1-人体工程学-绪论

人体工程学绪论课程简介►课程性质与地位►学习目标►学习内容►学习环节安排►考核办法►教材及参考书课程性质与地位人体工程学是环境艺术专业方向的必修专业基础课程。它以心理学、生理学、人体测量学等学科为基础。研究人-机-环境系统的协调作用，以实现三者之间的最佳匹配。学习目标通过该课程的学习，应掌握人的感觉器官、心理、行为与环境的关系，从而使室内设计、家具设计、景观设计等更好为人服务。学习内容►绪论：了解本学科的发展史、发展动态、研究方法，理解其性质和对于设计的重大意义，掌握该课程指导设计的基本思路。►人体测量及数据应用：人体测量的方法及人体的主要结构尺寸。►人机界面的人体工程学设计（人的视觉、听觉、肤觉、嗅觉特性）。►环境设计中的人体工程学：人的环境行为与空间尺度还包括家具设计的人体工程学：坐卧类家具设计的人体工程学；桌台类家具设计的人体工程学；柜类家具设计的人体工程学。►人性化设计理念的人体工程学（无障碍化设计和生态设计等）学习环节安排►课堂讲授：结合专业设计案例，阐述人体工程学的基本理论，强调其在设计实践中的应用。►实践环节：1简单的人体测量、周围环境和家具功能尺寸测量2在相关文献检索的基础上，对典型设计案例开展调研，以小论文和实际设计的形式完成理论与实践的结合。考核办法开卷考试。成绩合成：考勤10%、平时作业20%期末考试70%教材及参考书►朱祖祥主编，人类工效学，浙江教育出版社►刘盛璜编著，人体工程学与室内设计，中国建筑工业出版社►张月编著，室内人体工程学，中国建筑工业出版社绪论►人体工程学及其发展史►人体工程学的研究内容►人体工程学的研究方法人体工程学及其发展史►人体工程学定义►人体工程学发展简史►人体工程学在科学体系中的作用定义人体工程学是20世纪40年代后期跨越不同学科和领域，应用多种学科的原理、方法和数据发展起来的一门新兴的边缘学科。由于它的学科内容的综合性、涉及范围的广泛性以及学科侧重点的不同，学科的命名具有多样化的特点。►命名►研究对象：►研究目的：如何达到安全、健康、舒适和工作效率的最优化人、机、环境三者的关系命名欧洲工效学美国人类因素学人类工程学工程心理学日本人间工程学中国人机工程学、工效学、人机学、人体工程学Ergonomics由希腊文ergon和nomos构成，本意为工作的自然法则人►生理需求：►心理需求：►行为特点和技能限度：饮食、呼吸、运动、居住等生理需要人都希望生活得愉快一点，工作的安全、舒适一点，劳动的轻巧方便一点，休息、消遣时得到美好的精神享受人的行为特点受到人体自然形态的影响（如人的肢体活动范围）对象情况：安妮，女，12岁，新加坡某小学六年级学生主要症状：脊椎侧突，脊椎骨随着年龄的增长而弯曲，呈现蛇形另：每年，该学校保健服务所接见的脊椎侧凸症病例有大约280宗。如果你鞋子的脚后跟常被磨得高低不平。通常是由于双腿长度的不相等或沿着脊柱长轴压力的不均衡。你不能完成十分舒适的深长呼吸。呼吸与脊骨的健康和活力相互紧密联系。你的下颌运动时发出“咔嗒”的声音。多是由于颈部或者髋部关节半脱位引起的。你的颈部、背部或更多的关节发出爆裂的声音。通常是由于你的脊椎关节被锁住或卡住。你的头或髋部不能向两侧轻松地扭动或者旋转相同的角度，运动的范围减少。你经常感到疲劳。不平衡的脊柱耗尽你的能量。你的精神不能很好集中。因为半脱位或颈椎不适会影响大脑健康。你对疾病的抵抗力较弱。半脱位可影响你的神经内分泌系统，神经内分泌系统在与抵抗疾病和防止传染的方面扮演重要的角色。机►一切人造的工具和相关的附属设备►人造工具：日常生活中使用的各类简单工具、器具和工业生产中的复杂机器设备例：公交车是大量运输的重要交通工具，作为“机”来研究时，不能从单一方向研究其人机关系。与公交车相关的公路、车站、路标也都得统一研究，统筹设计。环境向物质生活提供原材料和动力资源的大自然，向产品生产提供市场需求、文化观念、政策法令规范的社会环境和工业生产、环艺设计、展示、服装等不同领域设计——研究的具体环境内容。人体工程学的发展简史►原始时期——原始的人机关系►19世纪末至一战——萌芽时期►两次世界大战时期——初兴时期►二战至20世纪60年代——迅猛发展►20世纪70年代以后——两大特点►人体工程学在我国早在石器时代，人类就学会选择石块打制成可供敲、砸、刮、割的各种工具，从而产生了原始的人机关系。19世纪末至一战从19世纪末到20世纪30年代，人们开始采用科学的方法研究人的能力与其所使用的工具之间的关系，从而进入了有意识地研究人机关系的新阶段。F•W•Taylor（泰勒）——铁铣研究F•B•Gilberts&L•M•Gilberts——砌砖研究（吉尔布雷斯夫妇）H•Munsterberg（闵斯托伯格）——《心理学与工作效率》F•W•Taylor——铁铣研究1898年，现代管理学的先驱泰勒（F•W•Taylor）进入伯里恒钢铁公司后，对铲煤和矿石的工具——铁铣进行了研究，他用装煤重量分别为5kg、10kg、17kg、20kg的四种铁铣作实验，找到了铁铣的最佳设计和每次铲煤或矿石的最适重量，即10kg。同时，泰勒还进行操作方法的研究，剔除多余的不合理动作，指定最省力高效的操作方法和相应的工时定额，大大提高了工作效率。F•B•Gilbreth&L•M•Gilbreth——砌砖研究1911年，吉尔布雷斯夫妇（F•B•Gilbreth&L•M•Gilbreth）通过快速拍摄影片，详细记录工人的操作动作后，对其进行分析研究，将工人的砌砖动作进行简化，将全过程中的17个动作减少为4.5个，使砌砖的速度由原来的120块/h提高到350块/hH•Munsterberg——《心理学与工作效率》1912年，现代心理学家闵斯托伯格（H•Munsterberg）出版了《心理学与工作效率》等书，将当时心理技术学的研究成果与泰勒的科学管理学从理论上有机的结合起来，运用心理学的原理和方法，通过选拔和培训，使工人适应于机器。两次世界大战时期两次世界大战期间，由于战争的需要，军事工业得到了飞速发展，武器装备变得空前庞大和复杂。此时，完全依靠选拔和训练人员，已无法使人适应不断发展的新武器的性能要求，事故率大为增多。人们在屡屡失败中逐渐认识到，只有当武器装备符合使用者的生理、心理特性和能力限度时，才能发挥其高效能，避免事故的发生。第二次世界大战期间，美国通过其“战争培训视觉教具部”生产工业培训电影457部，政府为军队购买了5.5万部电影放映机，花费在影片上的经费达10亿美元。在短短的6个月中，把1200万名缺乏军事知识的普通老百姓，训练成海、陆、空各兵种作战部队，把800万名普通青年训练成为制造军火、船舶的技术工人。第二次世界大战后——20世纪60年代的发展情况1949年，在默雷尔（Murrell）的倡导下，英国成立了第一个人体工程学科研究组，之后在英国海军军部召开的会议上通过了人体工程学（Ergonomics）这一名称，正式宣告人体工程学作为一门独立学科的诞生。1949年，查帕尼斯（Achaeans）等人出版了《应用实验心理学—工程设计中人的因素》一书，总结了二战时期的研究成果，系统论述了人体工程学的基本理论和方法，为人体工程学奠定了理论基础1954年，伍德森发表了《设备设计中的人类工程学导论》1957年，麦克考米克（E•J•McCormick）出版了《人类工程学》一书，该书相继被美国、欧洲和日本等国广泛采用作为大学教科书德国的马克思—普朗克协会人类工程学研究所、英国的劳勃路技术学院、美国的哈佛大学等机构或组织开展了不少有关人体工程学的研究20世纪60年代以后，科学技术飞速发展，电子计算机应用的普及，工程系统的进一步复杂及其自动化程度的不断提高，宇航事业的空前发展，一系列新科学的迅速崛起，不仅为人体工程学注入了新的研究理论、方法和手段，而且也为人体工程学提出了一系列新的研究课题。如核电站等重要系统的可靠性问题、计算机的人机界面设计问题、宇航系统的设计问题等等，拓宽了人体工程学的研究领域和应用范围，促进了人体工程学的发展和进步国际人体工程学会(IEA)1960年成立至今，先后召开了10多次国际性会议，英国、美国、德国、日本、法国等许多国家的人体工程学会均与IEA建立了联系。1975年成立国际人体工程学标准化技术委员会(ISO/CT一159)，至1986年共制订8个标准草案或建议，发布《工作系统设计的人体工程学原则》标准，作为人机系统设计的基本方针。此外，许多国家设立了专门的人体工程学研究机构。英、美、苏等国都相继制订了本国的人体工程学国家标准。目前，人体工程学已被广泛应用于国防、交通运输、工业、航天航空、农业、建筑等各个领域。20世纪70年代以后——两大特点在20世纪70年代，人体工程学形成了两大特点：一是人体工程学渗透到人们工作和生活的各个领域；二是人体工程学在高科技领域中得到了应用，自动化系统中人的监督控制作用、人机信息交互、人工智能等都与人体工程学有着密切的关系。人体工程学在我国1935年，中国心理学家陈立出版了《工业心理学概观》，这是我国最早介绍工业心理学的专著。陈立和周先庚等在中央研究院和清华大学研究过疲劳、劳动环境等问题。10年动乱时期中断相关研究我国的人体工程学研究起步较晚，但发展较快。1984年，国家科工委成立了军用人—机—环境系统工程标准化技术委员会，1985年建立中国人类工效学标准化技术委员会，至1988年已制订有关国家标准22个。1989年成立中国人类工效学学会。中国科学院心理学研究所及一些高等院校分别建立了人体工程学研究机构，开设了人体工程学课程。有关人机工程学方面的出版物也日益增多。目前在我国人体工程学已应用于许多部门，如铁路、冶金、汽车运输、工程机械、机床设计、航天航空、医药等，并取得了不少可喜成绩。人体工程学在科学体系中的作用事故率技术年代材料和可靠性的改良人员选拔、训练体系的完善人体工程学的改良在建筑室内设计中的作用►使建筑更好的为人所用，要懂得人的心理和行为要求；►环境更舒适，要懂得人的知觉特性；►要使家具和设备使用方便，要了解人体活动的各种功能尺寸►使建筑形态符合人的审美要求，要懂得人的视觉特征，以及人和环境交互作用的特点人体工程学的研究内容作为一门研究人—机—环境三者之间关系的学科，人体工程学的研究重点自始至终都是围绕人本身的。从这个角度出发，我们可以将人体工程学划分为：1生理学研究人的感觉系统、血液循环系统、运动系统等基本知识2心理学研究感觉、知觉、注意、警觉、拥挤、领域、私密性、向光性等概念。3环境心理学研究人和环境的交互作用，激励与效应，信息的传递与反馈，环境行为特征和规律等知识。4人体测量学研究人体特征，人体结构尺寸和功能尺寸及其在工程设计中的应用等知识。人体工程学的研究方法1.测量方法2.模型工作方法3.调查方法4.数据的处理方法测量方法1.尺度测量4.体积测量2.动态测量5.肌肉疲劳测量3.力量测量6.其它生理变化的测量尺度测量最常用的测量工具是马丁测量仪，是由一些直尺、角尺、卡钳组合而成。在没有这种工具时，用一般的类似工具完全可以代替附着式量角器三角平行规立方体定颅器动态测量测量人体在动态过程中某部位的运动轨迹。可用照相连续曝光的方式获得，也可以在所需的部分装上小灯泡，在黑暗的背景下用照相机摄影。在有条件的前提下可将这类图片资料输入计算机用专业的软件处理。力量测量采用一般的拉力计、握力计、压力计、扭力计即可进行大多数的力量测量肌肉疲劳测量采用生物电流计测器。这种仪器可将由于肌肉疲劳而引起的肌肉化学变化转化为电信号，绘制成肌电图3组不同坐姿的2－3腰椎背棘直肌肌电图a.背部有椅背依托b.背部无椅背依托但挺直c.前倾坐姿其它生理变化的测量如呼吸、心跳、耗氧量、排汗量、血压等生理变化的测量，可以借助相应的医学仪器完成有关人的模型设计用人体模型实验用人体模型设计用人体模型根据人体测量数据进行处理和选择，从而得到标准人体尺寸，利用塑料、密实纤维等材料，按照1/1、1/5等设计中常用比例制成各个关节均可活动的人体侧视和三视模型。设计用人体模型