人机工程学要求

人机工程学要求（共8篇）

1.人机工程学要求 篇一

无人机植保作业飞行要求

一、无人机植保作业飞行要求

1、极低空飞行。植保作业最佳高度是在作物叶尖之上一米左右距离。对于苗期小麦等低矮作物，无人机应在离地面两米高度上飞行。飞行高度精度应在分米级。

2、高精度直线飞行。植保作业必须保持直线飞行，以保证不产生漏喷、重喷现象。飞行水平精度应在分米级。

3、慢速匀速飞行。无人机植保的雾化效果很好，药效与无人机的速度密切相关。一般应该保持在4～6米/秒的匀速飞行。

4、超目视飞行。植保无人机目视飞行最远只能达到200米，对于宽幅大于500米的大田，将难以选择起降加药点，大田中间无法作业。从植保作业效率上讲，无人机一个起落最好飞行一个往返，回到起点加药。植保作业必须具备超目视飞行能力，超目视飞行距离应是无人机总作业距离的二分之一。

5、避目障飞行。对于高杆作物、果木、树木等植保作业，目视飞行作业的视线受到阻碍，必须要有避目障操控飞行的有效手段。

6、定点垂直起降。大田地形复杂，加药点难以选择，无人机往往在狭窄空间起降，没有跑道起降条件，必须具有定点垂直起降操控能力。

二、实现植保作业飞行的保障

1、飞行技能过硬的操控手。植保作业对飞手的要求非常高。在目视飞行的距离内，在不借助导航设备的情况下，飞手必须要做到锁高、直线、匀速飞行，狭窄空间定点起降，这是飞手的基本功，也是植保作业的最基本保障。

2、GPS导航。采用GPS导航进行自主飞行，操控手人工干预，是保障植保作业的方式之一。但对导航的精度要求较高，尤其是要求锁高达到分米量级，一般的GPS是做不到的，需要使用差分GPS设备。另外，在目视飞行距离外，人工干预起不到多少作用，完全要靠自主导航飞行，对导航设备的可靠性能要求非常高，随之也会带来成本的升高。

3、FPV飞行。采用GPS导航进行自主飞行，操控手进行FPV飞行人工干预，应该是一种较好的保障植保作业的方法。相对其它无人机作业飞行，植保作业距离短、速度慢、飞行动作简单，这对FPV飞行的操作以及设备都没有太大的难度。采用FPV飞行，操控手可“身临其境”，克服目视的限制，随时干预导航自主飞行的偏差，保障超目视和避目障飞行作业。

4、垂直起降飞行。由于没有起降跑道条件，一般植保作业采用无人直升机和多旋翼无人机实施。

2.人机工程学要求 篇二

1830年, 英格兰工程师Edwin Beard Budding发明了草坪割草机。OPEI (Outdoor Power Equipment Institute) 对于座骑式割草机的定义是:“自产生动力的可骑运载工具, 在一般草坪花园中使用, 用来割草, 通常不可以用来耕作。它们由空气冷却, 4冲程发动机, 通常是12马力的功率或更小。发动机或由电线拖动或是电力 (电池) 启动。切断装置的旋转刀片通过皮带或者链条与发动机相连。”

迄今为止, 国外已经开发和研究了多种类型的商品化割草机, 目前美国Toro和John Deere公司、日本Honda公司等国外大公司由于起步较早, 在设计方面走在前沿, 但在国内尚无专门针对割草机的设计理论系统。

2 车辆人机工程学

车辆人机工程学是人机工程学的基本理论在车辆工程领域的应用, 其研究对象是驾驶员—车辆—环境系统。驾驶员—车辆—环境系统的构成如图1所示。

目前, 在车辆人机工程学理论中尚无专门针对割草机这部分研究课题, 这就需要在今后的研究中要扩展这方面的内容, 以满足生产设计需要。现在市场上大多数产品均为国外设计, 很多座骑式割草机设计的尺寸依据是国外的人体尺寸标准, 结构设计上也是符合国外使用者的操作习惯。因此, 如何设计出真正适合中国人使用的座骑式割草机, 是目前的一个要面对的问题。如何将“中国设计、中国使用”的理念贯穿到座骑式割草机的设计过程中也是一个很有意义的研究课题。

3 可参照点

座骑式割草机是一种可以驾驶的单人小型草坪管理机械, 从使用性质上上看, 属于车辆的范畴。但必须注意的是, 作为一种工程机械, 座骑式割草机的特殊功能决定了它的特殊构造 (功能决定形式) 。同时, 特殊的使用环境 (草坪) 、性能指标、人机关系匹配、安全性要求等也使座骑式割草机的设计具有与一般车辆不同的设计要求。因此, 并不是车辆人机工程学的任何理论都可以生搬照抄, 而需要灵活应用。

座骑式割草机可以参照车辆人机工程学的基本理论之处总结如下。

(1) 座骑式割草机操控装置设计与拖拉机结构类似, 可采用拖拉机的相关设计理论进行设计研究。

(2) 座骑式割草机驾驶室作业空间设计可参照单人驾驶的封闭式拖拉机设计数据。

(3) 当设计档次较高的封闭式座骑式割草机时, 驾驶室作业空间内饰设计可参照一般汽车内饰设计, 如增加空调系统设置等。

由上述可知, 在座骑式割草机设计中, 可以合理利用车辆人机工程学理论进行相关产品开发。

4 座骑式割草机的人机界面 (man-machine in-terface) 设计

座骑式割草机人机系统中的人机界面, 是指系统中驾驶员、座骑式割草机和环境3者之间相互作用的区域, 可将其分为环境性界面、作业空间、操控装置和信息系统界面4个方面。

在座骑式割草机系统人机界面中, 操作者是主动方。操作者通过环境界面感受到环境作用于人感官上的信息, 通过人机信息界面感受到座骑式割草机所给于的各种相关信息 (包括信息显示装置、操作说明、操控指示及严禁事项等) 。当接收到这些信息后, 大脑会进行分析与判断, 得出决策, 并由人体执行器官向割草机进行操控。通过人机操控装置控制机器的操控装置, 使座骑式割草机按操作者预定的目标做出相应动作。座骑式割草机按照操作运转后, 其相关工作状况信息通过信息性界面 (如信息显示装置) , 或直接反馈给操作者的感官 (目前大部分机型) , 实现操作者对座骑式割草机的调节与控制。良好的环境性界面与作业空间设计可以保证操作者的驾驶舒适性。

(1) 环境界面设计。当所设计的座骑式割草机机型为全封闭式时, 可以把人机环境分为驾驶室内的小环境系统和驾驶室外的大环境系统两种。不论是在大还是小环境系统中, 产生影响的一般环境因素几乎相同, 主要有温度、照明、噪声、振动、粉尘及有毒物质等。对于割草机这种特殊的工程机械来说, 大环境还应包括与作业对象———草坪有关的各种情况, 如纵向与侧向坡度、草坪平整度和高度等。因此, 为使割草机操作者具有一个舒适的作业环境, 在割草机系统设计的各阶段, 都要尽可能排除各种环境因素对人体的不良影响, 创建一种既使人体感到舒适又有利于工作的环境条件。通过对割草机环境系统分析可以归纳出在封闭座骑式割草机的设计要点。 (1) 小环境系统与操作者有更为直接重要的关系。 (2) 对座骑式割草机进行全封闭设计是人机环境系统分析的必然结果。全封闭驾驶室不仅有利于保护操作者的健康和安全, 提高操作者的工作效率, 增加驾驶舒适性, 还可以最大限度地提高整个割草机系统的综合效能。 (3) 通风采暖和制冷联合装置的采用, 可大大提高驾驶舒适性。 (4) 通过设计可降低噪声和振动对人体的危害。

(2) 作业空间设计。人操纵机器时所需要的活动空间, 加上机器、设备和工具的总和, 称为作业空间。作业空间设计的基本目标是使人机系统能以最有效、最合理的方式满足作业要求, 实现作业空间合理、经济、安全和舒适。大范围的作业空间设计, 是把机器、设备和工具, 按照人的操作要求进行合理的空间布置。作业空间设计指的是对座骑式割草机操纵装置相对于操作者的位置进行合理安排 (当无显示装置时, 操作结果直接反馈给操作者) , 为操作者创造舒适而方便的工作条件, 使操作者工作安全可靠、舒适方便、效率高。作业空间设计主要包括近身作业空间布置和驾驶室作业空间、工作台及工作座椅设计等。由于座骑式割草机驾驶员工作采用坐姿, 可根据驾驶员手臂和腿的运动, 确定作业空间范围, 并对作业空间的布置情况进行规划。工作台与工作座椅也可参照驾驶员身体质量、压力分布和控制范围来选择与设计。之后可进行模型测试与分析, 并对不合理结果进行修正, 最终得到合理设计方案。

(3) 操控装置设计。操控装置 (又称控制装置、调节装置) 是人机工程界面系统中的重要组成部分, 它包括使机器启动、停车或改变运行状态的各种元件、器件、部件、机构以及它们的组合等环节, 其基本功能是, 把操作者的相应动作输出转换成机器设备的输入信息, 进而控制机器设备的运行状态。它将操作者的行为动作转化为“机械语言”。

以封闭式座骑割草机为例, 由座骑式割草机的操作流程 (图2) 可知, 操作者的主要姿势为坐姿, 主要操作为开关车门—开关总电源—调节割草高度—调节割草速度—开割草开关—行驶控制 (加速、减速、左右转弯) 。这些操作都需要相应的操控装置来实现, 需要对操控装置进行设计。操纵装置设计中需要考虑的人机工程问题主要是操纵器的形状、大小、安装位置、操纵力、操纵位移、运动方向及操纵器编码等。可在考虑经济因素的前提下, 由不同运动方式和实现功能来选择相应的手动和脚动操控装置。

(4) 信息系统设计。人机界面中, 人机信息交换需要通过人机信息系统来完成。在人机系统中, 按人体接受信息的感觉通道不同, 可将信息系统分为视觉信息、听觉信息和触觉信息。其中以视觉和听觉信息的应用最为广泛。触觉信息是, 利用人体皮肤受到触压或运动刺激后产生的感觉而向操作者传递信息的一种方式, 除特殊环境外, 一般较少使用。在座骑式割草机设计中, 可以根据不同功能要求, 根据3种方式传递的信息特征, 采用不同信息特征方式。另外, 设计中涉及到的图形符号、座椅操作提醒、操纵装置说明、刀盘警告及出草口警告等, 也可参照工程机械类标准, 按照不同要求进行相应图形和色彩设计。

5 结论

通过比较车辆人机工程学理论在座骑式割草机设计中的可参照点, 可以合理利用车辆人机工程学理论进行相关产品的开发。本文将座骑式割草机的人机界面分为环境性界面、作业空间、操控装置和信息系统界面4个方面, 在座骑式割草机设计开发中, 可以分别参照国标中的人体参数, 选取最佳功能尺寸来进行设计。需要说明的是, 这种分类说明了座骑式割草机系统中人机界面的特点, 各类之间不是相互独立, 而是相互关联的。在实际的人机系统中, 可能会出现各方面交叉影响的情况, 设计者可综合运用上述理论进行分析设计, 并进行人机界面匹配合理程度的评价指标确定。

摘要：本文总结了车辆人机工程学和座骑式割草机设计理论间可参考的相通点, 并分别阐述了座骑式割草机系统人机界面设计中4个方面 (环境界面、作业空间、操控系统和信息系统设计) 的设计理论。本文归纳出从车辆人机工程学的角度出发设计宜人化座骑式割草机的方法与规律, 为今后的相关设计研究提供依据。

关键词：割草机,车辆人机工程学,人机界面

参考文献

[1]Hegan, Gina Kellogg.Tracking trends in riding-mower design.Grounds Maintenance.Jul97, Vol.32Issue7p20, 4p, 2c (AN9708134641)

[2]周一鸣, 毛恩荣.车辆人机工程学.第1版.北京:北京理工大学出版社.1999年12月, 4, 154-159, 180.

3.人机工程学关于氩气刀笔设计研究 篇三

关键词：人机学 市场特点 手部尺寸 心理特征

1、前言

氩气刀是近几年来在临床应用的新一代高频电刀，其工作原理是利用高频电刀提供的高频、高压电流，再利用氩气的特性达到一种完善的临床效果。与一般高频电刀相比，具有止血快、失血少、无氧化和焦痂等的特点。随着科学技术的发展进步，对医疗器械的设计要求不仅仅停留在制造和使用上，还要求具有人性化的特点，要求考虑到医护人员和患者的使用。

中国古代设计有着悠久的文化历史，广泛表现出设计严谨、结构流畅、使用方便舒适的特性，在体现古人智慧光芒的同时，也映射出中国传统人机工程学的思想。目前，关于这方面的研究，国内学者多集中于制作、形态设计等领域，成果颇丰，但从工学、人机学角度的研究较少。本文希望通过传统人机学角度对手术刀笔进行深入思考。

2、手术刀笔现有问题及市场特点分析

2.1 市场调研反馈分析

在做产品的市场调研的同时，对产品的使用环境以及使用过程进行调查，其中包括深入了解产品的误操作过程、产品的工作状态，以及医生能够熟练使用产品的时间、工作环境对产品性能和材料以及色彩的要求等方面。

在调研过程中，对目前市场上的氩气刀进行总结归纳，并且调研了类似产品和周边产品，发现了氩气刀存在的一些问题：例如形态太过方正，并且扁平，抓握不方便；按键位置不合理；手握位置触感不强；按键反馈不明显；材料易发生开缝断裂；整体形态设计感不强，形态有待推敲。

2.2 市场特点分析

首先手术刀笔是一种相对公众化的产品，下面对“公众化，个人化”做了意象尺度分析，得出医疗产品尤其是手术刀笔产品在服装、消费类电子产品、家用电器、办公机械等产品类别中的分布位置。由于其面对的是相关科室的医生集体，医疗器械相对于别的产品而言是一种公众化的产品，而非个性化产品，因此医疗器械的设计相对保守，造型设计非标新立异，反映的应是社会主流审美文化。

其次是对医院的特殊环境、医生特殊的社会属性进行分析，在医院的环境里，考虑到医生和病人特殊的心理状态，对医疗产品有专门要求，过分鲜艳的色彩和过分激烈的形态是不允许的，所以医疗器械只能有选择性的接受时尚审美文化因素。

3、氩气刀应用人机工程学的重要性

人机工程学是研究如何使机械设备系统、人机系统和人机环境最大限度地适合人类的形态、生理和心理特征，以求达到安全、舒适、高效生产和工作的目的。同时医疗器械品质的优良，直接关系到我们的生活水平和品质的好坏，所以医疗器械的设计就变得非常的关键，而应用人机工程学来研究医疗器械，可以提高产品的使用安全性，减少使用过程中对人体的危害和降低损耗，从而减少不安全的因素。人机工程学重点在于用户研究，也就是对人的研究，强调“以人为本”，研究的是人的能力、极限、缺陷以及与机器之间的利用关系。

氩气刀在外科手术中具有非常重要的地位，在治疗气道狭窄、食道癌和腹腔镜胆囊切除术等手术中具有非常重要的作用。如果氩气刀设计不合理，就会使医生在长时间手术的过程中容易感到疲劳，甚至在高强度的工作下产生痛觉、麻木等感受，严重影响医生的情绪、操作效率和操作质量，并直接关系到患者的健康。研究表明，医生在手术过程中由于误操作而造成的医疗事故远高于产品本身故障造成的医疗事故。因此，在对氩气刀设计和改良的过程中必须要考虑人机因素，从而减少和避免发生误操作的几率，进而保障产品使用安全。

4、氩气刀人机学分析

医疗人员是氩气刀产品的使用者，因此对医疗人员的手部尺寸参数，特别是手部对产品操作适应性的研究是非常重要的。

4.1 手的生理特征分析

在刀笔设计中，要考虑刀笔的长度、刀笔直径、手握状态和触觉的舒适性。刀笔的长度应接近或者略超过手弯曲工作时的长度，这样可使手在工作时有适当的活动范围。刀笔的直径要与正常的人们所使用的笔尺度大小相符或者略粗，直径太大会影响抓握；直径过小会使肌肉紧张而疲劳，并且降低稳定性。另外，刀笔的结构应该使手保持较自然状态，这样既可以使操作者操作灵活并且舒适。

手掌的掌心肌肉最少，指骨间肌和手指部位是神经末梢布满的区域。指球肌、大鱼际肌、小鱼际肌是肌肉较多的部位。氩气刀在操作的过程中，直接接触部位有拇指、食指的指球肌、中指第一关节内侧和虎口位置，而几乎每一块肌肉都会用力，呈握笔姿势，其中力量集中在拇指和食指，而为保证使用稳定性手腕还要保持用力，高强度工作下会造成手指疲劳、手腕僵直和疼痛。

4.2 触觉与手指接触部分分析

虽然指球肌部分是指尖布满神经末梢，触觉最敏感的部分，但医生在操作氩气刀的时候会戴手套，使敏感度降低，所以在刀笔与手指接触部分应用适当的材料以增加触觉灵敏度。

在手抓握部分，有拇指、食指和中指三部分的生理机能面，刀笔与手指接触部分截面的基本形状应为三角形或者圆形，或者由圆形拓展开来的六边形和有很大圆角的四边形。这是因为在使用过程中，过于扁平的刀身使抓握截面变得细且窄，从而使抓握的稳定性大大降低。

在产品使用过程中，主要靠拇指和食指用力，并且极容易造成疲劳，长时间使用还会使手指麻木，若能使其他手指分担拇指和食指的用力，则可大大降低使用的疲劳度。虎口是一个非常好的助力部位，然而在很多手持器械的设计上虎口部位的设计常常被忽略。刀笔在设计时应充分考虑到虎口位置的特殊性，并借助虎口力量来增加产品使用过程中的稳定性，同时也可使手腕得到一定程度的放松。刀笔抓握后端截面既要拟合虎口形状，也要使刀笔在虎口部位的截面半径变化，其变化尺寸符合手指的活动范围，使其在使用过程中，借助虎口的位置增强刀笔在使用过程中的稳定性且对刀笔在使用中的活动范围不造成影响。

4.3 从心理情绪对设计的思考

和谐观是中国人文精神的价值形态。传统造物思想追求“人”、“物”、“天”整体和谐，这正是如今人机工程学追求的人一机一环系统的协调与优化。古人主张“人第一，物第二”，重视人与物间的有机联系，试图在人与物间建立一种人性化的关系：—方面从人的生理结构出发，注重物的功能性；另—方面又关注人的心理特征，注重人在使用物时的感受。

医生日常的工作异常繁忙，且工作压力很大，手术本就性命攸关，气氛紧张，而如果医疗器械总是冰冷而不近人情，难免会使医生产生焦虑、不安、烦躁等负面情绪。因此从视觉角度分析，要求产品在设计的时要分别从形态、材料、颜色等充分考虑，使产品具有亲和力，从而减少医生在使用过程中因产品外观设计不良而产生的负面情绪。人『生化设计中的情感性考虑。

医疗器械产品的形态设计的定位应考虑到医生及病人在仪器的使用过程中的心理感受，追求产品设计的情感化，使产品透露出亲和力是医疗器械工业设计的趋势。这类产品的形态表情不能太生硬，更不能让人产生面对刑具的恐惧感，太生硬会造成拒人千里之外的冷漠感。产生这种心理感受的原因是人们头脑中固有的形态符号语义错位。产品的亲和感是指产品的形态给人一种安全的、对人无害的、易于亲近、可以和平相处的心理感受，以利于产品与人沟通。

5、结语

4.人机工程学 篇四

社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快……等等一系列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在产品设计中常提到的人性化设计问题。

所谓人性化产品，就是包含人机工程的产品，只要是“人”所使用的产品，都应在人机工程上加以考虑，产品的造型与人机工程无疑是结合在一起的。我们可以将它们描述为：以心理为圆心，生理为半径，用以建立人与物(产品)之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的肌能，保护人体健康，从而提高生产率。仅从工业设计这一范畴来看，大至宇航系统、城市规划、建筑设施、自动化工厂、机械设备、交通工具，小至家具、服装、文具以及盆、杯、碗筷之类各种生产与生活所创造的“物”，在设计和制造时都必须把“人的因素”作为一个重要的条件来考虑。若将产品类别区分为专业用品和一般用品的话，专业用品在人机工程上则会有更多的考虑，它比较偏重于生理学的层面；而一般性产品则必须兼顾心理层面的问题，需要更多的符合美学及潮流的设计，也就是应以产品人性化的需求为主。

那么，对于一件产品是如何来评价它在人机工程学方面是否符合规范呢? 以德国Sturlgart设计中心为例，在评选每年优良产品时，人机工程上所设定的标准为：

1)产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合；

2)产品是否顺手和好使用；

3)是否防止了使用人操作时意外伤害和错用时产生的危险；

4)各操作单元是否实用；各元件在安置上能否使其意义毫无疑问的被辨认；

5)产品是否便于清洗、保养及修理。

一般情况下，在设计教育中常以上述第三项较为强调，而消费者在购买商品时，则是以产品的视觉效果、商场气氛及价值来决定购买行为的成立与否，但作为一名好的设计师应为产品长期使用的效果及舒适性负责，尤其是避免伤害与危险的防止更是不可忽视的考虑因素。如，在操作计算机的上机姿势中，在现行的上机条件下，操作员常常是手臂向前悬空着来操作键盘和鼠标的。手臂的悬空形成了肩颈部的静态疲劳，使得操作员不得不将背部靠在椅子靠背上作业(后靠姿势会加大悬空的手臂的前伸程度，从而增大肩部所需要的平衡力矩，加快肩颈部的疲劳)，而当操作员脱离靠背又手臂悬空时，体重就全部需要由脊柱来承担，其结果或者是腰背的疲劳酸痛，或者是腰肌放弃维持直坐姿势而塌腰驼背，或者是把手腕抵在桌沿而引发腕管综合症。那么，要解决诸如此类的问题，设计师就必须充分考虑人机工程学的因素。

所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。

人机工程学因素往往是企业提高其竞争力的手法之一。若说“人性化产品”是与“人”合为一体的产品设计，“人机工程因素”则是设计工业产品时的人机界面所必须考虑的因素。在我国即将加入WTO所面临的冲击下，中国的制造业无不是严阵以待，企图在竞争中保持优势。管理大师麦克·波特(MICHAEL PORTER)曾说过，企业具备竞争优势的两个方式，一是扩大生产规模，走向规模经济，才能占有成本上的优势；另一个便是创造企业或产品的附加值，制造消费者趋之若鹜的心理。在现今产品和质量逐步提高，且消费者对商品品质要求越来越高的情况下，各产品制造商们无不力求突破，希望能出奇制胜，打动消费者的心。拿当今世界上提出的“健康”人机工程学的新要求为例，即是用某些考虑人机因素的辅助性产品，如：电动腰靠、紫外线阻隔(UV、CUT)等来提高产品人性化的层次，籍此创造其他品牌无法模仿的优势，而赢得消费者青睬的。

究竟什么样的产品需要人机工程呢？在设计上又如何表现，才能成为符合人机工程学的产品呢?

工业设计师指出，就电脑的相关部件和设备而言，如键盘、鼠标等输入装置，因使用者可能长时间利用其从事工作或娱乐，接触的时间较长，在使用时也可能十分投入。因此，人机工程学就成了设计上最主要的条件之一。

人机工程学的显著特点是，在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和所设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究。在人机工程学中将这个系统称为“人——机——环境”系统。这个系统中，人、机、环境三个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。本学科的人机系统设计理论，就是科学地利用三个要素间的有机联系来寻求系统的最佳参数。系统设计的一般方法，通常是在明确系统总体要求的前提下，着重分析和研究人、机、环境三个要素对系统总体性能的影响，如系统中人和机的职能如何分工；如何配合；环境如何适应人；机对环境又有何影响等问题，经过不断修正和完善三要素的结构方式，最终确保系统最优组合方案的实现。这是人机工程学为工业设计开拓了新的思路，并提供了独特的设计方法和有关理论依据。

作为一个全息系统的局部，一个产品中包括了我们这个商品社会中的全部信息。一件设计优良的产品，必然是人、环境、经济、技术、文化等因素巧妙融合、平衡的产物。开始一项产品设计的动机可能来自各个方面，有的是为了改进功能，有的是为了降低成本，有的是为了改变外观，强化“柜台效应”，以吸引购买者，更多的情况是上述几方面兼而有之。于是，对设计师的要求就可能来自功能、技术、成本、使用者的爱好等各种角度。不同的产品设计的重点也大不相同，暖水瓶的设计显然就要比香水瓶的设计考虑更多的人机问题；再以肇及设计所设计的电脑游戏遥感器为例，乍见此产品时，看似不符合人机工程学，但实际使用时却很合手，操控性良好，而且遥感器外型颇酷，用此摇杆玩空战游戏，有操控战斗机的味道。相比于市场上其他同类型的产品，即使售价比一般产品高出许多，也一样大受欢迎，足见其魅力所在。但也有这样一种产品，在市场上受到欢迎，是因其外型讨好且成本不高所致，但缺点是产品轻，因此，在使用时本来一只手操作很方便，却不得不双手并用才行，这就是该产品在人机工学上的不足之处；但在成本、售价及市场因素的考虑下，厂商还是推出此种产品。而对于专业用品就不同了，例如美发师每天所使用的吹风机，除草机工人所使用的修剪机就绝对不能轻视人机工程学在生理层面上的考虑。

然而，一个好的产品设计是可以涵盖形态和人机因素的，产品的外形一样也可以有机会作人机工程的发挥。以TEAGE为微软所设计的易用鼠标球而言，该鼠标是特别为儿童体验电脑而设计的，在方案决定之前对儿童的抓握方式进行了研究，黄白两色相间的鼠标球使儿童们在学习电脑时，增加了趣味性和功能性。该产品已经超脱了产品造型上的束缚，除让其更好用之外，也同时赋予了产品新的意义与想象空间。

除了一般的大众消费品之外，专为特殊族群所设计的产品在人机工程学上也有更多的考虑。如，残疾人用的瓷器套具，此套设计是专为残疾人做的餐具，又不让人直接看出它们是专为残疾人做的。故而，设计师在充分考虑了人机工程学的基础上，特别处理手把的凹凸，使患者拿在手里有一种心态上的平衡感，既能看到，又能摸到，但又不那么显眼。

再以医疗设备来说，病床、医疗椅等产品，在设汁上不只是考虑操作要符合人机工程学，在材料上也应力求人性化，增加产品的亲和力，以提高产品的“EQ”。由于学科来源的多样性和应用的广泛性，人机工程学中采用的各种研究方法种类很多，有些是从人体测量学、工程心理学等学科中沿用下来的，有些是从其他有关学科借鉴过来的，更多的是从应用的目标出发创造出来的。其中常用于一般产品设计领域的方法有如下几类：

1，测量方法

测量方法是人机工程学中研究人形体特征的主要方法，它包括尺度测量、动态测量、力量测量、体积测量、肌肉疲劳测量和其他生理变化的测量等几个方面。

2．模型工作方法

这是设计师必不可少的工作方法。设计师可通过模型构思方案，规划尺度，检查效果，发现问题，有效地提高设计成功率。

3．调查方法

人机工程学中许多感觉和心理指标很难用测量的办法获得。有些即使有可能，但从设计师工作范围来看也无此必要，因此，设计师常以调查的方法获得这方面的信息。如每年持续对1000人的生活形态进行宏观研究，收集分析人格特征、消费心理、使用性格、扩散角色、媒体接触、日常用品使用、设计偏好、活动时间分配、家庭空间运用以及人口计测等，并建立起相应的资料库。调查的结果尽管较难量化，但却能给人以直观的感受，有时反而更有效。

4．数据的处理方法

当设计人员测量或调查的是一个群体时，其结果就会有一定的离散度，必须运用数学方法进行分析处理，才能转化成具有应用价值的数据库，对设计产生指导意义。

当今的工业设计师面临着多种活动和课题，例如：电视资讯、互动电视、通用遥控器等，与企业合作的范围也很广，在实施产品的人性化设计过程中，通常采用如下的设计程序：

1)建立并运用资料库(这在前面已有论述)；

2)决定研究主题；

3)观察阶段：

*目标轮廓 *访识/观察 *使用模式/议题

4)发展阶段：

*关键议题 *产品概念 *测试与评估 在整个研究过程中，人机工程师和工业设计师都必须全程参与，但在各个阶段为主为辅的角色会有不同。例如：产品概念由工业设计师主导，测试则由人机工程师主导，每个步骤以剧本的形式来串连沟通。每件产品都有各自的在人机工程学上的特色，特别是消费性产品。以汽车内部设计来说，就有三个表达人机工程需求的方式：一是操控界面，如方向盘的设计；二是座椅及内装设计，如一些大客车座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起来的凸包。对于大多数的中国人来说，这个凸包常常是顶在后脑勺，使得身体后靠在椅背时，不得不稍稍低头。从设计上来说，这道凸包本来是用来垫靠颈部凹处，使人的头颈更舒服的。问题的出现是由于这些座椅的设计和生产直接从国外引进，而生产者又没有重新考虑中西方人在身材方面的不同，尺寸上完全照搬。结果西方人垫颈的凸包就顶住了我们的后脑勺；三是情报沟通系统，如导航系统设计及安全警报功能。

在新的世纪里，我们以新的方式来感知世界，人们越来越多的在追求一种新的生存环境和生存空间，毫无疑义，未来的人性化设计具有更加全面立体的内涵，它将超越我们过去所局限的人与物的关系的认识，向时间、空间、生理感官和心理方向发展，同时，通过现代高科技技术如虚拟现实、互联网络等多种数字化的形式而扩延。IDEO设计公司的数字化收音机正是基于这一观念上的最新数字广播概念设计，通过对使用者状况的设计构想，研究收音机的可能外观和操作方式。无论在造型上还是在界面设计上，都使人机交互关系达到物我两忘的状态。该收音机上的显示屏幕以图形界面来说明音频节目的内容。设计范围包括个人化家用收音机、个人可携式收音机和演艺工作者的专业收音机。

中国未来的产品设计必须以创意与革新为首要条件，唯有真正好用且务实的商品才能在市场上脱颖而出，让消费者感到贴心且实惠的产品方是企业制胜的绝佳利器。符合人机工程，人性化的设计是最实在，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐的结合。使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心。

[参 考 文 献]

[1] ＜人机工程学＞．丁玉兰．主编．北京理工大学出版社．

[2] ＜人机工程学设计应用＞．严扬．编著．中国轻工业出版社．

[3] ＜世界著名设计公司卷＞．蔡军．徐邦跃．编著．黑龙江科学技术出版社．

人机工程学论文(2008-05-14 15:22:57)

标签：杂谈

摘要：通过对人性产品设计具体实例来说明人性化设计中所包含的人机工程学因素，指出中国未来的产品设计必以创新和革新为首要条件，人机工程学，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐结合。的社会的发展，技术的进步，产品的更新等等都与人，机，环境有密切的联系，所以要实现“以人为本”人性化设计思想，必定以人机工程学为参照。关键词：人性；人性化设计；人机工程学 正文：

人机工程学是我们专业课，从这门课程中我们必须理解，明白，并且深切的感悟出人体工程学与我们专业，设计的相关性。使我们在产品设计过程中应充分考虑人和所设计的产品及他们所处的环境的协调及统一，提高产品与人之间的和谐关系，尽量满足舒适和安全的使用要求，以实现 “ 以人为本 ” 的人性化设计思想，使我们在设计方面得到了启迪和发展，使我们对我们的专业的认识也加深了一步。

一、人机工程学的定义

我们看到有越来越多的厂商将“以人为本”、“人体工学的设计”作为产品的特点来进行广告宣传，特别是计算机和家具等与人体直接接触的产品更为突出。实际上，让机器及工作和生活环境的设计适合人的生理心理特点，使得人能够在舒适和便捷的条件下工作和生活，人机工程学就是为了解决这样的问题而产生的一门工程化的科学

所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。

人机工程学的范围是很广泛的，其基础学科是研究人的生理、心理。就是实用科学，把技术科学直接应用的实际的操作之中，也是人体工程的本源之处。人机工程学以人为最根本、最直接的研究、服务的对象，所以一切信息必须从人的自身中去获得，综合了这些信息才能做出判断。人类工程学是与人相关的科学信息在对对象、体系和环境进行设计中的应用，它涉及到人类生活的方方面面。理想的设计应当在工作体系、运动、休闲、健康和安全等诸多方面充分体现人类工程学的原理。

人机工程学的特点是在认真研究人，机，环境三个要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究，在人机工程学中将这个系统称为“人—机—环境”系统，这个系统中，人，机，环境三个要素之间相互作用，相互依存的关系决定着系统总体的性能，人机工程是科学地利用三个要素见的有机联系，来寻求系统的最佳参数。随着机械化、自动化和信息化的高度发展，人的因素在产品设计与生产中的影响越来越大，人机和谐发展的问题也就越来越显得重要，人机工程学在产品设计的地位与作用愈显出其的重要性。

二、人机工程学的应用

人机工程学研究内容及其对于设计学科的作用可以概括为以下几方面：

为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数：应用人体测量学、人体力学、生理学、心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和肌能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、体重、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时相互关系和可及范围等人体结构特征参数提供人体各部分的发力范围、活动范围、动作速度、频率、重心变化以及动作时惯性等动态参数分析人的视觉、听觉、触觉、嗅觉以及肢体感觉器官的肌能特征，分析人在劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳程度以及对各种劳动负荷的适应能力，探讨人在工作中影响心理状态的因素，及心理因素对工作效率的影响等。人体工程学的研究，为工业设计全面考虑“人的因素”提供了人体结构尺度，人体生理尺度和人的心理尺度等数据，这些数据可有效地运用到工业设计中去。

为工业设计中“产品”的功能合理性提供科学依据：现代工业设计中，如搞纯物质功能的创作活动，不考虑人机工程学的需求，那将是创作活动的失败。因此，如何解决“产品”与人相关的各种功能的最优化，创造出与人的生理和心理肌能相协调的“产品”，这将是当今工业设计中，在功能问题上的新课题。人体工程学的原理和规律将设计师在设计前考虑的问题。为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则：通过研究人体对环境中各种物理因素的反应和适应能力，分析声、光、热、振动、尘埃和有毒气体等环境因素对人体的生理、心理以及工作效率的影响程序，确定了人在生产和生活活动中所处的各种环境的舒适范围和安全限度，从保证人体的健康、安全、合适和高效出发，为工业设计方法中考虑“环境因素”提供了设计方法和设计准则。以上几点充分体现了人机工程学为工业设计开拓了新设计思路，并提供了独特的设计方法和理论依据。社会发展，技术进步，产品更新，生活节奏紧张，这一切必然导致“产品”质量观的变化。人们将会更加重视“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”、和“效率”等方面的评价，人机工程学等边缘学科的发展和应用，也必须会将工业设计的水准提到人们所追求的那个崭新高度。

三、人机工程学在汽车设计中的作用

汽车是人的代行工具，与人在日常生活中息息相关，己形成独特的汽车文化。“一堆冰冷的钢铁”是无法满足现代人精神和文明需要的。车身造型设计必须以人为本，体现人机协调，使用操作方便、舒适，使汽车适应人的各种生理和心理要求，从而提高工作效率、保障安全、维护健康。未来的车身造型设计将在车身外观设计、人机工程以及室内环境等方面更加注意人性化的发展。人机工程学在对人的特性进行详细研究的基础上设定了一系列的设计准则，用来指导汽车产品的设计，主要是人和汽车之间的界面设计。其中与汽车设计相关的主要有 MtF工业设计.中国

1）基于人体感官的界面设计 MtF工业设计.中国

例如，人的视觉有视角、视野、可视光波长范围、颜色分辨力、视觉灵敏度、定位错觉、运动错觉、视觉疲劳等特性，汽车的挡风玻璃、仪表板和仪表的设计就要充分考虑这些特性，使驾驶者能够得到足够的视区，能够迅速辨认各种信号，减少失误和视觉疲劳。交通标志的设计也应该采用大多数人能明辩的颜色和不易产生错觉的形状。MtF工业设计.中国 2）基于人体形态的界面设计 MtF工业设计.中国

不同地区和人种、不同年龄和性别都具有不同的身体尺寸，为不同地区和群体设计的汽车就要参考特定对象的人体参数，在现代社会条件下，以一种产品规格想占有不同地区的市场是很难的。人在生活和劳动中又具有各种不同的形态，人体在不同的姿态下工作，全身的骨头和关节处于不同的相对位置，全身的肌肉处于不同的紧张状态，心脏负担不同，疲劳程度也不同。设计一台机器首先要考虑采用什么身体形态来操纵，选定姿态后，还要考虑以最舒适的方式对人体进行支撑，并适当地布置被操作对象的位置，从而减少疲劳和误操作。例如司机在驾驶汽车的时候采用坐姿，坐椅的设计要符合人体骨骼的最佳轮廓，仪表的布置应在易于看到的地方，操纵杆/板的位置要在人体四肢灵活运动的范围内。MtF工业设计.中国

3）基于力特性的界面设计 MtF工业设计.中国

人体在不同的姿态下，用力的疲劳程度不同，操纵机器所需的力量应该选择在对应姿态下不易引起疲劳的范围内。例如转向助力器就是为了减轻操纵力而设计的。人体在不同的姿态下最大拉力、最大推力也不相同，例如坐姿下人腿的蹬力在过臀部水平线下方20度左右较大，操纵性也较好，所以刹车踏板就安装在这个位置上。人体在不同的姿态使用不同的肌肉群进行工作，动作的灵活性、速度和最高频率都不相同，例如腿的反复伸缩具有较低的频率，而手指则可以用较高的频率进行敲击。因此，对应不同的操纵频率应采用不同的动作方式来完成。MtF工业设计.中国

4）基于人脑特性的界面设计 MtF工业设计.中国

人脑对事物的认识和反应有自己的特点，体现在他的行为和对外界的反应中。人喜欢用直觉处理事情，不善于烦琐过程和精确的计算。对于协助人脑进行工作的计算机，如何进行人机界面的设计一直是热门的论题。无论是从低级语言到高级语言，到面向对象、面向任务的编程方式的发展，还是图形终端、鼠标定位、窗口系统、多媒体、可视化、虚拟现实等方面的进展，都体现了这个主题。近年来，人工智能已经在汽车上应用，车载电脑可以协助驾驶者认路、换档、避碰„„。MtF工业设计.中国 MtF工业设计.中国

可以毫不夸张地说，现代社会中，凡成功的机器产品，不能缺少人机工程学的理念。也正因为如此，越来越多的汽车公司在设计产品的时候都将人机工程作为设计考虑一大要素。参 考 文 献

[1] ＜人机工程学＞．丁玉兰．主编．北京理工大学出版社． [2] ＜人机工程学设计应用＞．严扬．编著．中国轻工业出版社．

5.人机工程学论文 篇五

论 文 名 称

人机工程学与人和环境的关系

学 生 姓 名

谢晶晟

学

号

0941101270

系年级专业

09机电2班

授 课 教 师

邓维克

2012年5月26日

人机工程学，人性化设计，系统，人，环境。

正文

人机工程学是我们专业课，是我们必须学习并且学会的课程，从这门课程中我们必须理解，明白，并且深切的感悟出人机工程学与我们专业，设计的相关性。使我们在产品设计过程中应充分考虑人和所设计的产品及他们所处的环境的协调及统一，提高产品与人之间的和谐关系，尽量满足舒适和安全的使用要求，以实现 “ 以人为本 ” 的人性化设计思想，使我们在设计方面得到了启迪和发展，使我们对我们的专业的认识也加深了一步。

短短的一个学期的课程，也就只能学习到人机工程学的一些凤毛麟角，皮毛而已，然而就是这些知识，给与我们足够的专业指导，使我们在专业的学习上找到了重点和对专业的深刻认识，推翻了我们对设计的懵懂幼稚的看法，走上了学习，而且是深刻学习设计的正路。现在的我们不再会是那么幼稚简单的对待设计学习。这，真是一个意味深远的课程

首先，就有关人机工程学的定义来简单叙述一下。

人机工程学的范围是很广泛的，其基础学科是研究人的生理、心理。就是实用科学，把技术科学直接应用的实际的操作之中，也是人机工程的本源之处。人机工程学以人为最根本、最直接的研究、服务的对象，所以一切信息必须从人的自身中去获得，综合了这些信息才能做出判断。人类工程学是与人相关的科学信息在对对象、体系和环境进行设计中的应用，它涉及到人类生活的方方面面。理想的设计应当在工作体系、运动、休闲、健康和安全等诸多方面充分体现人类工程学的原理。

人机工程学的特点是在认真研究人，机，环境三个要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和设计的“物”以及人与“物” 所共处的环境作为一个系统来研究，在人机工程学中将这个系统称为“人—机—环境”系统，这个系统中，人，机，环境三个要素之间相互作用，相互依存的关系决定着系统总体的性能，人机工程是科学地利用三个要素见的有机联系，来寻求系统的最佳参数。

随着机械化、自动化和信息化的高度发展，人的因素在产品设计与生产中的影响越来越大，人机和谐发展的问题也就越来越显得重要，人机工程学在产品设计的地位与作用愈显出其的重要性。

其次，设计要以人性化为主体的室内设计

系统设计中的一般方法，通常是在明确总体要求的前提下着重分析和研究人，机，环境三个要素对系统性能的影响，如系统中人，机，环境的职能如何分工，如何配合；环境如何适应人，机对环境又有何影响等问题。经过不断的修正和完善三要素的结构方式，这是人机工程学为工业设计开拓的新思路，并提供了独特的设计方法和有关理。

人机工程学中涉及了人体的构造的知识，这对我们以后从事设计工作有很大的意义，因为只有真正理解人体的构造，才能真正会从人体的角度开始我们的设计，这样做出来的设计，必定是好地设计，符合人体健康和舒适度的设计，才能真正满足人的需求；要想设计符合人的个性设计，不能不先阐述一下人体的构造：

1、人体构造

与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉，这三部分在神经系统支配下，使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨，三部分组成，脊柱可完成多种运动，是人体的支柱，关节起骨间连接且能活动的作用，肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张，使人体各部分协调动作。

2、人体尺度

人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。

3、人体动作域

人们在室内各种工作和生活活动范围的大小，即动作域，它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种测量方法测定的人体动作域，也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据，人体动作域的尺度则为动态的，其动态尺度与活动情景状态有关。

了解了这些数据之后，我们在做设计，如室内设计，（人体工程学室内设计以人为主体，运用人体计测、生理、心理计测等手段和方法，研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系，以适合人的身心活动要求，取得最佳的使用效能，其目标应是安全、健康、高效能和舒适。）人体工程学与有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系，我们就能够充分的考虑这些因素，做出合适的适当的选择，并考虑在不同空间与围护的状态下，人们动作和活动的安全，以及对大多数人的适宜尺寸，并强调其中以安全为前提。例如椅子的靠背如果设计不当，人坐在上面会感觉很累，后背很别扭，长期下去，脊椎可能受到不同程度的损害。当然也要考虑颜色，色彩及其布置方式，这些都必须符合人体生理、心理尺度及人体各部分的活动规律，以便达到安全、实用、方便、舒适、美观之目的。如老年人房间的造型要端庄、典雅、色彩深沉、图案丰富等；青年人房间的要造型简洁、轻盈、色彩明快、装饰美观等；小孩房间的要造型色彩跳跃、造型小巧圆润等。材质的软硬、色彩的冷暖、装饰的繁简等都会引起人们强烈的心理反应。由此，良好的设计可以减轻人的劳动，节约时间，使人身体健康，心情愉悦，而良好的设计得益于正确地使用人体工程学原理。

人性化是社会的必然，这是一个最终的目标，我们的设计要追求更高的，要十全十美的！由于人体工程学的引导，在室内设计上，在以后的进展中，必然是世纪大爆炸，思想大汇聚！

其次，提出的建设性建议

我应该不把设计局限在简单的，死板的模式上，放开思路，大胆想象，运用我的思想，把我的思想集结在设计上，这样的设计，不会是高效低耗舒适环境的设计。室内设计必然会使用人机工程学的知识，因为就像上面我说的一样，室内设计必须满足人体的基本要求，必须是经过我们大脑的思考和筛选出来的设计，否则就是严重失败的设计，因为它不能让使用它的人感觉到舒适。

人机工学不仅仅与我们的专业有着血与肉的关系，而且在我们的日常生活中，人机工程学的特例也是十分的常见的，像耳机，键盘，鼠标，mp3等等，都是根据人体工程学的设计思路来设计的，完全能满足人体的需求。

我也说一下关于橱柜的人机工程学，在新的厨房概念中，厨房不仅是烧菜的地方，还应该是沟通情感的家庭场所。“厨房”传达了一个全新的生活概念。在选购橱柜时不仅要注意柜体面材的选择，在进行厨房设计时，还应该考虑合理的工作流程和人机工程学设计。合理的工作流程可以在厨房工作时，保持一份悠然自得的心态，人机工程学尺度能让人操作起来也得心应手。以清洁餐具为例，习惯上，在清洁水池上方吊柜存放餐具，如果没有按科学的测量，操作起来的结果是拿放物品非常费劲。如果按人机工程学的原理加以设计，加宽水池的宽度，延展的宽度作为后操作台，同时降低吊柜的高度，只是改变一点，就可以把工作的强度降到最低。当人机工程学巧妙的融入橱柜设计中，一切就不同了。在如以柜子与大抽屉的类比为例。如果我们用柜子储藏物品，取物时，要打开柜门，蹲下才可以拿到物品。如果用抽屉储存物品，拉开抽屉，就可以看到全部的物品，轻松取物。一切都是那么轻松和舒适。这样的目的很简单：就是既要能够有效地提高工作效率，也要是在其中工作的人感觉很得心应手。

无疑，人机工程学对我们设计的要求提出了新的高度，新的设计理念，意念设计是独断专行，思想设计才是我们这个新时代所需要的设计，经过我们思想的设计，才是成熟的设计，是满足人工的设计。

最后，对人机工程学的展望

现在的人机工程学在我们的生活中起着十分重要的作用了，我们不能忽视它的存在，反而应该好好的利用这个学科，做出更多的贡献，为我们的生活，生产，学习，工作服务。人体工程学的教诲使我们这一群懵懂的痴幼之童得到了深刻的认识，使我们明白了这其中的利害关系，充实了思想，开拓了思路，醍醐灌顶，如梦初醒，这才是真正的设计，这才是我们该学会并且要发挥到淋漓尽致的思想设计。

在新的世纪里，我们迎接新的方式来感知世界，人们越来越多的在追求一种新的生存环境和生存空间，毫无疑问，未来的人性化设计具有更加全面立体的内涵，它超越我们过去所局限的人与物的关系的认识，向时间，空间，生理感官和心理方向发展。人性化的设计是最实在，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐的结合，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心。

深思熟虑语惊人，胸有成竹笔有神；

6.人机工程学课程设计 篇六

现在是人工智能的时代，下面是人机工程学课程设计，欢迎参考！

人机工程学课程设计

安全人机工程学是从安全角度出发，讨论人、机和人机相互关系的规律，运用系统工程的方法研究各要素之间的相互作用、相互影响以及它们之间的协调方式，通过设计使人一机系统的总体性能达到安全、准确、高效、舒适的目的。

机械系统过程的任何阶段都必须有人参与，人始终起着主导作用，是最活跃、最难把握，同时也最容易受到伤害的。由于机械设计违反安全人机学原则导致的事故时有发生，据国外资料统计，生产中有58％一70％的事故是与忽视人的因素有关。因此，机械设计应考虑与人体有关的人体测量参数、人的感知特性、反应特性及人在劳动中的心理特征，以减少人为差错，最大限度地减轻体力、脑力消耗及精神紧张感。

由于生理影响产生的危险。不利于健康的操作姿势、用力过度或重复用力等体力消耗产生的疲劳所导致的危险。

由于心理-生理影响产生的危险。在对机器进行操作、监视或维护时，由于精神负担过重、缺乏思想准备以及过度紧张等原因，造成心理负担过重而导致的危险。

由于人的各种差错产生的危险。受到环境不利因素的干扰或由于人-机配合、协调不当，使人产生各种错觉而引起误操作所造成的危险。

在机械设计中，根据安全人机学原则，通过减小操作者心理和生理的不利影响，协调好人、机的功能分配和相互作用来改善机器的操作性能和可靠性，从而减少机器使用各阶段的差错概率，以保障安全。机械设计时应考虑以下几个方面：

合理分配人机功能。在机械的整体设计阶段，要分析、比较人和机的各自特性，合理分配人机功能。在可能的条件下，尽量通过实现机械化、自动化，减少操作者干预或介入危险的机会。随着微电子技术的发展，人机功能分配出现向机器转移，人从直接劳动者向监控或监视转变的趋势，向安全化生产迈进。

适应人体特性。在确定机器的有关尺寸和运动时，应考虑人体测量参数、人的感知反应特性以及人在工作中的心理特征，避免干扰、紧张、生理或心理上的危险。

友好的人机界面设计。人机界面，即在机器上人、机进行信息交流和相互作用的界面。人、机相互作用的所有要素，如操纵器、信号装置和显示装置，都应使操作者和机器之间的相互作用尽可能清楚、明确，信息沟通快捷、顺畅。

作业空间的布置。这是指显示装置和操纵装置的位置，以及确定合适的作业面。它对操作者的心理和行为可产生直接影响。作业空间布置应遵从重要性原则、使用顺序原则、使用频率原则、使用功能原则。其中，重要性原则是第一位的，首先应考虑对安全关系重大的、对实现系统目标有重要影响的操纵器和显示器，即使使用频率不高，也要将其布置在操作者操作和视野的最佳位置，这样可以防止或减少因误判断、误操作而引起的意外伤害事故。

7.人机工程学要求 篇七

中国已经进入老龄化社会, 据统计, 我国目前60岁以上的老人人口已超过1.5亿, 占全国人口数的12%以上。在今后较长的时间内, 60岁以上的人口还将继续以每年约3.2%的较快速度增长。预计到2044年我国老龄人口将超过欧洲人口之和, 这是一个庞大的数字。在这个庞大的数字背后, 存在着一个庞大而又具有潜力的消费市场———老年市场。随着老年人口比例的不断增大, 老年用品的需求量将越来越大, 针对老年人开发的老年用品将越来越多。然而, 据调查, 目前市场上的老年用品很多并不适合老年人, 其中存在的问题诸如:不符合老年人的审美需求, 不方便老年人使用, 存在不安全性、欺骗性, 形式单一、科技含量低, 不符合人机工程学, 缺少人性化设计等等。到目前为止, 我国的老年用品市场远远不能满足当代老年人的需求。

如何才能设计出更加符合老年人的产品呢?基于人机工程学的老年用品设计不失为一条好的解决途径。所谓基于人机工程学的老年用品设计就是始终贯穿“以老年人为本”的设计原则, 充分研究老年人的生理和心理特征, 寻求和解决“老年人—机—环境”的和谐、统一与协调, 除去某些产品系列中的不符合老年人的使用目的的因素, 以满足老年人的需求。综合考虑产品的美观性、实用性、安全性、舒适性等问题, 进行系统的人性化设计, 充分运用人机工程学原理, 使产品在其整个生命周期过程中, 能够充分体现出对老年人的尊重和关爱, 充分体现人性化的设计, 达到“人—机—环境”之间完美和谐的结合。

2. 老年人的生理和心理特征分析

2.1 老年人的生理特征

(1) 机体方面的结构和功能的衰退。随着年龄的不断增长, 机体各方面的结构和功能表现出不同程度的衰退。渐渐出现各种慢性疾病以及由于生理机能的老化造成身体某些器官的障碍:如肌肉控制力减退, 动作迟钝, 视力和听力下降, 记忆力和理解力减退等。

(2) 防御、适应、反应能力减退。由于老年人的机体功能出现了不同程度的衰退, 也导致了老年人的储备能力和适应能力减弱, 抵抗力下降, 感知功能衰退, 机体对各种周围环境的适应和反应能力减退。由于机体免疫功能明显下降, 所以对抗感染的能力差, 机体修复的能力也较差, 同时容易合并感染, 疾病的恢复期延长。

2.2. 老年人的心理特征

(1) 孤独感。老年人因子女成家立业, 很少陪在他们身边, 如果再加上丧偶, 则难以享受天伦之乐而产生孤独感。

(2) 失落感。老年人由于退休, 大多数人觉得人生的活力阶段已经结束, 在家无所适从, 内心空虚, 怀念过去的美好生活。年老多病、行动不便, 怕连累家人等, 这些因素易造成老年人的意志消沉、抑郁、情感失落等不良的心理反应, 渴望在生理上尤其情感上得到温暖与关怀。

(3) 自尊感。老年人有很强的自尊心, 他们希望得到尊敬和重视。他们不希望受到歧视, 老年人还存在求助的心理需求, 这种需求如果得不到满足, 就会产生忧郁、怨恨等消极情绪。

(4) 怀旧感。老年人过分喜欢怀旧, 喜欢追寻过去的好时光, 不容易接受新鲜事物。

(5) 安全感。老年人由于机体各方面结构和功能的衰退, 对安全性能的要求很高。

3. 人机工程学的特点

人机工程学是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。

人机工程学是一门多学科的交叉学科, 研究的核心问题是不同作业中的人、机器及环境三者间的协调。研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域, 研究的目的则是通过各学科知识的应用, 来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造, 使得作业者在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。

人机工程学的显著特点是, 在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上, 不单纯着眼于个别要素的优良与否, 而是将使用“物”的人和所设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究。在人机工程学中将这个系统称为“人—机—环境”系统。这个系统中, 人、机、环境三个要素之间相互作用, 相互依存的关系决定着系统总体的性能。

4. 人机工程学指导下的老年用品设计研究

4.1 人机工程学在老年用品设计中的评价标准

评价一件老年产品在人机工程学方面是否符合规范, 可根据以下的标准:

(1) 产品与老年人人体尺寸、体形及用力是否配合;

(2) 产品是否便于老年人使用;

(3) 是否防止操作时产生意外伤害, 错用时发生危险;

(4) 各操作单元是否实用;各组件在安置上能否准确无误、易于辨识;

(5) 产品是否便于清洗、保养及修理。

4.2. 老年用品设计研究的人机工程学因素

人机工程因素包括老年人的因素、物 (产品) 的因素、环境的因素。

4.2.1 老年人的因素

老年人的因素包含生理和心理两方面。

4.2.1. 1 生理方面

设计老年用品要充分考虑老年人的生理因素, 如:老年人体各部分的尺寸、体重、体表面积、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体机构特征参数;老年人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及触觉、肤觉等感受器官的机能特性;以及老年人在各种活动时的生理变化, 能量消耗、疲劳机理以及老年人对各种劳动负荷的适应能力等。

老年人的生理尺度决定了产品的物理尺度, 是设计老年用品的重要依据, 例如老年人的身体和四肢尺度决定了老年人的力量范围、活动范围和动作速度等, 这就要求在进行老年用品设计时, 应符合老年人的生理尺度的特征, 并且最大限度地使老年人在使用产品时感到便利、舒适、安全, 要使产品去主动地适应老年人, 并体现设计对老年人无与伦比的体贴与爱护。

4.2.1. 2 心理方面

根据老年人的心理特征, 在进行老年用品设计时可通过产品造型的尺寸、形状、比例, 产品的颜色、产品的功能以及其相互之间的构成关系营造出一定的产品氛围, 使人产生夸张、含蓄、愉悦、轻松等不同的心理情绪, 使老年人产生某种心理体验, 使他们能产生亲切感、成就感。避免产品的外观造型色彩产生自卑、失落等消极的心理。

4.2.2 物 (产品) 的因素

物 (产品) 的因素包含造型、色彩、材质三个方面。

4.2.2. 1 造型方面

根据老年人的生理、心理特点, 所设计出的老年用品的形态应该选择更为简洁大方朴素的语义元素。具体的设计应遵循以下几点: (1) 应让老年用品在造型上更加容易识别, 将传统元素与现代工业技术相结合, 重视产品外观的简洁完整性。 (2) 产品操作要简便、易学易用。因为老年人随着年龄的增长, 会出现认知能力下降, 记忆能力、构图能力、分析判断能力下降等, 所以应将产品的操作系统设计得简单易懂, 让老年人一看就会, 或者稍加指点就会用。 (3) 要充分考虑老年人使用时的安全性、健康性。设计老年用品时要更加重视产品的安全性、健康性, 要有高度的安全性能、自保功能与应急功能。 (4) 功能和操作界面合理化。由于老年人生理机能的逐渐衰退, 产品的功能不能过于复杂, 操作界面的识别性与操作性都应以老年人的生理心理特点为主要考虑因素。 (5) 体现老年人的审美情趣。结合传统文化, 应用传统图案与造型工艺, 把民族文化的元素糅进产品设计之中, 设计出能满足老年人独特审美要求的产品。

4.2.2. 2 色彩方面

老年用品的色彩不仅应充分掌握色彩调和配色理论和色彩心理学理论, 还应考虑到老年人的心理特点和生理特点。色彩上不可过于对比刺激, 忌用大面积的红色;同时也要一改以往大多数老年用品颜色暗淡、缺乏生机的特点。可根据产品的风格选用给人以精密严谨的黑色, 质朴的灰色, 宁静的蓝色, 单纯的白色。对于一些提醒器的显示按钮、警示按钮等可选用红色、黄色等提醒色进行功能分区。同时可选用同色调或相似色调的配色, 这种配色可给人恬静、统一、温和、亲切的感觉。

4.2.2. 3 材料方面

随着材料科学和加工技术的不断进步以及物质材料的日益丰富, 材料的质感设计正日益受到设计师的青睐。不同的材料给人以不同感觉特性, 材料的感觉特性除了与材料本身固有的属性有关外, 还与材料的成型加工工艺、表面处理工艺有关。作为老年用品的材料质地选择, 应更为亲切、自然、古朴、具有人情味。因此可选用木材、石材、皮革、陶瓷和一些体现现代科技感的复合材料, 避免单一地选用生硬冰冷的金属材料。在材质的成型加工工艺和表面处理工艺上可运用多种加工方法和工艺技巧, 使产品更加富有艺术感, 给人以含蓄、柔和的美感, 避免给人生硬、冷漠的视觉和触觉感受。

4.2.3 环境因素

环境因素包括自然环境和社会环境两方面。

(1) 自然环境方面:要考虑老年人对环境中的各种物理、化学因素的反应和适应能力, 分析声、光、热、振动、粉尘和有毒气体等环境因素对老年人的生理、心理以及活动的影响程度, 确定老年人在生活活动中所处的各种环境的舒适范围和安全限度, 从而保证老年人身体的健康、安全和舒适。

(2) 社会环境方面:社会环境包括文化因素和社会的价值观念等。产品的造型表达产品的价值, 在某种程度上, 它是社会观念的真实写照。因此作为设计师应该综合考虑各方面因素, 设计出符合社会核心价值观念的老年用品。

5. 结束语

随着中国社会逐渐步入老龄化, 老年人消费群体的需求逐渐加大, 老年人渴望不仅在生理上得到关怀, 心理上也要受到尊重和爱戴, 作为工业设计师应该更加注重对老年人的人文关怀, 在设计中要以老年人的需求为目标, 充分考虑人机工程学, 注重老年人所需要的产品功能体现, 注重产品对老年人这一特殊人群的亲和性, 并符合他们独特的审美情趣。设计是一个前景广阔的市场, 我们每个人都不可避免地要走进白发世界, 因此, 关爱老人就是关爱全人类, 为老人的需要而进行人性化设计, 是一件对全社会全人类都有益的事情。

摘要：中国已经进入老龄化社会, 随着老年人口比例的不断增大, 老年用品的需求量将越来越大, 针对老年人开发的老年用品将越来越多。然而, 目前市场上的老年用品大多并不适合老年人。本文通过对老年人的生理心理特征的分析, 论述了人机工程学的核心思想和相关理论在老年产品设计中的应用, 进而通过人机工程学的“人—机 (产品) —环境”三方面因素对老年用品设计进行了解析。

关键词：人机工程学,老年人,老年用品设计

参考文献

[1]丁玉兰.人机工程学[M].北京:北京理工大学出版社, 2005.

[2]江湘芸.设计材料及加工工艺[M].北京:北京理工大学出版社, 2003.

[3]将海燕, 张昆.老年人产品的造型语义研究[J].工业设计与艺术设计, 2006.

[4]李梁军, 黄朝晖.人性化设计中的人机工程学.http://e-much.net/fanwen.

8.人机工程学课程建设的研究与实践 篇八

关 键 词：人机工程学 工业设计 教学研究

人机工程学是一门主要研究“人一机一环境”系统的多学科综合的边缘学科。人机工程学既研究“人-机、机-环境、人-环境”三个子系统的属性，又研究人机系统的整体结构及其属性。从而使整个系统安全、高效，且对人有较高舒适度和生命保障功能，最终达到系统综合使用效能最高。

黑龙江科技大学工业设计专业经过十余年的建设，对人机工程学课程的教学已提升到研究和实践阶段。人机工程学是工业设计专业的专业基础课，在工业设计专业的课程体系中占有重要地位。作为基础知识体系的重要组成部分，该课程教学的成效关系到后续的产品设计系列专业课程教学是否能顺利展开。所以该课程在“应用型人才”培养目标的指导下和前期教学研究的基础上，课程教研小组成员对本课程的教学思路、教学内容、教学方法和教学手段 进行了不断的探索、研究和实践。这门课程的教学改革历经几届学生的教学实践，最终取得了良好的教学效果。

一、课程教学内容体系研究

首先确立教学内容改革的目的，是实现应用人才培养目标：“具有开阔的眼界、良好的个人素质、正确地价值观、艺术与技术交融的专业知识结构；有较强的沟通表达能力、团队协作精神和良好的职业道德；具备较系统的工业设计核心知识、技能、态度，适应社会的应用型设计人才，力争实现就业零适应期。[1]”教学内容的组织方式是在必要的理论知识基础上，突出工业设计专业应用人机工程学的实用性和应用型；适当删减原先主要是适合工技术专业工科学生的纯理论研究性的教学内容，时着力加强本学科与工业设计专业的关联[2]。

人机工程学虽以独立课程单元存在，但却辅助于若干产品设计课程，本单元课程既具有相对的独立性，又具有较强的延续性，改革课程内容，优化理论学时，突出注重应用的特点。在教学内容的编排上，针对现行教科书章节安排的不合理，对各章节进行了重新整合，目的是希望在每一个“人的因素”的知识点后安排与其相应的设计内容“机的因素”，可以马上理论联系设计实际。同时把相关的一些“机的因素”安排在同一或相近章节，体现一定的内在逻辑性[3]。具体实施方案为：

（1）根据理论知识的关联性，将课程内容分为五大模块：基础知识模块、基础数据模块、设计原理模块、环境模块、人机系统设计模块。

模块一：人机工程学基础知识（第1-3章） 10课时

知识点：人机工程学的基本概述，工业设计与人机工程学，人机工程学综述，人的感觉特征及心理特征，人的运动系统机能及其特征等。

教学手段：多媒体课件进行理论讲授，设计案例剖析，课程实训。

模块二：人体测量与数据应用（第4章） 4课时

知识点：人体测量的方法与常识，常用人体测量资料、人体测量数据的应用。

教学手段：多媒体课件讲授，设计案例剖析，课程实训，网络互动。模块三：人机界面及各种装置设计（第5-8章） 18课时

知识点： 人机的信息界面图形符号设计、显示装置设计与选择、操纵装置设计与选择、工作椅设计主要依据。

教学手段：多媒体讲授，设计案例剖析，课程实训。

模块四：安全设计（第9章） 4课时

知识点： 了解与掌握事故分析、作业环境分析与安全设计之间的关系。教学手段：多媒体讲授，设计案例剖析，课程实训。模块五：人机总体设计及发展趋势（第10章） 4课时

知识点：与人体相关产品的选择及设计。

教学手段：多媒体讲授，设计案例剖析，课程实训，师生互动。

（2）优化理论课各部分的授课时数，突出重点内容。如：增加操作空间、人机信息界面设计部分的学时数，减少热、振动等环境的理论授课学时。

（3）结合煤炭优势，教学重点内容应侧重操作空间、操作面板、人机交互、人机协调等内容，优化理论学时，注重理论与实践的结合，以理论原则和实验数据为设计基础，共同完成实践项目。

二、课程教学方法和手段的改革

《人机工程学》课程针对学生的学习基础和特点，从教学内容中探索，从教学手段中发掘，既要遵循教学的普遍规律，又要有针对性、创造性，从而逐渐形成了具有鲜明特色的教学方法。在教学中主要采用案例教学法、项目实训法和小组攻关法方法等教学方法。

1、案例教学法

案例教学法是国际上推广的一种生动直观的先进教学方法，采取案例教学导入，理论与实践相结合教学方法。在教学过程中，采取师生共同讨论，广泛听取学生的见解，教师最后进行总结，避免了教师上课“一言堂”的做法。

2、项目实训法

为了将教学与实践结合得更加紧密，实现对学生创新精神和实践能力的培养。我们在教学中以“项目实训法”鼓励学生积极参加各类设计竞赛，以产品设计为载体，教师采用一对一指导的形式，以人机原理和产品设计理论为依据，帮助学生解决实际问题，师生共同攻关，使学生不仅学会了设计，部分教师和学生还以此为契机，为自己的设计生涯画上了光辉的一笔，师生均受益匪浅，项目实训法获得了丰硕的成果：多名同学在不同层次的竞赛上获奖；教师和学生多人申报外观专利，如图1 雪花书桌，图2小厨宝。

通过项目实训使同学熟练掌握产品设计人机工程学的知识和研究方法，并能够完成以人机为核心的产品设计和以产品系统设计（基本要素与应用要素）为延伸设计的完整工业产品设计，为工业设计相关专业课程的学习奠定坚实的基础。

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3、小组攻关法

“小组攻关法”是根据学生的心理特征而实施的一种教学方法，这种方法是“项目实训法”的补充。学生在小组中彼此分享各人的意见和独到的见解，共同研讨，解决问题，通过“小组攻关法”加强了学生的团队协作意识和交流沟通能力。

三、以“科研促教学”为理念，将科研融入教学

结合黑龙江科技大学的煤炭专业特色和“科研促教学”理念，结合该课程建设，2007年成功申报黑龙江教育厅科学技术研究项目《基于人机工程学的采煤机操作系统应用研究》，将采煤机的操作系统的人机协调课题研究融入课堂，让学生在真题实践中得到锻炼，采用学生的优选设计方案，为企业提供设计参考；将人机协调理论应用于采煤机目前在我省尚属首例，在本领域处于黑龙江省内领先水平。

人机系统总体设计又称为TSD（Total System Design）设计法。TSD设计法的中心思想是系统设计必须分为一系列具有明确定义的设计阶段，而每个阶段的设计活动和任务必须是明确的。这是典型的系统化解决问题策略。“总体”的意义是强调人机系统的各个组成成分都应给予全面的考虑，以克服长期以来设计中忽略人和人的效能问题，其设计的目标是使系统的每个组成成分都为实现系统目标而能够协调一致地发挥各自的功能。

结合采煤机的操作流程进行操纵面板设计，采煤机手动操作系统的操作流程为：开启运输机→采煤机→泵电机→站选择→左、右截割；并具有急停手柄和备用手柄。

根据采煤机手动操作系统的操作流程，分析采煤机的工作空间、操纵装置的形状编码和力的大小、作业场所的布置原则来进行操纵面板设计，如图3采煤机操作界面所示。

“科研促教学”是提高大学教学质量的重要途径。科研成果能充实和改革教学内容、科研活动能促进师资队伍建设和教学环境的改善，课外科研小组能培养学生的科研能力，面向本科生学术讲座能激发学生创新意识；从而形成“科研水平提高—教师教学能力提高—教学质量提高—学生质量提高”的良性循环。在教学内容研究的基础上，开展科学研究和实践设计总结，编著《产品设计》教材，其中重点章节为产品设计与人机工程学。该书的出版标志着人机工程学课程的教学达到了一定的理论水平。

四、结语

通过本课题的研究实践，给学生提供大量的符合社会需求的设计实践机会，加深学生对专业的理解，提高了学生的设计能力，摆脱以往教学中理论脱离实际的状况，使学生更好地认识和感受工业设计现实和实践状况，使学生获得符合现实的设计体验，使学生在就业竞争中更具竞争力；使教师在教学和指导设计过程中，能使人机相关原理与产品设计有机融合，提高教师的专业水平、实践知识和设计指导能力；作为以培养创新能力和应用能力的素质培养为目标的建设，对于工业设计其它专业课程的建设提供了可借鉴的模式。

黑龙江科技大学教学研究项目，编号：JY13-54

参考文献

[1] 赵宏梅，李洪纲.基于三大教育理念的“HAT·CDIO”应用型人才培养模式的探究[J]. 设计，2012（2）.

[2] 陈静波.工业设计专业学生素质的培养[J].装饰，2004（2）.

[3] 闫朝华.人机工程学课程教学改革的研究与实践[J]. 合肥学院学报，2008（7）