1、人机工程学的定义和应用领域是什么？
（1）定义：
A、国际人机工程学学会（IEA， International Ergonomics Association）对人机工程学所下的定义：人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、 生理学和心理学等方面的因素 （研究 对象） ；研究人和机器及环境的相互作用（研究内容） ；研究在工作中、家庭生活中与闲暇时 怎样考虑人的健康、安全、舒适和工作效率的学科（研究目的）。
B、美国人机工程学家伍德：设备设计必须适合人的各方面因素，以便在操作上付出最小的代价而求得最高效率。
C、伍德森：人机工程学研究的是人与机器相互关系的合理方案。 D、查帕尼斯：人机工程学是在机械设计中，考虑如何使人获得操作简便而又准确的一门科学。
E、《辞海》：人机工程学是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等科学的研究方法和手段，综合的进行人体结构、功能、心里以及力学等问题研究的科学。（适合我国科学发展具体情况）
（2）、应用领域：产业部门如：农业、林业、制造业、建筑业、交通和服务等；管理工程；设计领域如：航天系统、机械设备、交通工具、仪器设备、器具、服装等，在锁业的设计和环境的设计中也有应用。
2、我国人机工程学的研究主要集中在那些高校？主要研究方向是什么？
武汉大学 中国地质大学 武汉理工 中国科技大学
3、研究人机工程学的意义和作用
人机工程学和现代设计在基本思想与工作内容上有很多一致性,都是研究人与物之间的关系.人机工程学的基本理论是产品设计要适合人的生理、心理因
素\".现代设计是一个为了人们使用而创造新型和改进产品的过程,其核心是以\"人\"为中心,也就是说,任何工业产品的设计都必须充分考虑人的因素.人机工程学在现代设计中的应用对于整个工业领域发展的影响及产品的优质程度起着关键性的作用
人机工程学因素往往是企业提高其竞争力的手法之一。若说“人性化产品”是与“人”合为一体的产品设计，“人机工程因素”则是设计工业产品时的人机界面所必须考虑的因素。在我国加入WTO所面临的冲击下，中国的制造业无不是严阵以待，企图在竞争中保持优势。管理大师麦克·波特(MICHAEL PORTER)曾说过，企业具备竞争优势的两个方式，一是扩大生产规模，走向规模经济，才能占有成本上的优势；另一个便是创造企业或产品的附加值，制造消费者趋之若鹜的心理。在现今产品和质量逐步提高，且消费者对商品品质要求越来越高的情况下，各产品制造商们无不力求突破，希望能出奇制胜，打动消费者的心。拿当今世界上提出的“健康”人机工程学的新要求为例，即是用某些考虑人机因素的辅助性产品，如：电动腰靠、紫外线阻隔(UV、CUT)等来提高产品人性化的层次，籍此创造其他品牌无法模仿的优势，而赢得消费者青睐的。因此，人机工程学就成了设计上最主要的条件之一。
4、简述人机工程学和安全、设计的关系。
人机工程学是我们设计东西的理论知识，在我们进行设计的时候起着重要的指导作用，为设计提供科学依据和设计准则。同时，在我们进行设计的时，安全是我们不能忽视的重要的一部分，我们在运用人机工程学的理论进行指导时，安全是在设计之前需进行评估的内容。
5、简述人机工程学的主要研究方法
1、观察分析法 （1）瞬间操作分析法 （2）知觉与运动信息分析法 （3）动作负荷分析法 （4）频率分析法 （5）危象分析法
（6）相关分析法 2、实测法 3、实验法
4、模拟和模型试验法 5、计算机数值仿真法
第二章 人体的基本数据与应用
１、统计全班同学的身高和臂长，计算其均值和方差，作出其分布图，看是否复合正态分布，同时，分析均值和方差与全国平均值的关系，分析其产生差异的原因(必作）
65 68 68 70 65 70 68 75 70 74 70 73 67 78 69 69 63 64 64 63 63 70
65 68 63
身高 人数 55-159 2 160-164 4
165-169 6 170-174 4 175-179 5 180-184 6 185-189 0 平均值 170.96 方差 63.62
臂长 人数 60-63 4 64-67 7 68-71 12 72-75 3 76-79 1 80-83 0 平均值 68.04 方差 15.15
168 172 178 174 173 175 169 180 175 181 180 177 175 184 180 180 165 165 155 158 163 168 164 160 161 166 170 170.962963 65 70 68.03703704
答：安全二班身高臂长如上图所示，身高平均值为170.96cm,方差为63.62,臂长的平均值为68.04cm,方差为15.15。
其中身高分不符合正态分布，臂长符合正态分布。
对于身高，全国身高按东北华北区男性来算，平均值1693mm,方差为3203.56。对于臂长，全国平均值为51.4cm。测量实验数据均与全国统计值有较大出入，可能原因为:
）统计样本数量太小，且没有代表性。
）统计样本为大三学生，样本特别单一，且学校地处山东，学生大都来自山东，不能代表全国各个地区。
）学生在学校的生活水平较之其他行业的人群来说生活水平比较高，没有生活上的压力。
）在进行测量时可能出现较大偏差。
２、按照人体尺寸的基本数据，说明宿舍门和双层床的高度设计原则，测量宿舍中门和床的尺寸，给出双层床设计中，床的高度、宽度数据和设计的依据。
答：根据直觉，设计大学生单人床宽度80-90mm，长度2m-2.2m，高度1760mm左右。原因如下：
h取1827.28mm，因为根据数据统计，超过99%的人身高在此数值之下，然后头顶到床头、脚部到床尾都要留一定
的距离，仰卧空间长度 =h*1.05+h1+h2+a+b=1827.28+50+100+50+50=2077.27，所以长度在2m-2.2m之间可以满足大多数人的要求。床的宽度设计：根据相关数据显示，当宽度小于50cm时，翻身次数减少30%，睡眠质量受到严重影响，所以宽度设计在80-90mm比较合适。我国95%的人群身高在1775mm以下，在床铺下面要保证不碰头，因鞋高修正尺寸为25-38mm(不考虑行走起伏及心理因素)，所以高度设计在1760mm左右可以适用于大多数人。三维图如下：
３、给出一个生产中应用人体尺寸数据的例子，本分析之。
门的设计应用到了人的身高。人的身高用于确定人的最小高度，一般建筑规范规定的和成批生产制作的门和门框都是用于99%以上的人。若是在设计过程中没有考虑人的身高，最总生产出来的可能会在使用中给人带来很多麻烦。
4,、说明人体测量的数据在工业设计、安全设计中的作用，并举例。
1.坐卧类家具
这类家具与人体直接接触,起着支撑人体的作用,如:椅、凳、沙发、床等。它的功能尺寸的设计对人们是否坐得舒服,睡得安宁,提高工作效率有直接关系,所以其设计要符合人的生理和心理特点,使骨骼肌肉结构保持合理状态,血液循环和神经组织不过分受压,尽量设法减少和消除产生疲劳的各种条件,从而使人的疲劳降到最低限度。
2.凭倚类家具
这类家具与人体关系很密切,起着辅助人体活动和承放物品的作用,如桌、几、案等。凭倚类家具的基本功能是适应人在坐、立状态下,进行各种操作活动时,获得舒适而方便的辅助条件,并兼作放置和贮存物品之用。这类家具又分为两类,一类为坐姿时使用的凭倚类家具,这类家具的尺寸以人坐下时的坐骨结节点作为尺度的基准;另一类为立姿时使用的凭倚类家具,这类家具以人站立时的脚
后跟作为尺度的基准。
3.贮存类家具
这类家具与人体产生间接关系,起着贮存物品和兼作空间分隔的作用,如橱、柜、架。这类家具应依据人体操作活动的可能范围,即人站立时,手臂的上下动作幅度进行设计,一般按存、取物的方便程度,可分为最佳幅度和一般可达极限
第三章 人体的感知与信息处理
1、分析石油大学、报校、成人学院50年专刊的封面，说明如何利用视觉特性增强广告的效果的。
三副封面都通过色彩、图像和文字突出表现了各自的内容，如下进行一一介绍：
第一副：主要色彩是红色与黄色，营造了很好的视觉效果，文字简明扼要，突出主题，并且，左下方的教学楼也给人以立体的感觉。
第二幅：专刊封面底色是白色，文字兼用了红绿蓝三色，展现不通的内容，最为醒目的便是“50”这一数字，艺术字体，彰显主题。
第三幅：此广告设计有颜色的冲击，而且还利用了人眼对位置的注意特征。
大红色的背景，白色大字，产生的视觉效果更好；UPOL，石大在线的标志出现在除中心意外最易注意的右上角，符合观察最优。
2、给出一个在日常生活中利用视觉特性的例子，并分析其特点。
广告语长度设计利用了人的视觉特性
假设人眼与广告最中间的字符的距离为500米，广告语均为汉字，则在左右15°的范围内效果最好，此时广告语最长应在268米以内。若广告安置于街边，假设人眼与广告距离为50米，广告均为汉字，此时广告语最长应在14米以内。
原因是在水平面内，双眼视区大约在左右60°以内的区域，在这个区域内，辨别字的视线角度是10°～20°；辨别字母的视线角度为5°～30°，在各自的视线范围外，字和字母趋于消失。设计广告语长度时，首先应了解该广告是用于安置在何处。如果是安置于高速公路边的广告，此时普遍广告观看者与广告之间距离较远，且为使得较远处观看者亦能看到广告，广告标识普遍设置较高。
•
３、按照人视觉的特性，说明为什么采用翻版广告，给出翻版广告的合适翻版速度，并说明为什么？
采用翻版广告是为了在有限的空间尽可能多的安排广告，是利用率最大，
同时，也可以给人留下更深的印象，达到广告的效果。例如在篮球场边有这种广告，在两边进攻时会变化广告，给人印象深刻。合适的速度为24s每张（即一个回合一张）
４、简单说明人的神经活动特性?
• 1．衰弱症状：精神易疲乏、脑力迟纯、注意力难以集中，记忆困难，工作或学习不能持久，效率减低。 2．兴奋症状：容易精神兴奋，回忆及联想增多且控制不住，无语言动作增多。 3．情绪症状：易烦恼，易激惹，伴有继发性焦虑苦恼。 4．紧张性疼痛：紧张性头痛，紧张性肢体肌肉酸痛。 5．睡眠障碍：入睡困难，为多梦所苦，醒后感到不解乏，睡眠感丧失（实际已睡，自感未睡），睡眠觉醒节律紊乱（夜间不眠，白天没精打彩和打瞌睡）。 6．植物神经功能紊乱症状：心慌、血压不稳定、多汗、肢端发冷、厌食、便秘
5、举例说明感觉和知觉的差别，及其在生产中应用的实例。
感觉是事物直接作用于感觉器官时，对事物个别属性的反映。人对客观事物的认识是从感觉开始的，它是最简单的认识形式。例如当菠萝作用于我们的感觉器官时，我们通过视觉可以反映它的颜色；通过味觉可以反映它的酸甜味；通过嗅觉可以反映它的清香气味，同时，通过触觉可以反映它的粗糙的凸起。人类是通过对客观事物的各种感觉认识到事物的各种属性。感觉不仅反映客观事物的个别属性，而且也反映我们身体各部分的运动和状态。例如，我们可以感觉到双手在举起，感觉到身体的倾斜，以及感觉到肠胃的剧烈收缩等等。 感觉虽然是一种极简单的心理过程，可是它在我们的生活实践中具有重要的意义。有了感觉，我们就可以分辨外界各种事物的属性，因此才能分辨颜色，声音、软硬、粗细、重量、温度、味道、气味等，有了感觉，我们才能了解自身各部分的位置、运动、姿势、饥饿、心跳，有了感觉，我们才能进行其它复杂的认识过程。失去感觉，就不能分辨客观事物的属性和自身状态。因此，我们说，感觉是各种复杂的心理过程(如知觉、记忆、思维)的基础，就这个意义来说，感觉是人关于世界的一切知识的源泉。 感觉器是脑的工具，脑是借助于感觉器来反映外部世界。知觉 外界刺激作用于感官时人脑对外界的整体的看法和理解，它为我们对外界的感觉信息进行组织和解释。在 认知科学中也可看作一组程序，包括获取感官信息、理解信息、筛选信息、组织信息。知觉研究的早期理论有赫姆霍兹（Hermann von Helmholtz)的无意识推理，和格式塔(gestalt)学派的完形心理学。20世纪70年代，吉布森（James Gibson)提出了一个很有影响的生态光学理论,强调环境对知觉的作用。知觉有这样几个特性：整体性、恒常性、意义性、选择性，知觉适应。整体性是指我们对物体整体的认识通常要快于对局部的认识。恒常性是指尽管作用于我们感官的刺激在不断的变化，我们所知觉到的物体却保持着相当程度的稳定性。意义性是我们对事物的知觉通常是和我们赋予它的意义联系在一起的。选择性是我们在观察两歧图形时常常会在不同的两个图形知觉中来回转换，这说明知觉过程中存在着竞争。知觉适应是指在刺激输入变化的情况下，我们仍然能够调整知觉返回到原来的状态。知觉如何把各个元素整合为一个整体，格式塔学派提出了几条知觉组织的规律：相邻律、相似律和共同命运原则。现在的心理学认为知觉加工过程是自上而下的加工和自下而上的加工一起作用
的结果。而吉布森提出直接知觉的观点，认为环境对知觉起绝对的支配作用，知觉的研究通常和错觉联系在一起，这是一件很有趣的事情。心理学经常通过研究一种机制失效的情况来研究这种机制的规律。知觉包括空间知觉、时间知觉和运动知觉。知觉与感觉通常是无法完全区分的，感觉是信息的初步加工，知觉是信息的深入加工。现在的趋势是把感觉和知觉放在一切论述，统称为感知觉。把信息加工过程分为感觉、组织、知觉与辨认三个阶段。
6、分析中国石油大学60年校庆标识的设计优缺点，并给出改进意见
优点：
1、图案主体由流畅舒展的彩色线条勾勒出“60”的字样，寓意我校60周年校庆之喜。标志整体形同一支火炬，代表光明、希望与和谐，与我们的主题雕塑“创造太阳”含义相契合，体现了我们“为中国加油”的理想信念。
2、红、黄、蓝三条彩色飘带，代表了我校在北京、东营、青岛办学的三个历史阶段。60年沧桑步履，浓缩于方寸间色彩的流动，展现了石大人自强不息的精神风貌，彰显了60年辉煌绚丽的成就。翠意盎然的绿色飘带，象征着新的发展与希望，寓意我校立足于60年办学的基础，根植于深厚的文化积淀与优秀传统，厚积薄发，朝气蓬勃，向着“建设国内著名、石油学科国际一流的高水平研究型大学”的发展目标迈进。
3．文字部分由中、英文校名和建校60年起止年号组成。
4．整个标志呈现出昂扬向上、无限延展的动势，寓意中国石油大学师生求真务实、团结奉献、开拓创新，坚持走特色发展、开放发展、和谐发展的道路，不断追求卓越，共谱学校华章。
缺点：
没有体现石油大学有关于“石油”的特点，主题不是很突出。 改进：在设计中加上关于石油的元素，同时要鲜明突出主题。
7、说明利用记忆特征，在生活中编码中应用的例子。
易变性
随着时间的推移，每个人对知识、经验、事件、物品等的记忆并不是原封不动的。其中的一些内容、形式或形象潜移默化地发生着改变；一些原有经验在新经验的不断充实中逐渐丰富、完善和更新。
不可见性
记忆是不可见与非直观的。只要人们不肯将记在脑中的内容转录，以说、写或其他方式复制出来，别人就无法得到它。
不完全可靠性
记忆的易变性导致了回忆时的不完全可靠性。回忆起来的知识、经验、事件、物品的形象等，不能确保是首次识记时的原型，随着时间的顺延，其中的一些可能更完备；可能出现残缺；可能走形或变样；亦可能整体或局部扩大或缩小。
瞬捷性
据研究，在50毫秒至半秒钟的时间里，人脑可以记住4个不同的数据。正常人的大脑可在一眨眼之间记住感兴趣的知识、经验、事件等。
人们所记住的内容，取用时也具有瞬捷性。人们还能于短瞬间去比照记住的信息，如此事与彼事、过去和现在等。
无穷性
每个正常人的记忆潜力都无穷大。达尼尔·达宁形象地描述说：“我们的记
忆力活像套娃(一种农妇装束的玩偶，一般以木质制作，最外边的一个个头最大)：卸下一个，里头还有一个。”
第四章 人的心理与行为特征
1、按照人的心理特征，分析大学生学习记忆不牢固的原因；
记忆是一个复杂的心理过程，具体划分为记忆、保持、再认、再现等阶段。而大学生的记忆大多是一种无意的机械记忆，而且是瞬时的动作记忆。这是一种无明确目的，记忆效果差的，容易遗忘的记忆，而且这种记忆容易消失。再加上我们在记完以后没有再认和再现的功能。因此，大学生的记忆不牢固。
2、分析不同人群的冒险精神，给出那些人适合抢险的分析，并说明在安全教育是，应该注意什么问题。
第五章 人体生物力学与施力特征
1、分析手动操控器、脚动操控器设计时相对与人体的空间要求。
控制器设计的基本原则
1 应根据人体测量数据、生物力学及人体运动特征进行设计。对操作力、操纵速度、安装位置、排列布置应按第5百分位能力来设计，使适合于大多数人使用。
对要求快速而准确的操作，应设计和选用手指或手操纵的控制器：按钮、按键、手闸、杠杆键、拨动或摆式开头
对于用力较大的操作，则应设计成手臂或下肢操纵的控制器
2. 控制器的运动方向应与预期的功能和产品的被控方向相一致。即：显示和控制的相合性。
控制器向上或顺时针方向转动 从功能角度：应表示向上或加强 从被控角度，应表示机器设备向上或向右转动
当被控元件运行是上下直线运动时，控制器也应做上下直线运动
当被控元件转动时，控制器宜采用手轮，如汽车转弯，宜采用圆形方向盘 3. 应尽量利用控制器的结构特点（弹簧、杠杆原理），或利用操作者身体部位的重力进行控制。对于连续性或重复性的操作，应使身体用力均匀，而不应只集中于某一部位用力，以减轻疲劳和避免产生单调厌倦感
4. 应尽量设计和选用多功能控制器，以节省控制面板空间，并减少手的运动和加强视觉与触觉辩认。 多功能鼠标
脚操纵力
脚出力的大小，与人的姿势、脚位置和方向有关。
下肢伸直时的脚力大于弯曲时的脚力。坐姿有靠背支撑时，脚出力最大。 立姿时脚的出力比坐姿时的出力大。一般坐姿时，右腿最大蹬力平均可达2620N，左腿为2410N。
据测定，膝部伸展角度在130°-150°或160°-180°之间时，腿的蹬力为最大。
脚处于不同位置上所产生的最大蹬力见图6．25。在坐姿的情况下，脚的伸出力大于屈曲力。图6.25 脚的蹬力。
第六章 人机的信息界面设计
1、请给出一种万用表的表头设计，分析其设计的技巧,绘制其三维造型图，给出尺寸（必作）。
整体长、宽、高 分别为 102mm、75.05mm、20mm
数字8 高/宽=3/2 高12mm 宽8mm;笔划宽度比为1：8 字宽1.5mm 由于指针不是此万能表不用与精确度数，指针长22mm
两个最小刻度标记之间的距离，可分辨为原则视角为合理值 10秒左右。如果视距为750毫米，间距1～2.5毫米。需要快速读数，间距2.3～3.8毫米。刻度标记：刻度的分级：有大、中、小三级
此万用表集数字表和指针显示表的有优点，既有数字表优点，能精确读出数值，速度快，差错少；又有指针式显示表优点，易判断指针位置，不读出数值能迅速发现指针变动趋势。 指针设计：
（1）、指针的形状：简洁、明快、有明显的指示性形状 。指针的长度 ：对于指针不应遮挡刻度线的仪表，针尖应离开刻度线1—2mm左右；对于覆盖刻度标记的窄条形指针，其长度不应超过大刻度标记。
（2）、指针的宽度：最重要的是针尖的宽度，针尖的宽度应与最小刻度线的宽度相同；指针和刻度盘面应装配在相互靠近的平行平面内。
（3）、指针的零位：指针零点位置的选择与它的使用情况有关，一般部选择在时9点和12点的位置。
2、分析计算机显示器设计和布置的合理性，并说明依据
设计合理性：
屏幕亮度可调——依据是按照人的特点，越亮，越容易观察，但太亮，刺眼，合适的亮度是不超过34cd/m^2。并且屏幕的亮度与环境的亮度一直可以提高效率。
屏面的大小和视角有关,视距 500～700 视角30度合适.显示器终高为400mm,在眼睛高100mm,在眼下300mm.人眼与显示器距为600mm。依据如图所示：
分辨度可选——一居室分辨度越高越好 布置合理性：
计算机屏幕在视野的正前方偏下——依据是在视野正前方偏下一定角度有利于工作人员。
3、请说明汽车电喇叭和气喇叭的差别和应用范围的不同，为
什么。
使用的环境不同：
1、温度：家电白发声器在房间内使用温差小，而汽车在室外工作，随气候变化温差差别大，所以要抗温度老化结构不能变形。
2、防潮温：汽车在下雨、走有水路段、汽车随时都要受到潮湿威胁，所以车用扬声器要防潮湿，现在多采用化学合成材料的音盆。
3、防尘土：家电扬声器在房间内使用尘土少，而车内尘土多，需用防尘罩防止音圈磨擦产生噪音。
4、振动：车用扬声器随时随地受到汽车运动时的振动冲击，设计上要
牢固不能松动。
5、噪音：考虑车内各种噪音和反射情况，使用的材料也有所不同，高音角度设计不同，采用各方式抵消不同的噪音。
6、阻抗小：汽车供电电压认错 ，要想获得大的功率，扬声器的阻抗都较小，多使用4欧姆或3.2欧姆甚至2欧，使用并联方法可达0.5欧，这种方法家用音响很少采用。
高音喇叭：多采用钕铁硼半球型钛高音、钕铁硼半球型丝高音，钕铁硼磁体体积小而磁力强大，音膜使用纯丝质软性振模，这种高音喇叭声音自然而丰满，高音清晰可辨，也有采用纯碳圆顶式高音喇叭，圆顶式涂苯乙烯橡胶的聚脂高音喇叭等，高音多安装在汽车仪表板两侧和两侧门上方，特别旋转支座可随意选择回响方向。
中低音喇叭：音盆材料多用聚丙烯，这是由丙烯聚而成的高强度热塑性树脂聚丙烯具优秀的抗湿性、耐溶性而且耐热性有极为卓越，它十分强韧，即受得了功率猝发，也经得起大音量通过，同时具有高灵敏度性，能由适当的阻尼效应，展现出清晰而精细的音乐神韵，多使用碳铁掺合聚丙烯盆膜。音圈使用耐热性好聚酰亚铵是大功率扬声器音圈筒管的材料。盆边使用天然橡胶的皮边能防止畸形和疲劳。
超低音喇叭：汽车行驶中路面噪音以及汽车内部结构条件常常使低音效果受到削弱，安装适当的高性能超低音扬声可以很理想的解决这个问题，从而保持自然的音调平衡，听起来富有深度、广度，并且清晰纯净，超低音喇叭采用强度高的精铜和铝质盆架，镀金端子提升喇叭整体性能，具有超优志电性能并可防止氧化腐蚀，特殊的防弹强化鼓膜，环氧树指涂覆压著纸盆，双阻尼器通气及呈长磁极，延伸轭及大型锶合金磁体。
4、给出用手操作的室内暖气水管阀门的设计要求，分析其原理，给出其造型设计，并分析其优缺点
用手操纵的暖气水管阀门设计要求：
1.直径小于38毫米，边上有棱，适宜0.1Nm，最大0.2Nm；直径25—51mm，最大0.5mm。
2.调节范围大于360度，位置不要求，圆形或者锥形。 用手操纵的暖气水管阀门设计原理：
首先要符合人手的长度和宽度；符合手部关节的活动范围；可360度旋转，灵活、方便、可靠；操纵力小。
其中一种造型设计如下：
第七章 工作台椅与手握工具的设计
1、指出教室的座椅是否合适，并给出不合适的原因，给出改进的方向,按照你对石油大学同学身体尺寸测量分析的结果，设计一把学生计算机房上机用椅，并给出尺寸和造型图.
教室的座椅不合适
原因：讲堂群内椅子的材料较差，坐上去不牢靠，容易发生事故，同时，座椅之间的高度和桌子下表面与地面之间的距离太短，没有伸展脚的空间，让人坐着不舒服。与此同时，南教的椅子灵活度过高，会出现向后翘的现象。
改进：要根据学校男女生身高的相关数据，把座椅间高度、桌子下表面到地面之间的距离等尺寸进行修改，同时要选用结实耐用的材料来进行生产。
设计计算机机房用椅：
（1）、座面深。座面的深度应能保证臀部得到全面的支持，其深度可取臀部至大腿全长３/４,即357到450之间。
（2）、座面宽。座面的宽度应稍大于臀宽，以便用户可以灵活改变坐姿。 （3）、倾斜度。座面应有一定的倾斜度，一般是做成仰角3～8度，以免人体向前滑下。
（4）、座面高度一般为椅面到脚掌的距离为腓骨的高度，即430～450㎜。
３、给出一种手握工具设计的例子，分析其人机工学原理
手电钻是典型的电动手工具，在许多场合，操作者须手握电钻持续工作
较长时间，应充分考虑到人际关系之间的协调，其关系框图见右图 运动范围 重复作业 手电钻的 人机因素 肌肉紧张 施力 把手设计 操作活动应在手的最佳活动范围内完成，不得使操 作者过度伸展任何关节，施力时肘关节是直角 允许换手作业（左手人数约占总人数的10%），避 免疲劳 肘关节保持在身体两侧，避免静态施力。肌肉施力 不大于最大肌力的50. 避免冲击力，不得用手指是较大的力 断面为圆形较舒适。圆形直径为30-40mm防止手 沿把手滑动，提供安全防护、增大施力、施力平行 于前臂。 1、利用人体的原则
1）双手应同时开始，并同时完成动作 2）处休息时间外，双手不应同时闲着 3）双臂的动作应对称，方向应相反，并同步进行 4）尽量减少不必要的体力消耗为准则 5）应当利用力矩协助操作 6）动作应流畅，避免方向发生突然剧变 7）抛物线运动比受约束或受控制运动更快、更易、 更精确 8）动作要从容、自然、有节奏和规律，避免单调 9）作业时眼睛的活动应处于舒适的视觉范围，避免常改视距。
2、布置工作地点的原则 、
1）应该有固定工作地点，需要提供所需全部工具与材料 2）工具与材料应放在
固定地方，减少寻找造成的人力和时 间的浪费 3）工具等应放在操作者最大工作范围内，避免放在正前方， 手移动次数越少越好 4）借助重力去传送物料，送到靠近使用的地方 5）工具和材料应按最佳动作顺序进行排列与布置 6）应尽量借助下滑运动传送物料，避免用手去处理 7）应提供充足的照明。提供与工作台高度适应的座椅，可 变换操作姿势（站、坐交替），具有舒适感 8）工作地点的环境色应与工作对象的颜色有一定的对比， 以减少眼睛疲劳
3、设计工具和设备的原则
1）应尽量使用钻模、夹具或脚操纵的装置，将手 从所有加持工件中解放出来 2）尽可能将两种抑或多种工具结合为一种 3）在应用手指操作时，应按个手指的自然能力分 配负荷 4）工具中各种手柄的设计，应尽量增大与手的接 触面，以便施加较大的力 5）机器设备上的各种杠杆、手轮和摇把等的位置， 应尽量使作业者在使用时不改变或少改变身体的位 置，并应最大限度的使用机械力。
4、给出清代八仙椅设计上的人机工程学依据和改进的方向
1、观察油田小修作业工人的作业规律，分析作业姿势是否合理，指出改进的方向。
2、试设计一文具销售员的作业岗
第八章 作业岗与作业空间设计
1、分析南堂和南教进门通道的设计，统计学生的数量，给出设计的依据，说明有无改进的必要。
（1）、南堂：南堂主要的通道是在北、西、南三个方向，当下课时，由于多数同学选择就近原则而去玉兰就餐，西门在下课时候常常出现拥挤状况，因此，建议将西门设计的更大一些，以满足更多的人流量。
（2）、南教：相比较而言，南教的设计就显得合理一些，设计的几个进口大小差不多，而且考虑到学生在放学就餐时的快捷通道，十分合理。
2、分析讲堂群教师讲台的工作岗和空间设计，给出其人机工程学不足，给
出改进的设计
3、从网上查得一汽车生产线，给出至少两个工位工人的作业岗设计。
第九章作业环境的分析与评价
1、试评价我们校讲堂群的学习环境，指出可改进的地方。
在人-机-环境系统中对系统产生影响的主要有下面几个方面：热、噪声、照明、振动、粉尘和有毒物质。
1、声环境
讲堂群距离北门有一定的距离，因此校外的车辆噪声对教室里面没有很大的影响，但是在东西廊中间的大厅，有时会有学生在那里晨读，会产生一定的噪声，影响学生的学习。
2、热环境
在讲堂群的每个教室里面都有风扇，不过由于学校靠海，在夏天上课的时候天气不是很热，而天气变热的时候我们已经放假；冬天教室有暖气，不至于太冷，不过开放的时间有点晚，所以可以提前暖气开放的时间，这样我们能更好的在冬天学习。
3、振动
讲堂群振动问题主要在教室内部。一方面桌椅是连体结构，一个地方的振动很容易影响到别的地方，另一方面，当座椅弹起时往往会产生很大振动。应当加固桌椅并在座椅上加装海绵。
4、光环境
讲堂群的光环境不是很好，主要是依靠教室的灯光提供照明，在东西方向两边都是走廊，没有充分利用太阳光。
２、描述我校逸夫楼或主楼前广场的环境分析其优缺点。 3、分析主楼广场灯光设计系统的环境因素 4、分析图书馆设计的环境因素
2、按照合理光环境的要求，评价我校教学楼的光环境和窗帘的设计。 南教楼的窗帘只有一层蓝色的布窗帘，遮光性不是很好，当阳光较强的时候，投影仪的投影就会显得很淡，不利于教学的进行。所以建议应在蓝色布窗帘与窗户间再加一层黑色的遮阳布，加强遮阳效果。当室内光强度很高时，将两层
窗帘同时拉上。当室内光强度较弱时，可以只拉蓝色布窗帘，或者不拉窗帘。视情况而定。
2、从光、热环境设计的角度出发，分析将工厂建在沿海的原因。 3、从人对热的耐受性，分析油田工人野外作业的防护是否到位。 4、给出你认为合理的宿舍光设计，并绘制效果图。
第十章 人可靠性与安全设计
1、分析我国矿难接连发生的原因和对策。
原因：
（1）、事故的成因逻辑——人的原因、物的原因、环境条件三大因素 （2）、事故原因综合分析
①逻辑看：人、物、环境、管理四个原因 ②从发生的必然性分：直接、间接、基础 ③可分为：人的不安全因素—人、管理 ④物的不安全因素—环境、物 ⑤分析思路： （3）、人的不安全因素
①人行为是指在社会活动、生产劳动中、日常生活中的一切表现 ②错误的发生过程：
③内在因素
（4）、物的不安全因素
①生产中所涉及的物质 如：矿井、机器等
②固有危险源—天然气、瓦斯气、化学、电等固有的危险源
（5）、管理失误 ①内容： 技术管理失误 人员管理缺陷 劳动组织不合理 （6）、我国国情： ①客观原因：
我国属世上少数煤矿大国之一，安全事故频繁率自然高； 贫穷落后，农民生活压力大； 技术落后，安全生产设施不足。 ②主观原因：
管理混乱 违规操作 非法开采； 官煤结合 监管不力；
矿主追求利润最大化，官员为升官搞“政绩工程”一味追求超产; 有关煤矿生产的法律.法规尚不完善，缺乏执行效力。从人为主观方面上看，管理混乱成风，违规操作甚行，非法开采遍是，官煤结合.监管不力 可谓是不堪
目睹；矿主急欲求利，官员搞政绩工程，一味的追求超产，生产结构失调，法律法规不完善等人为主观因素，才是导致我国矿难频发的主要原因，可见，消除矿难— 解决矿难安全问题势在必行。
对策：（从以下六个方面寻找对策） （1）、事故模型 ①人为行为因素模型
②事故发生顺序模型
（2）、控制事故的基本策略 ①控制事故的基本环节
②在人、机、环境、管理方面制定有效的措施
③控制的要点
易于识别的防止措施 重大事故，保护人的安全 维修作为危险作业
媒体和环境对策、监督的工作 管理对策、惩罚的工作 媒体或环境的对策 无线通话的有效性 非正常作业的指示说明 对危险的标志 防止不利因素的干扰 ④管理方面的对策
人性化的管理和严格的纪律与法律
严格按照操作规程办事 （3）、安全装置与防护的设计 ①机械设计系统应该考虑到安全设计 ②安全设计的一些措施 （4）、防护装置
①要求： 保护人体或局部不能到达危险部位，形成防护系统 （5）、其他防护措施 ①遗留风险的通知
将机器上可能造成事故的风险，用文字、符号等明确的告诉使用者，是不可缺少的部分。
②正确使用信息和主要内容 ③机器的配置和要求 ④机器的局限性 （6）、维修性与安全设计 （7）、我国国情：
①完善管理机制，实施对煤矿的有序化管理，禁止违规操作； ②从体制和制度的创新上消除官僚腐败，对煤矿实施有效监管； ③加大反腐力度，坚决撤散“官煤结合”的利益同盟；
④赋予监管机构足够的权力，明确其责任，尤其是失职和滥用职权的责任； ⑤完善法律.法规，明确安全责任，严格执法； ⑥完善生产结构，坚决禁止谋求“极限”的超产 ； ⑦拥护政策 大力发展 走出贫困 减轻农民生活压力。
第十一章 人机系统总体设计
1、 以教室课桌和椅子设计为例，说明人机系统设计的步骤
确定目标：要要设计出符合成年人即大学生的身体尺寸的课桌和椅子，并提供合理的数量，舒适的环境。
确定使命：根据每次上课的人的数量确定桌椅的数量。要使座椅的参数符合人机工程学。
详细划分系统的主要事项：桌椅的系统主要是给学生营造出良好的学习环
境，使人的学习效率尽可能提高。
分析系统的功能：有了以上思想的指导，根据教室大小，人数的多少，进行座椅系统轮廓的设计及每个桌椅的分布设计。
选择最佳设计和必要的设计条件：根据所有的桌椅设计方案，选择出最符合实际和人机工学的设计方案。
系统设计：准备适用桌椅人机工程的数据，提出设计标准，然后对桌椅设计的具体方面进行细化，最后，还要进行具体的修改。
投入生产：全部设计完毕后，就将桌椅的具体设计方案，给厂家进行定制。 投入使用：将生产出的桌椅进行现实生活中使用。
1、以一种汽车为例，给出驾驶室设计的基本步骤和设计要点。
基本步骤：
（1）对属于座椅系统的设计尺寸进行分析 （2）进行设计尺寸间的相关性分析 （3）函数化设计 （4）计算机建模验证 设计要点：
（1）应用人机工程学的相关知识进行设计，有坚实的科学依据 （2）在设计过程中层层相扣，逻辑性强
（3）运用计算机建模验证，能更好的验证设计的效果。
1、人体模拟的基本思想和方法是什么？
（1）基本思想：
人体的关节是运动系统，有1～3个自由度。 从关节分类上讲，有如下三种：
①一个自由度 只能绕一个轴一定的运动，如：轴关节，指关节 ②双轴关节 可以同时完成两个独立的运动，如腕关节等 ③多关节，三个和三个以上的自由度 从运动分：
屈伸、内收和外展、旋转三种运动形式 （2）方法： 运动仿真：
①给定末端肢体的姿态，求整体的姿态； ②完成给定动作过程中有关肢体的轨迹和姿态； ③求肢体在任意时刻的关节力和肌力等； ④动作生成等。 人机仿真： ①人体表面的划分；
②人体曲面数据来源：人体数据库、三维扫描采样技术、激光采样技术等； ③生成技术； ④简化后的人体关节。 （3）实际应用
①作业域CAD设计评价及人体运动计算机图形模拟 ②人体热调节系统数学模拟 ③汽车撞击模拟
④座舱与工作室作业环境三维流场的数值模拟
什么是贴体坐标？在人体模拟中有什么应用？
贴体坐标系(Body-Fitted Coordinates，简称BFC)是近些年来发展起来的一种网格坐标系统。它能使网格边界与具有复杂几何形状的固体表面相吻合。
贴体坐标有如下优点:
（l）能适用于具有复杂几何形状的积分区域:
（2）能够在近固壁处布置较密网格，以适应近壁区参数变化剧烈的求解要求，较准确地体现固壁对流场的影响:
（3）使网格线与流线的方间一致或接近，可以减少一些常用差分格式(如
线性上风格式)的数值扩散误差。
基于贴体坐标系的以上优点，虽然采用贴体坐标会使微分方程和数值方法复杂化，但是仍被广泛应用。
贴体坐标在人体模拟中的应用：
利用贴体坐标可以比较逼真地设计物、人体的外形，对其进行的设计是否合理进行验证，并可以在虚拟环境下试验各种情况下设计物所可能产生的问题。
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