大学生寝室里的人机工程学

第一篇：大学生寝室里的人机工程学

大学生寝室里的人机工程学

时代在变，生活在变，而人的各项需求也同时在改变着。随着机械化、自动化和信息化的高度发展，人的因素在产品设计与生产中的影响越来越 大，人机和谐发展的问题也就越来越重要。学生生活在学校里，寝室就是学生温暖的小窝。寝室里的每一样东西我们不仅看了要顺心、满意而且要用的舒服、健康。因此，寝室里的每 样东西在设计时都要考虑人机关系，从而为学生提供良好的生活环境。

1、床的设计 人的一生大部分时间是在床上度过的，所以，床的设计要合理是很必要的。一定的长和 宽以及高度都要符合人的基本要求。设计中应用人体测量学、人体力学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重 心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数。休息好是学生学习的必要前提，而我们学校的寝室床是上下铺，往上爬的台阶太细了，人踩在上面不仅脚会痛，而且有时还会滑，这样就给学生带来一定的危险性；还有床的尺寸 设计不太好，上铺到房顶的距离太矮，大学生来自各个地方，身高差异很大，有的人个头高 站在床上会坷脑袋。这样会造成不必要的伤害。

2、书架的设计 学生离不开书，一个好的书架可以帮助学生更好的学习。学校的书架是钉在墙上的，在 钉的时候可能是忽略了尺寸大小的问题。人躺在床上要占一定的空间，学校书架钉的太靠下 了，就相当于占了床的一定空间，这样人地方就小了没处理好“人—机—环境”之间的的关 系；还有人睡觉不可能会一动不动，往上稍微一动就会碰到书架上，又给学生的安全造成了 危害。应该把书架的高度在往上钉点，这样不仅有足够的睡觉空间，而且也避免坷着。

3、衣柜的设计 为了节省空间，寝室里每人一个放东西的柜子。可是它太深了，由于东西多，里面放满 了东西，每次找东西时，还要爬到里面去找，因为胳臂的长度是有限的，柜子的深度比胳膊 要长好多。脑袋连同身子一起爬进去才能找到想要找的东西。产品的设计就是要满足人的需 要，设计者要考虑使用者的方便、安全问题。应该让衣柜的尺寸符合人的要求，不要太深，这样会更容易拿东西。

4、桌椅的设计 设计的核心是以人为本，桌椅不机是用来坐的，它还有很多的用途，例如优美的外型 放在房间里还可以起到装饰的作用。它们的设计考虑到人机、美学、材料、结构，安全等多 方面的因素。桌椅的材料直接决定了它的软硬度。学校的凳子太硬了，不利于人长时间坐上面，时 间长了不仅屁股会感觉到累，而且全身都会酸疼，椅子的靠背如果设计不当，人坐在上面会 感觉很累，后背很别扭，长期下去，脊椎可能受到不同程度的损害。当然也要考虑颜色，色彩及其布置方式，这些都必须符合人体生理、心理尺度及人体各部分的活动规律，以便达 到安全、实用、方便、舒适、美观之目的。我们学设计的要长时间在寝室里做软件，可能会 一连坐好几个小时，这样，我们的身体感觉到累的时候就会对作业感到疲倦，从而降低了对 学习的积极性。应该把凳子的上面用较软的材料，这样才能更有益于人长时间的工作和学习。

5、门的设计 对学生来说，寝室就是家，安静舒适的环境是必要的。由于寝室里的人比较多，而且每 个人的性格、休息时间也不一样，有时候有的学生打电话声音比较大，整个楼都能听到，严 重扰乱了学生的休息。所以，寝室里的门应该具有隔音的作用，这样才能更好的保持良好的 生活环境。良好的设计可以减轻人的劳动，节约时间，使人身体健康，心情愉悦，而良好的设计得 益于正确地使用人体工程学原理。人机工程学的特点是在认真研究人，机，环境三个要素本身特性的基础上，不单纯着眼 于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和设计的“物”以及人与“物”所共处的环 境作为一个系统来研究，在人机工程学中将这个系统称为“人—机—环境”系统，这个系统 中，人，机，环境三个要素之间相互作用，相互依存的关系决定着系统总体的性能，人机工 程是科学地利用三个要素见的有机联系，来寻求系统的最佳参数。人性化的设计是最实在，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人 与产品完美和谐的结合，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心。寝室的设计也是一 样重要。

为了使当代大学生有一个舒适的生活环境，我们必须重视寝室内的各项设施符合人机工程学。

第二篇：电脑桌的人机工程学设计

《人机工程学》课程论文

新疆工程学院

论文题目：大学生电脑桌的人机设计 专 业：矿山机电 班 级：12-9 姓 名：柴苑 学 号：2011252946 指导教师：金 葵 日 期：2014年5月 日

大学生电脑桌的人机设计 摘要：通过对大学生电脑桌使用过程中存在问题的分析，根据学生的生理、心理特点，提出基于人机工程学的设计方法。分别对电脑桌桌面相关尺寸，键盘托盘相关尺寸，以及电脑桌造型与色彩等方面进行人性化分析。结合人机工程学的相关设计，设计出属于我们大学生自己宿舍用电脑桌。

关键词：人机工程学

大学生

人体尺寸

电脑桌

设计

人机工程学是研究人与系统中其他因素之间的相互作用，以及应用相关理论、原理、数据和方法来设计以达到优化人类和系统效能的科学。它以人的生理、心理特征为依据，以提高人的工作、生活质量为目的，运用系统工程、信息理论和工程技术的观点和方法，研究人、机器、环境之间的相互关系，把人的因素作为系统设计的重要条件和原则，以达到确保人一机一环境系统总体性能的最优化。

现在大学生使用电脑上网已经特别普遍，大学生几乎是人手一部电脑。的确，作为当代大学生，电脑已经是一个不可缺少的工具。大学生特别是高年级学生，需要完成编程，网络作业，查阅各种电子文献，娱乐等，这些可能需要大学生长期使用电脑。电脑桌的设计变得尤为重要。一般来说，大学生使用的电脑桌是由学校统一提供的，而学校的家具特点是结构简单，功能单一，易于批量生产，从人机工程学的角度来看，这样的电脑桌与使用者的实际需求相去甚远，实现在电脑桌存在的问题有（根据调查）：

(1)79％的调查者对现在所使用的电脑桌不太满意，有52％的人认为桌面高度偏高，这让使用者不得不仰视显示器，易产生颈部肌肉疲劳。84％的人认为桌面设计得过窄，一方面保证不了操作者看视屏的视距，使眼睛过于疲劳，时间一长容易引起近视，另一方面对于经常要使用电脑桌来学习的大学生来说，过窄的桌面，造成他们的使用空间不够。

(2)有39％的人认为键盘托盘长度刚好只够放键盘，使鼠标只能放在桌面上进行操作，此时如果键盘高度使用起来是合理的，那使用鼠标的高度就太高，同时，有67％的人认为他们在操作键盘和鼠标时肘部缺少必要的支撑，使手腕和手臂处于悬空状态，极易造成肌肉群疲劳。

(3)62％的调查者认为电脑主机箱位置过低，每次进行各种操作时总要弯下腰去，使用极不方便，此外，放主机箱的位置太闭塞，不利于空气流通及主机散热。

(4)78％的调查者会把常用物品放在电脑桌上，而现有的电脑桌功能过于单一，缺少必要的收纳功能，而对于有电脑配件多的用户来说，电脑桌显得“小”，放不下其它设备，比如音箱、打印机等配件就没有专门的放置地点。

(5)调查显示，对于电脑桌的色彩，72％的女性调查者喜爱暖色调，而90％男性调查者喜欢冷色涮或无色调；材质方面，大部分调查者偏向环保材质，造型风格偏向时尚风格。(6)此外，还有82％的调查者认为电脑桌的走线位置设计不合理；而随着笔记本电脑越来越走向平民化，更多的大学生开始使用笔记本电脑，现有的电脑桌根本不能满足他们的需求，这些都是需要设计者解决的问题。

（7）我校几乎所有同学同学认为：在学生身体能够接触到的部分应该着重处理，进行抛光打磨，或者倒角光滑处理，避免磕碰等不必要的伤害。

（8）电脑桌是批量化生产的，没有考虑到由于性别差异造成的设计差异。

基于以上的问题，我们现在利用人机工程学设计电脑桌——适于大多数的。

大学生电脑桌设计分析

世界上没有两个完全一样的人，所以每个人的人体尺寸各不相同。人体的测量数据常以百分位数PK作为一指标。一个百分位数将群体或样本的全部测量值分为两部分，由K%的测量值小于它，有（100-K）%的测量值大于它。最常用的是P5，P50，P95三个。我们这里的电脑桌设计采用P50，是指大于和小于此人体尺寸的人各为50%。

大学生取下表的18-25岁的P50。（GB10000-88）

1.1电脑桌的高度设计

电脑桌的高度不当是引起电脑综合症的主要原因，太低则造成背部向前倾屈；太高则必须抬高肩部，引起颈肩的不适，理想的作业面高度应使上臂自然下垂，前臂接近水平或向下咯斜，避免小臂上举状况的发生。同时,电脑桌桌面的高度影响到显示器的摆放高度，进而影响到人眼的观察角度，从人机工程学角度分析，显示器的最佳摆放高度应是它的上沿不高于人坐姿时眼睛的水平视线，它的中心应在水平视线以下l0o～20o,比较合适。考虑人在屏幕时，一般视线与屏幕相垂直时比较舒服，还可以减少反光对眼睛的伤害，所以显示器一般后倾10o～15o。

现在大学生主要用的是14寸的笔记本电脑，它的高度大约是276mm，一般为了散热都装有散热器大约50mm，显示屏边缘高度共40mm。

计算公式: 桌面的高度+底座高度+(显示器面板高度／2)×cosl5o=坐姿眼高+小腿加足高+着装修正量一姿势修正量一视距×tanl5o 视距取710mm，显示器后倾的角度和眼睛观察显示器的角度均取l5o 经过计算得：男人桌高735mm，女人桌高645mm。

此可见，男性与女性电脑桌高度相差90mm学校提供的电脑桌为通用尺寸，这

是很不合理的。所以设计高度因性别而异。

1.2键盘托盘设计

1.21高度设计

操作键盘时的高度(即作业面的高度)是影响人体坐姿的重要因素。作业面高度不当是引起电脑综合症的主要原因，如太低，则背部过分前屈；如果太高，则必须抬高肩部，超过其松弛位置，引起肩部和颈部的不适。因此，一般情况下，使用键盘和鼠标时，小臂接近水平或略下斜。

计算公式

键盘托盘高度+键盘高度=坐姿肘高+小腿加足高+着装修正量一姿势修正量

键盘高度取25mm，坐姿时的坐高修正量为44mm，着装修正量为3mm。

男性适用

键盘托盘高度=261+417+3-44-25=612mm 女性适用

键盘托盘高度=249+384+3-44-25=567mm 此外，由国家标准GB／T 3326—97规定容膝空间高度应不小于580mm，净高应大于520mm。为了满足人体下肢活动的需要，桌下空间深度应不小于600mm，宽度应不小于520mm。因此，可取女性适用键盘高度为580mm，取男性适用键盘托盘高度为620mm。1.22键盘托盘进深

因为键盘托盘都是拖出来操作，当操作者使用键盘时，托盘被拉出的进深近似等于手腕休息区+键盘宽度=100mm+180mm=280mm，而在腕关节和键盘问应该留有100mm左右的手腕休息区.。考虑未拉出的部分为50mm，这样整个键盘托盘进深为280mm+50mm=330mm。1.23键盘托盘宽度

取目前市场上键盘宽度的大尺寸为480mm，鼠标挚的宽度一般为200mm，同时还应考虑到键盘和鼠标挚都不可能紧挨着托盘边缘放置，因此两边各自留出50mm的空余距离。所以托盘宽度=键盘宽度+鼠标垫宽度+空余出距离=480mm+200+100mm=780mm。

1.3电脑桌桌面深度设计

为了有合适的视距，电脑桌还应该有合理的深度。视距为710mm一760mm可以保护眼睛不受电子射线伤害。计算公式

桌面进深一显示器进深+托盘拉出进深+对手腕起支撑作用的前臂长=人眼与屏幕之问距离

计算得 男性

450mm 女性 474mm 1.4色彩设计

对于电脑桌的颜色，除了与使用者的喜好有关，还要保持与室内环境相协调，不但要满足人的生理需要，还要满足人的审美需要。但总的来说，电脑桌桌面的颜色不宜太过于鲜艳，这样容易让人产生视觉疲劳。以暗色调（如木质黄）为好。这个的设计还应和大学生宿舍环境相适宜。

1.5其他细节设计

在学生身体能够接触到的部分应该着重处理，进行抛光打磨，或者倒角光滑处理，避免磕碰等不必要的伤害。

另外，在使用键盘或鼠标时，手在进行运动时，最好给予支撑，在进行文字输入时最好有肘部的支撑，否则肘部悬空，需要耸肩用力，时间长了会使颈、肩、背、腰、手臂、手腕、手的肌肉疲劳与疼捅。所以应有支撑肘部托板，让双臂放置在身体两侧的支肘板上，可以使上身自然放松、缓解疲劳、减少疼痛。

增加书架等设施。

在设计是还要环保与经济综合考虑。

结语

大学生是祖国的未来设计师，他们的身心健康很重要。基于他们的人性化设计可以使他们事半功倍。我们现在使用的电脑桌是学校统一提供的，而适应性较差。

我们设计一个真正适合大学生使用的电脑桌很需要。

参考文献

陈漪;叶喜基于人体工程学的电脑桌设计

余肖红;费海玲;张亚池人体工程学与全方位电脑桌椅的设计 国家标准GB10000-88 曹云飞等基予人机工程学学生电脑桌设计

罗碧娟；张飞飞基于人机工程学的大学生电脑桌设计 楚杰；楚良海；邱晓利多媒体演示仪的人机安全设计 苏垣以人为本设计健康的桌面工作状态 李文彬建筑室内与家具设计人体工程学

第三篇：键盘的人机工程学设计[范文]

《人机工程学》课程论文

新疆工程学院

论文题目：计算机键盘的人机工程学分析 专 业：矿山机电 班 级：12-9 姓 名：成永虎 学 号：2011252951 指导教师：金 葵

日 期：2014年5月 22 日

计算机键盘的人机工程学分析

摘要：本论文运用人机工程学原理展开对计算机键盘的分析。从键盘存在的问题及解决方案、键盘的的平面布局和键盘的整体规划对键盘进行了全面分析。是人们进一步了解键盘，既将大大提高用户的操作效率并保证他们的健康、舒适。

关键词：人机工程学；键盘；解决方案；整体规划

前言

电脑已经成为人类不可或缺的工具,它带来了快速的运算、精确的计算以及方便的管理模式。伴随着IT技术的飞速发展,电脑的更新换代速度非常之快,键盘作为人机交互的输入设备也在不断地推陈出新。然而目前市面上多数台式电脑键盘却未能满足良好的宜人性。在人类越来越依赖于电脑的今天,许多电脑症候群也随之而来。长时间地使用键盘容易造成双手肌肉的紧张,严重的甚至造成使用者肌体上的劳累损伤,其症状包含因使用键盘造成的手腕神经压迫、坐姿不良引起的脊椎神经伤害以及颈部和腰部、累积性骨骼肌肉损伤，重复某一动作而形成强迫性体位,以致身体相应部位处于持续的紧张状态而导致的局部神经。在键盘的中运用人机学原理,结合手的解剖学特点、坐姿生理学等学科知识以及视觉显示终端作业岗位的人机界面设计原则,使人机环境系统相协调,为使用者创造安全、舒适、健康、高效的工作条件。目前键盘存在的问题和解决方案

根据图1键盘在生活中的使用及实验研究发现目前标准键盘的缺点主要表现以下几点

图1 1.1 两手距离偏近及其解决方式

当双手放置在基准键位时, 食指间距约45mm, 与自然姿态相比, 容易导致前臂内旋、两肘两肩内收、屈前臂肌紧张, 短时间内就可造成肩颈部酸痛, 以至影响整个输入过程的正常进行。

手—键盘界面最自然的姿势为上臂从肩关节自然下垂,与前臂之间夹角70～90°,以保证作业时肘关节受力而不是上臂肌肉受力;还应保持手和前臂呈一直线,腕部向上不得超过20°,腕外展不超过15;双手向内相向交叉成60～70°, 两手掌间距约100～280mm。

目前键盘的理论和实践上的改进设计绝大多数都没有很好地重视这个问题多带来的负面影响。要想真正设计出符合人因工程学的键盘, 必须在这一点上作出突破,将键盘做成左右分离式的,将键盘左右手所操作的部分分离,使用户在操作的时候上肢保持为自然的态。使用分离键盘且键盘与水平面成20°夹角时,有助于减少肌张力;即使夹角为13°,仍能显著降低肌肉负荷。1990 年,Thompson 等人的实验表明18°夹角是最舒适的角度。因此分离式键盘与水平面之间的夹角应该控制在18°左右, 如图2 所示,同时应该做成可调式的,用户 可以根据自己的喜好自由的进行调节。用户双手置于这种跟水平面成一定夹角的键盘上时, 手处于最自然的状态,避免了手腕的屈伸以及手的桡偏和尺偏,同时大拇指的动作不再是按压动作, 而是侧向的划拨动作,大大提高了大拇指的动作效率。而且因为前四指的长度不同, 键盘的水平方向可以设计成内凹圆弧面, 使之与手指摆放时的自然位置相适应。

1.2 双手小指均负担过重及其解决方式

小指力度最弱, 空间方位的判断能力差, 按标准操作法使用现行标准键盘, 左手小指负担10 个键的操作, 右手小指负担的键达15 个之多,是十个手指中负担键数最多的。由于小指作业往往造成整个手的外展角增大, 特别是敲击下缘或边缘键时, 外展角最大, 手向外运腕达到极限甚需要移动前臂, 如图1 所示。这就造成击键速度慢, 出错率高, 难以盲目定位, 易于疲劳等不良后果。特别是很多使用频率和重要性都很高的键例如Back Space 键被设计在远离J 键的角落, 使用者在进行文本输入时经常误按成其邻近的键。在击键时右手被迫腾起,食指离开基准键位。而在实际的作业过程中,Back Space 键的使用频率比回车键要高4 倍以上, 这导致了敲击速度和正确率大大下降。同样, Enter 键的敲击也需要右手食指离开J 键, 否则敲击成功率极低。Delete 键的设计偏离J 键更远。与此同时拇指的作用被忽视了。实际上拇指的力度、空问方位的判断能力、活动速度都是可 以信赖的, 而且位置居中, 动作范围大, 单独动作能力强, 发挥拇指的作用是减少小指压力的重要思路。此外, 空格键的键长太大, 浪费了键盘上宝贵的空间。

改进方式，分离之后的键盘Space 键保持在原来位置, 使用频率极高的Back Space键和Delete 键根据其使用频率差异分别放置到Space 键的旁边, Enter 键则放置到左右手大拇指很容易控制到的Space 键的下方区域。Insert 键则调整到右手小指比较容易控制的地方。这样就很好的解决了以上的问题。此外右手所控制的Shift 键使用频率较高而且需要与其它键同时按压, 但是它偏离小指较远, 改进设计之后将其与“/”进行了调换。同样的道理, 将Ctrl 键调换到离小指较近的地方。

1.3 左右手的分工不合理及其解决方式

一般情况下右手基本上需要包揽主键盘区中线以右的敲击任务,约占整个键盘的2/3。编辑与定位键盘区占据了宝贵的键盘空间, 迫使右手需要频繁的离开基准键位对这个区域进行操作。当需要在主键盘区和数字辅助键盘区之间进行切换时, 右手需要跨过此区域, 跨越距离加长。

以上种种原因导致右手操作效率低下。可以通过取消这个编辑与定位键盘区, 将这个区域的按键分散到其它区域的方法很好地解决这个问题。因为左手控制的按键相对较少, 离开基准键位的机率相对 较少。所以可以将PageUp、PageDown、Home 和End 这四个键放置到左手食指控制区域, 如图1 所示。因为在数字键盘区当NumLock 灯为熄灭状态时同样可以实现上下左右四个方向键的功能, 所以可以将上下左右四个方向键调整到右手主键盘区的下方。这样右手在控制这几个键时只需要在纵向方向上移动即可。整个右手在水平方向上的移动频率和距离也会大大减少, 提高了操作的准确度和效率。

1.4 操作键盘易疲劳及其解决方式

现行标准键盘的设计, 没有考虑到手的支撑点问题, 使人手在操作时常常处于悬腕状态, 整个手臂都处于紧张状态, 这是产生疲劳和误操作等现象的主要原因。如果长期或者频繁操作这种键盘, 就会造成腕腱组织劳损, 甚至导致忍受丧失感觉能力等严重的电脑职业病。

图2 为了解决这个问题, 腕托的配置是必不可少的(如图2所示), 虽然市场上有一部分键盘已经配置了腕托, 但是还有很多键盘并没有配置。而且, 市场上的腕托大多数都是塑料制品, 柔软程度不够。在腕部有2～3cm长的腕部通道, 丰富的血管、肌腱和神经都要从腕部通道穿过, 坚硬的支撑物与手腕的压迫和摩擦以及手腕在敲击键盘时的频繁动作容易导致手腕神经损伤从而产生腕部通道症候群以及肌腱炎等病症。因此腕托的材料最好采用较为柔软的材料。键盘的平面布局分析

现在普遍使用的台式计算机键盘为1971年国际标准化组织认证的国际标准键盘QWERTY键盘,由主键盘区、F键功能键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区组成。普通QWERTY键盘的主键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区的布局。许多键盘加大回车键的尺寸来方便敲击,却忽略了BackSpace键,将其放置在键盘主键区最右上角,该键键帽大小也只有12mm×14mm。由于Back Space键被设计在远离J 键的角落,使用者在进行文本输入时经常误按成其邻近的键。在击键时右手被迫腾起,食指离开基准键位。这导致了敲击速度和正确率大大下降。而在实际的作业过程中,Back Space键的使用频率比回车键要高4倍以上。所以此键的改进设计是一个重点。传统键盘的编辑与定位键区设计在键盘中部偏右位置。右手在操作鼠标时若要按这些键,要么右手放下鼠标操作后又返回点击鼠标,要么左手伸到键盘右部来进行此操作。这使得操作起来极不方便。左右手的分工也不尽合理,一般情况下右手基本上需要“包揽”主键盘区中线以右的敲击任务,约占整个键盘的2/3。而且此键区也没有一个起定位作用的基准键位, 操作时几乎无法实现盲打。另外键位排列不够科学,定位键与编辑键的配合脱节,定位键与定位键之间的配合也不方便。

数字辅助键盘区提供给专门数字录入人员极大的操作方便性,却忽视了“ = ”键。用户在编写程序或进行计算时,习惯将“ = ”键与“ + ”、“”键,在原来“25 [2] 严扬.人机工程学设计应用[M ].北京: 中国轻工业出版社,2000 [3] 丁玉兰.人机工程学[M ].修订版.北京:北京理工大学出版社,2002 [4] 赵英新,陈淑,景璟.人机工程键盘的设计与研究[ J ].山东工业大学学报, 2001, 31(5):433–440 [5] 吴小勇.键盘操作板的人机工程学设计和分析[J ].人类工效学,1998 ,4(1):58260.[6] 杨明朗,袁桃.基于人机工程学的键盘设计[J].包装工程,2005,5.[7] 赵英新,陈淑,景璟.人机工程键盘的设计与研究[J].山东工业大学学报,2001,5.[8] 宿芳,张智君.键盘操作的工效学研究回顾[J].应用心理学,2003,3.[9] 郝玉哲.人机工程型键盘[J].中国安全科学学报,1995,6.

第四篇：汽车座椅的人机工程学原理

汽车座椅的人机工程学原理

摘要：随着科学技术的发展，人机工程学理论在产品设计中占有越来越高的地位。而作为与人类生活息息相关的汽车，人机工程学在汽车设计之中的应用显得尤为重要。无论是以驾驶员为中心还是以乘坐人员为中心，都应最大限度地满足人们的需求。并且各种主、被动保护措施也使人们在突发危险时，能最大限度地减小伤害，确保人的安全。总之，汽车设计中的各种设计都应该将人的因素考虑其中，确保了以人为主的设计原则，使汽车更完美地服务于人们。本文主要阐述了人机工程学概念以及汽车座椅中应用的人机工程学原理。

关键字：人机工程学 汽车座椅 结构

人机工程学基本概念：人机工程学是工业工程研究的众多重要学科领域之一。所谓的人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系以及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。在汽车设计中的人机工程学称为汽车人机工程学，它是以改善驾驶员的劳动条件和车内人员的舒适性为核心，以人的安全、健康、舒适为目标，力求使整个系统总体性能达到最优。汽车座椅的人机工程学原理

汽车的座椅是汽车的重要组成部分，汽车座椅的合理设计关系到驾驶员及乘坐者的舒适性和安全性，因此，汽车座椅的设计必须以人为基本，根据人体的基本尺寸等进行设计，不仅能够给人以视觉冲击，而且能够营造舒适、安全的驾乘环境，有效降低交通事故的发生。

座椅的结构性设计：欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲，躯干和大腿之间必须有大于135°的夹角，并且座椅的设计应使坐者的腰部有适当的支撑，以使腰曲弧形自然弯曲，腰背肌肉处于放松状态。研究表明过于松软的椅面，使臀部与大腿的受压面积增大，不仅增加了躯干的不稳定性，而且不易改变坐姿，容易产生疲劳。

依据靠背上体压分布不均匀原则，在座椅靠背设计时应保证有靠背两点支撑，即就是人体背部和腰部的合理支撑。汽车座椅设计时应提供形状和位置适宜的两点支撑，第一支撑点位于人体第5—6胸椎之间的高度上，作为肩靠；第二支撑设置在腰曲部位，作为腰靠。肩靠能减轻颈曲变形，腰靠能保证坐姿下的近似于正常的腰弧曲线。这样的座椅的设计可以使人坐着时，体重合理分布，大腿平放，双足着地，上臂不负担身体的重量，肌肉放松，血液循环通畅，姿态舒适。座椅是主要的减振元件，要想使座椅获得较低的振动传递率，使座椅有较高的振动舒适性，必须采用合适的座垫和靠背减振材料。根据驾驶室的微气候环境，调整座椅表面的湿温度特性，可以适当调节人体代谢，达到减轻疲劳的目的。座椅的舒适性设计

根据人机工程学原理,为保证良好的舒适度，针对静态舒适度，设计中应遵循以下原则：（1）座椅尺寸应与人体测量尺寸相适宜；（2）座椅应可调节，能使乘坐者变换姿势，并能最大范围满足各类人体的乘坐要求；（3）座椅应能使乘坐者保持舒适坐姿，靠背结构和尺寸应给腰部充分的支撑,使脊柱接近于正常弯曲状态。（4）工作座椅各零部件的外露部分不得有易伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成的挤压、剪钳伤人的部分。（5）工作座椅一般不设扶手，需设扶手的座椅必须保证操作人员作业活动的安全性。从人机工程学的角度来讲，腰部是体现座椅功能的关键部位。因此，座椅的腰托是影响舒适性的关键因素。腰托的安装位置在座椅靠背结构设计中十分重要。乘员正常入座时，人体身躯与大腿的连接点—胯点简称H点，H点的位置是决定驾驶员操作方便、乘坐舒适性相关的车内尺寸的基准。此外，座椅的调节特性对座椅的舒适度影响很大，已成为座椅舒适度设计中重点考虑的因素。座椅的几何尺寸设计

在进行座椅的主要构件的设计时主要考虑以下几个方面。（1）座面

座面表面有两种基本型式，一种是纵向（坐深方向）平展的，其倾角为0°—5°；另一种是纵向前缘起拱的。任意一种型式的座面，其横向高度差都不得大于25mm；座面前缘起拱的高度h2最小应为40mm，起拱半径R1最小为40mm，最大为120mm。座面前缘纵向起拱时，前部倾角1a=4－5°，后部倾角2a=10°－15°，两角顶交点位于距座面前缘座深2/3处；纵向高度差h3不得大于40mm 当座垫为弹性结构时，最下层支撑部分应有一定的刚性，中间弹性层变形量不宜过大（座垫厚度不宜大于30mm）。

座面留有通气孔或带排气沟槽时，孔和沟槽的存在不应影响座面的其它参数。（2）腰靠

腰靠的形状应保证使人体压力尽量分布均匀。腰靠若装有软垫，则其沿座深方向垂直剖面内的曲率半径必须大于1400mm。

（3）支架

工作座椅支架至少必须有5个支点。支点可以使用球形或鼓型小轮，也可以在支点处使用滑块。座椅的空间位置设计

座椅空间位置设计就是为了达到操作舒适性的目标，而进行驾驶室座椅空间位置设计，以确保驾驶员有良好的视野，同时对汽车转向盘、脚踏板等操作部件有恰当的操作要求距离，以达到操作舒适性的最终目的。主要要求有前排腿部空间，后排腿部空间，前排椅垫进深，后排椅垫进深，驾驶员及乘坐者的头部距离车顶的距离以及前后排的宽度等都必须在车辆尺寸合理时能够符合人机工程学原理，让驾驶员及乘坐者感觉到舒适。座椅的安全性设计

美观，舒适性对于我们来说是必要的但安全性对于我们来说是最为关键的，座椅的合理设计能够给我们提供必要的安全保护措施。座椅的安全性设计主要有主动安全设计和被动安全设计。

主动安全设计：主动安全性是指汽车驾驶座椅防止事故的能力 从减轻驾驶员的疲劳入手进行分析设计，以满足主动安全性要求。主动安全性主要考虑合理的座椅尺寸设计、坐垫上合理的体压分布、靠背上合理的体压分布等。可以为驾驶员提供一个舒适的作业环境，减轻驾驶员的疲劳，从而保证驾驶座椅主动安全性的设计要求。被动安全设计：被动安全性是指事故发生时,保护乘员的能力。驾驶座椅作为安全部件,是汽车被动安全性设计的主要考虑部件之一。考虑提高驾驶员的人身安全性，汽车驾驶座椅被动安全性设计目标为：①在事故中要保证驾驶员处在自身的生存空间之内，并防止其他车载体进入到这个空间；②要保持驾驶员在事故发生时保持一定的姿态，以使其他的约束系统能充分发挥其保护效能；③在事故中,使得事故后果对驾驶员的伤害降低到最小限度。

目前采取的安全措施主要有：提高座椅骨架强度，达到汽车驾驶座椅强度的要求值；设置座椅安全带，使在紧急制动或正面撞车时不致将驾驶员碰伤；

本文从人机工程学的角度，讨论了汽车座椅应满足的基本条件，首先介绍了人机工程学的基本概念，从汽车座椅的结构性，汽车座椅的基本尺寸，汽车座椅的空间，汽车座椅的安全性等方面进行了讨论，随着汽车产业的发展，符合人机工程学的产品必将获得更大的发展，符合人机工程学的作品必将成为新的发展趋势。

第五篇：工业设计中的人机工程学

机工程学和工业设计在基本思想与工作内容上有很多一致性：人机工程学的基本理论“产品设计要适合人的生理，心理因素”与工业设计的基本观念“创造的产品应同时满足人们的物质与文化需求”，意义基本相同，侧重稍有不同；工业设计与人机工程学同样都是研究人与物之间的关系，研究人与物交接界面上的问题，不同于工程设计(以研究与处理“物与物”之间的关系为主)。由于工业设计在历史发展中溶入了更多的美的探求等文化因素，工作领域还包括视觉传达设计等方面，而人机工程学则在劳动与管理科学中有广泛应用，这是二者的区别。

工业设计是一项综合性的规划活动，是一门技术与艺术相结合的学科,同时受环境/社会形态、文化观念以及经济等多方面的制约和影响,即工业设计是功能与形式、技术与艺术的统一,工业设计的出发点是人,设计的目的是为人而不是产品,工业设计必须遵循自然与客观的法则来进行.这三项明确地体现了现代工业设计强调“用”与“美”的高度统一，“物”与“人”的完美结合，把先进的技术科学和广泛的社会需求作为设计风格的基础，概而言之，工业设计的主导思想以人为中心，着重研究“物”与“人”之间的协调关系。

人机工程学，在美国有人称之为人类工程学“HUMAN ENGINEERING”，人因工程学“HUMAN FACTORS(ENGINEERING)”，在欧洲有人称之为“ERGONOMICS”，生物工艺学，工程心理学，应用实验心理学以及人体状态学等待。日本称之为“人间工学”，我国目前除使唤用上述名称外，还有译成工效学、宜人学、人体工程学、人机学、运行工程学、机构设备利用学、人机控制学等。人体工程不的命名已经充分体现了该学科是“人体科学”与“工程技术”的结合，实际上，这一学科就是人体科学，环境科学不断向工程科学渗透和交叉的产物，它是以体科学中的人类学、生物学、心理学、卫生学、解剖学、生物力学、人体测量学等为“一肢”；以环境科学中的环境保护学、环境医学、环境卫生学、环境心理学、环境监测技术等学科为“另一肢”，而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统工程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”，形象地构成了本学科的体系，从人机工程学的构成体系来看就是一门综合性的边缘学科，其研究的领域是多方面，可以说与国民经济的各个部门都有密切的关系。由于社会分工不同，分为职业性和非职业性两类。职业类指从事物质文明和精神文明创造活动中对工具、设备、环境进行设计、加工的专业活动，在这个范畴中运用人机工程学以便创造符合人的生理及需求的、高效、优化和完美的“人－机－环境”系统；非职业范畴指自我服务性范畴，如家务活动，休息及娱乐活动等，在这个范畴中，运用人体工程学以便创造出高效率，减少疲劳，有利于身心健康的高质量生活。总而言之，人体工程学不仅有利于专业化分工的专门性创造活动，也有利于人类大的生活领域；不仅适合对生产工具、设备及环境的创造，而且适合人们整个生活、娱乐、休息、工作、学习等各领域。显然研究和应用人体工程学原理和方法成为工为设计人员所面临的新课题。

人机工程学研究内容及其对于设计学科的作用可以概括为以下几方面：

为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数：应用人体测量学、人体力学、生理学、心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和肌能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、体重、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时相互关系和可及范围等人体结构特征参数提供人体各部分的发力范围、活动范围、动作速度、频率、重心变化以及动作时惯性等动态参数分析人的视觉、听觉、触觉、嗅觉以及肢体感觉器官的肌能特征，分析人在劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳程度以及对各种劳动负荷的适应能力，探讨人在工作中影响心理状态的因素，及心理因素对工作效率的影响等。人体工程学的研究，为工业设计全面考虑“人的因素”提供了人体结构尺度，人体生理尺度和人的心理尺度等数据，这些数据可有效

地运用到工业设计中去。

为工业设计中“产品”的功能合理性提供科学依据：现代工业设计中，如搞纯物质功能的创作活动，不考虑人机工程学的需求，那将是创作活动的失败。因此，如何解决“产品”与人相关的各种功能的最优化，创造出与人的生理和心理肌能相协调的“产品”，这将是当今工业设计中，在功能问题上的新课题。人体工程学的原理和规律将设计师在设计前考虑的问题。

为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则：通过研究人体对环境中各种物理因素的反应和适应能力，分析声、光、热、振动、尘埃和有毒气体等环境因素对人体的生理、心理以及工作效率的影响程序，确定了人在生产和生活活动中所处的各种环境的舒适范围和安全限度，从保证人体的健康、安全、合适和高效出发，为工业设计方法中考虑“环境因素”提供了设计方法和设计准则。以上几点充分体现了人机工程学为工业设计开拓了新设计思路，并提供了独特的设计方法和理论依据。社会发展，技术进步，产品更新，生活节奏紧张，这一切必然导致“产品”质量观的变化。人们将会更加重视“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”、和“效率”等方面的评价，人机工程学等边缘学科的发展和应用，也必须会将工业设计的水准提到人们所追求的那个崭新高度。