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1.3 人体工程学研究的内容

引例

15分钟

人体工程学创意鼠标(无线版)【参考视频】

“15分钟”是一款把沙漏和台灯融为一体的沙漏台灯。外形酷似沙漏,上面为透明灯罩,下面为白色底座,灯座里面装有沙子。在正常照明情况下和普通台灯无异,当你想睡觉时,把台灯翻转,这样灯座里的沙子会慢慢流到灯罩里面,将光源慢慢覆盖,从而灯光越来越暗,当沙子全部流下来时,沙子的重量会压下灯罩里的开关,将灯熄灭。与此同时,你也会伴着越来越柔和的灯光慢慢入睡。

人体工程学的研究内容和应用范围极其广泛,但是本学科的根本研究方向是通过揭示人、机、环境之间相互关系的规律,以达到确保人-机-环境系统总体性能的最优化。本学科研究的主要内容可概括为以下几个方面。

1.3.1 工作系统中的人

(1)人体尺寸。

(2)信息的感受和处理能力。

(3)运动的能力。

(4)学习能力。

(5)生理及心理需要。

(6)对物理环境的感受性。

(7)对社会环境的感受性。

(8)知觉与感觉的能力。

(9)个人之差。

(10)环境对人体能的影响。

(11)人的长期、短期能力的限度及愉适点。

(12)人的反射及反应形态。

(13)人的习惯与差异(如民族、性别等)。

(14)错误形成的研究。

1.3.2 工作系统中由人使用的机械分类

人使用的机械分为以下三大类。

(1)显示器:如仪表、信号、显示屏等。

(2)操纵器:各种机具的操纵部分,如杆、钮、盘、轮、踏板等。

(3)机具:如家具、器皿、工具等。

1.3.3 环境控制——如何使环境适应于人的使用

人的使用环境主要有以下两部分。

(1)普通环境:建筑与室内空间环境的照明、温度、湿度控制等。

(2)特殊环境:如冶金、化工、采矿、航空、宇航和极地探险等行业,有时会遇到极特殊的环境,如高温、高压、振动、噪声、辐射和污染等。

拆线器(人体工程学新款)【参考视频】

1.3.4 人机关系的研究

人机关系的研究主要是从静态人机安全关系、动态人机安全关系、多媒体技术及人机系统可靠性等方面研究。静态研究,主要有作业区域的合理布局和设计、作业方法及作业负荷的研究;动态研究,主要有人机功能的合理分配、人机界面的安全设计、人工智能研究;多媒体技术,主要研究对机器安全运转的监测监控;人机系统可靠性等方面研究,主要是分析人机系统的可靠性,建立人机系统可靠性设计原则,据此设计出经济、合理以及可靠性高的人机系统。

从人体工程学研究的问题来看,人机关系的研究涵盖了技术科学和人体科学的许多交叉的问题。它涉及很多学科,包括医学、生理学、心理学、工程技术、劳动保护、环境控制、仿生学、人工智能、控制论、信息论和生物技术等。

在进行人体工程学研究时要遵循以下原则。

(1)物理的原则,如杠杆原理、惯性定律、重心原理,在人体工程学中也适用。在处理问题时应以人为主来进行,但在机械效率上又要遵从物理原则,两者之间的调和法则是要保持人道而又不违反自然规律。

(2)生理、心理兼顾原则,人体工程学必须了解人的结构,除了生理,还要了解心理因素。人是具有心理活动的,人的心理在时间和空间上是自由和开放的,它会受到人的经历和社会传统、文化的影响。人的活动无论在何时何地都可受到这些因素的影响,因此,人体工程学也必须对这些影响心理的因素进行研究。

(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,不能单独地研究人、机械、环境,再把它们综合起来研究。因为它们是存在于“人-机-环境”的相互关系中,绝不可分开讨论。

综上所述,可将人机学研究的主要内容归纳为以下四个方面。

1)“人的因素”研究

在人与产品关系中,作为主体的人,既是自然的人,也是社会的人。在自然方面的研究包括以下几个方面。

(1)人体尺寸参数,主要包括动态和静态情况下人的作业姿势及空间活动范围等,它属于人体测量学的研究范畴。

(2)人的机械力学参数,主要包括人的操作力、操作速度和操作频率,动作的准确性和耐力极限等,它属于生物力学和劳动生理学的研究范畴。

(3)人的信息传递能力,主要包括人对信息的接收、存储、记忆、传递、输出能力,以及各种感觉通道的生理极限能力,它属于工程心理学的研究范畴。

(4)人的可靠性及作业适应性,主要包括人在劳动过程中的心理调节能力、心理反射机制,以及人在正常情况下失误的可能性和起因,它属于劳动心理学和管理心理学研究的范畴。

总之,“人的因素”涉及的学科内容很广,在进行产品的人机系统设计时应科学合理地选用各种参数。

在社会方面的研究包括人在工作和生活中的社会行为、价值观念、人文环境等。其目的是解决各种机械设备、工具、作业场所及各种用具和用品的设计如何与人的生理、心理特点适应,从而有可能为使用者创造安全、舒适、健康、高效的工作环境。

iPhone 6人体工程学设计【参考视频】

2)“机的因素”研究

(1)操纵控制系统,主要指机器接收人发出指令的各种装置,如操纵杆、方向盘、按键、按钮等,这些装置的设计及布局必须充分考虑人输出信息的能力。

(2)信息显示系统,主要指机器接收人的指令后,向人作出反馈信息的各种显示装置,如模拟显示器、数字显示器、屏幕显示器,以及音响信息传达装置、触觉信息传达装置、嗅觉信息传达装置等。无论机器如何把信息反馈给人,都必须快捷、准确和清晰,并充分考虑人的各种感觉通道的“容量”。

(3)安全保障系统,主要指机器出现差错或人出现失误时的安全保障设施和装置。它应包括人和机器两个方面,其中以人为主要保护对象,对于特殊的机器还应考虑到救援逃生装置。

3)“环境因素”研究

环境因素包含内容十分广泛,无论是在地面、高空或地下作业,人们都面临种种不同的环境条件,它们直接或间接地影响人们的工作、系统的运行,甚至影响人的安全。一般情况下,影响人们作业的环境因素主要有以下几种。

(1)物理环境,主要有照明、噪声、温度、湿度、振动、辐射、粉尘、气压、重力、磁场等。

(2)化学环境,主要指化学性有毒气体、粉尘、水质,以及生物性有害气体、粉尘、水质等。

(3)心理环境,主要指作业空间(如厂房大小、机器布局、道路交通等)、美感因素(如产品的形态、色彩、装饰及功能音乐等)。

此外还有人际关系等社会环境对人心理状态构成的影响。

4)“综合因素”研究

(1)人机之间的配合与分工(也称人机功能分配),应全面综合考虑人与机的特征及机能,使之扬长避短,合理配合,充分发挥人机系统的综合使用效能。根据人与机的特征机能比较,人机应合理分工:凡是笨重的、快速的、精细的、规律的、单调的、高阶运算的、操作复杂的工作,都适合于机器承担;而对机器系统的设计、维修、监控、故障处理,以及程序和指令的安排等,则适合于人来承担。

(2)人机信息传递,是指人通过执行器官(如手、脚、口、身等)向机器发出指令信息,并通过感觉器官(如眼、耳、鼻、舌、身等)接受机器反馈信息。担负人机信息传递的中介区域称为“人机界面”。“人机界面”至少有三种,即操纵系统人机界面、显示系统人机界面和环境系统人机界面,目的是使人与机器的信息传递达到最佳,使人机系统的综合效能达到最高。

(3)人的安全防护。人的作业过程是由许多因素按一定规律联系在一起的,是为了共同的目的而构成的一个有特定功能的有机整体。因此,在作业过程中只要出现人机关系不协调、系统失去控制,就会影响正常作业。轻则发生事故,影响工效;重则导致机器损坏,造成人员伤亡。所以,要运用间接安全技术措施,使设备从结构到布局,均能保证其危险部位不被人体触及,避免事故发生。

1.3.5 近期国内外人体工程学研究的方向归纳

(1)工作负荷的研究,包括体力活动、智力活动、工作紧张等因素引起的生理负荷和心理负荷的研究。

(2)工作环境的研究,包括各种工作环境条件下的生理效应,以及一般工作与生活环境中振动、噪声、空气、照明等因素的人体工程学的研究。

(3)工作场地、工作空间、工具装备的人体工程学的研究。

(4)信息显示的人体工程学问题,特别是计算机终端显示中人的因素研究。

(5)计算机设计与人体工程学的研究。

(6)工作成效的测量与评定。

(7)机器人设计的智能模拟等。

(8)人-机-环境系统中心理学的研究。 dUYBuIHuk9cwMh7ZwdJoNlU5X8Py+Mn34rqIBuyKv+FNH4sQvWq1E45JMJ3eOg6F

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