第一篇：基于人機工程學的公交車拉手設計

2013年

11月

圖 學 學 報

November 2013 第34卷 第6期

JOURNAL OF GRAPHICS

Vol.34 No.6

基于人機工程學的公交車拉手設計

呂中意，瞿 姚

（成都理工大學工程技術學院，四川 樂山 614000）

摘要：應用人機工程學原理和人體測量尺寸數據展開對公交車拉手的深入設計。在分析現(xiàn)有產品和設計存在問題的基礎上，提出拉手改良設計原理，緩解車輛運行中的慣性帶來的眩暈和安全隱患，并充分考慮不同身高人群的使用和廣告效益，從手柄、連接結構、廣告放置、限位卡及各個部件的材質、色彩等方面，結合手的解剖學特征和立姿靜動態(tài)尺寸，對拉手進行了改進和完善，為提高該類產品的使用舒適度和改善乘車環(huán)境提供新的思路。

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鍵

詞：工業(yè)設計；公交車拉手；人機工程學；改良設計 中圖分類號：TB 472 文獻標識碼：A

文 章 編 號：2095-302X(2013)06-0001-11

Buses Handle Design Based on Ergonomics Analysis

Lyu Zhongyi, Qu Yao(The Engineering & Technical College of Chengdu University of Technology, Leshan Sichuan 614000, China)

Abstract: The design of bus handle was expanded on application of ergonomics principle and human body measurement data.Based on the problems analysis of existing products and design, the writer put forward the improved principle to alleviate dizziness and hidden danger produced by inertia during the vehicle running.Considering the actual situation that different passengers have different heights and advertising effectiveness, combined with the anatomical characteristics of hand and the standing static and dynamic size, it was set out from the aspects of loop, connecting structure, advertising placement, limiting part, material and color of every component.The whole design provided new ideas in improving the use comfort of bus handle and riding environment.Key words: industrial design;bus handle;ergonomic;improvement design

隨著私家車擁有率的增高，我國城市交通發(fā)展面臨的交通擁堵、環(huán)境污染、交通安全以及能源消耗等壓力日益嚴峻，大力提倡公共交通出行是緩解這些問題的方法之一。公共交通雖價格低廉，但在乘坐舒適度上普遍低于私家車。提高公共交通的舒適度，提升其市場競爭力，是促進“綠色出行、節(jié)能減排”的一個有效手段。

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收稿日期：2013-01-25；定稿日期：2013-03-05 作者簡介：呂中意（1984-），女，湖南婁底人，講師，碩士，主要研究方向為工業(yè)設計的教學與研究。E-mail：240650065@qq.com

“人的因素”在設計中是不能忽視的一個重

要條件[1]。在公交車拉手的設計中運用人機學原理，結合手的解剖學特點和立姿生理學等科學知識，使人—機—環(huán)境系統(tǒng)相協(xié)調，為乘客創(chuàng)造安全、舒適的乘車環(huán)境。作者從手柄、連接結構、廣告位置、限位卡等造型、布局、材料問題出發(fā)，在分析現(xiàn)有產品問題的基礎上，提出公交車拉手 ? 的改良設計方案。需要解決的問題

我國公交車上的拉手存在兩個問題影響了使用的舒適性。第一是拉手一般由吊環(huán)織帶連接限位卡和拉環(huán)，單個垂直懸掛于橫桿上，拉手易隨著車身的晃動任意搖晃。當交通工具在運動時產生顛簸、搖擺等任何形式的加速運動時，可致使乘客兩側耳石器對外力的作用發(fā)生不平衡反應，易導致眩暈[2]。第二，拉手固定長度，地面至拉環(huán)高度以成年女性的第50百分位雙手功能上舉高為懸掛高度，為1.85米左右，不方便身材相對矮小的乘客使用。

目前，部分同類產品設計專利考慮到了以上問題，但存在如下缺陷：（1）只考慮到了如何減少汽車顛簸和行駛慣性帶來的危害，或者不同身高人群使用的問題，沒有一個綜合解決這兩個問題的方案；（2）手抓握處截面常設計為方形或三角形，部分考慮了手指形狀，但仍為簡單的波浪形狀，如圖

1、圖2所示，長時間抓握這類形狀的手柄，會帶來手部不適，影響乘車舒適度；（3）沒有考慮拉手放置廣告的問題，忽略了經濟效益。

圖1 常規(guī)拉環(huán)造型

圖2 常規(guī)拉環(huán)截面

基于人體靜動態(tài)尺寸，結合實地測量與乘客調查數據，設計一種改進性公交車拉手，解決現(xiàn)有產品中的兩個問題，并避免現(xiàn)存專利中的3個缺陷。人機關系分析

人機關系研究“人一機一環(huán)境”系統(tǒng)中人、機、環(huán)境三大要素之間的關系。設計的主導應以人為中心，設計的產品要適合人的生理，心理因素，設計應著重研究“物”與“人”之間的協(xié)調關系。人體尺寸主要決定人機系統(tǒng)是否方便、舒適、宜人，人體尺度參數是為產品設計中考慮“人的因素”提供的，研究時應用人體測量學、人體力學、生理學、心理學等學科的研究方法，來對人體結構特征和肌能特征進行研究，提供人體各

部分的尺寸、體重、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時相互關系和可及范圍等人體結構特征參數；提供人體各部分的發(fā)力范圍、活動范圍、動作速度、頻率、重心變化以及動作時慣性等動態(tài)參數。在設計時應全面考慮“人的因素”提供的人體結構尺度、人體生理尺度和心理尺度等數據，并將這些數據有效地運用到設計中去，從而設計出適合人使用的產品[3]。2.1 設計原理

圖3為本設計原理示意圖，左圖為數據依據，右圖為側視示意圖，左右兩個手拉環(huán)，通過無彈性的吊帶與限位卡連接，限位卡將其呈三角形固定在公家車橫桿上，手拉環(huán)下端為兩個近圓桿連接，可自由轉動，當車輛行駛過程中因慣性導致乘客前后搖晃時，三角形的結構可以起到一定的穩(wěn)定作用，不論朝哪個方向搖晃，相反方向的吊帶均可在一定程度上限制搖晃的距離，同時自由轉動的連接結構可以有效防止拉手因強制性扭曲而過早斷裂。當身高較高的乘客使用時，可將兩個拉環(huán)卡合而為一，手拉環(huán)高度上升100mm，較矮乘客按下卡合鍵，拉環(huán)即松開，高度下降100mm，起到調節(jié)拉手高度的作用，有效減輕乘客長時間舉起手臂用力抓握造成的疲勞。

公交車橫桿限位卡300限位卡吊帶手拉環(huán)上升105501手拉環(huán)手拉環(huán)150 001

圖3 設計原理示意圖（單位：mm）

2.2 主要人體尺寸

本產品設計主要考慮成年人立姿雙手功能上舉高、手掌抓握靜動態(tài)尺寸。立姿雙手功能上舉高及手掌寬度尺寸見表1[4]。

表1 立姿雙手功能上舉高及手掌寬度

男（18-60歲）女（18-55歲）P5

P50

P95

P5

P50

P95

立姿雙手功能上舉高 1869 2003 2138 1741 1860 1976 手寬

立姿手功能高度可以確定拉桿和拉手的最佳高度范圍，由于涉及到用力抓握，高百分位數據不適用于小個子乘客，因此，在拉手高度、限位卡卡合位置高度上參考大尺寸設計原則，即只需要一個人體尺寸百分位數作為尺寸上限值的依據，采用第5百分位女性立姿雙手功能上舉高作為高度上限參考依據，結合高度調節(jié)功能，滿足更多人群的舒適使用。

手掌厚度指手掌平伸展開，拇指伸出后，掌心至掌背間的垂直尺寸。在樣本容量為500，年齡為18歲以上，男女比例為53.4:46.6的一次隨機測量中，得到成年人手掌厚度尺寸見表2[5]。表2 手掌厚度

P5 P50

P95 手掌厚度 23.3 25.8 30.5

手拉環(huán)的抓握需將手掌伸入環(huán)中，在環(huán)的尺寸上參考小尺寸設計原則，即只需要一個人體尺寸百分位數作為尺寸下限值的依據，采用第95百分位男性手掌寬度和第95百分位手掌厚度數據作為下限值，并考慮冬季戴手套時的余量。

手的抓握動作可以分為著力抓握和精確抓握。著力抓握時，抓握的軸線與小臂基本垂直，稍屈的手指與手掌形成夾握，拇指施力。臂部長時間上舉抓握，會使肩、臂、手部肌肉承受靜負荷，導致疲勞[6]。因此，拉手的高度應避免手臂長時間呈180°拉伸，并考慮最佳截面，減少手掌壓應力。手拉環(huán)改進設計

本設計中，手拉環(huán)主要包括兩個部分：手柄與廣告放置位置。手柄的結構是否巧妙是解決拉手能自由上下升降的關鍵，主要考慮的問題有：

1）手掌放入的空間大小； 2）長時間承受拉力；

3）連接部件能有效卡合兩個拉環(huán)并實現(xiàn)自由轉動。

第（3）點是手柄結構設計的核心問題。廣告放置主要考慮的問題有：（1）該部件與其它部件的裝配；（2）左右兩側拉手卡合；（3）拉手高度要求上升時如何快速卡合和松開。手拉環(huán)改進設計方案效果如圖4所示。

圖4 拉手整體效果圖

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圖5 拉手整體尺寸（單位：mm）

3.1 手柄

對于著力抓握，手掌與手柄接觸面積越大，壓應力越小，以圓截面或近圓截面手柄為佳。手柄直徑太大會減小握力，直徑太小會導致疲勞，取30mm~40mm為宜[6]。依據上文中手掌相關尺寸，我國第95百分位的成年男性手掌寬度為89mm，考慮余量，手握處內寬設置為100mm，內高為33mm，便于快速準確抓握，具體尺寸如圖5所示。

為保證車輛前后晃動乘客用力握緊手柄時，手柄不會因為過大的扭力而斷裂，手拉環(huán)左右兩部分可自由轉動，并增加10mm*10mm的強化受力部分，如圖

6、圖7所示。手柄連接部件一中部伸出圓柱形部位，卡合入連接部件二的相應位置，卡合示意圖如圖8所示。

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圖6 手柄連接部件一（單位：mm）

140R5515?51051030205?108015

圖7 手柄連接部件二（單位：mm）

廣告位置旋轉打開狀態(tài)連接部件一連接部件二

圖8 連接部件卡合示意圖

3.2 廣告位置

公交車拉手廣告是一種新形式的廣告媒體，每臺公交車內一般有16-20個拉手，車內空間封閉，乘客難以回避廣告畫面，受眾多為主動接觸，可以有效達成廣告的立體覆蓋和強化受眾對品牌的記憶。此外，拉手廣告成本低，受眾廣，廣告時間長。富有親和力的拉手廣告不僅能豐富乘車環(huán)境，也可以為商家和公交運營單位帶來不錯的經濟效益。

本設計在手拉環(huán)上部設置廣告卡板，如圖4所示，廣告頁可以放在卡板和手拉環(huán)之間，卡板用4個螺釘固定在手拉環(huán)上，可以根據需要更換廣告內容。廣告卡板厚度為3mm，其余尺寸如圖9所示。

1204?580

圖9 廣告卡板尺寸

圖10 卡合鍵

在手拉環(huán)頂部分別設有卡合鍵和卡合口，當身高較高的乘客需要提高拉手高度時，可將兩個拉環(huán)合在一起，卡合鍵插入卡合口中，拉環(huán)垂直懸掛，拉手座依然為三角形，既可提高高度，又可滿足減輕慣性搖晃的要求?？ê湘I如圖10所示。

3.3

材質與色彩

造型的幾何特征、色彩、材料質感3個方面共同作用，從而形成一個設計形態(tài)整體的視覺印象，三者缺一不可[7]。任何一件設計作品，都是由一定數量和種類的材料配合特定的色彩構成的，如果說材料是結構形式和功能的物質載體,那么色彩就是產品審美功能的重要體現(xiàn)。在設計過程中，選用恰當的材料與色彩成為設計成敗的重要因素。

作為公共交通中的設施，拉手使用頻率高，對安全性和舒適性均有較高要求，同時需兼顧成本?，F(xiàn)有公交車拉手材質常為ABS，或聚酸碳脂(PC)。ABS是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，無毒，一般為微黃色，相比PC材料易變形，考慮到廣告要能清晰顯示，不采用ABS材料。PC材料無色透明，耐熱，抗沖擊，在普通使用溫度內都有良好的機械性能，但耐磨性差，外表容易刮花。ABS工程塑料即PC+ABS，既具有PC的尺寸穩(wěn)定性和耐沖擊性，又兼顧ABS的優(yōu)良加工性能，在薄壁和復雜形狀制品中使用這一工程塑料，能夠保證產品優(yōu)異的性能。因此，在本設計中，手拉環(huán)材料為ABS工程塑料，采用注塑成型工藝加工。

為保證車輛內色彩的協(xié)調，并最大限度地突出手拉環(huán)內廣告的內容，該產品設計為透明，實際生產中也可根據需要電鍍上色。固定件改進設計

固定件包吊帶和限位卡，滿足固定手拉環(huán)和承受使用過程中拉力兩個要求，設計中主要考慮以下問題：（1）限位卡在橫桿上的固定方式；（2）限位卡和吊帶的材質；（3）限位卡在橫桿上的分布距離。

拉手通過限位卡合橫桿并螺栓緊固的方式安裝在橫桿上，如圖

11、圖12所示。限位卡主要要求很好的強度和耐沖擊性，同樣采用ABS工程塑料注塑成型。限位卡與手拉環(huán)之間用防火織帶連接，由廈門聚德帶業(yè)有限公司研發(fā)的防火織帶具有抗阻燃、高強度、耐高溫、耐磨等眾多特點，現(xiàn)廣大公交公司及地鐵公司均采用此類織帶作為拉手吊帶。

第5百分位女性立姿雙手功能上舉高為1741mm，現(xiàn)有公交車橫桿高度一般為1800~1850mm之間，當手拉環(huán)卡合后，乘客手握高度為1750mm左右，基本滿足95%的乘客需求，手拉環(huán)打開，高度下降100mm，乘客手握高度為1650mm左右，完全滿足乘客的需求，且手臂無需長時間垂直抓握，降低了使用的疲勞。兩個限位卡間距為300mm，左右兩側吊帶各150mm，如圖1所示。在安裝過程中注意測試手拉環(huán)卡合上升功能，確保產品的正常使用。

[5] 孫

誠.人類工效學對包裝的研究[J].包裝工程，2004, 25(1): 69-70.[6] 丁玉蘭.人機工程學[M].北京: 北京理工大學出版

社, 2011.[7] 李

峰, 應放天, 吳

丹.產品設計中的材料與形

態(tài)[J].包裝工程, 2008, 29(4): 93-95.圖11 限位卡

圖12 限位卡固定方式 小

結

生活水平的提高使人們不再滿足于產品能不能使用的問題，而是如何才能更加舒適安全地使用，公交車拉手的設計，不僅要考慮功能和造型，必須兼顧乘客使用時的生理要求和環(huán)境 要求，作者從這一角度出發(fā)，從手柄、連接件、固定件、卡合鍵等多個方面綜合考慮，提出了改進性設計方案，為此類產品的創(chuàng)新提供了一個新思路。

基于人機工程學的產品設計，充分考慮用戶，使人性化的設計真正體現(xiàn)出對人的尊重和關心，是一種人文精神的體現(xiàn)，是人與產品完美和諧結合。

參 考 文 獻

[1] 楊明朗, 袁

桃.基于人機工程學的鍵盤設計[J].包裝工程, 2005, 26(5): 168-170.[2] 李宗密.列車座椅擺放角度與暈車的人因分析[J].藝術與設計, 2008,(3): 162-164.[3] 姜

楠, 李新媛.腿障殘疾人使用的電動三輪車造型設計[J].工程圖學學報, 2008,(5): 141-145.[4] GB 10000-88.中國成年人人體尺寸[S].

第二篇：人機工程學

2012-2013年第一學期《人機工程學》科目論文

人機工程學論文

一、人機工程學工程是一門尋求人際環(huán)境和諧的科學

人機工程學綜合利用工程技術、人體科學、環(huán)境科學、心理學的理論、方法和手段，研究人機硬件界面、軟件界面設計、人與環(huán)境的界面設計、人的勞動（體力和腦力）規(guī)律，以及人機工程學的總體設計?？捎糜诘痪窒抻谝韵骂I域：機電產品的人-機器界面設計、顯示裝置與控制裝置設計；電子產品造型設計、儀器儀表設計、控制臺設計；人的作業(yè)績效管理，安全管理；化工與化學領域實驗室、工作場所設施布局設計與運行管理；建筑設計與施工作業(yè)管理；以及幫助人們在各種作業(yè)與生活中保持健康、安全、舒適和高效的身體姿勢。

二、人機工程學對生活的應用

人機工程學首先是對人體，機器，環(huán)境的各個方面進行單項研究，對這幾個大方面了解透徹，再尋求最適合人類生活的設計方式，實現(xiàn)人機環(huán)境系統(tǒng)和諧。人機環(huán)境系統(tǒng)中的環(huán)境因素有作業(yè)環(huán)境，微氣候，照明環(huán)境等。以下所述的就是幾項生活中運用人機工程學的實例。

工作工具中的人機工程學

人們在生活和工作時，離不開座椅，特別是以坐姿進行工作的人，每天都有1/3以上的時間在與座椅打交道，因此座椅設計除了材料運用得當及造型大方美觀以外，更重要的是要符合人機工程學設計原則。根據人類工效學原理，座椅的功能、尺度與人體生理特點密切相關。由于座椅的用途不同,對座椅的功能要求也各異。這些功能要求是人們工作和休息的重要條件。不恰當的功能、尺度會影響人們的工作效率和身體健康。好的座椅可以減輕人的勞動，使人感到心情愉快，而好的座椅得益于正確地使用人機工程學。

我們可以先分析人體靜態(tài)測量時的尺寸（圖1），對其作業(yè)時坐姿的調整范圍進行估算，再根據實際要求對座椅進行設計。

圖1

圖2 圖3

從人機工程學原理出發(fā)考慮，一個性能優(yōu)良的座椅應當符合的基本要求如下：為人們提供一個舒適的坐姿，符合舒適坐姿的生理特性，減輕人們的肌肉酸痛和疲勞。以上圖2中的座椅符合人機工程學，圖3中的為普通座椅。圖2中符合人機工程學的座椅的結構和尺寸設計使人們的脊柱形態(tài)接近于正常自然狀態(tài)，可以減少腰椎的負荷以及腰背部肌肉的負荷，座椅的設計符合壓力分布不均勻原則，讓不宜承受重壓的大腿等部微微高于可以承受重壓的坐骨結節(jié)處，可以防止人們的疲勞發(fā)生。圖3中的普通座椅坐墊為平面的，長時間的坐著會使人感到疼痛，而靠椅不是人們的脊柱形態(tài)的正常狀態(tài)，會使靠在上面的人感到肌肉酸痛。綜上，符合人機工程學原理的座椅比普通更加舒適。

手工工具中的人機工程學

手工工具例如鉗子、簡單等是人們在日常生活和某些特定的工作中經常要用到的一些工具。它們的主要的作用區(qū)域是手腕臂以及上肢部分，如果設計不當，給使用者帶來的累計損傷疾病是十分嚴重的。通過應用人機工程學原理對手工工具的使用方式，使用狀態(tài)以及造成累計損傷疾病原因的分析，一方面可以提高工作效率和質量，另一方面可以提高安全性，減少疲勞和壓力，增加工作的滿意度和改善生活的質量。

圖4：符合人機工程學 圖5：普通剪刀

在上圖中左邊的剪刀屬于改進的人機工程學產品，它抬高了大拇指工作時的位置，使得大拇指的掌骨與腕骨之間的關節(jié)彎曲，減少了骨與骨之間的運動的摩擦，對保護手指關節(jié)是有利的，同時，它的下半部的施力處為一平面，這樣也可以減少施力時手指部位的受力，對食指，中指，無名指也起到了保護作用。右圖所示的剪刀是早期的樣式。這種剪刀的手部作用空間比較打，除了大拇指的其余四只手指受力比較均勻，但是大拇指的受力比較明顯。大拇指的遠節(jié)指骨和中節(jié)指骨間的關節(jié)伸展，長時間地保持這一姿勢對關節(jié)處的韌帶不利。其次，受力部位由手指轉移到了手掌內側的部位，長時間作用或是高強度的作用都會對肌肉組織產生影響。

日常用品中的人機工程學

鞋子對于我們每個人都是不可或缺的東西，它的功能很多：作為代步工具，保護雙腳,使其盡量不受運動損傷；可以搭配服飾,使我們更時尚前衛(wèi)；對工人們來說,可以保護雙腳不與地面摩擦而破損。鞋子的作用很多，但其中最為重要的就是穿在腳上時的舒適度。其次，還應該關注的就是鞋子的耐用程度。

鞋子不合腳會對身體造成如下的傷害：1.鞋子的能量緩沖作用弱；2.鞋子對足部的擠壓與摩擦；3.令足部負重不合理。

因此在設計鞋子的時候應注意的要點：

1、理想的鞋跟高度在2-4厘米之間，最好不要超過6厘米。

2、鞋跟與足底凹陷處的弧度必須合腳，踝骨與腳尖不應該碰觸到鞋子。前腳要有一定擺動的余地、而后跟不能擺動。

3、鞋的重量每增加1克，對足部造成的負擔相當于在人的脊背上增加幾十克的重量。因此，鞋子應盡可能輕巧。

4、由于走的路多了，鞋底的防滑花紋被磨損殆盡，變的滑或是進水。鞋底的花紋不僅要有防滑功能也要同時具備放磨損的作用。

5、鞋底要有適當的厚度

和軟硬度，如果過軟，鞋底不能支撐腳掌，易使人產生疲勞感。其實，鞋的舒適感除了來自合適的軟硬度外，還取決于的鞋底的彎折部位，科學的彎折部位應位于腳前掌的跖趾關節(jié)處，這樣才與行走時腳的彎折部位相符

6、腳后跟要有一定的支撐能力，由于人的骨骼、關節(jié)、韌帶的影響，平衡及穩(wěn)定能力的不同，鞋后幫如果太柔軟，腳在鞋中得不到相應的支撐，會使腳左右搖擺，容易引起踝關節(jié)及韌帶的損傷，還可能養(yǎng)成不良的走路姿勢。

7、鞋面不能太軟，如果鞋面（尤其是頭部）太軟，會難以抵抗硬物對腳趾的沖撞，加上我們可能會有走路有用腳踢東西玩的習慣，過軟的鞋面既不結實，又不安全，就容易挫傷腳趾。

8、鞋墊應提高承托，加有后跟承托杯的鞋墊可以減低步行時后跟著地時之擺動，從而減低疲勞及減低創(chuàng)傷的機會。

圖6 如圖6所示的鞋子就符合人機工程學原理，考慮到雙腳出汗，鞋子透氣性和鞋子對雙腳的保護作用等多方面因素。同時，鞋底也采用防滑和防磨材料，增強鞋子的耐用性，另外，承托也屬于一個適中的范圍。

三、人機工程學給予我的感悟

目前人機工程學的原理已經應用到很多工具中了，大大的提高了人們工作時的舒適性。人機工程學在各種工具（無論是座椅，手工工具，還是日常用品）的設計中，都有相當的應用，同時也趨于逐漸成熟的方向發(fā)展。利用人機工程學原理來進行各種生活工具的設計是社會發(fā)展的必然。符合人機工程學原理的人性化設計最實在，同時也是最前沿的潮流與趨勢，是一種人文精神的體現(xiàn)，是人與工

具完美和諧的結合，使人性化的設計真正體現(xiàn)出對人的尊重與關懷。

一個符合人機工程學設計的產品可以讓我們提高工作效率，完善工作環(huán)境，提高生活質量。因此，我覺得在未來很長一段時間內，社會在生產各種新產品的時候都會加大應用與人體工程學相關的設計知識來完善自己的產品。

第三篇：人機工程學

1、什么是人體測量學？

2、簡述人體測量百分位數的概念，列舉并解釋設計中最常用的三種百分位數?

3、簡要描繪出人體脊柱側面曲線，列出四個生理彎曲；其中與坐姿舒適性直接相關的是哪部份？

4、你熟悉總體、樣本、均值、標準差、適應域、百分位、百分位數的含義嗎？

5、人體尺寸的應用原則主要掌握什么數據？

6、為何要進行人體測量尺寸的修正？

7、簡述人體測量數據的選用原則。

8、試分析墻上掛畫的最佳高度。

9、試分析劇場前后排座椅的高度差設計，如何取百分位？

10、試分析騎馬姿勢和普通坐姿有何不同。

1.填空題

⑴ 在人機系統(tǒng)中，按人接受信息的感覺通道不同，可將顯示裝置分為＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。

⑵ 儀表顯示裝置按其認讀特征分為＿＿＿和＿＿＿兩大類。⑶ 聽覺傳示裝置大體可以分為兩類，一類是＿＿＿，另一類是＿＿＿。

⑷ 在布置視覺顯示裝置時，顯示信息的表面應＿＿＿；如果條件不允許，顯示器表面也可按＿＿＿的觀察角布置。2．選擇題

⑴儀表刻度盤的大小對儀表的認讀速度和精度有很大影響。一般來說＿＿＿的刻度盤在認讀準確性上沒有本質差別。（A）17.5～70mm（B）35～70mm

（C）17.5～35mm

（D）70～125mm ⑵刻度標記的寬度一般以小刻度標記作為基準，其寬度以占刻度間距的＿＿＿為宜。（A）1/5～1/10

（B）1/2～1/5

（C）1/20～1/40

（D）1/5～1/20 ⑶作為警戒、禁止、停頓或指示不安全情況的信號燈，最好使用＿＿＿；提請注意的信號燈用＿＿＿；表示正常運行的倍號燈用＿＿＿？（A）紅色，黃色，綠色

（B）黃色，紅色，綠色

（C）綠色，紅色，黃色

⑷設計言語傳示裝置時，其言語的清晰度必須在＿＿＿以上才能正確傳示信息？（A）65%（B）75%（C）85%（D）96%3.問答題

⑴ 儀表刻度盤的形狀有哪幾種，其讀數效果有何不同？ ⑴ 儀表的選擇與布置的人機工程原則？ ⑵ 信號燈位置設計人機工程原則？ ⑶ 聽覺傳示裝置的選擇原理？

1、人機系統(tǒng)中（）是將人的信息傳送給機器，用以調整、改變機器狀態(tài)的裝置。A.顯示裝置 B.操縱裝置 C.報警裝置 D.符號指示裝置

2、結合設計案例，說明在設計中如何避免或減少人的靜態(tài)施力。

3、對手機用戶使用手機時的動作進行分析，也可以選擇使用手機的某個功能來進行分析，比如接聽電話的動作過程等。

4、在控制設計時，用戶使用手套是設計中需要考慮的因素。請分析在設計中如何考慮用戶使用手套的情形。

5、比較顯示設計和控制設計的編碼原則和方法。

6、鼠標的設汁是控制設計中常見的形式。觀察你周圍使用的鼠標，研究用戶在使用鼠標時有什么不舒服或者疼痛，根據研究的結果改進鼠標設計。

7、論述手握式工具設計原則。

8、簡述對于操縱與顯示的相合性設計應該遵循的設計原則。

一、簡答題：

1、人機工程學的英文名稱如何表達？如何解釋？

2、人機工程學的發(fā)展經歷了哪些階段？每個階段有什么特點？

3、人機工程學的主要研究內容是什么？

4、人機工程學的主要研究方法有哪些？

二、思考題：

1、“人機關系”的含義，指生活中我們與使用的物品發(fā)生的相互關系。由此概念深入探究 “機”的所指：問：請大家說一下以下事例中的人和機都是什么？1)司機手握方向盤2)學生在教室中上課3)農民用鋤頭鋤地4)媽媽在廚房做飯問：概括來講這幾個事例中人機關系的“機”代表什么呢？

2、請學生列舉與他發(fā)生人機關系的事物，并拿其中的一個來分析。舉例說明:椅子的使用人機關系：背部、臀部——緩解疲勞；腿、腳——支撐身體；與椅子的各個部發(fā)生人機關系。分析結果：人機關系是多方面的，只有產品的每個部分與人的肢體發(fā)生的人機關系都合理才是最好的設計！

3、由以下具體案例演示，回答人機關系最終實現(xiàn)什么目標？案例演示：用碗倒水（水灑出來）,顯然這個倒水的工具不好用，如倒熱水就更不安全,幾乎任何一個目標都沒有達到。問：平時如果我們想往這種水瓶中倒水會用什么工具呢？（提示：漏斗、水瓢等）現(xiàn)在沒有這樣快捷的工具可以幫我完成這個任務，同學們是否可以幫我把這個碗改造一下，讓它可以變成更方便倒水的工具呢？組織實物改造比賽：請同學們做一次設計師，10分鐘時間用工具和材料來改造碗。要求：a、畫出設計圖；b、以為人服務、以人為本為設計理念，盡量滿足高效、健康、舒適、安全這四個目標；c、突破漏斗和水瓢的形態(tài)，作出更新型的設計。課后請大家想想怎樣改進你剛剛設計的作品才能實現(xiàn)更合理的人機關系，如果想在設計中實現(xiàn)更合理的人機關系還要兼顧哪些問題？ 提示： a、我們設計出的產品適合什么人群使用呢？b、要設計成什么顏色的？c、如果是老人或小孩的話用起來是否方便呢？如果想讓盲人也可以使用的話又要怎么設計呢？

第四篇：人機工程學

1人機工程學范圍內的人體形態(tài)測量數據主要有兩類，即人體構造尺寸和功能尺寸的測量數據。2測量的基準面？（1）矢狀面（2）正中矢狀面（3）冠狀面（4）水平面（5）眼耳平面。

3產品尺寸設計分類：⑴Ⅰ型產品尺寸設計。例：汽車駕駛室的座椅、自行車座的位置、腰帶和手表表帶的長短、落地式或臺式麥克風的話筒高度。⑵Ⅱ型產品尺寸設計。又分ⅡA型產品尺寸設計（大尺寸設計）和ⅡB型產品尺寸設計（小尺寸設計）。ⅡA型產品尺寸設計的例子：床的長度和寬度、防護欄桿的高度、熱水瓶把手孔圈大小、禮堂座位的寬度、屏風的高度。ⅡB型產品尺寸設計的例子：防護欄干的間距、電風扇罩子的間距、浴室里上層衣柜的高度、閱覽室上層書架的高度、讀報欄高度的上限、公共汽車上踏步的高度。⑶Ⅲ型產品尺寸設計 例：一般門上的把手、門上鎖孔離地面的高度、大多數文具的尺寸、公共場所休閑椅凳的高度等。

4產品功能尺寸是指為確保實現(xiàn)產品某一功能而在設計時規(guī)定的產品尺寸。5視角是確定被看物尺寸范圍的兩端點光線射入眼球的相交角度。

6視距是指人在操作系統(tǒng)中正常的觀察距離；一般操作的視距范圍在38—76cm之間。

7暗適應？當人從亮處進入暗處時，剛開始看不清物體，而需要經過一段適應的時間后，才能看清物體，這種適應過程稱為暗適應；暗適應過程大約需30min左右才能趨于完成。

8聽覺刺激？對于人來說，只有頻率為20~20000Hz的振動，才能產生聲音的感覺。9反應時間又稱為反應潛伏期，它是指刺激和反應的時間間距。10影響運動的主要因素？運動時間、運動類型、運動方向、操作方式。

11刺激？（1）外在物理性刺激，在生活中隨處存在，可以通過人的感覺器官而感受到（2）內在刺激時不依賴于身體外表感覺器官而產生的刺激。

12形象記憶、聽覺記憶與動作記憶。所謂“百聞不如一見”，“看十遍不如做一遍”，這體現(xiàn)了實踐對記憶的重要影響。在安全工作中，單純背誦安全操作規(guī)程、安全生產條例的效果遠不如熟練掌握，即依靠動作操練來記憶其內容更為理想。13思維的基本過程？分析、綜合、比較、抽象和概括。

14邏輯思維？抽象的推理性思維。邏輯思維的思維方式導致人的思維的教條化，影響人們創(chuàng)造性的發(fā)揮，但邏輯思維又是創(chuàng)造性的基礎，缺乏邏輯常識的人很難得出合乎物理規(guī)律性結果；因此，在提倡創(chuàng)造性思維時，千萬不可反對邏輯思維。15人機信息三種方式：視覺顯示、聽覺顯示、觸覺顯示。

16儀表顯示種類？按功能可分為讀數用儀表、檢查用儀表、追蹤用儀表和調節(jié)用儀表等；按結構形式可分為指針運動式儀表、指針固定式儀表和數字式儀表等。

17儀表的形式？垂直形、水平形、半圓形、圓形、開窗形。

18人眼的觀察效率？以左上方為最優(yōu)，其次是右上方、左下方，而以右下方為最差，儀表應按其重要程度和使用頻率的要求分別布置在觀察效率不同的方位上。

19角笛的聲音又吼聲和尖叫聲兩種；長用做高噪聲環(huán)境中的報警裝置。

汽笛聲頻率高，聲強也高，適合用于緊急事態(tài)的音響報警裝置。

20位置編碼？利用安裝位置的不同來區(qū)分操縱器。如將操縱器設在某一位置上表示系統(tǒng)某種功能的類型，并實現(xiàn)標準化，則操縱者可不必注視操作對象，而能很容易地識別操縱器并正確的進行操作。常用與腳踏板編碼。21人體不同坐姿的消耗？仰臥100；坐姿103~105；立姿108~110；跪姿130~140；彎腰150~160.22作業(yè)動作的類型？（1）定位動作（2）逐次動作（3）重復動作（4）連續(xù)動作（5）調整動作 23作業(yè)崗位的分類？按姿勢分為坐姿崗位、立姿崗位和坐、立姿交替崗位。24影響熱環(huán)境條件的主要因素？氣溫、氣濕、氣流和熱輻射。25作業(yè)場所的光環(huán)境有天然采光和人工照明。

26噪聲對機體的其他影響？噪聲在90dB以下，對人的生理作用不明顯。90dB以上的噪聲，對神經系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等有明顯的影響。

27振動對人體的影響？主要取決于振動的強度，而振動強度一般是用加速度有效值來計量的。除了振動強度外，還有兩個十分重要的因素。其一是振動頻率，實驗證明，人對4~8Hz的振動感覺最敏感，頻率高于8Hz，或低于4Hz，敏感性就逐漸減弱。其二，對于同強度、同頻率的振動來說，振動的影響還同振動的暴露時間有關。

28人的失誤內在因素？生理能力：體力、體格尺度、耐受力，有否殘疾、疾病、饑渴；心理能力：反應速度、信息的負荷能力、作業(yè)危險性、單調性、信息傳遞率、感覺敏度；個人素質：訓練程度、經驗多少、熟練程度、個性、動機、應變能力、文化水平、技術能力、修正能力、責任心。

29人機系統(tǒng)的評價方法？實驗法、模擬裝置法和實際運行測定法。

問答：1視覺特征？（1）眼睛沿水平方向運動比沿垂直方向運動快而且不易疲勞；一般先看到水平方向的物體，后看到垂 1

直方向的物體（2）視線的變化習慣于從左到右，從上到下河順時針方向運動（3）人眼對水平方向尺寸和比例的估計比對垂直方向尺寸和比例的估計要準確得多，因而水平式儀表的誤讀率比垂直式儀表的誤讀率低（4）當眼睛偏離視中心時，在偏離距離相等的情況下，人眼對左上限的觀察最優(yōu)，依次為右上限，左下限，而右下限最差（5）兩眼的運動總是協(xié)調的、同步的，在正常情況不可能一只眼睛轉動而另一只眼睛不動；在一般操作中，不可能一只眼睛視物，而另一只眼睛不視物（6）人眼對直線輪廓比對曲線輪廓更易于接受（7）顏色對比與人眼變色能力有一定關系。2知覺的基本特征？（1)整體性（2）選擇性（3）理解性（4）恒常性（5）錯覺

3思維的基本特征？（1）思維的間接性（2）思維的概括性（3）思維與語言具有不可分性。

4儀表的標數原則？（1）通常，最小刻度不標數，最大刻度必須標數（2）指針運動式儀表標數的數碼應當垂直，表面運動的儀表數碼應當按圓形排列（3）若儀表表面的空間足夠大，則數碼應標在刻度記號外側，以避免它被指針擋住‘若表面空間有限，應將數碼標在刻度內側，以擴大刻度間距（4）開窗式儀表窗口的大小至少應能顯示被指示數字及其上下兩側的兩個數，以便觀察指示運動的方向和趨勢（5）對于表面運動的小開窗儀表，其數碼應按順時針排列（6）對于圓形儀表，不論表面運動式或指針運動式，均應使數碼按順時針方向依次增大（7）不做多圈使用的圓形儀表，最好在刻度全程的頭和尾之間斷開，其首尾的間距以相當于一個大刻度間距為宜。

5聽覺信息傳示裝置使用目的和使用條件具體內容？（1）為提高聽覺信號傳遞效率，在有噪聲的工作場所，須選用聲頻與噪聲頻率相差較遠的聲音作為聽覺信號，以削弱噪聲對信號的掩蔽作用（2）使用兩個或兩個以上聽覺信號時，信號之間應有明顯的差異；而對某一種信號在所有時間內應代表同樣的信息意義，以提高人的聽覺反應速度（3）應使用間斷或變化信號，避免使用連續(xù)穩(wěn)態(tài)信號，以免人耳產生聽覺適應性（4）要求遠傳或繞過障礙物的信號，應選用大功率低頻信號，以提高傳示效果（5）對危險信號，至少應在兩個聲學參數上與其他聲信號或噪聲相區(qū)別；而且危險信號的持續(xù)時間應與危險存在時間一致。

6手握式工具設計原則？（1）必須有效地實現(xiàn)預定的功能（2）必須與操作者身體成適當比例，使操縱作者發(fā)揮最大效率（3）必須按照作業(yè)者的力度和作業(yè)能力設計，所以要適當地考慮到性別、訓練程度和身體素質上的差異（4）工具要求的作業(yè)姿勢不能引起過度疲勞。

8作業(yè)面高度的確定應遵循的原則？（1）如果作業(yè)面高度可調節(jié)，則必須將高度調節(jié)至適合操作者身體尺度及個人喜好的位置（2）應使臂部自然下垂，處于合適的放松狀態(tài)，小臂一般應接近水平狀態(tài)或略下斜；任何場合都不應使小臂上舉過久（3）不應使脊椎過渡屈曲（4）若在同一作業(yè)面內完成不同性質的作業(yè)，則作業(yè)面高度應可調節(jié)。

9設計的基本原則？（1）合理的照度平均水平，同一環(huán)境中，亮度和照度不應過高或過低，也不要過于一致而產生調感（2）光線的方向和擴散要合理，避免產生干擾陰影，但可保留必要陰影，使物體有立體感（3）不讓光線直接照射眼睛，避免產生眩光，而應讓光源光線照射物體或物體的附近，只讓反射光線進入眼睛，以防止晃眼（4）光源光色要合理，光源光譜要有再現(xiàn)各種顏色的特征（5）讓照明和色相協(xié)調，使氣氛令人滿意，這稱為照明環(huán)境設計沒的思考（6）創(chuàng)造理想的照明環(huán)境不能忽視經濟條件的制約，因而必須考慮成本。

10與材料有關的準則？（1）少用短缺或稀有的原材料多用廢料，余料或回收材料作為原材料，盡量尋找短缺或稀有原材料的代用材料，提高產品的可靠性或使用壽命。（2）盡量減少產品中的材料種類，以利于產品廢棄后的有效回收。（3）盡量采用相容性好的材料，不采用難以回收或無法回收的材料。(4)盡量少用或不用有毒有害的原材料。

設計題：

（一）一般工作場所座椅：1座椅設計要點（1）工作座椅的結構型式應盡可能與坐姿工作的各種操作活動要求相適應，應能使操作者在工作過程中保持身體舒適、穩(wěn)定并能進行準確得控制和操作（2）工作座椅的座高和腰靠高必須是可調節(jié)的（3）工作座椅可調節(jié)部分的結構構造，必須易于調節(jié)，必須保證在椅子使用過程中不會改變已調節(jié)好的位置并不得松動（4）工作座椅各零部件的外露部分不得有易傷人的尖角銳邊，各部結構不得存在可能造成擠壓、剪鉗傷人的部位（5）無論操作者坐在座椅前部、中不還是往后靠，工作座椅坐面和腰靠結構均應使其感到安全、舒適（6）工作座椅腰靠結構應具有一定的彈性和足夠的剛性（7）工作座椅一般不設扶手（8）工作座椅的結構材料和裝飾材料應耐用、阻燃、無毒。2工作座椅必須具有的主要構件：坐面、腰靠、支架。3座椅主要參數：座高360~480mm；座寬370~420mm，推薦值400mm；座深360~390mm，推薦值380mm；腰靠長320~340mm，推薦值330mm；腰靠寬200~300mm，推薦值250mm；腰靠厚35~50mm，推薦值40mm；腰靠高165~210mm；腰靠圓弧半徑400~700mm，推薦值550mm；傾覆半徑195mm；坐面傾角0°~5°，推薦值3°~4°；腰靠傾角95°~115°，推薦值110°。

（二）辦公室座椅設計基本尺寸：坐面高370~400mm，坐面傾角2°~5°，上身支撐角約110°；工作時以靠背為中心，與一般作業(yè)場所座椅最顯著的不同之處是，靠背點以上的靠背彎曲圓弧在人體后傾稍時休息時，能起支撐的作用。該類型的椅子也可以作為會議室用椅。

（三）座椅設計新觀念 1動態(tài)座椅2前傾式座椅3膝靠式座椅。

第五篇：人機工程學

人機工程學習題

第一章 人機工程學概論(習題)

1、簡述人機工程學的定義

2、舉出我們日常生活中與人機工程學相關的例子

3、說出人機工程學科常見的名稱

4、簡要地說明現(xiàn)代人機工程學研究的內容和方法？

5、講述人機工程學發(fā)展的4個階段

6、人機工程學與工業(yè)設計的關系？

7、隨機列舉數種產品，初步分析其中存在的人機問題并提出解決方案

第二章 人體測量與數據應用(習題)

1、什么是人體測量學？人體測量中的主要統(tǒng)計函數？

2、常用的人體測量儀器有哪些？

3、人體測量立姿要求？

4、人體尺寸數據的特征有哪些？

5、人體尺寸分布狀況的描述方法？

6、學會查人體尺寸表。成年男子坐姿兩肘間寬大于473mm的人所占百分位數是多少？

7、求華南地區(qū)男子（18－55）胸圍的P98百分位數

8、人體測量數據應用的原則？

9、產品人體尺寸設計的方法與步驟？

10、人體尺寸修正量的意義及構成。

11、舉例說明實際中需要心理修正量的設計實例。

12、公共汽車頂棚的扶手橫桿高度應屬于哪一型產品尺寸設計？

13、請確定火車臥鋪鋪長的最小功能尺寸和最佳功能尺寸？

第三章 人的感知與運動特征(習題)

1、什么叫視野及視野的分類？

2、什么叫視覺的暗適應與明適應？

3、造成眩光的主要因素有哪些？

4、視覺的特征有哪些？

5、聽覺的特征？

6、什么叫聽覺的掩蔽效應？

7、觸覺的特征？

8、如何提高人的信息處理能力？

9、什么是操縱力？手與腳的操縱力有哪些特點？

10、什么是反應時間？如何縮短反應時間？

11、肢體的運動輸出特性主要有那些方面？

12、影響運動準確性的因素有那些？

13、操作運動準確性要求主要包括哪幾個方面？

第四章 顯示裝置設計(習題)

1、什么是人機的信息界面，信息界面模型？

2、在人機系統(tǒng)中，信息顯示的方式及特征？

3、簡述顯示器的設計原則。

4、簡述數字式顯示和指針式模擬顯示各有什么優(yōu)點。

5、簡述聽覺傳示裝置的分類以及其實用用范圍。

6、音響和報警裝置的設計原則是什么？

7、在設計語言傳示裝置時，應注意哪些問題？

8、從人機工程學的角度論述設計熒光屏和信號燈的一般原則。

9、為什么“開窗形”儀表比較好而“垂直直線形”最差？

10、儀表顯示器指針的設計原則？

11、儀表刻度盤尺寸設計原則？

12、視覺傳達設計中文字的合理尺寸涉及的因素有哪些？

13、圖形符號設計應遵循的原則？

第五章 操縱裝置設計(習題)

1、常用的操縱器有哪些？

2、操縱裝置的人機工程學因素包括哪些方面？

3、防止誤操作設計有哪些方法？

4、為何要對控制器進行編碼，控制器的編碼有哪幾種形式？

5、操縱與顯示的相合性設計應遵循哪些原則？

第六章 作業(yè)空間設計(習題)

1、各種作業(yè)崗位的特征、應用范圍、設計要求和原則？

2、視覺信息作業(yè)崗位設計要點？

3、作業(yè)空間包含哪三種不同的空間范圍？

4、在進行作業(yè)空間設計時，一般應遵守哪些基本原則？

5、作業(yè)空間設計的社會心理因素？

6、應該如何進行作業(yè)空間設計？

7、作業(yè)場所布置總則和順序？

8、控制臺的常用形式和設計要點？

9、工作座椅設計的主要依據？

10、工作座椅設計要點、結構形式和主要參數？

11、簡述手工工具設計與使用不適引起的有關疾患？

12、手工工具設計的原則？

13、根據手握工具的設計原則，設計一種新型鼠標或其他工具，并分析其設計根據。

14、根據人體尺寸及椅子設計原則，分析目前學生用椅的缺點，設計一種適合學生用的椅子;可以根據自己的興趣，設計其他座椅。

第七章 作業(yè)環(huán)境設計(習題)

1、人體對環(huán)境的適應程度如何？

2、人與熱、光、聲、振動、毒物環(huán)境的關系？

3、如何進行事故分析？

4、安全設計的方法及其要點？

5、根據安全裝置的設計原則，設計一種工具，并分析其設計根據？

6、根據防護裝置的設計原則，分析一件工具防護裝置的設計根據。

第八章 人機系統(tǒng)總體設計(習題)

1、人機系統(tǒng)設計的重點是什么？

2、簡述在人機系統(tǒng)中人與機的不同特點及分工？

3、人機系統(tǒng)的設計程序通?？煞譃槟膸讉€階段？

4、人機系統(tǒng)的評價簡述。