人机工程学应用范例ppt课件.ppt

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1、,人机工程学应用范例之一,校园公用电话亭的人机学调研,能遮风、挡雨、防晒，给人和电话机以很好的保护，师生对它的使用较频繁。 对校园公用电话亭外壳、电话机以及使用者这三个方面进行人机学调研及评价。,校园公用电话亭的设计要求,对电话亭外壳、电话机以及使用者进行调研及分析，内容列表如下：,一、电话亭外壳,1. 高 度,我校目前的公用电话亭前沿高度为1750mm，因此，身高低于1750mm的人进入是不用任何附加动作的。,根据GB/T 10000-1988中国成年人人体尺寸中的数据，我国成年男子身高的90百分位数为1754mm，加上功能修正量和心理修正量后，还应该更高一些。,因此，现今的校园公用电话亭的

2、高度需要调整。,电话亭遮罩深度为800mm。根据话机厚度约150mm，我国成年男子胸厚的95百分位数为245mm，使用电话机时，身体距电话机大概有300400mm，合计为695795mm。 电话亭最宽处为750mm，我国成年男子最大肩宽的99百分位数为486mm。,2. 遮 罩 面 积,因此，现有电话亭遮罩面积基本能够满足。,电话机最低点距地面1400mm，顶棚边缘最高点距地面2200mm，电话机距顶棚边缘650mm 。可知，当日照光线与地面夹角小于36时，话机才会被照射到。 由于当日照角度很小时，是傍晚或清晨，日照强度小，基本不会对话机产生伤害。同时雨雪的入侵也达不到这个角度。,电话亭对电话

3、机的防护作用分析,因此，电话亭对电话机的防护是充分的。,电话亭外壳的材质从外观上看来不错，但内部却十分粗糙，这很影响使用者在打电话时的情趣。,3. 材 质,电话亭罩壳内部粗糙的表面,电话亭的顶棚采用桔红色，既有很好的识别性，也很美观。,4. 色 彩,我们对显示屏以及按键、话筒、电话机位置进行了重点调研。,二、电 话 机,1. 显示屏的人机学调研,公用电话的显示屏以灰白色为底色，黑色数字在正常情况下容易呈现。亮度及对比度都还合理，数字高度为12mm，宽度为8mm，很易辨识，符合人机学要求。,显 示 屏,显示屏设计上存在的问题：,1）显示屏前加了一块玻璃挡板，作用是保护显示屏，但两者之间的距离过大

4、，且玻璃挡板因表面磨花使透明度降低，人们透过挡板看显示屏时看不太清楚。 2）显示屏位置过深，并且屏幕向上倾斜，使身高较矮的人要看清有困难。 3）夜晚电话亭周围没有光源，显示屏也没有自发光，因此，人们夜里使用电话很不方便。,显 示 屏,显示屏设计上存在的问题,4）尺寸与视线：人的视线以视平线为基准线，上下不宜超过30。现有显示屏的长度为65mm，宽度为38mm。屏面底端距地面高度为1600mm。,显 示 屏,显 示 屏,国标中女性眼高的10百分位数为1388mm，男性眼高的90百分位数为1664mm。使用电话机时，身体距电话机大概有300400mm。 对于高个子男子，使用时视线的转动角度小于30

5、，符合人机学要求。但对于小个子的女子，观看时视线与水平线的夹角在22.9 35.2之间，在加上显示屏后倾约5，要看到上面的显示，视角应在27.9 40.2之间，比较累。,因此，显示屏的高度不符合人机学要求。,1600,300-400,38,300-400,1600,38,300-400,观看显示屏时视线与水平线的最大夹角,（1）矮个子女子观看显示屏的最大视角,（2）高个子男子观看显示屏的最大视角,结论：显示屏的高度不符合人机学要求。,视角偏大,视角合适,现有按键尺寸为：长度17mm，宽度10mm，高度4mm，间距6mm。按键的长度超过一般人的指宽，面积大于人手指的施力范围，保证了人们在使用时手

6、指的舒适度。按键的高度和间距也保证了人们在使用时不易误按。因此，现有按键尺寸是合理的。,2. 按键的人机学分析,但其采用的是外凸弧形，会使人们在操作时手感不适。尤其是现有很多校园公用电话缺乏维护，其按键艰涩难按，需大力按压，在这种情况下，外凸弧形按键给人带来的不适感大大加强了。,按键,话筒既是一种手握式工具，又是一种声音传输设备。 1） 把 手 话筒把手的尺寸： 长度为90mm，宽度为40mm，厚度为20mm。,3. 话 筒,话 筒,把手的长度主要取决于手宽。手宽应在7089mm之间（女性5百分位数至男性95百分位数）。公用电话机的手握部分长度是90mm，若考虑戴手套使用，则数值偏小。 因此，

7、把手长度可适当增加至100125mm。,把手的长度,把手的周长和厚度：主要取决于手的长度。手长应在150195mm之间（女性5百分位数至男性95百分位数）。 公用电话机的把手的周长约为120mm，数值偏小。 把手的截面形状：考虑抓握的方向性和为防止与手掌之间的相对滑动，把手的截面形状可采用椭圆形或圆角矩形，同时应配合手掌抓握的弧线。,把手的周长、厚度及把手的截面形状,（1）言语的清晰度：指人耳对通过它的语音中正确听到和理解的百分数。作为一个言语传示装置，其言语清晰度必须在75%以上。校园公用电话机的话筒的音质很清晰，符合人机学对听觉传示的要求。 （2）尺寸：听筒长54mm，宽50mm，面积大于

8、一般人耳的面积；话筒长20mm，宽50mm。均符合人机学要求。,2）从听觉传示的角度考虑,一个良好的产品，应该是一个能让使用者感到舒适满意的产品。因此，我们对使用者的使用习惯及需求进行了调研分析。,三、电话亭的其他方面,1. 便 捷 性,校园地图及校内电话亭分布状况如图所示（略）。我校校园公用电话亭的分布基本合理。,2. 私 密 性,公用电话亭要满足在公共场合的相对私密性。公共场合比较嘈杂，还应充分考虑使用者不被周围环境过分打扰。 电话亭的挡板：电话亭的挡板和顶棚是连为一体的，侧面的遮挡部分比较少，但基本满足电话亭对私密性的要求。,3. 个人心理空间,指围绕一个人并按其心理尺寸要求的空间。 通

9、常把心理空间的距离分为四个范围： 亲密距离（00.45m）、个人距离（0.451.20m） 、社交距离（1.203m）和公共距离（3m） 。 电话亭作为在公共环境下私人交谈的空间，应保证公共距离大致与过路人距离3m。 我校电话亭大多未达到这一要求。,4. 舒 适 度,使用者长时间打电话时，需保持站立姿态。据对学校电话亭的使用观察分析，当使用者使用电话时间较长时，使用者会不时调整站立姿势，表明使用者已处于疲惫状态。还有不少使用者会背过身靠在电话机上，使身体得到倚靠。但由于电话机底端距地1400mm，电话机身长150mm，我国男性50百分位数的肩高为1367mm，女性50百分位数的肩高为1271m

10、m，更无法倚靠。 校园电话亭的设计应提供一个可以倚靠的部位，为使用者创造长时间通话的舒适条件。,5. 光 环 境,校园公用电话亭的照明属于自然采光，但由于有电话亭的遮罩，不会产生日光直射、眩光、晃眼等现象，在白天是非常适宜的。但到了晚上，公用电话亭没有任何光源，非常不合理。 可考虑采用键位透光照明的键盘。,6. 附加功能：书写台板,打电话时常需要做一些记录，如电话号码、地址等，但电话亭的轮廓呈圆弧形，内部又十分粗糙，使用者要作记录很不方便。 因此，建议增加一个符合人机学的书写台板。,7. 卫 生,电话的挂钩让我们看得有些触目惊心：挂钩处藏污纳垢，是细菌滋生的温床。据调查，大部分人通话时，一般手

11、握话筒置于脸侧，与脸的距离约为1040mm，嘴距话筒约为1050mm，耳朵基本贴话筒，而手和嘴恰恰是传播疾病的主要途径。,电 话 挂 钩,建议公用电话使用抗菌材料或定期清洁。,路边垃圾箱的人机设计,要使垃圾箱与人之间达到最优化的配合，应该使人不需要大幅度改变姿势就可以顺利地将垃圾投入垃圾箱。,人机工程学应用范例之二,尺寸,男,女,5%,50%,95%,5%,50%,95%,立姿肘高,954,1024,1096,899,960,1023,立姿手功能高,680,741,801,650,704,757,立姿双手上举功能高,1869,2003,2138,1741,1860,1976,与垃圾箱设计相关的

12、人体尺寸 （单位：mm）,投放垃圾时，应该尽量保持人的身体正直，手腕处于顺直状态。,1.垃圾箱的高度和投放口的尺寸,属于成年男女通用型产品尺寸设计。 优秀的垃圾箱不仅要便于将垃圾投入，也要便于将垃圾取出和清理。 垃圾箱的高度一般应小于正常人立姿双手上举功能高的一半。,即：G1=(G50男+X1+G50女+X2)/2= 970(mm) 现有垃圾箱的高度一般在800-1100mm。,1) 垃圾箱的高度G1,2) 垃圾箱投放口的尺寸,垃圾箱投放口的高度应该满足绝大多数人的使用需求：上边缘高不低于95%人的手功能高，下边缘高不高于5%人的肘高。这样才可以使高个的人不需要下蹲、矮个的人无需费力上举就可以

13、使用垃圾箱。,只有便于使用，才能引导人们改变随手乱扔垃圾的坏习惯。,上边缘高属A型产品尺寸(即大尺寸)设计，下边缘高属B型产品尺寸(即小尺寸)设计。,设垃圾箱投放口上缘高度为G2，则 G2G95男+X1= 826(mm)（G95男男子立姿手功能高的95百分位数 X1男男子的穿鞋修正量 G95男=801，X1=25） 设垃圾箱投放口下缘高度为G3，则 G3G5女+X2=919(mm)(G5女女子立姿肘高的5百分位数 X2女女子的穿鞋修正量 G5女=899，X2=20）,（1）垃圾箱投放口的上缘和下缘的高度,垃圾箱投放口上缘高度 G2826mm设垃圾箱投放口下缘高度 G3919mm 两者相差93m

14、m。,垃圾箱投放口的上缘和下缘的高度,设垃圾箱投放口的高度为G4为了便于瓶、罐等废弃物的投放，投入口的大小要大于瓶子的直径，同时，要考虑投放时需要一定的倾斜角度。瓶子的直径一般小于100mm，加上考虑倾斜角度，垃圾箱投入口的高度一般宜大于120mm。,（2）垃圾箱投放口的尺寸,G4,G5,设垃圾箱投放口的长度G5：应大于一般废弃物的尺寸，不小于250mm。,垃圾箱投放口上缘高度 计算值G2826mm 实际取G2=840mm垃圾箱投放口下缘高度 计算值G3919mm 实际取G3=720mm投放口高度为120mm。,2. 垃圾箱的颜色,垃圾箱的颜色一般要起到识别作用。分类垃圾箱中不同的颜色有不同的

15、含义。红色：放置有害垃圾，如废电池、过期药品等；黄色：放置不可回收垃圾，如厨余垃圾等；蓝色：放置可回收垃圾，如废纸、废塑料、废玻璃等。,饮水机的人机设计,要使饮水机与人之间达到最优化的配合，应该使人不需要大幅度改变姿势就可以轻松地使用饮水机。,人机工程学应用范例之三,饮水机的高度应该满足绝大多数人的使用需求：1.接水口的高度H1不低于95%人的手功能高。2.水桶接口高度H2不高于5%人的肘高。这样才可以使高个的人接水时不需要下蹲、更换水桶时矮个的人无需费力上举。,接水口高度H1属A型产品尺寸(即大尺寸)设计，水桶接口高度H2属B型产品尺寸(即小尺寸)设计。,H1,H2,电脑桌椅设计的人机界面分

16、析以及主要尺寸的计算,人机工程学应用范例之四,1. 人椅界面 2. 手键盘界面 3. 眼视屏界面 4. 脚地板界面,3,2,一、电脑作业的人机界面分析,1. 人椅界面,首先要求作业者保持正确坐姿，即： 头部不过分低俯，上臂自然下垂，上臂与前臂之间约成90度角，脊柱接近正常弯曲状态，大腿腘窝处不受压迫，脚平放在地板或脚踏板上。,3,2,采用适当尺寸、结构和可以调节的座椅。座椅的高度：应使作业者坐下后，脚能平放在地板或脚踏板上；调节座椅椅背，使其正好处于腰部的凹处，使作业者保持正确姿势。,3,2,1. 人椅界面,2. 手键盘界面,在手键盘界面上，要求上臂从肩关节自然下垂，上臂与前臂的最适宜的角度为

17、7090，还应保持手和前臂呈一直线，腕部向上不得超过20。,3,2,在手键盘界面设计上，为适应所有成年人的使用，可选择高度固定的工作台，但应该选择高度可调的平板以放置键盘。键盘在平板上可以前后移动，其倾斜角在515范围内可调。,手键盘界面,在腕关节和键盘间应该留有100mm左右的手腕休息区；对连续作业时间较长的文字、数据输入作业，手基本不离键盘，可设置一舒适的腕垫，以避免作业者引起手腕疲劳综合症。,手键盘界面,在眼视屏界面上，首先应根据人的视觉特点，即从人体轴线至视屏中心的最大阅读距离为710760mm，以保证人眼不受电子射线伤害；俯首最大角度不超过15，以防止疲劳；视屏的最大视角为40，一般

18、不转动头部。,3.眼视屏界面,3,2,这两种由不良设计引起的后果，都将影响作业人员的舒适性和工作效率。,4. 脚地板界面,如果桌、椅、地三者之间高差不合适，有可能形成作业者脚不着地，从而引起下肢静态负荷；也有可能因大腿上抬，导致大腿受到工作台底面的压迫。,二、电脑桌椅主要尺寸的计算,本例中所用到的人体尺寸如下：,确定桌高的正确方法： 桌高=座高+合理的桌椅高度差,桌高应以椅面为基准,1.电脑桌面高度的计算（参见教材P89）,工作椅座高为：比坐姿人体尺寸中的“3.8小腿加足高”低1015mm，并考虑穿鞋穿裤修正量。坐高：参照坐姿人体尺寸中的“3.1坐高”来确定。,电脑桌面的高度可参照办公桌(或书

19、写用桌)高度计算，则： 办公桌高度座高合理的桌椅高度差 座高坐高/3,工作椅座高= “3.8小腿加足高”+穿鞋修正量-穿裤修正量-1015mm式中 “3.8小腿加足高”P95男=448mm， P5女=342mm 穿鞋修正量男25mm，女20mm。 穿裤修正量6mm。 即中国成年男女通用工作椅座高尺寸的基础数据为：350460mm。可无级调节或20mm一档的有级调节。,中国成年男女通用工作椅座高,键盘托板高度应考虑键盘的高度、桌子面板的厚度、托板的厚度和适量的余裕空间（共计约100120mm）。,2.键盘托板底面到桌面的高度,3.桌面的长度和宽度,以人坐姿作业时手可达的水平动作范围为依据，国标中

20、给出的办公桌的参考尺寸是：,桌面的长度：双柜桌为12001400mm 单柜桌为9001200mm 桌面的宽度：双柜桌为600750mm 单柜桌为500600mm,建议设计者通过市场调查后确定。,4.核算膝部活动空间f (参见教材P90),为了保证人在坐姿使用桌子时，大腿能在桌下放置与活动，桌面下的净空高度应高于双腿交叉时的膝高，并使膝部有一定的上下活动空间f。,国标对桌类家具的桌面下空间，统一规定为： 净空高不少于580mm， 净空宽不少于520mm。,fa-b-x-c-d-e式中 f托板下大腿的 (小幅度)活动空间 ； a桌椅高度差； b桌子面板厚度； x键盘托板到桌子底 面高度； c键盘托

21、板厚度； d3.6坐姿大腿厚； e穿衣修正量。,d,f应30,x+c,b,e,a,核算膝部活动空间f (参见教材P90),选用可旋转和可调高度的显示器。建议显示器的可调高度约为180mm，显示器可调节角度为515，以减少反光作用； 如设置固定显示器，其上限高度与水平视线平齐，以避免头部上转。,5.眼视屏界面的设计,人水平视线高度“3.3坐姿眼高”“3.8小腿加足高” 穿鞋修正量（男25mm，女20mm）穿裤修正量（6mm） 坐姿修正量（44mm）,人水平视线高度,核算：显示屏上限高度电脑桌面高度显示器高度 水平视线与显示屏上限之差，可通过座椅高度适当调节。,显示器高度,1）结构形式适合操作要求

22、，使操作者工作中身体舒适、稳定，能准确进行操作。,GB/T 14774-1993工作座椅一般人类工效学要求,5.工作座椅设计（参见教材P7788）,2）座高和腰靠高能方便地调节，调节后能进行可靠的紧固。适宜的人体尺寸调节范围为： 从女子5百分位数到男子95百分位数，即： 座高：360480mm，可无级或20mm一档的有级调节； 腰靠高：165210mm，无级调节。 3.外露部分不得有易伤人的尖角、锐边、突头。 4.结构材料应无毒、阻燃、耐用；坐垫、腰靠、扶手的覆盖层材料应柔软、防滑、透气、吸汗、不导电。,GB/T 14774-1993工作座椅一般人类工效学要求推荐值,1.设计说明书的内容要求题

23、目及其说明（包括产品的设计定位：使用群体、使用环境等）； 调研与分析（包括产品市场调研、文献资料收集及其分析归纳）； 文献资料的收集： 一是从学校图书馆网页中文数据库中国学术期刊全文数据库或中文科技期刊数据（全文版）查阅与产品设计相关的人机学方面的论文； 二是查阅有关的专业书籍； 三是从一般的网站上查找有关的资料、图片等。,关于课程设计说明书有关内容的补充说明,产品的市场调研： 应到有关的商场进行实地调研，从网上了解产品的品牌、生产厂家等。 分析归纳： 在调研的基础上分析现有产品在人机界面设计方面的不足，提出改进设计方案。 方案构思、多方案的对比与抉择 应说明每个方案的优缺点。 对本设计的说明

24、 最终方案是对现有产品的改进设计，是为不久的将来所做的设计，应有一定的创意，可以做一定的概念设计，而不仅仅是对现有产品的临摹。,2.设计说明书的书写及版式要求 说明书应纲目清楚、文字简练、表意准确；数据计算应列出等式，数据来源清楚；若有文理不通、错别字等酌情扣分。 说明书统一用16K纸打印，应有美观大方的封面设计，并装订成册。,课程设计参考题目,1.个性化电脑桌椅的人机学设计（要求学生根据自己的身高等有关尺寸进行设计）2.公共垃圾箱的改进设计（可结合学校所在地的实际 情况设计公共垃圾箱。）3.校园公共电话亭的人机学评析及改进设计4. 传统手工钢锯的改进设计5.我校学生公寓、浴室中部分设施的人机学改进设计,6.我校学生用床及相关器物的人机学改进设计7.我校学生餐厅的人机学问题与改进设计8.我校图书馆中的人机学问题与改进设计9.几种电动工具的人机学评析与改进设计 10.关于左利者产品的调查与设计研究11.市场上办公桌椅的人机学评析12.公共汽车上人机学问题的调研报告,10.手机、电视机、VCD遥控器上按键的人机学评析与改进设计11.照相机（打火机、电话机、电扇、剃须刀）发展中 的人机学因素12.超市中洗涤与护肤化妆品用瓶罐开启方式的人机学研究13.学生自拟题目(欢迎、鼓励学生自拟题目,但需征得教师认可。),