人机工程学课程 第二章 人的感知与心理特征
人机工程学课程第二章人体测量参数与数据应用2．1 人体测量的基本知识
2．1．1工业设计与人体尺度
问题引入概念：
同学们：我们学习的专业是工业设计，我们将来是要为消费者设计产品的。消费者的需求是设计的出发点，也是设计的目的和归宿。我们设计的产品，不仅是要赋予它一个好的外观形态，使其形态新颖，色彩协调从而满足消费者的精神需求，同时，更重要的是要赋予产品良好的使用功能，使其结构合理，性能良好，使用舒适。从而满足消费者的物质需求，也就是说：我们设计的产品不光是看的，更重要的是要用的，两者缺一不可。而且在很多情况下外观造型和使用性能两者之间本身就是紧密联系的，大家想一想，实际上所有的造型形态本身都是有一系列点、线、面组成的，而这些点线面都是有一定尺度的，我们在确定一个外观造型的形态时其实就是确定了一系列尺度，而这些尺度可能就和产品的结构和功能相关。
大家现在环顾一下你们的教室，其实这里也有许多产品，比如你们所用的桌椅，老师的讲台、这些灯开关、这些门窗等等，你们天天都坐在这里上课，可能已经熟视无睹，习以为常了，认为它们本来就该是这样子的，但是老师现在请你们再看看这些产品，体会一下它们，想一想，这些产品为什么这样设计，桌椅的尺寸为什么会是这样的？这些开关的位置为什么这样布置，他们设计的合理吗？你们或老师在使用过程中，感觉方便舒适吗？如果你来设计能不能设计的更好一些？
比如：我们先从这扇门说起，为什么他设计的高度尺寸是这样的，是不是凭空而来，它的依据是什么？它的尺度和人体尺度有什么关系呢？（门是让人进出的，门的高度和人的身高有最直接的关系。但是人的身高差异很大，到底应该选谁的尺寸做参照呢？）
我们再看看你们用的课桌椅，它们的宽度和高度为何要这样设计呢？你们认为设计的合理吗？还有这些灯开关它们布置的高度依据在哪里。大家思考讨论3分钟，然后我请你们来谈一谈。
（给3分钟让同学们自由思考讨论，然后用5分钟请两三个同学发言，谈谈他们对这些问题的看法。）
大家都说的非常好，我们学工业设计，首先是要培养一种工业设计的思维方式，其很重要的一点就是能够在寻常的事物中发现问题，只有发现问题了，才可能谈到去解决问题。发现问题比解决问题更重要。从我的这门课开始你们开始真正接触到工业设计专业，你们也应该从这门课开始培养一种工业设计的思维方式。今后你们在这个专业上能够走多远，达到什么样的造诣，关键看你的思维方式好不好。现在我先不对你们的回答做具体的评价，请大家带着这些问题，和我一起进入这节课学习，当你们学习完这节课后，心中自然会有正确答案。
为了使各种与人体尺度有关的设计对象能符合人的生理特点，合与人的形态和功能范围的限度，让人在使用时处于舒适的状态和适宜的环境之中，就必须在设计中充分考虑人体的各种尺度，一切操作装置都应设在人的肢体活动所能及的范围之内，其高低位置必须与人体相应部位的高低位置相适应；而且其布置应尽可能设在人操作方便、反应最灵活的范围之内。因而也就要求设计者能了解一些人体测量学方面的基本知识，并能在设计过程中正确使用这些尺寸。这节课我们就来学习人体测量参数和数据应用的知识，这节课内容本身是相对比较枯燥，但确是非常重要的一个环节，让我们一起努力把它学好，你会发现这些内容其实也很有意思。
2．1．2 人体测量学简介Foudamentals of Anthropometry定义：
人体测量学是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。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。
2．1．2．人体测量的主要方法
1. 普通测量法p16 &nb
sp; 2.摄影法，见图2-2 3.三维数学测量法，见图2-3
2．1．3．人体测量的基本术语
1、被测者姿势：
（1）立姿：
挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45角，体重均匀分布于两足
。见图2—6。
（2）坐姿：
挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左右大腿大致平行，膝弯曲大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。见图2—7。
2、测量基准面
人体基准面的定位是由三个互为垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。人体测量中设定的轴线和基准面如图2—2。矢状面；正中矢状面；冠状面；水平面；眼耳平面。
3、测量方向
(1)在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。
(2)在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。
(3)在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。
（4）对于上肢，将挠骨侧称为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。
（5）对于下肢，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。
4、支承面和衣着
立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是水平的、稳固的、不可压缩的。被测者裸体或尽量穿着少量内衣
5、基本测点及测量项目
（GB3975—83）（GB3975—85测量方法）测点：头部测点（16个）躯干和四肢部位测点（22个）
测量项目：头部测量项目（12项）躯干和四肢部位测量项目（69项）
6、人体测量的主要仪器
（1）人体测高仪: 主要用来测量身高、坐高、立姿和坐姿的眼高以及伸手向上所及的高度等立姿和坐姿的人体各部位高度尺寸。
（2）人体测量用直角规：主要用来测量两点间的直线距离，特别适宜测量距离较短的不规则部位的宽度或直径。如耳、脸、手、足。
（3）用于不能直接以直尺测量的两点间距离的测量，如测量肩宽、胸厚等部位的尺寸。
2．2 常用人体静态测量参数
工业产品的造型设计要符合人的使用与操作要求，必须考虑到产品在造型尺度方面符合正常人体各部分的结构尺寸及关节运动所能达到的范围，以及肌肉力的大小、人体在不同姿势下操作活动所需要的工作空间等。否则，设计出的产品可能造成操作者使用不便、工作效率低或影响身心健康。
人体测量学是通过测量人体各部位尺寸确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用来研究人的形态特征，为工业产品造型设计和工程设计提供人体测量数据。
人体测量数据包括两类：人体构造尺寸---静态尺寸
人体功能尺寸---动态尺寸（肢体活动范围角度距离）
2．2．1人体构造测量尺寸介绍人体尺寸是人体测量学工作者辛勤劳动的结晶，它对工业产品设计，作业空间设计以及各类机具设计都有重要意义。我国于1988年12月10日发布了《中国成人人体尺寸》标准(GBl0000-88)。该标准提供了7个类别共47项人体尺寸基础数据，包括人体主要尺寸、立姿人体尺寸、坐姿人体尺寸、人体水平尺寸、人体手部尺寸和足部尺寸，并按性别列表。
我国地域辽阔，又是多民族国家，不同地区的人体尺寸差异较大。东北、华北地区的人身材较高，西南、华南地区的人身材较小。为了能选用合乎各地区的人体尺寸，国家标准
中提供了各地区成年人身高、胸围、体重三项主要人体尺寸的均值和标准差，可以通过公式推导出各百分位数。请大家把课本翻至P23页，看图2-8 和表2-2人体主要尺寸（板书下列内容）
表2-6 六个区域的体重、身高、胸围、的均值X和标准差SD
大家看到这几个表后一定会对下面的名词感到困惑：什么是百分位数、什么是标准差和均值？这就要先学习一些人体测量中的主要概念和统计参数的意义。
2．2．2人体测量中的主要概念和统计参数
人体尺寸是千变万化的，因而一件用品的某一项设计，可能有的人使用起来很方便，而有的人则感到难以使用，为了使产品适合于一个群体的使用，设计中需要的是一个群体的测量尺寸。然而，全面测量群体中每个个体的尺寸又是不现实的。通常人体测量学工作者都是在测量群体中以一定的抽样方法测量较少量个体的尺寸，经过数据处理后而获得较为精确的所需群体尺寸。
在人体测量中所得到的测量值都是离散的随机变量，因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数。
2．2．2．1 基本概念和统计参数
1．总体：统计学中，把所要研究的全体对象的集合称为“总体”。人体尺寸测量中，总体是按一定特征被划分的人群。因此，设计产品时必须了解总体的特性，并且对该总体命名，例如，中国成年人、中国飞行员等。
2．样本：统计学中，把从总体取出的许多个体的全部称为“样本”。各种人体尺寸手册中的数据就是来自这些样本，因此，设计人员必须了解样本的特点及其表达的总体。
描述一个分布，必须用两个重要的统计量：均值和标准差。前者表示分布的集中趋势；后者表示分布的离中趋势。
3．均值表示全部被测数值的算术平均值，用“平均值”来决定基本尺寸。
它是测量值分布最集中区，也是代表一个被测群体区别于其它群体的独有特征。按平均值设计的产品尺寸只能适合于50％的人使用，另有50％的人不适合。
4．标准差表明一系列变化数距平均值的分布状况或离散程度。用“标准差”作为尺寸的调整量。
标准差大，表示各变数分布广，远离平均值；标准差小，表示变数接近平均值。一般只能根据需要按-部分人体尺寸进行设计，这部分尺寸占整个分布的一部分，这部分被称为适应度又叫满足度。例如，适应度90％是指设计适应90％的人群范围，而对5％身材矮小和5％身材高大的人则不能适应
百分位表示在某一人体尺寸范围内，使用者中有百分之几等于或小于该给定值。
例如，中国成人男子身高95百分位为1775mm，它表示这一年龄组男性成人中身高等于或小于1775mm者占95％，大于此值的人只占5％。通常情况下，紧急出口的尺寸应取95
百分位或99百分位，以便个子大的人能出得去，而公共汽车上拉手的高度尺寸则应取5百分位或2.5百分位，以便个子小的人能够得着。
6．百分位数表示人体尺寸的等级，一个百分位数将群体或样本的全部测量值分成两部分，K%的测量值等于和小于它,，而其余的百分之几(100-K%)的测量值大于它。。最常用
的有P5、P50、P95三个百分位数。其中P5被称为小百分为数，P95被称为大百分位数，P50 其实就是均值，代表中百分位数。以身高为例：
例如，中国成人男子身高第5百分位为1583 mm它表示这一年龄组男性成人中身高等于或小于1583 mm者占5％，大于此值的人只占95％。第95百分位为1775mm，它表示这一年龄组男性成人中身高等于或小于1775mm者占95％，大于此值的人只占5％。第50百分位为1678mm，它表示这一年龄组男性成人中身高的均值为1678mm。
思考：通常情况下，紧急出口的尺寸应取95百分位或99百分位，以便个子大的人能出得去，而公共汽车上拉手的高度尺寸则应取5百分位或2.5百分位，以便个子小的人能够得着。
弄清这些概念后我们在来看一下这些人体尺寸表，（看书P23）请2-3位学生举例说明百分位数的含义
2．2．2．2 求某百分位数人体尺寸
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
百分位数来表示，人机工程学中可以根据均值和标准差来计算某个百分位数人体尺寸PK
求1%~50%之间的数据时：Pk= X－(SD×K)（Pk-百分位数 X-均值 SD-标准差 K-变换系数）
求50%~99%之间的数据时：Pk= X+ (SD×K)
百分比对应的变换系数K
5%———1.645 10%———1.282 20%———0.842 25%———0.674 50%———0 .000
75%———0.674 80%———0.842 90%———1.282 95%———1.645
例1：求华南区男性身高的30百分位数：由表中查到 X=1650，SD=57.1，K=0.524
P30= X－(SD×K)=1650-57.1X0.524= 1620
课堂练习：求华南区男性身高的70百分位数 P70= X－(SD×K)=1650+57.1X0.524= 1679.9
即有70%的人身高小于等于1679.9cm。
例2：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
X=1693mm，标准差SD =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）=1786mm
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。
2．2．3 用经验公式计算人体参数
根据统计资料表明，人体的数据和身高、体重存在一定关系。下面根据工业产品造型设计和建筑设计的需要，介绍一些常用的具有实际参考价值的计算公式。
由身高计算各部分尺寸：见表2-7
(1)中国人体尺寸比例计算法设中国成人站立时(立姿)身高为Hmm，则中国成人人体各部分尺寸如下(图6．6)
(2)日本人体尺寸比例计算法设站立时身高为Hmm，则人体各部分尺寸与身高的比例关系为：眼高=11H/12 肩高=4H/5；肩宽=H/4 手指高=3H/8；人体重心高=5H/9；举手
指尖高=4H/3；
2．由体重计算体积：V=1.015W-4.937 大家可用这个公式来推算一下你的体积
2．2．4人体身高在设计中的应用方法
见P37 以身高为基准的设备和用具尺寸推算图
3人体测量数据的应用
只有在熟悉人体测量基本知识之后，才能选择和应用各种人体数据，否则有的数据可能被误解，如果使用不当，还可能导致严重的设计错误。另外，各种统计数据不能作为设计的一般常识，也不能代替严谨的设计分析。因此，当设计中涉及人体尺度时，设计者必须熟悉数据测量定义、适用条件、百分位的选择等方面的知识，才能正确地应用有关的数据。
2．3．1 应用人体尺寸数据时百分位数据的通常原则：
通常的原则是：在不涉及使用者健康和安全时，选用适当偏离极端百分位的第5百分位和第95百分位做界限值，以便简化加工制造过程，降低生产成本。另外要知道很多时候，并非50百分位最合适，比如：设计舱口直径和肩宽的尺寸
由人体身高决定的产品（门、船舱口、床，通道，担架等）尺寸应以第99百分位即按大尺寸设计
由人体某些部分尺寸决定的物体如取决于腿长的坐平面高度，其尺寸应以第五百分位，即小尺寸设计
可调尺寸，应可调节到使第5到第95百份位之间所有人使用方便。
以第5百份位和95百份位为界限设计的产品，当身体尺寸在界限以外的人使用会危害健康时，其尺寸界限应扩大到第1百分位和第99百分位。如紧急出口（99%）使用者与紧急制动杆距离应1%。
门铃、插座、电灯开关的安装高度以及营业柜台高度等这类具有普遍性的场合应以第50百分位数值为依据。
2．3．2．主要人体尺寸的应用原则
大家动脑筋想一想，以下的人体尺寸可用在什么场合，怎么用？（提问并引导学生回答）
2．3．3．人体尺寸的应用方法
1 一些基本概念
1）确定所设计产品的类型
在涉及人体尺寸的产品设计中，设定产品功能尺寸的主要依据是人体尺寸百分位数，而人体尺寸百分位数的选用由与所设计产品的类型密切相关。在GB/T12985-91标准中，依据产品使用者人体尺寸的设计上限值（最大值）和下限值（最小值）对产品尺寸设计进行了分类，产品类型名称与定义参阅P35表2-10。凡涉及人体尺寸的产品设计，首先应按该分类方法确认所设计的对象是属于其中的那一类型。
I型产品尺寸设计－双限值设计（行李箱可调节把手高度、可调高度的电脑椅）
II型产品尺寸设计－单限值设计
IIA型－－大尺寸设计（担架的长度） IIB型－－小尺寸设计（固定尺寸的座椅高度）
III型产品尺寸设计－P50平均尺寸设计（柜台高度，电灯开关高度）
2）选择人体尺寸的百分位数
表2-10中的产品尺寸设计类型，按产品的重要程度又分为涉及人的健康、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其等级之后，选择人体尺寸百分位数的依据就是满足度。
满足度：所设计的产品在尺寸上能满足多少人使用，通常以百分率表示，即合适地使用它的用户于目标用户总体的比。参阅表2-11
表中给出的满足度指标是通常选用的指标，特殊要求的设计，其满足度指标可另行确定。
设计者当然希望所设计的产品能满足特定使用者总体中所有的人的使用，尽管这在技术上是可行的，但在经济上往往是不合理的。因此满足度的确定应根据所设计产品使用者总体的人体尺寸差异性、制造该类产品技术上的可行性和经济上的合理性等因素进行综合优选。
还需要说明的是，在设计时虽然满足某一满足度指标，但用一种尺寸规格的产品却无法达到着一要求，在着这种情况下，可考虑采用产品尺寸系列化和产品尺寸可调节性设计解决。
表2-11 人体尺寸百分位数的选择
3）功能修正量，参阅表2-12．
着装修正量：
有关人体尺寸标准中所列的数据是在裸体或穿单薄内衣的条件下测得的，测量时不穿鞋或着穿着纸拖鞋，而设计中所涉及的人体尺度应该是在穿衣服、穿鞋甚至戴帽条件下的人体尺寸。应用时，必须给衣服、鞋、帽留下适当余地，即增加适当的着装修正量。其他用具的调整如按99百分位设计的紧急出口，可能带头盔穿放火衣后就不易进出
功能修正量：
其次，在人体测量时要求躯干为挺直姿势，而正常情况下，躯干为自然放松姿势，为此要考虑由于姿势不同而引起的变化量。此外，还需考虑实现产品不同操作功能所需休整量。静态数据需要动态尺寸的调整如人行走，头顶上下的运动幅度可达50mm.
静态：正常人着装身材尺寸修正值；动态：动作补偿量（楼梯，按钮，推钮，搬动开关）
通常用实验方法去求得功能修正量，但也可以从统计数据中获得。对于着装和穿鞋修正量可参照表2-12数据确定
对姿势修正数据是：立姿时身高眼高减10mm;坐姿时的坐高、眼高减44mm.
考虑操作功能修正：以上肢前展长为依据，上肢前展长是后背只中指尖距离，应对不同功能作修正：按钮开关减12mm, 推滑开关，扳动开关减25mm.
4）心理修正量（教堂教室卧室）
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。心理修正量也是用实验方法求得，一般是通过被试者主观评价表的评分结果进行统计分析，求得心理修正量。
5）要弄清你的产品设计的目标消费群体（给大学生设计的桌椅和给小学生设计的不同）
案例分析：大学教室用课桌座与人体尺寸相关的关键尺寸设计分析
人体测量数据在产品设计中应用的步骤
1）识别所有与产品设计相关的人体尺寸
如果设计师明确产品的使用方式，要识别与产品设计相关的人体尺寸并不困难，比如你们的课桌椅：桌面的高度----坐姿肘高桌面的宽度抽屉的尺寸----
抽屉底面与椅子面之间的距离---- 大腿厚度
桌子的容膝空间----坐姿腿高加一个大腿厚度
椅面的高度----
椅面的宽度----臀部至腿弯长度
椅面高度与桌面高度有关联
2）分析关键尺寸并将尺寸按重要程度排序，对一些干涉尺寸进行平衡取舍（桌椅）
从实现功能入手分析关键尺寸课桌椅最重要的功能是：坐、写、抽屉放物
a 首先保证坐的功能即椅面高度----与腿弯高度相关应取小百分位尺寸
椅面宽度----与臀部至腿弯长度取小百分位尺寸
b 保证写的功能即桌面的高度----与坐姿肘高相关---与椅面高度是关联尺寸
c 抽屉的功能由桌面高度和抽屉底面与椅子面之间的距离决定
3）确定预期的用户人群成年男女有时是为小孩设计选用的数据区别是很大的，
4）选择一个合适的预期目标用户的满足度出于经济的考虑常常确保其90％的满足度，可能的话应该尽量满足95%~98%
5）根据满足度选取需要依据的百分位数选择人体尺寸的分位数，参阅表2-11
6）获取正确的人体测量数据表并找出需要的基本数据
7）确定各种影响因素，并从表中得到的基本数据予以修正
最小功能尺寸＝人体尺寸的分位数＋功能修正量
最佳功能尺寸＝人体尺寸的分位数＋功能修正量＋心理修正量
2．4 人体动态测量参数
静态测量参数虽然可以解决不少工业产品造型设计中的有关人体尺度的问题，但是人在操纵设备或从事某种作业时并不是静止不动的，而大部分时间是处于活动状态的。人体的动作形态是相当复杂而又变化万千，从坐、卧、立、蹲、跳、旋转、行走等等都会显示出不同形态所具有的不同尺度和不同的空间需求。从产品设计的角度来看，合理地依据人体一定姿态下的肌肉、骨骼的结构来设计，能调整人的体力损耗、减少肌肉的疲劳，从而极大地提高工作效率。
因此，人们关心的是以不同姿势工作时手、脚能活动的范围。动态测量参数的主要内容包括：肢体的活动范围；肢体的出力范围；人体动作的灵活性和准确性三个方面的内容。
要研究这些首先要了解人体的运动系统技能及其特征。见教材P59
2.4.1．运动系统的机能及其特征
运动系统是人体完成各种动作和从事生产劳动的器官系统。由骨、关节和肌肉三部分组成。全身的骨借关节连接构成骨骼。肌肉附着于骨，且跨过关节。由于肌肉的收缩与舒张牵动骨，通过关节的活动而能产生各种运动。所以，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；三者在神经系统的支配与调节下协调一致，随着人的意志，共同准确地完成各种动作。
1．骨的功能
骨是人体内坚硬而有生命的器官，主要有骨组织构成。每块骨都有一定的形态、结构、功能、位置及其本身的神经和血管。全身骨的总数约有206块，可分为躯干骨、上肢骨、下肢骨和颅骨四部分。
骨的复杂形态是由骨所担负功能的适应能力决定的，骨所承担的主要功能有如下几方面：
骨与骨通过关节连接成骨骼，构成人体支架，支持人体的软组织和支撑全身的重量，它与肌肉共同维持人体的外形。
骨构成体腔的壁，如颅腔、胸腔、腹腔与盆腔等，以保护脑、心、肺、肠等人体重要内脏器官，并协助内脏器官进行活动，如呼吸、排泄等。
在骨的髓腔和松质的腔隙中充填着骨髓，这是一种柔软而富有血液的组织，其中的红骨髓具有造血功能；黄骨髓有储藏脂肪的作用。骨盐中的钙和磷，参与体内钙、磷代谢而处于不断变化状态。所以，骨还是体内钙和磷的储备仓库。
附着于骨的肌肉收缩时，牵动着骨绕关节运动，使人体形成各种活动姿势和操作动作。因此，骨是人体运动的杠杆。人机工学的动作分析都与这一功能密切相关。
2．骨杠杆
肌肉的收缩是运动的基础，但是，单有肌肉的收缩并不能产生运动，必须借助于骨杠杆的作用，方能产生运动。人体骨杠杆的原理和参数与机械杠杆完全一样。在骨杠杆中，关节是支点，肌肉是动力源，肌肉与骨的附着点称为力点，而作用于骨上的阻力自重、操纵力等）的作用点称为重点（阻力点）。人体的活动，主要有下述三种骨杠杆的形式：
平衡杠杆支点位于重点与力点之间，类似天平秤的原理，例如通过寰镇枕关节调节头的姿势的运动。见图3-20
省力杠杆重点位于力点与支点之间，类似撬棒撬重物的原理，例如支撑腿起步抬足跟时踝关节的运动。见图3-20
速度杠杆力点在重点和支点之间，阻力臂大于力臂，例如手执重物时肘部的运动，见图3-20
由机械学等功原理可知，利用杠杆省力不省功,得之于力则失之于速度(幅度)，即产生的运动力量大则范围就小，反之亦然。因此，最大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的。在设计操作动作时,必须考虑这一原理.
肢体活动的范围可分为两类：一是肢体活动的角度大小；另一类是肢体活动所能及的距离范围。
2．4．2肢体的活动范围
2．4．2．1 肢体活动的距离范围
1．我国成年人在工作位置上的活动空间尺度
1．人在各种工作时都需要有足够的活动空间。工作位置上的活动空间设计与人体的功能尺寸密切相关。由于活动空间应尽可能适应绝大多数人的使用，设计时应以高百分位人体尺寸为依据。所以，以下的分析中均以我国成年男子第95百分位身高（1775mm）为基准。
现从各个角度对其活动空间进行分析说明，并给出人体尺度图。
立姿的活动空间立姿时人的活动空间不仅取决于身体的尺寸，而且也取决于保持身体平衡的微小平衡动作和肌肉松弛脚的站立平面不变时，为保持平衡必须限制上身和手臂能达到的活动空间。见P28页图2-11（对照图说明）
坐姿的活动空间见图2-12
单腿跪姿的活动空间见图2-13 取跪姿时，承重膝常更换。由一膝换到另一膝，为确保上身平衡，要求活动空间比基本位置大。
仰卧的活动空间见图2-14
为了避免疲劳和保证较好的工作效率，一般应当要求各种操纵装置位于人躯干不活动时手所能及的范围之内。
常用的功能尺寸
前述常用的立、坐、跪、卧等作业姿势活动空间的人体尺度图，可满足一般作业空间的概略设计的需要。但对于受限作业空间的设计，则需要应用各种作业姿势下人体功能尺寸测量数据。GB/T 13547-92 标准提供了我国成年人立、坐、跪、卧、爬等常取姿势功能尺寸数据。见P29页表2-8 我国成人男女上肢功能尺寸。
2．4．2．2 肢体活动的角度范围
全身的骨与骨之间借一定的结构相联结，称为骨连接。分为直接连接和间接连接。
直接连接为骨与骨之间借结缔组织、软骨或骨互相连接，其间不具腔隙，活动范围很小或完全不能活动，成为不动关节。
间接连接的特点是两骨之间借膜性囊互相连接，其间具有腔隙，有较大的活动性。称为关节。
骨与骨之间除了由关节相连外，还由肌肉和韧带联结在一起。因韧带除了有连接两骨、增加关节的稳固性的作用以外，它还有限制关节运动的作用。因此，人体各关节的活动有一定的限度，超过限度，将会造成损伤。
另外，人体处于各种舒适姿势时，关节必然处在一定的舒适调节范围内。表3-5为人体重要活动范围和身体各部舒适姿势调节范围。P141 P61表3-5 重要活动范围和身体各部舒适姿势的调节范围。
2．4．3肢体的出力范围 P62
肢体的力量来自肌肉的收缩。肌肉收缩时所产生的力称为肌力。肌力的大小取决于生理因素，即单个肌纤维的收缩力、肌肉中肌纤维的数量与体积、肌肉收缩前的初长度、中枢神经系统的机能状态、肌肉对骨骼发生作用的机械条件。
一条肌纤维能产生10-3~2X10-3N的力量，因而有些肌肉群产生的肌力可达上千牛顿。表3-6是中等体力青年男女工作时身体主要部位肌肉所产生的力。
在操作活动中，肢体所能发挥的力量大小除了取决于上述人体肌肉的生理特征外，还与施力姿势、施力部位、施力方向有密切关系。只有在这些综合条件下的肌肉出力的能力和限度才是操纵力设计的依据。
1．在直立姿势下弯臂时不同角度时的力量分布如图3-21所示。可知大约在70度处可达最大值，即产生相当于体重的力量。这正是许多操纵机构（方向盘）置于人体正前上方的原因所在。
2．在直立姿势下臂伸直时不同角度位置上拉力和推力的分布如图3-22所示。可见最大拉力产生在180度位置上，而最大推力产生在0度位置上。
3．在坐姿下手臂在不同角度和方向上的推力和拉力如表3-7。该表中的数据表明，左手弱于右手；向上用力大于向下用力；向内用力大于向外用力。
4.双臂扭力
5.坐姿时足蹬力
坐姿下肢不同位置上的蹬力大小见图3-23（a），图中的外围曲线就是足蹬力的界限，箭头表示用力方向。可知最大蹬力一般在膝部屈曲160度时产生。最适宜的操纵方向在160度,有靠背支撑时可产生最大的蹬力,右足蹬力大于左足蹬力.脚产生的蹬力也与体位有关，蹬力的大小与下肢离开人体中心对称线向外偏转的角度大小有关，下肢向外偏转约10度时蹬力最大，一般坐姿时，右足最大瞬间时用力可
达2570N,左足可达2364N.如图3-23（b）所示
人机工程学课程设计
人机工程学课程设计 现在是人工智能的时代，下面是人机工程学课程设计，欢迎参考！ 人机工程学课程设计安全人机工程学是从安全角度出发，讨论人、机和人机相互关系的规律，运用系统工程的方法研究各要素之间的相互作用、相互影响以及它们之间的协调方式，通过设计使人一机系统的总体性能达到安全、准确、高效、舒适的目的。 机械系统过程的任何阶段都必须有人参与，人始终起着主导作用，是最活跃、最难把握，同时也最容易受到伤害的。由于机械设计违反安全人机学原则导致的事故时有发生，据国外资料统计，生产中有58％一70％的事故是与忽视人的因素有关。因此，机械设计应考虑与人体有关的人体测量参数、人的感知特性、反应特性及人在劳动中的心理特征，以减少人为差错，最大限度地减轻体力、脑力消耗及精神紧张感。 由于生理影响产生的危险。不利于健康的操作姿势、用力过度或重复用力等体力消耗产生的疲劳所导致的危险。 由于心理-生理影响产生的危险。在对机器进行操作、监视或维护时，由于精神负担过重、缺乏思想准备以及过度紧张等原因，造成心理负担过重而导致的危险。 由于人的各种差错产生的危险。受到环境不利因素的干
扰或由于人-机配合、协调不当，使人产生各种错觉而引起误操作所造成的危险。 在机械设计中，根据安全人机学原则，通过减小操作者心理和生理的不利影响，协调好人、机的功能分配和相互作用来改善机器的操作性能和可靠性，从而减少机器使用各阶段的差错概率，以保障安全。机械设计时应考虑以下几个方面： 合理分配人机功能。在机械的整体设计阶段，要分析、比较人和机的各自特性，合理分配人机功能。在可能的条件下，尽量通过实现机械化、自动化，减少操作者干预或介入危险的机会。随着微电子技术的发展，人机功能分配出现向机器转移，人从直接劳动者向监控或监视转变的趋势，向安全化生产迈进。 适应人体特性。在确定机器的有关尺寸和运动时，应考虑人体测量参数、人的感知反应特性以及人在工作中的心理特征，避免干扰、紧张、生理或心理上的危险。 友好的人机界面设计。人机界面，即在机器上人、机进行信息交流和相互作用的界面。人、机相互作用的所有要素，如操纵器、信号装置和显示装置，都应使操作者和机器之间的相互作用尽可能清楚、明确，信息沟通快捷、顺畅。 作业空间的布置。这是指显示装置和操纵装置的位置，以及确定合适的作业面。它对操作者的心理和行为可产生直
安全人机工程学课程设计1
吉林建筑大学 安全人机工程学课程设计 设计题目人机工程学在轿车安全性设计中的应用 与分析 名姓 号学 级班安全121班 业专安全工程 学院市政与环境工程学院 指导教师马池香
2015年6月19日 摘要 随着社会的飞速发展，以及经济增长速度的大幅度提高，随着物质条件的优越，人们对现代化交通工具的需求量也在不断地加大，比如说轿车，以往，轿车只不过是少数人的特权产物，但是如今，他早就已经走进了寻常百姓家，成为了大家外出必不可少的交通工具，而且，所扮演的戏份也是越来越大。而轿车的设计，也要充分的的人机工程尤其是安全人机工程的角度来考虑轿车的安全性与舒适性。而消费者在购买的过程中也越来越看重这些，所以轿车内的设施与配置的设计与安全人机工程的联系也显得越来越举足轻重。 本设计主要针对于轿车，分析人机工程学在轿车安全性设计中的应用，通过主动与被动两个方面来进行阐述。在主动安全系统中，驾驶员与轿车构成了典型的人机系统，其中驾驶员是系统的核心，通过对人机工程学原理的应用对轿车进行转向系统和制动系统操纵装置、仪表显示装置和驾驶视野的设计，从而提高了车辆的主动安全性。
目录 第一章人机学的基本理 论 (1) 第二章轿车的显示装置设 计 (2) 2.1显示装置的概 念 (2) 2.2显示器的分类与选 择 (2) 2.3仪表显示器的设 计 (2) 2.3.1仪表显示装 置 (2) 2.3.2表盘的设 计 (3) 2.3.3 字符 ........................................................... 4 2.3.4 指针 ........................................................... 4 2.4信号灯显示装 置 (5) 2.5显示装置的布 置 (6) 第三章控制装置设计的人机分析及改 进 (8) 3.1方向盘的设计分 析 (8) 3.1.1 方向盘的角度设计 ............................................... 8 3.1.2方向盘的位置设 计 (9) 3.1.3方向盘大小的设计 ............................................... 10 3.2变速杆设计分 析 (10) 3.2.1变速杆的形状 ................................................... 10 3.2.2变速杆的高度及位置 ............................................. 11 3.2.3变速杆的操纵角度及位移 .........................................
图象视觉特征的提取与表示
第1章图像视觉特征的提取和表示 1.1引言 图像视觉特征的提取和表示是将图像的视觉信息转化成计算机能够识别和处理的定量形式的过程，是基于视觉内容的图像分类与检索的关键技术，因此，图像视觉特征的提取和表示一直是图像内容分析领域中一个非常活跃的课题。 图像底层视觉特征一定程度上能够反映图像的内容，可以描述图像所表达的意义，因此，研究图像底层视觉特征是实现图像分类与检索的第一步。一般来说，随着具体应用的不同，选用的底层特征也应有所不同，在特定的具体应用中，不同底层视觉特征的选取及不同的描述方式，对图像分类与检索的性能有很大的影响。通常认为，一种良好的图像视觉特征的提取和表示应满足以下几个要求： (1)提取简单，时间和空间复杂度低。 (2)区分能力强，对图像视觉内容相似的图像其特征描述之间也应相近，反之，对于视觉内容不相似的图像其特征描述之间应有一定的差别。 (3)与人的视觉感知相近，对人的视觉感觉相近的图像其特征描述之间也相近，对人的视觉感知有差别的图像其特征描述之间也有一定的差别。 (4)抗干扰能力强，鲁棒性好，对图像大小，方向不敏感，具有几何平移，旋转不变性。 本章重点讨论当前比较成熟的特征提取方法，在此基础上选取合适的特征提取方法，用于图像分类与检索系统的特征提取模块。接下来，将依次介绍颜色，纹理，形状等特征的提取和表示方法，最后对各种特征的特点加以比较。 1.2颜色特征的提取和表示 颜色是图像视觉信息的一个重要特征，是图像分类与检索中最为广泛应用的特征之一。一般来说同一类别的图像之间颜色信息具有一定的相似性，不同类别的图像，其颜色信息具有一定的差异。相对几何特征而言，颜色特征稳定性好，有对大小、方向不敏感等特点。因此，颜色特征的提取受到极大重视并得到深入研究。本章首先介绍几种常用的颜色空间模型，然后介绍各种颜色特征提取和表示方法。
人机工程学课程总结.
人机工程学学习心得 人机工程学是我们专业限选课,从第一周开课,每周两节课,到第九周结课。从这门课程的学习中,我深切的感悟到,人体工程学与我们车辆专业或者说是机械专业以及设计的相关性。通过这门课的学习,我更加了解到作为一个设计者,再设计产品时不仅要注意产品的性能,还要考虑在产品设计过程中人和所设计的产品及他们所处的环境的协调及统一,提高产品与人之间的和谐关系,尽量满足舒适和安全的使用要求,以实现“ 以人为本” 的人性化设计思想,使我们在设计方面得到了启迪和发展,使我们对车辆外形设计、车辆内部座椅等的设计也有了更加深入的了解。 一、人机工程学的定义 我们看到有越来越多的厂商将“以人为本”、“人体工学的设计”作为产品的特点来进行广告宣传,特别是计算机和家具等与人体直接接触的产品更为突出。实际上,让机器及工作和生活环境的设计适合人的生理心理特点,使得人能够在舒适和便捷的条件下工作和生活,人机工程学就是为了解决这样的问题而产生的一门工程化的科学。 所谓人机工程学,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和可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、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化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。 人机工程学的范围是很广泛的,其基础学科是研究人的生理、心理。就是实用科学,把技术科学直接应用的实际的操作之中,也是人体工程的本源之处。人机工程学以人为最根本、最直接的研究、服务的对象,所以一切信息必须从人的自身中去获得,综合了这些信息才能做出判断。人类工程学是与人相关的科学信
人机工程学实践报告
辽宁工程技术大学 实践报告 课程名称：工业设计应用人机工程学实践项目：人机工程学社会实践报告专业班级：工业设计12-2班 姓名： 学号：
中国的制造业无不是严阵以待，企图在竞争中保持优势。管理大师麦克·波特(MICHAEL PORTER)曾说过，企业具备竞争优势的两个方式，一是扩大生产规模，走向规模经济，才能占有成本上的优势；另一个便是创造企业或产品的附加值，制造消费者趋之若鹜的心理。在现今产品和质量逐步提高，且消费者对商品品质要求越来越高的情况下，各产品制造商们无不力求突破，希望能出奇制胜，打动消费者的心。拿当今世界上提出的“健康”人机工程学的新要求为例，即是用某些考虑人机因素的辅助性产品，如：电动腰靠、紫外线阻隔(UV、CUT)等来提高产品人性化的层次，籍此创造其他品牌无法模仿的优势，而赢得消费者青睐的。 究竟什么样的产品需要人机工程呢？在设计上又如何表现，才能成为符合人机工程学的产品呢? 工业设计师指出，就电脑的相关部件和设备而言，如键盘、鼠标等输入装置，因使用者可能长时间利用其从事工作或娱乐，接触的时间较长，在使用时也可能十分投入。因此，人机工程学就成了设计上最主要的条件之一。 二、实践目的 通过本次课外实践，了解市场上现有产品的人机工程学的应用情况，并了解到人机工程学的应用目的，即根据人的生理，行为，认知，心理以及等情感各方面的特性，运用系统工程的观点和方法分析研究人与产品，人与环境之间的相互作用，合理的设计和安排人们生产与生活中的信息显示，操作控制，作业器具，作业空间，作业方式，作业环境，以保障人的安全与健康，提高人的工作效率与质量，实现人的舒适与愉悦，使人，机环境的配合达到最佳状态。
人机工程学课程设计说明书范本
人机工程学课程设计 题目键盘的人机工程学分析与设计 学生姓名郑平平学号1115074008所在学院机械工程学院 专业班级工业设计2011级1101班 指导教师王小军 完成地点陕西理工学院北区 2013年 12 月 28 日
课程设计任务书 院(系) 机械工程学院专业班级工业设计11 学生姓名李洋 一、课程设计题目键盘的人机工程学分析与改进设计 二、课程设计工作自__ 2013 _年_ 12 月_ 16 日起至 2014_年 1 月 08 日止。 三、课程设计进行地点: 校内 四、课程设计的内容要求： 设计内容 1、对所研究的产品进行人机工程学分析，包括该产品与人体尺寸的匹配，操纵或显示装置的感知、认知分析，操纵机构的宜人性分析，用户视觉感受与使用心理的分析； 2、在分析的基础上，总结现有该产品存在的问题或不足； 3、针对所存在的问题，提出解决方案；（或进行创新设计） 4、经过分析论证，进行方案的比较、筛选，优化设计方案，并最终确定设计方案； 5、建立三维模型，制作效果图六视图； 6、绘制标准CAD六视图工程图； 7、制作展板，进行效果展示。 设计要求： 1、设计说明书A4幅面，统一采用计算机打印； 2、设计说明书撰写规范参考《陕西理工学院毕业设计（论文）》格式及计要求； 3、所有图纸打印幅面A4（工程图、设计草图、效果图6视图、展板），单独装订成册； 4、设计说明书、图册、所有源文件的刻录光盘一并装入资料带，并填写清单； 5、课程设计题目参见选题表及题目清单，每位同学可从中自行选择其中之一，或自拟题目，但必须经过指导教师同意，方可进行； 6、每位同学独立设计，完成所有设计任务。 指导教师王小军系(教研室)工业设计教研室系(教研室)主任签名批准日期
人机工程学课程设计报告
人机工程学课程设计 设计课题多媒体教室人机学评析与改进 学校院系云南农业大学工程技术学院 所属专业 组员及学号 指导教师 设计时间 摘要
人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；人和机器及环境的相互作用；工作中、家庭生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的。它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究手段和方法，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。本次课程设计针对我校多媒体教室的一些不足提出了一些修改意见，先通过对教室及其中摆设的尺寸的整体测量，考虑到人体尺寸百分位数，我国成年人人体主要尺寸，作业面设计时的尺寸和人与光环境等，找到存在的人机学问题。把学生、教室、教室环境看做一个系统的三大要素，对照相关标准设计数据使系统三要素形成最佳组合的优化系统，让学生在教室上课时感到更加的舒适和人性化，提高听课率。 【关键词】：人机工程；多媒体教室；人体尺寸；照明度；教学设备
目录 一．引言 (3) 1.1背景 (3) 1.2意义 (5) 1.3研究内容 (6) 1.4方法 (6) 二．多媒体教室的现状 (7) 三．评析 (8) 3.1采光的评析与改进 (8) 3.2多媒体的评析与改进 (9) 3.3教室整体布局的评析与改进 (13) 四. 总结 (16) 五. 心得 (16) 六. 参考文献 (18)
一、引言 1.背景 了解和把握教学的物理环境，可以使人与客观环境获得最佳的匹配，使教学媒体更充分地发挥其功能，从而取得预期的、良好的教学效果。 （1）多媒体教室 教室是开展多媒体教学活动的主要场所。多媒体教室的建设、应根据师生开展多媒体教学活动的需要。从多媒体教室所处的位置、形状、大小、教室内座位的编排、各种教学媒体的安置等方面进行综合考虑： 1)多媒体教室一般应选择在噪声较小的地方，尽可能离普通教室较远的位置，如选择教学大楼的顶层或同层中靠近楼体边缘的位置，以减少与外界的相互干扰、影响。当然，若对多媒体教室的隔音效果要求不高的话，在选择位置时就可灵活些。 2)多媒体教室形状以矩形为佳，长宽比采用为4：3或5：3较好。室内要有足够的空间高度(3米以上)，室内各角落尽可能采用圆弧形，墙壁采用吸音材料以提高音质。 3)教室大小要从多媒体教学的规模大小、使用功能、教学效果等多角度进行综合考虑。 4)多媒体教室地面宜采用阶梯状，地面倾角在10℃～15℃之间。 5)座位编排要科学，否则会影响学生的观看效果。前排座位离屏幕不能太近，一般应在3米以上，以减少屏幕雪花干扰，后排座位离屏幕不能太远，一般应控制在屏幕对角线长的6倍距离范围内，以提高屏幕画面的清晰度。 （2）照明 教学活动要具备必要的照明，通常情况下。教室需有300～500勒克司的照度。多媒体教学中，由于考虑到投影屏幕中画面的亮度、清晰度，教室门窗都要求遮光处理，降低室内光强以提高屏幕画面的对比度。这显然与正常教学要求必要的光照相矛盾，这也是导致目前多媒体教学中学生注意力不集中、教学效果不佳的重要因素。多媒体教室宜采用人工光源分别对教师讲台区域、学生区域布光，教师控制台上应安装灯光控制器，以便根据多媒体教学的要求对光照作相应的控制。需要指出的是，学生长期处于光线较暗的环境中，会带来视觉系统的疲劳，
人眼的视觉特性
人眼的视觉特性 1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统，但它远远不是完美的。人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的，并不是对图像中的任何变化都能感知。例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定围是不能为人眼所觉察的。因此，如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点，是可以得到高压缩比的。对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型，一直是各种图像数字压缩算法的基础。 2、人眼的视觉特性 人眼对380～780纳米不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数 K(λ)=1/pr(λ) 。2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。 可见光波长 实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当
光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。 2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线 性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。也就是说，当光强I增大时，在一定幅度感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I一般也称为对比灵敏度。因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。此外，高频部分在相同的灵敏度阈值下，色差信号Y-R 空间频率只有亮度Y的一半，色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关，随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势，视觉上的这种动态对比灵敏度特性表现为图像序列之间相互掩盖效应。可见
人机工程学课程设计1
我校学生公寓洗漱室的改进设计 课程名称：人机工程学课程设计 姓名，学号： 所属院系：管理学院工业工程系 指导教师：邓华 1设计目的：让学生经历一次完成的人机工程学应用实践，引导学生发现问题、调查问题、探索可能的改进以及更求最佳的解决方案。激发学生的学习主动性，培养学生自我钻研，开拓进取的精神。扩大学生的学科眼界，延伸课堂教学的空间。 2设计题目：我校学生公寓洗漱室的改进设计
3说明：盥洗台是我们一天当中使用次数最多的地方之一，拥有一个舒适的洗漱环境和平台对提高我们的生活质量作用很大。通过对我校学生公寓盥洗台的人机学评析，发现其中的不足与不便之处，通过参考文献资料和网络对盥洗台的现状进行改进设计。学生公寓盥洗室的改进设计是整个学生公寓设计中最复杂但也是最重要的一部分,合理的学生公寓盥洗室设计能够减轻学生的疲劳与损伤,提高学习效率,为学生带来和谐,愉快的气氛以及更加美好的环境.本文运用人因工程的主要原则与理论,利用真实具体的数据,为学生公寓盥洗室进行了个性化设计,涉及布局,尺寸，环境,色彩与通风等各个主要方面,充分体现了人因工程的核心“以人为本,提高效率”。 4背景：我们小组所选择的研究对象是西苑3号楼3区二楼的盥洗室。它具有一定的代表性。西苑的8栋公寓均采用这样的洗漱室。而且也是我们小组日常生活的地方，每天可以接触到，具有一定的说服力。5调研： 1.水龙头数。现在的宿舍是12个水龙头，而通常洗漱室高峰期有14到16 个人同时洗漱。同学们要么与人共用，要么等待。一方面会侵犯别人的个人空间造成心理上不舒服，另外一方面浪费等待时间。90% 同学认为应该增加水龙头数目 2.水槽深度。85%同学觉得水槽深度应该为一个面盆的深度为最佳，15%同学觉得深度要达到半个桶的深度。 3.放刷牙杯子的位置。100%同学同意放水槽上方的凸台。并且要有边缘，以防牙刷、杯子等洗漱用具的掉落。
人机工程学实训课题报告
目录 1.课题研究的背景和意义 (1) 2.产品用途及其现有基本情况 (1) 3.现有座椅的人机问题 (2) 4.现有产品的部分人机问题 (4) 5.人椅的相关人机数据 (5) 6.该产品的优秀设计实例 (6) 7.寝室座椅的改良建议 (7) 8.座椅的手绘草图及效果图 (8) 9.课题调研心得 (13)
课题研究的背景及意义: 现今社会的竞争越来越激烈，我们可以看到学生的压力也越来越大，更甚至于小学生就开始住校上晚自习，十分辛苦，从学生的角度来考虑，在一天忙碌而劳累的学习以后，回到宿舍看到自己温暖的小家当然是一件无比温馨的事情，人一下子就可以放松下来，而现实却并非如此，我们可以看到，现在很多学生宿舍的生活用具存在很多问题，在设计方面不太合理，例如椅子和书桌的高度不协调，床与天花板的距离高度不协调，还有插孔，网线接口等。这些缺陷都严重影响着学生的寝室生活，进而影响学生的学习。因此一个好的舒适的生活环境对一个学生来说显得尤为重要了。这也是进行此次寝室座椅课题研究的初衷所在！ 通过这次的课题研究，可以更好地了解我们生活中存在的缺陷，进而根据这些缺陷来设计出符合人机工程学的完美的产品。力求减少学生宿室生活用具的不合理设计。为学生打造一个真正温馨的家！ 椅子用途及其现有基本情况 椅子是一种有靠背、有的还有扶手的坐具。古代席地而坐，原没有椅子，“椅”本是木名。《诗经》有“其桐其椅”，“椅”即“梓”，是一种树木的名称。 椅子发展至今，已经有1800多年的历史了。现在几乎家家户户都有椅子了。随着生活水平的提高，我们对椅子的需求不仅仅只是坐的功能了。而是舒适，美观，多功能的椅子了。不同的环境，不同的人，不同的用途对椅子的要求也就不同了。 目前椅子的大概分类 按材质分类：实木椅,钢木椅,板式椅,玻璃椅,铁艺椅,塑料椅,布艺椅,皮艺椅, 椅子皮革椅,发泡椅等 按使用分类：办公椅,餐椅,吧椅,休闲椅,躺椅,专用椅等 按行业分类:酒店椅子,酒吧椅子,西餐厅椅子,咖啡厅椅子,办公椅子，家用椅子等 按物理性能分类：绝缘椅、防静电椅、导电椅等 按结构分类：固定木脚椅、固定四脚钢管椅、带升降五星爪轮椅、带升降五星爪固定脚等 目前学生宿室椅子多为实木椅，钢木椅。
基于人眼视觉特性的图像质量评价方法研究
基于人眼视觉特性的图像质量评价方法研究 刘 江 苏未曰 摘要：本文是在传统图像质量评价模型的基础上,对人眼视觉理论和各种图像质量评价的主客观方法进行分析。利用小波变换与人眼视觉系统的多通道特性相匹配的特点，结合对比敏感度函数的带通特性和DCT域加权处理的方法,建立一个利用MATLAB语言实现的基于人眼视觉特性的图像质量模型评价。 关键词：数字图像；人类视觉系统；小波变换；多通道；对比敏感度 The Methods of Based on the HVS Image Quality Evaluation Liujiang Su Weiyue ABSTRACT: This paper analyzed the human visual theory and the various objective and subjective methods of image quality evaluation, and it is based on the traditional image quality evaluation model. Using the characteristic that wavelet transform match the features of human visual system multi-channel, and combining the characteristics that contrast sensitivity function with the band-pass，and the DCT territory weighting processing, it will use the MATLAB to establish an image quality evaluation model which based on HVS. Keywords: Digital Image; Human Visual System; Wavelet Transform; Multi-channel; Contrast Sensitivity Function 1前言 在遥感影像产品大量应用, 新的影像处理方法不断涌现的同时, 对如何评价遥感影像的质量问题却缺乏全面、客观和统一的方法, 影像质量的好坏常常是依靠观察者的主观感觉, 不但缺乏准确性, 而且也不适应海量数据处理的需要。同时评价方法的非客观与非准确性, 也使提高影像质量成为空谈。遥感影像作为一种产品, 对其质量的评价, 必将随着遥感影像应用的进一步深入而引起越来越多的关注。 2 传统图像质量评价方法 传统的图像质量评价方法可以分为主观和客观两类，主观评价方法主要是主观平均分（MOS），客观方法主要有均方误差（MSE）、峰值信噪比（PSNR）、信息熵。 1、主观评价方法 主观评价方法就是让观察者根据一些事先规定的评价尺度或自己的经验对测试影像按视觉效果提出质量判断，并给出质量分数。在具体作法上，可在一定的光照、视距、分辨率大小等条件下，由一组专家和非专家观察者分别对所评价的同一图像进行打分，然后按照一定的规则得出一个总的评价结果。主观评价主要有两种尺度，即绝对尺度和相对尺度[2]，所谓绝对尺度就是对给定影像给出绝对的质量评分结果，而相对尺度就是确定某影像在一批相比较的影像中的相对质量尺度。主观方法相对于客观方法更有说服力，因为图像最终的服务
宿舍安全人机工程学课程设计
课程设计 （安全人机工程课程设计——————说明书）题目：寝室桌椅的安全人机优化设计 班级：2012级安管1班 学号： 学生姓名： 指导老师：刘艳宾 重庆安全技术职业院学院
目录 人体参数———————————————————————3 4 5 电脑桌高度的确定——————————————————— 5 6 电脑桌材质和颜色选择——————————————————7 电脑桌标准尺寸—————————————————————8 宿舍电脑桌分析————————————————————9 10 电脑桌设计———————————————————————11 座椅设计理念——————————————————————12 座椅结构————————————————————————13 座椅建模————————————————————————14 座椅渲染效果——————————————————————15 结束语—————————————————————————16 参考文献—————————————————————16
学生公寓电脑桌的人机学分析与设计 摘要：通过对大学生寝室电脑桌的尺寸，外形进行分析，结合安全人机工程学中的有关知识，以及人的主要尺寸，对大学生电脑桌进行评估及改进。 关键词：安全人机工程学人体参数舒适安全 人体的主要参数： 表1 人体测量尺寸主要参数如下（CM）： 项目百分位 数 男（尺 寸） 女（尺 寸） 尺寸平 均值 坐高50 908 855 881.5 坐姿眼高50 798 739 768.5 坐姿肘高50 263 + 413 251 + 382 654.5 小腿加足高50 坐姿大腿厚 度 95 151 151 151 坐姿膝高95 532 493 512.5 电脑桌的整体要求： 桌面的高度、键盘的抽屉、走线等要符合自己实际情况和工作习惯。 电脑桌的高度应该适中，根据安全人机工程学的知识可知，电脑桌的高度应以第5百分位至第95百分位的人体尺
视觉感知异常特征及训练方法
视觉感知异常及训练方法 1.视觉感知异常特征： 视觉是个体获取信息、完成各种行为表达的重要感觉器官。若儿童视觉不稳定，不能再多向度平稳、流畅移动、将会导致阅读中遗漏/添加字词、跳行、前后信息不连贯导致理解错误、做功课费力等现象时常发生。 2.视觉感知运作和联系； 眼球的运动是在6条眼直肌的配合下进行，其准确性既受有关脑神经的直接控制，也会受到来自前庭觉、本体感觉等信息的影响。所以，视觉的感知活动是在多个系统的参与下进行的。 人的视觉感知发育是一个随年龄增长逐渐趋于稳定的过程，稳定的视觉感知是阅读、书写等学习活动以及各种手眼协调活动的基础。 结论：我们要训练儿童的视觉感知能力，需从参与其运作的几大系统着手，即：前庭觉、本体觉。 3.前庭觉训练方法： A，重要性
前庭系统不仅主导着个体的躯体平衡和空间方位感的调控，而且参与对个体各种感觉信息的统整、躯体感知、运动的协调、注意力的调节，对脑功能整体发展有重要的影响，是确保个体正常生活、学习、交往等方面的重要感觉系统。 B.训练的基本方法； ①旋转； 第一：绕身体垂直抽的旋转。（儿童取站立位的身体左/右扭转（脚原地不动），或移动脚达到全身原地旋转，或。。。。。。 第二：绕身体冠状轴的旋转。头部及躯干顺序进行的屈伸活动、身体不倒翁、游泳池中的躯体前后翻滚。 ②滚动； 卧立滚动侧滚。。。 ③起落与震动；跃起下落上下震动，奔奔床、大笼球、弹跳球。 ④骤起急停；起步立定、跑步中停止、折返跑、跳高跳远跳水。 ⑤反射性调正；儿童身体突然收到外力刺激失衡后，身体会对失衡对出调正。走独木桥大喊孩子的名字。 C.训练强度控制；2-3分钟让孩子静息。注意安全。 4.本体感觉功能训练； A.重要性；本体感觉训练对于发展儿童的运动企划、提高动作的精细
人机工程学 复习题
一、选择题（每题1分，共10分） 1、同样一个灰色的图形，在白色的背景上看起来显得颜色深一些，在黑色背景上则显得颜色浅一些，这是感觉的 A 特性。 A. 对比 B. 相互作用 C. 余觉 D. 适应 2、在下列仪表中， D 仪表的误读率最大。 A. 开窗形 B. 半圆形 C. 圆形 D. 垂直形 3、下列信号灯符号中， A 表示警告。 A. “！” B. “╳” C. “→” D. “〇” 4、按钮有三个主要参数： B 、直径及移动距离。 A. 体积 B. 作用力 C. 色彩 D. 形状 5、下列作业特征中， B 的作业不适合选择立姿作业姿势 A. 控制器分散 B. 精确度高 C. 起、坐频繁 D. 体力负荷大 6、通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为 C 。 A. 水平面 B. 矢状面 C. 冠状面 D. 正中矢状面 7、在作业场所布置的总体原则中，按照 D 原则布置元器件，执行时间最短。 A. 重要性 B. 使用频率 C. 功能 D. 使用顺序 8、脊柱有四个生理弯曲，包括颈曲、胸曲、腰曲及骶曲。其中与坐姿舒适性直接相关的是 B 。 A. 颈曲 B. 腰曲 C. 胸曲 D. 骶曲 9、下列选项中，只有 D 不是影响热环境的要素。 A. 空气温度 B. 空气湿度 C. 热辐射 D. 热度 10、下列各姿势中， A 的相对耗氧量最小。 A. 仰卧 B. 立姿 C. 跪姿 D. 弯腰 1、阳光下煤块的反射率要比黄昏时粉笔的反射率高，然而人们仍然把粉笔看成白的，把煤块看成黑的，不会依反光率的高低而颠倒黑白，这是知觉特性的 D 。 A. 选择性 B. 整体性 C. 理解性 D. 恒常性 2、 C 是人脑对直接作用于感觉器官的客观事务和主观状况整体的反映。 A. 感觉 B. 体验 C. 知觉 D. 注意 3、作为定量显示，在静态显示的条件下 A 误读率较低，而且认读需占用的时间也较短。 A. 数字显示 B. 模拟显示 C. 指针固定式模拟显示 D. 指针活动式模拟显示 7、在设计通道宽度、走廊宽度、门和出入口宽度时，应该选用第 B 百分位的数据。 A. 50 B. 95 C. 30 D. 5 8、由于各种颜色对人眼的刺激不同，人眼的色视野也就不同，其中人眼对 D 的色视野最大。 A. 蓝色 B. 红色 C. 绿色 D. 白色 9、下列对视觉特征的叙述中，错误的是 C 。 A. 人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更容易接受。 B. 当两种颜色相配在一起时，最易辨认的是黄底黑字。 C. 人眼对垂直方向尺寸和比例的估计比水平方向的准确。 D. 眼睛沿水平方向运动比沿铅垂方向运动快且不易疲劳。 1、全身进入的各种姿势所需的最小作业空间尺寸，应根据人体测量项目的第 C 百分位数进行设计。 A.5 B. 50 C. 95 D. 15 2、 B 是由瞳孔中心到被观察物体两端所张开的角度。
期末学习报告。安全人机工程学学习报告
安全人机工程学学习报告 摘要：本学期的安全人机工程学的学习，给了我极大的感触和冲击，在马老师的启发式的耐心教导下，我对安全人机工程方面的研究方向也有了一定认识，可以说，本课程的开展和学习具有重要意义。下面，我就安全人机工程学简介、安全人机工程研究内容、安全人机工程研究方法以及我比较感兴趣的几个安全人机工程学研究课题这几方面来介绍我在课程中的收获和感悟。 1 引言 人机工程学是以人的生理、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与产品、人与环境以及产品与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全、舒适，人-机-环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的学科。它研究的对象是产品设计中与人有关的问题，将人的需求和能力置于设计技术体系的核心位置。目的是为产品、系统和环境的设计提供与人相关的科学数据。追求实现人类和技术完美和谐融合的目标。 人机学的研究范围很广，涉及的学科领域很多，是一门多学科相互渗透的交叉性学科。从人机工程的研究对象来看，其可以分为宏观人机工程学（从系统科学和心理学发展而来，主要研究工作中，人和系统的集体表现与行为特征）和微观人机工程学（研究工作个体的特征，主要研究工具、工作区域规划、人的能力、作业环境等），二者相互依存，没有明确的界限。 人机工程在交通方面的应用与发展，主要有：驾驶员座椅设计、驾驶室设计、照明设置、道路交通标志标线的设计、路侧安全设施的设置等等。下面我就人机工程学在道路交通方面的应用展开讨论。 2 研究内容 人机学研究的主要内容就是“人－机－环境”系统，简称人机系统(Man-machine system)。构成人机系统“三大要素”的人、机、环境，可看成是人机系统中三个相对独立的子系统。根据系统学第一定律知道：系统的整体属性不等于部分属性之和，其具体状况取决于系统的组织结构及系统内部的协同作用
第二章-心理学基础
第二章心理学基础 第二节心理过程 心理过程(mental process)是指心理活动发生、发展的过程，也就是人脑对客观现实的反映过程，心理过程着重探讨人的心理的共同性。 心理过程包括认知过程(cognitive process)、情绪情感过程(feeling process)及意志过程(will process)，即常说的知、情、意。认知过程是人脑接受外界输入的信息经过头脑的加工处理转换成内在的心理活动，进而支配人的行为的过程；情绪情感过程是人在认知输入信息的基础上所产生的满意、不满意、喜爱、厌恶、等主观体验的过程；意志过程是指推动人的活动并维持这些行为的内部动力。这三个过程既互相区别又互相联系，是统一的整体。 一、认知过程 认知过程（cognitive process）是人们认识客观事物的过程，即是对信息进行加工处理的过程，它由人的感觉、知觉、记忆、思维和想象等认知要素构成，注意是伴随在心理活动中的心理特征。 （一）感知觉 1．概念感觉(sensation)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。日常生活中，外界的许多刺激物作用于我们的各种感觉器官，经过神经系统的信息加工，在我们的头脑里产生了各种各样的感觉。如感受到一定的温度，闻到某种气味，看到某种颜色，听到某种声音等。感觉是最简单的心理现象，但却十分重要。一切较高级的心理活动都在感觉的基础上产生，感觉是我们认识客观世界的最初源泉。 知觉（perception）是人脑对直接作用于感官的客观事物整体属性的反映。人脑对刺激物个别属性的反映，通常总与其过去经验联系在一起。单纯的感觉通常不存在，感觉一经产生，知觉也随之产生。 感觉和知觉都是客观事物直接作用于感觉器官产生的，离开客观事物对感觉器官的直接作用，不能产生感知觉。而感觉是对客观事物个别属性的反映，是对
人机工程学课程设计
人机工程学课程设计 学院：汽车与交通学院专业：车辆工程 姓名：赵建峰 学号：200624283 指导老师：仪垂杰撒占友 林荣辉周扬民 青岛理工大学 2008年12月
人机工程学 课程设计指导书 青岛理工大学 车辆工程教研室 2008年12月
1 课程设计的意义 人机工程学主要是从安全的角度出发来研究人－机－环境这三个因素，如何相互协调而达到效能最优，可以说其立足点在于保证人在工作过程中既能安全又能舒适地工作。实践表明在设计中忽视人性化设计而导致作业疲劳引发事故的情况并不少见，而且随着人们对生活质量的进一步要求，各种产品的设计均要考虑到宜人的原则，这些都是人机工程学所要研究的内容。 2 课程设计的目的 通过本次课程设计，学生能够运用所学相关课程的理论知识并积极寻找直接或间接资料来解决一些新的问题，既能够加深对理论知识的理解和掌握，又能培养其综合应用所学的理论知识进行分析解决实际问题的能力，还能锻炼其全面考虑问题的思想方法、工作方法以及计算、绘图和编写设计文件的能力，并了解有关人机工程学的设计标准。 3 课程设计的要求 （1）要求学生掌握人机工程学的设计方法和步骤，熟悉相关的设计标准；（2）在教师指导下，独立完成课程设计任务指导书规定的全部内容； （3）问题分析全面、数据采集客观、设计方案合理、计算过程正确、文理通顺、表达清晰； （4）按照工程制图标准绘图； （5）设计说明书要求详细说明设计过程，书写规范。 4 课程设计考核方法及成绩评定 1、数据采集的客观性，设计方案的合理性，计算过程的准确性，图纸绘制的规范性，说明书撰写情况，学习态度。 2、按以上考核点，给出优、良、中、及格、不及格。
人机工程学大纲
课程教学 大纲编号： 南京理工大学泰州科技学院 课程教学大纲 课程名称：人机工程学 课程学分：3 执笔人：汪惠芬周建中 审订人：龚光容 修（制）订日期：2013.10 一、课程的性质、地位与任务
理， 。 ， 人机工程学是一门新兴的边缘学科，它与国民经济各部门都有密切关系。人机工程学运用人体 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手段，综合地进行人体结构、 功能、心理以及力学等问题的研究，研究如何正确处理人、机器及其工作环境之间的相互关系、相 互作用，设计能使操作者发挥最大效能的机械、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适 位置等。 二、课程的教学目标与基本要求 通过本课程的学习，要求了解并掌握人机工程学的基本概念、基本原掌握人机系统设计的一般方 法，在明确系统总体要求的前提下，分析和研究人、机、环境三个要素应具备的功能及其对系统总体性能 的影响，寻求人机系统最优组合方案能应用人机工程学知识指导具体产品的设计使人机系统工作安全、 高效、可靠。通过各个教学环节培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 三、课程内容 1 人机工程学概论 1.1 人机工程学的命名及定义 1.1.1 了解人机工程学的命名 美国“Human Engineering”,西欧 Ergonomics ，我国：人体工程学、人机工程学等。 1.1.2 了解人机工程学的定义 国际人类工效学 IEA 的定义，《辞海》的定义，美国 W.B.伍德森的定义 1.2 人机工程学的起源与发展 1.2.1 经验人机工程学 F.W.泰罗。使人适应于机器 1.2.2 科学人机工程学 重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人 1.2.3 现代人机工程学 使人-机-环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效能 1.3 人机工程学的研究内容与方法 1.3.1 了解人机工程学的研究内容 七个分支，四个主要方面 1.3.2△了解人机工程学的研究方法 实验法和非实验法及其内容 1.4 人机工程学体系 1.4.1△了解人机工程学的学科体系 人体科学、环境科学为上肢，管理科学、人文科学为下肢，工程技术科学为驱干，系统 论、模型论、优化论为支撑。 1.5 人机工程学与工业设计 了解人机工程学与工业设计的区别和联系 1.6 学科的应用 1.6.1 学科研究的课题 主要讲授应用于工业设计的 5 各方面
电话亭人机尺寸分析与设计人机工程学课程设计
电话亭人机尺寸分析与设计人机工程学课程设计人机工程学课程设计? —电话亭人机尺寸分析与设计 一(尺寸分析: 从功能及使用方法入手，在尺寸的选择时充分考虑不同人群在使用电话亭的各种动作及心理。 1.打电话:电话尺寸，插卡槽高度及宽度，拨号区高度及宽度范围，显示屏高度及宽度范围，听筒长度、宽度及厚度。 2.挡风遮雨:电话亭高度、宽度及深度。 3.重要尺寸:电话亭高度、宽度及深度，显示屏高度及宽度范围，插卡槽高度，电话高度及宽度范围，拨号区高度及宽度范围，听筒宽度及长度。 二(用户人群:一般成人、儿童、老人以及坐轮椅的残疾人 三(满意度: 由于电话亭并不涉及人的健康、安全，只是一般的工业产品，故选取90%的满意度。 四(电话亭尺寸设计: 1.一般成人公共电话使用区: 1).电话亭总高度——身高:考虑到大部分人使用电话亭，故选男性第95百分位: 最小功能尺寸=1775+38=1813mm 最佳功能尺寸=1775+38+200=2013mm 2).电话亭宽度——立姿活动空间(正面):考虑到人在打电话时需要一定的活动空间，且要适合大部分人使用，故以男性大百分位为依据:
最小功能尺寸=600+13(肩宽修正量)=613mm 最佳功能尺寸=600+13+200=813mm 3).电话亭深度——立姿活动空间(侧面)、人体最大厚度、人到电话亭的视 距、电话自身厚度:要考虑到人在电话亭内需要一定的活动空间，还要考虑人在打 电话时的最佳视距问题，故需要比较后进行取舍。(电话厚度=130mm) a.根据立姿 活动空间计算:考虑到适于大部分人使用，故立姿活动空间以男性大百分位为依据: 最小功能尺寸=400+130=530mm 最佳功能尺寸=400+130+200=730mm b.根据人体最大厚度及最佳视距计算:人体的最大厚度应取男性胸厚第90百分位;一般操作的视距范围在380~760mm，最佳为560mm，考虑人在打电话时胳膊及肘部的动作及人眼到电话的实际距离，故视距取380mm: 最小功能尺寸=237+8(胸厚修正量)+380+120=655mm 最佳功能尺寸=237+8+380+120+200=845mm c.平衡取舍:电话亭深度应取:855mm 4).显示屏高度范围——立姿眼高、人的垂直视野范围:其尺寸的设计首先应该 能 1 让大部分人方便的看到显示屏，故选取女性立姿眼高第5百分位的有效视野范 围上限与男性立姿眼高第95百分位的有效视野范围下限之间，且人的垂直视野有 效范围为:上25?~下35?，计算可得: a.女性:1371+38+380×tan25?=1583mm b.男性:1664+25-380×tan35?=1423mm