1、第一章人機工程學概論（習題）1、簡述人機工程學的定義國際人機工程學會（InternationalErgonomicsAssociation,IEA）:研究人與系統中其他因素之間的相互作用，以及應用相關理論、原理、數據和方法來設計以達到優化人類和系統效能的學科。（2000.8）人機工程學專家旨在設計和優化任務、工作、產品、環境和系統，使之滿足人們的需要、能力和限度。一般定義：人機工程學是以人的生理、心理特性為依據，應用系統工程的觀點，分析研究人與產品、人與環境以及產品與環境之間的相互作用，為設計操作簡便省力、安全、舒適，人一機一環境的配合達到最佳狀態的工程系統提供理論和方法的學科。人機工程學：按

2、照人的特性設計和改善人一機一環境系統的科學。2、舉出我們日常生活中與人機工程學相關的例子人機信息界面設計、工作臺椅設計、各種工具的設計3、說出人機工程學科常見的名稱美國：HumanEngineering;HumanFactorsEngineering人類工程學或人類因素工程學歐洲：Ergonomics人類工程學或工效學。已被國際標準化組織正式采納，本義：勞動的規律。工程心理學（前蘇聯）；人間工學（日本）我國：人機工程學、人類工程學、工程心理學、宜人學、人的因素等。4、簡要地說明現代人機工程學研究的內容和方法？研究內容：1）人體特性的研究：主要研究在工業設計中與人體有關的問題。2）工作場所和信息

3、傳遞裝置的設計：主要研究如何設計合適的環境及信息傳遞裝置，使人可以舒適高效的工作。3）環境控制與安全保護：主要研究從長遠利益出發，如何設計環境及進行安全保護以保證人在長期工作下健康不受影響，事故危險性最小。4）人機系統的總體設計：人機系統工作效能的高低主要取決于它的總體設計，即在整體上使機”與人體相適應，解決好人與機器之間的分工和機器之間信息交流的問題可，使二者取長補短，各盡所長。5）人機工程學發展動向的研究研究方法：1. 觀察法可借助攝影或錄象2. 實測法借助儀器進行實際測量3. 實驗法在實驗室或作業現場進行多次反復觀測。4. 模擬和模型試驗法5. 計算機數值仿真法6. 分析法（HoneyW

4、ell亨利威爾）7. 調查研究法：各種調查研究的方法（抽樣/詢問/問卷）注重測試方法的可靠性和有效性可靠性（一致性）：重復實驗時，結果應一致有效性：測試結果能真實反映所評價的內容5、講述人機工程學發展的4個階段早期歷史一一20世紀前期：經驗人機工程學一一萌芽階段（人適應機器）學科名稱：應用實驗心理學19451960:科學人機工程學一一形成階段（機器適應人）學科名稱：工程心理學現代人機工程學一一快速發展、科學系統研究階段1960現在：現代人機工程學一一快速發展、科學系統研究階段6、人機工程學與工業設計的關系?1為工業設計中考慮2為工業設計中考慮3為工業設計中考慮人的因素”提供人體尺度參數物”的功

5、能合理性提供科學依據環境因素”提供設計準則4為進行人-機-環境系統設計提供理論依據5為堅持以人”為核心的設計思路提供工作程序。7、隨機列舉數種產品，初步分析其中存在的人機問題并提出解決方第二章人體測量與數據應用（習題）1、什么是人體測量學？人體測量中的主要統計函數?它是通過測量人體各部位尺寸來確定個體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研究人的形態特征，從而為各種工業設計和工程設計提供人體測量數據。1. 均值2. 方差XnXiniqn-12一nx3.標準差SDrn送x2LX4. 抽樣誤差抽樣誤差=標準誤差=全部樣本均值的標準差5.百分位數PK百分位數將群體或樣本的全部測量值分成兩部分，有K%

6、勺測量值等于和小于它，有(100-K%)的測量值小于它(1) 求某百分位數人體尺寸若人身高均值X=170，SD=1QK%=30P30=X=X(SDXK)即有30%勺人身高小于等于164.76cm。(2) 求數據所屬百分率P同上例：求有多少百分數的人身高小于等于164.76cmZ=(Xi-X)/SD查正態分布表，p=-0.1985即有30眩右的人身高小于等于164.762、常用的人體測量儀器有哪些？1. 在普通測量法中常用的人體測量儀器有：2. 人體測高儀3. 人體測量用直腳規4. 人體測量用彎腳規此外，還有人體測量用三腳平行規，坐高椅，量足儀，軟卷尺以及醫用磅秤等。3、人體測量立姿要求？(1)

7、 直立姿勢(簡稱立姿)：被測者挺胸直立，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向體側，手指輕貼大腿側面，膝部自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開，使兩足大致成45夾角，體重均勻分布于兩足。為確保直立姿勢正確，被測者應使足后跟、臀部和后背部與同一鉛垂面相接觸(2) 坐姿：被測者挺胸坐在被調節到腓骨頭高度的平面上，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，左、右大腿大致平行，膝彎屈大致成直角，足平放在地面上，手輕放在大腿上。為確保坐姿正確，被測者的臀部、后背部應同時靠在同一鉛垂面上。4、人體尺寸數據的特征有哪些?5、人體尺寸分布狀況的描述方法?473mm勺人所占6、學會查

8、人體尺寸表。成年男子坐姿兩肘間寬大于百分位數是多少？7、求華南地區男子（胸圍的P98百分位數&人體測量數據應用的原則？使用最新數據和標準化原則極限設計原則可調性設計原則動態設計原則平均尺寸設計原則9、產品人體尺寸設計的方法與步驟？ 1、識別所有與產品設計相關的人體尺寸； 2、確定預期的用戶人群（成人、兒童、老人等）； 3、選擇一個合適的預期用戶的滿足度；1）確定所設計產品的類型；2）選擇人體尺寸的百分位（滿足度）. 4、獲取正確的人體測量數據表并查找出需要的基本數據 5、產品功能尺寸的確定1）確定功能修正量（客觀量）（1）著裝修正量（2）姿勢修正量（3）操作功能修正量（4）年代、年齡修正量2）

9、確定心理修正量（主觀量）10、人體尺寸修正量的意義及構成最小功能尺寸=人體尺寸的百分位數+功能修正量最佳功能尺寸=人體尺寸的百分位數+功能修正量+心理修正量11、舉例說明實際中需要心理修正量的設計實例。12、公共汽車頂棚的扶手橫桿高度應屬于哪一型產品尺寸設計？13、請確定火車臥鋪鋪長的最小功能尺寸和最佳功能尺寸？第三章人的感知與運動特征（習題）1什么叫視野及視野的分類？視野：指人的頭部和眼球固定不動的情況下，眼睛觀看正前方物體時所能看得見的空間范圍，常以角度來表示。分水平視野（單視野/雙視野）和垂直視野2、什么叫視覺的暗適應與明適應？人眼隨視覺環境中光亮度的變化而感受性發生變化的過程，3、造成

10、眩光的主要因素有哪些？物體表面產生的刺眼和耀眼的強烈光線4、視覺的特征有哪些？1. 疲勞程度：水平優于垂直。2. 視線變化習慣：左一右，上一下，順時針。3. 準確性：水平尺寸和比例的估計更準確。4. 觀察情況的優先性：左上一右上一左下一右下。視區內的儀表布置必須考慮這一點。5. 設計依據：以雙眼視野為設計依據。6.接受程度：直線輪廓優于曲線輪廓。7.顏色的易辨認順序：紅、綠、黃、白；顏色相配時的易辨認順序：黃底黑字、黑底白字、藍底白字、白底黑字。5、聽覺的特征？1.頻率響應（感受性）人耳能聽聞的頻率比為fmin/fmax=1:1000；頻率感受的上限隨著年齡的增長而逐年連續下降聽覺的頻率響應特

11、性對聽覺傳示裝置的設計是很重要的。2. 動態范圍（聲音的強度）聽覺聲強的動態范圍=正好可忍受的聲強/正好能聽見的聲強。（1）聽閾：在最佳的聽聞頻率范圍內，一個聽力正常的人剛剛能聽到給定各頻率的正弦式純音的最低聲強Imin。（2）痛閾：對于感受給定各頻率的正弦式純音，開始產生疼痛感的極限聲強Imax。（1）與（2）都與頻率有關系，是在某一頻率下的聽閾值或痛閾值。（3）聽覺范圍：由聽閾和痛閾兩曲線所包圍的聽覺區3. 方向敏感度（雙耳效應）（1）時差：？t=聲源到兩耳的時間差。人耳可覺察到的聲信號入射的最小偏角為3o（2）人耳對不同頻率、不同方向的聲音的感受能力不同。由于頭部的掩蔽效應，造成聲音頻譜

12、的改變。4. 掩蔽效應掩蔽：一個聲音被另一個聲音所掩蓋的現象。掩蔽效應：一個聲音的聽閾因另一個聲音的掩蔽作用而提高的效應。6、什么叫聽覺的掩蔽效應？掩蔽：一個聲音被另一個聲音所掩蓋的現象。掩蔽效應：一個聲音的聽閾因另一個聲音的掩蔽作用而提高的效應。7、觸覺的特征？觸覺也稱壓覺或觸壓覺，是皮膚表面承受物體壓力或觸及物體時，所產生的一種感覺。（1）觸覺的敏感性（2）觸覺的定位能力（3）兩點閾限8如何提高人的信息處理能力？9、什么是操縱力？手與腳的操縱力有哪些特點？10、什么是反應時間？如何縮短反應時間？反應時間（RT）:又稱為反應潛伏期，它是指刺激和反應的時間間隔。它由反應知覺時間（tz）和動作時

13、間（td）組成。即RT=tz+td影響反應時間的主要因素如下：1. 不同的感覺器官反應時間不同，以觸覺與聽覺最優，視覺次之，2. 反應時間與刺激信號的強度有關，3. 刺激的環境影響反應時間。信號與背景的亮度、顏色、信噪比及頻率的對比程度越強越好。此外，刺激信號的數目、顯示器及操縱器的設計也影響反應時間4. 人的主體因素也影響反應時間，如習俗、個體差異、疲勞等個人生理、心理狀況。11、肢體的運動輸出特性主要有那些方面？反應時間、運動速度、準確性12、影響運動準確性的因素有那些?運動時間、運動類型、運動方向、操作方式13、操作運動準確性要求主要包括哪幾個方面？運動速度與準確性、盲目定位的準確性、運

14、動方向與準確性、操作方式與準確性第四章人的心理與行為特征（習題）1、什么是感覺、知覺？感覺定義：感覺是人腦對直接作用于感覺器官的事物個別屬性的反映，感覺是人們了解外部世界的渠道，也是一切復雜心理活動的基礎和前提。知覺的定義：知覺是在人腦對直接作用于感覺器官的客觀事物和主觀狀況整體的反映。2、感覺與知覺的關系？從知覺的過程得知，客觀事物是首先被感覺，然后才能進一步被知覺，所以知覺是在感覺的基礎上產生的，感覺的事物個別屬性越豐富、越精確，對事物的知覺也就越完整、越正確。感覺和知覺都是客觀事物直接作用于感覺器官而在大腦中產生對所作用的反映。在生活和生產活動中，人都是以知覺的形式直接反映事物，而感覺只

15、作為知覺的組成部分而存在于知覺之中，很少有孤立的感覺存在，在心理學中稱為感知覺”經驗、感覺反映的是客觀事物的個別屬性，而知覺反映的是客觀事物的整體。感覺的性質較多取決于刺激物的性質，而知覺過程帶有意志成分，人的知識、需要、動機、興趣等因素直接影響知覺的過程。3、感覺的基本特征有哪些？1.適宜刺激2.感覺閾限3.適應4.相互作用5.對比6.余覺4、什么是感覺閾限？有哪幾種？刺激必須達到一定強度方能對感覺器官發生作用1）感覺閾下限：引起感覺的最小刺激量2）感覺閾上限：能產生正常感覺的最大刺激量3）差別感覺閾限：剛剛能引起差別感覺的刺激最小差別量。5、知覺有哪幾種？主要特征？1. 整體性：在知覺時，

16、把由許多部分或多種屬性組成的對象看作具有一定結構的統一整體的特性。影響知覺整體性的因素：接近/相似/封閉/連續/美的形態2. 選擇性：在知覺時，把某些對象從背景中優先的區分出來，并予以清晰反映的特性，3. 理解性：在知覺時，用以往所獲得的知識經驗來理解當前的知覺對象的特征（語言的指導性），4. 恒常性：知覺的條件在一定范圍內發生變化，而知覺的印象卻保持相對不變的特性。（大小/形狀）5. 錯覺：對外界事物不正確的知覺，6、視錯覺的種類及其在在設計中的作用?7、注意、記憶、創造性思維的特征?注意的特點無意注意-不需作意志努力的注意有意注意一有預定目的的注意.記憶的種類有意記憶和無意記憶機械記憶和意

17、義記憶瞬時記憶、短時記憶、長時記憶形象記憶、聽覺記憶、動作記憶思維的基本特征思維的間接性思維的概括性思維的與語言的不可分性8人對產品的知覺、記憶、注意的特征?第五章人機的信息界面設計（習題）1什么是人機的信息界面，信息界面模型？人機信息界面包括環境信息、機器信息的顯示與控制裝置。機2、在人機系統中，信息顯示的方式及特征？見書P913、簡述顯示器的設計原則。正確顯示信息、觀察認讀準確、迅速、不易疲勞。4、簡述數字式顯示和指針式模擬顯示各有什么優點數字式：精度高認讀速度快無差補誤差過載能力強易與計算機聯用指針式：可靠性高穩定性好易于顯示信號的變化趨向易于判斷信號值與額定值之差5、簡述聽覺傳示裝置的

18、分類以及其實用用范圍。常見的為音響報警裝置。6、音響和報警裝置的設計原則是什么？1）在有背景噪聲的場合，音響傳示裝置的頻率選擇在噪聲掩蔽效應最小的范圍內。2）使用斷續的或音調有高低變化的聲音信號，更能引起人的注意。最好組成視、聽雙重報警信號。3）音響信號傳播距離遠和穿越障礙物時，應加大聲波強度，使用較低的頻率。4）注意音響裝置的多少，避免各信號間的相互干擾。7、在設計語言傳示裝置時，應注意哪些問題？1）顯示內容較多時，采用一個言語傳示裝置即可。2）更適于指導檢修和故障處理工作，引導操作者操作。3）適用于追蹤操作中。4）在非職業性的領域中，言語傳示裝置更符合人們習慣。8從人機工程學的角度論述設計

19、熒光屏和信號燈的一般原則。信號燈：1、信號燈的視距和亮度設計A、亮度：兩倍于背景的亮度。B、視距：能見距離（空氣透明度、對象的大小、亮度、顏色、背景）氣象能見距離、夜間發光物體的能見距離2、信號燈形狀、標記設計信號燈應用不同的顏色、形狀、標記進行編碼區分，形狀、標記應與其表示的意義有邏輯聯系。3、信號燈的顏色設計建議采用的10種以內編碼顏色，按其不同顏色之間相互不易混淆的程度，依次排列為：黃、綠、橙、淺藍、紅、淺黃、綠、紫紅、藍、黃粉。單個信號燈，藍綠色最清晰。4、閃光信號作用閃光的強度閃光的頻率：一般信號（0.671.67Hz），緊急信號（1020Hz）5、信號燈的布置重要信號燈必須布置在最

20、佳視區視野中心3。范圍內；一般信號燈在20范圍內；次要的布置在離視野中心60到80范圍外，但仍須不必轉頭即能看到的范圍內。6、重要信號燈設計顯示特別重要的信號或危險信號時，課考慮同時采用聽、觸覺等多重顯示的方式，以引起特別的注意。顯示屏：1）顯示屏的顯示特征在顯示屏上顯示視覺信息，既能顯示圖形、符號、信號，又能顯示文字；既能追蹤顯示，又能顯示多媒體、流媒體的圖文動態畫面。(2) 目標的亮度、呈現時間亮度：目標亮度愈高，愈易覺察，但是當目標亮度超過100cd/m2時，視敏度不再繼續有較大的改善，所以目標亮度不超過衛O0cd/m2。杯也呈現時間:T=o.5s大體上已可滿足視覺辨別的基本要求;T=2

21、3s,是最有利的數值。(3)目標的運動速度運動著的目標比靜止目標易于察覺，但難于看清。視敏度與目標運動狀態的關系，v800/s(4) 目標的形狀、大小和顏色形狀：目標形狀辨認效率優劣次序：三角形、圓形、梯形、方形、長方形、橢圓形、十字形。當干擾光點強度較大時，方形目標優于圓形目標。顏色：在單色顯示屏上，白色、綠色、黃色、琥珀色對深灰色或黑色形成的顏色對比最適合于圖形和字符的識別。通常：白色、綠色等明快的顏色用作目標色，而深灰色或黑色作為背景色。大小：與視距有關，字高寬比例：2:1或1:1。(5) 目標與背景的關系最小值：3:1;一般情況：6:1或15:1;較高值：30:1。過高的對比度不利于眼

22、睛精確聚焦。背景最優亮度：68cd/m2(6) 屏面屏面大小與視距和要顯示的目標大小有關。屏面大小以在水平與垂直方向上對人眼形成不小于30的視角為宜。此外，屏幕下顯示的分辨率和顏色對顯示信息也有較大影響。屏幕的分辨率愈高，顯示的信息清晰度愈好。9、為什么開窗形”儀表比較好而垂直直線形”最差？因為開窗形的視線更集中。10、儀表顯示器指針的設計原則？指針的形狀和長度形狀應以頭部尖、尾部平、中間等寬或狹長三角形為好。指針與刻度線的間隔宜取0.10.2cm。指針的針尖應與最小刻度線等寬，指針應盡量貼近表面，以減少認讀時的誤差。指針的零位儀表指針的零位一般在時鐘的12時或九時的位置上11、儀表刻度盤尺寸

23、設計原則?刻度盤的尺寸與刻度標記的數量和觀察距離有關，一般表盤尺寸隨刻度數量和觀察距離的增加而增大。12、視覺傳達設計中文字的合理尺寸涉及的因素有哪些?13、圖形符號設計應遵循的原則？a)圖形符號要反映出客體的特征；圖形符號的辨認速度和準確性，與圖形符號的特征數量有關，并不是符號愈簡單愈易辨認。（b）圖形標志應明顯突出于背景之中，使圖形標志與背景形成較大的反差。（c）圖形邊界應明確、穩定。（d）應盡量采用封閉輪廓的圖形，以加強其視覺效果。（e）應和其他顯示部分結合成為統一的整體。（f）標志是一種形象語言，為便于識別，其顏色有特定意義。14、常用的操縱器有哪些？手控操縱器、腳控操縱器15、操縱裝

24、置的人機工程學因素包括哪些方面？要考慮操作者的體形、生理、心理、體力和能力16、防止誤操作設計有哪些方法？17、為何要對控制器進行編碼，控制器的編碼有哪幾種形式？為了提高效率、減少誤操作。1）形式編碼2）位置編碼3）尺寸編碼4）顏色編碼5）符號編碼18、操縱與顯示的相合性設計應遵循哪些原則？1、操縱器右移或右旋時，水平式代表的指針應右移，垂直式代表的指針應朝上移動2、操縱器朝上或朝前移動時，顯示器指針必須朝上或朝右移動3、操縱器右移或順時針轉動時，表示被控量增加，顯示器應顯示出增加4、如果采用指針固定式顯示器，則操縱器有意識表盤左移，而顯示刻度應從左向右表示數字增加，以保證操縱器右移時讀數增加

25、的相應關系。5、操縱器朝上、朝前和向右移動時，顯示器應顯示讀數增加，或開關進入“開”的位置，反之亦然。6、最重要的一個原則是，應使操縱器編碼盡可能與顯示器編碼一致。；第六章工作臺椅與工具設計（習題）1、控制臺的常用形式和設計要點？形式：1.桌式控制臺2.直柜式控制臺3.組合式控制臺4.彎折式控制臺要點：1. 控制臺作業面2.顯示器面板形式3.控制臺上方干涉點高度2、工作座椅設計的主要依據？1.脊柱結構2.腰曲弧線3.腰椎后突和前突坐姿生物力學1.肌肉的活動度2.體壓分布3.股骨受力分析4.椎間盤受力分析坐姿人體測量尺寸，如坐高、坐深等。3、工作座椅設計要點、結構形式和主要參數？設計要點：（1）使操作者在工作中保持身體舒適、穩定并能進行準確的控制和操作。（2）座高（360480mm）和腰靠高（165210mm）必須是可調節的。（3）椅坐面和腰靠結構應使其感到安全、舒適。（4）腰靠結構應具有一定的彈性和足夠的剛性，腰靠傾角不得超過115度。（5）工作坐椅一般不設扶手，需設扶手的必須保證操作人員作業活動的安全。（6）其結構材料應耐用、阻燃、無毒。坐墊、腰靠、扶手的覆蓋層應使用柔軟、防滑、透氣性好、吸汗的不導電材料制造。4、簡述手工工具設計與使用不適引起的有關疾患？腱鞘炎：手腕尺偏、掌曲和腕外轉，使腕部肌腱彎曲導致腱鞘處發炎；腕道綜合癥（腕隧道癥侯群）：由于腕道內正中神經