人机工程学极限原则
人机工程学设计原则
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改进方式：
应适当设计工具把手，加大其与手部的接触面积，分 散压力。
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4.避免手指重复地动作
手指如果长时间的按压开关，将产生静态肌肉负载，开关
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作业空间和工位相关的综合因素
讨论工具设计和使用原则时，还要结合特定的任 务、作业姿势、工位及其空间等因素综合加以考察。
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把手设计
（1）直径。研究表明，对于方盒物体上的把手， 31mm—38mm的直径有利于保持最大握力。对于操纵 活动，采用22mm的直径最好。对于抓握，把手直径为 30-40mm, 并以40mm为最好。
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（2）长度。把手长度一般应保证四个手指能够握持。 把手长度至少应有100mm,为120mm时能舒服地握持。 在设计中应有针对性地加以应用
手工工具设计
第二讲 人机工程学设计原则
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一般设计原则
1.它必须有效地实现预定功能。例如一把斧子必须 将其最大动能转入斩切作业，利索地劈开木头纤维， 并抽出斧头；
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2.它必须与其使用者身体成适当 比例，使人力作业效率最大。
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3.它必须按照作业者的力 度和工作能力来设计，因 此要适当考虑性别、年龄、 训练程度、身体素质的差 异性；
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（3）形状。研究表明，把手形状更多的与作业任务和 作业动作的类型息息相关，并不总是要使用圆形断面。 比如施加推力时，使用三角形断面的把手最好，采用高 宽比为0.67到0.8的方形断面对很多任务都是不错的。
2-人体尺寸与数据
第二章：人体尺度与数据处理
问题——思考——讲解——制作人体模板（1：1）分小组
霍发仁
机械工程与力学学院 2009年9月
人机工程学
第二章：人体尺寸与数据处理
主要内容： 1、人体测量基本术语 2、人体测量函数
3、常用人体数据
4、人体尺寸的差异 5、尺寸设计的原则 6、设计用模板与模型
人机工程学
比如在护栏设计时，对于3~5m高的平台，只要栏杆高度略高于人体重 心即可保安全。但对于更高的平台，操作者在平台栏杆旁会产生心理恐惧 而腿脚发软、心身产生虚悬的感觉，并可能由此导致事故。因此栏杆必须 进一步加高，这项附加的加高量就属于心理修正量。
人机工程学
第二章：人体尺寸与数据处理
五 、 尺 寸 设 计 的 方 法
谢 谢!
霍发仁 机械工程与力学学院 2009年9月
欣 赏
人机工程学
第二章：人体尺寸与数据处理
欣 赏
人机工程学
第二章：人体尺寸与数据处理
欣 赏
人机工程学
第二章：人体尺寸与数据处理
作 业
二维人体模板制作
1、6人一个小组；
2、制作1、5、50、95 、99百分位中的一个二维人体模板。 3、材料：纸板等 4、关节可以活动 5、形象性、比例合理。 6、提交时间：下周三交。
2、产品功能尺寸的设定 产品最小功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量 产品最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量
如船舶的最底层高设计，考虑到男子身高P95 1775mm，鞋跟高修正量为25mm， 在考虑戴帽的需要以及人们行走中的上下起伏的影响，还需要加一高度的最 小余裕量90mm，这样，船的最低层高=1775+（25+90）=1890mm。 再加上高度的心理休正量115mm，即得到船的最佳层高=1890+115=2005mm。
设计中的人机工程学原则
设计中的人机工程学原则人机工程学（Human Factors Engineering）是一门探究如何使人类与机器之间的交互更加高效、安全和用户友好的学科。
在设计过程中，遵循人机工程学原则可以帮助设计师更好地理解用户需求，并将其转化为实际的产品设计。
人机工程学原则要求设计师在设计产品时考虑用户的特征和需求。
设计师应该了解不同用户群体的年龄、性别、技能水平和身体状况，以此来调整产品的设计和功能。
例如，对于年长的用户，应该考虑他们的视力和听力状况，设计更大、更明显的图标和按钮，以便他们更轻松地使用产品。
人机工程学原则强调用户界面的可用性。
一个好的设计应该使用户能够直观地理解产品的功能，并轻松地完成所需的操作。
设计师应该简化用户界面，避免过多的复杂选项和功能，以减少用户的认知负荷。
应该提供明确的指导和反馈，让用户了解他们的操作是否成功，并在出错时给出合理的解决方案。
人机工程学原则强调产品的可靠性和安全性。
设计师应该考虑到用户在使用产品时的安全问题，并采取适当的措施来减少意外发生的可能性。
例如，在工业设备设计中，应该设置必要的安全保护装置，以防止工人受伤。
在家用电器设计中，应该采用符合安全标准的材料，并确保产品不会对用户造成伤害。
人机工程学原则还要求设计师考虑用户的舒适性和健康问题。
设计师应该设计符合人体工程学原理的产品，以减少用户在使用过程中的不适和疲劳感。
例如，在座椅设计中，应该考虑到用户的体型和脊柱曲度，采用合适的坐姿和支撑方式，以提供舒适的坐姿。
人机工程学原则要求设计师进行用户测试和评估。
设计师应该与用户互动，了解他们对产品的看法，并通过实际的测试和模拟来评估产品的性能和可用性。
通过与用户的反馈和评估结果，设计师可以及时发现和解决设计中的问题，并不断改进产品的质量和用户体验。
总之，人机工程学原则在设计中起着至关重要的作用。
遵循这些原则可以帮助设计师更好地理解用户需求，并将其转化为实际的产品设计。
通过考虑用户的特征和需求、提高产品的可用性、强调安全性和舒适性，以及进行用户测试和评估，设计师可以设计出更加人性化、高效和用户友好的产品。
人体工程学重点整理
如：汽车驾驶室的座椅，自行车的鞍座，表带（皮带）的长短，落地式或台式麦克风 口筒的高度等。
2、Ⅱ型产品尺寸设计
（1） ⅡA 型产品尺寸设计（又称“大尺寸设计”）——只需要按大个子的人体尺寸作为产 品设计的依据。
如：床的长度和宽度，过街天桥上防护栏的高度，屏风的高度，剪刀手柄洞口的大小 等。
（2）ⅡB 型产品尺寸设计（又称“小尺寸设计”）——只需要按小个子的人体尺寸作为产 品设计的依据。
人体尺寸数据的应用方法
一、尺寸修正量 1、功能修正量——指为保证实现产品功能，对作为产品设计依据的人体的人体尺寸所做的 尺寸修正量。功能修正量包括：穿着修正量、姿势修正量、操作修正量。 （1）穿着修正量：
穿鞋修正量：立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等。一般男子 +25mm，女子+20mm。
• 明适应：人由暗环境转入明亮的环境，视杆细胞失去感光作用而视网膜上的600-800 万个视锥细胞感受强光的刺激，是视觉阈限由很低提高到正常水平，这一过程称为明适 应。 • 明适应在最初30S 内进行得很快，然后渐慢，约1-2分钟即可完全适应。人在明亮的 环境中，不仅可以辨认很小的细节而且可以辨别颜色。 第四章 举例说明从人体工程学的角度来谈谈对人体舒适性的理解 这是一个复杂的动态概念。它因人、因时、因地而不同。讨论人和环境的交互作用时必须明 确这是一个相对概念。 （同样的室内环境，如一套一室一厅的单元住宅；又如临近马路的住宅等等，有的人满意， 有的人不满意。） 行为模式的分类 按目的性：再现模式 计划模式 预测模式 按内容：秩序模式 流动模式 分布模式 状态模式 按表现方法：数学模式模拟模式语言模式
知觉的基本特性 知觉的整体性 知觉的理解性 知觉的选择性 知觉的恒常性
人机工程学的基本原则
人机工程学的基本原则
人机工程学是研究人与计算机系统之间互动关系，如人类使用计
算机的技能、能力、需求、限制等方面的学科。
它包含以下几个基本
原则：
第一，一致性原则。
系统的各个组成部分应该保持统一，相互之
间应该协调一致。
比如，界面的布局和组成都要符合用户的习惯，并
且各功能模块之间的交互方式也要保持一致。
第二，反馈原则。
在计算机系统中，每一次用户的操作都应该得
到及时的反馈，例如提示声音或者弹出的提示框。
这样可以提高用户
的使用便捷性，也可以减少错误的发生。
第三，灵活性原则。
灵活性是指系统能够适应不同用户的不同需求。
例如，提供自定义的选项让用户根据自己的需求设置，或者提供
不同的工作模式，让用户选择适合自己的操作方式。
第四，可视化原则。
将信息以图形、图像等形式呈现给用户可以
帮助用户更好地理解信息，并且提高用户操作效率。
例如，在制图软
件中，使用颜色、线条等元素表示不同的数据信息，可以更加方便地
展示和分析数据。
第五，可预期性原则。
用户使用计算机系统时，应该能够理解和
预测系统的行为。
例如，当用户点击某个按钮时，应该知道这个按钮
会产生什么样的效果，从而可以避免误操作。
总之，人机工程学的基本原则可以为我们设计和使用计算机系统
提供指导，帮助我们提高计算机系统的人机交互效率和用户使用感受。
因此，在系统设计和开发中，我们应该始终牢记这些原则，以便满足
用户的需求，并提高系统的易用性和便捷性。
人机工程学概述
第一章人机工程学概述1.人机工程学的定义，对象，目标，核心；人机工程学的特点人机工程学是研究人、机器及其工作环境之间相互作用的学科。
国际人机工程学会的定义为--------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因素；研究人和机器及环境的相互作用;研究在工作中、生活中和休息时，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。
1）研究对象人、机器、环境。
人是最主要的，强调以人为本。
2）研究的核心着重研究人、机、环境之间的相互作用关系，试图改变人们所用物品和所处的环境，从而使机器和工作环境更好的适应人的需要。
3）研究目标一是提高工作效率和质量。
二是提高工作的安全感和舒适感。
4）特点A.强调以人为本，客户满意为准则（designing for humanuse ）；B.必须意识到个体在能力和限制上的差异；C.用系统的观点考虑问题；D.强调设计过程经验数据和评价的重要性。
2.人机工程学的任务和研究内容，应用领域，人机工程学体系。
人机工程学的主要任务----------把人、机和环境作为一个整体来研究，使机器设计和环境条件的控制适合人的生理、心理特征，从而达到安全、高效、健康和舒适的目的。
建立一个合理的可行的方案，使人--机--环境系统达到最优化的配合，充分发挥人与“机”的作用，做到人尽其力，“机”尽其用，环境尽其美，经济效益尽其好。
研究内容1. 研究人体形态特征，即人体测量；2.研究人的生理特性3. 研究人的心理学4. 研究作业方法及其改善5.研究工作场所的设计和改善6. 研究作业环境对操作者的影响7. 研究人机界面设计，即控制器与显示器的设计8.研究人机系统的设计人机工程体系指-------人机工程学是一门综合性的边缘学科，但它有本身的理论体系，同时又从许多基础学科中吸取了丰富的理论知识和研究手段，使它具有现代交叉学科的特点。
•它是以人体科学中的人体解剖学、劳动心理学、劳动生理学、人体测量学和人体力学等学科为“一肢”；以环境科学中的环境保护学、环境医学、环境卫生学、环境心理学和环境检测学等学科为另“一肢”。
安全人机工程学第2章(2)
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图2-11 立姿的活动空间
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图2-12 坐姿的活动空间
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图2-13 单腿跪姿的活动空间
返回
图2-14 仰卧的活动空间
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2.4 人体尺寸的应用
2.4.1 主要人体尺寸的应用原则之一
1、极限设计原则：主要内容包括设计的最大尺寸参 考人体尺寸的低百分位；设计的最小尺寸参考人体 的高百分位。 2、可调原则：设计优先采用可调式结构。一般调节 范围应从第5百分位到第95百分位。 3、平均尺寸原则：设计中采用平均尺寸计算。（多 数专家不主张按平均尺寸设计）
产品尺寸设计分类
百分位数的选择 适应度 98% 90%
ⅡA型
ⅡB型
选用户x99和x1为尺寸上、下限值 的依据 选用x99和x5作为尺寸上、下限值 的依据 选用x99和x95作为尺寸上限值的依 据 选用x90作为尺寸上限值的依据 选用x1和x5几作为尺寸下限值的依 据 选用x10作为尺寸下限值的依据
99%或 95% 90% 99%或 95% 90% 通用
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地区与种族
注意点：
由于不同国家、不同地区、不同种族 的人体尺寸的差异，即使是同一国家，不 同地区的人体尺寸也有差异。因此，在设 计中考虑产品的多民族的通用性。
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职 业
不同职业的人，在身体大小及比例上 也存在着差异。例如，一般体力劳动者平 均身体尺寸都比脑力劳动者稍大些。
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人体尺寸的区域划分
东北、华北区 西北区 东南区
华中区
华南区
西南区
身高:M=1647(1546); S=56.7(53.9) 体重:M=55(50); S=6.8(6.9)
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2.3.2 我国成年人人体尺寸
1.人在工作位置上的活动空间尺度，人体立姿、坐姿、 跪姿、卧姿的活动空间见图2-11，图2-12，图2-13， 图2-14。
人机工程学_
人机工程学1、人机工程学的定义：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，分析研究人与机械、人与环境以及机械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科学。
因此，人机工程学可定义为：按照人的特性设计和改善人—机—环境系统的科学。
2、发展史（阶段和时间）：第一阶段，经验人机工程学（20世纪初—二战前，美国学者F.W.泰罗首创新管理方法和理论）；第二阶段，科学人机工程学（二战期间---20世纪50年代末）；第三阶段，现代人机工程学（20世纪60年代）3、人机工程学研究的内容：1）人的特性研究；2）机器特性研究；3）环境的特性研究；4）人—机关系的研究；5）人—环境的研究；6）机—环境的研究；7）人—机—环境系统性能的研究；对于工业设计师：1）人体特性的研究（对象：在工业设计中与人体有关的问题）；2）工作场所和信息传递装置的设计（包括：工作空间设计、座位设计、工作台或操作台设计、作业场所的总体布置）；3）环境控制（照明、微小气候、噪声、振动）和安全保护设计；4）人机系统的总体设计；4、目前常用的研究方法有：1）观察分析法（瞬间操作分析法、知觉与运动信息、动作负荷、频率、危象、相关）；2）实测法；3）实验法；4）模拟和模型实验法；5）计算机数值仿真法；第二章人体测量与数据应用1、人体测量的基本术语：（1）、被测者姿势：1）立姿2）坐姿；（2）、测量基准面：1）矢状面；2）正中矢状面（将人体分成左、右对称两面）；3）冠状面（分成前、后两面）；4）横断面（分成上、下两面）；5）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（前臂大拇指一侧），将尺骨侧称为尺侧（前臂小指一侧）。
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人体测量
测量姿势
a.直立姿势（简称立姿） b.坐姿
静态测量 男性身体处于不同位置的限制尺寸
动态人体尺寸测量
动态人体测量通常是对手、上肢、下肢、脚所及的范围以及各关节能 达到的距离和可能转动的角度进行测量。
2.人体水平尺寸
量 百分 分组 项 位数 目
胸宽 胸厚 肩宽 最大肩宽 臀宽 坐姿臀宽 坐姿两肘间宽 胸围 腰围 臀围
男（18～60岁） 1 5 10 50 90 95 99
242 253 259 280 307 315 331 176 186 191 212 237 245 261 330 344 351 375 397 403 415 383 398 405 431 460 469 486 273 282 288 306 327 334 346 284 295 300 321 347 355 369 353 371 381 422 473 489 518 762 791 806 867 944 970 1018 620 650 665 735 859 895 960 780 805 820 875 948 970 1009
人机工程学-极限原则
人体测量 概述
人体测量数据主要分为两类：一类为静态测量数据，一类为动 态测量数据 。
照实际使用来分类，可以分为如下三种：
a.形态测量：以检查人体形态的方式进行测量，主要内容有：人 体长度，人体体型，人体体积和重量，人体表面积。
b.生理测量：测量人体的主要生理指标，主要内容包括：人体出 力范围，人体感觉反应，人体疲劳。
413 428 436 465 496 505 523
小腿长
324 338 344 369 396 403 419
单位：mm
女（18～55岁） 1 5 10 50 90 95 99
1449 1484 1503 1570 1640 1659 1697
39 42 44 52 63 66 74
252 262 267 284 303 308 319 185 193 198 213 229 234 242 387 402 410 438 467 476 494 300 313 319 344 370 376 390
由表1可知男性身高第95百分位为1775mm 因此门的高度，床的长度应大于1775mm
高2100*宽900mm
由表4可知：人体坐姿最宽位置为两肘间宽度 男性坐姿两肘间宽第99百分位数为 518mm 因此单人床，躺椅等宽度应大于51.8cm
单人床： 90*195*19cm
男（18～60岁） 1 5 10 50 90 95 99
身高
1543 1583 1604 1678 1754 1775 1814
体重kg
44 48 50 59 70 75 83
上臂长
279 289 294 313 333 338 349
前臂长
206 216 220 237 253 258 268
大腿长
常用人体尺寸数据
我国成年的人体结构尺寸
我国1989年7月1日实施的GB 10000—88《中国成年人人体尺寸》， 适用于工业产品、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造设备更新 及劳动安全保护。标准中所列数值，代表从事工业生产的法定中国成 年人（男18～60岁，女18～55岁）。
标准中共列出47项我国成年人体尺寸基础数据，按男女性别分开， 且分三个年龄段：18～25（男、女），26～35（男、女），36～60 （男）、55（女），且分别给出这些年龄段的各项人体尺寸数值，为 了方便使用，各类数据表中的各项人体尺寸数值均列出其相应的百分 位数。现将GB 10000—88中的人体主要测量项目及尺寸摘录于图1—4 及表1—1中，可在实际设计时查阅。
单位：mm
女（18～55岁） 1 5 10 50 90 95 99
219 233 239 260 289 299 319 159 170 176 199 230 239 260 304 320 328 351 371 377 387 347 363 371 397 428 438 458 275 290 296 317 340 346 360 295 310 318 344 374 382 400 326 348 360 404 460 478 509 717 745 760 825 919 949 1005 622 659 680 772 904 950 1025 795 824 840 900 975 1000 1044
人机工程学 基本方法
1.可调原则 2.极限原则 ຫໍສະໝຸດ .平均原则极限原则的应用 例子
a、由人体身高决定的产品，如门、船舱口、通道、床、担架等，其尺 寸应以第99百分位数值为依据。
b、由人体某些部分的尺寸决定的物体，如取决于腿长的坐平面高度， 其尺寸应以第5百分位数值为依据。
1.人体主要尺寸
量 百分 分组 项 位数 目