人机工程原理

人机工程原理（精选6篇）

人机工程原理 篇1

人机语音交互技术一门发展前景广阔的交叉学科。其研究领域包括语音识别及其语义理解, 语音合成及其文字转换, 说话人识别、语音压缩编码。该技术源于1952年贝尔实验室的single-speaker digit recognized, 经过几十年的研究探索, 该项技术取得了长足的发展。尤其是近若干年, 该项技术逐渐成熟, 其在商业上的应用愈加广泛。其应用包含电子侦听、外文语音自动翻译, 语音通信、多媒体娱乐与新闻播报等等。

人机语音交互技术其定义总结如下, 机器识别并分析提取语音信号语义特征信息, 与标准信息库中语义特征相对比, 输出相应文字或转化成我们想要的输出结果。其交互的对象包括人与人之间 (语音远距离通信) 、机器和人、机器和机器之间, 该项技术让不同交互对象可以自由的进行高效信息传递。其需完成身份认证、语义理解、语音应答、语音压缩编码。

现有比较成熟的技术有A S U、A S R系统。其结构包括预处理模块、特征提取模块、训练语音模型、模式匹配、识别测试模式, 通过训练产生的词汇表进行识别判别, 进行句法分析完成语义分析。语音的预处理主要包括:噪声消除noise detection、端点检测endpoint detection、加强high frequency enhancement.

人机语音交互技术是一门综合技术, 是我们信号处理的分支研究方向, 其涉及的领域广泛, 包括生理学、心理学、语言学、计算机科学以及人的体态语言 (人在沟通交流时其表情、手势、形体动作是有其含义包含其中的) 。

各国在人机交换技术方面均投入了大量研究, 1982年日本提出了智能计算机系统, 目标90年代完善人机交换技术, 我国1986年提出863高科技计划, 目标实现自动语音翻译系统, 1997年Microsoft提出语音人机交换计划, 经过多年的研究, 确实攻克很多技术难题, 取得了多项技术成果, 但是仍有大量问题存在。

人机交互技术的现状、困难及其发展趋势:虽然经过数十年的发展人机交换技术有了重大的突破性发展但是仍然有许多亟待解决的技术难题: (1) 人类语音信号极其复杂多变, 虽然经过大量积累研究现阶段我们并未完全掌握和分离提取各类特征。 (2) 人机交换技术其适应性较差, 受各种因素干扰。其具体应用对特定环境依赖性强, 训练和识别的环境差异将会大大影响其结果的准确性。在特定的训练环境训练的系统不能灵活应用于其他场景。语义分析时不同说话人的变化也会造成识别系统的正确率下降。 (3) 受噪声音响大, 人类在沟通交谈时下意识自动排除环境因素的诸多干扰, 但是机器的噪声排除能力很差。高噪声环境时系统稳定性准确性下降。 (4) 语音建模并不完善, 其涉及到多领域包括心理学、生理学、语言学等等。 (5) 其应用并未真正市场化、商品化, 很多研究经验只停留于实验阶段, 没有成熟丰富的商品应用经验, 其稳定性、准确性、安全性有待提高。

人机交互技术的应用及最新进展:随着人机交互技术的应用, 电脑将变成一为亲密的伴侣, 你只要对着麦克风自如的和它说几句话, 即可轻松的实现那些隐藏在Windows层层菜单后面的功能。如今语音输入已经取代传统的键盘和鼠标成为我们与机器交流的又一方式。现有的智能计算机带有的语音识别系统对于语音识别的平均最高识别率达到90%, 经过“训练”, 已经具备简单的“自主学习”能力, 这将明显极大降低电脑应用的障碍, 例如许多残障人士、年纪较大的长者, 可以摒弃传统的操作, 不再依赖传统输入设备鼠标和键盘, 是我们的操作更加灵活、简单、人性化, 语音识别技术使得计算机能够向人一样听懂自然的语音指令, 因此, 将语音识别、语言理解与大量的数据库检索和查询技术相结合, 就能够实现更轻松的信息查询方式。

TTS语音合成系统现在已经比较成熟, 他可以准确无误的把文字合成人的自然语音, 当前存在的问题是虽然准确程度得到了保证, 但是合成的声音并不自然, 缺乏正确自然的情绪变化快慢节奏的调节。因此, 如果想真正走向商业化投入市场, 上有许多不足之处。

在许多技术、经济发达国家, 人机交互的智能产品已经投市场和众多服务领域。很多设备已经包含了语音识别拨号功能、语音记事本功能。可以完成语音识别与语音合成, 为我们生活提供了极大便利。

摘要：随着人机语音交互技术的发展, 会有更多的服务、设备等与此项技术相结合, 我们将不必再按键, 不必使用传统鼠标和键盘, 人机语音交互技术成为一项重要研究课题。

关键词：人机语音交换技术,ASR,信号处理

参考文献

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人机工程原理 篇2

答： 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，分析研究人与产品、人与环境以及产品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学科。

人机工程学的应用领域有电话、电传、计算机控制台、数据处理系统、高速公路信号、汽车、航空、航海、现代化医院、环境保护、教育等，人机工程学甚至可用于大规模社会系统

2、我国人机工程学的研究主要集中在那些高校？主要研究方向是什么？

清华

武汉大学

中国地质大学

武汉理工等

3、研究人机工程学的意义和作用。

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

4、简述人机工程学的主要研究方法。

观察法、实测法、试验法、模拟和模型试验法、计算机仿真法、分析法、调查分析法。

5统计全班同学的身高和臂长，计算其均值和方差，作出其分布图，看是否复合正态分布，同时，分析均值和方差与全国平均值的关系，分析其产生差异的原因(必作）。

身高：

均值= 1720mm 方差 =4299。利用EXCEL中“数据分析”中的“描述统计”计算得到其均值为1720.9，方差为4299.4，与上述值相同。臂展：

均值= 1664mm 方差 =5058。利用EXCEL中“数据分析”中的“描述统计”计算其均值为1663.6，方差为5057.7，与上述值相同。从上两图及计算可以方差很大，并不能判断是否符合正态分布。与全国平均值比较可以看出其身高和臂展的均值与方差都过大。其主要原因一方面是统计的人主要是学生统计人数有限所以其方差比较大。另一方面由于同学来自不同的地方，且分布不均匀，这就造成统计误差。

6、按照人体尺寸的基本数据，说明宿舍门和双层床的高度设计原则，测量宿舍中门和床的尺寸，给出双层床设计中，床的高度、宽度数据和设计的依据。

床宽1000mm下床高450mm上床高1500mm 设计依据

床宽：实验表明，人的熟睡程度与床的宽度有密切关系，狭窄的床熟睡程度就差。因此基本尺寸取男性最大肩宽数据，同时考虑侧卧时胸厚及膝部突出尺寸、被子折叠尺寸和适当的心 理修正量。下床高度：该尺寸主要取决于小腿加足高数据，下床太高坐着时腿部悬空，太低则起坐吃力。

7、按照人机工程学的观点，设计你宿舍客厅的结构和布局，说明理由。

1两个单床长边之间的距离1m。2两床床头之间的距离0.10m。3两排床或床与墙之间的走道宽度 1.50m。

4、宿舍有储物空间每人净储藏空间不宜小于0.50立方米

5、门窗和阳台(1)宿舍门窗的选用应符合国家相关标准。(2)宿舍的外窗窗台不应低于0.90m，当低于0.90m时应采取安全防护措施。(3)宿舍的门宜有安全防范措施，严寒和寒冷地区宿舍的门宜具有保温性能。(4)宿舍阳台进深不宜小于1.20m，顶部阳台应设雨罩，阳台宜做防水。

8分析石油大学、报校、成人学院50年专刊的封面，说明如何利用视觉特性增强广告的效果的。

首先目标与背景应有一定的对比度，人眼可看清楚其形状。校报等封面以红色为底，文字以蓝色或白色为主，或者以白色为底，文字为红蓝，有一个很好的视觉效果，突出了其内容

9请给出一种万用表的表头设计，分析其设计的技巧,绘制其三维造型图，给出尺寸（必作）。

10分析计算机显示器设计和布置的合理性，并说明依据

1可调分辨率，以人眼观察最清楚为宜

2、可调亮度，亮度调节取决于作业环境，明亮的环境中可调的暗一些，反之调的亮一些 3位置适宜，屏幕在视野的正前方偏下位置比较合适，有利于工作。

11、请给出一种汽车仪表的设计简图，并说明仪表设计的合理性。

合理性：

1、有颜色亮度区分

2、指针长宽适宜

3、左下侧对0，适合人眼

12、请说明汽车电喇叭和气喇叭的差别和应用范围的不同，为什么。

汽车喇叭只发出单音调，它的构造与音响喇叭（扬声器）是不同的。音响喇叭靠纸盘膜片振动发音，而汽车喇叭是靠金属膜片振动发音。汽车喇叭分有电喇叭和气喇叭两种，电喇叭通过电磁线圈不断的通电和断电，使金属膜片产生振动而产生音响，声音悦耳。电喇叭外形多是螺旋形和盆型，广泛应用在各种汽车上。轻型乘用车都用电喇叭。气喇叭利用压缩空气的气流使金属膜片产生振动，外形多是长喇叭形（筒形），声音大且声调高，传播距离远，多用在跑长途的大、中型汽车上，城市内是禁用的。

13给出用手操作的室内暖气水管阀门的设计要求，分析其原理，给出其造型设计，并分析其优缺点（必作）。

设计要求

1、直径小于38mm,边上有棱

2、调节范围大于360度，形状为圆形或者锥形

原理：要符合人手的基本尺寸要求；可以360度旋转，操作力要小

14、为什么女士开车不能穿高跟鞋，是性别歧视吗？ 不是，高跟鞋影响脚对刹车、油门及离合的控制，易出现危险。

15、指出教室的座椅是否合适，并给出不合适的原因，给出改进的方向,按照你对石油大学同学身体尺寸测量分析的结果，设计一把学生计算机房上机用椅，并给出尺寸和造型图（必作）

不合适。

1、材质过硬—选用适宜的木料，或者在椅子表面装饰一层垫子 2 移动不方便—增加使椅子可移动的装置。

3没有考虑同学们身高不同带来的差异性问题，同时有的座椅位置安排得也不够恰当。（1）确定目标：要要设计出符合成年人即大学生的身体尺寸的课桌和椅子，并提供合理的数量。

（2）分析系统的功能：有了以上思想的指导，根据教室大小，人数的多少，进行座椅系统轮廓的设计。

（3）设计条件：根据所有的桌椅设计方案，选择出最符合实际和人机工学的设计方案。（4）系统设计：准备适用桌椅人机工程的数据，提出设计标准，然后对桌椅设计的具体方面进行细化。

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6、试评价我们校讲堂群的学习环境，指出可改进的地方(必做）。

1人与热环境

对于讲堂群而言，各个教室中都有风扇，夏天可以去热。教室中还有暖气片，可以在冬天提供暖气，防止教室过冷。但效果效果并不好。

据统计，四教在冬天的温度一般为6℃，在夏天的温度一般为29℃，由此可知，温度环境不符合人的学习环境，因此，我们应在教室中安装空调，夏季降低温度，冬季也可将温度调至10℃左右，提高学习效率。2人与光环境

照明的目的大致可以分为以功能为主的明视照明和以舒适感为主的气氛照明，学习场所的照明，明视性虽然重要，而环境的舒适感，心情舒畅也是非常重要的。我们得南教采光设计较好。向阳面采用了大的玻璃窗，阳光充足，当光照较强时还可以拉上窗帘阻挡，北被阳面与向阳面的距离较大，中间设计成了朗诵大厅，天窗采用了透阳的玻璃。背阳面可以从天窗中得到阳光，天窗还可以为朗诵大厅遮雨。3人与声环境

讲堂群位于学校北侧环境比较吵闹并有许多车辆经过，所以噪声较大，不利于学习。我觉得应设置隔音板，对上课听课效果的影响。

17、按照合理光环境的要求，评价我校教学楼的光环境和窗帘的设计。

照明的目的大致可以分为以功能为主的明视照明和以舒适感为主的气氛照明，学习场所的照明，明视性虽然重要，而环境的舒适感，心情舒畅也是非常重要的。要达到合理光环境，需要遵循以下几项原则：

1、合理的照度水平，保留必要的阴影。

2、不直射眼睛，防止眩光和晃眼。

3、色调协调满意，和环境协调。

4、合理控制成本。

南教楼的窗帘只有一层蓝色的布窗帘，遮光性不是很好，当阳光较强的时候，投影仪的投影就会显得很淡，不利于教学的进行。所以建议应在蓝色布窗帘与窗户间再加一层黑色的遮阳布，加强遮阳效果。当室内光强度很高时，将两层窗帘同时拉上。当室内光强度较弱时，可以只拉蓝色布窗帘，或者不拉窗帘。视情况而定。

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8、分析我国矿难接连发生的原因和对策。

人为因素：

（1）违章操作、工人文化水平低、安全意识不强

（2）管理混乱，安全监管不到位，相关责任人没有具体落实，社会经济因素：

（1）经济发展水平不够高，井下作业机械化水平低；（2）小煤窑越层越界开采

（3）安全生产和经济成本之间的矛盾

措施：加强监管，提高工人素质和危险意识，给与工人足够的社会保障，责任人要保持积极负责的态度，加强教育和引导。

19、以教室课桌和椅子设计为例，说明人机系统设计的步骤；

以教室课桌和椅子设计为例，说明人机系统设计的步骤：（1）确定目标：要要设计出符合成年人即大学生的身体尺寸的课桌和椅子，并提供合理的数量，舒适的环境。

（2）分析系统的功能：有了以上思想的指导，根据教室大小，人数的多少，进行座椅系统轮廓的设计及每个桌椅的分布设计。

安全人机工程学教学改革探索 篇3

【摘 要】《安全人机工程学》是安全工程专业课程，针对课程教学改革与实践进行了探讨，提出“兴趣-教学-分析-实践”的教学新模式。

安全人机工程学作为人机工程学的一个应用学科分支，其研究主要是以安全为目的，以工效为条件，它研究人、机、环境三要素之间的相互关系，以求达到人与机乃至环境相适应，建立更为安全的工作制度及环境的学科。正是因为这一学科研究对象主要还是人，所以如何将人机相关理论引入安全人机工程学教学中，笔者认为也是一个新的创新。

针对以往课程教学中存在的不足，同时兼顾学生实践与创新能力的培养，提高学生学习主动性及积极性，从专业特色及课程针对对象对该课程教学环节进行了改进，收到了较好的效果。

一、重视第一节课，提高学生学习兴趣

人对一件新鲜事物的认识虽然很多来自自身的感知，但是同样会受到诸多信息的影响，往往学生对一门新课程的兴趣也会受到相应感知的影响。很多时候老师会忽视了一门新课程的开篇，即第一节课。通过多年教学经验总结，一门课程的开篇相当重要，如果重视第一节课往往会更大程度地激发学生的学习兴趣。在介绍安全人机工程学第一节课中，笔者并没有局限在讲授本课程涉及的主要内容及课程安排，在开篇第一堂课中加入讨论环节，围绕更多我们周围的现状结合人机工程学提出讨论问题，如“人机工程学高速发展带给了人类有哪些问题？”学生们对问题的讨论往往会提出相应有关安全性的问题，顺其自然地引入安全人机工程学概念，会让学生更清晰地了解课程的重要性。

重视第一节课的开篇，不仅让学生产生浓厚的学习兴趣，而且让学生熟悉安全人机工程学的授课方式，习惯于自身加入到课程学习过程中，这样学生的学习将充分体现自主学习，为本门课程奠定基础。

二、课前素材准备充分，多媒体相结合效果好

安全人机工程学这门课程的特点是知识点多且杂，其很多理论往往与时代进步的大背景息息相关。在每堂课之前，充分准备素材，会让学生体会到学习这门课是与自己乃至周围的人、物、环境都是息息相关的。素材的准备是为了上好一节课的必要辅助手段，

由于安全人机工程学涉及很多知识要点，特点是关于人、机、环境三要素中的人、机要素，如果要研究它们的特点，自然要通过展示，仅仅通过黑板板书、教师的口头语言，对于一些特性是没有办法讲述清楚的。利用多媒体具有图、文、声并茂并且有活动景象的特点，很多知识的表述将是十分清楚。比如：在讲述人的测量基准面通过图片3D形式展示出；再有对于人的知觉特性里对于事物的理解性，展示相应的抽象图让学生理解人的感知是有个性特点的。

充分发挥多媒体的交互式学习环境，让学生更便于主动参与其中。认知学习理论认为人的认识不是外界刺激直接给予的，而是外界刺激与人的内部心理过程相互作用的结果。运用多媒体这一现代信息技术工具，发挥其直观、互对性强等特点，可以事半功倍地让学生理解掌握知识难点。知识的传授如果仅仅用照本宣科的方式传授给学生，并不能通过语言简单地讲解清楚，学生对知识的获取兴趣将大大的打折扣。

三、课堂讨论结合现实案例，提高学生分析能力

一堂课如何吸引学生注意力，更多取决于学生的兴趣。如何让学生在学习过程中更大程度地发挥积极、主动、创新是教育教学研究的新课题。当代大学生身处在大学校园，不过个体上已经处在社会大环境中，各种新鲜事物、热门事件往往会引起学生极大的兴趣。

在安全人机工程学教学过程中引入热门事件作为案例，让学生首先运用安全人机工程学相关原理分析思考问题，并在课程中让学生分组讨论，这种知识点运用方法往往会让学生切身体验知识的活学活用。例如，在讲解轨迹交叉理论时，首先通过结合国航4.15空难，分析事件诸多构成因素得出结论；再结合社会热点事件如南京饿死幼童事件，让学生运用课堂学习的知识点进行讨论分析，活学活用，加强了学生掌握运用新知识点的能力。

安全人机工程学是实践性很强的一门学科，其教学目的是让学生具有较强的动手能力和分析应用能力。充分利用当代大学生的独立性、体验性等多方面特点，运用社会热点事件作为课堂案例进行分析，这种理论联系实际的教学方法，让学生在讨论过程中对于知识点不仅起到巩固的作用，同时对于学生分析问题能力的提高也有着非常好的效果。

四、课后习题方式灵活，巩固课堂知识点

学习的过程分为学和习两个过程。学，更偏重于课堂学习，通常是在教学情境中，通过教师与学生交互完成学这一过程。习，则更侧重于课堂外学生如何巩固课堂学习的内容。习题的设定对于学生学习巩固新知识具有不可替代的作用。但是学生对习题很多时候会表现出反感情绪，这是因为书本上的习题虽然针对性强，但是综合及实践性偏弱，学生的兴趣不高。

针对这一问题，对于安全人机工程学的课后习题设计就需要一些技巧性。首先，书面的习题是以章为单位，这样学生在做习题时是对整章的知识点进行复习巩固的。其次，针对每章小节为单位，设计了多种形式的思考、讨论、分析问题。通过将课后习题与课堂内容的灵活结合，知识的巩固及叠加效应十分明显。

人机工程学 篇4

3产品尺寸设计分类：⑴Ⅰ型产品尺寸设计。例：汽车驾驶室的座椅、自行车座的位置、腰带和手表表带的长短、落地式或台式麦克风的话筒高度。⑵Ⅱ型产品尺寸设计。又分ⅡA型产品尺寸设计（大尺寸设计）和ⅡB型产品尺寸设计（小尺寸设计）。ⅡA型产品尺寸设计的例子：床的长度和宽度、防护栏杆的高度、热水瓶把手孔圈大小、礼堂座位的宽度、屏风的高度。ⅡB型产品尺寸设计的例子：防护栏干的间距、电风扇罩子的间距、浴室里上层衣柜的高度、阅览室上层书架的高度、读报栏高度的上限、公共汽车上踏步的高度。⑶Ⅲ型产品尺寸设计 例：一般门上的把手、门上锁孔离地面的高度、大多数文具的尺寸、公共场所休闲椅凳的高度等。

4产品功能尺寸是指为确保实现产品某一功能而在设计时规定的产品尺寸。5视角是确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。

6视距是指人在操作系统中正常的观察距离；一般操作的视距范围在38—76cm之间。

7暗适应？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适应；暗适应过程大约需30min左右才能趋于完成。

8听觉刺激？对于人来说，只有频率为20~20000Hz的振动，才能产生声音的感觉。9反应时间又称为反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间距。10影响运动的主要因素？运动时间、运动类型、运动方向、操作方式。

11刺激？（1）外在物理性刺激，在生活中随处存在，可以通过人的感觉器官而感受到（2）内在刺激时不依赖于身体外表感觉器官而产生的刺激。

12形象记忆、听觉记忆与动作记忆。所谓“百闻不如一见”，“看十遍不如做一遍”，这体现了实践对记忆的重要影响。在安全工作中，单纯背诵安全操作规程、安全生产条例的效果远不如熟练掌握，即依靠动作操练来记忆其内容更为理想。13思维的基本过程？分析、综合、比较、抽象和概括。

14逻辑思维？抽象的推理性思维。逻辑思维的思维方式导致人的思维的教条化，影响人们创造性的发挥，但逻辑思维又是创造性的基础，缺乏逻辑常识的人很难得出合乎物理规律性结果；因此，在提倡创造性思维时，千万不可反对逻辑思维。15人机信息三种方式：视觉显示、听觉显示、触觉显示。

16仪表显示种类？按功能可分为读数用仪表、检查用仪表、追踪用仪表和调节用仪表等；按结构形式可分为指针运动式仪表、指针固定式仪表和数字式仪表等。

17仪表的形式？垂直形、水平形、半圆形、圆形、开窗形。

18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。

19角笛的声音又吼声和尖叫声两种；长用做高噪声环境中的报警装置。

汽笛声频率高，声强也高，适合用于紧急事态的音响报警装置。

20位置编码？利用安装位置的不同来区分操纵器。如将操纵器设在某一位置上表示系统某种功能的类型，并实现标准化，则操纵者可不必注视操作对象，而能很容易地识别操纵器并正确的进行操作。常用与脚踏板编码。21人体不同坐姿的消耗？仰卧100；坐姿103~105；立姿108~110；跪姿130~140；弯腰150~160.22作业动作的类型？（1）定位动作（2）逐次动作（3）重复动作（4）连续动作（5）调整动作 23作业岗位的分类？按姿势分为坐姿岗位、立姿岗位和坐、立姿交替岗位。24影响热环境条件的主要因素？气温、气湿、气流和热辐射。25作业场所的光环境有天然采光和人工照明。

26噪声对机体的其他影响？噪声在90dB以下，对人的生理作用不明显。90dB以上的噪声，对神经系统、心血管系统等有明显的影响。

27振动对人体的影响？主要取决于振动的强度，而振动强度一般是用加速度有效值来计量的。除了振动强度外，还有两个十分重要的因素。其一是振动频率，实验证明，人对4~8Hz的振动感觉最敏感，频率高于8Hz，或低于4Hz，敏感性就逐渐减弱。其二，对于同强度、同频率的振动来说，振动的影响还同振动的暴露时间有关。

28人的失误内在因素？生理能力：体力、体格尺度、耐受力，有否残疾、疾病、饥渴；心理能力：反应速度、信息的负荷能力、作业危险性、单调性、信息传递率、感觉敏度；个人素质：训练程度、经验多少、熟练程度、个性、动机、应变能力、文化水平、技术能力、修正能力、责任心。

29人机系统的评价方法？实验法、模拟装置法和实际运行测定法。

问答：1视觉特征？（1）眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳；一般先看到水平方向的物体，后看到垂 1

直方向的物体（2）视线的变化习惯于从左到右，从上到下河顺时针方向运动（3）人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多，因而水平式仪表的误读率比垂直式仪表的误读率低（4）当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限，左下限，而右下限最差（5）两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在一般操作中，不可能一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物（6）人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受（7）颜色对比与人眼变色能力有一定关系。2知觉的基本特征？（1)整体性（2）选择性（3）理解性（4）恒常性（5）错觉

3思维的基本特征？（1）思维的间接性（2）思维的概括性（3）思维与语言具有不可分性。

4仪表的标数原则？（1）通常，最小刻度不标数，最大刻度必须标数（2）指针运动式仪表标数的数码应当垂直，表面运动的仪表数码应当按圆形排列（3）若仪表表面的空间足够大，则数码应标在刻度记号外侧，以避免它被指针挡住‘若表面空间有限，应将数码标在刻度内侧，以扩大刻度间距（4）开窗式仪表窗口的大小至少应能显示被指示数字及其上下两侧的两个数，以便观察指示运动的方向和趋势（5）对于表面运动的小开窗仪表，其数码应按顺时针排列（6）对于圆形仪表，不论表面运动式或指针运动式，均应使数码按顺时针方向依次增大（7）不做多圈使用的圆形仪表，最好在刻度全程的头和尾之间断开，其首尾的间距以相当于一个大刻度间距为宜。

5听觉信息传示装置使用目的和使用条件具体内容？（1）为提高听觉信号传递效率，在有噪声的工作场所，须选用声频与噪声频率相差较远的声音作为听觉信号，以削弱噪声对信号的掩蔽作用（2）使用两个或两个以上听觉信号时，信号之间应有明显的差异；而对某一种信号在所有时间内应代表同样的信息意义，以提高人的听觉反应速度（3）应使用间断或变化信号，避免使用连续稳态信号，以免人耳产生听觉适应性（4）要求远传或绕过障碍物的信号，应选用大功率低频信号，以提高传示效果（5）对危险信号，至少应在两个声学参数上与其他声信号或噪声相区别；而且危险信号的持续时间应与危险存在时间一致。

6手握式工具设计原则？（1）必须有效地实现预定的功能（2）必须与操作者身体成适当比例，使操纵作者发挥最大效率（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。

8作业面高度的确定应遵循的原则？（1）如果作业面高度可调节，则必须将高度调节至适合操作者身体尺度及个人喜好的位置（2）应使臂部自然下垂，处于合适的放松状态，小臂一般应接近水平状态或略下斜；任何场合都不应使小臂上举过久（3）不应使脊椎过渡屈曲（4）若在同一作业面内完成不同性质的作业，则作业面高度应可调节。

9设计的基本原则？（1）合理的照度平均水平，同一环境中，亮度和照度不应过高或过低，也不要过于一致而产生调感（2）光线的方向和扩散要合理，避免产生干扰阴影，但可保留必要阴影，使物体有立体感（3）不让光线直接照射眼睛，避免产生眩光，而应让光源光线照射物体或物体的附近，只让反射光线进入眼睛，以防止晃眼（4）光源光色要合理，光源光谱要有再现各种颜色的特征（5）让照明和色相协调，使气氛令人满意，这称为照明环境设计没的思考（6）创造理想的照明环境不能忽视经济条件的制约，因而必须考虑成本。

10与材料有关的准则？（1）少用短缺或稀有的原材料多用废料，余料或回收材料作为原材料，尽量寻找短缺或稀有原材料的代用材料，提高产品的可靠性或使用寿命。（2）尽量减少产品中的材料种类，以利于产品废弃后的有效回收。（3）尽量采用相容性好的材料，不采用难以回收或无法回收的材料。(4)尽量少用或不用有毒有害的原材料。

设计题：

（一）一般工作场所座椅：1座椅设计要点（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、稳定并能进行准确得控制和操作（2）工作座椅的座高和腰靠高必须是可调节的（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变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、中不还是往后靠，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定的弹性和足够的刚性（7）工作座椅一般不设扶手（8）工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用、阻燃、无毒。2工作座椅必须具有的主要构件：坐面、腰靠、支架。3座椅主要参数：座高360~480mm；座宽370~420mm，推荐值400mm；座深360~390mm，推荐值380mm；腰靠长320~340mm，推荐值330mm；腰靠宽200~300mm，推荐值250mm；腰靠厚35~50mm，推荐值40mm；腰靠高165~210mm；腰靠圆弧半径400~700mm，推荐值550mm；倾覆半径195mm；坐面倾角0°~5°，推荐值3°~4°；腰靠倾角95°~115°，推荐值110°。

（二）办公室座椅设计基本尺寸：坐面高370~400mm，坐面倾角2°~5°，上身支撑角约110°；工作时以靠背为中心，与一般作业场所座椅最显著的不同之处是，靠背点以上的靠背弯曲圆弧在人体后倾稍时休息时，能起支撑的作用。该类型的椅子也可以作为会议室用椅。

人机工程原理 篇5

关键词：绿色设计 人机工程学 闭合回路 反作用

前言

绿色设计也称生态设计、环境设计等，它是利用生态学思维将物的设计纳入“人-机-环境”系统中，既满足人的需求，又以注重生态环境的保护与可持续发展为原则；既实现社会价值，又保护自然环境，促进人与环境的共同繁荣。传统设计只针对产品自身进行设计，而绿色设计则围绕产品与环境的关系进行系统的设计。文章首先分析传统人机工程学中人-机-环境的关系，其次将环境系统作为重要研究因素，研究环境对人与机器的反作用，阐述绿色人机工程学中人一机一环境的新型关系，最后通过案例具体诠释各要素之间的相互作用。

1、绿色人机工程学与传统人机工程学

人机工程学是“人体科学”与“工程技术”的结合。以人的因素为中心，在设计中为考虑“人的因素”提供人体尺度参数，如人体结构尺度、人体生理尺度和心理尺度等数据（如图1）。这些数据可有效地运用到设计中去，为设计中“产品”的功能合理性提供科学依据。其次，为设计中考虑“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中所处的各种环境的舒适范围和安全限度，从而保证人体的健康、安全和工作效率。

随着时代发展，人的世界观、价值观也在不断发生变化，追求更高更远的发展目标，绿色人机工程学也就应运而生了。人们现在不仅考虑自身的生存与发展，也开始考虑未来发展的可持续性，以及人类生存环境的改善、与自然的和谐共处。世界万物的发展特别是人类的发展进步，应以“人与自然和谐共处，共同发展”为原则，应将一切事物的发展纳入这个大原则中进行评价。因此，以“人为中心”的设计思想是有历史局限性的。上文提到人机工程学为设计中考虑“环境因素”提供设计准则，也只是单方面地以人为中心，考虑环境对人的影响，而未考虑人的活动将对环境所造成的影响，以及该影响会对人产生反作用这样一个循环往复的过程。人机工程学作为设计的科学依据，从主导思想上过于强调人的中心地位，却忽视了人类生存环境及自然的发展。尽管人在世界和自然中具有不可替代的地位，但人类的发展是离不开自然这一铁定的事实。所以绿色人机工程学的产生是人机工程学发展的—次飞跃，其意义在于将思想上改变设计者的观念。

所谓绿色人机工程学，是从更大的系统中，探讨人的因素与机器（产品）以及环境因素之间的相互作用和影响。包括人与机器交互过程中人与机器的相互关系；环境因素在交互过程中对人和机器的影响，反之对环境自身的影响；环境直接对人的影响和环境直接对机器的影响；人和机器分别对环境的影响；及以人的因素，机器与环境因素构成网络般的相互作用相互影响的闭合回路，“环境因素”不再只单纯的指向“人”（如图2）。

由此可见，绿色人机工程学是以人机工程学为核心，系统地考虑人、机器和环境之间的相互关系以及对自身的影响和作用。其不仅关注人的生理和心理、人机交互过程中人与机器的变化以及环境因素对人机交互的影响和作用，同时也研究人机交互对环境的影响及其反作用，为设计提供更科学化、生态化、系统化的设计方法和设计准则。2对设计学科的作用和影响

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设计中去。

研究人或机器所带来的能源损耗、生态环境变化以及噪声污染等问题。它将从设计思想和方法上要求设计者带有生态环保、万物共同和谐发展的意识开发产品。

研究环境因素的反作用。人类自从会制造工具以来，利用自身的发明不断地改造世界，总是按照人的意愿设计着本不只属于自己的大自然。这一切环境因素正是在人机交互中发生着变化。然而，人们却忽视了自己所造成的一切变化将直接影响着自己和自己所创造的机器。因此，对环境因素反作用的研究能够为人类和机器的发展路线提供科学的方法。

3、基于案例的分析

随着中国电器设备市场的不断发展，以及消费者在电器使用过种程中对环保概念的追求越来越明显，电磁炉逐渐走入现代家庭。电磁炉又称电磁灶，第一台家用电磁炉1957年诞生于德国。1972年，美国开始生产电磁炉，20世纪80年代初电磁炉在欧美及日本开始热销。电磁炉的原理是磁场感应涡流加热，即利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内磁力线通过铁质锅的底部时，磁力线被切割，从而产生无数小涡流，使铁质锅自身的铁分子高速旋转并产生碰撞磨擦生热而直接加热于锅内的食物，从而达到煮食目的。由于电磁炉是依靠锅底直接感应磁场产生涡流发热的，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，是一种高效节能厨具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具，因此热效率得到了极大的提高。

尽管现在中国大部分家庭仍使用燃气灶作为烹饪的主要器具，但随着电磁炉的推广会有越来越多的人开始选择电磁炉作为厨房的主要工具，是环境影响的结果。燃气灶是社会发展到一定阶段的产物，一定时期内大大地方便了人们的生活。但随着环境的变化，大气温室效应的出现，海平面升高，极端气候的形成，各种环境因素逐步开始影响人们的正常生活，人们越来越意识到环境保护的重要性，开始选择更加清洁的能源。环境要求炉灶产品能够更高效，材料更环保，使用更清洁的能源，电磁炉对比燃气灶更符合以上的要求。而人在自然环境的影响下，有意识地选择电磁炉作为更环保的产品，去取代传统的燃气灶。拥有更加精确控制的电磁炉，能调节火力的大小，制定加热的时间等，避免烹饪过度，减少能源的浪费，这是环境意识对人操作炉灶提出的新功能要求，是环境影响人机交互的体现（如图3）。

同时，电磁炉简单易用，有不同的功能模式，可以满足使用者不同的烹饪需求；并且电磁炉带有量化的火力级别控制，方便使用者精确控制加热过程；其集成的小功能如定时、温度控制等都给予使用者良好的人机操控体验（图4）。而燃气灶点火则是通过燃烧天然气产生热量实现加热，一般只提供旋钮作为火力控制的开关，档位感较模糊。较电磁炉只使用电而言，燃气灶使用的天然气是非可再生能源，其燃烧又产生大量二氧化碳，而天然气需要管道输送，在城市中铺设大量的管道网，不仅浪费大量资源，又占用大量的空间，而且存在巨大的安全隐患，如天然气泄露、管道爆炸等。

通过以上分析可以看出，电磁炉是现代厨房革命的产物，更是绿色人机工程学应用的一个经典案例。

4、结论

浅谈人机工程在实践作业中的运用 篇6

摘要：通过在实践作业中所存在的动作浪费进行阐述，如肢体使用的浪费、作业配置上的浪费以及机械设计上的浪费等，这些动作浪费虽然看起来都细小甚微，但是累积起来却产生惊人的效果，降低了企业的效率，不利于企业的长远发展。因而，通过将人机工程在实践作业中进行运用，可以有效的提高企业的效率，减少浪费，使人和机器能够有效的达成目标，完成既定任务，实现企业的可持续发展。

关键词：人机工程设计；作业配置；机械设计；环境

一、引言

科学技术的快速发展使人在生产系统中的概念都已经产生了变化。尽管如今的生产系统依然存在着很多的手工劳动，但是大部分的工作都至少已经开始使用某种机器来代替。而随着信息化技术的加快，其在生产系统中的应用使人在其中的作用也产生了变化。人—机之间是沟通是通过环境，因而对人和机在生产系统中进行充分的认识，能达到生产中的高效率、安全的目的。而所谓人机工程学是就是指一门设计舒适高效的工作、设备和工作场所提供理论依据的和学科的方法[1]。

二、实践作业中所存在的动作浪费

在实践作业中存在着许多的动作浪费，这种动作浪费在很多企业中都随处可见，甚至不少领导人都也习以为常，但是它所带来的浪费累计起来确实惊人的。经IE量化分析，在精益生产的理念下这种浪费占了作业时间的50%以上。

1.肢体使用的浪费。因机械化的大量使用，因而许多的工作内容是工作人员仅在开始和结束之时对机器进行操作，而中途时间双手则是空闲的或单手则是空闲的；而由于习惯性的动作，有的工作人员则是不自觉的用左手拿出工具，传给右手之后再进行使用，这种习惯性的转换动作也叫做浪费；作业人员在进行作业的过程中，对做每个新的动作的时候都要停顿反映片刻，这种停顿也是属于在浪费时间。

2.作业配置上的浪费。在实践作业的过程中，有些作业人员在作业的过程中，桌面物品散乱，需要使用物品时却无处可寻，这其中就浪费了很多的时间；并且，材料、工装等不知放置在何处，拿取不便；零件、作业位置太高的话，则需要作业人员踮起脚来进行取放，而相反，零件、作业位置太低，又需要作业人员通过弯腰去取放。这一系列动作的过程中，看起来是细小不突出的行动，但是积少成多，都将是不少的浪费。

3.机械设计上的浪费。在装配作业的时候，很多机械作业经常需要用手来扶持物品，此时一只手已经被占用而双手无法再进行作业，造成动作浪费；生产流水线上的人工操作专用工具无处可寻；同一功能的工装工具却使用好几种工装夹；工具使用不太人性化，容易受伤；减少机械的空闲时间，消灭故障，并减少伴随废次品发生的停机时间；机械操作的位置距离相隔较远，不够集中，造成浪费等问题出现。

三、人机工程在实践作业中的运用

尽管人机工程设计的研究内容很广泛，但是主要还是依托人—机—环境三个主要要素作为研究的对象。因此，对这三个要素如果有个清晰的认识，了解其中的规律，都将使整个人—机—环境系统的性能达到最优状态。

1.对人肢体的使用进行研究。研究表明，如果双手进行作业能够适合人体，让动作两方保持平衡，不易疲劳。而如果只是一只手来进行运动，则身体上的肌肉组织则会一边保持静态，另一边则保持动态，肌肉组织就无法得到休息，所以容易产生疲劳；身体动作总是以最低等级进行工作，如手指将螺母螺栓、用手指按下打字机键盘、或抓取一个小的零件；经常变化动作，需要消耗体能；而且一定要尽可能减少重心偏移的时间以及起坐动作的时间；连续圆滑的曲线工作有利于提高工作效率，在此基础上，通过利用物体惯性作用如弹簧、液压等设备来减少人体力量的流失，弥补力量的不足；通过减少动作的注意力时间，促使动作有节奏的进行可以帮助提高作业人员的作业熟练度，减轻身体和精神疲劳，让动作更为流利。

2.对作业配置进行研究。对人机系统进行研究的主要目的就是讲人机系统的进行达到最佳状态，将环境作为一项重要因素来考虑。材料和工装的定点、 定容、定量是6S整顿中，对物品进行有效摆放最基本的事项，要做到对什么位置，放置什么物品，且数量是多少都要做到心中有数。[2]材料、工装的取舍应该控制在小臂范围内，以手肘为中心的成圆形的活动范围，这样人可以以最便捷最有效的动作（小臂、手腕及手指）来对物品及工具进行取舍；材料和工装的取放需要进行简单化处理，在通过调整材料和工装的摆放位置来改变动作，减少所用动作的时间；对一些细小的且不方便进行取舍的零部件工具，则可以通过借用波型板或者是弹性垫等工具来进行改善；物品的移动应该尽量采取水平移动的方式，且尽量避免直接上下进行移动。因为直接将物品进行上下移动，作业人员则会进行弯腰的动作，这样的高级动作则会很快使人产生疲惫感。物品的取放或者废脚料的收集作业等则可以通过利用物品本身的重力作用，在斜面轨道或者圆筒等辅助工具下对其进行转移和传递；新IE的作业的基本姿势是站立式作业的，而一旦坐下，作业人员总要将部件拿的很近才可以进行作业，而这样的行为不利于生产线的平衡，更不利于“一个流”的小批量的生产方式[3]；比较细致的作业，高度应当距离眼部地区近一些，不同的作业高度应该符合人体工程学中要求和规定；温度和湿度等满足作业环境要求是必不可少的，而照明显得尤为重要，在作业台上安装作业灯是标准照明方法，因为这样即使工艺变化也不会带来较大工作，同时又能满足作业要求的照明度。

3. 相关机械设计的研究。人工所使用的专用工具应该是在生产线作业中所用的工装，而在平常的生产作业过程中我们所看见的是线上的通用工具，这并不利于企业生产效率的提高。用夹具固定产品及工具将会节省很多力量；减少产品和工具的更换，将功能相同的几种工装夹具合并在一起，将会有效提升工作效率，降低设备成本，减少更换工具所使用的时间。因此，如果对几种工具的功能进行合并，则会方便作业人员进行工作，为其提供了便捷，降低疲劳的产生。第一，工具的设计应该更为人性化，贴合手掌形状，避免在使用工具的过程中受伤；第二，实践作业的使用工具应当与人的动作相协调：以手指动作为主的细致作业，则应当将使用工具设计得更为轻便些，方便手指进行操作。[4]而动作是以手腕为主要受力面时，则应当将使用工具的重心设计在前端稍重些，以便手柄进行随时抓握，通过这种方式来减少手腕的疲劳及其反作用力。机械的操作动作则相对稳定，而相应的操作程序则应该更加的流程化和标准化。首先，机械的操作位置都应该比较集中，这样方便开关、手柄、或者其他的操作工具都在限制的范围内，减少来回走动的时间；其次，开关设计的位置应当和下一道工序相衔接，以此来减少作业周期时间，提高作业效率及工作产量。

四、结语与展望

人机工程是一门正确处理人、机、环境三大要素的关系，研究人、机、环境系统最优组合的一门科学技术。[5]在作业实践中涉及到许多的人机工程问题，而用仿真技术将人机工程的思想、理论以及工程应用成果来进行结合，将会发现并纠正措施，极大的提高效率。将人和机器如何安全、高效率的结合在一起达成既定目标，完成既定任务，使人、机、环境系统的性能达到最佳的状态。目前的人机工程在实践作业中的运用还不够完善与成熟，因此，继续对此进行研究有着非常重要的意义。（作者单位：南京依维柯汽车有限公司）

参考文献：

[1]李妮，牟峰.工业设计概论[M].山东教育出版社，2012：127.

[2]徐镇.基于eM-Engineer的车身焊装车间人机工程仿真研究[D].山东大学（硕士学位论文），2009.

[3]张晓宇.基于产品结构的汽车装配成本计算方法研究[D].同济大学（硕士学位论文），2009.

[4]张岳君.轿车总装流水线标准工时计算方法和应用研究[D].同济大学（硕士学位论文），2009.