人机工程学复习题1.docx
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人机工程学复习题1.docx
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人机工程学复习题1
人机工程学复习题1
1.人机工程学 p2
人机工程学是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
其目标就是科学地利用三要素之间的相互作用、相互依存的有机联系来寻求系统的优化。
人机工程学是研究人在某种工作环境中的解刨学、生理学和心理学等方面的各种因素;研究人和机器及环境的相互作用;研究在工作中、家庭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。
2.腕道综合症 p136
腕道综合症是一种由于腕道内正中神经损伤引起的不适。
手腕的过度屈曲或伸展造成腕道内腱鞘发炎、肿大,从而压迫正中神经,使正中神经受损。
表征为:
手指局部神经功能损伤或丧失,引起麻木、刺痛、无抓握感觉,肌肉萎缩失去灵活性。
3.感觉 p75
感觉:
感觉是一种最简单而又最基本的心理过程,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。
4.知觉 p76
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。
5.明视应/暗视应p45
暗视应:
当人从亮处进入暗处时,刚开始看不清物体,而需要经过一段适应的时间后,才能看清物体,这种适应过程称为暗视应。
(暗视应需要30min完成)
明视应:
人从暗处进入亮处时需要经过的适应称为明视应。
(明视应需要30s就可以完成)
6.简单反应时/析取/选择反应时p65
根据对刺激--反应要求的差异,通常分为简单反应时间和选择反应时间。
简单反应时:
若呈现的刺激只有一个,只要求人在刺激出现时做出特定反应,其时间间隔称为简单反应时间。
选择反应时:
若呈现的刺激多于一个,并要求人对不同刺激做出不同反应,即刺激—反应间有一一对应关系,其时间间隔称为选择反应时间。
析取反应时:
如果呈现的刺激多于一个,但要求人只对某种刺激做出预定反应,而对其余刺激不做反应,其时间间隔称为析取反应时间。
7.音响/言语传示装置 p103/p107
音响传示装置:
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。
应用:
蜂鸣器、铃、哨笛和汽笛、警报器、枪声
音响传示装置的选择原理:
1)在有背景噪声的场合,音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应最小的范围内。
2)使用断续的或音调有高低变化的声音信号,更能引起人的注意。
最好组成视、听双重报警信号。
3)音响信号传播距离远和穿越障碍物时,应加大声波强度,使用较低的频率。
4)注意音响装置的多少,避免各信号间的相互干扰。
言语传示装置:
传递和显示言语信号的装置。
特点:
可以更为细致、明确地指导操作者的各种操作行为。
应用:
无线电广播、电视、电话、报话机和对话器及其它录音、放音的电声装置
言语传示装置的选择原理:
1)显示内容较多时,采用一个言语传示装置即可。
2)更适于指导检修和故障处理工作,引导操作者操作。
3)适用于追踪操作中。
4)在非职业性的领域中,言语传示装置更符合人们习惯。
8.骨杠杆种类/作用 p60
分类:
1) 平衡杠杆:
2) 省力杠杆
3) 速度杠杆:
用力大,但运动速度快
作用:
由等功原理,刚刚省力不省功,得之于力则失之于速度,反之,得之于速度则失之于力。
因此,最大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的。
9.动作、经济、效率法则 p148
动作经济原则又称动作经济与效率法则,它是一种为保证动作经济而又有效的经验性法则。
动作经济原则是吉尔布雷斯首先提出的,后有许多学者进行了改进和发展,其中最有成效的是巴恩斯,他提出的动作经济原则是以人的生理、心理特点为基础,以减轻人在操作过程中的疲劳为目的而建立的。
这些原则不仅适用于工厂车间,而且适用于办公地点。
10.人体测量尺寸百分位的含义 p22
人体测量的数据常常以百分位数PK作为一种位置指标,一个界值。
百分位数将群体或样本的全部测量值分成两部分,有K%的测量值等于和小于它,有(100-K%)的测量值小于它。
最常用的是是P5、P50、P95三种百分位数。
11.视角 p42
视角:
确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。
α=2arctg(D/2L)
{α—视角;D—被看物体上两端点的直线距离;L—眼睛到被看物体的距离;}
12.视野 p43
视野:
指人的头部和眼球固定不动的情况下,眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围,常以角度来表示。
分水平视野(单视野/双视野)和垂直视野
13.最小/最佳功能尺寸 p37
①最小功能尺寸=人体百分位数+功能修正量
②最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量
14.人体功能尺寸 p15
人体形态测量数据主要分两类:
人体构造尺寸(静态尺寸) 人体功能尺寸(动态尺寸),它包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸。
15.本体感觉 p52
本体感觉系统包括耳前庭系统和运动觉系统,可感受身体和四肢所在位置的信息。
耳前庭系统,其作用主要是保持身体的姿势及平衡;运动觉系统,通过该系统感受并指出四肢和身体不同部分的相对位置。
16.双眼立体视觉 p44
双眼视觉和立体视觉,双眼视物时,具有分辨物体深浅、远近等相对位置的能力,形成立体视觉。
17.绿色设计 p242
所谓绿色设计就是在生态哲学的指导下,运用生态思维,将物的设计引入“人-机-环境”系统,既考虑满足人的需要,又注重生态环境的保护和可持续发展的原则,符合依人为本的设计理念。
基本思想:
在设计阶段就将环境因素和预防污染措施纳入产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,力求产品对环境的影响最小。
绿色设计的主要特点包括以下几个方面:
(1)减缓地球上资源财富的消耗
(2)从源头上减少废弃物的产生
(3)减少了大量的垃圾处理问题
(4)绿色设计是并行闭环设计
绿色设计准则:
环境保护意识纳入产品设计过程环境意识&准则规范
1.与材料相关的准则
2.与产品结构有关的准则
3.与制造工艺有关的准则
绿色设计过程:
概念设计、粗略设计、制造、销售、使用、报废
绿色产品的优点:
1)优良的环境友好性 2)最大限度地利用材料资源 3)最大限度地节约能源
问答题:
1.人机工程学与工业设计的关系 p12
1) 为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数
2) 为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据
3) 为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则
4) 为进行人-机-环境系统设计提供理论依据
5) 为坚持以“人”为核心的设计思想提供工作程序
2.人机工程学未来十个研究方向 p6
1) 工作负荷研究
2) 工作环境研究
3) 工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学研究
4) 信息显示的人机工程学问题,特别是计算机终端显示中人的因素的研究
5) 计算机设计与使用的人机工程学研究
6) 安全管理的人机工程学研究
7) 工作成效的测量与评定
8) 机器人设计的智能模拟
9) 人本管理的应用研究
10) 人际系统研究
3.人的视觉特征是什么?
P46
1) 疲劳程度:
水平优于垂直。
2) 视线变化习惯:
左—右,上—下,顺时针。
3) 准确性:
水平尺寸和比例的估计更准确。
4) 观察情况的优先性:
左上—右上—左下—右下。
视区内的仪表布置必须考虑这一点。
5) 设计依据:
以双眼视野为设计依据。
6) 6.接受程度:
直线轮廓优于曲线轮廓。
7) 颜色的易辨认顺序:
红、绿、黄、白;
颜色相配时的易辨认顺序:
黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字。
4.人体动作轨迹的特征是什么?
P69
1) 连续改变和突然改变的曲线式动作,前者速度快,后者速度慢;
2) 水平动作比垂直动作的速度快
3) 一直向前的动作速度,比旋转时的动作速度快1.5~2倍左右;
4) 圆形轨迹的动作比直线轨迹的动作灵活;
5) 顺时针动作比逆时针动作灵活;
6) 手向着身体的动作比离开身体的动作灵活;向前后的往复动作比向左右的往复动作速度快。
此外,从运动速度与负荷重量的关系分析,结论是:
最大运动速度与被移动的负荷重量成反比,而达到最大速度所需的时间与负荷重量成正比。
5.知觉的基本特征有哪些?
P76
整体性:
把由许多部分或多种属性组成的对象看做具有一定结构的统一整体
选择性:
在知觉时,把某些对象从某背景中优先地区分出来,并予以清晰反映的特征
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
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
错觉:
错觉是对外界事物不正确的知觉
6.为了认读方便,减少误读率、准确率,各种控制室、驾驶室和控制台等仪表板上的仪表应按什么原则进行排列?
P96
l 按仪表的重要程度排列:
常用的主要显示仪器应尽可能的排列在视野中心3°范围内;一般性的可排在20°~40°视野范围内;次要的可布置在40°~60°的视野范围内,对80°以外的视野范围,因其视觉认读效率低,一般不宜放置显示仪表。
l 按使用顺序排列:
显示仪表的排列顺序应与仪表在操作过程中的使用顺序一致,同时,排列顺序还应注意仪表之间在逻辑上的联系。
彼此有联系的仪表应尽量靠近,以提高认读效率和降低误读率。
l 按功能进行组合排列:
按心理学要求,仪表的排列应当符合操作活动的逻辑性。
因此,仪表和相应的操纵器应按他们的功能用途分组,即把传递同一参数信息或与完成同一功能作用的一些仪表分组排列。
l 按最佳零点方位排列:
在排列多个标量显示仪表时,应使其在正常工作状态下指针全部指向同一方向,这样便于发现异常情况和提高认读速度。
对于眼睛水平运动情况下认读的横向排列仪表,零点方位处于时针9时的位置最佳;对于眼睛垂直运动情况下认读的操纵排列仪表,零点最优方位为时钟12时的位置;对于横向排列成对排列时,零点方位可采用相对的方向。
l 按视觉特性排列:
由于人眼的水平运动比垂直运动的速度快而幅度宽。
因而仪表排列的水平范围应大于垂直范围。
自左至右、自上而下和顺时针方向圆周运动扫视,这是人的视觉习惯,仪表的排列顺序和方向也应遵循这一视觉特征。
人眼的观察效率以左上方为最优,其次是右上方、左下方,而以右下方为最差,仪表应按其重要程度和使用频率的要求分别布置在观察效率不同的方位上。
此外,排列应尽量紧凑,以缩小搜索视野的范围,降低视觉疲劳速度。
l 按仪表与操纵器的相合性排列:
当多个仪表对应于多种操纵器时,两者的排列方式会影响操纵效率。
因大多数人均用右手操作,所以仪表均应排列在对应操纵器的左面或上面,以避免遮挡视线。
7.巴恩斯动作经济效率法则包括哪些内容?
其中最主要的是哪些?
P148
1、利用人体的原则
1) 双手应同时开始并同时结束工作;
2) 除规定的休息时间外,双手不应同时空闲;
3) 两臂的动作应对称、反向并同时进行;
4) 手的动作应尽可能用最低等级且又能获得满意结果的动作完成;
5) 应尽可能利用动力完成作业。
如果必须用体力时,则应将其减少到最低限度;
6) 手的动作以圆滑连续的曲线运动为好,避免采用折线或直线、突然或急剧改变方向
的运动;
7) 自然带弧线的运动比受限制或受约束的运动更轻快和准确;
8) 动作应尽可能具有轻松自然的节奏性,以使动作流畅和协调。
9) 作业时眼睛的活动应处于舒适的视觉范围内,避免经常改变视距.
2、工作地点布置的原则
1) 应给以固定的工作地点,提供全部工具和材料;
2) 工具和材料应该放在固定地点,以减少寻找所造成的人力物力和时间的浪费。
3) 工具、物料和操纵装置应放在操作者最大的工作范围内并尽可能的靠近操作者。
4) 应利用重力进给、料箱和容器传动物料,并尽可能送到靠近使用的地方。
5) 工具和材料应按最佳动作顺序布置排列。
6) 应尽量利用下滑运动传送物料,以避免操作而用手处理已完工的工作。
7) 应提供充足的照明。
提供与工作台高度相互适应并保持良好姿势的座椅。
工作台与座椅的高度应使操作者可以变换操作姿势,可以坐立交替,舒适感好。
8) 工作地点的环境色应与工作对象的颜色有一定得对比,以减少眼睛的疲劳。
3、设计工具和设备的原则
1) 应尽量使用钻模、夹具或脚操纵的装置,将手从所有夹持工件的工作中解放出来,做其他更为重要的工作。
2) 尽可能地将两种或多种工具合为一种。
3) 应用手指操纵时,必须按照各手指的自然能力分配负荷。
4) 工具中各种手柄的设计,应尽量增大与手的接触面,以便施加较大的力。
5) 机器设备上的各种杠杆、手轮和把手,应保证操作者尽量不改变或极少改变身体的位置(粗大费力的操作除外,并应最大限度地利用机械力)
8.避免静态肌肉疲劳的10条原则有哪些?
P151
设计要点如下:
1.避免弯腰及其它不自然的姿势,
2.避免长时间抬手作业,
3.坐姿工作比立姿工作省力
4.双手作业时,手的运动方向相反或不对称
5.作业位置与视距的关系,
6.常用工具、零件、材料与操作者的位置关系
7.手在较高位置作业时,应增设支承物
8.利用重力作用
9.手工具设计的原则有哪些?
P136
1. 一般原则:
1) 必须有效地实现预定功能;
2) 必须与操作者身体成适当比例,使操作者发挥最大效率;
3) 必须按照作业者的力度和作业能力设计,所以要适当地考虑到性别、训练程度和身体素质上的差异;
4) 工具要求的作业姿势不能引起过度疲劳。
2. 解剖学因素:
1) 避免静肌负荷
2) 保持手腕处于顺直状态
3) 避免掌部组织受压力
4) 避免手指重复动作
3. 把手设计
10.人机系统设计总原则 p226
工作空间和工作设备的设计
1、与身体尺寸有关的设计
①\u0001 工作高度应适合于操作者的身体尺寸及所要完成的工作类型。
②\u0001 座位装置应适合于人的解剖生理特点。
③\u0001 应为身体的活动,特别是头、手臂、腿和脚活动提供足够的空间。
④\u0001 各种操作器应布置在人的功能可及的范围内。
⑤\u0001 把手和手柄应适合手的功能解剖学要求。
2、有关身体姿势、肌力和身体动作有关的设计
(1)身体姿势
①\u0001 操作者应能交替采用坐姿和立姿。
如果必选两者其一,则通常坐姿优于立姿;然而工作过程也可能要求立姿。
②\u0001 如果必须施用较大的肌力,那么应采取合适的身材姿势和提供适当的身体支撑,使通过身体的一连串力或扭矩不致损伤身体。
③\u0001 身体不应由于长时间的静态肌肉紧张而引起疲劳,应该可以变换身体姿势。
(2)肌力
①\u0001 力的要求应与操作者体力相一致。
②\u0001 所涉及的肌肉群必须在肌力上能满足力的要求。
如果力的要求过大,那么应在工作系统中引入辅助能源。
③\u0001 应该避免同一肌肉保持长时间的静态紧张。
(3)身体动作
①\u0001 应在身体动作间保持良好的平衡,最好能选择长时间固定不变的动作。
②\u0001 动作幅度、强度、速度和节拍应相互协调。
③\u0001 对精度要求较高的动作不应使用很大的肌力。
④\u0001 如适当的话,可设置引导装置,以便于动作的实施和明确它的先后顺序。
3、有关信号、显示器和控制器设计
(1)信号与显示器
①\u0001 信号和显示器的种类和数量应符合信息的特性。
②\u0001 当显示器数量很多时,为了能清楚地认别信息,应以能够清晰、迅速的获得可靠的方位来配置它们。
③\u0001 信号的显示器的种类和设计应保持清晰易辨。
④\u0001 信号显示的变化速率和方向应与主信息源变化的速率和方向一致。
⑤\u0001 在以观察和监视为主的长时间工作中,应通过信号和显示器的设计与布置来避免过载及负载不足的影响。
(2)控制器
①\u0001 控制器的类型、设计和配置应适合于控制的任务。
②\u0001 控制器的行程和操作阻力应根据控制任务和生物力学及人体测量数据来选择。
③\u0001 控制动作、设备的应答和显示信息应相互适应和协调。
④\u0001 各种控制器的功能应易于辨认,避免混淆。
⑤\u0001 在控制器数量很多的地方,应以能保证安全、明确、迅速的操作进行配置。
⑥\u0001 关键的控制器应有防止误动作的保护装置。
11.什么作业适合采用坐姿?
坐姿操作的优缺点是什么?
P147/P125
在下列作业中宜采用坐姿操作:
1) 持续时间较长的工作应尽可能采取坐姿操作,以免疲劳;
2) 精确而细致的操作应采取坐姿,因为在坐姿状态下,可以完成较精确的操作;
3) 需要手足并用的作业。
坐姿操作的优缺点:
优点:
1. 免除站立时人体足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力,减少人体能耗,消除疲劳。
2. 有利于血液循环
3. 有利于保持身体的稳定,更适合精细作业
缺点:
作业过程中不易改变体位,施力受到限制,工作范围有局限性,长期久坐作业易引起脊柱弯曲等职业损伤。
12.工作桌、椅设计的总原则是什么?
P127
工作桌椅的设计
(1)工作座椅的结构型式应尽可能与坐姿工作的各种操作活动要求相适应,应能使操作者在工作过程中保持身体舒适、稳定并能进行准确的操作和控制。
(2)工作座椅的坐高和腰靠高必须是可调节的。
坐高调节范围GB10000中“小腿加足高”,
即360~480mm之间;工作座椅腰靠高度的调节方式为165~210mm间的无级调节。
(3)工作座椅可调节部分的结构构造,必须易于调节,必须保证在椅子使用过程中不会改
已调节好的位置并不得松动。
(4)工作座椅各零部件的外露部分不得有易伤人的尖角锐边,各部结构不得存在可能造成挤
压、剪钳伤人的部位。
(5)无论操作者坐在座椅前部、中部还是后靠,工作座椅坐面和腰靠结构均应使其感到安全、
舒适。
(6) 工作座椅腰靠结构应具有一点的弹性和足够的刚性。
在座椅固定不动的情况下,腰靠承
受250N的水平方向作用力时,腰靠倾角β不得超过115.
(7)工作座椅一般不设扶手。
需设扶手的座椅必须保证操作人员作业活动的安全性。
(8)工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用、阻燃、无毒。
坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应使
用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材料制造。
视觉
一般操作的视距范围在38~76cm之间;视距过远或过近都会影响认读的速度和准确性,而且观察距离与工作的精度密切相关,因而应根据具体任务的要求来选择最佳视距。
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