fā)展學(xué)科思想的演進(jìn),一、人機(jī)學(xué)的形成和發(fā)展及其思想演進(jìn) 二、人機(jī)學(xué)的學(xué)術(shù)團(tuán)體與教育,2 、現(xiàn)代人機(jī)學(xué)與古代論述,現(xiàn)代不少社會科學(xué)和自然科學(xué)的理論，在古代文明中都曾經(jīng)有過孕育和萌芽，但并不能說古代就已經(jīng)

10、有了這些科學(xué)理論。人機(jī)工程學(xué)也一樣，古代縱有令人贊嘆的器物、堪稱精辟的論述，但那與建立起一門完整的學(xué)科還完全是兩回事。,2.1現(xiàn)代人機(jī)學(xué)與古代論述區(qū)別(a),其間的區(qū)別，主要在以下兩個方面： 第一，一種觀念，沒有升華為明確的、具有普遍性的理論，就不具有對一般事物的指導(dǎo)意義。由于沒有明確的理論旗幟，她還是脆弱的，難免在外在條件(如人類文明發(fā)展的某種趨勢)的沖擊下，陷于迷失和丟失。,2.1現(xiàn)代人機(jī)學(xué)與古代論述區(qū)別(b),第二，僅有處理某一種、某一類事物的正確方法、觀念，但沒有對于一般事物進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)的研究，未曾提出完整的原則、結(jié)論和數(shù)據(jù)資料，也不可能有更普遍的指導(dǎo)意義。,2.1現(xiàn)代人機(jī)學(xué)與古代論

11、述區(qū)別_舉例,例如，古籍中闡述了的弓箭性能與人的性格的關(guān)系，那么，怎么處理其他千百種器物與人的性格的關(guān)系呢?古籍中說明了幾種兵器握桿的形制，那么，農(nóng)具的握桿又該如何呢?古籍中講了不同條件下鍬的合理形制，那么，什么是鐮刀镢頭的合理形制呢?,2.1現(xiàn)代人機(jī)學(xué)與古代論述區(qū)別(c),既然古籍沒有回答所有這些更一般性的問題，自然不能對器物制作具有普遍的指導(dǎo)意義。中國古籍中有如此精辟的論述，足令炎黃子孫感到自豪，但那與現(xiàn)代人機(jī)工程學(xué)終究是不應(yīng)相提并論的。,3、二戰(zhàn)中尖銳的軍械問題人機(jī)學(xué)的誕生,20世紀(jì)的兩次世界大戰(zhàn)期間，制空權(quán)是交戰(zhàn)各國必爭的焦點之一。飛行員在高空復(fù)雜多變的氣象條件下控制飛行，本來就不輕松

12、。駕駛戰(zhàn)斗機(jī)與敵機(jī)格斗，還要高度警覺地搜索、識別、跟蹤和攻擊敵機(jī)，躲避與擺脫對方的威脅，短短幾十秒內(nèi)，在警視窗外敵情的同時，要巡視、認(rèn)讀各種儀表，立即做出判斷，完成多個飛行與作戰(zhàn)操作，更是不易。,3.1軍械問題_飛機(jī)儀表,從第一次世界大戰(zhàn)到第二 次世界大戰(zhàn)，隨著科技進(jìn)步， 飛機(jī)逐漸實現(xiàn)了飛得更快更高、 機(jī)動性更優(yōu)的技術(shù)升級。與之 相應(yīng)，機(jī)艙內(nèi)的儀表和操作件 (開關(guān)、按鈕、旋鈕、操縱桿等) 的數(shù)量，也急劇增多了，如左圖,3.1軍械問題_飛機(jī)儀表舉例,例如，一戰(zhàn)時期英國SE5A戰(zhàn)斗機(jī)上只有7個儀表，到二戰(zhàn)時期的“噴火”戰(zhàn)斗機(jī)上增加到了19個。一戰(zhàn)時期美國“斯佩德”戰(zhàn)斗機(jī)上的控制器不到10個，到二戰(zhàn)

13、時期P-51上增加到了25個。這就使得經(jīng)過嚴(yán)格選拔、培訓(xùn)的“優(yōu)秀飛行員”也照顧不過來，致使意外事故、意外傷亡頻頻發(fā)生。,3.2其他的兵器和民用產(chǎn)品,出現(xiàn)在飛機(jī)上的問題擦亮了人們的眼睛，再去考察其他的兵器和民用產(chǎn)品，才發(fā)現(xiàn)從復(fù)雜機(jī)器到簡單工具，類似的問題原來程度不同地普遍地存在著。,3.2其他產(chǎn)品舉例,例如，二戰(zhàn)中入侵前蘇聯(lián)的德國軍隊的槍械問題，也是一個典型的事例。俄羅斯冬季極冷，槍械必須戴上手套使用。但德軍的槍械扳機(jī)孔較小；在天寒地凍的俄羅斯廣袤大地上，戴了手套手指伸不進(jìn)扳機(jī)孔，不戴手套手指立即凍僵，甚至能被冰冷的金屬粘住。這說明，器物不但要與人的生理條件相適應(yīng)，而且還必須顧及環(huán)境的因素。,3

14、.3產(chǎn)品的改進(jìn)(a),針對前面這些問題，有的國家開始聘請生理醫(yī)學(xué)專家、心理學(xué)家來參與設(shè)計。儀表還是那么多，改進(jìn)它們的顯示方式、尺寸、讀值標(biāo)注方法、指針刻度和底板的色彩搭配、重新布置它們的位置和順序，使之與人的視覺特性相符合，結(jié)果就提高了認(rèn)讀速度、降低了誤讀率。,3.3產(chǎn)品的改進(jìn)(b),操作件也還是那么多，改進(jìn)它們的形狀、大小、操作方式(扳擰、旋轉(zhuǎn)或按壓)、操作方向、操作力、操作距離及安置的順序與位置，使之與人手足的解剖特性、運動特性相適應(yīng)，結(jié)果就提高了操作速度、減少了操作失誤。這些做法并不需要增加多少經(jīng)費投入，卻收到了事半功倍的顯著效果。,4.2人機(jī)系統(tǒng)_舉例,例如，一條生產(chǎn)線由數(shù)百人、數(shù)百臺

15、設(shè)備構(gòu)成一個人機(jī)系統(tǒng)，現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的一個軍事單位、實施航天飛行的龐大組織、大公司的辦公系統(tǒng)、大企業(yè)的儲運系統(tǒng)等等，均是較大的人機(jī)系統(tǒng)。但根據(jù)工業(yè)設(shè)計本科教學(xué)的需要，本教材一般不涉及很復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)。,4.3人機(jī)界面(a),3.人機(jī)界面 單人單機(jī)構(gòu)成的人機(jī) 系統(tǒng)及其工作(運行)狀態(tài)， 一般用圖1-7表示。,圖17單人單機(jī)人機(jī)系統(tǒng),4.3人機(jī)界面(b),圖1-7這一類人機(jī)系統(tǒng)的運行過程，如圖中6個箭頭循環(huán)所指：人(操作者) 通過手腳操縱控制器(操縱器)，機(jī)器按人操縱的指令運行的同時，將其當(dāng)時的運行狀態(tài)在顯示器上顯示出來，人的眼耳等感覺器官接受信息并傳遞給大腦，大腦經(jīng)過分析判斷，再通過手腳進(jìn)行操作如此

16、循環(huán)下去，形成人機(jī)系統(tǒng)的工作流程。人駕駛汽車或飛機(jī)的狀態(tài)，是這一運行過程的典型實例。,4.3人機(jī)界面(c),圖17所示人機(jī)系統(tǒng)的工作過程中，把機(jī)器的信息傳遞給人的是顯示器，接受人賦予的信息(指令)的是控制器；可見，顯示器和控制器是人(操作者)與機(jī)器之間實現(xiàn)雙向信息交流的接口、通道。他們就是機(jī)器上的人機(jī)界面，或者說是人機(jī)界面的一種、人機(jī)界面的一部分。,4.3人機(jī)界面_定義,人機(jī)學(xué)文獻(xiàn)里關(guān)于人機(jī)界面的定義，尚未完全統(tǒng)一。本教材采用如下的定義：一般把機(jī)器上實現(xiàn)人與機(jī)器互相交流溝通的顯示器、控制器稱為人機(jī)界面；機(jī)器上與人的操作有關(guān)的實體部分，也是機(jī)器的人機(jī)界面。,4.3人機(jī)界面_定義注意,上述定義有兩

17、點值得注意。 第一，定義的前一句話指明，人機(jī)界面只是機(jī)器的某一部分(顯示器、控制器等)，而不能說人的某一部分(譬如眼耳、手腳)也是人機(jī)界面。 第二，從人機(jī)學(xué)應(yīng)用的需要來看，定義里的后一句話不應(yīng)該忽略。,4.3人機(jī)界面_補(bǔ)充,有的學(xué)者指出，人機(jī)系統(tǒng)所處的環(huán)境條件，如照明、振動、噪聲、工作空間、小環(huán)境氣候以及生命保障條件等，也作用于人的生理、心理過程，對系統(tǒng)功能的實現(xiàn)有所影響，因此也是一種人機(jī)界面。,4.1人機(jī)工程設(shè)計舉例(a),舉車床設(shè)計為例。車床里的傳動系統(tǒng)、各種機(jī)構(gòu)、材料及熱處理、潤滑系統(tǒng)，電動機(jī)及電路系統(tǒng)、床身、底座和其他零部件的剛、強(qiáng)度，等等，都不是人機(jī)界面，因此不屬于人機(jī)工程設(shè)計的對象

18、，而是工程技術(shù)設(shè)計的工作。,4.1人機(jī)工程設(shè)計舉例(b),而車床操作部件的尺寸、位置、操作方式、操作力、操作方向、照明系統(tǒng)和刻度盤等標(biāo)識系統(tǒng)等等，才是車床人機(jī)工程設(shè)計的內(nèi)容。至于車床的造型和色彩設(shè)計，一般地屬于工業(yè)設(shè)計(工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計) 的范圍，但造型和色彩顯然與人的心理因素、精神因素有關(guān)，可見與人機(jī)工程設(shè)計也是相關(guān)的。,4.1人機(jī)工程設(shè)計舉例(c),理解了上面這個例子，就可舉一反三，分析其他產(chǎn)品中的哪些部分屬于人機(jī)工程設(shè)計的對象、哪些部分不屬于人機(jī)工程設(shè)計的對象。,4.2人機(jī)合理分工(a),2.人機(jī)合理分工 凡進(jìn)行產(chǎn)品的人機(jī)工程設(shè)計，就應(yīng)該明確一個觀念：我們設(shè)計的不是孤立的產(chǎn)品，而是人機(jī)系統(tǒng)中產(chǎn)品這個子系統(tǒng)。設(shè)計任何產(chǎn)品，確定這個產(chǎn)品“做什么用?”、“有什么用?”，即對產(chǎn)品進(jìn)行“功能定位”，無疑是必須最先加以明確的。,4.2人機(jī)合理分工(b),而這實質(zhì)上是對人機(jī)系統(tǒng)的總功能進(jìn)行分解以后，把這部分功能“分配”給了產(chǎn)品子系統(tǒng)。與此同時，不論設(shè)計者當(dāng)時是否已經(jīng)意識到，設(shè)計者也把另一部分功能分配給了人這個子系統(tǒng)。,4.2人機(jī)合理分工_舉例,例如設(shè)計樓道走廊的照明燈，設(shè)計者把照明燈的普通開關(guān)安置在照明燈附近的墻壁上，這就意味著設(shè)計者把開燈關(guān)燈這個功能分配給人了。倘若設(shè)計者決定采用聲控開關(guān)或光敏開關(guān)(環(huán)境亮度低到一定程度，開關(guān)自動接通)，就意味著設(shè)計者把開燈關(guān)燈這個功能分