人机工程学所有试题答案

测试题答案

二、简答题（30分）

1、人机工程学主要研究的是人、机、环境三者之间的关系，简述这三者的含义。

答：人——指操作者或使用者（1分）；机——泛指人操作或使用的物，可以是机器。也可以是用具、工具或设施、设备等；（2分）环境——是指人、机所处的周围环境，如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等；（2分）人—机—环境系统——是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统。（1分）

2、在设计室内空间的灯具安装位置时，有空腔和空腔率的概念。请简述空腔的种类及各类所包含的范围。

答：空腔类型：顶棚空腔、房间空腔、地板空腔。（0.5分／项）

顶棚空腔：天花板到灯具下母线之间的空间范围；（1.5分）

房间空腔：灯具下母线到操作面之间的空间范围；（1.5分）

地板空腔：操作面到地板之间的空间范围。（1.5分）

3、简述舒适性的类型，并解释。

答：类型：行为舒适性（2分）、知觉舒适性（2分）。解释（2分）。

4、使图形稳定、清楚的条件有哪些？（答出一点得1分，总分6分）

答：1）面积小的部分比大的部分容易形成图形；

2）同周围环境的亮度差别大的部分比差别小的部分容易形成图形。

3）亮的部分比暗的部分容易形成图形；

4）含有暖色色相的部分比冷色色相部分容易形成图形；

5）向垂直、水平方向扩展的部分比向斜向扩展的容易形成图形；

6）对称的部分比带有非对称的部分容易形成图形；

7）具有幅宽相等的部分比幅宽不等的部分容易形成图形；

8）与下边相联系的部分比上边垂落下来的部分容易形成图形；

9）与活动着的部分比静止的部分容易形成图形。

5、什么是旷奥度？

答：空间的旷奥度：空间的开放性与封闭性。（2分）

旷：开放性（2分）

奥：封闭性（2分）三、论述题（40分）

1、知觉的基本特性有哪些？并举图例说明。

答：整体性、选择性、理解性、恒常性、错觉（4分，少一项扣一分），举例说明（4分，少一项扣一分）

2、分析图2中的色视野图，在空白位置填上合适的色觉，并对色视野图进行分析，最后举出在实际设计中的应用实例。

答：（填空4分，分析1分，实例3分）

3、论述格式塔心理学的两个基本观点，并加以说明。

答：1) 一个完全独立的新整体，其特征和性质都无法从原构成中找到。（2分）说明（2分）。

2) 在大小、方向、位置等构成改变的情况下，也仍然存在或不变。（2分）说明（2分）。

4、作业场所布置总则是什么？分条论述。

答：1.重要性原则（1分）说明（1分）。

2.使用频率原则（1分）说明（1分）。

3.功能原则（1分）说明（1分）。

4.使用顺序原则（1分）说明（1分）。

5、论述增加室内的知觉空间的方法。（8分）

答：方法数量2分，论点鲜明2分，论据充分2分，条理清楚1分，卷面1分。

二、名词解释题（每题4分，共8题中选作5题，共20分）

【名词解释】人体测量学：是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。

【名词解释】知觉的恒常性：知觉的条件在一定的范围内发生变化，而只觉得印象却保持相对不变的特性。

【名词解释】分布：人体尺寸按一定频率出现。

【名词解释】日光系数：在云层覆盖天空时或者在阴影处进行的。室内光强度于室外光强度之比。【名词解释】目眩：进入人眼的光量过大，使视网膜的感受性不能适应。

【名词解释】照度：是指落在物体表面的光通量。

【名词解释】系统：相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。

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【名词解释】余觉：刺激取消后，感觉可以存在极短时间。

【名词解释】适应：感觉器官经持续刺激一段时间后，在刺激不变的情况下感觉会逐渐减小以致消失的现象。

【名词解释】暗适应：当人从亮处进入暗处时，刚开始看不清物体，而需要经过一段适应的时间后，才能看清物体，这种适应过程称为暗适应。

【名词解释】明适应：与暗适应情况相反的过程称为明适应。

【名词解释】听阈：在最佳的听闻频率范围内，一个听力正常的人刚刚能听到给定各频率的正弦式纯音的最低声强Imin。

【名词解释】痛阈：对于感受给定各频率的正弦式纯音，开始产生疼痛感的极限声强Imax。【名词解释】听觉范围：由听阈和痛阈两曲线所包围的听觉区。

【名词解释】掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。

【名词解释】肤觉：肤觉是仅仅次于听觉的一种感觉，可感受多种外界刺激，形成多种感觉。包括有：1. 触觉，2. 温度觉，3. 痛觉

【名词解释】心理：是人的感觉、知觉、注意、记忆、思维、情感、意志、性格、意识倾向等心理现象的总称。

【名词解释】感觉：感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映。

【名词解释】知觉：知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。

【名词解释】感知觉：在生活和生产活动中，人都是以知觉的形式直接反映事物，在心理学中就把感觉和知觉统称为“感知觉”。

【名词解释】人机系统

【名词解释】人机系统总体设计

【名词解释】人机结合面

四、简述题（共4题，每题5分，共计20分）

【简述题】简述适应域与百分位的关系

答：百分位是指测量数据在测量之中所占据的位置而适应域是指设计数据的应用时的范围。适应域两端（或上限值下限值）的数值范围对应的是百分位的值。

【简述题】依据右图简答人机系统的运行过程

人通过感觉系统接受及其显示系统所传达的信息后，在大脑中枢神经系统进行判断推理，做出决定，再由运动系统传达给机器的控制系统，使机器按照人们的意志来运行。

【简述题】照度和亮度的关系照度：是落在物体表面的光通量。

亮度：是物体表面发出或反射光的光通量。

亮度=照度X反射率

【简述题】结合国际人类工效学学会（IEA）给出的人机工程学的定义，谈谈人机工程学的主要研究任务是什么？

【简述题】人机工程学的研究内容与方法

1、学科的研究内容：

研究内容具有多样性、应用性和灵活性。主要包括以下几个方面：

1）人体特性的研究：主要研究在工业设计中与人体有关的问题。

2）工作场所和信息传递装置的设计：主要研究如何设计合适的环境及信息传递装置，使人可以舒适高效的工作。

3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发，如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健康不受影响，事故危险性最小。

4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。

5）人机工程学发展动向的研究

2、研究方法

1. 观察法可借助摄影或录象

2. 实测法借助仪器进行实际测量

3. 实验法在实验室或作业现场进行多次反复观测

4. 模拟和模型试验法

5. 计算机数值仿真法

6. 分析法

7. 调查研究法各种调查研究的方法（抽样/询问/问卷）注重测试方法的可靠性和有效性。

【简述题】简要叙述人体测量的意义和方法。

通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，使设计更适于人。

人体测量的主要方法：1. 普通测量法2.摄影法3.三维数学测量法。

【简述】关于人体测量数据的应用，人体尺寸的应用方法：

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1. 确定所设计产品的类型

2. 选择人体尺寸的分位数

3. 确定功能修正量

4. 确定心理修正量（为什么？）

5. 产品功能尺寸的确定

【简述题】为何要进行人体测量尺寸的修正？

（1）必须考虑到实际中人的可能姿势、动态操作、着装等需要的设计裕度，所有这些设计裕度总计为功能修正量;

（2）为了消除人们心理上的“空间压抑感”、“高度恐惧感”和“过于接近时的窘迫感和不舒适感”等心理感受，或者是为了满足人们“求美”、“求奇”等心理需求，涉及人的产品和环境空间设计，必须再附加一项必要的心理空间尺寸，即心理修正量。

【简述题】人机功能分配的原则是什么？

笨重的、快速的、精细的、规律性的、单调的、高阶运算的、支付大功率的、操作复杂的、环境条件恶劣的作业以及需要检测人不能识别的物理信号的作业，应分配给机器承担；而指令和程序的安排，图形的辨认或多种信息输入时，机器系统的监控、维修、设计、创造、故障处理及应付突然事件等工作，则由人承担。

或：1）人能完成并能胜过机器的工作：发觉微量的光和声，接受和组织声、光的型式，随机应变和应变程度，长时间大量储存信息并能回忆有关的情节，进行归纳推理和判断并形成概念和创造方法等。2）目前机器能完成并胜过人的工作：对控制信号迅速作出反应，平稳而准确地产生“巨大力量，做重复的和规律性的工作，短暂地储存信息然后废除这些信息，快速运算，同一时间执行多种不同的功能。

【简述题】简述提高机器设备可靠性的方法。

1）合理进行人机功能分配，建立高效可靠的人机系统；

2）减少人的失误；

3）对机械产品进行可靠性设计；

4）加强机械设备的维护保养；

5）改善作业环境

【简述题】简述如何减轻疲劳、防止过劳。

1）提高作业机械化和自动化程度；

2）加强科学管理改进工作制度；3）合理安排工作时间及休息时间；

4）多种休息方式；

5）轮班工作制度；

6）业余活动和休息的安排

【简述题】影响反应时间的因素有哪些？

1）随感觉通道不同而不同;

2）与运动器官有关；

3）与刺激性质有关；

4）随执行器官不同而不同；

5）与刺激数目的关系；

6）与颜色的配合有关；

7）与年龄有关

【简述题】简述光环境设计的基本原则

【简述题】论述眩光对作业的不利影响以及针对其所应该采取的主要措施。

眩光对作业的不利影响：主要是破坏视觉的暗适应，产生视觉后像，使工作区的视觉效率降低，产生视觉不舒适感和分散注意力，造成视觉疲劳。

应该采取的主要措施：1）限制光源亮度；2）合理分布光源；3）改变光源或工作面的位置；4）合理的照度

【简述题】简述人体测量百分位数的概念，列举并解释设计中最常用的三种百分位数?

【简述题】在设计中最常用的是X5、X50、X95三种百分位数分别代表的意义。

【简述题】什么是产品功能尺寸？如何对产品功能尺寸进行设定？

【简述题】人机功能分配的原则有哪些？

【简述题】完整的人机系统具备哪些功能？

【简述题】刻度指针示式的仪表盘越大越好还是越小越好？为什么？

【简述题】选择显示装置应遵循那些原则？

【简述题】简述人机系统的含义并绘制人机系统模型？

【简述题】简述人机界面的含义以及人机界面的设计主要是指哪方面的设计？

【简述题】简述作业场所布置的总体原则

【简述题】简述对于操纵与显示的相合性设计应该遵循的设计原则

【简述】视觉特征

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1.疲劳程度：水平优于垂直。

2.视线变化习惯：左—右，上—下，顺时针。

3. 准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。

4.观察情况的优先性：左上—右上—左下—右下。视区内的仪表布置必须考虑这一点。

5.设计依据：以双眼视野为设计依据。

6 .接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。

7.颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白；颜色相配时的易辨认顺序：黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字。

【简述题】感觉的基本特性

1.适宜刺激：感官最敏感的刺激形式：（感官类型/感觉器官/适宜刺激/刺激来源/ 识别外界的特征）

2 .感觉阈限（又称为刺激阈），分为：1感觉阈下限，2感觉阈上限，3差别感觉阈限。

3.适应：在刺激不变的情况下，感觉会逐渐减少以致消失的现象。

4.相互作用：在一定的条件下，各种感觉器官对其适宜刺激的感受能力都将受到其他刺激的干扰影响而降低，由此使感受性发生变化的现象。

5.对比：同一感受器官接受两种完全不同但属于同一类的刺激物的作用，而使感受性发生变化的现象。

6.余觉：刺激取消后，感觉可存在一极短时间的现象。

【简述题】知觉的基本特征

1.整体性：在知觉时，把由许多部分或多种属性组成的对象看作具有一定结构的统一整体的特性。影响知觉整体性的因素：接近/相似/封闭/连续/美的形态；

2.选择性：在知觉时，把某些对象从背景中优先的区分出来，并予以清晰反映的特性；

3.理解性：在知觉时，用以往所获得的知识经验来理解当前的知觉对象的特征（语言的指导性）；

4.恒常性：知觉的条件在一定范围内发生变化，而知觉的印象却保持相对不变的特性。（大小/形状）

5.错觉：对外界事物不正确的知觉。

【简述题】创造性思维方法

1. 直觉和灵感

2. 潜意识

3. 形象思维和思维实验

4. 视觉思维和感觉思维

5. 想象力

6. 敏感和洞察力

7. 联想、侧向思维、转移思维

【简述题】简述作业面高度的设计原则？

【简述题】简述人机系统中信息显示的三种方式及其特点？

【简述题】人体工程学在室内设计中的作用主要体现在哪几个方面？【简述题】人体工程学定义中的三大要素是什么？其中最重要的是哪一个要素？

【简述题】人体尺寸分为哪两种？它们各自的定义是什么？

【简述题】仪表板的总体布局有哪三种？各有何特点？

【简述题】论述手握式工具设计原则。

【简述题】论述常用计算机键盘鼠标设计的时候要注意的人机因素。

五、论述题（每题10分，共2题，只须选做其中1题，共计10分）

【论述题10分】人机工程学的起源形成和发展中，大致经历了哪三个阶段？特点是什么？

1、经验人机工程学（20世纪初~二次大战）此时又被称为：“应用实验心理学”。

特点：机械设计的的主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术的原理设计上；在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于机器。

2、科学人机工程学（二次大战~50年代末）

由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意外事故的发生，这使人们意识到“人的因素”的重要性，意识到只有工程技术知识是不够的，还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物力学等学科方面的知识。

这一阶段的发展特点是：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。

3、现代人机工程学（60年代以来）

现代人机工程学有三个特点：

1）着眼于机械设备的设计，使机器的操作不超越人的能力极限，而不是让人去适应机器。

2）密切与实际应用相结合，通过严密计划设定的广泛实验性研究，进行具体的机械装备设计。3）综合心理学、生理学、功能解剖学、物理学、数学、工程学各方面的知识。

研究方向：把人-机-环境作为一个整体来研究，从而获得系统的最高综合效能。

【论述题10分】论述座椅的设计依据。

（即座椅为什么设计成如图所示的形状。）（如右图）

（1）、脊柱的生理弯曲情况

（2）、产生较大的椎间盘内压力。

（3）、使之趋进脊柱的自然形态。

【论述题10分】简要描绘出人体脊柱侧面曲线，列出四个生理弯曲；其中与坐姿舒适性直接相关的是哪部份？并且简要说明座椅设计时应着重考虑的设计因素。

六、设计题（结合自己的专业，从下面3题中选择1题进行设计，共计20分）

A题：（产品专业）

专业资料

设计一电化教室多媒体设备遥控器，尺寸为130×50×20（mm），面版包含以下功能键：电源开关键、屏幕升键、屏幕降键、电脑开关键、投影开关键、音量调大键、音量调小键、视频选择键、播放键、暂停键、停止键。

要求：1、对该产品进行外观设计，包括面版设计。

2、对最终设计方案图进行表现，进行简要的设计说明，不要求画出草图。

B题：（产品专业）

分析鼠标的人机工程学因素并以“触”（TOUCH）为主题，设计一款鼠标造型方案。要求不少于3个草图并画出简单效果图，写出简单的设计说明，具体绘图方法不限。其中草图10分，效果图10分。

C题：（环艺专业）

运用人体工程学的原理，设计一个令人舒适的椅子，用简单的效果图表现出人的使用状态，并画出椅子的侧视图及透视图，并标注家具的尺寸，写出简单的设计说明。评分标准为：

１、设计的合理性：5分

２、设计的创意性：5分

３、尺寸的合理性：5分

４、制图的规范性：5分

现代园林家具特征，园林家具设计

材料和结构特点：

A:材料上已经超越了传统园林家具以实木为主体的特点，新材料，新工艺以及多种材料的组合使用。材料具有抗腐蚀、耐风化等特点。

B:结构上已经不再局限于传统家具的榫卯结构，五金结合成为户外家具结构的主体。

设计特点：

（1园林家具设计小品化。

（2园林家具的布置从室内转变到室外（一般设置在景色宜人的地方，烘托景色供人休息）

（3园林家具一般在设计上不是孤立的，通常与植物、建筑景观结合在一起。

（4园林家具设计和生产越来越以人为本。

（5集娱乐与装饰与一体（新的设计特点）。

《人机工程学》试题参考答案一、名词解释（4╳6=24分）

1、百分位

百分位是人体测量数据的一个统计方法，以测量值的累计频次来描述测量数据的分布特征。一个百分位将群体或样本的全部测量值分为两部分，如身高第五百分位表明有5%的人的身高小于此测量值，95%的人的身高大于此测量值。

2、偶发启动

偶发启动指在操作过程中，有时会由于操作者的手、胳膊、袖口等无意碰撞或牵拉控制器而引起机器的启动，控制器的偶发启动有时会造成重大事故，所以应通过适当增加控制器阻力、合理安排控制器位置及对重要控制器采取比较复杂的使用方法等措施来避免偶发启动。

3、应激

应激是一种在人机系统偏离其最佳状态，而作业者又无法或轻易矫正这种状态时出现的现象，是一种比较普遍、且较为复杂的生理和心理状态，对个体的身心健康和系统作业效能有很大的消极影响。

4、个人空间

个人空间是指由于社会和心理的因素在其周围的一个无形边界区域，来源于人的私密性要求和自我保护的需要。一般分为四种范围类别：亲密距离、个人距离、社会距离和公共距离，距离尺寸依次增大。

5、混合照明

混合照明是实际照明设计中常采用的方法，即将一般照明和局部照明相结合，由部分照明器在较大的工作区间中进行对称布置，提供总照度的大约10%左右的照度，同时在特定的工作面附近安置专门的照明器，为特定工作面提供占总照度90%左右的照度。

6、静态肌肉施力

静态肌肉施力是持续保持收缩状态的肌肉运动形式，是一种不合理的肌肉施力方式。在肌肉施力过程中需要大量的血液供给来完成供能物质和代谢物的输送，而静态施力中持续收缩的肌肉压迫血管，阻止了血液的流动，造成供能物缺乏，代谢物不能排出，引起肌肉快速疲劳。

二、简答题（5╳8=40分）

1、应用人体尺寸的原则有哪些？

（1）极限设计原则，以某种人体尺寸极限作为设计参数的设计原则。受人体伸及度限制的尺寸应该根据低百分位确定，如货架高度；受人体屈曲限制的尺寸应该根据高百分位确定，如普通门高度。

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（2）可调性设计原则，一般可调的尺寸范围应根据第5百分位和第95百分位确定，以适合大多数人体尺寸的要求（90%）。

（3）动态设计原则，在考虑人员必须执行的操作时，选用动作范围的最小值；在考虑人员的自由活动空间时，选用动作范围的最大值。

（4）非“平均人”设计原则，在设计中不能简单地采用人体尺寸的平均值，注意以满足绝大多数人为设计准则。

2、基于生物力学角度简述手工具设计的基本原则。

（1）保持手腕处于自然直线状态。手腕弯曲会造成腕部酸痛和力量减小，

一般着力抓握时，抓握物体和人的手臂呈大约70度，精确抓握时，把工具的把手和工作部分弯曲到10度左右，都会使手腕在工作时保持自然状态。

（2）减少手部组织压力。手掌的压力敏感区域过分受力，会影响血液循环，造成局部缺血，对手掌产生伤害。通过增大抓握面积和将压力作用于手部不敏感区域，对会避免掌部组织局部受压。（3）避免手指重复动作。通过拇指代替食指或使用指压板都能很好的避免“扳机指”疾病的出现。

3、比较感觉、知觉和错觉的区别和联系。

（1）感觉指人的感受器官和环境接触所产生的对个别属性的认识；知觉指人对客观事物以及它们之间的关系的主体体验。

（2）感觉是知觉的基础，知觉的信息加工过程比感觉复杂，而错觉是人的一种错误的知觉，来源于元素之间关系的影响。

4、比较面向过程的任务分析方法和面向对象的任务分析方法的异同。

（1）面向过程的任务分析是一种层次化的任务分析技术，主要方法为任务的逐层分解：把任务分解成若干子任务，再把子任务进一步分解为更加细致的子任务，最后组织成为一个“面向过程”的执行序列。面向对象的任务分析一般基于对象的使用场景展开，它强调产品是由一系列对象组成，这些对象组合起来即可达到某些特定的功能，实现具体的任务。

（2）两者都是任务分析行之有效的方法，提高用户对系统操作的效率和舒适性。两者最大的区别在于，面向对象的任务分析直接对用户交互的对象进行分析，关注与设计对象，重视人机系统的交互质量，而面向过程的任务分析强调用户任务的分解，只关注于用户本身。

5、简述人机系统的概念和组成。

由人和机及环境组成的系统称为人机系统。人是系统的主体；机的概念可以理解为与人交互的所有硬件和软件的总和，是设计的对象；人、机两者之间通过人机界面交互，分为硬件界面和软件界面；而环境可以看作外因，是人机系统的影响因素。（可绘框图表述人机系统，参考教材P281图12-2）在人机系统的设计中，一定要从系统的高度，把人、机以及环境因素作为一个整体来研究，处理好它们三者之间的关系是系统研究的重点。

三、论述题（2╳18=36分）

1、阐述人机工程学中“以人为中心”的思想及其实现方法。

答题要点：思想：

（1）阐述以人为中心的思想：把人知道的和需要的变成设计的基础，设计围绕人来展开，人既是设计的出发点，又是设计的重点和终点。

（2）阐述人机工程学从“以机器为中心”到“以人为中心”的转变。

实现方法：

（3）基于用户的生理要求及其局限性，即考虑人的生理尺寸、运动范围和身体的具体结构和功能及局限性。

（4）基于人的认知要求及其局限性，即考虑人的知识结构、记忆能力和思维决策方法及他们的局限性。

（5）考虑人的心理需求，设计应增加人的愉悦和积极的体验。

（6）考虑物理环境对人的全面影响，设计应给人舒适的环境享受；并考虑以文化为主体的社会环境。

（7）通过多种途径获取用户信息。如：设计中查找相关数据；注重用户调查，采取问卷、询问及观察等多种方法挖掘用户知识，并很好地实现用户知识和设计知识的互动；采取用户参与设计的方法，包括用参与设计及后期的设计评价。

2、论轿车的人机工程学设计。答题要点：

（1）汽车的总体尺寸设计

（2）座椅的设计。

（3）仪表的设计及仪表板的造型、尺寸和角度。

（4）方向盘、变速赶、油门等控制器的设计。

（5）显示与控制的相合性。

（6）车门、车窗控制（玻璃升降器）及车门把手设计。

（7）汽车内外色彩、材质和内部装饰环境的设计。

（8）声音、噪声、减震的设计

（9）车灯及雨刮器的设计

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