人机工程学习题

1.人机工程学的发展的几个阶段及其特点？ 答：（1）人机工程学的孕育期

特点：这一时期研究的核心是最大限度地开挖人的操作效率。从对待人机关系这个基本方面考察，总体来看是要求人适应于机器，即以机器为中心进行设计；研究的主要目的是选拔与培训操作人员。在基本学术理论上与现代人机工程学是南辕北辙，存在对立的。

（2）人机工程学的诞生期

特点：与人机工程学的孕育期对比，学科思想至此完成了一次重大的转变：从以机器为中心转变为以人为中心，强调机器的设计应适合人的因素。这一阶段的特点是：重视工业于工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。研究领域涉及生理学、心理学、人体测量学、生物力学和工程技术等多学科的知识。 （3）人机工程学的发展和成熟

特点：与人机工程学建立之初强调“机器设计必须适合人的因素”不同，IEA的定义阐明的观念是人机（以及环境）系统的优化，人与机器应该互相适应、人机之间应该合理分工。标志着人机工程学的理论至此趋于成熟 （4）人机工程学的更高阶段

特点：人机工程学和其他一切事物一样，只要还存在着，就必然会继续发展和演变。

2.人体测量学是人机工程学的主要研究方法之一。进行人体测量所涉及的对象主要是特定的群体。说明如何应用人体尺寸测量的极大值、极小值与平均值设计原则。

答：人体大小各不相同，设计一般不可能满足所有使用者。为了使设计能适合于较多的使用者，在应用人体测量数据时应考虑以下原则:

1、由人体身高决定的物体，如门、船舱口、通道、床、担架等，其尺寸应以第95百分位数为依据。

2、由人体某些部分的尺寸决定的物体，如取决于腿长的坐平面高度，其尺寸应以第5百分位数为依据。

3、可调尺寸，应可调节到使第5百分位数和第95百分位数之间的所有人使用方便。

4、以第5百分位数和第95百分位数为界限值的物体，当身体尺寸在界限以外的人使用会危害其健康或增加事故危险时，其尺寸界限应扩大到第1百分位数和第99百分位数。如紧急出口以及至运转着的机器部件的有效半径，应以第99百分位数为依据，而使用者与紧急制动杆的距离则应以第1百分位数为依据。5、门 铃、插座、电灯开关的安装高度以及付账柜台高度，应以第50百分位数为依据。 3.人体测量的基准面和基准轴有哪些？

答：基准面：失状面，冠状面，水平面，眼耳平面。

基准轴：铅垂轴，失状轴，冠状轴。 4.百分位数的含义。已知人体平均身高尺寸，百分位数和变换系数，求空间高度. 答：1)百分位数是百分位对应的数值。

求百分位数。当已知某项人体测量尺寸的均值为x，标准差为S，需要求任一百分位的人体测量尺寸Px(百分位数)时，计算公式为： K为变换系数

px?x?(S?K)由表2—4得华北男性身高平均值x =1693mm，标准差S=56.6mm。要求产品适用于90%的人，故以第5百分位和第95百分位确定尺寸的界限值，由表2—1

得变换系数K =1.645。

即第5百分位数为：P=1693-（56.6*1.645）=1600mm 第95百分位数为：P=1693+（56.6*1.645）=1786mm 5.知觉、感觉和感知觉的概念，感觉阈上限和感觉阈下限，在工业设计的范畴内，设计师对于错觉被大量利用的。

答：知觉：人脑对外界事物某种属性的反映。 感觉：人脑对事物属性综合得到的整体反映。

感知觉：由于感觉和知觉关系密切，心理学中常将两者结合起来综称为感知觉。 感觉阈上限：能产生正常感觉的最大刺激量。 感觉阈下限：刚刚能引起感觉的最小刺激量。 6.明适应和暗适应分别需要多少时间？

答：明适应：在最初30S内进行得很快，然后渐慢，约1-2分钟即可完全适应。人在明亮的环境中，不仅可以辨认很小的细节而且可以辨别颜色。

暗适应：过程的时间较长，最初5分钟，适应的速度很快，以后逐渐减慢。获得80%的暗适应约需25分钟，完全适应则需1小时。人在暗环境中可以看到大的物体、运动物体，但不能看清细节，也不能辨别颜色。 7.仪表显示设计的原则，为达到显示与控制之间互不干扰和协调一致的目的的进行显示装置与控制装置综合设计时应该注意哪些问题？

答：1、仪表显示设计应以人接受气息的视觉特性为根据，以保证操作者迅速准确的获得需要的信息。显示的精确程度应与人的视觉辨认特性和系统要求相适应，不宜过低，也不宜过高。

2、仪表显示信息的种类和数目不能过多，同样的参数应尽量采用同一种显示方式。显示的信息数量应限制在人的视觉通道容量所允许的范围内，使之处于最佳信息条件下。显示的格式应简单明了，显示的意义明确易懂，以利于操作者迅速接受信息，正确理解和判断信息。

3、仪表的指针、刻度、标记、字符等与刻度盘之间、在形状、颜色、亮度等方面要保持合适的对比关系，以使目标清晰可辨。一般的目标应有确定的形状、较强的亮度和鲜明的颜色。相对于目标而言，背景的亮度应低些，颜色应暗些。同时，也要考虑到与其它感觉器官配合。

4、仪表显示应在空间关系、运动关系和概念上与系统中其它显示装置、操纵装置兼容。显示装置的编码应与相关操纵装置的编码一致。 注意问题：

1、操纵器右移或右旋时，水平式代表的指针应右移，垂直式仪表的指针朝上移动。

2、操纵器朝上或朝前移动时，显示器指针必须朝上或向右移动。

3、操纵器右移或顺时计转动时，表示被控量增加，显示器应显示出增加。 4、如果采用指针固定式显示器，则操纵器右移时，表盘应左移，而显示刻度应从左至右表示数值增加，以保让操纵器右移时读数增加的相应关系。

5、操纵器朝上、朝前和向右移动时，显示器应显示读数增加，或者开关进入“开”的位置，反之亦然。

1、运动相合性 2、空间相合性 3、控制=显比性 8.实验表明，在数字、字母、几何形状位置和色彩视觉编码方式中，哪种最有效？哪种效率最低？

答：在数字、字母、几何形状、位置和色彩这五种常用的视觉编码方式中,数字

和颜色编码最为有效,而按位置编码的效率最低。 9.功能分配的一般原则？ 答：1）比较分配原则

根据比较人与机的特征，进行功能分配。 2）剩余分配原则

首先将尽可能多的功能分配给机，然后将剩余的功能分配给人。 3）经济分配原则 从经济效益出发，进行功能的分配。在此，经济的含义是产品从设计、制造、 使用的整个过程的总费用。 4）宜人分配原则 5）弹性分配原则

10.作业场所布置的原则？ 答：（1）人机工程学原则：人机工程学的原理是我们合理布置作业场所的理论 依据，从人机系统的整体来考虑，作业场所的布置最重要的是要保证方便、准确的操作。

（2）重要性原则：即优先考虑对于实现系统作业的目标或达到其他性能的最重要的元件，将它们布置在本身理想的位置。一个元件的重要性应根据其作用来确定，有些元件可能并不频繁使用，但却是至关重要的，如紧急制动器，一旦设备异常，必须保证操作能迅速而准确。

（3）使用频率原则：显示、控制器、工具、材料等应按使用的频率优先排列。经常使用的元件应布置在作业者易见易及的位置，如冲床的动作开关。

（4）功能原则：即按设备、显示器、控制器、工具等元件的功能相关关系来进行适当的编组排列及布置。如温度显示器与温度控制器应编组排列，配电指示与电源开关应处于同一布置区域。

（5）使用顺序原则：即根据元件使用的时间顺序，将元件按使用顺序排列布置。以使作业方便、高效。如，开启电源、启动机床、看变速标牌、变换转速等。 11.坐立交替姿势空间设计的特点。 答：能够交替发挥坐姿工作岗位和立姿工作岗位的优点。与单一的工作姿势对比，交替变换工作姿势对身体和精神是有益的。

12.作业场所的光照有天然采光和人工照明两种，它们分别有哪几种？

答：天然采光。天然采光设计，就是利用日光的直射、反射和投射等性质，通过各种采光口设计，给人以良好的视觉和舒适的光环境。

人工照明。人工照明设计就是利用各种人造光源的特性，通过灯具造型设计和分布设计，造成特定的人工光环境。

天然采光：1、窗户形状2、特殊建筑构部3、玻璃的作用 人工照明：（利用灯光可以指示方向；利用灯光造景；利用灯光扩大室内空间等）一般照明、工作照明、环境照明、艺术照明 13.影响热环境条件的主要因素有哪些？

答：1、气温。作业环境中的气温取决于大气温度、太阳辐射和作业场所的热源等影响。

2、气湿。作业环境的气湿以空气相对湿度表示。

3、气流。作业环境中的气流除受外界风力的影响外，主要与作业场所中的热源有关。

4、热辐射。指红外线及一部分可视线而言。

14.噪声对人的听觉不良影响？

答：噪声损伤听觉，人短期处于噪声环境时，即使离开噪声环境，耳朵也会造成短期的听力下降，但当回到安静环境时，经过较短的时间即可以恢复。这种现象叫听觉适应。如果长年无防护地在较强的噪声环境中工作，在离开噪声环境后听觉敏感性的恢复就会延长，经数小时或十几小时，听力可以恢复。这种可以恢复听力的损失称为听觉疲劳。随着听觉疲劳的加重会造成听觉机能恢复不全。因此，预防噪声性耳聋首先要防止疲劳的发生。一般情况下，85分贝以下的噪声不至于危害听觉，而85分贝以上则可能发生危险。统计表明，长期工作在90分贝以上的噪声环境中，耳聋发病率明显增加。（噪声对人的生理影响主要表现在听觉系统如暂时性听力下降、听觉疲劳、持久性听力损失、爆发性耳聋等） 15.室内设计中，主要应该具备哪些环境条件？

答：光环境、色彩环境、声环境、热环境、振动环境。

16.进行作业场所设计时，作业面高度的确定要遵守哪些原则？

答：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、不应使脊椎过度屈曲。

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。

能够交替发挥坐姿工作岗位和立姿工作岗位的优点。与单一的工作姿势对比，交替变换姿势对身体和精神都是有益的。

17.事故控制基本对策中的4M法和3E原则？ 答：4M:人（Man) 机械（Machine) 媒体或环境（Media) 管理（Management) 1）生产活动中的人

2）在机械方面的主要对策 3）媒体或环境对策 4）管理方面的对策

3E原则：技术(Engineering) 教育训练（Education) 法制(Enforcement) 1)技术的对策（技术分析与设计）是保障安全的首要措施之一。 2）教育对策

3）法制的对策的从属于各种标准的。 18.事故致因逻辑？ 答：从控制事故原因角度分析，将事故的基本成因总结为人的原因，物的原因，环境条件三个大因素的多元函数，而系统安全管理、事故发生机理也是构成事故发生与否的关键因素。

19.用人机工程学的基本原理和方法，分析实例。提出改善或改进的方法。

答：1、用普通水壶烧水，水开了可能弄得满屋水气，甚至因开水噗出来浇灭了火。用壶盖上装了个

小气哨的“叫壶”烧水，即可避免这种现象。叫壶能把水烧开的信息“自动”传递给一定距离以外的人，在人机学里，叫做改善了“人机界面”，从而使得产品更为“宜人”。(SUB插口，公交车扶手高低，教室灯的开关）

20.举出并分析我们日常生活中与人机工程学相关的例子。

答：1.和人体有关的应用，如家具，电脑，家电等，它们都要考虑人的尺寸、人的力学能力、人的感知能力、人的信息传递及使用的心态变化等等。

2.操控的应用，即手控、脚控、眼控、声控等设备或机器的操作方式，如遥控设备、游戏杆、脚踏开关等。

3.信息显示的应用，如导航仪、电子屏幕等

4.人机界面的应用，如眼控对焦相机，眼睛看到哪相机自身就能感知而拍到哪，机器能捕捉人的意图。

5、门把手一般设置在左手边，便于右手掌握 6、鼠标的形状符合手掌的弧度

7、很多生活用品的尺寸，如桌椅的高度

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