1、 人機工程學產品舉例1、日常生活中人機學問題在我們的日常生活中，可以說時時處處都存在著人機學問題，包括合理的和不合理的事例。在全面學習本課程之前，環視、巡察、指點一番，使我們概略地了解到，原來有這么多屬于人機工程設計應該關注和解決的問題，心中有數，對學習課程很有好處。下面只是隨意列舉一些，簡單地把問題所在點出來，不多解說。因為進一步分析、研討，將在以后各章各節中陸續展開。1.1例1腰疼沙發(a) 城市里有的家庭買了大沙發，豪華氣派，可是坐不多久腰部就難受酸疼了，不得不在腰后面墊上一個“腰靠”。為什么?1.1例1腰疼沙發(b)大沙發座面進深大，無論怎么后靠，腰椎后面總是空著，使脊柱腰椎段向后的彎

2、曲度加大，形成了不正常的腰椎形態，不符合坐姿解剖學要求。這就是產品設計中的解剖學問題。1.2例2主枕頭附枕頭(a) 一些“上檔次”的賓館里，單人床常配有兩個同樣的枕頭。本意是讓習慣低枕頭的人用一個枕頭，習慣高枕頭的人兩個枕頭疊起來用。但這真是一個愚不可及的“高招”、“損招”!一般人們對枕頭高度要求的差別，哪有一倍之多呢?其結果是：用一個枕頭絕大多數人嫌低，而兩個摞起來絕大多數人又嫌高，很少有人能獲得“正常待遇”。1.2例2主枕頭附枕頭(b)其實只要采用一個稍許高一點的“主枕頭”、再配一個較薄的“附枕頭”，豈不就能滿足多數人的需要了嗎?并不難解決。問題出在哪里?缺乏“產品應與生理條件相適應”的考

3、究。1.3例3車廂窗戶(a) 車廂外表面為墨綠色的舊式旅客列車，其硬座車廂窗戶的高度，正與坐著乘客的胸、肩、頭部齊平。打開窗戶，行駛中每小時風速達六、七十或七、八十千米，即使最悶熱的夏季，迎風被吹的乘客也經不住多久，而背風一側乘客卻依然熱不可擋.1.3例3車廂窗戶(b)其實改進一點也不難，把窗戶提升到比站立者身高略高一點即可，而且這樣做也并不增加生產成本。現在的新式客車已經這么改了，即使多個窗戶同時打開，風也不會直吹乘客，卻能在車廂上部形成新鮮空氣的“順流”，效果甚佳。1.4例4腳踏鈕(或腳踏桿)沖水公共衛生間里水箱拉繩邊上貼著醒目的提示“便后沖水”，但是不沖水的現象司空見慣。公眾素質有待提高

4、固然是一方面，但另一方面，水箱拉繩把手不干凈是人人皆知、也人人膩味的，可見拉繩水箱本身就存在宜人性的問題，應該從設計角度來尋求解決辦法。現在大城市的公廁里腳踏鈕(或腳踏桿)沖水正在推廣，效果顯然可見。 1.5例5聲光控延時開關 (a) “節約用電人走關燈”的條子隨處可見，人走樓空后樓道里的照明燈還是徹夜長明。這種大家都熟悉的現象，也需要從設計的角度來尋找原因和改進措施。開關都安置在樓道照明燈的就近位置，關了燈，樓道一抹黑，怎么下樓、拐彎、出門呢?1.5例5聲光控延時開關 (b)現在聲光控延時開關價格已相當便宜，用聲光控延時開關，人來燈亮，人走燈滅，可解決問題。另外，也可以從合理安排開關位置方面

5、尋找解決辦法。1.6例6雙肩背書包和單肩背書包(a) 雙肩背書包和單肩背書包從人機學看，雙肩背書包在使用解剖學和心理學方面優勢明顯。1.6例6雙肩背書包和單肩背書包(b)背雙肩背書包，脊柱兩側受力均衡，能保持正直形態(圖l-2a)；而單肩斜挎或手提書包，脊柱都因單側受力而形成側向彎曲(圖1.2b、c)，使椎間盤受壓均勻分布的生理狀態不能正常維持，于是消耗的體能更多，這是解剖學、生理學方面。1.6例6雙肩背書包和單肩背書包(c)用雙肩背書包，兩手無負擔，行動自由靈便，也適合中小學生的活潑好動天性，這是心理學方面。 1.6例6雙肩背書包和單肩背書包(d)圖1-1 書包提挎方式與脊柱形態1.7例7叫

6、壺(a) 用普通水壺燒水，若沒人在爐子邊上守著，水開了可能弄得滿屋水氣至因開水噗出來澆滅了火，引起一陣忙亂。用壺蓋上裝了個小氣哨的“叫壺”燒水，即可避免這種忙亂。1.7例7叫壺(b)兩種水壺燒水的基本功能是相同的，但叫壺能把水燒開的信息“自動”傳遞給一定距離以外的人，在人機學里，叫做“人機界面”得到了改善，從而使得產品更為“宜人”。1.8例8圖書館長條形桌案 不少學校的圖書館閱覽室里，座位安排在長條形桌案相對著的兩側。師生們低頭閱讀或伏案書寫時倒也無事。但閱讀中也難免要停下來略事思索，于是把頭抬了起來，倘若正巧此時對座的那位也抬起了頭，不經意間互相目光交接，雙方都覺得尷尬。這就是設計心理學方面

7、的問題。 1.9例9不同顏色的藥袋(a) 銀灰色或藍色發亮的小塑料袋里裝著藥片，藥片的服用量、服用方法都用小字印在包裝袋上，包裝袋閃閃有光，文字和底色的對比又弱，也許年輕人還行，中老年人想看清上面的說明確實費勁。1.9例9不同顏色的藥袋(b)一家全國性的大銀行，近幾年的存款單居然是白紙上印著橙黃色(注意，是橙黃而不是橙紅)的字，真是跟人們的眼睛找別扭、過不去!這些都是對視覺特性掌握失當的問題，也屬于人機學的研究范圍。 1.10例10形形色色的剪刀(a) 被剪對象有大有小、有硬有軟、有的要剪復雜的形狀且要求特別精細、有的要伸入孔洞或拐進尖角去施剪，所以除了剪紙、剪布的普通剪刀外，還有理發剪等專用

8、剪刀，以及形形色色的外科手術剪。1.10例10形形色色的剪刀(b)要適應上述各種不同的使用條件，達到人機學使用 “安全、舒適、高效”的目標，剪刀前面刃片的形狀和尺寸、后面把手的形狀和尺寸，有很多的解剖學、生理學問題需要考究，就絕非簡單的事情。圖1-1展示了部分不同類型的剪刀。1.10例10形形色色的剪刀(c)圖11功能形態各異的剪刀 1.11例11帶“耳朵”的垃圾箱(a) 北京市推出了一種“帶耳朵的垃圾箱”(圖1-2)，一個“耳朵”里裝有卷紙，供欲吐痰者取用。另一個“耳朵”是投放煙蒂的煙蒂缸；里面裝有沙子，供人用來抿滅煙頭。這項設計涉及人機工程的多個方面：使用者行為方式和使用者心理的調查和研究

9、、產品(垃圾箱)與人體尺寸的適應性、產品與環境因素、產品與環衛工人、等等，1.11例11帶“耳朵”的垃圾箱(b)圖1-2帶“耳朵”的垃圾箱1.12小結 大學生活環境中的人機學問題比比皆是:床柜轉椅、寢室水房、電腦手機 、超市網吧、實習工廠、銀行郵局、實驗市、圖書館、運動場. 總之日常生活中的人機學問題無處不在。第二節人機學的形成和發展學科思想的演進一、人機學的形成和發展及其思想演進二、人機學的學術團體與教育2 、現代人機學與古代論述 現代不少社會科學和自然科學的理論，在古代文明中都曾經有過孕育和萌芽，但并不能說古代就已經有了這些科學理論。人機工程學也一樣，古代縱有令人贊嘆的器物、堪稱精辟的論述

10、，但那與建立起一門完整的學科還完全是兩回事。 2.1現代人機學與古代論述區別(a) 其間的區別，主要在以下兩個方面：第一，一種觀念，沒有升華為明確的、具有普遍性的理論，就不具有對一般事物的指導意義。由于沒有明確的理論旗幟，她還是脆弱的，難免在外在條件(如人類文明發展的某種趨勢)的沖擊下，陷于迷失和丟失。2.1現代人機學與古代論述區別(b)第二，僅有處理某一種、某一類事物的正確方法、觀念，但沒有對于一般事物進行系統、科學的研究，未曾提出完整的原則、結論和數據資料，也不可能有更普遍的指導意義。2.1現代人機學與古代論述區別_舉例例如，古籍中闡述了的弓箭性能與人的性格的關系，那么，怎么處理其他千百種

11、器物與人的性格的關系呢?古籍中說明了幾種兵器握桿的形制，那么，農具的握桿又該如何呢?古籍中講了不同條件下鍬的合理形制，那么，什么是鐮刀镢頭的合理形制呢?2.1現代人機學與古代論述區別(c) 既然古籍沒有回答所有這些更一般性的問題，自然不能對器物制作具有普遍的指導意義。中國古籍中有如此精辟的論述，足令炎黃子孫感到自豪，但那與現代人機工程學終究是不應相提并論的。3、二戰中尖銳的軍械問題人機學的誕生20世紀的兩次世界大戰期間，制空權是交戰各國必爭的焦點之一。飛行員在高空復雜多變的氣象條件下控制飛行，本來就不輕松。駕駛戰斗機與敵機格斗，還要高度警覺地搜索、識別、跟蹤和攻擊敵機，躲避與擺脫對方的威脅，短

12、短幾十秒內，在警視窗外敵情的同時，要巡視、認讀各種儀表，立即做出判斷，完成多個飛行與作戰操作，更是不易。 3.1軍械問題_飛機儀表從第一次世界大戰到第二次世界大戰，隨著科技進步，飛機逐漸實現了飛得更快更高、機動性更優的技術升級。與之相應，機艙內的儀表和操作件(開關、按鈕、旋鈕、操縱桿等)的數量，也急劇增多了，如左圖3.1軍械問題_飛機儀表舉例例如，一戰時期英國SE5A戰斗機上只有7個儀表，到二戰時期的“噴火”戰斗機上增加到了19個。一戰時期美國“斯佩德”戰斗機上的控制器不到10個，到二戰時期P-51上增加到了25個。這就使得經過嚴格選拔、培訓的“優秀飛行員”也照顧不過來，致使意外事故、意外傷亡

13、頻頻發生。3.2其他的兵器和民用產品出現在飛機上的問題擦亮了人們的眼睛，再去考察其他的兵器和民用產品，才發現從復雜機器到簡單工具，類似的問題原來程度不同地普遍地存在著。3.2其他產品舉例例如，二戰中入侵前蘇聯的德國軍隊的槍械問題，也是一個典型的事例。俄羅斯冬季極冷，槍械必須戴上手套使用。但德軍的槍械扳機孔較小；在天寒地凍的俄羅斯廣袤大地上，戴了手套手指伸不進扳機孔，不戴手套手指立即凍僵，甚至能被冰冷的金屬粘住。這說明，器物不但要與人的生理條件相適應，而且還必須顧及環境的因素。 3.3產品的改進(a) 針對前面這些問題，有的國家開始聘請生理醫學專家、心理學家來參與設計。儀表還是那么多，改進它們的

14、顯示方式、尺寸、讀值標注方法、指針刻度和底板的色彩搭配、重新布置它們的位置和順序，使之與人的視覺特性相符合，結果就提高了認讀速度、降低了誤讀率。3.3產品的改進(b) 操作件也還是那么多，改進它們的形狀、大小、操作方式(扳擰、旋轉或按壓)、操作方向、操作力、操作距離及安置的順序與位置，使之與人手足的解剖特性、運動特性相適應，結果就提高了操作速度、減少了操作失誤。這些做法并不需要增加多少經費投入，卻收到了事半功倍的顯著效果。4.2人機系統_舉例例如，一條生產線由數百人、數百臺設備構成一個人機系統，現代戰爭中的一個軍事單位、實施航天飛行的龐大組織、大公司的辦公系統、大企業的儲運系統等等，均是較大的

15、人機系統。但根據工業設計本科教學的需要，本教材一般不涉及很復雜的人機系統。4.3人機界面(a)3.人機界面單人單機構成的人機系統及其工作(運行)狀態，一般用圖1-7表示。 圖17單人單機人機系統 4.3人機界面(b)圖1-7這一類人機系統的運行過程，如圖中6個箭頭循環所指：人(操作者) 通過手腳操縱控制器(操縱器)，機器按人操縱的指令運行的同時，將其當時的運行狀態在顯示器上顯示出來，人的眼耳等感覺器官接受信息并傳遞給大腦，大腦經過分析判斷，再通過手腳進行操作如此循環下去，形成人機系統的工作流程。人駕駛汽車或飛機的狀態，是這一運行過程的典型實例。 4.3人機界面(c)圖17所示人機系統的工作過程

16、中，把機器的信息傳遞給人的是顯示器，接受人賦予的信息(指令)的是控制器；可見，顯示器和控制器是人(操作者)與機器之間實現雙向信息交流的接口、通道。他們就是機器上的人機界面，或者說是人機界面的一種、人機界面的一部分。 4.3人機界面_定義人機學文獻里關于人機界面的定義，尚未完全統一。本教材采用如下的定義：一般把機器上實現人與機器互相交流溝通的顯示器、控制器稱為人機界面；機器上與人的操作有關的實體部分，也是機器的人機界面。4.3人機界面_定義注意上述定義有兩點值得注意。第一，定義的前一句話指明，人機界面只是機器的某一部分(顯示器、控制器等)，而不能說人的某一部分(譬如眼耳、手腳)也是人機界面。第二

17、，從人機學應用的需要來看，定義里的后一句話不應該忽略。 4.3人機界面_補充有的學者指出，人機系統所處的環境條件，如照明、振動、噪聲、工作空間、小環境氣候以及生命保障條件等，也作用于人的生理、心理過程，對系統功能的實現有所影響，因此也是一種人機界面。 4.1人機工程設計舉例(a)舉車床設計為例。車床里的傳動系統、各種機構、材料及熱處理、潤滑系統，電動機及電路系統、床身、底座和其他零部件的剛、強度，等等，都不是人機界面，因此不屬于人機工程設計的對象，而是工程技術設計的工作。4.1人機工程設計舉例(b)而車床操作部件的尺寸、位置、操作方式、操作力、操作方向、照明系統和刻度盤等標識系統等等，才是車床

18、人機工程設計的內容。至于車床的造型和色彩設計，一般地屬于工業設計(工業產品藝術設計) 的范圍，但造型和色彩顯然與人的心理因素、精神因素有關，可見與人機工程設計也是相關的。4.1人機工程設計舉例(c)理解了上面這個例子，就可舉一反三，分析其他產品中的哪些部分屬于人機工程設計的對象、哪些部分不屬于人機工程設計的對象。4.2人機合理分工(a)2.人機合理分工凡進行產品的人機工程設計，就應該明確一個觀念：我們設計的不是孤立的產品，而是人機系統中產品這個子系統。設計任何產品，確定這個產品“做什么用?”、“有什么用?”，即對產品進行“功能定位”，無疑是必須最先加以明確的。4.2人機合理分工(b)而這實質上是對人機系統的總功能進行分解以后，把這部分功能“分配”給了產品子系統。與此同時，不論設計者當時是否已經意識到，設計者也把另一部分功能分配給了人這個子系統。 4.2人機合理分工_舉例例如設計樓道走廊的照明燈，設計者把照明燈的普通開關安置在照明燈附近的墻壁上，這就意味著設計者把開燈關燈這個功能分配給人了。倘若設計者決定采用聲控開關或光敏開關(環境亮度低到一定程度，開關自動接通)，就意味著設計者把開燈關燈這個功能