人因工程学复习1

１人因工程学就是按照人的特性设计和改进人一机一环境系统的科学。

２人一机一环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统，也可以简称为人一机系统

３人因工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。其标志是使处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活。

４研究内容:(1)研究人的生理与心理特性(2)研究人机系统总体设计(3)研究人机界面设计(4)研究工作场所设计和改善(5)研究工作环境及其改善(6)研究作业方法及其改善(7)研究系统的安全性和可靠性(8)研究组织与管理的效率

５主要研究方法:（一）调查法（1）访谈法。（2）考察法（3）问卷法（二）观测法（三）实验法（四）心理测量法（五）心理测验法(六)图示模型法（七）计算机数值仿真法６心理测验法是以心理学中有关个体差异特理论为基础，将操作者个体在某种心理测验中的成绩与常模作比较，用以分析被试心理素质点。能力、智力和个性。

测验必须满足以下两个条件:一，必须建立常模。常模是某个标准化的样本在测验上的平均得分。二，测验必须具备一定的信度和效度，即准确而可靠地反映所测验的心理特性。7微气候是指生产、生活过程中现场所处的局部环境中的气候状况，包括下列4个最重要的参数：空气气温空气湿度气流速度（风速）热辐射条件

8相对湿度:某气温、压力条件下空气的水汽压强与相同温度、压力条件下饱和水汽压强的百分比。

9人体单位时间向外散发的热量，取决于人体外表面与周围环境的四种热交换方式，即辐射热交换、对流热交换、蒸发热交换和传导热交换。

人体的热平衡方程为

Qs ＝Qm －W ±Qc ±Qr －Qe ±Qk （3-3）

式中，Qs-人体的热积蓄或热债变化率（J/m2 ?h）；Qm-人体的新陈代谢产热率（J/m2 ? h）；W -人体为维持生理活动及肌肉活动所做的功（J/m2 ?h）；Qc-为人体外表面与周围环境的对流换热率（J/m2 ? h）；Qr-人体外表面向周围环境的传导换热率（J/m2 ? h）；Qk-人体外表面向周围环境的辐射热传递率（J/m2 ? h）；Qe-人体汗液蒸发和呼出水蒸气的蒸发热传递率（J/m2 ? h）；“＋”表示人体得热，“－”表示人体散热。

10所谓舒适温度是指某一温度范围而言。生理学上常用的规定是：人坐着休息，穿着薄衣服，无强迫热对流，未经热习服的人所感到的舒适温度。

11有效温度是指根据人体在微气候环境下，具有同等主诉温热感觉的最低气流速度和气温的等效温标。它是根据人的主诉温度感受所制订的经验性温度指标。

12人体对微气候环境的主观感觉，除与上述环境条件有关外还与人体的作业种类、作业荷及着装等因素有关。

13一般将热源散热量大于84kJ/（m2·h）的环境叫高温作业环境。高温作业环境有三种基本类型：一是高温、强热辐射作业，其特点为气温高，热辐射强度大，相对湿度较低；二是高温、高湿作业，其特点为气温高、湿度大，如果通风不良就会形成湿热环境；三是夏季露天作业，如农民劳动、建筑等露天作业。

14热应激效应在高温作业环境条件下，人体通过呼吸、出汗及体表血管的扩张向外散热，当人体产热量大于散热量时，产生热积累，呼吸和心跳加快，皮肤表面血管的血流量激烈增加，有时可达正常值7倍之多，以实现体温调节，这种现象称为热应激效应。

15高温作业环境对人的生理影响（1）对消化系统具有抑制作用。（2）对中枢神经系统具有抑制作用。（3）导致水分和盐分大量丧失（4）高温及噪声联合作用损伤人的听力

16人体在低于皮温的环境下，皮肤血管收缩，体表温度降低，使其辐射和对流散热达到最小程度。当外界温度进一步下降，肌肉会因寒冷而剧烈收缩抖动，以增加产热量维持体

温恒定的现象，称为冷应激效应。

17在低温作业环境下人体会经历低温适应初期和不能适应低温环境的两个阶段：

18高温作业环境的改善应从生产工艺和技术、保健措施、生产组织措施等方面加以改善。

（一）生产工艺和技术措施（1）合理设计生产工艺过程。（2）屏蔽热源（3）降低温度。

（4）增加气流速度（二）保健措施（1）合理供给饮料和补充营养。（2）合理使用劳保用品（3）进行职工适应性检查（三）生产组织措施（1）减小作业速度或增加休息次数，以此来减少人体产热量（2）合理安排休息场所（3）职业适应。

19低温作业环境的改善（1）做好采暖和保暖工作（2）提高作业负荷（4）采用热辐射取暖。20光的度量:(1) 光通量：单位：流明（lm）(2) 发光强度：光源发出并包含在给定方向上单位立体角内的光通量。单位是：cd坎德拉（3）亮度：发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影面积之比。（4）照度：被照面单位面积上所接受的光通量。增加或减少点光源的光强度、改变受照物体与光源的距离、调整光源与受照体之间的夹角，均是改善受照物体表面照度的有效途径。

21明适应：人由暗环境转入明亮的环境，刚开始人眼不能辨别物体，经过几十秒才能看清。

这一过程称为明适应。暗适应：人由明亮的环境转入暗环境时，视觉逐步适应黑暗环境的过程称为暗适应。

22视度：物体具有一定的亮度，才能在视网膜上成像，引起视觉感觉。这种视觉感觉的清楚程度称为视度。（1）适当的亮度（2）物体的尺寸（3）物体和背景的亮度对比

23照明方式1）一般照明：是指不考虑特殊的局部需要为照亮整个被照面积而设置的照明适用场所：于对光线投射方向没有特殊要求，工作点较密集或者作业时工作点不固定的场所。2）局部照明：是指增加某一指定地点的照度而设置的照明3）综合照明：是指由一般照明和局部照明共同构成的照明4）特殊照明：是指应用于特殊用途，有特殊效果的各种照明

24防止和控制出现眩光的措施主要有：(1)限制光源亮度。(2)合理分布光源。(3)光线转为散射(4)对于反射眩光，通过变换光源的位置或工作面的位置，使反射光不处于视线内(5)适当提高环境亮度，减少亮度对比

25照明环境的综合评价:光环境指数综合评价法。

２６颜色可分为无彩色和有彩色。

２７无彩色指的是黑色、白色和深浅变化不同的灰色所组成的黑白系列中没有纯度的各种色彩。无彩色只有明度没有纯度

２８有彩色（色彩）三要素：色调(Hue)、明度(Value) 、纯度(Chroma)。

２９颜色对人心理的影响温度感轻重感硬度感胀缩感远近感情绪感

３０色彩的远近感是指在相同的背景下进行配置时，某些色彩感觉比实际所处的距离显得近，而另一些色彩又感觉比实际所处的距离显得远，也就是前进或后退的距离感。这主要与色彩的色相、明度和纯度三要素有关

３１车间、工作场所色彩调节中的安全色的施色必须做到：（1）标识出直接的危险物；（2）标识出可用于应急措施的对象；（3）标识出安全救助设施；（4）标识出可能出现危险的区域或可能受害的对象；（5）标识出必须禁止操作或必须提醒注意的操作。

３２车间、厂房色彩调节中的环境色应满足以下要求：（1）应使环境色形成的反射光配合采光照明形成足够的明视性。（2）应像避免直接眩光一样，尽量避免施色涂层形成的高光对视觉的刺激。（3）应形成适合作业的中高明度的环境色背景。（4）应避免配色的对比度过强或过弱，保证适当的对比度。（5）应避免大面积纯度过高的环境色，以防视觉受到过度刺激而过早产生视觉疲劳。（6）应避免如视觉残像之类的虚幻形象出现，确保生产安全。３３声压:声波在空气传播过程中，引起空气质点振动导致空气压强变化叫声压。

声压是表示声音强弱的物理量，用P表示，单位是帕（Pa）。

声压级通常用对数值来度量声压，称为声压级。单位：分贝

３４环境中起干扰作用的声音，人们感到吵闹的声音或不需要的声音，称为噪声

一、噪声及其来源(1)工业噪声工业噪声主要包括空气动力噪声、机械噪声和电磁噪

声(2)交通噪声交通噪声主要指的是机动车辆、火车、飞机和船舶噪声。

(3)建筑施工噪声建筑施工噪声声音强度很高又属于露天作业，因此污染也十分严

重(4)社会噪声社会噪声主要指社会活动和家庭生活所引起的噪声

３５噪声控制（1）声源控制降低机械噪声: （选择发声小的材料改变机械传动方式改进设备机械结构）降低空气动力性噪声:降低气流速度、涡流等（2）控制噪声的传播（3）操作者的听力保护

３６振动的控制与防护（1）减少和消除振源。1）隔离振源2）改进生产工艺3)增加设备的阻尼4）采取不良影响5)采用钢丝弹簧类、橡胶类、软木类、毡板、空气弹簧和油压减振器等多种形式的减振器6)降低设备减振系统的共振频率。

（2）个体防护。使用防振手套（3）限制接触振动时间

３７人体活动的基本特征有三个：力量、耐力和能力代谢。

３８体力工作负荷是指人体单位时间内承受的体力工作量的大小。可以从生理变化、生化变化、主观感觉等三个方面测定人体工作负荷水平

３９降低疲劳的途径（一）改善工作条件1.合理设计工作环境2.改进设备和工具3. 改进工作方法（1）采用合适的工作姿势（2）采用经济作业速度（3）选择最佳的作业方法（二）合理确定休息时间和休息方式（三）改进生产组织与劳动制度1.休息日制度2.轮班制度４０（一）基本姿势立姿指被测者挺胸直立，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，膝部自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45°夹角，体重均匀分布于两足。

坐姿指被测者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，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。

（二）测量基准面人体测量的基准面是由三个互为垂直的轴来决定的。

1.矢状面通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面都称为矢状面。

正中矢状面在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状面。2.冠状面通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后两部分3.水平面与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两部分。4.眼耳平面由颅骨两侧的外耳门上缘点和左侧眶下缘点所组成的一个平面。又称法兰克福平面

４１(一)人体测量数据的运用准则（1）最大最小准则：最大：门高；最小：操纵力（2）可调性准则：如汽车座椅（3）平均性准则：门拉手、锤子和刀具的手柄；肘部平放高度选用50百分位是合理的（4）使用最新人体数据准则（5）地域性准则（6）功能修正与最小心理空间相结合准则最小功能尺寸X min=Xα＋Δf Xα为第a百分位人体尺寸数据，Δf 为功能修正量最佳功能尺寸X opm =Xα＋Δf ＋ΔpΔp为心理修正量（7）姿势与身材相关联准则如坐姿和蹲姿的宽度要比立姿大。（8）合理选择百分位和适用度准则

４２作业空间设计的有关概念1.作业空间人、机器设备、工装以及被加工物所占的空间称为作业空间。（1）近身作业空间：作业者为完成作业所及的空间范围.作业范围、作业活动空间、安全防护空间距离。（2）个体作业场所：包括相关设备所需的场地。（3）总体作业空间：多个相互联系的作业场所布置在一起构成总体作业空间

４３视觉运动规律（1）眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳；一般先看到水平方向的物体，后看到垂直方向的物体。因此，很多仪表外形设计成横向长方形。

（2）视线的变化习惯于从左到右，从上到下和顺时针方向运动。所以仪表刻度方向设计应遵循这一规律。（3）人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多，因而水平式仪表的误读率（28％）比垂直式仪表的误读率（35％）低。（4）当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限、左下限、而右下限最差。视区内仪表的布置应考虑这一点。（5）两眼的运动是协调的、同步的。在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在一般操作中，不可能一只眼睛视物而另一只眼睛不视物。因而通常都以双眼视野为设计依据。

４４坐姿是指身躯伸直或稍向前倾角为100～150，上腿平放，下腿一般垂直地面或稍向前倾斜着地，身体处于舒适状态的体位。坐姿作业具有以下特点：不易疲劳，持续工作时间长；身体稳定性好，操作精度高；手脚可以并用作业；脚蹬范围广，能正确操作。

４５立姿通常是指人站立时上体前屈角小于300时所保持的姿势（1）立姿作业的优点

可活动的空间增大；需经常改变体位的作业，立位比频繁起坐消耗能量少；手的力量增大，即人体能输出较大的操作力；减少作业空间，在没有坐位余地的场所，以及显示器、控制器配置在墙壁上的情况，立姿更好。（2）立姿作业的缺点不易进行精确和细致的作业；不易转换操作；立姿时肌肉要做出更大的功来支持体重，容易引起疲劳；长期站立容易引起下肢静脉曲张等

４６系统----系统是由相互作用、相互依存的要素（部分）组成的、具有特定功能的有机整体。

人机系统的组成----是由相互作用、相互依存的人、机、环境三个子系统构成的，且能完成特定目标的一个整体系统人机系统基本模式由下列子系统组成：人的子系统、机器的子系统环境子系统人机界面

４７人机系统的类型1.按有无反馈控制分类（1）闭环人机系统（2）开环人机系统

2.按系统自动化程度分类（1）人工操作系统：（2）半自动化系统：（3）自动化系统：

3.按人机结合方式分类（1）人机串联（2）人机并联（3）人机串、并联混合

４８人机界面：在人机系统中，存在着一个人与机相互作用的“面”，所有的人机信息交流都发生在这个面上，称为人机界面

４９把感受器、中枢神经系统和运动器作为人的三要素，把机械的显示器、机体、控制器作为机械的三要素

５０人机界面设计主要是指显示器、控制器以及他们之间的关系设计，应使人机界面符合人机信息交流的规律和特性。人机界面设计依据始终是系统中的人包括：显示器设计控制器设计控制-显示组合设计累计损伤疾病与工具的设计

５１信号装置的作用：一是指示性的，即引起操作者的注意，如：警车和救护车的信号灯；二是显示工作状态，如飞机着陆的时候地面的信号灯。

５２利用示警信号（声音）来传达信息。特点：可快速有效的传递简单和短促的信息，反应快、方向不受限制。分类：音响及报警装置和言语显示装置

５３控制器是人用以将信息传递给机器，或运用人的力量来开动机器，使之执行控制功能，实现调整、改变机器运行状态的装置。

54如何选择百分位和适用度？1）凡间距类设计，一般取较高百分位数据，常取第95百分位的人体数据。2）凡净空高度类设计，一般取高百分位数据，常取第99百分位的人体数据。3）凡属于可及距离类设计，一般应使用低百分位数据，如涉及到伸手够物距离等。

4）座面高度类设计，一般应使用低百分位数据，常取第5百分位的人体数据。如果座面太高，会使大腿受压使人感到不舒服。5）隔断类设计，如果设计目的是为了保证隔断后面人的秘密性，应使用高百分位（第95或者更高）数据；如果设计目的是为了监视隔断后的情况，则应使用低百分位（第5或者更低百分位）数据。6）公共场所工作台面高度类设计，如果没有特别的作业要求，一般以肘部高度数据为依据，取第5百分位数据