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1、第第 二二 讲讲人体工程学人体工程学古代制作兵器时，要考虑大小合手、长短适中。西汉周礼考工记1.人体生理系统人体生理系统 信息传递系统信息传递系统 运动系统运动系统 能量代谢系统能量代谢系统2.人体测量方法人体测量方法 生理学测量方法生理学测量方法 心理学测量评价法心理学测量评价法 人的机能可分为植物性机能和动物性机能。前者是生存所必须的营养吸收、排泄、生殖等相关的机能；后者则是动物所特有的感觉运动机能。植物性机能：消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统及生殖系统等。动物性机能：感觉系统、运动系统及进行两者之间情报交换的神经系统。产生感觉大脑向心神经舌皮肤鼻眼耳感觉觉器（一）感觉系统来自体内外
2、的环境刺激通过眼、耳、皮肤等感觉器官产生信号脉冲通过神经系统传递到大脑中枢而产生感觉意识。感觉性质的识别称为知觉。识别出被知觉的事物称为认知。感觉器官只对相应的刺激起反应。这样的刺激叫做该感觉器官的适宜刺激。感觉器官接受刺激后，若刺激强度不变，则经过一段时间后，感觉逐渐变弱，这种现象叫适应。不同的感觉器官，其适应的速度和程度不同，触觉和压觉适应最快。对光的适应分明适应和暗适应，明适应是只从暗处进入明处的适应过程，暗适应则是相反，明适应要快于暗适应。各种感觉刺激所到达的感觉中枢部位都不同，因而能产生各种不同性质的感觉，这叫特殊感觉。但是被认知的感觉虽然是在感觉中枢部位产生，但是意识却是在被刺激的
3、部位出现，这种现象叫感觉的投射。正是由于人类有这一感觉特性，上肢被截肢的人也具有上肢的特殊感觉（幻肢）。刺激取消后，感觉可存在一极短时间，这种现象叫余觉。例如：每秒次闪烁的荧光灯给人的感觉是连续的光源，还有电影等都是利用余觉这一生理现象实现的。与客观事物不相符的错误知觉。人的外感官一般都会出现错觉现象（例如，错视觉、错听觉、错嗅觉等）。在人的错觉现象中，错视觉最为明显。错视觉中，有图形错觉、透视错觉、光影错觉、空间错觉等。它们与各种设计（工业设计、室内与建筑设计、家具设计、广告设计等）关系非常密切。当我们把注意只集中于线条图形的某一因次时（例如，如它的长度、弯曲度、面积或方向），由于各种主客观
4、因素的影响，有时感知到的结果与实际的刺激模式是不相符的。这些特殊的情况被称为“几何图形错觉”。多数情况下，错觉在有规则的图形中表现得最为明显。视觉是由眼睛、视神经及视觉中枢共同完成的。视觉是由眼睛、视神经及视觉中枢共同完成的。视野眼睛能看到的空间称为视野视力一般用能分辨的最小视角（分）的倒数表示，例如如果能分辨物体的最小视角为1分时，其视力为1，最小视角为0.5分时，其视力为2。：眼睛的晶状体的厚度能随视距而自我调节，事实上就是聚焦的能力。视点从无限远点（远点距离）到眼前的点（近点距离），晶状体能自动改变曲率而实现自动聚焦。随着年龄的增加或者视觉疲劳的出现，晶状体的屈曲能力下降，而使得近点距离
5、增大，即所谓的远视。随着年龄的增加，眼球的调节能力将会降低，最明显的变化是最短聚焦距离（近点）变远了，同时眼睛调节所需的时间也延长了。注视一点，使视轴固定时所能看到的范围称为静视野。视野因视野区域的色彩不同而不同。以绿、红、蓝、黄、白的顺序依次变宽。（4）明适应和暗适应：明适应和暗适应是人对外界刺激的两种适应形式。明适应比暗适应的速度快，明适应一般1分钟左右即可完成，而暗适应可长达30分钟。在进行有关视觉环境设计时，要考虑视觉区光环镜的均一性，特别是对于视觉作业区要避免过度的明暗差，以减少视觉疲劳，保证作业安全。（5）色觉）色觉光是一种电磁波，不同波长的光波刺激视网膜光是一种电磁波，不同波长的
6、光波刺激视网膜可产生不同的色觉。关于色觉的机理有多种学说，可产生不同的色觉。关于色觉的机理有多种学说，但这些学说都不能完全解释色觉生理现象。色觉学但这些学说都不能完全解释色觉生理现象。色觉学说中，说中，Young-Helmholtz的三色学说比较有名。三的三色学说比较有名。三色学说假定人体有对红绿蓝三种刺激兴奋的锥体细色学说假定人体有对红绿蓝三种刺激兴奋的锥体细胞，所有色彩感觉都由它们的不同兴奋程度而产生，胞，所有色彩感觉都由它们的不同兴奋程度而产生，科研人员也确实发现了对红绿蓝光刺激响应最强的科研人员也确实发现了对红绿蓝光刺激响应最强的三种锥体细胞。不过三色学说解释不了全色盲现象，三种锥体细
7、胞。不过三色学说解释不了全色盲现象，按照三色学说，全色盲也应当能知觉至少一种色彩。按照三色学说，全色盲也应当能知觉至少一种色彩。（6）向光性向光性也是人类视觉的一种特性。对于光亮不同的出入口，陌生人总是趋于选择光亮的出入口。这种向光性在建筑与室内设计中非常重要。例如在室内设计时，利用向光性，进行局部照明提高局部商品或空间的亮度，可改变人的注意力，起到诱导、展示或掩盖的作用。提高室内墙面和家具的照度还可减少棚顶较低的压抑感。7、听觉严格地说人耳中只有内耳的耳蜗起司听作用，外耳、中耳及内耳的其它部分都是听觉的辅助部分。人耳的基本构造见图。外界的声波通过外耳传至鼓膜引起鼓膜振动，然后通过杠杆系统（锤
8、骨，砧骨，听小骨，听小肌）引起耳涡中淋巴液及其底膜的振动，使基底膜中的毛细胞发生兴奋。在这里声波的机械能被转变为神经纤维的脉冲，然后再传至大脑皮层听觉中枢产生听觉。（）听力：声音的强弱常用声压级表示，单位是分贝，声压级由下式计算得出：S20lgPP0式中：声压级（，分贝）声音的压力N/m20-基准声压，210-5N/m20是年轻的成年人（岁左右）对单频音的平均最小可听阈音压。人的听力随年龄的增加而逐渐降低。（）方向敏感度及掩蔽效应：人耳具有立体声效应，或称双耳效应，在dB时这种效应取决于下列条件：2、1分别为声源声音传至两耳所需的时间，根据和响度差，人耳能正确的判断声源方向。b.头部掩蔽和反射
9、效应：由于头部的阻挡和衰减，造成两耳声音频谱的差异。声音的掩蔽是指一个声音被另一个声音所掩盖的现象。一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的现象成为掩蔽效应。8、味觉、嗅觉味觉器官主要是舌头上的味蕾，被唾液溶解的物质刺激味蕾而产生味觉。味觉有甜、酸、苦、咸，其余都是这四种混和而成。这是Henning.H（1916）提出的学说。虽然很简单，但除了辛味和涩味外，其余味道用该学说基本可得到解释。嗅觉器官是鼻内的嗅觉细胞。人能分辨的气味达几千种，因为数量太多，一直没有一种理想的分类方法。长时间连续嗅一种气味，人会逐渐闻不到该中气味，这是感觉器官适应的现象，这叫嗅觉中枢“疲劳”。因此要使人能长时间闻
10、到香气，必须间断性的提示香气或改变浓度。9、肤觉肤觉也是人体很重要的一种感觉。人体有触觉、温度觉和痛觉三种肤觉。触觉：是由微弱的机械刺激触及皮肤浅层的触觉感受器而引起的。而压觉则是较强的机械刺激引起皮肤深层组织变形而导致的感觉，它们总称为触压觉。人能利用触觉来判断物体的形状、大小及硬度等。人的触觉敏感度因部位而异。温度觉：分为冷觉和热觉两种，这两种温度觉是由不同的温度感受器引起的。热感受器在皮肤温度高于时，开始发生兴奋冲动，为最高。温度感受器分布在皮肤的不同部位，形成热点和冷点，冷点多于热点。每平方厘米内的冷点和热点数量因部位不同而异，一般约为热点个/平方厘米，冷点个/平方厘米。在连续的温冷刺
11、激下，温度觉会出现适应现象。在选择设计与人体接触的家具和室内装饰材料时，要考虑人体温度觉生理现象，选择导热系数小的材料，这样能提高接触时的舒适感。痛觉：也是皮肤感觉的一种。各组织器官内都有一些特殊的游离神经末梢，在一定刺激下产生痛觉。这样的神经末梢在皮肤中的分布部位叫做痛点。每平方厘米内约有个痛点，整个人体皮肤表面可达100万个痛点。痛觉具有非常重要的生物学意义，因为它可以提示人避开刺激物，是人体防卫本能的体现。10、本体感觉人在进行各种操作活动时，不依靠视觉和触觉能同时获得四肢所处位置的信息，这种特性叫本体感觉。本体感觉系统主要分两方面，一是前庭系统，其作用是保持身体姿势平衡；另一个是运动感
12、觉系统，通过该系统得到四肢及身体不同部位的相对位置。运动感受器有三类，一类是肌肉内的纺锤体；二类是腱纺锤体；三类是对压力很敏感的关节层板小体。这些感受器给出肌肉、肌腱的伸张程度，从而无需用眼就能感觉到身体四肢的相对位置。在研究操作系统是，这种本体感觉是非常重要的，位置编码就是利用了人体的这一特性。如汽车的换档、刹车都与之有密切关系。（二）神经系统1、末梢神经系统（1）末梢神经系统和脊髓中枢神经和身体各部位之间的信息传递系统是末梢神经系统。从形态上分类有脑神经和脊神经；从功能上分类有动物性神经系统和自律神经系统。脊髓是存在于脊柱内的柱状物，脊柱由块脊锥骨构成。从脊髓两侧共分支出对脊神经，头颈部对
13、，胸对，腰对，骶对，尾骨对。脑神经共有对，主要分布于脸部和头部。支配器官支配器官交感神经系统交感神经系统副交感神经系统副交感神经系统心脏心脏心跳加快心跳加快心跳减慢心跳减慢血管血管血管收缩血管收缩血管扩张血管扩张血压血压上升上升下降下降体温体温上升上升下降下降肠运动肠运动抑制抑制亢进亢进腺分泌腺分泌降低降低增加增加胰分泌胰分泌降低降低增加增加甲状腺分泌甲状腺分泌亢进亢进抑制抑制总体总体活动活动休息休息自律神经的支配和作用自律神经的支配和作用2、中枢神经系统中枢神经系统由脑神经和脊髓神经组成。在形态上，人脑由大脑、间脑、延髓、中脑、脑桥和小脑组成。脑是整个人体神经系统的中枢，大脑皮层则是最高级的
14、司令部。大脑皮层对各种感受器官所接受的信息有专用的加工区。在这个区内进行综合、分析，做出决策控制调节人的机体。人的中枢神经系统由以下三个调节系统组成：进行维持生命所必需的反射、机能调节的脑干脊髓系统。进行本能、情感行为的大脑边缘系统。进行高级思维判断活动的大脑新皮层。1）脑干脊髓系统脑干脊髓系统的功能是动物神经的反射活动和自律神经的调节作用。反射活动大分为姿势反射和防御反射，前者起主要作用的是深部组织（肌、腱等）和伸展肌；而后者的防御反射则是痛觉和屈肌。例如，当手触着很烫的东西时，自然往回缩这就是痛觉和屈肌起作用的防御反射。还有气管有异物时，会引起咳嗽运动，这也是防御反射的一种。（2）大脑边缘
15、系统大脑边缘系统从形态上说包括古皮层（边缘叶），而包括机能上相关密切的下丘脑称为大脑边缘系统。大脑边缘系统与本能性的冲动、欲求有密切的关系，如食欲、性欲、群体欲等都由该系统控制。这些欲求在下丘脑被感知后传递到大脑边缘系统，判断并决定冲动的开始和结束。冲动性的大怒，一般是在下丘脑中产生的，但更高一层次的攻击和逃避行动则是边缘系统全体综合作用的结果。(3)大脑新皮层大脑半球的表面，由中央沟和外侧裂把大脑分为顶叶、额叶、颞叶和枕叶四部分。中央沟和外侧裂的前方部分是思维、判断和决策区，它属于输出部分；后方部分是信息输入部分。按功能，大脑半球分为感觉区、运动区和联合区。一般感觉区位于中央沟后方的顶叶；听
16、觉区和视觉区分别位于颞叶和枕叶。额叶是高度思维和判断机能的联合区。记忆区位于颞叶。注：人脑的左右半球有差异，语言区多数人在左半球。左半球具有优秀的分析思维能力，而右半球对视觉、听觉等类型的刺激的识别能力优于左半球。右半球对音乐、绘画等艺术性的东西比较敏感。二、运动系统运动系统是人体完成各种动作的器官系统。由骨、关节和肌肉组成。全身的骨头通过关节相连构成骨骼系统。骨头在肌肉收缩或舒张力的作用下，绕关节作旋转运动而完成各种动作。因此在运动过程中，骨是运动杠杆，关节是枢纽，而肌肉则是动力。（一）骨骼系统全身的骨头通过关节构成骨骼系统。每块骨头形状各异，且有自己的神经和血管。全身共有骨块。分为躯干骨、
17、上肢骨、下肢骨和颅骨部分。骨骼系统除具有完成动作的功能外，还有支持身体，保护内脏、脑及骨髓造血的机能。人体表面能触摸到骨的突起点，在人体工程学计测中，这些点常被利用作为测量基准点。脊柱在骨骼系统中非常重要，它由个脊椎骨构成，其中颈椎骨块，胸椎块，腰椎块，骶椎块及尾椎块。在人体工程学领域内，作业姿势与脊柱运动的关系直接影响生理负荷和作业效率，家具的设计与脊柱的姿势有非常密切的关系，因此得到了详细的研究。例如：从地面举起重物时，膝伸前屈姿势膝屈屈中腰姿势相比，前者对脊柱的负担大，再有，前倾坐姿与倚靠坐姿相比，前者脊柱椎间内压要大，因而不正常的姿势常导致腰痛。骨杠杆在肌肉和关节的相互作用下而产生。它
18、与机械杠杆具有相同的参数和原理。主要有以下三种形式。平衡杠杆支点位于重点和力点之间，类似天平的原理。例如，通过寰枕关节调整头的姿势的运动就是平衡杠杆的作用。图9。省力杠杆重点位于力点与支点之间。如支撑腿起步抬足跟时踝关节的运动就是省力杠杆的作用。图9。速度杠杆力点在重点和支点之间，阻力臂大于力臂。如手投掷物体时肘部的运动属于速度杠杆的作用。图9。在设计操作时，必须考虑到骨杠杆的这些特性。并利用等功原理进行考虑。即追求力度大则速度小，追求速度大则力度小，因为功率是相等的。功率力（）速度（）肌肉是完成各种作业、保持人体各种姿势的能量源。人机界面设计要尽量减少人体肌肉疲劳，要在了解人体肌肉和骨骼系统
19、的前提下，设计适合人体解剖学特性的机械和家具尺度。1、肌肉的基本知识肌肉组织分为横纹肌（骨骼肌，心肌）和平滑肌。人机工程学研究的对象一般为骨骼肌。由于骨胳肌的收缩与舒张能随人的意识而随意进行故又称为随意肌。骨骼两端通过肌腱越过关节与骨相连。肌肉的收缩与舒张引起骨骼绕关节运动。引起骨骼伸、屈运动的肌肉分别叫伸肌和屈肌。肌肉运动的指令是由脊髓里的神经细胞和相关的纤维进行传递的。肌肉从机能上分为快肌（）和慢肌（）。快肌收缩快、易疲劳；慢肌则相反。肌肉有白色和赤色两种颜色，白肌含多；而赤肌含多。所以白肌往往称快肌，赤肌称慢肌。赤肌在肌肉深层主要起保持姿势、抗动等作用；而白肌在表层起微妙的快速灵巧动作的
20、作用。肌收缩的机理有许多说法，其中滑行学说是较普遍的看法。即肌肉纤维在由神经传递束的电信号刺激后产生滑行引起机械式的收缩，放出能量。在肌肉内或表皮上可测得收缩时的放电现象，称为肌电图（）。在人体工程学上，肌电图常被用于评价作业姿势、劳动强度、家具的尺度设计好坏等。肌肉收缩的方式有等张收缩和等长收缩。等张收缩是收缩时张力不变、长度变化；等长收缩是长度不变、张力变化。实际上一个动作往往是其二者的组合而完成的。年年 龄龄11121314151617181920男男右右210240280340400450480480490500男男左左190230240320350380400400410420女女右
21、右180220250280290300310330320330女女左左1602002302502602502702802702802、肌力肌力是由肌肉收缩而产生的。它的大小取决于肌纤维的数量、体积、性质、收缩前的长度及中枢神经的兴奋状态。人的肌肉纤维每平方厘米能产生约00N的力。(1)握力：肌力是因人而异的，握力也是如此。平均握持力与性别、年龄的关系(N)年龄年龄男子男子女子女子平均值平均值方差方差平均值平均值方差方差11528921421671258410146477136711405638414762193637117158411966741271698220872312717114022
22、0744124181180 733123191204 740110201206 739120(2)背肌力：伸膝半弯腰姿势时，两手垂直向上的最大拉力叫背肌力。它实际上取决于背部、臂部、大腿部的肌群。背肌力(N)3、作业与肌力肌力是人体各种动作和维持人体各种姿势的动力源。如何有效地发挥肌力，减少肌疲劳、提高效率是人体工程学的课题之一。肘关节的伸屈动作在作业生产中是最普遍的。屈肌、伸肌的力量大小及其差异在设计作业时极其重要。建筑室内与家具设计中，要考虑各种作业姿势，手臂角度为左右时力量最大。坐姿时手臂的拉力和推力在不同的角度和方向上大小不同。下图是坐姿时用力方向和角度，附表是其各方向和角时的拉力和推
23、力。由图和表可知向上用力大于向下用力；向内用力大于向外用力。身体动作部位身体动作部位速度及频率设计极限值速度及频率设计极限值手的运动手的运动(cm/s)35控制操纵杆位移控制操纵杆位移(cm/s8.817手指敲击最大频率手指敲击最大频率(次次/s)35脚敲击最大频率脚敲击最大频率(次次/s)0.360.72脚掌与脚一起运动手的伸屈手的伸屈(次次/s)11.2旋转把手或方向盘旋转把手或方向盘(/s)9.4229.46-弧度身体转动身体转动(次次/s)0.721.62手控制的最大谐振截止频率手控制的最大谐振截止频率(Hz)0.8注意：以上数据是设计时不应超过的值，并非人体动作的生理极限值。注意：以
24、上数据是设计时不应超过的值，并非人体动作的生理极限值。（三）身体的动作速度与频率人体的四肢在不断运动，其动作速度是有限的，作业设计必须考虑人的这种特性，不能超出人体的极限值。因为肌肉的收缩速度是不同的，因此不同肢体的动作速度及频率也不同。（四）反应时间反应时间是表示敏捷性的指标之一。它是外界刺激通过人体感觉器官、神经系统传至大脑中枢加工处理后，大脑发出指令再由神经系统传至效果器，使肌肉收缩发出动作所需的时间之总和。121反应知觉时间2动作时间（肌肉延时）反应时间受许多因素的影响，如人体姿势状态、人体健康状态、反应对象的性质，所处环境（光，声等环境）等都会影响反应时间。三、能量代谢系统（一）营养
25、和代谢人体维持生命时必须通过消化吸收食物养分，同时排泄不需要的物质，这个过程叫代谢。从体外吸收物质是靠消化系统和呼吸系统。输送养分则是循环系统。三大营养素和无机质、维生素及水在相应的器官内作用分解后由血液输送到人体的各个组织中。三大营养素在转换成能量时需氧气。能量是由（三磷酸腺苷）加水、酶分解成（二磷酸腺苷）和（一个磷酸）时放出。（二）能量代谢能量代谢的评价新陈代谢所产生的能量，其大部分转换成热量维持生理系统的正常运行；其余的则转换为肌肉运动所需的机械能及神经传递所需的电能。能量与热量单位一样用卡（cal）或大卡（Kcal，Cal）表示，最近用焦耳表示的也常见。（1卡4.1855焦耳）。维持生
26、命所需的最小能量代谢叫基础代谢。日本人平均每天的基础代谢约为Kcal，睡眠时约降低，即睡眠代谢。中国人的基础代谢率约为每平方米体表面积0.6kcal/min.在日常生活和生产作业中，能量代谢将增加，此时由于各种作业所消耗的能量对基础代谢的比叫能量代谢率，用表示。劳动种类劳动种类RMR劳动种类劳动种类RMR劳动种类劳动种类RMR就就 餐餐0.4炊炊 事事1-2.5步行步行(50m/min)1.6穿衣服穿衣服0.4站立休息站立休息0.4步行步行(80m/min)2.8洗澡洗澡0.7交谊舞交谊舞3步行步行(100m/min)4.7上楼梯上楼梯10手工锯材手工锯材6-7坐姿学习坐姿学习0.2下楼梯下楼
27、梯2.5带锯制材带锯制材2.5-3打篮球打篮球12日常生活劳动的RMR人体测量一、生理学测量方法人体的疲劳与工作环境设计的好坏直接相关，而休息的质量（疲劳恢复度）与休闲环境设计密切相关。一般情况下，生理指标的变化能反应出人体疲劳的变化。例如，心率、呼吸、肌电图、血压、脑波、闪频值等都常用来评价人体生理负荷（疲劳）。因此生理学研究法主要是对人体生理指标进行测量，通过测量生理指标的变化来研究分析各种环境因素和家具等设计尺度参数对人体负荷与疲劳的影响，研究最佳设计方案。下面对常用的人体生理指标做简单介绍。闪频值（闪频值（CFF） 对于闪烁的光源，当闪烁频率增大到某一值时，就能感对于闪烁的光源，当闪烁
28、频率增大到某一值时，就能感觉它是连续光源，这种现象叫闪光融合，此时的频率叫闪光觉它是连续光源，这种现象叫闪光融合，此时的频率叫闪光融合频率（融合频率（Critical Flicker Fusion Frequency ，简称，简称值），也叫闪光融合值（简称闪频值）。值），也叫闪光融合值（简称闪频值）。现在，被广泛地应用于作业疲劳研究和评价中。人现在，被广泛地应用于作业疲劳研究和评价中。人在疲劳时，大脑的意识和知觉水平下降，能反应出大在疲劳时，大脑的意识和知觉水平下降，能反应出大脑意识水平下降的程度。因此能用于评价疲劳，当疲脑意识水平下降的程度。因此能用于评价疲劳，当疲劳增大时，值会下降。劳增大
29、时，值会下降。 具有日周期变化规律，这也是一种生理生物节律具有日周期变化规律，这也是一种生理生物节律（Bio-rhythm）。研究发现中午的高，早晨点）。研究发现中午的高，早晨点种的值最低。掌握作业中种的值最低。掌握作业中CFF的变化规律，可合理安的变化规律，可合理安排休息工作时间排休息工作时间; CFF还可以用于评价室内光源和工作环境还可以用于评价室内光源和工作环境的合理性，找出精神疲劳最少的室内色彩和照明环境设计。的合理性，找出精神疲劳最少的室内色彩和照明环境设计。CFF的日节律的日节律（四）脑电图（脑波，EEG）脑电图（脑波，electroencephalogram，）与心电、肌电一样也
30、是生物体电现象之一。人只要活着，无论是处于睡眠还是觉醒状态，都有来自大脑皮层的动作电位。这种生物电现象是自发和有节律性的。在头部表皮上通过电极和高感度的低频放大器可以测得这种生物电现象。一般是利用脑波的频率和幅值来评价大脑的觉醒状态。日本的桥本从大脑生理学上把大脑意识状态分为五个阶段。并把它与人为错误发生的潜在危险性相联系。在人体工程学研究领域内，利用脑波研究环境与人的关系，如噪声、室温、床类用具尺度及质地等对睡眠深度的影响。在作业领域，它与事故的发生和防止有密切的关系大脑意识大脑意识阶段阶段主要脑波主要脑波成分成分意识状态意识状态注意注意力力生理状态生理状态事故潜事故潜在性在性失去知觉失去知
31、觉睡眠，脑睡眠，脑发作发作 I发呆发呆,发发楞楞不注不注意意疲劳，饮疲劳，饮酒酒II正常正常,放松放松 心心事事 休息，习休息，习惯性作业惯性作业III正常正常,清醒清醒 集集中中 积极活动积极活动状态状态最小最小IV波波过度紧张过度紧张集中集中于于1点点过度兴奋过度兴奋最大最大大脑意识状态与人为错误的潜在危险性大脑意识状态与人为错误的潜在危险性 脑电波成分脑电波成分二、心理学测量评价法要评价机械设备、作业空间、作业环境是否适合于人的特性，从某种程度上分析，这种评价可用有形的现代先进仪器进行测量完成。但是，即使高科技的测量仪器对于有些东西也无能为力。例如，社会态度，爱好，印象就很难用仪器直接测
32、量。在机械设计、工业设计、建筑、室内设计等许多领域内许多设计指标与人的心里密切相关，因此心里学的测量评价方法在这一领域起着重要作用。例如，机械和建筑室内的物理因素（尺寸、形状、材质、温度、湿度、光、音等）可用仪器直接测量，但与之对应的人的心理效应则无法直接用仪器进行测量，只能通过心里学方法进行定性与定量分析。心理学方法很多，但是，问卷调查法应用比较广泛，下面对问卷调查法做介绍。（一）问卷调查法人体工程学领域内，问卷调查法在以下几方面发挥重要作用：评价舒适度、房内气氛、对颜色匹配和产品的印象、疲劳感。可获得作业者的经验、知识，可用于利用其它方法难于评价的场合。验证通过其它方法测得的结果。将在各种
33、环境条件下的物理量与在此条件下人的主观感觉量进行对照比较，从而得出舒适的环境标准。还可用于各种测量仪器的基准值确定。1、调查顺序：问卷法一般下列顺序进行：明确课题目的确定调查对象确定调查项目和设问确定调查实施方法，问卷形式，问题设置调查实施误填、漏填检查统计分类、分析处理 回答形式回答形式方法方法结果整理结果整理自由回答法自由回答法 根据设问进行自由回答根据设问进行自由回答 抓住典型抓住典型按分类基准分类按分类基准分类同类性质回答分类同类性质回答分类两项选一法两项选一法从两个答案中选一个从两个答案中选一个用百分比表示用百分比表示多项选择法多项选择法 从多个相互独立的答案中从多个相互独立的答案中
34、选择选择百分比表示百分比表示必要时进行计权处必要时进行计权处理理顺序法顺序法 给一群项目从高至低编主给一群项目从高至低编主次次 顺序值表示顺序值表示得点比表示得点比表示正态化顺序法表示正态化顺序法表示比较法比较法 从一群调查项目中任选两从一群调查项目中任选两项进行比较，比较次数多。项进行比较，比较次数多。度数表示度数表示得点比表示得点比表示尺度化尺度化评 定评 定 l 尺 度尺 度法法给每一项目进行尺度定位给每一项目进行尺度定位 比率表示比率表示平均值，平均值，标准差表示标准差表示中央值表示中央值表示语义微分法语义微分法（心理量表（心理量表法）法）从反义词对中选择。从反义词对中选择。如：很亮亮
35、较如：很亮亮较 亮亮适度较暗暗适度较暗暗很暗很暗 因子得点表示因子得点表示主成分分析主成分分析数量化回归数量化回归回答形式回答形式（二）语义微分法及其应用语义微分法是近年国内外许多研究人员常用的研究心理学的方法，在人机工程学上应用非常广泛。SD法（SemanticDifferentialMethod）是美国心理学者CEOsgood提倡的，属于实验心理学范畴，在心理学、社会及市场调查，人机工程学领域广泛应用。产品设计、建筑与室内设计、家具设计和环境评价等领域，SD法的应用也很广。SD法的目的是将人的心理感受、印象、情绪进行尺度化、数量化。它用双极形容词配对组成问卷调查表。如：美丑，大小，高低，热
36、冷等都是能配对的双极形容词，在双极形容词之间用七点定位（也有用5点的）反映不同程度的主观印象。如：“很亮、亮、较亮、一般、较暗、暗、很暗”就是七个定位点，分别给每一定位点计权值，如，或者，。然后对数值进行统计分析处理，获得各种特征参数，从而达到心理情绪数量化测量评价的目的。（三）、疲劳自觉症状调查人机工程学上常用的问卷调查还有疲劳自觉症状调查。表是日本常用的疲劳自觉症状问卷内容。作业者根据自己的感受来判断选择。调查内容分，三组，组是有关疲劳乏力的内容；组是注意力集中与否的内容；组是身体各部位的疲劳表现。各组项共项。调查应在作业前，中，后至少进行两次。应记入当时的感受而不是以往的经历。1.头重感
37、头重感 1.思维难集中思维难集中1.头痛头痛 2.全身无力全身无力 2.变得沉默变得沉默 2.肩酸痛肩酸痛 3.脚无力脚无力 3. 忐忑不安忐忑不安, 心神不定心神不定 3.腰痛腰痛 4.打呵欠打呵欠 4.低沉低沉 4.呼吸困难呼吸困难 5.头发呆头发呆 5.对事物不热心对事物不热心 5.口干口干 6.困倦困倦 6.回忆不起来事情回忆不起来事情 6声音发哑声音发哑 7.眼疲劳眼疲劳 7.出错变多出错变多 7.目眩目眩 8.动作失调动作失调 8.爱动气爱动气 8.眼皮跳动眼皮跳动 9.脚跟不稳脚跟不稳 9.忐忑不安忐忑不安 9.手足发抖手足发抖 10.想躺下想躺下休息休息 10.变得无耐心变得无
38、耐心 10.呕心感呕心感 疲劳自觉症状调查表疲劳自觉症状调查表例例1腰疼沙发腰疼沙发(a) 城市里有的家庭买了大沙发，豪华气派，城市里有的家庭买了大沙发，豪华气派，可是坐不多久腰部就难受酸疼了，不得不在腰可是坐不多久腰部就难受酸疼了，不得不在腰后面垫上一个后面垫上一个“腰靠腰靠”。为什么。为什么?例例2主枕头附枕头主枕头附枕头(a) 一些一些“上档次上档次”的宾馆里，单的宾馆里，单人床常配有两个同样的枕头。本意人床常配有两个同样的枕头。本意是让习惯低枕头的人用一个枕头，是让习惯低枕头的人用一个枕头，习惯高枕头的人两个枕头叠起来用。习惯高枕头的人两个枕头叠起来用。但这真是一个愚不可及的但这真是一
39、个愚不可及的“高招高招”、“损招损招”!为什么？为什么？例例3脚踏钮脚踏钮(或脚踏杆或脚踏杆)冲水冲水公共卫生间里水箱拉绳边上贴着醒目的提示公共卫生间里水箱拉绳边上贴着醒目的提示“便后冲水便后冲水”，但是不冲水的现象司空见惯。公众，但是不冲水的现象司空见惯。公众素质有待提高固然是一方面，但另一方面，水箱用素质有待提高固然是一方面，但另一方面，水箱用手按得按钮在大家心目中就是不干净的，可见手按得按钮在大家心目中就是不干净的，可见“动动手手” 就存在着宜人性的问题，应该从设计角度来寻就存在着宜人性的问题，应该从设计角度来寻求解决办法。求解决办法。解决问题：现在大城市的公厕里脚踏钮解决问题：现在大城
40、市的公厕里脚踏钮(或脚踏杆或脚踏杆)冲水正在推广，效果显然可见。冲水正在推广，效果显然可见。 例例4声光控延时开关声光控延时开关 (a) “节约用电人走关灯节约用电人走关灯”的条子随处可见，人的条子随处可见，人走楼空后楼道里的照明灯还是彻夜长明。这种大走楼空后楼道里的照明灯还是彻夜长明。这种大家都熟悉的现象，也需要从设计的角度来寻找原家都熟悉的现象，也需要从设计的角度来寻找原因和改进措施。开关都安置在楼道照明灯的就近因和改进措施。开关都安置在楼道照明灯的就近位置，关了灯，楼道一抹黑，怎么下楼、拐弯、位置，关了灯，楼道一抹黑，怎么下楼、拐弯、出门呢出门呢?解决问题：解决问题：声光控延时开关。人来
41、灯亮，人走灯灭，声光控延时开关。人来灯亮，人走灯灭，也可以从合理安排开关位置方面寻找解决办法。也可以从合理安排开关位置方面寻找解决办法。例例5双肩背书包和单肩背书包双肩背书包和单肩背书包双肩背书包双肩背书包和单肩背书包的和单肩背书包的区别。从人机学区别。从人机学中解剖学和心理中解剖学和心理学进行分析。学进行分析。解剖学：背双肩背书包，脊柱两侧受力均解剖学：背双肩背书包，脊柱两侧受力均衡，能保持正直形态；而单肩斜挎或手提书包，衡，能保持正直形态；而单肩斜挎或手提书包，脊柱都因单侧受力而形成侧向弯曲，使椎间盘脊柱都因单侧受力而形成侧向弯曲，使椎间盘受压均匀分布的生理状态不能正常维持，于是受压均匀分
42、布的生理状态不能正常维持，于是消耗的体能更多。消耗的体能更多。 心理学：用双肩背书包，两手无负担，行心理学：用双肩背书包，两手无负担，行动自由灵便，也适合中小学生的活泼好动天性。动自由灵便，也适合中小学生的活泼好动天性。例例6叫壶叫壶用普通水壶烧水，若没人在炉子边上守着，水开了可能用普通水壶烧水，若没人在炉子边上守着，水开了可能弄得满屋水气至因开水噗出来浇灭了火，引起一阵忙乱。弄得满屋水气至因开水噗出来浇灭了火，引起一阵忙乱。解决方法：用壶盖上装了个小气哨的解决方法：用壶盖上装了个小气哨的“叫壶叫壶”烧水，即可避烧水，即可避免这种忙乱。免这种忙乱。两种水壶烧水的基本功能是相同的，但叫壶能两种水
43、壶烧水的基本功能是相同的，但叫壶能把水烧开的信息把水烧开的信息“自动自动”传递给一定距离以外的人，在人机传递给一定距离以外的人，在人机学里，叫做学里，叫做“人机界面人机界面”得到了改善，从而使得产品更为得到了改善，从而使得产品更为“宜人宜人”。例例7 图书馆长条形桌案图书馆长条形桌案 不少学校的图书馆阅览室里，座位安排在长不少学校的图书馆阅览室里，座位安排在长条形桌案相对着的两侧。师生们低头阅读或伏案条形桌案相对着的两侧。师生们低头阅读或伏案书写时倒也无事。但阅读中也难免要停下来略事书写时倒也无事。但阅读中也难免要停下来略事思索，于是把头抬了起来倘若正巧此时对座思索，于是把头抬了起来倘若正巧此
44、时对座的那位也抬起了头，不经意间互相目光交接，双的那位也抬起了头，不经意间互相目光交接，双方都觉得尴尬。这就是设计心理学方面的问题。方都觉得尴尬。这就是设计心理学方面的问题。 例例8不同颜色的不同颜色的存款单存款单一家全国性的大银行，近几年的存款单居然是白纸上印一家全国性的大银行，近几年的存款单居然是白纸上印着橙黄色着橙黄色(注意，是橙黄而不是橙红注意，是橙黄而不是橙红)的字，真是跟人们的眼的字，真是跟人们的眼睛找别扭、过不去睛找别扭、过不去!这些都是对视觉特性掌握失当的问题，也这些都是对视觉特性掌握失当的问题，也属于人机学的研究范围。属于人机学的研究范围。 例例9形形色色的剪刀形形色色的剪刀
45、(a)被剪对象有大有小、有硬有软、有的要剪复杂的形状被剪对象有大有小、有硬有软、有的要剪复杂的形状且要求特别精细、有的要伸入孔洞或拐进尖角去施剪且要求特别精细、有的要伸入孔洞或拐进尖角去施剪所以除了剪纸、剪布的普通剪刀外，还有理发剪等专用剪所以除了剪纸、剪布的普通剪刀外，还有理发剪等专用剪刀，以及形形色色的外科手术剪。刀，以及形形色色的外科手术剪。例例11带带“耳朵耳朵”的垃圾箱的垃圾箱北京市推出了一种北京市推出了一种“带耳带耳朵的垃圾箱朵的垃圾箱” ，一个，一个“耳朵耳朵”里装有卷纸，供欲吐痰者取用。里装有卷纸，供欲吐痰者取用。另一个另一个“耳朵耳朵”是投放烟蒂的烟是投放烟蒂的烟蒂缸；里面装有沙子，供人用来蒂缸；里面装有沙子，供人用来抿灭烟头。这项设计涉及人机工抿灭烟头。这项设计涉及人机工程的多个方面：使用者行为方式程的多个方面：使用者行为方式和使用者心理的调查和研究、产和使用者心理的调查和研究、产品品(垃圾箱垃圾箱)与人体尺寸的适应性、与人体尺寸的适应性、产品与环境因素、产品与环卫工产品与环境因素、产品与环卫工人、等等，人、等等，