02人体工程学的研究方法-2013
人体工程学的研究方法
人体工程学的研究方法人体工程学是研究人类与工作环境的适配关系以提高工作效率和保护工作者健康的学科。
以下是关于人体工程学研究的10种常见方法，以及详细描述：1.人体测量：使用各种测量工具和技术来获取人体尺寸、姿势和动作数据。
这些数据可以用于设计和评估工作环境和工具的合适性。
2.生物力学建模：基于解剖学、生理学和运动学原理，建立数学模型来分析和预测人体在特定动作和工作任务中的力量、运动和姿势。
3.实地观察：观察和记录工作者在真实工作环境中的行为和动作，以了解他们与工作条件的交互作用，并发现存在的问题和改进的机会。
4.问卷调查：通过设计调查问卷，了解工作者对工作环境和工具的感知、满意度和不适感，并从中收集反馈和建议。
5.心理测量：使用心理学和认知科学的方法，研究工作者的认知、情绪和行为反应对工作环境和任务的影响。
6.模拟和仿真：利用计算机模型和虚拟现实技术，模拟和重现真实工作环境和任务，评估人体工程学干预措施的效果和效益。
7.生理监测：使用生理传感器和设备来测量工作者的生理指标，如心率、肌肉活动、眼动和皮肤反应等，以评估工作环境对身体的影响。
8.工作负荷评估：通过测量工作者在特定任务中的认知和生理负荷，来评估工作任务的难度和要求，以确定是否需要改进工作设计。
9.人机交互实验：在实验室环境中，通过操作界面、工具和设备，研究人体与计算机系统和人工智能技术的交互方式，评估其效率和用户体验。
10.实验室测试：在受控实验室环境中，测试和评估不同工具、设备和工作环境的设计，以确定其对工作者行为和身体的影响，并提出改进建议。
这些研究方法可以相互结合使用，以全面了解和评估工作环境和工作任务对人体的影响，为人体工程学设计和改进提供科学依据。
人体工程学研究方法
人体工程学研究方法一、人体工程学研究的一般步骤1.明确研究问题：研究者首先需要明确所要研究的问题，比如改进一些产品的人机界面设计，减轻项工作的体力负荷等。
2.收集信息：研究者需要收集与研究问题相关的信息和资料，包括相关文献、工作环境的观察数据等。
3.设计实验：根据研究问题和收集的信息，研究者需要设计实验来验证假设或找出解决问题的方法，包括确定实验的目的、实验参与者、实验材料和设备等。
4.进行实验：根据实验设计，研究者进行实验操作，在实验中收集数据并进行记录和观察。
5.数据分析和结果解释：在收集到足够的实验数据后，研究者需要对数据进行统计分析，并解释实验结果，比较各组数据之间的差异，并给出结论。
6.改进设计和建议：在对实验结果进行分析和解释之后，研究者需要基于实验的结果提出产品设计改进或工作环境改进的建议和措施。
二、人体工程学常用的研究方法1.问卷调查法：通过向工作人员发放问卷，收集他们对工作环境、工作任务和工作设备的评价和改进建议，了解他们的需求和意见。
2.观察法：通过实地观察工作环境和工作任务，收集工作人员在实际工作中的表现和工作情况，并记录下来进行分析。
3.实验法：研究者根据研究目的和问题，设计实验来模拟实际工作环境和任务，通过数据采集和统计分析来评估和比较不同设计方案的性能和效果。
4.模型仿真法：利用计算机和虚拟现实技术，建立人体工程学模型来模拟人体的运动和姿势，以及人体与工作环境的交互过程，从而评估和优化设计方案。
5.生物力学分析法：通过测量和分析人体的力学特征和运动学参数，比如关节角度、肌肉力量等，评估工作任务对人体的生物力学影响，并提出相应的设计建议。
6.眼动追踪法：利用眼动仪等设备，记录人眼在观察和操作过程中的眼动轨迹，以及对视觉刺激的反应，揭示视觉注意、认知过程和信息加工的规律。
7.用户体验评估法：通过观察和访谈用户，在使用产品或执行任务的过程中收集用户的反馈和评价，评估产品的易用性和用户满意度。
人体工程学研究的内容
人体工程学研究的内容
人体工程学是一门涉及多个学科领域的综合性学科，主要研究内容包括以下几个方面：
1. 人体测量学：通过对人体各部位的尺寸、比例、力量、活动范围等进行测量和分析，为设计提供数据基础。
2. 生物力学：研究人体在不同姿势和动作下的力学特性，以及人体与环境之间的力学交互作用。
3. 工作环境设计：根据人体的生理和心理特点，设计适合人们工作和生活的环境，包括工作台、座椅、照明、温度、湿度等方面。
4. 产品设计：将人体工程学原理应用于产品设计中，以提高产品的使用便利性、舒适性和安全性。
如家电、家具、交通工具等的设计。
5. 界面设计：研究人与机器、计算机等设备之间的交互方式，以提高操作效率和减少误操作。
6. 劳动保护：关注劳动者在工作过程中的安全与健康，通过合理的工作设计和劳动条件的改善，降低工作疲劳和损伤的发生。
7. 认知心理学：研究人类的感知、注意、记忆、思维等认知过程，以及这些过程与环境和任务的关系。
8. 特殊人群：针对老年人、残疾人、儿童等特殊人群的需求，进行相应的设计和研究。
总之，人体工程学旨在优化人与环境、设备、系统之间的关系，以提高人们的生活质量、工作效率和健康水平。
这门学科的研究成果在工业设计、建筑设计、室内设计、信息技术等领域都有广泛的应用。
《人体工程学》教案
《人体工程学》教案一、课程简介1. 课程目标：本节课旨在帮助学生了解人体工程学的基本概念、原理和方法，培养学生运用人体工程学知识解决实际问题的能力。
2. 课程内容：（1）人体工程学的基本概念（2）人体工程学的研究方法（3）人体工程学的应用领域二、教学重点与难点1. 教学重点：（1）人体工程学的基本概念及其内涵（2）人体工程学的研究方法及其应用2. 教学难点：（1）人体工程学在实际工程中的应用（2）人体工程学与相关学科的联系与区别三、教学准备1. 教材或教学资源2. 投影仪、PPT等教学设备3. 教学道具、模型等辅助教具四、教学过程1. 导入新课：通过展示人体工程学在现实生活中的应用案例，激发学生的兴趣，引出本节课的主题。
2. 教学内容与活动：（1）介绍人体工程学的基本概念，让学生理解人体工程学的定义、研究对象和目的。
（2）讲解人体工程学的研究方法，包括观察法、实验法、模拟法等，并展示相关实例。
（3）探讨人体工程学的应用领域，如工业设计、建筑规划、医疗保健等，结合实际案例进行分析。
3. 课堂互动：（1）提问环节：让学生分享对人体工程学的认识和理解。
（2）小组讨论：让学生探讨人体工程学在实际生活中的应用，并提出改进意见。
五、作业布置2. 结合自己的生活经验，举例说明人体工程学在实际生活中的应用，并分析其优势和不足。
六、教学评价1. 课后作业：检查学生对课堂所学内容的掌握程度。
2. 课堂表现：观察学生在课堂讨论、提问等环节的参与程度和表现。
3. 小组讨论：评估学生在团队合作中的表现，以及对人体工程学应用的理解和分析能力。
七、教学拓展1. 邀请相关领域的专家或企业代表进行讲座，让学生更深入地了解人体工程学的实际应用。
2. 组织学生参观相关企业或实验室，直观地感受人体工程学在实际工作中的应用。
八、教学反思1. 教师在整个教学过程中是否有效地引导学生了解和掌握人体工程学的基本概念、研究方法和应用领域。
2. 课堂互动环节是否充分，学生参与度如何。
人体工程学研究方法
(2) 生活用具及设施高度与身高的比例
生活用具及设施高度与身高的关系
4. 人体尺寸的差异
(1) 种族差异
越南：160.5cm 比利时：179.9cm (2) 世代差异
✓ 生长加速度 ✓ 欧洲：每10年，人的平均身高增长1-1.4cm
(3) 年龄差异 人体尺寸随年龄的增加而缩减 而体重、宽度、围长的尺寸随年龄的增加而增长 对工作空间的设计：尽量适合20-65岁的人 儿童尺寸：只要头部可钻过去，身体就可以过去 老年人尺寸：身高比年轻时低
12.大腿厚度
➢确定工作面与椅 子之间的净空距 离
13.膝盖高度
➢确定地面到书桌、 餐桌等地面距离
14. 膝腘高度
➢确定座椅面高度 的关键尺寸
15.臀部—膝腿部长度
➢确定座椅椅面的 长度
16.臀部—膝盖长度
➢确定椅背到膝盖 前方的障碍物之 间的距离
➢影剧院、礼堂的 固定排椅
17.臀部—足尖长度
肢体活动角度+肢体长度
人在工作中最常使用的是上肢， 动作在某一限定的范围内均呈弧形， 而形成包括左右水平面和上下垂直面 动作范围的肯定的领域，叫做人的作
c. 手脚的作业域 站立或坐姿时手脚所能到达的
范围。这个范围一般用最小值，以满 足多数人的使用。 手脚的水平作业域 手脚的垂直作业域
1.6 小腿长
324 338 344 369 396 403 419
300 313 319 344 370 376 390
立姿人体尺寸(mm)
年龄分组
百分 位数
测量项目
2.1 眼高
男（18-60岁）
1 5 10 50 90 95 99 1436 1474 1495 1568 1643 1664 1705
人体工程学方案分析
人体工程学方案分析一、引言人体工程学是一门研究人体与工作环境相互作用的学科，其目标是通过改善工作环境、工具、设备和系统的设计，以促进人体的健康、安全和效率。
在工程设计中，人体工程学方案的分析对于提高产品和系统的可用性、可靠性和易用性至关重要。
本文将对人体工程学方案进行详细分析，以便更好地理解其实质和应用。
二、人体工程学方案的基本原理人体工程学方案的基本原理是通过了解人体的生理和心理特征，以及工作环境的特点，来设计符合人体工程学要求的产品和系统。
其核心是“适合人”的原则，即要使产品和系统与人体的尺寸、力量、灵活性、感知和认知等特征相适应，以提高工作效率和人体的舒适度。
人体工程学方案的设计目标主要包括以下几个方面：1. 提高工作效率：通过合理设计产品和系统，以适应人体的工作能力和行为特征，从而提高工作效率和生产能力。
2. 保障人体健康和安全：通过合理设计产品和系统，减少人体在工作中受到的不良影响，保障人体的健康和安全。
3. 降低人为失误：通过合理设计产品和系统，减少人在工作中发生的失误和意外，提高工作安全性。
4. 提升产品的舒适性和易用性：通过合理设计产品和系统，使其更加符合人体的使用习惯和操作特征，提升产品的舒适性和易用性。
5. 保障产品和系统的可靠性和稳定性：通过合理设计产品和系统，保障其在使用过程中的可靠性和稳定性。
以上这些设计目标，都需要通过科学的人体工程学分析来实现。
接下来，我们将结合一个实际案例，详细分析人体工程学方案的实施过程和方法。
三、人体工程学案例分析假设我们要设计一款新型的智能办公桌，以适应现代办公环境的需求。
我们将从人体工程学的角度，对该产品进行分析和设计。
1. 人体特征分析首先，我们需要了解人体的生理和心理特征，以便为办公桌的设计提供依据。
我们需要考虑人体的坐姿、站姿、肌肉力量、眼睛的焦距、手的灵活性等特征，以确保办公桌的设计与人体特征相适应。
2. 工作环境特征分析其次，我们需要了解现代办公环境的特点，比如办公桌的空间大小、周围的光线和噪音情况、电源插座的位置等，以便为办公桌的设计提供依据。
人体工程学实验方法
试验设计的基本概念
被试 (随机组）
随机数：11339 19233 50911 14209 39594 68368 随机组：11 33 91 92 33 50 91 11 42 09 被试： A B C D E F ……
适
有
较
很
点
舒
舒
舒
适
适
适
Dij = ∑dij2
∑dij2 = ∑(Xi-Xj)2
Xi、Xj 在语义空间内的距离。
原形匹配实验
(特征和关系的结合形成对模式的解释）
特征匹配实验
B或13的混淆
How were subjects assigned
Randomly
Matched
Same
Randomly
subjects
Same subjects
How were subjects assigned
How were subjects assigned
Randomly
Matched Same
Randomly Matched
subjects
Same subjects
T-method (a)
T – method (b) or
B- method
F – method (A)
B- method or
F – method
Chi - square
B – method or
Chi - square
B – method or
Chi - square
人体工程学
2.
3. 方向 所谓方向是指人的“动向”，这种动 向受生理和心理两方面的制约。
30
人体工程学的重心完全放在“人” 的上面，而后根据人的体能结构、心理 形态和活动需要等综合因素，充分运用 科学的方法，通过合理的室内空间和设 施家具的设计，达到使人在室内的活动 高效、安全、舒适的目的。
31
作用表现在：
16
2. 工作系统中直接由人使用的机械部分如
何适应人的使用。这部分分三类：
显示器： 仪表、信号、显示屏。 操纵器： 各种机具的操纵部分， 杆、 钮、 盘、轮、踏板等。 机 具： 家具、设备等。
17
3. 环境控制，如何适应人的使用
普通环境：建筑与室内空间环境的照明、 温度、湿度控制等。 特殊环境：冶金、化工、采矿、航空、宇 宙和极地探险等行业，有时会 遇到极特殊的环境：高温、高 压、振动、噪声、辐射和污染 等。
1、为确定空间范围提供依据。 2、为家具设计提供依据。 3、为确定感觉器官的适应能 力提供依据。
32
1.2 人体工学与室内设计
一. 确定人和人际在室内活动所需空间的
主要依据（为确定空间范围提供依据） 根据人体工程学中的有关计测数据， 从人的尺度、动作域以及人际交往的空间 等，以确定空间范围。
33
为确定的空间范围提供依据
51
2. 人体尺度： 人体尺度是人体工程学研究的最基 本的数据之一。下图是我国成年男女中 等人体地区的人体各部分平均尺寸。
52
53
下图是人体的骨骼组成示意图
54
下表是我国具 有代表性的一 些地区成年男 女身体各部分 的平均尺寸
55
不同年龄、性别、地区和民族国家的 人体，具有不同的尺度差别，例如我国成年 男子平均身高为1670mm，美国为1740mm，独 联体为 1750mm，而日本则为 1600mm。
- 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)。
问卷和访谈的问卷按其对回答方式的限定分为：结构与非结构问 题。
结构问题对答案范围和回答方式都作了明确的规定，非结构问题 被测人可以根据对题目的理解自由答题。
你对╳╳公司的汽车设计风格有什么看法？
你认为╳╳公司的汽车设计风格属那种风格？ □ 豪华 □ 运动 □ 越野
任务分析
任务分析指对人按照系统规定，完成指定任务的 周期中的人的作业行为分析。
一份文件提出 update， Jenny看了以后按下“ capture‘键
求
将它 copy下来。
◎ Auto Focus(S/W,H/W)
４ 最后公司的Tina要求Jenny将手边的模型 present 一下，她因 为站得太久太累了，拉下靠墙的折叠椅，坐下（坐的高度 与原来站着的高度差不多），外面太吵，Tina多次要 Jenny提高音量，这么久口干舌燥，她就把挂在旁边的 Headphone拿下来戴起来。
Auto Focus，可以按ZOOM-IN或ZOOM-OUT键调好画面
然后send。
6 火车来了，她必须结束会议，于是她带着会议中capture后
◎Printer 的需求
copy的书面文件，在火车上可以再详细 review，她踩着匆
促的脚步上了火车，心里想着“影像电话”，还真是提升
了她的工作效率。
传统的研究方法（Traditional） • Market research; • Focus groups; • Surveys; • Questionnaires; • Interviews; • Experiments;
2 人体工程学的研究方法
人体工程学的研究主要采用或者沿用实验心理学方法、实 验生理学方法和心理生理学方法。
（1） 观察法与描述研究
眼见不一定为实。
观察是指在某一特定时间内或特定事件发生时，被观察者 自然表现的行为和言语。
观察的情景
观察法的困难
• 观察得到的结论一般是描述性的，很难评估事件之间的关系。 • 主观概念会严重干扰我们的观察，特别是我们的期待心理。
２ 还好，在火车站的大厅边设有「影像电话亭」，她走到里面从 ◎ PCMICA、SMART CARD
公文包拿出「影像电话卡」插入，先接通公司的Tina 后，
需求或收费卡Insert Slot
再由Tina call 外面广告公司一起进行「会议」。
◎ Multi-point conference需求
◎ 由公司的豪华型方可三方通
被操纵
A
被控制
C
B 被观察
• 吃没有营养价值的东西会降低学习成绩 • 学习最好的方法就是考试前死记硬背 • 长鼻子的人幽默 • 漂亮的人的成绩更好
实验法的意义
采用实验法进行科学研究的最大优势是，实验所表达的是 一种自变量与因变量之间的因果关系，而因果关系的系 统，可以清楚地描述、解释和预测各种现象，并且获得 支持或反对某一理论的事实证据。这是观察法和相关分 析法不能达到的。
实验的道德
3 以人为中心的设研究方法
以人为中心的研究方法的核心就是要通过研究了解人，并 使所了解的信息和知识运用到设计实践中去。
主要研究方法
问卷和访谈
问卷法（questionnaire）和访谈法（interview） 是通过书面或口头形式、以严格设计的心理测量 项目或问题，从被问对象那里获得信息的一种方 法。
科学地观察生活
（2） 相关分析法
相关是用于两个变量之间关系的一种统计测量度。 相关分析即采用统计方法分析两个变量之间的相关 性。
相关研究法的基本原则是：在尽可能自然状态下， 确定两个以上的变量之间的统计关系。
相关研究要尽可能地使所有变量保持其“自然状 态”，避免人为因素的干扰。
相关系数
相关系数的取值范围为[-1，1]，表示两个变量数列之间关系的方 向与强弱。
话
３ 首先由她发言提议，她一边发言一边将一叠A4文件放在「文件 ◎ A4(A3)文件框
框」上，当要开始说明文件后，她按下“camera remote” ◎ camera rotating 功能
键，镜头自动转向文件， Auto Focus后，她按“ send”， ◎ Auto Focus 功能
开始一张一张的翻开，并加以说明，这时广告公司对其中 ◎ Capture及copy功能键的需
…
创新性的研究方法（Adapted） • Design workshop; • Cognitive mapping; • Visual diary; Scale; • Mood board; • Storytelling
…
作业布置: 1 请选择一款功能性产品,介绍它的一个发展过程,并
给出独立的分析(为什么产生了这样的改变?原因何在?) 制作一个PPT,三个人为一个小组,下次课抽查
人机工程学的研究方法
• 科学的研究方法 • 人体工程学的研究方法 • 以人为中心的设计研究方法
1 科学的研究方法
试问任何一位科学家，什么是科学的方法，他会立刻显露 出一本正经而又眼神诡诈的表情。一本正经，是因为他觉 得应该有所交代；而延伸诡诈，是因为他正在盘算如何掩 盖无可奉告的事实。
若是遭到嘲笑和追问，他可能会吞吞吐吐地说上几句“归 纳”或者“自然法则”之类的话，但是如果有哪位科学家 声称他将凭借归纳来确立自然法则，人们就会怀疑他是不 是不想保住自己的饭碗了。
Storytelling
Storytelling利用人类利用语言表达的编故事、说故事 的基本能力，将设计者及产品开发有关人员带入产品 使用时的语言和视觉情境，从而达到理解用户的设计 研究方法。
情境描述
需求
1 Jenny是一家光学公司的设计人员，这天早上9:00左右，她在 火车站等火车，由于火车误点一小时，但是20分钟后，她 必须在会议上提出报告，会中她要的小模型也在她手上。
但相关分析法至少可以证明变量之间具有统计关系。这比 观察法更有说服力。
吸烟有害健康?
（3） 实验法
除了假设的提出者，没有一个人会相信假设；但是，除了 实验的操纵者，却每个人都相信实验。
——Beveride
什么是实验
实验法是科学研究中应用最广而且成效最大的方法。实验 法的基本原则是：在其他变量C被妥善控制的情况下，实验 者系统地改变某一变量A，然后观察A的系统变化对另一个 变量B的影响。变量A被称为自变量（实验变量），变量B 被称为因变量，变量C被称为控制变量。
◎ 输入方式（Hot Key） ◎ Headphone 的需求 ◎ 亭子内的环境设计，操作仿
真（椅子的设计？）
５ Jenny要present模型，她把模型放在“对象台”，按下
◎“Objective Focus”
“ object capture”， camera自动转向“对象台”，然后 ◎ Zoom-In /Out 操作键
r=1为完全正相关, r = -1为完全的负相关, r=0为无任何相关。
皮尔逊相关系数是广泛运用于人体工程学的统计方法。
头颅尺寸与人的记忆相关研究
皮尔逊相关系数是广泛运用于人体工程学的统计方法。
其中x、y分别为两个变量的实际测量值与其平均值之间 的差
相关和因果
相关只说明变量之间存在某种联系，不能充分说明变量之 间的因果关系 。
关键任务（key task）
关键任务通常是指系统的操作周期中，人的作业 流程具有明确起始点和结束点的一个流程段。
T1
T2
T3
T4
t
Workshop工作坊
工作坊是一个研讨机制，在集中的时间内，一组专家 或与问题有关的人员，交换创意、发表和演示某种技 术、技能等。工作坊强调交流，强调短时间、高强度 的研讨问题。
2 请运用Storytelling的方法,分析一款带有电视和投 影功能的手机设计. 要求:故事情节表
故事情节漫画
以上两个作业制作成一个PPT,三个人为一个小组,下次课 抽查
科学是以事实（factors）为依据的研究或知识体系。
科学发现真理（truth）以揭示事物发展的一般规律。
人体工程和设计都要研究人，要揭示人的特点和规律，因 此，科学的研究方法不仅对人体工程，对设计来说也是十 分重要的。
进一步事实
事实
验证
归纳
假设
演绎
理论
科学研究的一般过程
预测 解释 描述
科学研究的层次
…
适应性的研究方法（Adapted） • Participate observation; • Culture inventory; • Artifact analysis; • Thinkaloud protocol; • Cognitive walkthrough; • Task Analysis;