注重人的疗效.doc

第一章 概论1.学科命名的由来( Introduction to Ergonomics)欧 洲 Ergonomics 工效学美 国 Human Factors 人类因素学 Human Engineering 人类工程学 Engineering Psychology 工程心理学日 本 人间工程学中 国 人机工程学、功效学、人机学、人体工程学2.人体工程学定义：研究“人机环境”系统中人、机、环境三大要素之间关系，为解决该系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。 3.人机环境的具体含义（人机环境分别指什么？）：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，简称人机环境系统研究对象：人、机、环境的关系目 的：如何达到安全、健康、舒适和工作效率的最优化4.如何实现合理的人机关系（形成良好人际关系的原则）：A、设计的产品要考虑到不同人群（使用者）的不同需要B、设计要符合人体的静态尺寸和动态尺寸C、设计产品要满足人们的生理需求和心理需求D、关注信息的交互5.人体工程学的发展史经验（20世纪前期）、科学（19451960年 ）、现代（1960以后）6.人体工程学的研究方法：观察法、测量法、模型法、调查研究法、数据的处理方法、计算机数值仿真法7.人机关系所要达到的目标:高效、舒适、安全、健康8.人机界面_定义：一般把机器上实现人与机器互相交流沟通的显示器、控制器称为人机界面；机器上与人的操作有关的实体部分，也是机器的人机界面。第二章 人体测量学与人体尺寸1.人体测量学定义: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。2.人体测量的基本术语1）被测者姿势a立姿：挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45角，体重均匀分布于两足。b坐姿：挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左右大腿大致平行，膝弯曲大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。2）测量基准面: 矢状面（正中矢状面）：铅垂轴 冠状面：纵轴水平面: 横轴 眼耳平面3)测量方向: A. 上方&下方 B. 内侧&外侧 C. 近位&远位 D. 桡侧&尺侧 E. 胫侧&腓侧3.人体尺寸类型：静态（构造）尺寸、动态（功能）尺寸4.人体测量中的主要统计函数（术语）总体:统计学中，把所要研究的全体对象的集合称为“总体”。人体尺寸测量中，总体是按一定特征被划分的人群。样本:统计学中，把从总体取出的许多个体的全部称为“样本”。均值:表示样本的测量数据集中地趋向某一个值.描述一个分布，必须用两个重要的统计量：均值和标准差。前者表示分布的集中趋势；后者表示分布的离中趋势。标准差：描述测量数据在中心位置(均值)上波动程度差异的值。百分位：百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。称为“第几百分位”。百分位数：百分位数是百分位对应的数值。（身高分布的第5百分位数为1543，表示有5%的人的身高低于这个高度。）适应域：一个设计只能取一定的人体尺寸范围，只考虑整个分布的一部分“面积”。对（称适应域、偏适应域。对称适应域对称于均值；偏适应域通常是整个分布的某一边）统计学表明，任意一组特定对象的人体尺寸，其分布规律符合正态分布规律。 5.计算题 1%-50%之间的数值：Pv=M（S*K）50%-99%之间的数值：Pv=M+（S*K）M为标准值；S为标准差；K为百分比变换系数。1）设计适用于90%华北男性使用的产品，试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸？ 解：由表查知华北男性身高平均值M=1693mm，标准差S=56.6mm.要求产品适用于90%的人，故以第5百分位和第95百分位确定尺寸的界限值，由表查得变换系数K=1.645； 即第5百分位数为：P=1693（56.6*1.645）=1600mm 第95百分位数为：P=1693（56.6*1.645）=1786mm 按身高16001786mm设计产品尺寸，将适应用于90%的华北男性。当需要得到某项人体测量尺寸M1所处的百分率P时，可按下列步骤及公式求得：Z=（M1-M）/S,然后根据Z值查表得小p的值，再按下列公式求百分率P；即P=0.5+p2）已知男性A身高1720mm，试求有百分之多少的西北男性超过其高度？解：由表查得西北男性身高平均值M=1684mm，标准差S=53.7mm那么Z=（1720-1684）/53.7=0.670再根据Z=0.670查表得p=0.2486(0.249)即P=0.5+0.249=0.749结论：身高在1720mm以下的西北男性为74.9%，超过男性A身高的西北男性则为25.1%。3）艾克斯公司欲制造一批可调节电脑扶手椅分别出口到美国、加拿大和意大利，现委托各小组同学进行设计，假设使用者全都是成年男性，试求出椅面和扶手的可调节范围尺寸（单位cm）。以美国为例美国男性的平均身高为175.5m，标准差为7.2，因此第5%的身高=175.5 （7.2*1.645）= 163.656m，第95%的身高=175.5 +（7.2*1.645）= 187.344m根据“小腿加足高”计算公式S=0.249H ，美国男性第5%身高的坐平面高=0.249*163.7=40.8cm，第95%身高的坐平面高=0.249*187.3=46.6cm，可调节范围是40.846.6cm，约5cm或者：第5%身高的坐平面高=163.7*3/13=37.8cm，第95%身高的坐平面高=187.3*3/13=43.2cm，可调节范围是37.843.2cm，约5cm6.人体尺寸运用中的问题 1）必须弄清设计的使用者或操作者的状况，列出使用者的待征，包括性别、年龄、种族、体格等。2）百分位的运用3）可调节性 4）在设计中应分别考虑各项人体尺寸 5）测量方法的说明6） 尺寸的衡量标准 (舒适的标准,安全的尺度)7.影响人体测量数据差异的因素：性别、年代、年龄、职业、地区与种族第三章 作业环境中人体因素1.作业域：肢体活动范围2.作业空间：人体活动空间3.肢体活动角度(轻松值,正常值,极限值)4.水平作业域：人在台面上左右运动手臂而形成的轨迹范围，手尽量外伸所形成的区域为最大作业域。手臂自然放松运动所形成的区域为通常作业域。5.垂直作业域：手臂伸直，以肩关节为轴作上下运动所形成的范围。6.静态施力: 收缩的肌肉组织压迫血管阻止血液进入肌肉，肌肉无法从血液得到糖和氧的补充，不得不依赖于本身的能量储备。肌肉不能迅速排除代谢废物，积累的废物造成肌肉酸痛，引起肌肉疲劳。由于酸痛难忍，静态作业的持续时间受到限制。7.动态施力: 肌肉有节奏地收缩和舒张，血液输送量比平常提高几倍，血液大量流动不但使肌肉获得足够的糖和氧，而且迅速排除了代谢废物。因此，只要选择合理的作业节奏，动态作业可以延续很长时间而不产生疲劳。 8.避免静态施力(人体工程学的基本设计原则)提高人体作业的效率，一方面要合理使用肌力，降低肌肉实际负荷;另一方面要避免静态肌肉施力。 a,避免弯腰或其他不自然的身体姿势。b, 避免长时间地抬手作业。c, 坐着工作比站着工作省力d,双手同时操作时，手的运动方向应相反或对称运动，单手作业本身就造成背部肌肉静态施力.e,作业位置（作台的台面或作业的空间）高度应按工作者的眼睛和观察时所需的距离来设计。 f, 常用工具，如钳子、手柄、工具和其他零部件、材料等，都应按其使用的频率或操作频率安放在人的附近。 g,当手不得不在较高位置作业时，应使用支承物来托住肘关节、前臂或者手。 h,支持肢体4.压力分布 (为什么弯腰提重会导致压力增大呢? )腰部挺直的坐姿，可使脊椎保持自然的S形状，椎间盘内外受压均匀，因此，这种坐姿对脊椎骨十分有利。但另一方面，这种挺直腰板的坐姿会造成腰部肌肉的疲劳，长距离乘坐火车硬座车厢可以获得这种体验。当躯干向前弯曲时，腰部肌肉比较松,但脊柱的弯曲会造成椎间盘内外压力不均匀，形成的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫中枢神,以致造成坐骨神经极度疼痛，使人失去活动能力。许多俯案工作的人，会长年被这类病痛折磨，非常痛苦第四章 家具设计中的人体因素1.家具（依靠家具、储藏家具、人体类家具）2.工作面：作业时手的活动面。3.工作台高度：人的手在工作时相对于地面的高度。4.站立作业 ：1）对于精密作业，作业面上升到肘高以上510厘米，以适应眼睛的观察距离。同时，给肘关节部一定的支承，以减轻背部肌肉的静态负荷。2）对于工作台，如果台面还要放置工具、材料等，台面高度应降到肘高以下l0l5厘米。3）若作业体力强度高，例如需要借助身体的重量；作业面应降到肘高以下1540厘米。5.坐姿作业 ：对于一般的坐姿作业，作业面的高度仍在肘高(坐姿)以下5l0厘米比较合适。在精密作业时，作业面的高度必须增加。在精密作业中，视觉距离决定了人的作业姿势。 6.坐立交替式作业：工作者在作业区内，既可坐也可站立。优点：可坐立交替地工作，符合生理学和矫形学的观点。坐立交替设计还很适合需频繁坐立的工作。5.座位的设计1）设计细则: 座高: 休息用安乐椅3845cm，工作椅4350cm(低身材)靠背的宽度与高度:成年人腰椎部中心位置约在座位上方2326cm处, 靠背的最大高度可达4863cm，最大宽度可达3548cm座宽：4345cm（女性群体尺寸上限）靠背角度: 103一112度(阅读用椅101l04度，休息椅105108度)座深：休息用椅4043cm，工作用椅3540cm（较小百分位的群体）扶手高：座垫有效厚度以上2122cm座面倾角：休息椅1920度，工作椅小于3度椅垫6.座椅对人有以下的益处： 减轻腿部肌肉的负担； 防止不自然的躯体姿势； 降低人的耗能量；减低血液系统的负担。不正确的坐姿会影响健康，长期坐着的人，腹部肌肉松弛，脊柱变形弯曲，进而影响消化器官和呼吸器官。7.卧具的设计a 宽度:47cm的宽度大于人体的最大尺寸，但并不是理想的。70cm只是满足了最低限度。W=2.5w w：肩宽（男43，女41cm） b 长度：L=h1.05+a+b a=10,b=5c床高： 40-60cmd床面材料床垫太硬局部压力增大，背部肌肉收缩增强。床垫很软时身体呈W形，椎间盘内压力增大。背部与床面成2-3cm空隙的软硬度最好床面材料，应在提供足够柔软性的同时保持整体的刚性。 3床垫的三层构造A层是与身体接触的部分，必须是柔软的，B层是相当硬的一层，保持身体整体水平上下移动C层要求受到冲击时起柔和的缓冲作用第五章 人的知觉、感觉与室内环境1.感觉定义：感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物个别属性的反映。感觉是人们了解外部世界的渠道，也是一切复杂心理活动的基础和前提。2.知觉的定义：知觉是在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。3.感觉和知觉的关系和区别：a客观事物首先被感觉，然后进一步被知觉，所以知觉是在感觉的基础上产生的，感觉的事物个别属性越丰富、越精确，对事物的知觉也就越完整、越正确。b感觉反映的是客观事物的个别属性，知觉反映的是客观事物的整体。c感觉的性质较多取决于刺激物的性质，而知觉过程带有意志成分，人的知识、经验、需要、动机、兴趣等因素直接影响知觉的过程。4.感觉的基本特征: 感觉的适应5.知觉的基本特性:整体性,理解性,选择性,恒常性6.产生视觉的视网膜:杆状细胞(暗视作用), 锥状细胞(明视作用)7.视觉特征: 暗适应与明适应(眼睛向亮处的适应叫明适应、光适应，向暗处的适应叫暗适应。),眩光,视错觉,视觉的运动规律8.视野:人眼能观察到的范围，一般以角度表示。静视野和动视野。 9.听觉的掩蔽：一个声音被其它声音的干扰而听觉发生困难，只有提高该声音的强度才能产生听觉，这种现象称为声音的掩蔽。被掩蔽声音的听阈提高的现象，称为掩蔽效应。10.热环境基本评价参量：空气温度、相对湿度、湿球温度、黑球温度、空气流速11.视觉环境：视觉陈示问题、光环境问题12.听觉绝对阈限：是人的听觉系统感受到最弱声音和痛觉声音的强度。它与频率和声压有关。在阈限以外的声音，人耳感受性降低，以致不能产生听觉。13.听觉的辨别阈限：指听觉系统能分辨出两个声音的最小差异。辨别阈限与声音的频率和强度都有关系。人耳对频率的感觉最灵敏，常常能感觉出频率微小的变化，而对强度的感觉次之。第六章 心理、行为与空间环境1.人体舒适性对舒适性的理解:一个复杂的动态概念、相对概念。因人、因时、因地而不同。 相对的舒适环境：凡是能使在该环境中80%的人感到满意，那么这个环境就是这个时期的舒适环境。舒适性的类型：行为舒适性（环境行为的舒适程度）、知觉舒适性（环境刺激引起的知觉舒适程度）2.行为空间和知觉空间的关系（相互关联、相互影响）：行为空间尺度超过一般的视觉要求后，行为空间和知觉空间几乎融为一体。如体育馆、电影院、剧场等，其空间尺寸较大，网球馆的净高约为12米，这是网球活