人体工程学

人体工程学人机工程学的定义国际人机工程学会（International Ergonomics Association）：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、生活中和休假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。

中国企业管理百科全书》将人机工程学定义为：研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器与环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。

综上所述可以认为：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。

1）人—机—环境的具体含义人——指操作者或使用者机——泛指人操作或使用的物，可以是机器。

也可以是用具、工具或设施、设备等；环境——是指人、机所处的周围环境，如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等；人—机—环境系统——是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统，简称人—机—环境系统。

人体工程学的发展的三个阶段：第一阶段：人适应机器。

在第一次世界大战期间，英国成立了工业疲劳研究所，但人体工程学的研究还不是很普遍。

这个阶段主要研究者大多数是心理学家，研究也主要集中在从心理学角度，选择和培训操作者，使人能很好的适应机器。

第二阶段：机器适应人。

二战期间，由于战争的需要，军事工业得到了飞速发展，武器装备变得空前庞大和复杂。

由于设计不当和缺乏训练，无法使人适应不断发展的新武器的性能要求，导致了较多意外事故的发生，这使人们意识到“人的因素”的重要性，意识到只有工程技术知识是不够的，还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物力学等学科方面的知识。

于是人机关系的研究进入了一个新的阶段，即从“人适机”转入“机宜人”的阶段，科学人体工程学应运而生。

第三阶段：人—机—环境相互协调。

20世纪60年代以后，随着人体工程学涉及的领域不断扩大，其研究的内容也和现代社会紧密相连，仅停留在“人—机器”之间的研究已远远不能满足社会的需要。

环境、能源问题已是人们不容回避的现实，于是人体工程学也进入一个新的发展阶段。

“人—机—环境”成为这个阶段的主要研究内容，他涉及的领域相当广泛，目的是使“人—机—环境”能够更好的协调发展。

现代发展特点：1、现代人体工程学着眼于机械装备的设计，使机器的操作不越出人类能力界限之外，不同于传统人体工程学研究中着眼于选择和训练特定的人，使之适应工作要求。

2、力求使实验心理学、生理学、功能解剖学等学科的专家与物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切合作，达到“人—机—环境”的相互协调。

一、人体工程的研究内容（大体分为三个方面）1. 工作系统中的人人体尺寸；信息的感受和处理能力；运动的能力；学习的能力；生理及心理需求；对物理环境的感受性；对社会环境的感受性；知觉与感觉的能力；个人之差；环境对人体能的影响；人的长期、短期能力的限度及愉适点；人的反射及反应形态；人的习惯与差异( 民族、性别)；错误形成的研究。

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。

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。

二、人体工程学的研究方法：1、自然观察法。

自然观察法是研究者通过观察和记录自然情况下发生的现象来认识研究对象的一种方法。

2、实测法。

这是一种借助于实验仪器进行测量的方法，也是一种比较普遍使用的方法。

3、调查研究法。

利用简单的口头访问、问卷调查、精细评分以及心理和生理分析判断与间接意见、档案和建议分析等。

4、实验法。

实验法是当实测法受到限制时所选择的试验方法。

5、分析法。

分析法是对人机系统已取得的资料和数据进行系统分析的一种方法。

三、在进行人体工程学研究室要遵循以下原则1、物理原则：如杠杆原理、惯性定律、重心原理，在人体工程学中也适用。

2、生理、心理兼顾原则：人体工程学必须了解人的生理结构，还要了解心理因素。

3、考虑环境的原则：人—机关系并不是单独存在的，它存在于具体的环境中，单独研究人、机械、环境的同时，还要把他们综合起来研究。

四、人体工程学与环境艺术设计的关系1、为确定空间场所范围确定依据影响场所空间大小、形状的因素相当多，但是，最主要的因素还是人的活动范围以及设施的数量和尺寸。

因此，在确定场所空间范围时，必须搞清楚使用这个场所空间的人数，每个人需要多大的活动面积，空间内有那些设施和设备需要要占用多少面积等等。

2、为设计家具、设施等提供依据家具、设施的主要功能是使用，因此，无论是人体家具还是储存家具都要满足使用要求。

属于人体家具的椅、床等，要让人坐着舒适，书写方便，睡的香甜，安全可靠，减少疲劳。

属于储存家具的柜、橱、架等，要有适合储存各种衣物的空间，并且便于人们存取。

为了满足上述要求，设计家具、设施时必须以人体工程学作为指导，使家具、设施符合人体的基本尺寸和从事各种活动需要的尺寸。

3、为确定感觉器官的适应能力提供依据人的感觉器官在什么情况下能够感觉到刺激物，什么样的刺激物是可以接受的，什么样的刺激物是不能接受的，这是人体工程学需要研究的另一个课题。

人的感觉能力是有差别的，从这一事实出发，人体工程学既要研究一般的规律，又要研究不同年龄、不同性别的人的感觉能力的差异。

以视觉为例，人体工程学要研究人的视野范围（包括静视野和动视野）、视觉适应及视错觉等生理现象。

心理最佳温度：主观感觉上最舒适的温度21℃±30 ℃噪声环境：小于65分贝第2章人体感知特性一、感觉的基本特性1.适宜刺激：感官最敏感的刺激形式2 .感觉阈限1）感觉阈下限：引起感觉的最小刺激量2）感觉阈上限：能产生正常感觉的最大刺激量3）差别感觉阈限：刚刚能引起差别感觉的刺激最小差别量。

中等刺激下，其中：为引起差别感觉的刺激增量。

I为最初刺激强度3.适应：在刺激不变的情况下，感觉会逐渐减少以致消失的现象。

4.相互作用：在一定的条件下，各种感觉器官对其适宜刺激的感受能力都将受到其他刺激的干扰影响而降低，由此使感受性发生变化的现象。

5.对比：同一感受器官接受两种完全不同但属于同一类的刺激物的作用，而使感受性发生变化的现象。

6.余觉：刺激取消后，感觉可存在一极短时间的现象。

二、知觉的基本特征感觉：感觉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。

知觉：知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。

在生活和生产活动中，人都是以知觉的形式直接反映事物，在心理学中就把感觉和知觉统称为“感知觉”。

1.整体性：在知觉时，把由许多部分或多种属性组成的对象看作具有一定结构的统一整体的特性。

影响知觉整体性的因素：接近/相似/封闭/连续/美的形态。

2.选择性：在知觉时，把某些对象从背景中优先的区分出来，并予以清晰反映的特性。

3.理解性：在知觉时，用以往所获得的知识经验来理解当前的知觉对象的特征（语言的指导性）。

4.恒常性：知觉的条件在一定范围内发生变化，而知觉的印象却保持相对不变的特性。

（大小/形状）5.错觉：对外界事物不正确的知觉。

三、注意与记忆的特征1.注意的模型人对信息处理过程的一般模式为：刺激感知选择判断决策执行“注意”就相当于该模式中的“选择”。

2 .注意的特点无意注意－不需作意志努力的注意有意注意－有预定目的的注意3. 记忆的过程记忆可具有划分为识记、保持、再认、再现等阶段。

4. 记忆的种类有意记忆和无意记忆机械记忆和意义记忆瞬时记忆、短时记忆、长时记忆形象记忆、听觉记忆、动作记忆四、想象与思维的特征1.想象想象是利用原有的形象在人脑中形成新形象的过程2.思维过程思维的基本过程是分析、综合、比较、抽象和概括3. 人在思维过程中表现出来的不同特点，如敏捷性、灵活性、深刻性、独创性和批判性等称为思维品质。

思维的基本特征：思维的间接性思维的概括性思维的与语言的不可分性思维种类：发散思维和集中思维第一节人体测量学知识人体测量的目的：在进行人体工程学研究时，为了便于进行科学的定性定量分析，首先就要获得有关人体的心理特征和生理特征的数据。

简单讲就是为研究者和设计者提供依据。

人体测量的内容：1.形态测量以检查人体形态的方式进行测量，主要内容有长度尺寸、体型、体积、表面积等。

2.运动测量在人体静态形体测量的基础上，测定人体关节的活动范围和肢体的活动空间，如：动作范围、动作过程、形体变化等。

3.生理测量测量人体主要生理指标，如疲劳测定、触觉测定、出力范围大小测定等。

尺寸的分类：人体尺寸的测量可分为两类，即构造尺寸和功能尺寸。

〈一〉构造尺寸：是指静态的人体尺寸，它是人体处于固定的标准状态下测量的。

可以测量许多不同的标准状态和不同部位。

如手臂长度、腿长度、座高等。

它对与人体直接关系密切的物体有较大关系，如家具、服装和手动工具等。

主要为人体各种装具设备提供数据。

〈二〉功能尺寸：是指动态的人体尺寸，是人在进行某种功能活动时肢体所能达到的空间范围，它是动态的人体状态下测得。

是由关节的活动、转动所产生的角度与肢体的长度协调产生的范围尺寸，它对于解决许多带有空间范围、位置的问题很有用。

在使用功能尺寸时强调的是在完成人体的活动时，人体各个部分是不可分的，不是独立工作的，而是协调动作。

例如手所能达到的限度并不是手臂尺寸的唯一结果，它部分的也受到肩的运动和躯体的旋转、背的弯曲等的影响。

而功能是由手来完成的。

再如人所能通过的最小通道并不等于肩宽，因为人在向前运动中必须依赖肢体的运动。

如图1是常用功能尺寸。

在室内设计中最有用的是十项人体构造上的尺寸，它们是：身高、体重、坐高、臀部至膝盖长度、臀部的宽度、膝盖高度、膝弯高度、大腿厚度、臀部至膝弯长度、肘间宽度。

如图2人体尺寸的差异一〉种族差异和地区差异〈二〉世代差异三〉年龄的差异 四〉性别差异此外还有许多其他的差异：象地域性的差异，如寒冷地区的人平均身高均高于热带地区，平原地区的平均身高高于山区。

再有职业差异，篮球运动员与普通人；社会的发达程度也是一种重要的差别，发达程度高，营养好，平均身高就高。

了解了这些差异，在设计中就应充分注意它对设计中的各种问题的影响及影响的程度，并且要注意手中数据的特点，在设计中加以修正，不可盲目的采用未经细致分析的数据。