第二章 设计方法总论3

第二章设计方法总论

第三节技术设计与人机工程学主讲：李延锋2006.8.13

欧洲：Ergonomics人类工程学或工效学。

美国：HumanFactors;HumanFactorsEngineering人类因素学或人类因素工程学。

其他：工程心理学（前苏联）；人间工学（日本）；人体工程学；人机工程学；人类工效学；人机控制学；宜人学等。学科命名的由来2006.8.13人机工程学的定义（Man－MachineEngineering）

人机工程学是研究人－机械－环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的作业效能、安全、生理和心理健康提供理论和方法。

2006.8.13人——主要指经过选择、训练的合格操作人员和一般使用者并作为系统中的主体要素

；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—环境的具体含义说明2006.8.13人机工程应用研究及设计的目的是保证在规定的系统约束条件下，充分发挥系统的效能，且使对人的有害应激（stress）降低到最低程度。

2006.8.13一、人机工程学模型2006.8.13二、人机工程设计的基本原则造成机器与人不协调的原因：1、主观上，设计师不重视2、客观上，人对自身的特点不甚了解全面协调原则：人机系统发挥最大效能，协调操作者、技术系统和环境的关系。改造机器原则：尽可能通过改造机器来适应人，只有在改造机器十分困难或成本很高时，将改造机器与改造人结合起来，但改造人是有限的，主要依靠改造机器来解决问题。

2006.8.13三、人机工程学研究内容人、机、环境的最优组合从系统的角度研究各个要素及相互关系研究人的效能，重视人性的激发，依靠人的智能和主观能动性以人为中心研究人的安全与健康，不追求单纯效率，着重于效率、安全、健康、舒适、效益五者结合。2006.8.13四、人机工程学研究的方法分步描述操作者应完成的任务明确任务对操作者的要求判定操作者的能力是否适应物要求应完成的任务人机系统工作协调寻求限制操作者完成任务的主要方面确定失败原因调整任务缓解限制提出失效报告是否否图2-14任务分析法工作步骤任务分析法2006.8.13例3-1

在某车床上加工K公斤重的零件，要求每小时完成4件，每班工作8小时，手工装卸，环境条件良好，周围无杂物。试分析操作者正常装卸的条件。任务分解：抓住工件——与操作者的肌肉活动度、手的抓力、提起工件——提力以及骨骼因素有关承受工件移动工件放置工件至预定位置——对力、耐力有要求，对操作者

身体尺寸也有要求夹紧工件松开工件将工件放至另外位置每小时装卸4次——意味着装卸工作的强度每班连续工作8小时——对操作者的耐力要求2006.8.13八步循环法P——plan计划D——do提出措施C——check实行措施A——action效果检查总结找出问题分析问题查问症结制定改进方案执行改进方案检查效果巩固措施遗留问题2006.8.13其他方法时间研究的方法生物化学分析法心理测验法这方面研究中比较引人注目的是“心理尺度”和“个人空间感受”的研究。两个人面对面交谈时，一般都不太可能倾吐真心话；若相互在斜对面的位置，并适当避开对方的视线，或并排坐着就能交谈较融洽。因为前者的心理尺度较小，而后者的心理尺度较大。

2006.8.13考虑个人空间感受的设计

日本一学生在其毕业设计中搞了一个供人选择坐的方向的椅子（如图），椅子的坐面由具有弹性的实心球组成。由于它的下部装有弹簧可使实心球上下升降，当人坐下时，左右两侧及背后未未降下的实心球便可作为扶手和靠背。这样就能使前来坐的人自由选择不同方向，互补干扰。2006.8.13五、技术系统与环境系统的人机工程学设计（一）、人体测量学参数及其对设计的影响凡是进行与人体尺度有关的产品设计和工程设计时，都需提应用人体测量数据，应用与人机工程设计的测量数据，主要有静态人体测量尺寸和动态人体测量尺寸，而这些数据均来自对人体的测量。

2006.8.13人体测量学参数几何参数重量参数人在各个姿态下的出力大小视觉参数听觉参数触觉参数2006.8.13人体部分尺寸及其对设计的影响通常人们都认为，人在坐着的时候一定比站立的时候来得舒服，但实际上在是一个极大的误会。要说明这个问题首先要从研究人体本身开始，人在两脚走路或站立时……2006.8.13头能够左右90°旋转，而且由于头颈细长，可以方便地抬头、低头。人在站立的时候，脊梁骨呈“S”状，保持内脏的平衡。人的盆骨特别发达。因此，人在站立的时候，其上半身呈最舒适的一种姿态。而人在坐着的时候，其盆骨必须向后方回转，使得脊梁骨下端的耻骨同时向后转，为此脊梁骨就不能保持“S”形状，而要呈拱形，内脏就不能保持平衡，所以，盘腿坐在床上或地上肯定是不舒服的。坐姿对腰椎的压力比站姿大得多。平时我们认为坐着比站着舒服，实际上坐着只是下肢