基于人机工程学的公交车拉手设计[5篇材料]

第一篇：基于人机工程学的公交车拉手设计

2013年

11月

图 学 学 报

November 2013 第34卷 第6期

JOURNAL OF GRAPHICS

Vol.34 No.6

基于人机工程学的公交车拉手设计

吕中意，瞿 姚

（成都理工大学工程技术学院，四川 乐山 614000）

摘要：应用人机工程学原理和人体测量尺寸数据展开对公交车拉手的深入设计。在分析现有产品和设计存在问题的基础上，提出拉手改良设计原理，缓解车辆运行中的惯性带来的眩晕和安全隐患，并充分考虑不同身高人群的使用和广告效益，从手柄、连接结构、广告放置、限位卡及各个部件的材质、色彩等方面，结合手的解剖学特征和立姿静动态尺寸，对拉手进行了改进和完善，为提高该类产品的使用舒适度和改善乘车环境提供新的思路。

关

键

词：工业设计；公交车拉手；人机工程学；改良设计 中图分类号：TB 472 文献标识码：A

文 章 编 号：2095-302X(2013)06-0001-11

Buses Handle Design Based on Ergonomics Analysis

Lyu Zhongyi, Qu Yao(The Engineering & Technical College of Chengdu University of Technology, Leshan Sichuan 614000, China)

Abstract: The design of bus handle was expanded on application of ergonomics principle and human body measurement data.Based on the problems analysis of existing products and design, the writer put forward the improved principle to alleviate dizziness and hidden danger produced by inertia during the vehicle running.Considering the actual situation that different passengers have different heights and advertising effectiveness, combined with the anatomical characteristics of hand and the standing static and dynamic size, it was set out from the aspects of loop, connecting structure, advertising placement, limiting part, material and color of every component.The whole design provided new ideas in improving the use comfort of bus handle and riding environment.Key words: industrial design;bus handle;ergonomic;improvement design

随着私家车拥有率的增高，我国城市交通发展面临的交通拥堵、环境污染、交通安全以及能源消耗等压力日益严峻，大力提倡公共交通出行是缓解这些问题的方法之一。公共交通虽价格低廉，但在乘坐舒适度上普遍低于私家车。提高公共交通的舒适度，提升其市场竞争力，是促进“绿色出行、节能减排”的一个有效手段。



收稿日期：2013-01-25；定稿日期：2013-03-05 作者简介：吕中意（1984-），女，湖南娄底人，讲师，硕士，主要研究方向为工业设计的教学与研究。E-mail：240650065@qq.com

“人的因素”在设计中是不能忽视的一个重

要条件[1]。在公交车拉手的设计中运用人机学原理，结合手的解剖学特点和立姿生理学等科学知识，使人—机—环境系统相协调，为乘客创造安全、舒适的乘车环境。作者从手柄、连接结构、广告位置、限位卡等造型、布局、材料问题出发，在分析现有产品问题的基础上，提出公交车拉手  的改良设计方案。需要解决的问题

我国公交车上的拉手存在两个问题影响了使用的舒适性。第一是拉手一般由吊环织带连接限位卡和拉环，单个垂直悬挂于横杆上，拉手易随着车身的晃动任意摇晃。当交通工具在运动时产生颠簸、摇摆等任何形式的加速运动时，可致使乘客两侧耳石器对外力的作用发生不平衡反应，易导致眩晕[2]。第二，拉手固定长度，地面至拉环高度以成年女性的第50百分位双手功能上举高为悬挂高度，为1.85米左右，不方便身材相对矮小的乘客使用。

目前，部分同类产品设计专利考虑到了以上问题，但存在如下缺陷：（1）只考虑到了如何减少汽车颠簸和行驶惯性带来的危害，或者不同身高人群使用的问题，没有一个综合解决这两个问题的方案；（2）手抓握处截面常设计为方形或三角形，部分考虑了手指形状，但仍为简单的波浪形状，如图

1、图2所示，长时间抓握这类形状的手柄，会带来手部不适，影响乘车舒适度；（3）没有考虑拉手放置广告的问题，忽略了经济效益。

图1 常规拉环造型

图2 常规拉环截面

基于人体静动态尺寸，结合实地测量与乘客调查数据，设计一种改进性公交车拉手，解决现有产品中的两个问题，并避免现存专利中的3个缺陷。人机关系分析

人机关系研究“人一机一环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系。设计的主导应以人为中心，设计的产品要适合人的生理，心理因素，设计应着重研究“物”与“人”之间的协调关系。人体尺寸主要决定人机系统是否方便、舒适、宜人，人体尺度参数是为产品设计中考虑“人的因素”提供的，研究时应用人体测量学、人体力学、生理学、心理学等学科的研究方法，来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。在设计时应全面考虑“人的因素”提供的人体结构尺度、人体生理尺度和心理尺度等数据，并将这些数据有效地运用到设计中去，从而设计出适合人使用的产品[3]。2.1 设计原理

图3为本设计原理示意图，左图为数据依据，右图为侧视示意图，左右两个手拉环，通过无弹性的吊带与限位卡连接，限位卡将其呈三角形固定在公家车横杆上，手拉环下端为两个近圆杆连接，可自由转动，当车辆行驶过程中因惯性导致乘客前后摇晃时，三角形的结构可以起到一定的稳定作用，不论朝哪个方向摇晃，相反方向的吊带均可在一定程度上限制摇晃的距离，同时自由转动的连接结构可以有效防止拉手因强制性扭曲而过早断裂。当身高较高的乘客使用时，可将两个拉环卡合而为一，手拉环高度上升100mm，较矮乘客按下卡合键，拉环即松开，高度下降100mm，起到调节拉手高度的作用，有效减轻乘客长时间举起手臂用力抓握造成的疲劳。

公交车横杆限位卡300限位卡吊带手拉环上升105501手拉环手拉环150 001

图3 设计原理示意图（单位：mm）

2.2 主要人体尺寸

本产品设计主要考虑成年人立姿双手功能上举高、手掌抓握静动态尺寸。立姿双手功能上举高及手掌宽度尺寸见表1[4]。

表1 立姿双手功能上举高及手掌宽度

男（18-60岁）女（18-55岁）P5

P50

P95

P5

P50

P95

立姿双手功能上举高 1869 2003 2138 1741 1860 1976 手宽

立姿手功能高度可以确定拉杆和拉手的最佳高度范围，由于涉及到用力抓握，高百分位数据不适用于小个子乘客，因此，在拉手高度、限位卡卡合位置高度上参考大尺寸设计原则，即只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据，采用第5百分位女性立姿双手功能上举高作为高度上限参考依据，结合高度调节功能，满足更多人群的舒适使用。

手掌厚度指手掌平伸展开，拇指伸出后，掌心至掌背间的垂直尺寸。在样本容量为500，年龄为18岁以上，男女比例为53.4:46.6的一次随机测量中，得到成年人手掌厚度尺寸见表2[5]。表2 手掌厚度

P5 P50

P95 手掌厚度 23.3 25.8 30.5

手拉环的抓握需将手掌伸入环中，在环的尺寸上参考小尺寸设计原则，即只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据，采用第95百分位男性手掌宽度和第95百分位手掌厚度数据作为下限值，并考虑冬季戴手套时的余量。

手的抓握动作可以分为着力抓握和精确抓握。着力抓握时，抓握的轴线与小臂基本垂直，稍屈的手指与手掌形成夾握，拇指施力。臂部长时间上举抓握，会使肩、臂、手部肌肉承受静负荷，导致疲劳[6]。因此，拉手的高度应避免手臂长时间呈180°拉伸，并考虑最佳截面，减少手掌压应力。手拉环改进设计

本设计中，手拉环主要包括两个部分：手柄与广告放置位置。手柄的结构是否巧妙是解决拉手能自由上下升降的关键，主要考虑的问题有：

1）手掌放入的空间大小； 2）长时间承受拉力；

3）连接部件能有效卡合两个拉环并实现自由转动。

第（3）点是手柄结构设计的核心问题。广告放置主要考虑的问题有：（1）该部件与其它部件的装配；（2）左右两侧拉手卡合；（3）拉手高度要求上升时如何快速卡合和松开。手拉环改进设计方案效果如图4所示。

图4 拉手整体效果图

***5R333100

图5 拉手整体尺寸（单位：mm）

3.1 手柄

对于着力抓握，手掌与手柄接触面积越大，压应力越小，以圆截面或近圆截面手柄为佳。手柄直径太大会减小握力，直径太小会导致疲劳，取30mm~40mm为宜[6]。依据上文中手掌相关尺寸，我国第95百分位的成年男性手掌宽度为89mm，考虑余量，手握处内宽设置为100mm，内高为33mm，便于快速准确抓握，具体尺寸如图5所示。

为保证车辆前后晃动乘客用力握紧手柄时，手柄不会因为过大的扭力而断裂，手拉环左右两部分可自由转动，并增加10mm*10mm的强化受力部分，如图

6、图7所示。手柄连接部件一中部伸出圆柱形部位，卡合入连接部件二的相应位置，卡合示意图如图8所示。

1408055205103020

图6 手柄连接部件一（单位：mm）

140R551551051030205108015

图7 手柄连接部件二（单位：mm）

广告位置旋转打开状态连接部件一连接部件二

图8 连接部件卡合示意图

3.2 广告位置

公交车拉手广告是一种新形式的广告媒体，每台公交车内一般有16-20个拉手，车内空间封闭，乘客难以回避广告画面，受众多为主动接触，可以有效达成广告的立体覆盖和强化受众对品牌的记忆。此外，拉手广告成本低，受众广，广告时间长。富有亲和力的拉手广告不仅能丰富乘车环境，也可以为商家和公交运营单位带来不错的经济效益。

本设计在手拉环上部设置广告卡板，如图4所示，广告页可以放在卡板和手拉环之间，卡板用4个螺钉固定在手拉环上，可以根据需要更换广告内容。广告卡板厚度为3mm，其余尺寸如图9所示。

1204580

图9 广告卡板尺寸

图10 卡合键

在手拉环顶部分别设有卡合键和卡合口，当身高较高的乘客需要提高拉手高度时，可将两个拉环合在一起，卡合键插入卡合口中，拉环垂直悬挂，拉手座依然为三角形，既可提高高度，又可满足减轻惯性摇晃的要求。卡合键如图10所示。

3.3

材质与色彩

造型的几何特征、色彩、材料质感3个方面共同作用，从而形成一个设计形态整体的视觉印象，三者缺一不可[7]。任何一件设计作品，都是由一定数量和种类的材料配合特定的色彩构成的，如果说材料是结构形式和功能的物质载体,那么色彩就是产品审美功能的重要体现。在设计过程中，选用恰当的材料与色彩成为设计成败的重要因素。

作为公共交通中的设施，拉手使用频率高，对安全性和舒适性均有较高要求，同时需兼顾成本。现有公交车拉手材质常为ABS，或聚酸碳脂(PC)。ABS是一种加工性能优良的热塑性塑料，无毒，一般为微黄色，相比PC材料易变形，考虑到广告要能清晰显示，不采用ABS材料。PC材料无色透明，耐热，抗冲击，在普通使用温度内都有良好的机械性能，但耐磨性差，外表容易刮花。ABS工程塑料即PC+ABS，既具有PC的尺寸稳定性和耐冲击性，又兼顾ABS的优良加工性能，在薄壁和复杂形状制品中使用这一工程塑料，能够保证产品优异的性能。因此，在本设计中，手拉环材料为ABS工程塑料，采用注塑成型工艺加工。

为保证车辆内色彩的协调，并最大限度地突出手拉环内广告的内容，该产品设计为透明，实际生产中也可根据需要电镀上色。固定件改进设计

固定件包吊带和限位卡，满足固定手拉环和承受使用过程中拉力两个要求，设计中主要考虑以下问题：（1）限位卡在横杆上的固定方式；（2）限位卡和吊带的材质；（3）限位卡在横杆上的分布距离。

拉手通过限位卡合横杆并螺栓紧固的方式安装在横杆上，如图

11、图12所示。限位卡主要要求很好的强度和耐冲击性，同样采用ABS工程塑料注塑成型。限位卡与手拉环之间用防火织带连接，由厦门聚德带业有限公司研发的防火织带具有抗阻燃、高强度、耐高温、耐磨等众多特点，现广大公交公司及地铁公司均采用此类织带作为拉手吊带。

第5百分位女性立姿双手功能上举高为1741mm，现有公交车横杆高度一般为1800~1850mm之间，当手拉环卡合后，乘客手握高度为1750mm左右，基本满足95%的乘客需求，手拉环打开，高度下降100mm，乘客手握高度为1650mm左右，完全满足乘客的需求，且手臂无需长时间垂直抓握，降低了使用的疲劳。两个限位卡间距为300mm，左右两侧吊带各150mm，如图1所示。在安装过程中注意测试手拉环卡合上升功能，确保产品的正常使用。

[5] 孙

诚.人类工效学对包装的研究[J].包装工程，2004, 25(1): 69-70.[6] 丁玉兰.人机工程学[M].北京: 北京理工大学出版

社, 2011.[7] 李

峰, 应放天, 吴

丹.产品设计中的材料与形

态[J].包装工程, 2008, 29(4): 93-95.图11 限位卡

图12 限位卡固定方式 小

结

生活水平的提高使人们不再满足于产品能不能使用的问题，而是如何才能更加舒适安全地使用，公交车拉手的设计，不仅要考虑功能和造型，必须兼顾乘客使用时的生理要求和环境 要求，作者从这一角度出发，从手柄、连接件、固定件、卡合键等多个方面综合考虑，提出了改进性设计方案，为此类产品的创新提供了一个新思路。

基于人机工程学的产品设计，充分考虑用户，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐结合。

参 考 文 献

[1] 杨明朗, 袁

桃.基于人机工程学的键盘设计[J].包装工程, 2005, 26(5): 168-170.[2] 李宗密.列车座椅摆放角度与晕车的人因分析[J].艺术与设计, 2008,(3): 162-164.[3] 姜

楠, 李新媛.腿障残疾人使用的电动三轮车造型设计[J].工程图学学报, 2008,(5): 141-145.[4] GB 10000-88.中国成年人人体尺寸[S].

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

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？

第四篇：人机工程学

1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测量数据。2测量的基准面？（1）矢状面（2）正中矢状面（3）冠状面（4）水平面（5）眼耳平面。

3产品尺寸设计分类：⑴Ⅰ型产品尺寸设计。例：汽车驾驶室的座椅、自行车座的位置、腰带和手表表带的长短、落地式或台式麦克风的话筒高度。⑵Ⅱ型产品尺寸设计。又分ⅡA型产品尺寸设计（大尺寸设计）和ⅡB型产品尺寸设计（小尺寸设计）。ⅡA型产品尺寸设计的例子：床的长度和宽度、防护栏杆的高度、热水瓶把手孔圈大小、礼堂座位的宽度、屏风的高度。ⅡB型产品尺寸设计的例子：防护栏干的间距、电风扇罩子的间距、浴室里上层衣柜的高度、阅览室上层书架的高度、读报栏高度的上限、公共汽车上踏步的高度。⑶Ⅲ型产品尺寸设计 例：一般门上的把手、门上锁孔离地面的高度、大多数文具的尺寸、公共场所休闲椅凳的高度等。

4产品功能尺寸是指为确保实现产品某一功能而在设计时规定的产品尺寸。5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。

6视距是指人在操作系统中正常的观察距离；一般操作的视距范围在38—76cm之间。

7暗适应？当人从亮处进入暗处时，刚开始看不清物体，而需要经过一段适应的时间后，才能看清物体，这种适应过程称为暗适应；暗适应过程大约需30min左右才能趋于完成。

8听觉刺激？对于人来说，只有频率为20~20000Hz的振动，才能产生声音的感觉。9反应时间又称为反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间距。10影响运动的主要因素？运动时间、运动类型、运动方向、操作方式。

11刺激？（1）外在物理性刺激，在生活中随处存在，可以通过人的感觉器官而感受到（2）内在刺激时不依赖于身体外表感觉器官而产生的刺激。

12形象记忆、听觉记忆与动作记忆。所谓“百闻不如一见”，“看十遍不如做一遍”，这体现了实践对记忆的重要影响。在安全工作中，单纯背诵安全操作规程、安全生产条例的效果远不如熟练掌握，即依靠动作操练来记忆其内容更为理想。13思维的基本过程？分析、综合、比较、抽象和概括。

14逻辑思维？抽象的推理性思维。逻辑思维的思维方式导致人的思维的教条化，影响人们创造性的发挥，但逻辑思维又是创造性的基础，缺乏逻辑常识的人很难得出合乎物理规律性结果；因此，在提倡创造性思维时，千万不可反对逻辑思维。15人机信息三种方式：视觉显示、听觉显示、触觉显示。

16仪表显示种类？按功能可分为读数用仪表、检查用仪表、追踪用仪表和调节用仪表等；按结构形式可分为指针运动式仪表、指针固定式仪表和数字式仪表等。

17仪表的形式？垂直形、水平形、半圆形、圆形、开窗形。

18人眼的观察效率？以左上方为最优，其次是右上方、左下方，而以右下方为最差，仪表应按其重要程度和使用频率的要求分别布置在观察效率不同的方位上。

19角笛的声音又吼声和尖叫声两种；长用做高噪声环境中的报警装置。

汽笛声频率高，声强也高，适合用于紧急事态的音响报警装置。

20位置编码？利用安装位置的不同来区分操纵器。如将操纵器设在某一位置上表示系统某种功能的类型，并实现标准化，则操纵者可不必注视操作对象，而能很容易地识别操纵器并正确的进行操作。常用与脚踏板编码。21人体不同坐姿的消耗？仰卧100；坐姿103~105；立姿108~110；跪姿130~140；弯腰150~160.22作业动作的类型？（1）定位动作（2）逐次动作（3）重复动作（4）连续动作（5）调整动作 23作业岗位的分类？按姿势分为坐姿岗位、立姿岗位和坐、立姿交替岗位。24影响热环境条件的主要因素？气温、气湿、气流和热辐射。25作业场所的光环境有天然采光和人工照明。

26噪声对机体的其他影响？噪声在90dB以下，对人的生理作用不明显。90dB以上的噪声，对神经系统、心血管系统等有明显的影响。

27振动对人体的影响？主要取决于振动的强度，而振动强度一般是用加速度有效值来计量的。除了振动强度外，还有两个十分重要的因素。其一是振动频率，实验证明，人对4~8Hz的振动感觉最敏感，频率高于8Hz，或低于4Hz，敏感性就逐渐减弱。其二，对于同强度、同频率的振动来说，振动的影响还同振动的暴露时间有关。

28人的失误内在因素？生理能力：体力、体格尺度、耐受力，有否残疾、疾病、饥渴；心理能力：反应速度、信息的负荷能力、作业危险性、单调性、信息传递率、感觉敏度；个人素质：训练程度、经验多少、熟练程度、个性、动机、应变能力、文化水平、技术能力、修正能力、责任心。

29人机系统的评价方法？实验法、模拟装置法和实际运行测定法。

问答：1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 1

直方向的物体（2）视线的变化习惯于从左到右，从上到下河顺时针方向运动（3）人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多，因而水平式仪表的误读率比垂直式仪表的误读率低（4）当眼睛偏离视中心时，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，左下限，而右下限最差（5）两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在一般操作中，不可能一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物（6）人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受（7）颜色对比与人眼变色能力有一定关系。2知觉的基本特征？（1)整体性（2）选择性（3）理解性（4）恒常性（5）错觉

3思维的基本特征？（1）思维的间接性（2）思维的概括性（3）思维与语言具有不可分性。

4仪表的标数原则？（1）通常，最小刻度不标数，最大刻度必须标数（2）指针运动式仪表标数的数码应当垂直，表面运动的仪表数码应当按圆形排列（3）若仪表表面的空间足够大，则数码应标在刻度记号外侧，以避免它被指针挡住‘若表面空间有限，应将数码标在刻度内侧，以扩大刻度间距（4）开窗式仪表窗口的大小至少应能显示被指示数字及其上下两侧的两个数，以便观察指示运动的方向和趋势（5）对于表面运动的小开窗仪表，其数码应按顺时针排列（6）对于圆形仪表，不论表面运动式或指针运动式，均应使数码按顺时针方向依次增大（7）不做多圈使用的圆形仪表，最好在刻度全程的头和尾之间断开，其首尾的间距以相当于一个大刻度间距为宜。

5听觉信息传示装置使用目的和使用条件具体内容？（1）为提高听觉信号传递效率，在有噪声的工作场所，须选用声频与噪声频率相差较远的声音作为听觉信号，以削弱噪声对信号的掩蔽作用（2）使用两个或两个以上听觉信号时，信号之间应有明显的差异；而对某一种信号在所有时间内应代表同样的信息意义，以提高人的听觉反应速度（3）应使用间断或变化信号，避免使用连续稳态信号，以免人耳产生听觉适应性（4）要求远传或绕过障碍物的信号，应选用大功率低频信号，以提高传示效果（5）对危险信号，至少应在两个声学参数上与其他声信号或噪声相区别；而且危险信号的持续时间应与危险存在时间一致。

6手握式工具设计原则？（1）必须有效地实现预定的功能（2）必须与操作者身体成适当比例，使操纵作者发挥最大效率（3）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（4）工具要求的作业姿势不能引起过度疲劳。

8作业面高度的确定应遵循的原则？（1）如果作业面高度可调节，则必须将高度调节至适合操作者身体尺度及个人喜好的位置（2）应使臂部自然下垂，处于合适的放松状态，小臂一般应接近水平状态或略下斜；任何场合都不应使小臂上举过久（3）不应使脊椎过渡屈曲（4）若在同一作业面内完成不同性质的作业，则作业面高度应可调节。

9设计的基本原则？（1）合理的照度平均水平，同一环境中，亮度和照度不应过高或过低，也不要过于一致而产生调感（2）光线的方向和扩散要合理，避免产生干扰阴影，但可保留必要阴影，使物体有立体感（3）不让光线直接照射眼睛，避免产生眩光，而应让光源光线照射物体或物体的附近，只让反射光线进入眼睛，以防止晃眼（4）光源光色要合理，光源光谱要有再现各种颜色的特征（5）让照明和色相协调，使气氛令人满意，这称为照明环境设计没的思考（6）创造理想的照明环境不能忽视经济条件的制约，因而必须考虑成本。

10与材料有关的准则？（1）少用短缺或稀有的原材料多用废料，余料或回收材料作为原材料，尽量寻找短缺或稀有原材料的代用材料，提高产品的可靠性或使用寿命。（2）尽量减少产品中的材料种类，以利于产品废弃后的有效回收。（3）尽量采用相容性好的材料，不采用难以回收或无法回收的材料。(4)尽量少用或不用有毒有害的原材料。

设计题：

（一）一般工作场所座椅：1座椅设计要点（1）工作座椅的结构型式应尽可能与坐姿工作的各种操作活动要求相适应，应能使操作者在工作过程中保持身体舒适、稳定并能进行准确得控制和操作（2）工作座椅的座高和腰靠高必须是可调节的（3）工作座椅可调节部分的结构构造，必须易于调节，必须保证在椅子使用过程中不会改变已调节好的位置并不得松动（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挤压、剪钳伤人的部位（5）无论操作者坐在座椅前部、中不还是往后靠，工作座椅坐面和腰靠结构均应使其感到安全、舒适（6）工作座椅腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性（7）工作座椅一般不设扶手（8）工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用、阻燃、无毒。2工作座椅必须具有的主要构件：坐面、腰靠、支架。3座椅主要参数：座高360~480mm；座宽370~420mm，推荐值400mm；座深360~390mm，推荐值380mm；腰靠长320~340mm，推荐值330mm；腰靠宽200~300mm，推荐值250mm；腰靠厚35~50mm，推荐值40mm；腰靠高165~210mm；腰靠圆弧半径400~700mm，推荐值550mm；倾覆半径195mm；坐面倾角0°~5°，推荐值3°~4°；腰靠倾角95°~115°，推荐值110°。

（二）办公室座椅设计基本尺寸：坐面高370~400mm，坐面倾角2°~5°，上身支撑角约110°；工作时以靠背为中心，与一般作业场所座椅最显著的不同之处是，靠背点以上的靠背弯曲圆弧在人体后倾稍时休息时，能起支撑的作用。该类型的椅子也可以作为会议室用椅。

（三）座椅设计新观念 1动态座椅2前倾式座椅3膝靠式座椅。

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。