车辆人机工程学 第1章
人机工程学绪论[1]
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二、人机学的研究对象和领域
生产、生活中，存在的问题比比皆是： 公共盥洗间的水池龙头 老式火车车厢的窗户 双肩背书包 叫壶 阅览室里的座位 全聚德招牌和车船码头时刻表的字体 生产线 上弹性悬挂的螺丝刀 可以自动录节目的录象机 …… 上面所举的例子，涉及的问题类型就很多了。
从所研究和应用的问题类型或领域来看，大体 可分列如下：
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人机工程学绪论[1]
3）显示装置的设计与布置
仪表（尺寸、形式、颜色、字符、排列、 位置）、跟踪控制、视觉特性
4）控制装置的设计与布置
控制器（按钮、旋钮、操纵杆、键盘、…） 尺寸、形状、布置
5）人的操作力、操作速度、频率和方法
6）人的解剖、生理特性与产品设计
7）人的自然行为倾向与产品设计 （水压机、 水龙头、…）
人机工程学绪论
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2020/11/9
人机工程学绪论[1]
第一章 人机工程学概论
宜人设计、人性化设计的理念大家应该熟悉，今天我 们所要学习的内容与上述理念有什么联系呢？
问题： 1. 什么是人机工程学? 2. 人机工程学研究什么内容或问题？ （人机工程学研究的对象是什么？） 3. 人机工程学的研究方法是什么？ 4.人机工程学与宜人设计、人性化设计 5.人机工程学与鞋靴设计的关系？ ……..
从定义看 §对象： 与机器（广义）设计有关的解剖
学、生理学、心理学工作对象是 机器上与人（直接）相关的“人机 界面” § 目的：安全、舒适、高效 § 内容：人-机-环境的最佳匹配、系统优化
2000年
§ 人机工程学是研究系统中人和其他组成部 分之间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 化系统的功效和人的健康幸福（well-being） 之间的关系。
汽车人机工程学
驾驶员视野设计
图8
外后视野示意图
驾驶员视野设计
仪表板视野 仪表板视野指的是由于转向盘而造成的驾驶员对于仪表板 上指示装置的视野障碍。根据人机工程要求，这些指示装置应 该在女子5 百分位和男子95 百分位的视野范围之内。其中， 影响视野上限的为转向盘轮缘，影响视野下限的为转向盘中央 盖板或转向盘柱上沿。
人体尺寸与人体模型
人体模型
汽车设计和试验中所采用的人体模型视用途不同，种类不一。 常见的有H点人体模型、装车试验用人体模型（假人）、振动试 验用多自由度振动人体模型。
人体尺寸与人体模型
H点人体模型
☆ H点是人体身躯与大腿的连接点，即跨点Hp。 ☆ H点人体模型是一种用来确定汽车车身的实际H点位置的人 体模型。H点人体模型由背板部、座板部、小腿部及足部等构成。
图7
内后视野示意图
驾驶员视野设计
后方视野 2、驾驶员一侧外后视镜的视野 驾驶员借助外后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至 少为2.5m的视野区域，其右边与汽车纵向基准面平行。且与 汽车左边最外侧点相切，并从驾驶员眼点后10 m外延伸至地 平线（见下图） 。 3、乘客一侧外后视镜的视野 对于总质量小于2000kg的M1和N1类汽车，驾驶员借助外 后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为4m的视野区 域，其左边与汽车纵向基准面平行，且与汽车右边最外侧点 相切，并从驾驶员的眼点后20m处延伸至地平线（见下图）。
驾驶员视野设计
眼椭圆
图10 轿车车身内部布置中95 %眼椭圆样板的绘制及在侧视图上的定位
乘员头部空间设计
头廓包络线 ☆ 驾驶员及乘员头部活动空间校核主要通过头廓包络线来 计算完成，头廓包络线是指不同百分位身材的驾驶员和乘员在 乘坐状态下，他们头廓线的包络线。头廓包络线的形成方法是 将头廓线样板放在眼椭圆样板上面，使头廓线样板上的眼点沿 着眼椭圆样板上的上半部眼椭圆运动，并保持两样板上的自身 坐标平行，描绘出头廓线运动时候的包络线便是头廓包络线。 如图1所示。由于头廓包络线以眼椭圆为基准而生成，而眼椭 圆的长短轴因身材百分位及H点水平行程的不同而有异，因而 头廓包络线是有许多条的。
车辆人机工程学
各国量产车内饰色彩
德国奥迪A6的内饰色彩设计有黑色、浅灰、米色。黑色显得沉稳，浅灰稍显低调，米色显得高 贵大气。而奥迪A8内饰色彩有梧桐灰色和大理石灰色两种搭配。 日系车新逍客红黑内饰搭配使内饰空间更加灵活、时尚和精致。新天籁内饰均采用了黑色，彰 显高贵和大气。 美国雪佛兰爱唯欧内饰色彩有两款颜色：保守银灰色和彩色砖红色，配合个性时尚的中控和仪 表造型，特别强调科技感，彩色内饰搭配了砖红色，使人感觉更有活力，符合年轻人的审美。 目前中国的汽车内饰色彩选择比较单一，如长安逸动就只有一款米色的内饰颜色。
这款概念车运用了液态金属蓝，使其轮廓更加明显。
保时捷PST金属蓝车身
内饰颜色整体都是棕红色，真皮座椅和方向盘以棕红色为主，形成鲜明的 立体感，棕红色和亮银色金属双色包围着驾驶室，塑造出保时捷特有的美感， 内饰色彩感能让人感觉到：特别韵味，品质无暇，空间宽敞。
保时捷PST内饰色彩设计
宝马BMW
宝马BMW i8概念车蓝色的装饰曲线把车门踏板的动态体现得淋漓尽致。这种设计 突显概念车的动态理念，完美流线更是体现车的轻盈之态。而车门与顶棚独特透明设 计更是使得概念车的内外完美结合。
色彩构成
色彩构成是艺术设计的基础理论之一，它与平面构成及立体构成有着不可 分割的关系，色彩不能脱离形体、空间、位置、面积、肌理等而独立存在。
色彩要素
色彩的三要素： 色相，用来区分各种颜色，如红绿蓝等。 纯度，代表色彩的深浅。 明度，代表色彩的明暗。
色彩地位
色彩在汽车制造中的地位越来越重要： 色彩营销对汽车营销而言是十分重要的，利用色彩使产品和服务更有价值， 充分考虑消费者的情感和个体等方面。在对品牌进行设计以及提供产品服务时 ，将品牌文化展示出来。
消费7秒钟定律：通常人们在决定购卖商品买和不买之间做出的决定的时间。
车辆设计-人机工程学
车辆设计-人机工程学第一篇：车辆设计-人机工程学人机工程学所谓人机工程学，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、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。
社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快等等一系列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在产品设计中常提到的人性化设计问题。
所谓人性化产品，就是包含人机工程的的产品，只要是“人”所使用的产品，都应在人机工程上加以考虑，产品的造型与人机工程无疑是结合在一起的。
我们可以将它们描述为：以心理为圆心，生理为半径，用以建立人与物(产品)之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的肌能，保护人体健康，从而提高生产率。
仅从工业设计这一范畴来看，大至宇航系统、城市规划、建筑设施、自动化工厂、机械设备、交通工具，小至家具、服装、文具以及盆、杯、碗筷之类各种生产与生活所创造的“物”，在设计和制造时都必须把“人的因素”作为一个重要的条件来考虑。
若将产品类别区分为专业用品和一般用品的话，专业用品在人机工程上则会有更多的考虑，它比较偏重于生理学的层面；而一般性产品则必须兼顾心理层面的问题，需要更多的符合美学及潮流的设计，也就是应以产品人性化的需求为主。
人机工程学是一门新兴的边缘科学。
它起源于欧洲，形成和发展于美国。
人机工程学在欧洲称为Ergonomics，这名称最早是由波兰学者雅斯特莱鲍夫斯基提出来的，它是由两个希腊词根组成的。
第1章 人机工程学概述(车辆人机工程学)
1.2 人机工程学的发展简史
1.2.1 经验的人机工程学
※兵器握柄的形状 ※弓箭的制作和使用 ※掘土工具 “耒”
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1.2 人机工程学用的器 物和机器不断得到改进, 由简单到复杂地逐步 完善。这种实际存在的人机关系及其发展，可 称为经验的人机工程学。我国古代的指南车， 是最早的自动控制系统, 其设计原理与现代人 机工程学的反馈原理相吻合, 是经验的人机工 程学的典型应用实例。
1.1.4 人机工程学的研究内容
人机工程学主要由两个学术研究方向构成： 1. 研究和实验 确定工程设计所必需知 道的有关人的特征和特性的具体数据。 2. 应用和工程 设计宜人化的用品、工 具、机器、环境、作业程序、工作任务等。
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1.1 人机工程学的研究内容
1. 人机工程学的学科构成
1.1 人机工程学的研究内容
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1.2 人机工程学的发展简史
1.2.2 科学的人机工程学
※ 第一次产业革命时期(1750～1890年) ※ 第二次产业革命时期(1870～1945年)
※ 第一次世界大战期间
※ 第二次世界大战期间 ※ 第三次产业革命开始(1945年)以来
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1.2 人机工程学的发展简史
※ 第一次产业革命时期(1750～1890年) 以法国 Jacquard 在纺织机械上使用穿孔 卡片进行程序控制和英国 Watt 设计蒸汽机的 调速器为代表，开始实现自动调节和控制。 与此相适应，人机工程学开始由经验逐 步上升为科学。 1884 年德国学者 A Mosso 迸行了著名的 肌肉疲劳试验，该项研究可以说是科学人机 工程学的开端。
1.2 人机工程学的发展简史
※ 第二次产业革命时期(1870～1945年)
装甲车辆工程《车辆人机工程学》课程教学大纲
车辆人机工程学》课程教学大纲课程代码：020742087课程英文名称：Vehicle Ergonomics课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0 适用专业：装甲车辆工程大纲编写（修订）时间：2017.5一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是装甲车辆工程专业的一门专业选修课。
通过本课程的学习，使学生掌握车辆人机工程设计的基本理论、设计内容和设计方法等知识。
为学生完成装甲车辆设计、综合课程设计、毕业设计等后继课程的学习任务，以及从事车辆工程设计工作提供所需的专业知识。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1. 了解人机工程学研究内容、研究方法与研究工具；2. 掌握人体模型的基本参数及其感知响应特性；3. 掌握显示装置、操纵装置、作业空间及人机系统的设计要点；4. 掌握车内作业环境的设计要点；5. 掌握车辆人机工程设计过程的设计要点；6. 了解常用的人机工程设计辅助工具。
（三）实施说明教学方法：课堂讲授中要重点对基本理论、基本概念和方法的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性，注重培养学生的创新能力。
教学手段：本课程属于技术基础课，建议在教学中采用实物演示及多媒体教学系统等多种教学手段，做到理论与实际工程案例相结合，充分调动学生的主动性，激发学生的学习兴趣，增强学生对有关内容的理解，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务，以获得最佳的教学效果。
（四）对先修课的要求在学习本课程之前，应修完《装甲车辆构造》、《机械设计基础》等课程，并达到相关课程的基本要求。
（五）对习题课、实验环节的要求安排一定的习题练习，并以讲、练、讨论相结合的方式进行。
引导学生对所学内容的基本概念、基本原理和基本方法有更加深入的了解。
结合每次课的内容、重点和难点，有针对性的布置习题，或与有关工程实际的思考题。
人机工程学
第一章人机工程学绪论：同学们你们所学的专业是产品设计，产品设计的目的是满足人的需求，包括物质层面也包括精神层面，不管是我们设计一个产品、设计一个空间，人的需求是设计的出发点，也是设计的目的和归宿。
人机工程学是研究人、机、及其工作环境之间相互作用的学科。
其研究目的是使在所设计的人机环境系统中，人尽其力，“机”尽其用，环境尽其美，使整个系统安全、高效，且对人有较高的舒适度和生命保障功能。
最终目的是使系统综合使用效能最高。
设计需要感性的认识，更需要理性的思考。
产品设计是艺术与科学技术相结合的学科，人机工程学的支持就是赋予设计科学化的色彩，使设计更少的受设计者主观意想影响。
产品设计要求设计最终将形式与功能相统一，而人机工程学对设计的功能性，无论是满足物质性的功能还是精神性的功能的满足都起科学的支撑，为人性化的设计提供了依据。
形态判断设计价值的一种冲击。
1．1人机工程学的命名与定义人机工程学是一门涉及诸多方面的综合性边缘学科。
它在自身发展的过程中，逐步打破了各学科之间的界限，并有机的融合了各相关学科的理论，不断地完善自身的基本概念，理论体系、研究方法以及技术标准和规范。
1．1．1 学科的命名由于该学科研究和应用的范围极其广泛，各个领域的研究人员都试图从自身的角度来给本学科命名和定义，因此，世界各国对本学科的命名不尽相同，即使在同一个国家里，命名也不统一。
美国的“Human Engineering”译为“人类工程学”或“人体工程学”；Human Factors ; Human Factors Engineering 人类因素学或人类因素工程学原苏联及东欧国家的“Engineering Psychology”一般译为“工程心理学”；日本的相应学科译为：人间工学人体工程学；人机工程学；人类工效学；人机控制学；宜人学等等。
国际上较为通用的名称是采用西欧各国的命名“Ergonomics”希腊语中的两个词根“Ergon”(工作、出力)和“Nomics”(规律、正常化)构成的即“人类工效学”，本意为人的劳动规律，也可理解为把机械产品设计成十分符合人类的工作或动作的法则或习惯，该词能全面的反映本学科的本质，词义能保持中立性。
人机工程学 第一章
2019/11/26
人机工程
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1.4人机工程学研究内容
5、计算机软件中的界面设计问题 如屏幕显示、键盘设计、操作系统的 评价、计算机的物理环境、说话式输 入方式。
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人机工程
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1.4人机工程学研究内容
6、生产领域的人机工程学问题
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人机工程学
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2）动作研究：Gilbreth基本动作研究。
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人机工程学
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动作研究之父:弗兰克·吉尔布雷 思
动作研究：也叫工作研究、工作设计或是方 法工程。其研究的对象都是在工作中，如何 找出最简最优的方法，以最少的动作最终达 到节约人力、提高效率、充分降低时间成本 以达到提高经济效益的目的。
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人机工程
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1.4人机工程学研究内容
1.4.5目前国内外重点研究方向
1、工作负荷研究，包括生理和心理负 荷。工作成效的测定与评价。
2、工作场地、工作空间、工具装备的 人机工程学研究。
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1.4人机工程学研究内容
3、作业环境的研究。 4、尖端技术领域中的人机工程学
其它定义
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人机工程导论
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1.1人机工程学的起源与定义
定义特点
1）研究应用学科范围 2）应用领域 3）研究内容:效率;安全与舒适
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人机工程导论
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1.2人机工程学发展的几个
阶段
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主讲教师:郝亮 车辆工程教研室
课程简介
•
人机工程学是从人的心理和生理特点出发,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 边缘学科.车辆人机工程学是研究人-车-环境的相互关系, 运用人机工程学的原理和方法以改善驾驶员的劳动条件和 车内乘员的舒适性为核心,以人的安全、舒适、健康、高 效为目标,力求使整个系统的总体性能达到最优的一门学 科.它作为人机工程学的一个应用学科的分支，而成为研 究地面机动车辆这一特定领域的一个重要应用分支。
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1.1 人机工程学的研究内容
1.1.4 人机工程学的研究对象
人机工程学的研究对象是人-机-环境系统 简称人机系统。
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1.1 人机工程学的研究内容
1.1.5 人机工程学的研究内容
1. 人机工程学的学科构成
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1.1 人机工程学的研究内容
人机工程学主要由两个学术研究方向构成：
1.1 人机工程学的研究内容
6.人-环境关系的研究 7. 机-环境关系的研究 8. 人-机-环境系统总体性能的研究
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1.3 机器设计中的人体因素
机器设计中的人体因素
1. 2. 3. 4. 5. 人体对作业负荷的耐受性 人体参数 人体的生物力学特性 人的感知响应特性 人的适宜劳动姿势
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第 1 章目录
人机工程学的研究内容 人机工程学的发展简史
1 3 2
3 4
机器设计中的人体因素
车辆设计和使用中的人机工程问题
5 3
未来车辆人机工程学面临的新课题
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第一章
1.1
人机工程学概论
人机工程学的研究内容
1.1.1 人机工程学的起源
• • • •
起源于欧洲 形成于美国 发展于日本 作为一门独立学科的历史已有50余年
3.机的特性的研究
（1）信息传递技术 （2）操纵控制技术 （3）安全保障技术 （4）动力学仿真技术 （5）宜人化技术
1.1 人机工程学的研究内容
4. 环境特性的研究
（1）作业空间 （2）物理环境 （3）化学环境 （4）生物环境 （5）美学环境
1.1 人机工程学的研究内容
5. 人-机关系的研究
（1）人机系统功能分配 （2）人机界面优化匹配 （3）人机系统特性协调 （4）人机系统可靠性 （5）人机系统安全性
1.1 人机工程学的研究内容
人 机 系 统 构 成 图
1.1 人机工程学的研究内容
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。
(1) 第一类 控制系统人机界面 (2) 第二类 直接作用型人机界面 (3) 第三类 间接作用型人机界面
1.4 车辆设计和使用中的人机工程问题
1. 机动车辆驾驶操纵人机界面的优化匹配 2. 机动车辆的行车安全性及车内乘员的人体
保护技术
3. 机动车辆乘员的乘坐舒适性 4. 机动车辆的噪声控制 5. 机动车辆车内小气候环境的宜人化控制 6. 机动车辆驾驶员的驾驶适宜性
7. 机动车辆的道路适应性
8. 人-车-路系统的综合优化
1. 研究和实验 2. 应用和工程
1.1 人机工程学的研究内容
2. 人的特性的研究
（1）人体尺寸及人体测量技术 （2）人体的力学性能 （3）人的劳动生理功能 （4）劳动中人的心理过程 （5）人的信息传递能力 （6）人的可靠性 （7）人员的选拔和培训 （8）人的动作时间研究 （9）人体模型
1.1 人机工程学的研究内容
一、课程的定位
• 本课程是车辆工程专业的专业基础平台课程之一， 是该专业的一门选修专业基础课。
•
该课程对于改善驾驶员的劳动条件和车内乘员的 舒适性、 保护驾驶员和车内乘员的身心健康 、确保驾 驶员和车内乘员的生命安全、提高车辆的宜人性和运 行效率,都有明显的促进作用，同时为工程技术设计者 提供人体的数据与要求，以这些数据和要求指导工程 技术人员进行具体工程设计，从而提高车辆的宜人性 和运行效率的同时确保驾驶员和车内乘员的生命安全， 培养学生进行汽车相关总体设计的基本能力。这对于 车辆工程专业学生的学习具有不可替代的重要地位。
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1.5 未来车辆人机工程学面临的新课题
整个道路交通环境的改善将使轿车的驾驶者 成为整个智能交通运输系统的组成部分之一, 从而将其控制目标转向于谋求有限的道路通行 能力的优化利用及整个系统的安全、高效运行。 随着能源与环境问题的倍受人们关注,车辆 技术发展的又一趋势可能是各种非石油燃料车 辆,特别是电动汽车的大量使用,这些新型的车 辆将带给驾驶者许多新的驾驶操纵特性,对车辆 设计和使用提出某些新的人机工程问题。
1.5 未来车辆人机工程学面临的新课题
由于信息技术的发展和社会生活网络化程度 的提高，轿车作为通勤交通工具的功能比率将渐 趋下降，而用于休闲娱乐的功能比率将渐趋提高, 轿车的行驶速度也许不再是最主要的使用性能要 求了，而人们对轿车的宜人性、乘坐舒适性的要 求却会比现在高得多, 轿车作为一个活动的家， 将要求车内空间增大，内部装饰更具有家庭的温 馨气氛。
1.5 未来车辆人机工程学面临的新课题
未来社会大环境的其他变化，必将 为人机工程学的发展提供新的机遇和更 加广阔的前景,也必将对车辆人机工程学 提出许多新的研究课题, 从而引起车辆 人机工程学研究重点的转移。
进入第2章
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1.1 人机工程学的研究内容
1.1.3 人机工程学的基本概念 人机系统(man-machine system)
指“人”与他所对应的“物”共处于同一时 间及空间时所构成的系统。 “人”指的是在所研究的系统中参与系统过 程的人; “机”则泛指一切与人处于同一系统中并与人 交换着信息、物质和能量的、供人使用的物; “环境”指的是“人”、“机”共处的、对 回到本节目录 “人”和“机”有直接或间接影响的周围外部条
பைடு நூலகம்、课程的基本内容
• • • • • • • 概论 人体的人机学参数 人的感知响应特性 显示装置设计 操纵装置设计 作业空间设计 人机系统
四、课程学时分配
一、考查课的考核方式：平时考核+结课考 核；平时考核成绩比例：50%。 二、平时考核内容： 学生上课出勤：50%； 随堂测试：10%；
课程教学总时数为32学时
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1.1.2 人机工程学的定义
• • • • • •
Ergonomics 英国莫瑞尔 /西欧 Human Engineering 美国 Human Factors Engineering 美国 人间工学 日本 Эргономика 苏联 在我国，本学科处于初创阶段，名称尚 不统一，有“人机工程学”，“人类工 效学”、“人体工程学” 、 “宜人学” 和“工效学”等不同提法。
1.1 人机工程学的研究内容
人机关系 (man-machine relationship)
（1）机宜人 （2）人适机 机宜人是有条件的, 人适机也是有限度的。 人机系统中的机宜人与人适机是相对的。 任何一个人机系统都必然是既要尽量做到机 宜人,也要设法做到人适机。调整这种人机相互 匹配关系最根本的制约条件就是人的可能性与人 的可靠性。
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1.5 未来车辆人机工程学面临的新课题
车辆设计和使用中的人机工程问题既广泛又 典型,几乎复盖了人机工程学的全部主体内容, 它们一直是过去几十年中研究的热门。其中, 尤 以轿车设计和使用中的人机工程问题技术上最具 有代表性和先进性。 车辆人机工程专家面临的挑战将是怎样使得 人体特性的差异如此巨大的轿车驾驶者和使用者 群体中的大多数人、在大部分时间里对轿车的使 用性能都感到满意。