人體工程學(xué)第一章概述課件

人體工程學(xué)人體工程學(xué)1售貨員跟你說“…我們產(chǎn)品的設(shè)計符合人體工學(xué)原理…”你如何理解？都說設(shè)計要“以人為本”，那么怎樣才算是“以人為本”的設(shè)計？在設(shè)計中有沒有要遵循的依據(jù)和原理呢？引言售貨員跟你說“…我們產(chǎn)品的設(shè)計符合人體工學(xué)原理…”你如何理解2引言引言3熟悉人體工程學(xué)的概念及發(fā)展歷程；了解人體工程學(xué)的研究內(nèi)容與方法；研究與人體工程學(xué)相關(guān)的學(xué)科；掌握人體測量的方法及應(yīng)用；掌握人體工程學(xué)在環(huán)境設(shè)計中的應(yīng)用。教學(xué)目的熟悉人體工程學(xué)的概念及發(fā)展歷程；教學(xué)目的4第一章第一章人體工程學(xué)概述一、人體工程學(xué)的名稱歐洲各國人類工效學(xué)美國人機工程學(xué)，人的因素工程學(xué)俄羅斯工程心理學(xué)，生物技術(shù)學(xué)德國勞動科學(xué)日本人間工學(xué)中國工效學(xué)，人機工程學(xué)，人體工程學(xué)，設(shè)備利用學(xué)第一章第一章人體工程學(xué)概述一、人體工程學(xué)的名稱歐洲各國5人體工程學(xué)（HumanEngineering）由6門分支學(xué)科組成，即：人體測量學(xué)、生物力學(xué)、勞動生理學(xué)、環(huán)境心理學(xué)、工程心理學(xué)、時間與工作研究。第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的一門新學(xué)科。研究“人—機—環(huán)境”系統(tǒng)中人、機、環(huán)境三大要素之間的關(guān)系，為解決該系統(tǒng)中人的效能、健康問題等方面提供理論與方法的科學(xué)。第一章第一章人體工程學(xué)概述二、人體工程學(xué)的定義人體工程學(xué)（HumanEngineering）由6門分支學(xué)6人——操作者或使用者；機——泛指人操作或使用的物，可以是機器，也可以是用具、工具或設(shè)施、設(shè)備等；環(huán)境——人、機所處的周圍環(huán)境，如作業(yè)場所和空間、物理化學(xué)環(huán)境或社會環(huán)境等。人—機—環(huán)境系統(tǒng)——指由共處與同一時間和空間的人與其使用的機器以及它們所處的周圍環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)。第一章人—機—環(huán)境的含義：人——操作者或使用者；第一章人—機—環(huán)境的含義：7第一章以人為主體，運用人體測量、生理及心理測量等方法，研究人的結(jié)構(gòu)功能、身體力學(xué)、社會心理學(xué)等方面與產(chǎn)品設(shè)計、室內(nèi)外設(shè)計之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，以符合安全、健康、高效、舒適等各層次的需求，實現(xiàn)“人—機—環(huán)境”的和諧共存。第一章以人為主體，運用人體測量、生理及心理測量等方法，研究人8經(jīng)驗人體工程學(xué)科學(xué)人體工程學(xué)現(xiàn)代人體工程學(xué)早期歷史～20世紀前期1945～1960年1960年～現(xiàn)在第一章三、人體工程學(xué)的發(fā)展經(jīng)驗人科學(xué)人現(xiàn)代人早期歷史～20世紀前期1945～1960年9（一）經(jīng)驗人體工程學(xué)（～1945年）：在生存與生產(chǎn)中形成第一章早在石器時代，人類就學(xué)會選擇石塊打制成可供敲、砸、刮、割等各種用途工具，從而產(chǎn)生了原始的人機關(guān)系。（一）經(jīng)驗人體工程學(xué)（～1945年）：在生存與生產(chǎn)中形成第10早期土陶的制造考慮到人與物之間的關(guān)系，在器物的設(shè)計上增加了提手、耳扣、底座等，增加了人們使用器物的舒適度。第一章早期土陶的制造考慮到人與物之間的關(guān)系，在器物的設(shè)計上11我國人體工程學(xué)：《考工記》一書，記載著當(dāng)時社會生產(chǎn)中按照人體尺寸設(shè)計的工具及車輛的制作方法。《水滸傳》中有一段描述：花和尚魯智深要打一根100斤的禪杖，鐵匠說對他說：“肥了，不好看，也不中使，依著小人，好生打一條62斤的水磨禪杖與師父。使不得，休怪小人?！边@說明人們在社會生產(chǎn)實踐的過程中發(fā)現(xiàn)，器物必須與人（使用者）相適應(yīng)。第一章我國人體工程學(xué)：第一章12第一章古希臘人體工程學(xué)：雕像和繪畫表明了古希臘人有很好的人類學(xué)知識，他們利用人體各部分的相對比例關(guān)系作為設(shè)計的基本比例。比如：帕提亞神廟圓柱的高度是其柱腳直徑的8倍，而8：1正是女性身高和腳長之間的比例。由于了解人的視錯覺特性，建筑師在設(shè)計建筑物時充分利用視錯覺，給觀者特別的感覺。例如：帕提亞神廟中巨大的柱子并非是筆直的，而故意設(shè)計成一定的彎曲弧度，卻給人以挺拔精巧的感覺。第一章古希臘人體工程學(xué)：13帕提亞神廟第一章帕提亞神廟第一章1418世紀末人機工程學(xué)進入研究階段第一章美國工程師泰勒是最早進行人和機器匹配問題研究的學(xué)者。1898年，泰勒在伯利恒鋼鐵廠對鐵鍬鏟煤作業(yè)進行了研究。他用5公斤、10公斤、17公斤和20公斤四種裝煤量的鐵鍬進行試驗，最終發(fā)現(xiàn)用10公斤鐵鍬作業(yè)效率最高。這就是著名的“鐵鍬作業(yè)試驗”。18世紀末人機工程學(xué)進入研究階段第一章美國工程師泰勒151911年，吉爾布雷斯用新發(fā)明的高速攝影機拍攝砌磚工的動作過程，經(jīng)動作分析把砌磚動作由17個減至5個，使作業(yè)效率提高了三倍多。這一被稱作“砌磚作業(yè)試驗”的研究開創(chuàng)了“動作與時間研究”的先河。第一章泰勒和吉爾布雷斯的試驗研究成果為人機學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。1911年，吉爾布雷斯用新發(fā)明的高速攝影機拍攝砌磚工16

這一階段主要特點是：

機器設(shè)計的主要著眼點在于力學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)等工程技術(shù)方面的優(yōu)選上，在人機關(guān)系上是以選擇和培訓(xùn)操作者為主，使人適應(yīng)于機器。第一章這一階段主要特點是：第一章17（二）科學(xué)人體工程學(xué)（1945～1960年）：二戰(zhàn)中誕生第一章二次世界大戰(zhàn)期間，美國80%飛機事故是由于人與機器之間關(guān)系不當(dāng)造成的。這些事故使人們意識到,無論多么先進的裝備,也要與操作者的操作能力相適應(yīng)才能發(fā)揮效用。在設(shè)計新型的裝備時,人的行為特征和能力極限應(yīng)該是考慮的主要因素之一。（二）科學(xué)人體工程學(xué)（1945～1960年）：二戰(zhàn)中誕生第一18二戰(zhàn)期間，首先在軍事領(lǐng)域中開展了與設(shè)計相關(guān)學(xué)科的綜合研究和應(yīng)用。如在設(shè)計武器時聘請解剖學(xué)家、生理學(xué)家、心理學(xué)家為武器設(shè)計出謀獻策，提供適合操作人員生理、心理需要的設(shè)計參數(shù)。相繼出現(xiàn)了“實驗心理學(xué)”、“人體測量學(xué)”等學(xué)科。戰(zhàn)爭結(jié)束后，學(xué)科的研究從軍事領(lǐng)域向非軍事領(lǐng)域發(fā)展，并逐步把應(yīng)用在軍事領(lǐng)域的研究成果來解決工業(yè)與工程設(shè)計中的問題，如飛機、汽車、機械設(shè)備、建筑設(shè)施以及生活用品等。第一章二戰(zhàn)期間，首先在軍事領(lǐng)域中開展了與設(shè)計相關(guān)學(xué)科的綜合研究19

這一階段主要特點是：

重視工業(yè)與工程設(shè)計中“人的因素”，力求使機器適應(yīng)于人。第一章這一階段主要特點是：第一章20（三）現(xiàn)代人體工程學(xué)（1960年～）：學(xué)科確立階段第一章現(xiàn)代人體工程學(xué)特點：1）著眼于機械設(shè)備的設(shè)計，使機器的操作不超越人的能力極限，而不是讓人去適應(yīng)機器。2）密切與實際應(yīng)用相結(jié)合，通過嚴密計劃設(shè)定的廣泛實驗性研究，進行具體的機械裝備設(shè)計。3）綜合心理學(xué)、生理學(xué)、功能解剖學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)各方面的知識。（三）現(xiàn)代人體工程學(xué)（1960年～）：學(xué)科確立階段第一章21現(xiàn)代人體工程學(xué)的研究方向：把“人—機—環(huán)境系統(tǒng)”作為統(tǒng)一的整體來研究。即在充分考慮人與機相互關(guān)系的同時，還要考慮到各種環(huán)境因素(如聲、光、氣體、溫度、色彩、輻射等)以及在高空或水下作業(yè)的生命保障系統(tǒng)等。這樣，就把人機相互適應(yīng)的柔性設(shè)計提高到人—機—環(huán)境的系統(tǒng)設(shè)計高度，使人—機—環(huán)境的系統(tǒng)和諧統(tǒng)一，從而獲得系統(tǒng)最佳的綜合使用效能。第一章現(xiàn)代人體工程學(xué)的研究方向：把“人—機—環(huán)境系統(tǒng)”作為統(tǒng)一22MIT智能房間清華大學(xué)智能教室人機交互、人機界面第一章MIT智能房間清華大學(xué)智能教室人機交互、人機界面第一章23第一章四、人體工程學(xué)的研究內(nèi)容與方法（一）研究內(nèi)容1．人機系統(tǒng)中的人人體尺寸；信息的感受和處理能力；運動的能力；學(xué)習(xí)的能力；生理及心理需求；對物理環(huán)境的感受性；對社會環(huán)境的感受性；知覺與感覺的能力；個人之差；環(huán)境對人體能的影響；人的長期、短期能力的限度；人的反射及反應(yīng)形態(tài)；人的習(xí)慣與差異（民族、性別等）；錯誤形成的研究。第一章四、人體工程學(xué)的研究內(nèi)容與方法（一）研究內(nèi)容24第一章

2．人機系統(tǒng)中由人使用的機械部分如何適應(yīng)人的使用

（1）顯示器：儀表、信號、顯示屏；（2）操縱器：各種機具的操縱部分，桿、鈕、盤、輪、踏板等；（3）機具：家具、設(shè)備等。第一章2．人機系統(tǒng)中由人使用的機械部分如何適應(yīng)人的使用253．環(huán)境控制如何適應(yīng)人的使用

（1）普通環(huán)境：建筑與室內(nèi)外空間環(huán)境的照明、溫度、濕度控制等。（2）特殊環(huán)境：比如冶金、化工、采礦、航空、宇航和極地探險等行業(yè)，會遇到極特殊的環(huán)境：高溫、高壓、振動、噪聲、輻射和污染等。第一章3．環(huán)境控制如何適應(yīng)人的使用第一章26物理的原則：如杠桿原理、慣性定律、重心原理，在人體工學(xué)中也適用；生理、心理兼顧原則：了解人的結(jié)構(gòu)，除了生理，還要了解心理因素。人是具有心理活動的，人的心理在時間和空間上是自由和開放的，它會受到人的經(jīng)歷和社會傳統(tǒng)、文化的影響。因此，必須對這些影響心理的因素進行研究；考慮環(huán)境的原則：人機關(guān)系并不是單獨存在的，它存在于具體的環(huán)境中，單獨地的研究三個方面，再把它們和起來，不是在研究人體工學(xué)。因為它們是存在于人—機—環(huán)境的相互依存關(guān)系中，絕不可分開討論。第一章（二）研究時需遵循的原則：物理的原則：如杠桿原理、慣性定律、重心原理，在人體工學(xué)中27自然觀察法實測法實驗法模擬和模型試驗法計算機輔助研究分析法（三）研究方法第一章自然觀察法（三）研究方法第一章281.自然觀察法通過觀察和記錄自然情景下發(fā)生的現(xiàn)象來認識研究對象的一種方法，對動作分析、功能分析、工藝流程分析都用此法。有目的、有計劃的科學(xué)觀察，是在不影響事件的情況下進行的。自然觀察法也可以借助特殊儀器，這樣更準(zhǔn)確、更深刻地獲得感性知識。如：要獲取人在廚房里的行為，可以用攝像機把對象在廚房里的一切活動記錄下來，然后，逐步分析整理。第一章1.自然觀察法第一章292.實測法借助儀器設(shè)備進行實際測量的方法，是對人體靜態(tài)與動態(tài)參數(shù)的測量，人體生理參數(shù)的測量或?qū)ο到y(tǒng)參數(shù)、作業(yè)參數(shù)的測量等，是普遍使用的方法。如坐椅設(shè)計需要的人體尺度，我們必須對使用者人群進行實際的測量，對所測的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，為坐椅的設(shè)計提供準(zhǔn)確人體尺度依據(jù)。第一章2.實測法第一章303.實驗法當(dāng)實測法受到限制時采用的一種方法，一般在實驗室進行，也可以在作業(yè)現(xiàn)場進行。如需了解色彩環(huán)境對人的心理、生理和工作效率的影響，由于需要進行長時間和多人次的觀測，才能獲得比較真實的數(shù)據(jù)，通常在作業(yè)現(xiàn)場進行實驗。第一章3.實驗法第一章314.模擬和模型試驗法由于機器系統(tǒng)一般比較復(fù)雜，因而在進行人機系統(tǒng)研究時常采用模擬的方法。模擬方法包括各種技術(shù)和裝置的模擬，如操作訓(xùn)練模擬器、機械模型以及各種人體模型等。通過這類模擬方法可以對某些操作系統(tǒng)進行逼真的實驗，可以得到更符合實際的數(shù)據(jù)。比如研究車輛碰撞的人機系統(tǒng)的模擬與模型。第一章4.模擬和模型試驗法第一章325.計算機輔助研究在計算機上利用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進行仿真性實驗研究。研究者可對尚處于設(shè)計階段的未來系統(tǒng)進行仿真，并就系統(tǒng)中的人、機、環(huán)境三要素的功能特點及其相互間的協(xié)調(diào)性進行分析，從而預(yù)知所設(shè)計產(chǎn)品的性能、并進行改進設(shè)計。第一章5.計算機輔助研究第一章336.分析法在上述各種方法中獲得了一定的資料和數(shù)據(jù)后采用的一種研究方法。目前，常采用如下幾種分析法：1）瞬間操作分析法5）危象分析法2）知覺與運動信息分析法6）相關(guān)分析法3）動作負荷分析法7）調(diào)查研究法4）頻率分析法第一章6.分析法第一章34生理學(xué)：研究人的感覺系統(tǒng)，血液循環(huán)系統(tǒng)，運動系統(tǒng)等基本知識。心理學(xué)：研究人的感覺、知覺、注意、警覺、擁擠、領(lǐng)域、私密性、向光性等心理活動。環(huán)境心理學(xué)：研究人和環(huán)境的交互作用，刺激與效應(yīng)，信息的傳遞與反饋，環(huán)境行為特征和規(guī)律等。人體測量學(xué)：研究人體的特征，人體結(jié)構(gòu)尺寸和功能尺寸及其在設(shè)計中的應(yīng)用等。第一章五、人體工程學(xué)的相關(guān)學(xué)科生理學(xué)：研究人的感覺系統(tǒng)，血液循環(huán)系統(tǒng)，運動系統(tǒng)等基本知識。35第一章六、人體工程學(xué)在環(huán)境設(shè)計中的應(yīng)用

人體的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，從人類活動的角度來看，人體的運動器官和感覺器官與活動的關(guān)系最密切。運動器官方面，人的身體有一定的尺度，活動能力更有一定的限度，無論是采取何種姿態(tài)進行活動，皆有一定的距離和方式，因而與活動有關(guān)的空間和家具器物的設(shè)計時必須考慮人的體形特征、動作特性和體能極限等人體因素。感覺器官方面，人的知覺與感覺與室內(nèi)環(huán)境之間存在著極為密切的關(guān)系，諸如室內(nèi)的溫度、濕度、光線、聲音等環(huán)境因素皆直接和強烈地影響著人的知覺和感覺，并進而影響人的活動效果。因而了解人的知覺和感覺特性，可以為室內(nèi)設(shè)計建立環(huán)境條件的標(biāo)準(zhǔn)。第一章六、人體工程學(xué)在環(huán)境設(shè)計中的應(yīng)用人體的結(jié)361.為確定空間范圍提供依據(jù)影響空間大小、形狀的因素多，最主要的因素是人的活動范圍以及家具設(shè)備的數(shù)量和尺寸。因此，在確定空間范圍時，必須搞清使用這個空間的人數(shù)，每個人需要多大的活動面積，空間內(nèi)有哪些家具設(shè)備以及這些家具和設(shè)備需要占用多少面積等。作為研究問題的基礎(chǔ)，首先要準(zhǔn)確測定出不同性別的成年人與兒童在立、坐、臥時的平均尺寸。還要測定出人們在使用各種家具、設(shè)備和從事各種活動時所需空間的體積與高度，這樣一旦確定了空間內(nèi)的總?cè)藬?shù)，就能定出空間的合理面積與高度。第一章1.為確定空間范圍提供依據(jù)影響空間大小、形狀的因素多37第一章第一章382.為設(shè)計家具提供依據(jù)家具的主要功能是實用，無論是人體家具還是貯存家具都要滿足使用要求。屬于人體家具的椅、床等，要讓人坐著舒適，書寫方便，睡得香甜，安全可靠，減少疲勞感。屬于貯藏家具的柜、櫥、架等，要有適合貯存各種物品的空間，并且便于人們存取。為滿足上述要求，設(shè)計家具時必須以人體工學(xué)作為指導(dǎo)，使家具符合人體的基本尺寸和從事各種活動需要的尺寸。第一章2.為設(shè)計家具提供依據(jù)家具的主要功能是實用，無論是人39第一章第一章40經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe寫在最后經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量寫41謝謝大家榮幸這一路，與你同行It'SAnHonorToWalkWithYouAllTheWay演講人：XXXXXX時間：XX年XX月XX日

謝謝大家演講人：XXXXXX42人體工程學(xué)人體工程學(xué)43售貨員跟你說“…我們產(chǎn)品的設(shè)計符合人體工學(xué)原理…”你如何理解？都說設(shè)計要“以人為本”，那么怎樣才算是“以人為本”的設(shè)計？在設(shè)計中有沒有要遵循的依據(jù)和原理呢？引言售貨員跟你說“…我們產(chǎn)品的設(shè)計符合人體工學(xué)原理…”你如何理解44引言引言45熟悉人體工程學(xué)的概念及發(fā)展歷程；了解人體工程學(xué)的研究內(nèi)容與方法；研究與人體工程學(xué)相關(guān)的學(xué)科；掌握人體測量的方法及應(yīng)用；掌握人體工程學(xué)在環(huán)境設(shè)計中的應(yīng)用。教學(xué)目的熟悉人體工程學(xué)的概念及發(fā)展歷程；教學(xué)目的46第一章第一章人體工程學(xué)概述一、人體工程學(xué)的名稱歐洲各國人類工效學(xué)美國人機工程學(xué)，人的因素工程學(xué)俄羅斯工程心理學(xué)，生物技術(shù)學(xué)德國勞動科學(xué)日本人間工學(xué)中國工效學(xué)，人機工程學(xué)，人體工程學(xué)，設(shè)備利用學(xué)第一章第一章人體工程學(xué)概述一、人體工程學(xué)的名稱歐洲各國47人體工程學(xué)（HumanEngineering）由6門分支學(xué)科組成，即：人體測量學(xué)、生物力學(xué)、勞動生理學(xué)、環(huán)境心理學(xué)、工程心理學(xué)、時間與工作研究。第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的一門新學(xué)科。研究“人—機—環(huán)境”系統(tǒng)中人、機、環(huán)境三大要素之間的關(guān)系，為解決該系統(tǒng)中人的效能、健康問題等方面提供理論與方法的科學(xué)。第一章第一章人體工程學(xué)概述二、人體工程學(xué)的定義人體工程學(xué)（HumanEngineering）由6門分支學(xué)48人——操作者或使用者；機——泛指人操作或使用的物，可以是機器，也可以是用具、工具或設(shè)施、設(shè)備等；環(huán)境——人、機所處的周圍環(huán)境，如作業(yè)場所和空間、物理化學(xué)環(huán)境或社會環(huán)境等。人—機—環(huán)境系統(tǒng)——指由共處與同一時間和空間的人與其使用的機器以及它們所處的周圍環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)。第一章人—機—環(huán)境的含義：人——操作者或使用者；第一章人—機—環(huán)境的含義：49第一章以人為主體，運用人體測量、生理及心理測量等方法，研究人的結(jié)構(gòu)功能、身體力學(xué)、社會心理學(xué)等方面與產(chǎn)品設(shè)計、室內(nèi)外設(shè)計之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，以符合安全、健康、高效、舒適等各層次的需求，實現(xiàn)“人—機—環(huán)境”的和諧共存。第一章以人為主體，運用人體測量、生理及心理測量等方法，研究人50經(jīng)驗人體工程學(xué)科學(xué)人體工程學(xué)現(xiàn)代人體工程學(xué)早期歷史～20世紀前期1945～1960年1960年～現(xiàn)在第一章三、人體工程學(xué)的發(fā)展經(jīng)驗人科學(xué)人現(xiàn)代人早期歷史～20世紀前期1945～1960年51（一）經(jīng)驗人體工程學(xué)（～1945年）：在生存與生產(chǎn)中形成第一章早在石器時代，人類就學(xué)會選擇石塊打制成可供敲、砸、刮、割等各種用途工具，從而產(chǎn)生了原始的人機關(guān)系。（一）經(jīng)驗人體工程學(xué)（～1945年）：在生存與生產(chǎn)中形成第52早期土陶的制造考慮到人與物之間的關(guān)系，在器物的設(shè)計上增加了提手、耳扣、底座等，增加了人們使用器物的舒適度。第一章早期土陶的制造考慮到人與物之間的關(guān)系，在器物的設(shè)計上53我國人體工程學(xué)：《考工記》一書，記載著當(dāng)時社會生產(chǎn)中按照人體尺寸設(shè)計的工具及車輛的制作方法?！端疂G傳》中有一段描述：花和尚魯智深要打一根100斤的禪杖，鐵匠說對他說：“肥了，不好看，也不中使，依著小人，好生打一條62斤的水磨禪杖與師父。使不得，休怪小人?！边@說明人們在社會生產(chǎn)實踐的過程中發(fā)現(xiàn)，器物必須與人（使用者）相適應(yīng)。第一章我國人體工程學(xué)：第一章54第一章古希臘人體工程學(xué)：雕像和繪畫表明了古希臘人有很好的人類學(xué)知識，他們利用人體各部分的相對比例關(guān)系作為設(shè)計的基本比例。比如：帕提亞神廟圓柱的高度是其柱腳直徑的8倍，而8：1正是女性身高和腳長之間的比例。由于了解人的視錯覺特性，建筑師在設(shè)計建筑物時充分利用視錯覺，給觀者特別的感覺。例如：帕提亞神廟中巨大的柱子并非是筆直的，而故意設(shè)計成一定的彎曲弧度，卻給人以挺拔精巧的感覺。第一章古希臘人體工程學(xué)：55帕提亞神廟第一章帕提亞神廟第一章5618世紀末人機工程學(xué)進入研究階段第一章美國工程師泰勒是最早進行人和機器匹配問題研究的學(xué)者。1898年，泰勒在伯利恒鋼鐵廠對鐵鍬鏟煤作業(yè)進行了研究。他用5公斤、10公斤、17公斤和20公斤四種裝煤量的鐵鍬進行試驗，最終發(fā)現(xiàn)用10公斤鐵鍬作業(yè)效率最高。這就是著名的“鐵鍬作業(yè)試驗”。18世紀末人機工程學(xué)進入研究階段第一章美國工程師泰勒571911年，吉爾布雷斯用新發(fā)明的高速攝影機拍攝砌磚工的動作過程，經(jīng)動作分析把砌磚動作由17個減至5個，使作業(yè)效率提高了三倍多。這一被稱作“砌磚作業(yè)試驗”的研究開創(chuàng)了“動作與時間研究”的先河。第一章泰勒和吉爾布雷斯的試驗研究成果為人機學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。1911年，吉爾布雷斯用新發(fā)明的高速攝影機拍攝砌磚工58

這一階段主要特點是：

機器設(shè)計的主要著眼點在于力學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)等工程技術(shù)方面的優(yōu)選上，在人機關(guān)系上是以選擇和培訓(xùn)操作者為主，使人適應(yīng)于機器。第一章這一階段主要特點是：第一章59（二）科學(xué)人體工程學(xué)（1945～1960年）：二戰(zhàn)中誕生第一章二次世界大戰(zhàn)期間，美國80%飛機事故是由于人與機器之間關(guān)系不當(dāng)造成的。這些事故使人們意識到,無論多么先進的裝備,也要與操作者的操作能力相適應(yīng)才能發(fā)揮效用。在設(shè)計新型的裝備時,人的行為特征和能力極限應(yīng)該是考慮的主要因素之一。（二）科學(xué)人體工程學(xué)（1945～1960年）：二戰(zhàn)中誕生第一60二戰(zhàn)期間，首先在軍事領(lǐng)域中開展了與設(shè)計相關(guān)學(xué)科的綜合研究和應(yīng)用。如在設(shè)計武器時聘請解剖學(xué)家、生理學(xué)家、心理學(xué)家為武器設(shè)計出謀獻策，提供適合操作人員生理、心理需要的設(shè)計參數(shù)。相繼出現(xiàn)了“實驗心理學(xué)”、“人體測量學(xué)”等學(xué)科。戰(zhàn)爭結(jié)束后，學(xué)科的研究從軍事領(lǐng)域向非軍事領(lǐng)域發(fā)展，并逐步把應(yīng)用在軍事領(lǐng)域的研究成果來解決工業(yè)與工程設(shè)計中的問題，如飛機、汽車、機械設(shè)備、建筑設(shè)施以及生活用品等。第一章二戰(zhàn)期間，首先在軍事領(lǐng)域中開展了與設(shè)計相關(guān)學(xué)科的綜合研究61

這一階段主要特點是：

重視工業(yè)與工程設(shè)計中“人的因素”，力求使機器適應(yīng)于人。第一章這一階段主要特點是：第一章62（三）現(xiàn)代人體工程學(xué)（1960年～）：學(xué)科確立階段第一章現(xiàn)代人體工程學(xué)特點：1）著眼于機械設(shè)備的設(shè)計，使機器的操作不超越人的能力極限，而不是讓人去適應(yīng)機器。2）密切與實際應(yīng)用相結(jié)合，通過嚴密計劃設(shè)定的廣泛實驗性研究，進行具體的機械裝備設(shè)計。3）綜合心理學(xué)、生理學(xué)、功能解剖學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)各方面的知識。（三）現(xiàn)代人體工程學(xué)（1960年～）：學(xué)科確立階段第一章63現(xiàn)代人體工程學(xué)的研究方向：把“人—機—環(huán)境系統(tǒng)”作為統(tǒng)一的整體來研究。即在充分考慮人與機相互關(guān)系的同時，還要考慮到各種環(huán)境因素(如聲、光、氣體、溫度、色彩、輻射等)以及在高空或水下作業(yè)的生命保障系統(tǒng)等。這樣，就把人機相互適應(yīng)的柔性設(shè)計提高到人—機—環(huán)境的系統(tǒng)設(shè)計高度，使人—機—環(huán)境的系統(tǒng)和諧統(tǒng)一，從而獲得系統(tǒng)最佳的綜合使用效能。第一章現(xiàn)代人體工程學(xué)的研究方向：把“人—機—環(huán)境系統(tǒng)”作為統(tǒng)一64MIT智能房間清華大學(xué)智能教室人機交互、人機界面第一章MIT智能房間清華大學(xué)智能教室人機交互、人機界面第一章65第一章四、人體工程學(xué)的研究內(nèi)容與方法（一）研究內(nèi)容1．人機系統(tǒng)中的人人體尺寸；信息的感受和處理能力；運動的能力；學(xué)習(xí)的能力；生理及心理需求；對物理環(huán)境的感受性；對社會環(huán)境的感受性；知覺與感覺的能力；個人之差；環(huán)境對人體能的影響；人的長期、短期能力的限度；人的反射及反應(yīng)形態(tài)；人的習(xí)慣與差異（民族、性別等）；錯誤形成的研究。第一章四、人體工程學(xué)的研究內(nèi)容與方法（一）研究內(nèi)容66第一章

2．人機系統(tǒng)中由人使用的機械部分如何適應(yīng)人的使用

（1）顯示器：儀表、信號、顯示屏；（2）操縱器：各種機具的操縱部分，桿、鈕、盤、輪、踏板等；（3）機具：家具、設(shè)備等。第一章2．人機系統(tǒng)中由人使用的機械部分如何適應(yīng)人的使用673．環(huán)境控制如何適應(yīng)人的使用

（1）普通環(huán)境：建筑與室內(nèi)外空間環(huán)境的照明、溫度、濕度控制等。（2）特殊環(huán)境：比如冶金、化工、采礦、航空、宇航和極地探險等行業(yè)，會遇到極特殊的環(huán)境：高溫、高壓、振動、噪聲、輻射和污染等。第一章3．環(huán)境控制如何適應(yīng)人的使用第一章68物理的原則：如杠桿原理、慣性定律、重心原理，在人體工學(xué)中也適用；生理、心理兼顧原則：了解人的結(jié)構(gòu)，除了生理，還要了解心理因素。人是具有心理活動的，人的心理在時間和空間上是自由和開放的，它會受到人的經(jīng)歷和社會傳統(tǒng)、文化的影響。因此，必須對這些影響心理的因素進行研究；考慮環(huán)境的原則：人機關(guān)系并不是單獨存在的，它存在于具體的環(huán)境中，單獨地的研究三個方面，再把它們和起來，不是在研究人體工學(xué)。因為它們是存在于人—機—環(huán)境的相互依存關(guān)系中，絕不可分開討論。第一章（二）研究時需遵循的原則：物理的原則：如杠桿原理、慣性定律、重心原理，在人體工學(xué)中69自然觀察法實測法實驗法模擬和模型試驗法計算機輔助研究分析法（三）研究方法第一章自然觀察法（三）研究方法第一章701.自然觀察法通過觀察和記錄自然情景下發(fā)生的現(xiàn)象來認識研究對象的一種方法，對動作分析、功能分析、工藝流程分析都用此法。有目的、有計劃的科學(xué)觀察，是在不影響事件的情況下進行的。自然觀察法也可以借助特殊儀器，這樣更準(zhǔn)確、更深刻地獲得感性知識。如：要獲取人在廚房里的行為，可以用攝像機把對象在廚房里的一切活動記錄下來，然后，逐步分析整理。第一章1.自然觀察法第一章712.實測法借助儀器設(shè)備進行實際測量的方法，是對人體靜態(tài)與動態(tài)參數(shù)的測量，人體生理參數(shù)的測量或?qū)ο到y(tǒng)參數(shù)、作業(yè)參數(shù)的測量等，是普遍使用的方法。如坐椅設(shè)計需要的人體尺度，我們必須對使用者人群進行實際的測量，對所測的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，為坐椅的設(shè)計提供準(zhǔn)確人體尺度依據(jù)。第一章2.實測法第一章723.實驗法當(dāng)實測法受到限制時采用的一種方法，一般在實驗室進行，也可以在作業(yè)現(xiàn)場進行。如需了解色彩環(huán)境對人的心理、生理和工作效率的影響，由于需要進行長時間和多人次的觀測，才能獲得比較真實的數(shù)據(jù)，通常在作業(yè)現(xiàn)場進行實驗。第一章3.實驗法第一章734.模擬和模型試驗法由于機器系統(tǒng)一般比較復(fù)雜，因而在進行人機系統(tǒng)研究時常采用模擬的方法。模擬方法包括各種技術(shù)和裝置的模擬，如操作訓(xùn)練模擬器、機械模型以及各種人體模型等。通過這類模擬方法可以對某些操作系統(tǒng)進行逼真的實驗，可以得到更符合實際的數(shù)據(jù)。比如研究車輛碰撞的人機系統(tǒng)的模擬與模型。第一章4.模擬和模型試驗法第一章745.計算機輔助研究在計算機上利用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進行仿真性實驗研究。研究者可對尚處于設(shè)計階段的未來系統(tǒng)進行仿真，并就系統(tǒng)中的人、機、環(huán)境三要素的功能特點及其相互間的協(xié)調(diào)性進行分析，從而預(yù)知所設(shè)計產(chǎn)品的性能、并進行改進設(shè)計。第一章5.計算機輔助研究第一章756.分析法在上述各種方法中獲得了一定的資料和數(shù)據(jù)后采用的一種研究方法。目前，常采用如下幾種分析法：1）瞬間操作分析法5）危象分析法2）知覺與運動信息分析法6）相關(guān)分析法3）動作負荷分析法7）調(diào)查研究法4）頻率分析法第一章6.分析法第一章76生理學(xué)：研究人的感覺系統(tǒng)，血液循環(huán)系統(tǒng)，運動系統(tǒng)等基本知識。心理學(xué)：研究人的感覺、知覺、注