人机工程学课程设计论文

第一篇：人机工程学课程设计论文

人 机 工 程 学 课 程 设 计 说 明 书

题目：“糖果休闲椅”课程设计说明

学 院 学生姓名 学 号 专 业 届 别 指导教师 职 称

二O一O年 十二 月

人机工程学课程设计说明书

摘要

家具与人们的生活息息相关,可以说自从有了人类的起居活动开始,就有了家具的雏形。远古时期,家具只能在功能上简单满足人们的生活需求,而现代的家具除了要满足功能上的需求外,更加注重使用者心理上的需求。随着社会的发展,人口发生了巨大的变化，生活空间受到挤压，大房子对于大多数人来说已不现实，家具再也不是简单的功能需求品和填充空间的“道具”,造型设计简约而混合多功能成为现在家具的发展趋势，它也化身为人们生活中不可缺少的审美需求与个性的象征。如今,在竞争激烈的市场经济中,现代家具要想使自身处于不败之地,就必须不断推陈出新,努力寻求设计上的创新与突破,来满足人们日益变化的消费水平及使用心理。

[关键词]设计创新 多功能 造型 人性化

目录

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前言 1.混·和

1.1对于混·和的理解„„„„„„„„„„„„„„„„3 1.2混·和与设计作品„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.现代家具的设计理念

2.1以人为本以自然为本„„„„„„„„„„„„„„„3 2.2设计科学与技术„„„„„„„„„„„„„„„„„4 3.现代家具的发展趋势

3.1消费者对家具的要求„„„„„„„„„„„„„„„4 3.2现代家具的设计创新„„„„„„„„„„„„„„„5 3.2.1功能创新„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.2.2色彩创新„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.2.3造型创新„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.2.4材料创新„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.2.5人机创新„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 4.产品说明

4.1产品外观„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 4.2产品结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 4.3 产品材质„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 4.4 产品颜色„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 4.5 产品尺寸„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 4.6 产品功能„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 4.7 产品名称„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 5.总结

5.1 总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 6.参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10

糖果休闲椅设计说明

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对某家具市场的消费群体进行调查后所得出的数据显示：经常光顾家具市场的人群中20-30岁的消费者占42%，31-40岁占22%，41－50岁占16%，50－60岁占10%。可以看出，年轻一代是家具消费的主流。因此，我想设计一款主要针对年轻一族的家具。

随着人口的快速增长，人们面临的住房压力越来越大，房价也高到让人怯步，大面积的房子对于刚刚进入社会的年轻人来说是可遇而不可求的，这种情况下，小户型的房子或者租房便成为了首选。对于选择小户型房子的用户来说，一件家具功能的多样化和造型的简约是非常重要的；而对于租房的用户而言，自己添置家具，则会趋向于选择易于搬动，方便换房携带的。由以上两点出发，又考虑到年轻人的心理需求等多种因素，糖果休闲椅便诞生了。

1.混·和

1.1 对混·和的理解

我所理解的混·和，“混”是指将传统家具在功能以及材质上相混合搭配，打破原先家具单一功能单一材质的现象，让现代家具在各方面更加多元化：而“和”则是让现代家具在功能上做个加法，将混杂在一起的各个功能整合为一个和谐的整体。“混·和”将多种家具的材质功能混在一起，取其精华合理搭配得到一个整体，作为一个和。混杂多样，和N为一。

1.2 混·和与设计作品

我的设计作品-糖果椅，在材料方面用的是不锈钢、复合板与防火板的结合；在功能上，把桌子、椅子融为了一体，节省了材料和空间，却没有忽略桌子本就拥有的收纳的作用；而在使用人群上来看，又同时适用于成人与儿童，做到了多方面的混合。多种的功能集合在一个并不复杂的整体上，符合现在简约大方的流行趋势，同时也更加贴合主题。

2.现代家具的设计理念

2.1 以人为本以自然为本

以人为本的设计思想就是人性化设计思想，是指在满足人们物质需求基础上的强调精神与情感需求的设计思想。以人为本的设计思想起源于欧洲文艺复兴时期的人道主义的思想体系，提倡关怀人，尊重人，以人为中心的世界观。

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我所针对的主要消费群体是年轻一族，也就是20-30岁这一阶段的年轻人，这个年龄的人群大多离开父母独自在外闯荡，没有雄厚的经济实力，住房空间较为狭小，同时这个年龄的人群普遍追求个性化，喜欢尝试新颖的事物，但房间里老式的桌椅柜子占去了太多的空间···并且有小部分的人已经结婚生子，面对狭小的居住空间，能够给孩子一个适合他的读书写字的地方吗？

2.2 设计科学与技术

设计是门科学技术，也是一门艺术科学。将科学技术与艺术美结合起来，创造出科学与人文，技术与艺术相融合的统一体，是当代设计科学的一项重要任务，家具就是其中之一。家具是实用与审美，物质与精神，科学与艺术的统一体。它既是物质文化的主体，又是精神文化的载体。同时家具也是科学与艺术的结合体，是物质的文化艺术，是艺术化了的科学技术。材料科学与工艺技术是构成家具文化的基本成分，没有这些，所谓的哲理，流派，风格，美感将无所依附。造型，色彩肌理，构件，装饰图案是家具文化的重要组成，离开了造型的装饰艺术，家具也就失去了文化的意蕴，很难引起人们心灵的感受与精神的愉悦。因此家具设计中科学与艺术缺一不可，相辅相成。

3.现代家具的发展趋势

家具与人们的生活息息相关，家具设计也是以方便人们的生活，满足人各方面需求的为最终目标。当今社会，人们对物质.精神的需求以及审美都发生了不同的变化，家具的设计也要顺应时代的要求。“美好生活源于简单”成为家具设计者的箴言。所以，新的单件家具在设计上需要考虑周详，既轻巧又能活动自如，不仅要耐用，而且要易于搬运又具多种功能，适合于任何的家居环境，配合未来的需求。

3.1 消费者对家具的要求

舒适实用：客厅家具的设计应注重“以人为本”的功能需求。

搬运方便：把家具作为摆设，放置后“巍然不动”甚至于“传宗接代”已不能适应人们生活方式的变化了。

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客厅家具色彩：家具的色调与现代居室环境相协调，同时又能体现出主人的性情和爱好，将是未来客厅家具流行色调的个性化主题。

价格：现在家具市场上的“价格战”越演越烈，但是，调查显示，消费者对价格势不是唯一的选择目标（当然，这与消费层次有所关联）。

环保：现在家具市场上，环保无毒的家具明显更能得到消费者的青睐。家具用材：用“木材”制作家具是人们心目中永恒的追求，关键是怎样把木材的品质发挥得淋漓尽致。另外，“玻璃”、“织物”和“皮革”等材料能体现家具产品的质感和亲和力，也受到了人们的欢迎。

家具的使用年限：家具在人们的心目中并不要“传综接代”了。

家具设计：客厅家具的“时装化”引起了业界的关注，而不赶时髦，追求个性是现代客厅的概念，是从“跟从型”消费转向“理智型”消费的具体表现。越来越多的人怀念以前的优秀作品，是生活与艺术的追求，体现优质的生活品味。家具设计个性化已日益凸现。

3.2 现代家具的设计创新

3.2.1 功能创新

现代家具在功能方面的创新往往都伴随着科学技术的发展,它需要深入到众多的社会群体中调查体会,发现家具在使用过程中出现的问题，进而解决碰到的使用问题。这个过程需要长时间的累积社会生活经验，对于我们而言是相当困难的。功能的创新不仅仅停留在这样的层面,还要注意装饰性和实用性来考虑。此外,为了适应不同的室内环境,集合多种实用功能的多功能型家具也将是未来家具功能创新的发展方向。

3.2.2 色彩创新

色彩的美是人最容易接受的，色彩作为人们最主要是视觉语言，对人们的选择起至关重要的作用。色调干净明快的家具设计给人以轻松愉快的感觉，色调清新淡雅的家居设计会给人安静柔和的感觉，深沉的灰色调会给人稳重成熟的感觉而深色系的则会给人强烈的压迫感。当代社会，每个人都有非常巨大的工作压力，渴望回到家里有个温暖舒适的环境可以放松身心，因此，色彩明快的家具成为了针对这类人群的首选，搭配出能够舒缓压力令人放松的色彩，是当前色彩方面创新发展的主流任务。

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3.2.3 造型创新

造型方面的创新,从根本上说是为了满足时代的审美需求。现代家具的造型设计有区别与其他家具设计的造型,不只要考虑造型的形式美,更需要考虑功能的依附,色彩的配合,与人机的制约。脱离的这些因素家具的造型设计就好似空穴来风,脱离了设计的实际意义。那么,家具的造型创新设计应该怎么进行呢?我认为应该与我们生活中所常见的事物相结合，或者追求形态上的新颖。

我所设计的糖果椅，就是以生活中常用的折扇为雏形，参照人机上的数据给它合适的高度，就出现了它的基本形。3.2.4 材质创新

现代家具的材料可谓是五花八门。随着经济的发展,人们生活品位的提高,对家具材质的要求也不断变化。首先要无毒,其次要环保，当然美观也是必不可少的。多数人往往理解错了环保的含义,认为木材是最为环保的材料。创新的本意是“以人为本、推陈出新”。木质家具固然美观耐用, 对于单独的家庭而言，这是无可厚非的，但是从地球这个大环境来看，一套实木的家具需要用多少棵树木来换？这样还能称作是环保吗？环保并不是环保自己,而谁又关心过那些淘汰之后的家具是怎样处理的?我认为现代家具更应该多使用新材料,如今科技迅速发展，已经出现了多种可以代替实木的家具，例如多层板，就算有的并没有完全摆脱木材，但至少可以大大减少木材的使用率，而比之木材在功能与外观方面也是有过而无不及。

我所选择制作糖果椅的基本材质就是胶合板，外贴防火板。3.2.5 人机创新

现代家具可谓品种繁多,只要人们觉得需要某种物品来解决一些生活上的不方便,那么在市面上很快就会出现类似的物品。巨大的经济利益驱使着五花八门的家具作品问世。面对强大的市场竞争，家具设计者不断完善着自己的作品以增加其竞争力，家具的功能性与舒适性都有很大提高，同时现代家居也需要按人体工程学的标准尺度来设计，使家具更加人性化。

4.产品说明

追求个性张扬的现代青年大多喜爱把家里布置成我行我素的感觉，营造出一个个性化的天地。因此，无论从色彩上还是造型上都会寻求简洁明快、对比强烈的视觉效果。且不论这种感觉的起源是否来自于人类最基本的审美心理，但至少

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在这个已然五光十色的网络时代中，年轻人的心注定将飞扬于简洁明快的时尚风格中。在家具的选择与布置上，每一位青年都会将目光流连于那些创意巧妙、明朗大方的现代主义作品上，只有在那种轻松的风格中才能寻找到属于自己的那一份梦想与感觉。因此，大多数青年风格的家具作品都不会出现繁琐臃肿的装饰，它们的色彩应该是以中性为主，并搭配以其他反差强烈、突出的亮丽色调，形成总体和谐、细节醒目的特色。而在造型上则大胆抛弃一切有碍于主体线条的结构，利用巧妙的结构与精密的细节处理来弥补因造型简洁而有可能带来的空洞感。另外，生活在城市中，更多入喜欢在家中添点自然气息，希望把紧张的工作压力散发在自然感觉中。

4.1 产品外观

我所做的家具是以折扇为雏形，利用层叠的的方法做出来的效果，最初的想法是做层面的叠加，塑造出一层层花瓣的效果，做的过程中发现那样做出来的东西很不实用，经过查询资料与计算，最终确定了现在的外形。

4.2 产品结构

产品从下向上依次为：小橱子（可作为儿童椅）、成人椅、两块可旋转的扇形板、一个抽屉（表面可作为第四层桌面）、最上面的三层旋转桌面以及中心作为支撑的圆柱。小橱子与成人椅之间有一部分看空闲，移动时作为把手，比较方便。同时由于两者之间空隙过大，为防止只有一个支撑点扇形承受不住人的重量，在外侧加了一个立面，两个支撑点则可以分散部分力，是家具整体更为牢固，使用者也更为放心。

4.3 产品材质

产品材料方面，中间支撑的柱形我选择的是空心的不锈钢管，抽屉以及柜子的把手是金属材质，其余的部分均为胶合板加防火板。

胶合板是由三层或多层一毫米左右的实木单板或薄板胶贴热压抑成，多见的有三夹板、五夹板、九夹板和十二夹板（俗称三合板，五厘板，九厘板，十二厘板）。胶合板的布局强度好，安定性好。胶合板含胶量大，动工时要做好封边治理，昼裁减浑浊。

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防火板以锯末及粉碎的各种植物秸杆为填充料（任选其中一种即可），以几种化工原料为改性材料，通过特种工艺混合制成。防火板具有强度高、幅面大、防火、防潮、防水性好等特点。其次，防火板的花色品种具有百余种，且原料为秸秆等，废物利用，板材物美价廉，是可以取代各种木板的理想产品。

4.4 产品颜色

在高科技、流行文化大行其道的今天，年轻人要求在自己的生活空间里充分体现自己的个性与独立意识，要求绝对的“我的地盘我做主”。他们偏好纯粹、明亮的色彩，追求强烈的视觉冲击力。

而彩色家具主要是为青少年以及青年设计的，因为针对的顾客群体是年轻人，简约的风格自然是彩色家具的基调，线条的洗练、色调的纯粹、空间格局区分很单

一、在设计中体现简约主义，删繁就简是它的设计原则。

因此，结合以上两点，我选择了糖果色。“糖果色”让人们回忆起儿时收藏的糖纸，充满童趣，柔和的色调可以舒缓忙碌的一天带来的疲惫与压力，带来温馨舒适的感官享受。

4.5 产品尺寸

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当成人坐姿的时候，最适宜的桌面高度为660-760，最为舒适的座椅高度为381-457;幼儿坐姿，最适宜桌面高度为470左右，座椅高度为250左右。产品的尺寸均为按照人机工程学设计的。

4.6产品功能

糖果椅虽名为椅，但它的功能却不止如此。它的最大特点就是构成的每块板材都可以绕中轴360度旋转，用户可以按照自己的喜好跟需求旋转不同的角度，满足了当代青年追求个性化的心理需求。两组桌面跟凳子的设计，可以同时满足幼儿跟成人的需求，特别方便了妈妈辅导孩子功课，能够随时注意到孩子的同时又不用停下自己手里的事情。对于单身的青年，把儿童用的两层木板展开作为桌面，可以放些杂物；也可以把它们叠起来，节约空间。并且它底下的小橱子跟上边的抽屉也可以收纳一些物品。两个凳子中间有较高的空隙部分，搬动的时候可以把椅子放倒单手提起，方便移动。

4.7产品名称

此产品的名称为糖果椅，“糖果”两字取自选择的色系，并且能够让人回忆起童年的趣事，容易被人记住。

5.总结

5.1 总结

“美好生活源于简单”成为家具设计者的箴言。所以，现代单件家具在设计上需要考虑周详，既轻巧又能活动自如，不仅要耐用，而且要易于搬运又具多种功能，适合于任何的家居环境，配合未来的需求。另一方面，家具的设计同时要适合不同个人的品味和不断改变的要求。此外，这种实用及朴素的家具，更能为生活紧张的现代人建立属于他们自己的安乐窝。它们就像衣服一样成为使用者身体的延伸，得到使用者的喜爱。甚至可以说，它们已成为其使用者不可或缺的一部分。

6．参考文献

参考文献

[1]《马克思主义美学基础[M]》,北京；中国文联出版社，2001 [2]《人机工程学》，赵江洪、谭浩，高等教育出版社，2006：

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第二篇：人机工程学课程设计

人机工程学课程设计

现在是人工智能的时代，下面是人机工程学课程设计，欢迎参考！

人机工程学课程设计

安全人机工程学是从安全角度出发，讨论人、机和人机相互关系的规律，运用系统工程的方法研究各要素之间的相互作用、相互影响以及它们之间的协调方式，通过设计使人一机系统的总体性能达到安全、准确、高效、舒适的目的。

机械系统过程的任何阶段都必须有人参与，人始终起着主导作用，是最活跃、最难把握，同时也最容易受到伤害的。由于机械设计违反安全人机学原则导致的事故时有发生，据国外资料统计，生产中有58％一70％的事故是与忽视人的因素有关。因此，机械设计应考虑与人体有关的人体测量参数、人的感知特性、反应特性及人在劳动中的心理特征，以减少人为差错，最大限度地减轻体力、脑力消耗及精神紧张感。

由于生理影响产生的危险。不利于健康的操作姿势、用力过度或重复用力等体力消耗产生的疲劳所导致的危险。

由于心理-生理影响产生的危险。在对机器进行操作、监视或维护时，由于精神负担过重、缺乏思想准备以及过度紧张等原因，造成心理负担过重而导致的危险。

由于人的各种差错产生的危险。受到环境不利因素的干扰或由于人-机配合、协调不当，使人产生各种错觉而引起误操作所造成的危险。

在机械设计中，根据安全人机学原则，通过减小操作者心理和生理的不利影响，协调好人、机的功能分配和相互作用来改善机器的操作性能和可靠性，从而减少机器使用各阶段的差错概率，以保障安全。机械设计时应考虑以下几个方面：

合理分配人机功能。在机械的整体设计阶段，要分析、比较人和机的各自特性，合理分配人机功能。在可能的条件下，尽量通过实现机械化、自动化，减少操作者干预或介入危险的机会。随着微电子技术的发展，人机功能分配出现向机器转移，人从直接劳动者向监控或监视转变的趋势，向安全化生产迈进。

适应人体特性。在确定机器的有关尺寸和运动时，应考虑人体测量参数、人的感知反应特性以及人在工作中的心理特征，避免干扰、紧张、生理或心理上的危险。

友好的人机界面设计。人机界面，即在机器上人、机进行信息交流和相互作用的界面。人、机相互作用的所有要素，如操纵器、信号装置和显示装置，都应使操作者和机器之间的相互作用尽可能清楚、明确，信息沟通快捷、顺畅。

作业空间的布置。这是指显示装置和操纵装置的位置，以及确定合适的作业面。它对操作者的心理和行为可产生直接影响。作业空间布置应遵从重要性原则、使用顺序原则、使用频率原则、使用功能原则。其中，重要性原则是第一位的，首先应考虑对安全关系重大的、对实现系统目标有重要影响的操纵器和显示器，即使使用频率不高，也要将其布置在操作者操作和视野的最佳位置，这样可以防止或减少因误判断、误操作而引起的意外伤害事故。

显示装置、操纵装置，以及与人的劳动姿势有关的工作空间和操作行为等，是人机要求集中体现之处，应满足人体测量参数、人体的结构特性和机能特性、生理和心理条件，合乎卫生要求。

第三篇：人机工程学课程设计

目录

摘要.....................................................1 第一章阶梯教室门窗、桌椅及相关设施的人机关系.............2 1.1安全人机工程学.....................................2 1.2 感觉系统中存在的人机关系.........................2 1.3神经系统中的人机关系...............................4 1.4运动系统..........................................5 1.5课桌椅色彩设计的人机关系...........................5 1.6学校课桌椅调查分析的背景...........................5 1.7安全人机工程学研究方向.............................6 第二章人体相关尺寸的收集.................................7 2.1高校桌椅设计的人体尺寸依据.........................7 2.2现有桌椅的功能尺寸测量.............................8 2.3坐姿人体尺寸......................................10 2.4立姿人体尺.......................................12 2.5人体相关水平尺寸..................................13 2.6人体活动空间相关尺寸..............................15 第三章阶梯教室门窗的安全人机工程分析....................16 3.1阶梯教室的门窗的安全人机工程分析..................16 3.1.1 教室内色调分析..............................16 3.1.2 教室内光照分析.............................17

3.1.3对门用安全人机工程学分析.........................20 3.1.4对窗户用安全人机工程学分析......................21 3.2对阶梯教室门窗的合理性改良和设计..................23 第四章阶梯教室桌椅的安全人机工程分析....................24 4.1桌椅的安全人机工程分析............................24 4.1.1桌下抽屉与净空高设计.........................25 4.1.2桌椅的水平间距设计...........................26 4.1.3座椅扶手设计.................................26 4.2对阶梯教室桌椅合理性改良和设计....................27 第五章设计总结..........................................29 参考文献................................................31

摘要

安全人机工程学作为一门集合各种学科的综合学科，对安全起着至关重要的作用，其研究方法具有科学性、流程性。而基础设施是我校学生与教职工生活学习中很普遍的直接或间接接触的，更是我们安全生活的一种保障，跟人体也是息息相关的。因此，安全人机工程学在其中的应用也是显得异常重要。用人机工程学的有关原理，探讨了大学院校里教室中的设施（黑板、讲台、课桌、课椅）的布置和尺寸与人（教师、学生）的功能尺度相协调的关系，得出了一组合理的数据，从而达到减少教师和学生上课时的疲劳，提高教学效果的目的。

进入21世纪以来，随着我国高校招生规模的不断扩大和高校信息化进程的逐步加快，大学校园硬件建设高速度发展，各类先进设备不断引入，提高了学生的学习效率，但同学们每天大量使用的课桌椅却并不尽如人意。根据网上发布的一些统计资料，发现高校课桌椅的设计存在着许多问题，致学生的身体疲劳、视力下降、要不损伤、劲椎病等诸多现象增多，严重影响了学习效率及身体身体健康。因此健康舒适人性化的高校课桌椅审计问题亟待解决。

文章运用人机工程学的原理和方法，以“安全、舒适、高效、健康”的原则，结合设计心理学、统计学等知识，对高校课桌椅的使用现状及设计存 在的主要问题进行分析，对青年大学生这一使用群体进行问卷调查和人体尺寸测量，就高校课桌椅设计对 青年大学生的生理、心理产生的影响进行分析，最后从设计参数、材料和结构、色

彩三方面介绍高校课桌 椅的人性化设计。

第一章阶梯教室门窗、桌椅及相关设施的人机关系

1.1安全人机工程学

安全人机工程学是从安全的角度和着眼点出发来研究人与机的关系的一门学科，其立足点放在安全上面，对在活动过程中的人实行保护目的，主要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的安全。也就是说，在实现一定的生产效率的同时，如何最大限度地保障人的安全健康与舒适愉快。这主要是从活动者的生理、心理、生物力学的需要与可能等诸多因素，去着重研究人从事生产或其他活动过程中实现一定活动效率的同时最大限度地考虑外界因素的机理和预防与消除危害的标准与方法提供科学依据，从而达到实现安全卫生的目的，确保人类能在安全健康、舒适愉快的条件与环境中从事各项活动。

1.2 感觉系统中存在的人机关系

感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反应，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。人的感觉类型有视觉、听觉、嗅觉、味觉、皮肤感觉、本体感觉等。认得感觉器官接受内外环境的刺激，将其转化为神经冲动，通过传入神经，将其传至大脑皮层感觉中枢，便产生了感觉。根据课题需

要，对于高校大学生使用课桌椅的状态，主要介绍视野和视距、皮肤感觉和本体感觉三部分。

1）视野和视距视野是指人眼能观察到的范围，一般以角度表示。视野按眼球的工作状态可分为：静视野、注视野和动视野三类； 在人的三种视野中，注视野范围最小，动视野范围最大。

人机工程学中，一般以静视野为依据设计有关不件，以减少人眼的疲劳。图4—2为静视野在水平、铅垂两个方向上的最佳值。图4—3为人眼在垂直面的视野范围，在垂直面的最大视野范围大约为120度，人的自然视线低于标准视线，坐姿时最佳范围15度，观看最佳视区为30度范围内。

视距是指人在控制系统中正常的观察距离。观察各种显示仪表时，若视距过远或过近，对认读速度和准确性都不利，一般应根据观察物体的大小和形状在380~760mm之间选择最佳视距。2）皮肤感觉

皮肤是人体上很重要的感觉器官，感受着与外界环境中与它接触物体的刺激。对于高校桌椅设计，是指学生在使用过程中的触压、疼痛、光滑或粗糙等感觉。比如高校大学生在使用桌椅的过程中，身体受到刺激强化到某一程度，痛感就随着刺激出现。

1.3神经系统中的人机关系

神经系统是人体最主要的机能调节系统，人体各器官、系统的活动，都是直接或间接的在神经的控制下进行的。大学生在使用教室或图书馆桌椅学习时，不论是读写或听说的状态都是通过神经的调节作

用，使其对外界环境的变化产生相应的反应，从而与周围环境之间达到协调统一，保证人的操作活动得以正常进行。神经系统分为中枢神经系统和周围神经系统。

1.4运动系统

运动系统是人体完成各动作和从事生产劳动的器官。由骨、关节和肌肉三部分组成。全身的骨关节连接构成骨骼。由于肌肉的收缩与舒张牵动骨，通过关节的活动而能产生各种运动。

1.5课桌椅色彩设计的人机关系

色彩三要素：色相、色彩的相貌；明度，色彩的明暗程度；彩度、色彩的饱和程度。在高校桌椅设计中既要保证课桌椅单体色彩的美观，对大学生产生的心理作用，还要保证各种色彩在教室环境内的协调性。总体来说课桌椅的设计要求色彩明朗、精神饱满。因此，选取一些冷暖适中的色彩，并提高色彩的明度、降低色彩的饱和度就是折中的好办法。这样可以选取红橙黄色或者蓝青色等颜色。这样既可以创造愉悦的氛围，又不至于使学生过于兴奋，达到轻松愉悦的环境氛围。

1.6学校课桌椅调查分析的背景

教室是老师授课、学生学习知识的场所，作为学校最基础的教学设施，教室里的任何组成设备，都与我们平时的学习生活息息相关，尤其是教室课桌椅，是否坐着舒适，是否有良好的活动空间，以及是

否有好的视线能看到黑板，对我们来说是有直接影响的。

学校综合楼里的教室都是大型的阶梯教室，大约有160个座位左右，能容下四个班的学生人数。但在平常的学习生活中，我发现学校的教室里还是存在不少不符合人因工程学原理的问题的，例如，就我们最常用的课桌椅而言，椅子坐上去会感觉腰部的不舒适（尤其是长时间就坐），同时感觉教室里座位间的间距比较小，人多的时候坐着就感觉很拥挤，没有舒适的工作空间等等。所以我们小组成员决定对学校的教室进行一次实地考察，以综合楼205教室为例，通过实地考察，发现教室里存在的一些问题，并测量一些数据，拍一些照片，通过上网查阅资料，根据收集到的数据进行分析，发现问题与不足，并利用人因工程学的知识提出合理的改进建议。

1.7安全人机工程学研究方向

在任何一个人类活动场所，总是包括人和机（此处的机是广义的，即系统中除人之外、与人有关联的其它因素）两大部分。这两种性质截然不同的要素——人与机，彼此之间存在着物质、能量和信息不停的交换（即输入、输出）和处理上的本质差异。而人机结合面起着人机间沟通的作用，各自发挥功能，提高系统的效率，保证系统的安全。因此，人机系统是一个有机的整体。

第二章人体相关尺寸的收集

2.1高校桌椅设计的人体尺寸依据

要想使高校桌椅产品最大限度地满足大学生在健康、安全舒适上的需求，就必须在产品设计时充分考虑人们的生理、心理特征。而在人的生理特性中，最基本、最核心的是人体的尺寸数据，高校大学生的人体尺寸是校园桌椅产品尺寸的科学依据。在互联网的各种搜索，发现众多调查研究显示：从1995年至现在，我国12岁至17岁青少年的身高体重明显增加；男生身高增高69mm，体重增加5.5kg，女生身高增高55mm，体重增加4.5kg。由此可见，21世纪新一代的高校大学生人体尺寸将有更大的增幅，高校桌椅产品所依据的人体尺寸标准有待更新修改。

人体各项数据示意图

2.2现有桌椅的功能尺寸测量

据国家标准GB/T3976-2002《学校课桌椅功能尺寸》的规定，结合本课题的需要，最终确定高等院校课桌椅的主要功能尺寸参数包括14项数据，其测量说明及测量结果如下：

桌面高（h1）：从地面到桌面前缘最高点的垂直距离； 桌下净空高（h2）：从地面到桌面的前缘底部的垂直距离；

桌面深（t1）：桌面后缘到前缘的水平距离；桌面宽（b1）：桌面的水平宽度； 座面高（h4）：从地面到椅座面前缘最高点的垂直距离； 座面深（t4）：椅座后缘到前缘顶点的水平距离；

座面倾角a：椅座面水平面的夹角；靠背倾角β：桌面与水平面的夹角。

另外，还包括靠背点距座面高、靠背下缘距座面高（h5）、靠背上缘距座面高（h6）、桌椅高差（h1—h4）、桌椅水平距离（l）等

设计参数，如图所示

我校桌椅的功能尺寸的实际测量结果

2.3坐姿人体尺寸

2.4立姿人体尺

2.5人体相关水平尺寸

2.6人体活动空间相关尺寸

第三章阶梯教室门窗的安全人机工程分析

3.1阶梯教室的门窗的安全人机工程分析 3.1.1 教室内色调分析

色彩对人的心理状态有着不可忽视的影响。人们处于不同的颜色环境中，除了视觉辨别力受到影响、视野发生变化外，人的心理感觉也会有所变化，不同的颜色会产生不同的抽象概念和不同的感觉。

（1）冷暖感。如红色、黄色和橙色给人以暖的心理感觉；蓝色的衣服看上去凉爽。（2）兴奋和压抑感。如红色、黄色等暖色调给人以兴奋感，使人情绪高涨、精神振奋、易于激动；蓝色等冷色调使人冷静，抑制人的情绪。（3）轻松和压抑感。明度高的颜色会使人感到轻松、自在、舒畅的感觉；明度低的颜色使人产生压抑和不安的感觉。（4）软硬感。明度高的颜色感觉软；明度低的颜色感觉就硬等等。

每种颜色都具有特殊的心理作用，虽然个体之间的感觉存在着差异，但某些感觉特征却是一致的，主要表现在对视觉工作能力和视觉疲劳的影响。单就引起眼睛疲劳而言，蓝、紫色最甚，红、橙色次之，黄绿、绿篮、绿、淡青等色引起视力疲劳最小。使用亮度过强的颜色，瞳孔收缩与扩大的差距过大，眼睛易疲劳，而且使精神不舒适。

根据颜色的效果，合理的选用颜色，在工作场所构成一个良好的

颜色环境，可以得到很好的效果，如：（1）增加明度，提高照明设备的利用效果；（2）注意力集中，减少差错、事故和消耗，提高工作质量和工作效率；（3）发挥颜色对人心理和生理的作用，使精神愉快，减少疲劳；（4）改善劳动条件，使环境整洁，有美感。

该教室内各种色调分析：黑板为墨绿色，使人感觉安静、柔和，且明度适中，不会引起人眼的刺激感或不适感；座椅和桌面为淡黄色的暖色调，使人感觉柔和、温暖，且能给人带来一定的兴奋感，故而该设计的合理的。之所以不用浅蓝等其他浅色因为浅黄色对眼睛的叶黄素水平没什么影响，而蓝光会造成眼睛的叶黄素水平降低。叶黄素有助于延缓眼睛的老化、退化、病变，减少眼疾的发生率，还可以保护视网膜免受光线的伤害。所以我们可以看到大多数的书桌写字台是以黄色为主；多媒体操作台采用了棕褐色，给人一种严肃、庄重的感觉，有利于教师对课堂纪律的维持；地面为微黄色，其产生的生理效果与淡黄色类似；教室前面的台阶为青绿色，与地板的微黄色之间对比明显，故而当老师迈上讲台时容易分辨，不易踢到台阶；墙壁为白色，能给人一种较为明快、轻松的感觉。

综合评价：该教室的色调大多采用的都是非刺激性色调，总体上使人感觉良好，设计是很合理的。

3.1.2 教室内光照分析

a.采光与照明对心理状态的影响。照明环境不但要使人看清对象，而且要给人舒适的感觉。研究表明，照明会影响人的情绪，影响

人的一般兴奋性和积极性，从而也影响工作效率。一般认为，明亮的房间会使人愉快。应照明不足，学生在看书学习时会产生疲劳，引起心理上的变化，长时间持续会对学生在生理上造成一定影响。改善学习环境的照明条件，改进学习环境，可以改善视觉条件，节省工作时间，提高工作质量，保护视力，减轻疲劳，提高学习效率和学习兴趣。

室内照明宜采用镶嵌灯，可以保持天花板的平整，因而也就保持了室内原有的声学特性；可以防止前排灯光对后排人员的影响；由于学生看投影的同时还需记录，采用镶嵌灯既可以照亮课桌，又不会过多地增加室内的亮度。

是否舒适愉快在很大程度上取决于光的数量、照明的均匀性、照明的稳定性、光色效果、亮度分布。

自然光源：太阳光透过北面墙的5个窗户（高：2.46m，宽：2.52m，距地：0.94m）照射到教室，分布均匀，整个教室非常明亮。.人工光源：镶嵌的荧光灯共有20盏，其中黑板上面安装2展，可以在写黑板时打开；其它18盏主要均匀分布在桌椅的正上方即教室的座位上方有3排，每排6展，全部打开时照明较为均匀。

夏季光照比较强烈，会对室内上课同学造成一定影响，故而在两侧窗户上均安装了淡青色窗帘，拉上即可将自然光的强度调节至合理的水平，同时淡青色给人一种清新、凉爽的感觉，该设计很合理。

20展镶嵌灯基本上保证了教室的各个方位的照明，而交错的光线也削弱了由于荧光灯本身性质而造成的闪光，使灯光柔和不刺眼，保证了视觉的舒适。由于黑色对光的反射作用不强，因此经常有看不

清黑板的现象，而黑板旁的两盏灯，不仅起到了照明的作用，也提高了黑板的亮度增强了光线的反射，使同学能看到黑板。

b.眩光的影响。物体表面产生刺眼和耀眼的强烈光线叫眩光，它多来源于外界物体表面过于光亮、亮度对比过大或直接强光照射。眩光常常使眼睛无法适应，看不清事物，造成眼疲劳。

该教室中也受到眩光的影响。一是由于窗户面积过大，几乎占满整面墙，因此在天气晴好自然光强烈的时刻会不可避免的由直射太阳光造成的眩光，刺激眼睛；二是由于黑板的特殊照明产生由于反射造成的眩光。

为防止黑板的反射眩光，其表面应以耐磨无光泽的材料制成，该教室黑板没有达到要求，最好换成磨砂质的玻璃黑板

3.1.3对门用安全人机工程学分析

门是进入教室的必经通道，因此门在房屋结构中是至关重要的一部分，所以门的设计合理性就更加的重要了，他的高度，长度，宽度，以及面积，都必须经过合理的计算，才能符合安全人机工程学的要求。

供人通行的门，高度一般不低于2m，再高也以不宜超过2.4m，否则有空洞感，门扇制作也需特别加强。如造型、通风、采光需要时，可在门上加腰窗，其高度从0.4m起，但也不宜过高。供车辆或设备通过的门，要根据具体情况决定，其高度宜较车辆或设备高出0.3～0.5m,以免车辆因颠簸或设备需要垫滚筒搬运时碰撞门框。至于各类车辆通行的净空要求，要查阅相应的规范。

一般住宅分户门0.9～1m，分室门0.8～0.9m，厨房门0.8m左右，卫生间门0.7～0.8m，由于考虑现代家具的搬入，现今多取上限尺寸。公共建筑的门宽一般单扇门1m，双扇门1.2～1.8m，再宽就要考虑门扇的制作，双扇门或多扇门的门扇宽以0.6～1.0m为宜。供安全疏散的太平门的宽度，要根据计算和规范（有关防火规范）规定设置。

3.1.4对窗户用安全人机工程学分析

为了获得更大的采光系数指，窗户面积越大越有利，由于北半球的居民住健康和心理原因，希望得到足够的日照，尤其是普通住宅的窗户，最好面朝阳火，朝南开，直射阳光能量积聚，这样会增加夏季的空调负荷，在冬季，无论南向窗或北向窗，大面积的窗户又要增加采暖负荷，因此，窗户的面积并不是越大越好。窗户的大小可以直接影响建筑的采光、隔热、隔声等建筑室内的环境质量，最终影响人们在室内的生活质量。

3.2对阶梯教室门窗的合理性改良和设计

在学校将近三年的时间里，我认为学校在门窗设计上还有很多不足的地方，先就门的问题来说，我总结为以下三点：

a． 门的大小设计不合理，过于小，在学生集中上课的时候会明显的拥堵

b． 门的材料选择不合理，应选用透明材质的，这样更方便老师及学生对室内环境进行观察

c． 改良设计：

a． b． c． 把门的面积加大 使用钢化玻璃门

用更耐用的门锁和把手，这样能增加使用寿命 门的把手应采用更结实的材料

对窗户的问题进行总结分析： a． b． 改良设计：

a． b． 窗户不能完全打开，在夏季室内温度会很高 窗户外没有防护栏，很容易发生危险

选用可开面积更大的窗户 窗户外围设置防护措施

第四章阶梯教室桌椅的安全人机工程分析

4.1桌椅的安全人机工程分析

本课题采用理论与实践相结合的方法，首先运用人机工程学的基本原理和方法，对高校桌椅使用现状进行人机学评价，提出现有产品存在的具体问题；然后对旧的国家标准GB10000—88《中国成年人人体尺寸》的数据进行了更新和补充，使人体尺寸在高校桌椅设计中应用更符合实际，更具科学性。本课题的结论：

1）对现有高校课桌椅设计进行人机工程学分析和评价，提出其中存在的桌椅高度、座椅靠背、桌椅倾

角、桌椅水平间距设计不合理的问题。

2）对高校桌椅使用人群进行生理、心理分析，全面研究人机系统中“人”的因素

3）运用人机工程学基本原理，对高校桌椅的解剖学、生物力学特性等因素进行深入分析。在此基础上，将人体坐姿尺寸数据实际应用于高校桌椅产品设计中，全面分析高校桌椅功能尺寸的人体尺寸依据，并最终制定出一套科学合理的功能尺寸标准。

4.1.1桌下抽屉与净空高设计

由于桌子净空高不够导致学生在桌子底下脚伸不开，而由于桌子的适合高度为700mm—720mm，为了保证课桌下部空间尺寸，则课桌抽屉尺寸小于100mm，这就导致抽屉无法完成收纳学生物品的功能，形同虚设。

所以，为了解决桌下空间尺寸和抽屉功能的矛盾问题，并且抽屉设计位置不影响桌下腿部活动空间的位置。

解决此问题可以从以下三方面考虑： 1）使抽屉深度减小 2）将抽屉设置于下部空间 3）将抽屉设置于座椅下部闲置空间

4.1.2桌椅的水平间距设计

桌椅水平距离是桌近缘向下所引垂线与座椅前缘之间的水平距离。这个尺寸空间的设置直接影响大

学生使用桌椅时的坐姿，是一个决定性的重要因数。

这个问题主要出现在多媒体教室的固定式桌椅，由于室内空间有限，教室容量较大，桌椅大多固定于地面上，此时，就要严格科学的考虑学生的实际使用情况来设定桌椅的水平间距。

一般大腿厚的上限数值为设计依据，这样可以使人较方便地进出。坐姿大腿厚的P90男=154mm，加入适当功能修正量10mm，所以一般以160—200mm为宜。

4.1.3座椅扶手设计

扶手设计的关键参数是它的高度，扶手不可设计的太高，太高的扶手将使肩膀高耸而成圆状，使肩部与颈部的肌肉拉伸，产生僵硬痛苦；而太低的扶手则使手肘支撑不良，导致弯腰或使躯干斜向一侧。高校座椅设计依据的人体尺寸百分位数位（P50男+P50女）/2，查阅的P50男=284.0mm，P50女=275mm，姿势修正量为—44mm，则（P50男+P50女）/2=235.0mm。由于公用座椅的扶手的高度宜略小于这个数值，所以取230mm。

4.2对阶梯教室桌椅合理性改良和设计

高校大学生使用的桌椅，介于工作座椅和休息用椅之间，就坐者有时要身体前倾低头读、写、有时身体要后倾听或说两种状态，持续时间较长，对舒适度有一定要求。再结合课堂这个特定环境，学生在使用课桌椅的整个过程中，对于舒适度而言，不是越舒适越好，只需保持基本的舒适度即可。尤其是教室课桌椅，学生在坐着上课的过程中，既要保证就坐的基本舒适、健康，又要保持学生听课中一定的紧张度。如果不舒适，会使身疲劳，造成各种病症，有损健康；如果过于舒适，又会使学生过渡放松，甚至混混欲睡，影响听课效率。

据观察我校一些课桌椅的设计使用情况，发现有以下几点不符合安全人机工程学：

1）我校座椅没有扶手：学生听课累时没地方放手，没地方支撑，无法减少疲劳，不符合安全人机学的“舒适”原则。

2）我校座面倾角过小，学生直腰正常坐姿时看书较累，不能提高学习效率，不能满足安全人机工程学的“高效”原则。

3）教室座椅靠背倾角过小，无法满足学生靠背听课却可以不需要抬头即可看到黑板的欲望，也不符合安全人机工程学的“舒适“原则。

4）教室座椅与桌子的水平间距距离较小，导致有一人在座时，别的人无法自由出入，也不符合安全人机工程学的“舒适”原则。

5）教室桌面边角为尖锐形状，不是圆滑形状，不符合安全人机工程学的“安全”原则。6）教室桌椅色彩不符合安全人机工程学的美观与舒适，易使学生产生疲劳现象。

改良设计：教室中的学生就是系统中的人，桌椅就是系统中的机，而人、机共处的学习条件就是系统中的环境，整个教室的 桌椅就是一个“人—机”系统，在设计整个教室的桌椅的时候，要整体考虑人、机、环境三要素及其相互关系和系统的整体效果，教室桌椅的设计要符合以下几条原则：

（1）科学高效性原则 按照已掌握的科学原理办事，运用国内外科技的最新成果，使各种相关设施的设计符合人的生理、心理特征，确保人、机、环境之间的关系协调，协作灵敏，效果显著，并符合时代潮流。（2）安全可靠性原则 桌椅结构牢固，不会倾斜且不易损坏，表面光滑，没有可能使学生致伤的利口，毛刺，尖物；所使用的材料、涂料等不含有危害人体健康的有害物质，如甲醛、苯、酚和放射性物质，或是已经经过处理，不会影响学生身体健康；所使用的桌椅各部件结合紧密，没有松动、开裂、脱胶的现象，在规定的使用期限内，保证能够正常使用，一般不会发生故障。（3）健康舒适原则，健康，是指设计和创造有利于人体健康的环境因素；舒适，是指作业者对工作有满意感和舒适感，它也关系到工作效率和安全，是对工作优化的更高要求。

第五章设计总结

在这个课程设计上，我针对的对象主要是教学楼教室的设计，课程设计诚然是一门专业课，给我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，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我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，不仅培养了我正确的设计思想；同时也锻炼了我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对人机工程学知识的动手能力，培养了我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懂得了理论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。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，不会画图，处理数据不够娴熟，总之还是有很多需要改进的地方。

参考文献

[1]GB/T3976—2002《学校课桌椅功能尺寸》[M]，北京，中国标准出版社，2002

[2]GB10000—88《中国成年人人体尺寸》[M]，北京，中国标准出版社，1989

[3]张力,廖可兵编著.安全人机工程学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2002.6

[4] 汪安圣，心理学及其在工业中的应用[M]，机械工业出版社，1987

[5] 黄国松，色彩设计学[M]，北京，中国纺织出版社，2001 [6] 刘宝顺，产品结构设计[M]，中国建筑工业出版社，2005 [7] 李亦雯雯，产品设计原理[M]，化学工业出版社，2003

第四篇：人机工程学课程设计报告专题

人机工程学课程设计

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

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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

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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

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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。

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参考文献

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[3] 孙淑英.人体工程学在教室照明设计中的应用.郑州轻工业学院学报(社会科学版).第5卷第1期.2004年2月.[4] 阮宝湘.人机工程学课程设计/课程设计论文.选编.机械工业出版社.2005.5 [5] 那红宇江豫新.大学教室照明设计的现状和新构.光源与照明2004年第1期 [6] 中小学校教室采光和照明卫生标准.GB 7793-87 [7] 罗玉明.人体工学课桌椅的设计原理.中国教育技术装备.2004.9 [8] 丁玉兰.人机工程学.M.北京:北京理工大学出版社.2000 [9] 欧阳文昭，廖可兵主编.安全人机工程学 北京：煤炭工业出版社.2002.7 [10] 张为诚，沐小虎编著.建筑色彩设计.上海：同济大学出版社.2000 [11] 曹琦等编.人机工程设计.四川：西南交通大学出版社.1988

第五篇：人机工程学论文

安全人机工程学

研究人、机械、环境三者之间的相互关系�探讨如何使机械、环境符合人的形态学、生理学、心理学方面的特性�使人一机械一环境相经协调�以求达到人的能力与作业活动要 求相适应�创造舒适、高效、安全的劳动条件的学科。安全人机工程学侧重于人和机的安全、减少差错、缓解疲劳等课题的研究。

人机工程学在欧洲是以劳动科学为基础发展起来的�英国有欧洲开展人机学研究最早 的国家�于1950 年成立了英国人机学研究会�1957年创办会刊《Ergonomics》。美国于 1957年成立人类因素工程学会�同时发行了会刊。日本于 1963 年成立日本人间工学研究 会。苏联、德国、法国、荷兰、瑞典、丹麦、芬兰、澳大利亚等国也先后开展了人机工程学 的研究。1960年成立国际人机学协会。我国进入 80年代以后�也开始人机工程学的研究。

关于人机工程学的研究命名�各国有所不同�侧重点也各不相同。欧洲称作 Ergonomics�人机学��美国称作HumanEngineering�人类工程学�和 HumanFactors Engineering �人类因素工程学��日本称为人间工学�目前普遍采用的是Ergonomics� 我国曾译为人类工效学�人机工程学、人机学等。

安全人机工程学研空的内容大体包括�

1� 研究人机之间分工及其相互适应问题。分工要根据两者各自特征�发挥各自的优势� 达到高效、安全、舒适、健康的目的。

2� 研究信息传递过程。人与机器在操作过程中要不断传递信息�因此�机器上各种显示 器、控制器要设计得适合于人使用。

3�研究作业环境�创造安全的条件。生产场所有各种各样的环境条件�例如高温、高湿、振动、噪声、空气中的有害物质、工作地的状况等。这些因素�都会影响人的健康。安全人 机工程学研究的目标�是要将这些因素控制在规定的标准范围之内�使环境条件符合人的生 理和心理要求�从而使操作者感到舒适和安全。

4�研究安全装置。许多设备都有“危区”�若无安全装置、屏障、隔板、外壳、将危区与人 体隔开�便可能对人产生伤害。因此�设计可靠的安全装置�是安全人机工程学的任务。

5�选择合适的操作者。人的个体差异�使操作者对工作的适应程度不同。在人事安排上� 要研究人机关系的协调性�人适其职�才有利于安全生产。

6�研究生产过程中�操作者疲劳的特点以及减轻疲劳和紧张度的措施。

7�研究人机系统的可靠性�保证人机系统的安全。研究事故的预防和危险情况的控制。

安全人机工程学的研究方法主要有调查法、实验法和模拟法。

人机工程学

人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关科学知识�研究组成人机系统的机器和

人的相互关系�以提高整个系统工效的新兴边缘科学。

人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力�以及人受机器、作业和环 境条件的限制。人机工程学还研究人的训练�人机系统设计和开发�以及同人机系统有关 的生物学或医学问题。对于这些研究�在北美称为人因工程学或人机工程学�苏联称为工程 心理学�欧洲�日本和其他国家称为工效学。

人开始使用机器就构成了人机系统。第二次世界大战期间�人们认识到对制造出来的各 种高效能的新式机器和机器系统(生产、运输、通信、武器和航空飞行器等)进行操纵和控制 时�整体系统的工作效率在很多情况下是由其中人的活动来决定的。如雷达运行时�要求操 纵人员接收和分辨出显示器上显示的各种信息�根据这些信息在很短时间内作出决策和进行 操作。若雷达设备的全部潜力没有发挥出来�至少部分原因是操纵人员不能掌握这个电子设 备的复杂操作。

经验和教训提醒人们�有时飞机弄错方向坠毁�炸弹误中友船�就是因为设计时没有考 虑人的各种长处和短处。电子计算机发展的初期�计算机运算速度很快�输入数据、编制程 序和打印结果很慢�机器经常处于空闲状态�也是因为没有考虑和研究人机接口系统和人机 功能分配等因素引起的。

人的能力和机器的潜力很好地配合�能提高管理和控制效率。随着机械化、自动化和电 子化的高度发展�人的因素在生产中的影响越来越大�人机协调问题也就越来越显得重要� 人机工程学就是在这样的背景下创立和发展起来的。

在人机系统中操纵人员被看作系统中的一个元件。操作人员通过感觉器官(视、听、触、嗅、味)接收来自机器的信息�了解其意义并予以解释�或先进行计算�再把结果与过去的 经验和策略进行比较�然后作出决策。

作出决策后�人通过控制器官(手、脚等)去操纵机器的操纵器�如开关、按钮、操纵杆、操纵盘、光笔或呼口令等�来改变机器的运转情况。机器随即发出新的信息�如此重复不断。人机系统不是孤立存在的�而是存在于某种环境之中。环境特性影响人的效率和行为。环境 因素包括温度、湿度、噪声、照明、加速、振动、污染和失重等。

设计人机系统时�要把人和机器作为一个整体来考虑�合理地或最优地分配人和机器的 功能�保证系统在环境变动下达到要求的目标。有些人机系统能用定量的系统分析和系统综 合的方法进行设计。一个简单系统�如一位操纵人员和一台机器构成的单参数跟踪系统�操 纵人员被看作是系统中一个元件�可用定量方法�即用传递函数或其他数学方法近似表达操 纵人员的动态特性�建立操纵人员的准线性数学模型�用控制理论方法对操纵人员的传递函 数�和机器的传递函数进行综合�便可得到调节品质合乎要求的稳定的人机跟踪系统。

建立人机系统�必须考虑以下五个方面�人员选择训练(包括训练设备)、设备设计、操作 程序和环境。建立复杂的人机系统�除了这五个方面外�还要考虑人机系统的系统性能、人 和机器的特性等�采用系统科学或信息科学的方法来设计和分析�然后进行系统试验�检查 系统性能和操纵人员操纵的难易程度。

一般说来�人机系统要反复试验和使用才能逐渐完善。人机系统中�操纵人员是人机系 统中的主体�设计和运用人机系统时应当充分发挥人在人机系统中的能动和主导作用。设计 人员要和操纵人员密切配合�使人机系统达到要求的性能和指标�同时保证操纵人员操纵简

便。安全舒适和提高系统工效。

人机工程学是一门年轻的科学。人机系统中人的特性、能力和限制已经有大量测试数据 可查。从系统分析角度研究人机系统�在原有设备基本不变的情况下�由于考虑了人的动态 特性而进行系统分析�再适当改动设备�就能显著提高工效。如手动控制系统�即操纵人员 直接参与的用手连续控制的系统�在飞机、火炮、雷达、汽车、舰船和航天飞机等方面已广 泛应用�在工业生产中也得到广泛应用。

人机接口系统�即人和计算机之间相互作用的系统�已是电子计算机发展的必不可少的 重要组成部分。人机接口系统不仅在硬件上�而且在软件上也取得了进展-特别是在人机对 话(或人机通信)方面�已研究出许多高级语言�正在研究采用自然语言进行人机对话�加快 人机对话的速度�提高通信效果�发挥计算机的潜力。

人机接口系统中人承担越来越多的功能�操纵人员执行许多操作�进行人机对话�处理 大量信息�作出各种决策。指挥控制通信系统是一种多操纵人员、多台机器的复杂的人机系 统。即使是一个非常简单的设备�在操纵人员的问题上也会产生常规工程实践无法解决的问 题。因此人机工程学具有重要的应用价值。

人机工程学的应用领域有电话、电传、计算机控制台、数据处理系统、高速公路信号、汽车、航空、航海、现代化医院、环境保护、教育等�人机工程学甚至可用于大规模社会 系统。