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1、车辆人机工程学概论,宋正河,2019/11/13,内容提 纲,汽车左驾右驾的由来 人机工程学研究内容 人机工程学发展简史 车辆人机工程学问题,2019/11/13,2,左驾右行 （中国、欧洲、美国等）,右驾左行 （英国、日本、印度等）,一、引例：汽车左驾右驾的由来,汽车驾驶座在中间,现代汽车之父 卡尔本茨 （1844-1929）,1886年，三轮、驾驶座在中间的世界首辆汽车，15Km/h,1893年，维克托得亚，价格昂贵，滞销品,一、引例：汽车左驾右驾的由来,汽车右驾右行,在欧洲，从古罗马到中世纪一直到法国大革命前，在道路中一直以左行为主，左行带有特权的意味 法国大革命后，靠右行带有革命的意义
2、，逐渐流行 拿破仑上台后，也推行右行制度 随着汽车速度的加快，排挡及刹车成为必须部件，安排在车身外侧，由于90%的人习惯右手，为安全使用这些装置，将驾驶座布置在右侧 汽车最初问世时，司机方便为主人开门，也适合将驾驶座安排在右边,一、引例：汽车左驾右驾的由来,欧陆左驾右行,20世纪20年代，汽车数量激增，车速提高，车祸频繁，如遇后方车辆超车，会影响视线 1927年，欧洲大陆达成“左驾右行”的行车规则,1908年3月开始，美国福特T型车占据了50%的汽车市场 亨利福特一直认为“左驾右行是最理想的行车方式”，确定了北美大陆“左驾右行”的行车规则,一、引例：汽车左驾右驾的由来,英日右驾左行,英国骑士,
3、日本武士,一、引例：汽车左驾右驾的由来,结论与启示,产品设计受人的生理因素、行为习惯等影响 产品设计受人的心理、情感等因素的影响 产品设计受环境、文化和传统等因素影响 产品设计受当时的科学技术发展水平的影响,右手 操作,骑士的保守思想 骑士的文化传承,现代汽车的操纵装置可以设置在车内,一、引例：汽车左驾右驾的由来,人机工程学基本概念,人机工程学研究内容,人机工程学名称来源,人机工程学研究对象,二、人机工程学研究内容,2019/11/13,9,人机工程学问题,欧 洲：Ergonomics 美 国：Human Factors、Human Factors Engineering、Human Engi
4、neering 日 本：人間工学 俄罗斯： 我 国：人机工程学、人类工效学、人体工程学、人因工程学、工效学、人-机-环境系统工程学,二、人机工程学研究内容,1,名称来源,Ergonomics = Ergo + Nomos Ergon：“出力”、“工作” Nomos：“正常化”、“规律” Ergonomics：“人出力正常化”、“人的工作规律” Human Factors：“人的因素”、“人因工程”,二、人机工程学研究内容,1,名称来源,国际人类工效学会(International Ergonomics Association, IEA) ：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
5、理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；以及在工作中、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。,http:/www.iea.cc/,二、人机工程学研究内容,1,名称来源,国际人类工效学会(International Ergonomics Association,IEA,2000年8月) ：人机工程学是研究系统中的人与其他组成部分的交互关系的一门学科，并运用其理论、原理、数据和方法进行设计，以优化系统的工效和人的健康、幸福之间的关系。,http:/www.iea.cc/,二、人机工程学研究内容,1,名称来源,钱学森：人机工程是一门非常重要的应用人体科
6、学技术，它专门研究人和机器的配合，考虑到人的功能能力，如何设计机器，求得人在使用机器时整个人和机器的效果达到最佳状态。,中国共产党优秀党员、忠诚的共产主义战士、享誉海内外的杰出科学家和中国航天事业的奠基人，中国两弹一星功勋奖章获得者之一。曾任美国麻省理工学院教授、加州理工学院教授，曾担任中国人民政治协商会议第六、七、八届全国委员会副主席、中国科学技术协会名誉主席、全国政协副主席等重要职务。,二、人机工程学研究内容,1,名称来源,车辆人机工程与智能控制研究室：人机工程学是从人的生理和心理特点出发，研究人、机、环境相互关系和相互作用的规律, 以优化人-机-环境系统的一门学科。,二、人机工程学研究内
7、容,1,名称来源,人机系统（man -machine system）：指“人”与其所对应的“物”共处于同一时间及空间时所构成的系统。,人机系统,二、人机工程学研究内容,2,基本概念,人机界面(man -machine interface)：人机系统中，“人”与“机”之间能够相互施加影响、实现相互作用的区域。,二、人机工程学研究内容,2,基本概念,控制系统人机界面 （汽车驾驶室，左驾）,控制系统人机界面 （汽车驾驶室，右驾）,控制系统人机界面 （拖拉机驾驶室，AGCO）,控制系统人机界面 （拖拉机驾驶室，CASE IH）,控制系统人机界面 （拖拉机驾驶室，John Deere）,控制系统人机界面
8、 （收获机械驾驶室，洛阳中收）,控制系统人机界面 （工程机械驾驶室）,控制系统人机界面 （火车驾驶室）,控制系统人机界面 （飞机驾驶舱）,控制系统人机界面 （船舶驾驶舱）,控制系统人机界面 （坦克驾驶舱）,直接作用型人机界面 （餐桌椅）,直接作用型人机界面 （沙发）,直接作用型人机界面 （工具）,直接作用型人机界面 （儿童座椅）,直接作用型人机界面 机场候机座椅,1.1 人机工程学的研究内容,直接作用型人机界面 （候机座椅）,间接作用型人机界面 （汽车灯）,间接作用型人机界面 （环境）,人机关系 (man -machine relationship)：在人机系统中，人、机、环境相互依存、相互作
9、用、相互制约完成某一特定的生产或生活过程而形成的彼此之间的关系。,（1）机宜人：机器的设计和使用以适应操作者的需要为目标 （2）人适机：对操作者进行技能培训，以适应于机器操作的需要,二、人机工程学研究内容,2,基本概念,汽车驾驶,飞机驾驶,数控机床操作,二、人机工程学研究内容,3,研究对象,人机工程相关学科体系,二、人机工程学研究内容,3,研究对象,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（1）人体尺寸及人体测量技术,人体 静态尺寸,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（1）人体尺寸及人体测量技术,人体动态尺寸,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,人体屈前臂时形成的力矩图,（2）人体的力学性
10、能,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（2）人体的力学性能,二、人机工程学研究内容,人体立姿弯臂时的力量分布图,4,研究内容,（2）人体的力学性能,二、人机工程学研究内容,人体坐姿足蹬力,4,研究内容,（2）人体的力学性能,二、人机工程学研究内容,坐姿时手臂的操纵力测试方位,4,研究内容,（2）人体的力学性能,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（2）人体的力学性能,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,体力负荷测试,（3）人的劳动生理功能,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,人体反应测试,（3）人的劳动生理功能,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,主要研究劳动中人的心理调节特点、心
11、理反射机制、心理负荷及疲劳的心理机制等。,（4）劳动中人的心理过程,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（5）人的信息传递能力,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（6）人的可靠性：研究人在正常工作情况下产生失误的可能性。 （7）人员的选拔和培训：研究人的基本素质的测试与评价、人员的选拔和训练等。 （8）人的动作时间研究：研究人的操纵动作，寻求改善作业的途径、合理设计操纵动作等。,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,二维人体模板,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,三维钢架人体模板,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,汽车碰撞实验假人,（9）人体模型,
12、二、人机工程学研究内容,4,研究内容,计算机三维人体模型（网格）,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,计算机三维人体模型（外形尺寸实体）,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,计算机三维人体模型（实体）,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,形态性虚拟人,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,四维医用虚拟人,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,虚拟人切片,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,中国首位虚拟人,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,虚拟服装模特,（9）人体模型,二、
13、人机工程学研究内容,4,研究内容,力学虚拟人,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,虚拟人骨骼模型,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,虚拟人肌肉骨骼模型,（9）人体模型,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（1）信息传达技术,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（1）信息传达技术,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（2）操纵控制技术,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（2）操纵控制技术,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（3）安全保障技术,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（3）安全保障技术,二、人机
14、工程学研究内容,4,研究内容,（3）安全保障技术,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（4）动力学仿真技术,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（5）宜人化技术,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（1）作业空间,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（2）物理环境：包括噪声、振动、照明、温度、湿度、气压、辐射等各种物理因素,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（3）化学环境：包括有毒物质、化学性有害气体、水质污染等,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（4）生物环境：包括细菌污染、病原微生物污染等,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,（5）美
15、学环境：如造型、色彩、背景音乐等,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,人机系统功能分配 系统中人的功能与机的功能之间的联系和制约条件 人、机之间的功能分配方法 人机界面优化匹配 人与机之间的信息传递过程 人对机的操纵控制过程和方法 人机界面的评价和优化匹配 人机界面的优化设计方法,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,人-机关系的研究,人机系统特性协调 机器的工作特性对操作者的要求 人的职业适宜性、事故倾向性 人机系统可靠性 人机系统的可靠性设计和评价方法 人机系统安全性 人机系统的安全性标准、评价方法、设计参数 典型安全防护装置的设计方法,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,人-机关系的研究,环境因素对人的影响 环境质量标准 环境控制及生命保障系统的设计方法 人体防护技术 ,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,人-环境关系的研究,环境因素对机器性能的影响 机器运转对环境的影响 环境保护技术 ,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,机-环境关系的研究,为了获得系统的最优效果，即整个系统具有高的工效、高的安全性，对人有高的舒适度及很好的生命保障功能。,二、人机工程学研究内容,4,研究内容,人-机-环境关系的研究,安全、健康、舒适、高效,城市里很多的家庭买了大沙发，豪华气派，可是坐不多久腰部就难受酸疼了，不得不在腰后面垫上一个“腰靠”。为什么?,
