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1、第一章 人机工程学概论1. 人机工程学：是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。2. 人机工程学名称：人类工效学、人间工学、人-机-环境系统工程、人体工程学、人类工 程学、工程学心理学、宜人学、人的因素等。3. 人机工程学的发展阶段：1) 经验人机工程学【特点】：机械设计的主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技 术方面的原理设计上，在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于机器；2) 科学人机工程学【特点】：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于 人；3) 现代人机工程学【特点】：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；密切与实际应用
2、相结合，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；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。4现代人机工程学研究的方向是：把人-机-环境系统作为一个统一的整体来研究，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。5. 人机工程学科的研究方法：观察分析法、实测法、实验法、模拟和模型试验法、计算机数 值仿真法。第二章 人体测量与数据应用1. 人体测量：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
3、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。2. 人机工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类：人体构造尺寸：是指静态尺寸功能尺寸：是指动态尺寸3. 人体测量主要方法：普通测量法、摄像法、三维数字化人体测量法。4. 人体测量基准面：矢状面、正中矢状面、冠状面、横断面、眼耳平面5. 百分位：百分位由百分比表示，称为“第几百分位”。例如，50%称为第50 百分位。6. 百分位数：百分位数是百分位对应的数值。例如，身高分布的第5 百分位数为1543，则 表示有 5%的人的身高将低于这个高度。7. 计算题：(一)、求某百分位数人体尺寸： 在人体测量资料中，常常给出的是第5、第50和第95
4、百分位数值。在设计中，当需要 得到任一百分位数值时，则可按下式求出：1%50%之间的数值：P=M-(SK) 50%99%之间的数值：P=M+(SK)M为平均值，S为标准差，K为变换系数例题：例1 ：设计适用于 90%华北男性使用的产品，试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸？解：由表查知华北男性身高平均值M=1693mm,标准差S=56.6mm要求产品适用于90%的人,故以第5百分位和第95百分位确定尺寸的界限值，由表查得变换系数K=1.645； 即：第 5 百分位数为：P=1693- (56.6*1.645) =1600mm第 95 百分位数为：P=1693+ (56.6*1.645) =17
5、86mm结论：按身高1600-1786mm设计产品尺寸，将适应用于90%的华北男性。 讨论：平均值是作为设计的基本尺寸，而标准差是作为设计的调整量的。（二）、求数据所属百分率：当需要得到某项人体测量尺寸Ml所处的百分率P时，可按下列步骤及公式求得： Z=（M1-M）/S然后根据Z值查表得小p的值，再按下列公式求百分率P： P=0.5+p例2已知男性A身高1720mm，试求有百分之多少的西北男性超过其高度？解：由表查得西北男性身高平均值M=1684mm，标准差S=53.7mm 那么 Z=（1720-1684）/53.7=0.670再根据 Z=0.670 查表得 p=0.2486（0.249） 即
6、 P=0.5+0.249=0.749结论：身高在1720mm以下的西北男性为74.9%，超过男性A身高的西北男性则为25.1%8. 产品尺寸设计分类：I型产品尺寸设计：需要两个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据 （又称双限值设计）II型产品尺寸设计：只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值或下限值的依据 （又称单限值设计）IIA型产品尺寸设计：只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据（又称大尺寸设计）例如：安全距离IIB型产品尺寸设计：只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据（又称小尺寸设计）例如：网的孔隙III型产品尺寸设计：只需要第50百分位数（P50）作为产品尺寸设
7、计的依据 （又称平均尺寸设计）9. 着装修正量：考虑有关人体尺寸时，给衣服、鞋、帽留下适当的余量，在人体尺寸上增加 适当的着装修正量。功能修正量：由于姿势不同而引起的变化量和考虑实现产品不同操作功能所需修正量，这 些修正量的总计就是功能修正量。心理修正量：为了克服人们心理上产生的“空间压抑感”、“高度恐惧感”等心理感受，或 者为了满足人们“求美”、“求奇”等心理需求，在产品最小功能尺寸上附加 一项增量，称为心理修正量。第三章人体感知与信息处理1. 反射：神经系统调节机体的活动，对内、外环境的刺激作出一定的应答反应，称为反射。 反射是神经系统调节机体活动的一种基本形式。参与一个反射活动的全部结构
8、组成该反射的反射弧。反射弧具有五个基本环节，即感受器传入神经 中间神经元传出神经元效应器2. 在正常情况下，人的两眼所能感受到的波长大约是380nm（1nm=10的-9次方m）到780nm。3视角：确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度a=2arc tan（D/2L） a视角；D被看物体上两端点的直线距离；L眼睛到被看物体的距离； 临界视角：眼睛能分辨被看物体最近两点的视角。 视力：眼睛能分辨物体细微结构能力的一个生理尺度。视力=1/能够分辨的最小物体的视角4. 视野：是指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看前方物体时所能看得见的空间 范围，常以角度来表示。水平面内：双眼视区大约
9、在左右60。以内的区域：视野范围:辨别字的视线角度：10 -20 ；辨别字母的视线角度：5 -30垂直平面：最大视区为视平线以上50。和视平线以下70。1颜色辨别界限为视平线以上30。和视平线以下40。5. 视距：是指人在操作系统中正常的观察距离。6. 中央视觉：在视网膜上分布着视锥细胞多的中央部位,其感色力强，同时能清晰地分辨物体，用这个部位视物的称为中央视觉。周围视觉：视网膜上视杆细胞多的边缘部位，用于观察空间范围和正在运动的物体。7人眼对白色的视野最大，对黄色、蓝色、红色的视野依次减小，而对绿色的视野最小。8. 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时间后，才
10、能看清物体，这种适应过程称为暗适应。明适应：与暗适应情况相反的过程称为明适应。9. 视觉特征：（1）疲劳程度：水平优于垂直。（2）视线变化习惯：左右，上下，顺时针。（3）准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。（4）观察情况的优先性：左上右上左下右下。视区内的仪表布置必须考虑这一点。（5）设计依据：以双眼视野为设计依据。（6）接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。（7）颜色对比与人眼辨色能力有一定关系：【颜色的易辨认顺序】红、绿、黄、白；10. 对于人来说，只有频率为20-20000HZ的振动，才能产生声音的感觉。11. 听阈：在最佳的听闻频率范围内，一个听力正常的人刚刚能听到给定各频率的正弦式纯 音的
11、最低声强Imin，称为相应频率下的“听阈值”12. 方向敏感度-双耳效应：人耳对不同频率、不同方向的声音的感受能力是不一样的。13. 掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。掩蔽效应：一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应。 残余掩蔽（听觉残留）：掩蔽声去掉以后，掩蔽效应并不立即消除的现象。14. 人体皮肤上分布着三种感受器：触觉感受器、温度感受器和痛觉感受器。15. 两点阈限：能被感知到的两个刺激点间最小的距离。16. 温度分为冷觉和热觉两种。温度感受器分布在皮肤的不同部位，形成所谓冷点和热点。每一平方厘米皮肤内，冷点有6-23个，热点有3个。 每一平方厘米的皮肤表面约有100个痛
12、点，在整个皮肤表面上，其数目可达100万个。17. 本体感觉系统主要包括两个方面：一个是耳前庭系统，其作用主要是保持身体的姿势及 平衡；另一个是运动觉系统，通过该系统感受并指出四肢和身体不同部分的相对位置。18. 神经系统可以分为中枢神经系统和周围神经系统两部分。19. 中枢神经系统包括脑和脊髓。周围神经系统：按起始于中枢部位可分为脑神经和脊神经；按分布器官结构分为躯体神 经和内脏神经。20. 人的信息处理系统包括：感觉子系统、信息处理子系统、贮存子系统、反应子系统。21. 信息计量：定义：H=log22n （以2为底2的n次方）=n，其中：H信息量，n某信号中所含的二进制码的个数用概率定义：
13、若出现“0”的概率不是1/2,而是P,出现“1”的概率是1-P,则该信息量可由下式计算：H=-Plog2P-(1-P)log2(1-P)；注：当 P=1/2 时，恰好 H=-log2(1/2)=log22 例题：P50页第四章人的心理与行为特征I. 分析行为的发展,其基本模式可概括为： B=H*M*E*LB 行为；H遗传；M成熟；E 环境；L学习成熟因素受到遗传因素和成熟环境两种因素的共同作用、共同影响。 2适应：感觉器官经持续刺激一段时间后,在刺激不变的情况下,感觉会逐渐减小 以致消失,这种现象称为适应。3. 感觉的相互作用：在一定条件下,各种感觉器官对其适宜刺激的感受能力都将受到其他刺激的
14、干扰影响而降低。4. 当视觉信息与听觉信息同时输入时,听觉信息对视觉信息的干扰较大,视觉信息对听觉信 息的干扰较小。5. 对比：同一感觉器官接受两种完全不同但属同一类的刺激物的作用,而使感受性发生变化的现象称为对比。6. 同时对比：几种刺激物同时作用于同一感受器官时产生的对比。 继时对比：几种刺激物先后作用于同一感受器官时产生的对比。7. 余觉：刺激取消以后,感觉可以存在一极短时间,这种现象叫余觉。8. 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。 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。 知觉的基本特性：1) 整体性；2) 选择性：对象和背景的差别；对象
15、的运动；主观因素；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。9. 感觉和知觉的区别：知觉是在感觉的基础上产生的；感觉反映客观事物的个别属性,而知觉反映客观事物的整体； 感觉和知觉是人对客观事物的两种不同水平的反映。10. 发散思维是集中思维的前提,集中思维是发散思维的归宿；发散思维都运用于提方案阶 段,集中思维都运用于做决定阶段。II. 创造力五要素：创造成功还受知识、经验、才能、心理素质以及机遇等因素的影响。12. 发挥创造力的三个推动力：创造性欲望、创造性思维和创造性实践。 第五章人体生物力学与施力特征1. 运动系统由骨、关节和肌肉三部分组成。2. 在运动过程中,骨是运动的杠杆；关节是运动的枢纽；肌肉是运动的动力。3. 人体的活动,主要有下述三种骨杠杆的形式：平衡杠杆、省力杠杆、速度杠杆。4. 人体生物力学模型：是用数学表达式表示人体机械组成部分之间的关系。5. P77页开始的：知道5.3节人体施力特征里面的图的含义以及下限上限值。6. 避免静态肌肉施力的几个设计要点如下：1) 避免弯腰或其他不自然的身体姿势；2）避免长
