目 录
课题一 基本知识
项目一 人体工程学简介
一、人体工程学的发展 二、人体工程学的定义
三、人体工程学研究的主要内容和方法 四、人机工程学学科体系
项目二 人体活动及其效率
一、人体活动的原理 二、人体活动的效率
项目三 人的知觉、感觉与环境设计室及内空间环境中的心理与行为
一、神经系统的组成及其功能 二、感觉和知觉 三、视觉和本体感觉
四、室内空间环境中的心理与行为
项目四 人体工程测量学与室内设计
一、人体测量的基本知识 二、人体测量的基本术语 三、常用人体测量数据 四、人体尺寸的应用
项目五 常用家具与空间尺度中的人体因素
一、常用家具中的人体因素 二、空间尺度 三、城市空间尺度
项目六 无障碍环境设计
一、无障碍环境的起源 二、老年人
三、下肢残疾者的便利空间 四、视力残疾者的便利环境 五、无障碍标志
课题二 应用与欣赏
项目一:人体工程应用
项目二:人体工程应用设计作品欣赏
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课题一 基本知识
项目一 人体工程学简介
一、人体工程学的发展
大致分为五个阶段:
1、早期历史(20世纪前期)——(使人适应机器)
Frank,Lillian Gilbreth(人机学研究的先躯)动作研究和车间管理研究。熟练操作与疲劳;工作间的设计和残疾人使用设备的设计。
2、人机工程职业的诞生(1945—1960年)——(使机器适应人) 1945年美国军方成立《工程心理实室》;
1949年人机工程研究会在英国成立,第一本有关人机的书《应用经验心理学:工程设计中的人因学》出版;
1950年英国成立了世界上第一个人类工效学会; 1957年9月美国政府出版周刊《人的因素学会》; 1960年国际人机工程协会成立。
3、快速发展时期(1960—1980年)——(仍然不为普通人所了解)
到60年代,美国的人机工程学基本集中在复杂的军事工业的应用上,随着航天技术的发展,人机工程学迅速成为航天工业的一个重要部分。随后,人机工程学迅速发展,开始在军事和航天工业以外的领域得以应用,包括医药公司、计算机公司、汽车公司和其他消费公司。工厂也开始意识到人机工程学在工作场地和产品设计方面的重要性。
4、计算机、灾难和诉讼(1980—1990年)——(人机工程学的重要性) 1979年Three Mile岛上的核电站事故;
1984年12月4日Union Carbide杀虫剂工厂有毒物质泄漏,4000人死亡,20000人受伤;
1986年苏联Chernobyl核电站事故,300人死亡;
1989年Phillips Petroleum塑料工厂在一场爆炸中夷为平地。 5、1990年以后——(人—机—环境系统的建立) 人类空间站的建立;
计算机和计算机工程的应用;
药物器械设计和老年人产品设计; 人民生活和工作质量设计;
我国人机发展进程
1961年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。
国际标准化组织(ISO)1975年成立了国际人机工程标准委员会(TC—159)。 1981年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。
1982年在日本东京举行第八次国际人机工程会议,我国第一次派人参加。 1989年成立《中国人类工效学学会》
1991年1月成为《国际人类工效学协会》正式成员
二、人体工程学的定义
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1、学科命名的由来
欧洲:Ergonomics 人类工程学或工效学。
美国:Human Factors;Human Factors Engineering人类因素学或人类因素工程学。 其他:工程心理学(前苏联);人间工学(日本);人体工程学;人机工程学;人类工效学;人机控制学;宜人学等。
2、人机工程学的定义(一)
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。
3、具体含义说明
(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—机系统。
(2)人—机—环境之间的关系:相互依存;相互作用;相互制约。
(3)人机工程学的特点:学科边界模糊;学科内容综合性强;涉及面广。 (4)人机工程学的研究对象:人—机—环境系统的整体状态和过程。
(5)人机工程学的任务:使机器的设计和环境条件的设计适应于人,以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适,心情愉快,充分发挥人、机效能,使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。
三、人体工程学研究的主要内容和方法
1、人机工程学的内容
各国人机工程研究的基本状况—由于各国学科和工业基础不同,各国人机工程的研究方向和侧重点也有所不同,例如:美国侧重工程和人际关系;法国侧重劳动生理学;前苏联注重工程心理学;保加利亚偏重人体测量;捷克、印度等注重劳动卫生学。
目前人机工程学的前沿领域研究包括:
人机关系;人与环境关系;人与生态;人的特性模型;人机系统的定量描述;人际关系、直至团体行为、组织行为、心理状态等方面的研究。
近期国内外人机工程学研究的方向归纳如下:
(1)工作负荷研究,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。
(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、噪音、空气、照明等因素的人机工程学的研究。
(3)工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学的研究。
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(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研究。 (5)计算机设计与人机工程学研究。 (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。 2、人机工程学研究的方法:
测量人体各部分静态和动态数据;调查、询问或直接观察人在作业时的行为和反应特征;
对时间和动作的分析研究;测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的动态变化;观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题;分析差错和意外事故的原因;进行模型实验或用计算机进行模拟实验;运用数字和统计学的方法找出各变数之间的相互关系,以便从中得出正确的结论或发展有关理论
目前常用的研究方法有: 资科研究
资料研究是最基本的、最具普遍性的研究方法。只有在对有关资料的处理、分析和综合的基础上,才有可能发现系统内部的规律性。
调查分析
调查分析法应用非常广泛,既适用于经验性的问题,也适用于心理测量的统计。具体方法一般有:口头询问、问卷调查、跟踪观察等。
实验与测试
实验与测试通常用于研究人的行为或反应。一般需要借助工具、仪器设备。测试结果一般不宜直接用于生产,应用时须结合真人实验作修正和补充。
模拟实验
模拟实验也叫仿真实验,是运用各种技术和装置,模拟最终产品或现实环境、计算机模拟等。它用较低成本即可获取基本符合实际的结果,所以应用日广。
系统分析
系统分析是最能体现人体工程学基本理念,将人—机—环境系统作为一个整体来考查的研究方法。它以资料研究为起点,再结合相关学科的方法。
四、人机工程学学科体系
1、生理人体工程学——这一专业方向涉及人体解剖学、人体测量学、人体生理学、生物力学等学科。
2、认知人体工程学——这一专业方向涉及人的智力活动,诸如感觉、记忆、推理、神经反应等。
3、组织管理工程学——这一专业方向是关于社会技术系统的优化的,包括 组织结构、政策、程序三个方面。
4、应用领域
人体测量学、劳动生理学、环境工程、生物力学、工业心理学等
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项目二 人体活动及其效率
一、人体活动的原理
人所有的肢体活动都是由人体的运动系统实现的。人体的运动系统由三种器官组成:1、骨,2、关节,3、肌肉。这里的肌肉指的是骨骼肌。骨以不同形式(不动、微动、可动)的关节联结在一起构成骨骼,形成人体体形的基础,并为肌肉提供广阔的附着点。骨骼肌附着于骨,在神经的支配下收缩,牵拉其所附着的骨,以可动关节为枢纽,产生杠杆运动。
人体的运动系统有三个功能:运动、支持和保护。人体活动,从简单位移到语言、书写等高级活动,都是在神经系统的支配下,通过肌肉收缩而实现的。人的任何一个动作都会有许多肌肉参加。一些肌肉收缩,承担完成运动预期目的角色,另一些肌肉予以协同配合,还有一些肌肉处于对抗的地位,起着相辅相成的作用,它们适度放松并保持一定的紧张度,以使动作平滑、准确。
人体的躯干由骨骼围合成若干体腔:颅腔、胸腔、腹腔和盆腔。颅腔保护和支持着脑髓和感觉器官;胸腔保护和支持着心、大血管、肺等脏器;腹腔、盆腔保护和支持着消化、泌尿、生殖系统的各脏器。
1、骨和关节
骨是以骨组织为主体构成的器官。骨以骨质为基础,表面覆以骨膜,内部充以骨髓。分布于骨的血管、神经,先进入骨膜,然后穿入骨质,再进入骨髓。
成人的骨共有206块,按其部位分为头颅骨、躯干骨、上肢骨、下肢骨4部分。
骨因其存在部位和功能的不同,形态也各异。按其形态特点分为长骨、短骨、扁骨、不规则骨4种。
骨的间接连接就是所谓的关节。 2、肌肉的生理特征
每一个人的躯体由大量的肌肉覆盖在骨骼上,而肌肉是由许多的肌纤维组成,每一个肌纤维的长度约1毫米--15厘米的圆柱形结构。其直径一般为10-100微米,有时用肉眼可以看到。每条肌纤维都具有一层薄的肌膜,若干细胞核和许多线粒体,在肌纤维中央部位有明暗相间的横纹结构的肌原纤维,它是肌肉收缩的结构单位。肌肉内分布有丰富的小血管,这样肌肉收缩时所需要的能量物质和氧就可以得到大量的供应。肌肉中还有感觉神经和运动神经,感觉神经向中枢神经传递肌肉收缩时的紧张状态,而
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