人机工程学1

第一篇：人机工程学1

11、人机工程学定义:(国际)他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，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。（我国）他是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究方法和是手段，综合的进行人体结构、功能、心理及力学等问题研究的学科。

12、现代人机工程学发展的三个特点：（1）不同与传统人机工程学研究中着眼于选择和训练特定的人，使之适应工作要求，现代人机工程学着眼于机械装备的设计，使机器的操作不越出人类能力界限之外。（2）密切与实际应用想结合，通过严密计划设定的广泛实验性研究，尽可能利用所掌握的基本原理，进行具体的机械装备设计。（3）力求使实验心理学、生理学、功能解剖学等学科的专家与物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切合作。

13、现代人机工程学研究方向：把人-机-环境系统作为一个系统的整体来研究，以创造最适合于人操作的机械设备和作业环境，使人-机-环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效能。

14、人机工程学研究的主要内容：

1、人体特性的研究

2、人机系统的总体设计

3、工作场所和信息传递装置的设计

4、环境控制和安全保护设计

5、信息化产品人机特性研究。

15、研究方法：1观察法2实测法3实验法4模拟和模型试验法5计算机数值仿真法6分析法（瞬间操作分析法、知觉与运动信息分析法、动作负荷分析法、频率分析法、危象分析法、相关分析法）7调查研究法。

16、人机工程学与工业设计的关系作用：1为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数2为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据3为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则4为进行人-机-环境系统设计提供理论依据5为坚持以“人”为核心的设计思想提供工作程序。

21、人体测量学也是一门新兴的学科，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。

22、人机工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类，即人体构造尺寸和功能尺寸的的测量数据。人体构造上的尺寸是指静态尺寸；人体功能上的尺寸是指动态尺寸，包括人在工作姿势下或某种操作活动状态下测量的尺寸。

23、人体测量的基本术语：国标GB规定，只有在被测者姿势、测量基准面、测量方向、测点等符合下列要求的前提下测量数据才是有效的。

24、百分位数：人体测量的数据常以百分位数Pk一种位置指标、一个界值。一个百分位数将群体或样本的全部测量值分为两部分，有K%的测量值等于和小于它，有（100-K）%的测量值大于它。例如在设计中最常用的是P5、P50、P95三种百分位数。其中第5百分位数是代表“小”身材，是指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95%的人群身材尺寸均大于此值；第50百分位数表示“中”身材，是指大于和小于此人群身材尺寸的各为50%；第95百分位数代表大身材，是指有95%的人群身材尺寸均小于此值，而有5%的人群身材尺寸大于此值。

25、在一般的统计方法中，并不一一罗列出所有百分位数的数据，而往往以均值x和标准差SD来表示。虽然人体尺寸并不完全是正态分布，但通常仍可使用正态分布曲线来计算。（1）求某百分位数人体尺寸：当已知某项人体测量尺寸的均值为x，标准差SD，需要求任一百分位的人体测量尺寸X时，可用下式计算：X=X+-（SD*K）；当求1%~50%之间的数据时，式中取“-”号；当求50%~99%之间的数据时，式中取“+”号。K为变换系数。

常用的人体测量数据：坐姿人体尺寸包括：坐高、坐姿颈椎点高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢长共11项。坐姿人体尺寸图（P24）；

26、体尺寸的应用方法：1确定所设计产品的类型；2选择人体尺寸百分位数：按产品的重要程度分为涉及人的健康、安全的产品和一般工业产品两个等级。在确认所设计的产品类型及等级之后，选择人体尺寸百分位数的依据是满足度。人机工程学设计中的满足度，是指所设计产品在尺寸上能满足多少人的使用，通常以合适使用的人数占使用者群体的百分比表示。3确定功能修正量。（P37）4确定心理修正量；5产品功能尺寸的设订。最小功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量；最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量；

27、设计用人体模板。

31、感觉的定义与特征：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映。特征包括：1适宜刺激2感觉阈限3适应4相互作用5对比6余觉。

32、知觉的定义和特征：知觉是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。特征包括：1整体性2选择性3理解性4恒常性（大小恒常性、形状恒常性、明度恒常性、颜色恒常性）5错觉。

33、视觉机能包括：1是教育视力2视野与视距3中央视觉与周围视觉4双眼视觉与立体视觉5色觉与色视野6暗适应与明适应。

视角：是确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。

视野：是指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看得到的空间范围，常以角度来表示。水平视野：在左右60度以内的区域。垂直视野：范围为水平线上50、度和下70度。观看最佳区域在标准视线下30度内。视距范围：38-76cm。

34、视觉特征：1眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳，一般先看到水平方向的物体，后看到垂直方向的物体。因此很多仪表外形都设计成横向长方形。2视线的变化习惯与从左到右，从上到下和顺时针方向运动。所以仪表的刻度设计应遵循这一规律。3人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向的要准确的多，因此水平式仪表比垂直式误读率低。4眼睛偏离视觉中心时，在偏离距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限，做下限，右下限，仪表的布置要考虑这一点。5两眼的运动总是协调同步的因此通常都以双眼视野为设计依据。6人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。7颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。最易辨认的是红、绿、黄、白，两色时：黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字等。

41、在人机系统中，按人接受信息的感觉通道不同，可将显示装置分为视觉显示、听觉显示、和触觉显示。仪表分为数字式显示仪表和刻度指针式仪表（读数用仪表、检查用仪表、警戒用仪表、追踪用仪表、调节用仪表）。42表盘设计：

类型：开窗式、圆形式、半圆形式、水平直线式、垂直直线式（也是错误率由小到大的顺序）。表盘的直径35-70毫米最合适，最优44。仪表的最优视角2.5-5度。刻度间距在1-2.5毫米最合适。刻度标记的宽度在2毫米左右最佳。清晰的颜色匹配为（背景：主体）：黑黄、黄黑、黑白、紫黄、紫白、蓝白、绿白、白黑、黑绿、黄蓝。仪表的观察角在70-90度最为合适，90度最佳。

43、仪表的排列方式：1仪表之间应尽量靠近，以缩小搜索视野的范围。2仪表的空间排列顺序应与它的实际操作中的使用顺序相一致；功能上有联系的仪表应靠近排列；排列时应该照顾他们彼此逻辑上的联系3从人眼的运动特征看，水平比垂直运动快且幅度宽，因此水平排列范围可以宽于垂直，这样形成的椭圆面板正好与人的视椭圆相适应。4由于人眼视觉机能不完全对称，在偏离中央同样距离的事业范围内，人眼对左上限的观察优于右上限，其次左下，右下，排列仪表时应注意这点。5还应与操纵他们的开关和旋钮等保持对应的关系，即显示与操纵的相合性。

51、旋钮的分类：1适合于做360度以上的旋转操作，这种旋钮偏转的角度位置并不具有重要的信息意义，其外形特征是圆柱、圆锥。2旋转调节范围不超过360度，偏转的角度也不具有重要意义，外形是圆柱形或接近圆柱形的多边形，3偏转位置具有重要信息意义，调节范围不超过360度。

52、手柄的设计原则：手握手柄时，施力和使手柄转动，都是靠手的趣肌和伸肌来完成的从手解剖特征来看，掌心肌肉最小，指球肌、大、小鱼际肌是肌肉丰富的部位，是手部的天然减振器。在设计手柄时，要防止手柄丝毫不差的贴合于手的掌握部分，尤其是不能紧贴掌心。手柄的着力方向和振动方向不能集中于掌心和指骨间肌，如果掌心长期受压受振，可能回引起难以治愈的痉挛，至少易引起疲劳和操纵不准确。因此受柄的形状设计应使操作者握住手柄时掌心处略有空隙，以减少压力和摩擦力的作用。

53、按键的设计原则：按键的尺寸应按手指的尺寸和指端弧形设计方能操作舒适。按键的端面以中凹的为优，它可增强手指的触感，便于操作，适用于较大操作力的场合。按键应凸出面板一定的高度，过平不易感觉位置是否正确，各按键之间应有一定的间距，否则容易同时按到两个键，纵行的排列多采用阶梯式。

54、操纵装置与动作节约原则：1双手的动作应该是同时的和对称的，手的动作应以简单而又能得到满意结果为最佳。2工具和物料应放在操作者面前近处，以便使他们处于双手容易达到的位置。3所有的工具和物料必须有明确和固定的存放点，只要条件允许，工具和物料应预先放在工作位置上。4零件、材料的供给，应尽量利用其重力送至操作者手边，尽量运用重力运输方式。5所有的操作，只要能用脚来完成，就应避免用手来作做。在经济合算的`情况下，应采用动力驱动的工具和设备来代替人工操作。6工作台和座椅的高度应能使操作者采用坐和站的交替姿势工作。工作面应有适当的照明设备，使视觉工作舒适，减少差错。

55、操纵与显示相合性的人机原理及遵循的原则：在人机系统中，人、操纵装置、显示装置共同构成物化的人机界面。在此界面里，人作为系统的控制者，根据任务指令来操纵机器的操纵器，机器子系统接受由操纵器输入的信息进行处理，并将结果通过显示装置或执行机构显示给人，人通过感觉器官和大脑来感知、判断所显示信息是否与操纵的预期目的相一致，并根据两者的误差评估做出下一次操纵的时间和控制量，如此形成了人机系统的闭环控制系统和运行模式。原则：1运动相合性2空间相合性3操纵-显示比（旋钮的最佳为0.2-0.8，操纵杆或手柄2.5-4.0）。

61、坐姿低台式控制台：当操作者坐着监视其前方固定的或移动的目标对象，而又必须根据对象物的变化观察显示器和操作控制装置，首先控制台的高度应降到坐姿人体式水平线以下，以保证操作者的视线能达到控制台的前方；其次应把所需的显示器、控制器设置在斜度为20度的面板；再根据这两个要点确定控制台其他尺寸。62、坐姿生理学：1脊柱结构2腰曲弧线3腰椎后突和前突；

63、手握式工具设计原则：1一般原则：必须有效地实现预定的功能；必须与操作者身体成适当比例，使操作者发挥最大效率；必须按照作业者的力度和作业能力设计，所以要适当地考虑到性别、训练程度和身体素质上的差异；工具要求的作业姿势不能引起过度疲劳。2解剖学因素：（1）避免静肌负荷；（2）保持手腕处于顺直状态；（3）避免掌部组织受力；（4）避免手指重复动作；3把手设计：直径；长度；形状；弯角；双把手工具；用手习惯与性别差异。

第二篇：人机工程学

2012-2013年第一学期《人机工程学》科目论文

人机工程学论文

一、人机工程学工程是一门寻求人际环境和谐的科学

人机工程学综合利用工程技术、人体科学、环境科学、心理学的理论、方法和手段，研究人机硬件界面、软件界面设计、人与环境的界面设计、人的劳动（体力和脑力）规律，以及人机工程学的总体设计。可用于但不局限于以下领域：机电产品的人-机器界面设计、显示装置与控制装置设计；电子产品造型设计、仪器仪表设计、控制台设计；人的作业绩效管理，安全管理；化工与化学领域实验室、工作场所设施布局设计与运行管理；建筑设计与施工作业管理；以及帮助人们在各种作业与生活中保持健康、安全、舒适和高效的身体姿势。

二、人机工程学对生活的应用

人机工程学首先是对人体，机器，环境的各个方面进行单项研究，对这几个大方面了解透彻，再寻求最适合人类生活的设计方式，实现人机环境系统和谐。人机环境系统中的环境因素有作业环境，微气候，照明环境等。以下所述的就是几项生活中运用人机工程学的实例。

工作工具中的人机工程学

人们在生活和工作时，离不开座椅，特别是以坐姿进行工作的人，每天都有1/3以上的时间在与座椅打交道，因此座椅设计除了材料运用得当及造型大方美观以外，更重要的是要符合人机工程学设计原则。根据人类工效学原理，座椅的功能、尺度与人体生理特点密切相关。由于座椅的用途不同,对座椅的功能要求也各异。这些功能要求是人们工作和休息的重要条件。不恰当的功能、尺度会影响人们的工作效率和身体健康。好的座椅可以减轻人的劳动，使人感到心情愉快，而好的座椅得益于正确地使用人机工程学。

我们可以先分析人体静态测量时的尺寸（图1），对其作业时坐姿的调整范围进行估算，再根据实际要求对座椅进行设计。

图1

图2 图3

从人机工程学原理出发考虑，一个性能优良的座椅应当符合的基本要求如下：为人们提供一个舒适的坐姿，符合舒适坐姿的生理特性，减轻人们的肌肉酸痛和疲劳。以上图2中的座椅符合人机工程学，图3中的为普通座椅。图2中符合人机工程学的座椅的结构和尺寸设计使人们的脊柱形态接近于正常自然状态，可以减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷，座椅的设计符合压力分布不均匀原则，让不宜承受重压的大腿等部微微高于可以承受重压的坐骨结节处，可以防止人们的疲劳发生。图3中的普通座椅坐垫为平面的，长时间的坐着会使人感到疼痛，而靠椅不是人们的脊柱形态的正常状态，会使靠在上面的人感到肌肉酸痛。综上，符合人机工程学原理的座椅比普通更加舒适。

手工工具中的人机工程学

手工工具例如钳子、简单等是人们在日常生活和某些特定的工作中经常要用到的一些工具。它们的主要的作用区域是手腕臂以及上肢部分，如果设计不当，给使用者带来的累计损伤疾病是十分严重的。通过应用人机工程学原理对手工工具的使用方式，使用状态以及造成累计损伤疾病原因的分析，一方面可以提高工作效率和质量，另一方面可以提高安全性，减少疲劳和压力，增加工作的满意度和改善生活的质量。

图4：符合人机工程学 图5：普通剪刀

在上图中左边的剪刀属于改进的人机工程学产品，它抬高了大拇指工作时的位置，使得大拇指的掌骨与腕骨之间的关节弯曲，减少了骨与骨之间的运动的摩擦，对保护手指关节是有利的，同时，它的下半部的施力处为一平面，这样也可以减少施力时手指部位的受力，对食指，中指，无名指也起到了保护作用。右图所示的剪刀是早期的样式。这种剪刀的手部作用空间比较打，除了大拇指的其余四只手指受力比较均匀，但是大拇指的受力比较明显。大拇指的远节指骨和中节指骨间的关节伸展，长时间地保持这一姿势对关节处的韧带不利。其次，受力部位由手指转移到了手掌内侧的部位，长时间作用或是高强度的作用都会对肌肉组织产生影响。

日常用品中的人机工程学

鞋子对于我们每个人都是不可或缺的东西，它的功能很多：作为代步工具，保护双脚,使其尽量不受运动损伤；可以搭配服饰,使我们更时尚前卫；对工人们来说,可以保护双脚不与地面摩擦而破损。鞋子的作用很多，但其中最为重要的就是穿在脚上时的舒适度。其次，还应该关注的就是鞋子的耐用程度。

鞋子不合脚会对身体造成如下的伤害：1.鞋子的能量缓冲作用弱；2.鞋子对足部的挤压与摩擦；3.令足部负重不合理。

因此在设计鞋子的时候应注意的要点：

1、理想的鞋跟高度在2-4厘米之间，最好不要超过6厘米。

2、鞋跟与足底凹陷处的弧度必须合脚，踝骨与脚尖不应该碰触到鞋子。前脚要有一定摆动的余地、而后跟不能摆动。

3、鞋的重量每增加1克，对足部造成的负担相当于在人的脊背上增加几十克的重量。因此，鞋子应尽可能轻巧。

4、由于走的路多了，鞋底的防滑花纹被磨损殆尽，变的滑或是进水。鞋底的花纹不仅要有防滑功能也要同时具备放磨损的作用。

5、鞋底要有适当的厚度

和软硬度，如果过软，鞋底不能支撑脚掌，易使人产生疲劳感。其实，鞋的舒适感除了来自合适的软硬度外，还取决于的鞋底的弯折部位，科学的弯折部位应位于脚前掌的跖趾关节处，这样才与行走时脚的弯折部位相符

6、脚后跟要有一定的支撑能力，由于人的骨骼、关节、韧带的影响，平衡及稳定能力的不同，鞋后帮如果太柔软，脚在鞋中得不到相应的支撑，会使脚左右摇摆，容易引起踝关节及韧带的损伤，还可能养成不良的走路姿势。

7、鞋面不能太软，如果鞋面（尤其是头部）太软，会难以抵抗硬物对脚趾的冲撞，加上我们可能会有走路有用脚踢东西玩的习惯，过软的鞋面既不结实，又不安全，就容易挫伤脚趾。

8、鞋垫应提高承托，加有后跟承托杯的鞋垫可以减低步行时后跟着地时之摆动，从而减低疲劳及减低创伤的机会。

图6 如图6所示的鞋子就符合人机工程学原理，考虑到双脚出汗，鞋子透气性和鞋子对双脚的保护作用等多方面因素。同时，鞋底也采用防滑和防磨材料，增强鞋子的耐用性，另外，承托也属于一个适中的范围。

三、人机工程学给予我的感悟

目前人机工程学的原理已经应用到很多工具中了，大大的提高了人们工作时的舒适性。人机工程学在各种工具（无论是座椅，手工工具，还是日常用品）的设计中，都有相当的应用，同时也趋于逐渐成熟的方向发展。利用人机工程学原理来进行各种生活工具的设计是社会发展的必然。符合人机工程学原理的人性化设计最实在，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与工

具完美和谐的结合，使人性化的设计真正体现出对人的尊重与关怀。

一个符合人机工程学设计的产品可以让我们提高工作效率，完善工作环境，提高生活质量。因此，我觉得在未来很长一段时间内，社会在生产各种新产品的时候都会加大应用与人体工程学相关的设计知识来完善自己的产品。

第三篇：人机工程学

摘要................................................................2 前言................................................................3 1理论资料分析......................................................3

1.1坐姿理论.....................................................3 1.2座椅的设计原则...............................................4 2桌椅尺寸计测......................................................4

2.1座面高度.....................................................4 2.2座面宽度.....................................................4 2.3座面深度.....................................................5 2.4座面角度.....................................................5 2.5座面硬度.....................................................5 2.6靠背的高度...................................................6 2.7靠背的宽度...................................................6 2.8靠背角度.....................................................6 3课桌尺寸计测......................................................6

3.1课桌高度.....................................................6 3.2课桌深度.....................................................7 3.3课桌宽度.....................................................7 4课桌椅在教室的整体布局............................................7

4.1坐人侧桌缘与靠背之间的水平距离...............................7 4.2教室内过道宽度...............................................7 5课桌椅的设计......................................................7 总 结.............................................................8 参考文献:...........................................................9 运用人机工程学知识进行课桌椅的设计

秦富冬

摘要：通过运用人机工程学知识进行课桌椅的设计，设计出既人性化又实用的课桌椅对学生来说是一件非常重要的事教室是通过学校从事教学活动的一个重要的基地，是教师和学生工作，学习的场所，如何创造一个宜人的教室环境是关系到教师教学和学生学习效果的一个重要因素，由于人体各部位的尺度因人而异，为使各种与人体有关的教室设（课桌、课椅）的设计，能符合人的生理特性，人在使用时处于舒服的状态和适宜的环境之中，就必须在教室到的设施布置和尺寸设计过程中，运用人机环境之间相互关系的系统理论来进行分析研究和设计。关键词：人机工程；课桌椅；教室；尺寸 前言

教室是学校从事教学活动的一个重要的基地，是教师和学生工作，学习的场所，如何创造一个宜人的教室环境是关系到教师教学和学生学习效果的 一个重要因素，由于人体各部位的尺度因人而异，为使各种与人体有关的教 室设（课桌、课椅）的设计，能符合人的生理特性，认人在使用时处于舒服 的状态和适宜的环境之中，就必须在教室到的设施布置和尺寸设计过程中，运用人机环境之间相互关系的系统理论来进行分析研究和设计。

几千年来，座椅的形态，在人们的心目中已形成固定的模式；座面和座 腿，一部分座椅还有靠背和扶手。凳子经过不断改进，相继出现椅子，扶手 椅，圈椅，高靠背椅，躺椅，沙发等。这些传统座椅的座面呈水平状或略向 后倾斜一半后倾角度为3~5度，躺椅座面得后倾角度大于20度，处于休息状 态的人需要仰靠在椅背上，为防止下滑，座面采取向后倾斜状态，座面向后 倾斜符合休息用椅的休息功能需要，但并不适合工作椅的功能需求，尽管人 类使用座椅很多年，但是对座椅的科学研究只是近些年来才开始，随着自动 化程度的提高，越来越多的作业使用座椅。要设计出满足人的各种需求的工 作椅就必须运用人体工程学的原理，考虑工作椅的各种不同功能，才能够满 足人的心理和生理需要，达到最佳的工作状态。

1理论资料分析

1.1坐姿理论

坐姿是一种人体的自然姿势，她改变以脚支撑全身为以3支撑全身的状况，有利用于发挥脚的作用。它有很多优点，例如当站立时，人体的足踝、膝部、臀部和脊柱等关节部分必须以静态肌力使之处于一定得位置，而当坐着时这些肌力即可免除减少人体的耗能，不易产生疲劳。坐姿比立姿更有利于血液循环。人站立时血液和组织液会向腿部蓄积，坐时肌肉组织松弛，腿部血内的流体静压力降低，血液流至心脏的阻力就会减少，座椅有利于操作者采取更为稳定的坐姿完成各种精巧的动作，而且坐姿也是操作者足踏式控制装置的较佳姿势。虽然如此，坐姿在某些方面也有缺点，其最重要的是它限制了人体的活动性，尤其是在重要的需要用手或手臂用力或从事具有旋转动作时，坐姿较立姿不方便。长期的坐姿对身体的健康也不利，例如它会引起腹部肌肉松弛，记住不正常的弯曲，以及损害某学体内器官的功能（如消化器官、呼吸器官）等，而且坐姿也会在人体的主要支撑面上产生压力，长时间坐在硬质的座椅上，臀部局部受压力，会有很多不舒服的感觉。从座椅的设计观点而言，腰椎和骶椎两部分最为重要。因为这些椎骨和介于其间的椎间盘，扶着于其上的肌肉、肌腱和韧带等，是承受坐姿时人体的大部分体重负荷。所谓良好的坐姿，其必要条件是能够产生最适当的压力分布于各脊柱骨之间的椎间盘上和最适当，最均匀的经负荷量分布于所附着的肌肉组织，如果人体必须以一种违反脊柱的自然形态坐在椅子上，则椎间盘可能分布不正常的压力负荷，长时间腰部就会产生不适感。以X光照片研究人体处于各种姿势下（包括立姿、躺姿、坐姿等34种）腰椎所产生的曲线变化，结果发现，当人体舒服的侧躺时，大腿与小腿适度的弯曲时，脊柱即维持其自然的姿势，此时背部肌肉群即可处于最佳的轻松状态，以此种姿势所形成的腰椎 曲线与其他代表性姿势的腰椎曲线比较，可看出其间的差异很大。由此可知要使坐姿能形成接近于正常的腰弯形态，其躯干与大腿间必须保持约115°角，而在腰椎部位必学有所支撑。躯干挺直式的坐姿会产生很大的脊柱骨扭曲力，在这种姿势下，上半身的体重对其下半身腰椎骨也有不良作用。这就是人坐在约90°角的靠背椅子上感到不舒适的原因。躯干前倾的姿势会使向前凸出的腰椎拉直，导致其向后弯曲，继续这种姿势，将影响胸椎和颈椎的正常曲度，最后演变成驼背姿势，持续较长时间，支撑头部负荷的肌肉组织内静态肌力增大，颈部和背部产生疲劳。1.2座椅的设计原则

（1）座椅的型式和尺度与坐的目的或动机有关。

（2）座椅的尺度必须与相对的人体测量值相配合。

（3）座椅的设计必须能够提供坐在其上的人体有足够的支撑与稳定作用，以避免不良的姿势，同时身体的重量能够均衡的分布在椅面上。

（4）座椅的设计必须能使坐在其上的人体改变其姿势。

（5）靠背，特别是在腰部的支撑，可降低脊柱产生的紧张压力。

(6)、座垫必须必须有充分的衬垫和适当的硬度，使之有助于将人体重量的压力分步坐骨结节附近。

从坐的动机出发，可将座椅分为三种：休息椅，工作用椅，多用途椅。对于工作椅而言，工作椅的设计包含着非常广阔的范围——从简单的工作台或椅子到最精细、可调整的座椅。适当的座椅设计可以减少疲劳，提高生产效率和节约时间与劳力反之，不良的座椅会使精神不振以及影响到设备操作的容易，使工作效率减低。

2桌椅尺寸计测

2.1座面高度

座面高度是指地面至就坐后座面上坐骨支承处的高度。座面高度按我国 尺度，可取为380~450mm。适宜的椅面高度应使就坐者大腿近于水平，小腿 自然垂直，脚掌平放于地面上。座面过高，否则身材矮小者小腿悬空时，使 大腿受椅面前缘压迫，坐者感到不适，长时间这样做，则使小腿血液循环受 阻，产生麻木肿胀感。如座面过低，则高身材的坐时骨盆倾斜，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。所以椅面的高度以矮身 材到的人的小腿加足高的数值来设计。此高度为380~400mm为宜。对于学生 学习用椅来说，人体通常需要较直立式姿势且脚平放于地面，其坐高宜比休 息用椅稍高。许多研究以为，工作用椅的座高宜用可调式的，以适应大多数 人使用。根据我们队50为同学的调查，我们发现绝大多数的学生坐的时间 长会感到腰酸背痛，所以我们对教室的椅子进行了高度调整，因为产生了腰 酸背痛感，是由于座面过低，高身材的人坐时骨盆后倾，正常腰椎曲线被拉 直，增加了背部肌肉负荷，易产生腰酸背痛感。将原来椅子够高度440mm 增加为443mm,来符合人的要求。2.2座面宽度

椅面的宽度必须能容纳身材粗壮的人，对于单人使用的座椅，通常以女 性的臀宽尺寸的第九十五百分位数值来设计，同时还要考虑冬季着装的要 求。但对于教室中成排相邻放置（固定）的座椅，则常以时间距群体上限值 为设计基准，以避免拥挤压迫感，同时考虑扶手的宽度，使人的双臂得到支 承，如座宽太大，则肘部必须向外伸展以寻求支撑。这样会引起肩部疲劳。在我们对教室中成排相邻放置的座椅，没有考虑扶手的设计。原教室座椅的 宽度为430，我们根据对50位学生人体尺寸的测量，分析出第九十五百分 位数值（时间距）为440mm，并考虑了冬季着装的修正量，最终将座椅的宽 度调整为460mm，真正满足人的生理需求，达到最佳的工作状态。2.3座面深度

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 保持大腿肌肉不受挤压，小腿可以自由活动。如果座深大于身材矮小的学生 大腿长，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 服。因此，座深的设计应以座深的第五百分位数来设计，这样身材矮小的学 生坐着的舒服，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 引起疲劳。综上所述，椅面的深度应以400mm左右为宜。正确的坐姿使坐者 人体容易寻求到合适的腰椎支撑。如果座深尺寸值超过身材较小者的大腿长，即臀部至膝窝距离，座面前缘将压迫到膝窝的压力敏感部位，时坐者人体为 使躯干达到靠背的支撑面而改变腰部曲线，或向前滑坐，导致骶椎与腰椎无 靠背支撑而呈不良坐姿。就工作椅而言，它的使用者分布很广，其座深可以 取较矮小者身体测量值作为设计依据。身材高大者，其唯一的不利因素在于 其双膝略微露出座面前端而已。只要设定的座面深度原始数据为400mm。根 据对50位学生的人体数据的调查，取坐深的下限值为设计依据，其座深的第 五百分位学生的人体数据的调查，取座深的下限值为设计依据，其座深的第 五百分位数值为395mm,加之衣服的修正量为20mm,得出新设计的座椅的座深 为415mm。2.4座面角度

休息用椅为15°~20°，工作用椅小于5°，座垫向后倾斜有两种作用。

首先由于重心力，躯干会向靠背后移，使背部有所有所支撑，降低背部肌肉的静态肌力。其次，在长期的坐姿下，座垫向后倾斜以防止臀部逐渐滑出座

面。对坐于各种不同靠背角度的座椅的人体，采用肌电图测量其背部肌肉所

引变得活动力，其结果显示出具有与正中垂线成20°的靠背倾斜线，即可获

得良好的背部支撑。就坐椅功能和坐的动机而言，休息用椅后倾座垫面有助

于维持最佳的松弛状态。而工作用椅的坐垫面后倾是保证其容易接近于前方

工作区的姿势。2.5座面硬度

一般座垫的高度是25mm,太软太高的座垫，易造成身体不稳，反易产生

疲劳。椅垫具有两种重要功能，首先它有助于将坐骨节结和臀部上的人体重 量所产生到的压力予以分散，若此种压力无法排除则会引起不舒适甚至疲劳等。其次它能使身体采取一种稳定的姿势，将身条陷入椅垫并支撑它。以观察的方式研究两种不同形式的火车座椅上的乘客，通过分析比较乘客的椅子上所产生的局促扭动的动作量，以及能维持稳定姿势不动到的时间长短等。发现坐的较坚实座椅垫上的乘客其各方面结果均比坐于较软座椅垫上者为佳。人体在休闲椅的柔软材质上只有双脚依靠在坚实的地面上才有稳定感。因此弹力太大的座椅非但无法使人体获得依靠，甚至由于需要维持一种特定姿势，肌肉内应力的增加导致疲劳产生。有柔软的布套、垫物、弹簧等构成 的座垫，人体臀部和大腿会深深地凹陷入座垫内，全身受到接触压力，不便调整坐姿，排除压力的效率也差。另外，人体长时间坐着柔软的椅垫物上，一般选择较硬的座面。教室中座椅的座面实际上较硬，我们对新设计的座椅仍采取较硬的座面，这样有利于学生学习时提高学习效率，达到最佳的工作状态。

2.6靠背的高度

座椅的设计必须提供正确的腰部曲度，使脊椎处于自然均衡状态。成年 人腰部前弯曲率厚度约为1.5~2.5cm，纵向弧度约为25cm半径，中心位置均 为座面上方23~26cm处，而腰椎的支持点位置则应稍高一点，以达到支撑人 体背部重量的目的。靠背的尺寸与臀部底面到肩部的高度及肩宽有关。其高 度尺寸值如有座垫椅面时，必须取自人体坐定受压后的座面。高靠背对于某 些工作（例如打字），可能会妨碍到手臂及肩部的动作，此时则应采用支撑腰 部区域的低矮式靠背。因此，必须根据使用场合不同采用不同的靠背高度，靠背高度的范围宜为46cm~61cm。实际教室靠背的高度保持不变，仍为520mm, 并且在460mm~610mm之间，符合人机设计的要求。对靠背腰部支持的设计，因为是工作用椅，并非休息用椅，我们忽略其设计（弧形状），但仍使靠背与 人体相贴合。2.7靠背的宽度

靠背的宽应采用人体数据的第九十五百分位肩宽为宜。这样有利于缓解背 部肌肉紧张。通过对五十位同学肩宽数据的统计和处理，得出第九十五百分 位肩宽的数据为437mm,加上衣服的修正量为13mm，所以新设计的靠背宽度为 450mm，比原来宽了20mm，更加符合人体的生理需求。同时，在设计靠背时，为了配合落座时人体向后突出的骶骨和臀部柔软的需要。同时又要使腰部能 坚实地配合在靠背上，学者建议，在座垫正上方的靠背必须有一个开口区域，或向后倾斜退缩，其高度空间至上为70~80mm以上，我们将保持空间高度为 80mm。

2.8靠背角度

与座垫角度一样，靠背角度也具有两种目的，防止坐姿的人体向前滑动

和引导腰弯部位依靠在靠背上。针对用于不同场合的座椅其角度设定也不同，建议纯为放松身心的休闲椅其最佳角度为105°~108°，而工作椅其可取95 °~105°，学习读书用可取95°~100°，若靠背与座面夹角若小于90°，则 腹部受压迫，而夹角太大会降低人的警觉状态。因此，我们新设计的座椅靠 背角度为98°，符合人体生理需求。

3课桌尺寸计测

3.1课桌高度

课桌高度通常与学生坐肘高相近或稍高于坐姿肘高，一旦桌椅的高度决

定了，则坐姿肘取决于椅高。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 肘部很舒服的得到依靠。如果桌面过低，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），手臂肌肉需同时支撑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，则腰部不适，如果课桌过高，则桌面的前沿压着 前臂，或者手的上臂在肩部外展角度多大，都会造成不舒服。设计课桌高度 时，需从两方面加以考虑：一是当座椅高度未定时，通常是以群体坐姿时高 的上线数来设计，并且这样的设计高度可使手臂肘部得到依靠，减少学生书 写时的疲劳；二是当座椅高度一定时，桌面下缘至座椅面的高度，应以群体 坐姿大腿厚的上限值来设计，这样的设计高度符合，并考虑使膝部有一定的 上下活动的余地。而桌面上缘至下缘的距离则应考虑学生放书包书籍用。原 来教师课桌的高度为760mm，则重新设计的课桌高度为778mm，它是由五十位 学生的人体数据的第九十五百分位数的大腿厚度为140mm，加上衣服的修正 量13mm，膝盖的上下活动空间12mm，椅子高度为443mm，桌面洞的高150mm，再加上桌面的厚度20mm，最终将书桌的高度定为778mm。满足人体生理的需 要。

3.2课桌深度

课桌的深度的设计一般以学生前臂长加手长下限来设计，根据对五十位 学生人体数据的统计分析，得出学生前臂长加手长的下限值为380mm，再加 上衣服的修正量5mm，得出新设计的课桌深度为385mm，较之实际测量的课桌 深度多30mm，更能真正符合人机设计要求。3.3课桌宽度

课桌的宽度应稍大于座面的宽度。等于坐面的宽度（460mm）加上两座面

之间的间隙（60mm），得出新设计的课桌的宽度520mm，较之实际测量的课桌 宽度多5mm，符合大多数人的设计要求。

4课桌椅在教室的整体布局

4.1坐人侧桌缘与靠背之间的水平距离

实际测量的桌椅的间距为550mm，为了满足身材粗壮的人的要求，将坐人侧桌缘与靠背之间的水平拘留修正为565mm。此间距设计常以坐深加上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，一般以550~600mm为宜，新设计的课桌前后排的间距则以此设计依据得出的数据，满足人体的生理的需求。

4.2教室内过道宽度

实际测量得出现存教室分为三排桌椅，中间一排，左右各两排，中间为7排，每排有10个座位，左排（靠窗户）为7排，每排4个座位，右排（靠门）为6排，每排也是4个座位。我们新设计的桌椅所不同的是中间仍为7排，但每排为8个座位，并且左、右排也留出过道供学生走动。原教室两排之间过道宽度为840mm,现新设计教室中间过道为860mm，左、右排过道为430mm，既符合教室宽度的要求，也考虑到学生进出的方便问题。

5课桌椅的设计

色彩是光线刺激眼睛产生神经冲动再传递到大脑的视觉中枢而形成到的一种感知觉。感知觉的形成经常伴随着复杂的心理过程，在这个过程中人们把眼睛直观的色彩信息与自己的色彩审美心理经过综合处理后产生丰富的心理生理反应。生理反应是由于色彩的刺激而使人生理上产生的相应变化，明度的增加意味着活力的增强，饱和度最易引起情绪的变化，饱和度高和过低都会产生不良情绪影响，不同的色相则会使人产生不同的冷暖感。合理的色彩设计对神经系统能产生良好的刺激，使人体的血液循环、内分泌、消化等系统健康有序地工作。

总

结

在这短暂的几天中，我收获颇多，对安全人机学也有了重新的认识，并在设计中，逐步地将理论与实践相结合，在锻炼能力的同时，也感受到了团结的力量。座椅设计时一项涉及多学科的极富挑战性的设计课题，其考虑的因素必须是多方面的，尤其是它涉及了极其复杂的人体，其中包含了人的形态尺寸、生理心理现象以及运动技能等，更使设计师难以设计出完美的椅子。然而在众多问题的探讨中，无疑人机工程学原则是座椅设计的关键要素。这就更需要集体的智慧，集体的力量。在本次设计中，我们从人机工程学和人机解剖学原理分别讨论了坐姿的优缺点，结合坐姿行为探讨了坐理论及不良坐姿所造成的不舒适感和脊椎疾病，用姿势原状恒定原则分析坐姿行为，并认为坐姿变化时人体在稳定和变动之间寻求平衡以取得折衷的过程，提出了座椅设计的基本原则及座椅设计中的参考数据，为座椅设计提供参考依据。参考文献: [1]Applied Ergonomics 1991 [2]康兹SA、魏润柏合著

人与室内环境

中国建筑出版社

1985 [3]（捷）施密根M主编 人机功效参数

化学工业出版社

1988 [4]赖维铁主编

人机工程学

华中理工大学出版社

1989 [5]丁玉兰主编

人机工程学及应用

机械工业出版社

1992 [6]马江彬主编

人机工程学及应用

机械工业出版社

1993 [7]封根泉编著

人机工程学

甘肃人民出版社

1980 [8]王云祥、吕衡发、长书琴

人体解剖学【M】

长春：吉林科学技术出版社

2001 [9]郭廉夫、张继华

色彩美学【M】

西安:陕西人民美术出版社[10]简泽民 人类工程学 台湾 徐氏基金会出版社。

[11]郭青山，汪元辉，人体工程设计，天津大学出版社，1994.2002 9

第四篇：人机工程学

1、什么是人体测量学？

2、简述人体测量百分位数的概念，列举并解释设计中最常用的三种百分位数?

3、简要描绘出人体脊柱侧面曲线，列出四个生理弯曲；其中与坐姿舒适性直接相关的是哪部份？

4、你熟悉总体、样本、均值、标准差、适应域、百分位、百分位数的含义吗？

5、人体尺寸的应用原则主要掌握什么数据？

6、为何要进行人体测量尺寸的修正？

7、简述人体测量数据的选用原则。

8、试分析墙上挂画的最佳高度。

9、试分析剧场前后排座椅的高度差设计，如何取百分位？

10、试分析骑马姿势和普通坐姿有何不同。

1.填空题

⑴ 在人机系统中，按人接受信息的感觉通道不同，可将显示装置分为＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。

⑵ 仪表显示装置按其认读特征分为＿＿＿和＿＿＿两大类。⑶ 听觉传示装置大体可以分为两类，一类是＿＿＿，另一类是＿＿＿。

⑷ 在布置视觉显示装置时，显示信息的表面应＿＿＿；如果条件不允许，显示器表面也可按＿＿＿的观察角布置。2．选择题

⑴仪表刻度盘的大小对仪表的认读速度和精度有很大影响。一般来说＿＿＿的刻度盘在认读准确性上没有本质差别。（A）17.5～70mm（B）35～70mm

（C）17.5～35mm

（D）70～125mm ⑵刻度标记的宽度一般以小刻度标记作为基准，其宽度以占刻度间距的＿＿＿为宜。（A）1/5～1/10

（B）1/2～1/5

（C）1/20～1/40

（D）1/5～1/20 ⑶作为警戒、禁止、停顿或指示不安全情况的信号灯，最好使用＿＿＿；提请注意的信号灯用＿＿＿；表示正常运行的倍号灯用＿＿＿？（A）红色，黄色，绿色

（B）黄色，红色，绿色

（C）绿色，红色，黄色

⑷设计言语传示装置时，其言语的清晰度必须在＿＿＿以上才能正确传示信息？（A）65%（B）75%（C）85%（D）96%3.问答题

⑴ 仪表刻度盘的形状有哪几种，其读数效果有何不同？ ⑴ 仪表的选择与布置的人机工程原则？ ⑵ 信号灯位置设计人机工程原则？ ⑶ 听觉传示装置的选择原理？

1、人机系统中（）是将人的信息传送给机器，用以调整、改变机器状态的装置。A.显示装置 B.操纵装置 C.报警装置 D.符号指示装置

2、结合设计案例，说明在设计中如何避免或减少人的静态施力。

3、对手机用户使用手机时的动作进行分析，也可以选择使用手机的某个功能来进行分析，比如接听电话的动作过程等。

4、在控制设计时，用户使用手套是设计中需要考虑的因素。请分析在设计中如何考虑用户使用手套的情形。

5、比较显示设计和控制设计的编码原则和方法。

6、鼠标的设汁是控制设计中常见的形式。观察你周围使用的鼠标，研究用户在使用鼠标时有什么不舒服或者疼痛，根据研究的结果改进鼠标设计。

7、论述手握式工具设计原则。

8、简述对于操纵与显示的相合性设计应该遵循的设计原则。

一、简答题：

1、人机工程学的英文名称如何表达？如何解释？

2、人机工程学的发展经历了哪些阶段？每个阶段有什么特点？

3、人机工程学的主要研究内容是什么？

4、人机工程学的主要研究方法有哪些？

二、思考题：

1、“人机关系”的含义，指生活中我们与使用的物品发生的相互关系。由此概念深入探究 “机”的所指：问：请大家说一下以下事例中的人和机都是什么？1)司机手握方向盘2)学生在教室中上课3)农民用锄头锄地4)妈妈在厨房做饭问：概括来讲这几个事例中人机关系的“机”代表什么呢？

2、请学生列举与他发生人机关系的事物，并拿其中的一个来分析。举例说明:椅子的使用人机关系：背部、臀部——缓解疲劳；腿、脚——支撑身体；与椅子的各个部发生人机关系。分析结果：人机关系是多方面的，只有产品的每个部分与人的肢体发生的人机关系都合理才是最好的设计！

3、由以下具体案例演示，回答人机关系最终实现什么目标？案例演示：用碗倒水（水洒出来）,显然这个倒水的工具不好用，如倒热水就更不安全,几乎任何一个目标都没有达到。问：平时如果我们想往这种水瓶中倒水会用什么工具呢？（提示：漏斗、水瓢等）现在没有这样快捷的工具可以帮我完成这个任务，同学们是否可以帮我把这个碗改造一下，让它可以变成更方便倒水的工具呢？组织实物改造比赛：请同学们做一次设计师，10分钟时间用工具和材料来改造碗。要求：a、画出设计图；b、以为人服务、以人为本为设计理念，尽量满足高效、健康、舒适、安全这四个目标；c、突破漏斗和水瓢的形态，作出更新型的设计。课后请大家想想怎样改进你刚刚设计的作品才能实现更合理的人机关系，如果想在设计中实现更合理的人机关系还要兼顾哪些问题？ 提示： a、我们设计出的产品适合什么人群使用呢？b、要设计成什么颜色的？c、如果是老人或小孩的话用起来是否方便呢？如果想让盲人也可以使用的话又要怎么设计呢？

第五篇：人机工程学

人机工程学习题

第一章 人机工程学概论(习题)

1、简述人机工程学的定义

2、举出我们日常生活中与人机工程学相关的例子

3、说出人机工程学科常见的名称

4、简要地说明现代人机工程学研究的内容和方法？

5、讲述人机工程学发展的4个阶段

6、人机工程学与工业设计的关系？

7、随机列举数种产品，初步分析其中存在的人机问题并提出解决方案

第二章 人体测量与数据应用(习题)

1、什么是人体测量学？人体测量中的主要统计函数？

2、常用的人体测量仪器有哪些？

3、人体测量立姿要求？

4、人体尺寸数据的特征有哪些？

5、人体尺寸分布状况的描述方法？

6、学会查人体尺寸表。成年男子坐姿两肘间宽大于473mm的人所占百分位数是多少？

7、求华南地区男子（18－55）胸围的P98百分位数

8、人体测量数据应用的原则？

9、产品人体尺寸设计的方法与步骤？

10、人体尺寸修正量的意义及构成。

11、举例说明实际中需要心理修正量的设计实例。

12、公共汽车顶棚的扶手横杆高度应属于哪一型产品尺寸设计？

13、请确定火车卧铺铺长的最小功能尺寸和最佳功能尺寸？

第三章 人的感知与运动特征(习题)

1、什么叫视野及视野的分类？

2、什么叫视觉的暗适应与明适应？

3、造成眩光的主要因素有哪些？

4、视觉的特征有哪些？

5、听觉的特征？

6、什么叫听觉的掩蔽效应？

7、触觉的特征？

8、如何提高人的信息处理能力？

9、什么是操纵力？手与脚的操纵力有哪些特点？

10、什么是反应时间？如何缩短反应时间？

11、肢体的运动输出特性主要有那些方面？

12、影响运动准确性的因素有那些？

13、操作运动准确性要求主要包括哪几个方面？

第四章 显示装置设计(习题)

1、什么是人机的信息界面，信息界面模型？

2、在人机系统中，信息显示的方式及特征？

3、简述显示器的设计原则。

4、简述数字式显示和指针式模拟显示各有什么优点。

5、简述听觉传示装置的分类以及其实用用范围。

6、音响和报警装置的设计原则是什么？

7、在设计语言传示装置时，应注意哪些问题？

8、从人机工程学的角度论述设计荧光屏和信号灯的一般原则。

9、为什么“开窗形”仪表比较好而“垂直直线形”最差？

10、仪表显示器指针的设计原则？

11、仪表刻度盘尺寸设计原则？

12、视觉传达设计中文字的合理尺寸涉及的因素有哪些？

13、图形符号设计应遵循的原则？

第五章 操纵装置设计(习题)

1、常用的操纵器有哪些？

2、操纵装置的人机工程学因素包括哪些方面？

3、防止误操作设计有哪些方法？

4、为何要对控制器进行编码，控制器的编码有哪几种形式？

5、操纵与显示的相合性设计应遵循哪些原则？

第六章 作业空间设计(习题)

1、各种作业岗位的特征、应用范围、设计要求和原则？

2、视觉信息作业岗位设计要点？

3、作业空间包含哪三种不同的空间范围？

4、在进行作业空间设计时，一般应遵守哪些基本原则？

5、作业空间设计的社会心理因素？

6、应该如何进行作业空间设计？

7、作业场所布置总则和顺序？

8、控制台的常用形式和设计要点？

9、工作座椅设计的主要依据？

10、工作座椅设计要点、结构形式和主要参数？

11、简述手工工具设计与使用不适引起的有关疾患？

12、手工工具设计的原则？

13、根据手握工具的设计原则，设计一种新型鼠标或其他工具，并分析其设计根据。

14、根据人体尺寸及椅子设计原则，分析目前学生用椅的缺点，设计一种适合学生用的椅子;可以根据自己的兴趣，设计其他座椅。

第七章 作业环境设计(习题)

1、人体对环境的适应程度如何？

2、人与热、光、声、振动、毒物环境的关系？

3、如何进行事故分析？

4、安全设计的方法及其要点？

5、根据安全装置的设计原则，设计一种工具，并分析其设计根据？

6、根据防护装置的设计原则，分析一件工具防护装置的设计根据。

第八章 人机系统总体设计(习题)

1、人机系统设计的重点是什么？

2、简述在人机系统中人与机的不同特点及分工？

3、人机系统的设计程序通常可分为哪几个阶段？

4、人机系统的评价简述。