第2章人机界面设计相关学科之人机工程学.pptVIP

* * 2.2人机工程学 与认知心理学相比，人机工程学（Ergonomics）更多地从人本身和系统的角度出发，研究人机关系。它是人机界面学初期发展阶段的主要研究内容，并对人机界面学以后的发展产生了重大的影响。 * 人机工程学概念 人机工程学，在美国有人称之为人类工程学（Human Engineering）、人因工程学(Human Factors Engineering)，在欧洲有人称之为人类工效学（Ergonomics），日本称之为人间工学，其他国家大都引用西欧的名称。人机工程不同的命名充分体现了该学科是“人体科学”与“工程技术”的结合。它是一门综合性很强的边缘学科，其研究领域是多方面的，可以说与国民经济的各个部门都有密切的关系 * 人机工程学定义和研究内容 定义 人机工程学是研究“人-机-环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中的人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。 研究内容： 研究人与机器之间的分工与配合； 研究机具如何能更适合人的操作和使用，以提高人的工作效率，减轻人的疲劳和劳动强度； 研究人机系统的工作环境对操作者的影响，用以改善工作环境； 研究人机之间的界面，信息传递以及控制器和显示器的设计等等。 * 2.2.1人机系统 随着时代的发展、科技的进步，人机关系由人操作工具、人适应机器、机器适合于人，发展到了现代的人机协调。人适应机器的能力是有一定限度的，人机关系进一步的解决办法是改善机器，让它适合于人的操作。 * 人机系统组成和人机系统基本框架 人机系统包括人、机、人机之间的界面以及人机系统所处的环境如下图所示 人子系统 人 机 界 面 机子系统 环境 * 人机系统组成 人子系统包括感觉器官、中枢神经系统及运动器官三大部分; 机子系统包括操作器（又名控制器）、机具本体及显示器三大部分; 人机界面负责人机子系统之间的信息传递; 环境是人机系统运行的外界条件。 在进行人机界面设计时，不应单纯设计显示与控制，还必须站在系统的高度上，整体考虑人-机-环境系统，进行系统设计。 ? * 完整人机系统的六种功能 这些功能是连续进行的，是人机共同作用而实现的。 l???? 信息接收 l???? 信息加工 l???? 信息贮存 l???? 执行功能 l???? 信号反馈 l???? 输入与输出 * 2.2.1.2人机比较与分工 10s内能输出1.5kW,以0.15kW的输出能连续工作一天，并能作精细的调整 具有与认知直接联系的高级检测能力，缺少标准，会出偏差，具有味觉、嗅觉、触觉 空间自由度高，协调性好，可在三维空间进行多种运动 具有特征抽取、综合、归纳、模式识别、联想、发明创造等高级思维能力及丰富的经验 比较项目 机的特性 人的特性 物理方面的功率 能输出极大和极小的功率，但不能像人手那样精细地调整 检测 物理量检测范围广，可正确检测像电磁波这样人不易检测的物理量 操作 在速度、精度、力度、操作范围、耐久性等方面比人优越，能处理液体、气体、粉状体等物 信息处理能力 在事先编程的情况下可进行高级、准确的数据处理，记忆准确、持久，调出速度快 * 比较项目 机的特性 人的特性 易疲劳，需要适当休息、保健、娱乐，很难长时间保持紧张状态，不适应从事刺激小、单调乏味的作业 容易出差错；如果有时间和精力，可以处理意外事件，自我维护力强 单通道 耗费能源小，但要吃饭，需要教育和训练，必须采取绝对的安全措施 图形识别 图形识别能力强 耐久性、持续性、可维护性 由成本决定；需维护保养，可进行单调的反复作业，不会疲劳 可靠性 由成本决定；对事先设计的作业有高可靠性，对预料之外的事件无能为力。一个零件的损坏，可导致整机失灵；特性能保持不变 通道 能够进行多通道的复杂动作 效率 需外加功率；简单作业速度快、准确，新机械从设计、制造到运转需要时间；即使坏了也不要紧 图形识别能力差 成本 需要购置费，运转、保养费；机械不使用仅失去机械本身的价值 需要人工费用、工资等；如果发生意外，会危及生命 * 2.2.1.3人机系统设计要求考虑的问题 人机系统应该能满足以下要求： (1)? 达到预定的目的，完成预定的任务。 (2)? 人机都能发挥各自的作用并协调一致地工作； (3)?系统提供接收输入和完成输出的功能，并具备协调功能。 (4)?系统设计应考率环境因素影响，例如厂房结构、工作场地布局、照明、温度、湿度、噪声等。 (5)?人机系统应充分适应人的特性，让人容易学习、操作、使用系统，充分发挥系统效能。 * 设计时应考虑的几个