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人體工程學研究是科技發展對人類關注的結果,已經成為設計領域較為重要的參照因素。《中國高等院校“十二五”精品課程規劃教材:人體工程學》是根據人體工程學的誕生、發展脈絡來講述設計中對於人體工程學的應用方法。書中內容框架清晰明確,按照從理論到實踐的順序,將人體工程學的理論與實踐進行瞭詳細的講述與分析,其中涉及到在室內設計原理、建築設計原理、無障礙設計、人性化設計等領域的應用和發展,為設計師提供瞭完整的理論數據與參考資料,是一本理論與實踐相結閤的專業書籍。
內容簡介
《人體工程學/中國高等院校“十二五”精品課程規劃教材》分為五個章節,對人體工程學進行瞭全麵詳細的講解。第一章主要對人體工程學的基本概念進行瞭介紹;第二章主要對人體尺度的基本概念進行瞭介紹,講述瞭人體的尺度、人體活動、人體重心、人體作業效率等方麵的內容;第三章主要對人體與傢具的基本概念進行瞭介紹;第四章主要對人體的感知覺係統進行瞭詳細介紹,也是《人體工程學/中國高等院校“十二五”精品課程規劃教材》中較為重點的內容,對人和環境的關係、感覺和直覺、視覺與環境等方麵進行瞭講述,;第五章從人的心理行為和社會生活的基本概念入手,將其與社會環境、空間環境相聯係,引申齣無障礙設計的重要性。
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目錄
Chapter 1
科技與使命——人體工程學概論
1.1 人體工程學簡介
1.2 人體工程學的發展曆史
1.2.1 人體工程學的萌芽
1.2.2 人體工程學的形成和發展
1.2.3 學術團體和專業教育
1.3 人體工程學研究的對象和目的
1.3.1 人機係統
1.3.2 人機界麵
1.3.3 人體工程學與其他相關學科的關係
1.3.4 人體工程學的應用領域
1.4 人體工程學的定義
1.5 人體工程學研究的主要內容
1.6 人體工程學的研究方法
1.6.1 人體測量法
1.6.2 詢問法
1.6.3 實驗法
1.6.4 觀察法
Chapter 2
數字世界——人體與尺寸
2.1 人體尺寸
2.1.1 人體測量簡史和方法
2.1.2 人體尺寸的分類
2.1.3 人體尺寸的差異
2.1.4 人體尺寸的比例關係
2.1.5 尺寸數據的選擇與修正
2.1.6 百分位的選擇與應用
2.1.7 殘疾人
2.2 人體活動
2.2.1 肢體活動範圍與作業域
2.2.2 人體的活動空間
2.3 重心問題
2.4 人體施力
2.4.1 肢體運動齣力
2.4.2 靜態肌肉施力
2.5 人體作業效率
Chapter 3
工作與生活——人體與傢具
3.1 工作麵的高度
3.1.1 站立作業
3.1.2 坐姿作業
3.1.3 坐立交替式作業
3.1.4 斜作業麵
3.2 座位的設計
3.2.1 坐姿的解剖學和生理學
3.2.2 座位的功能尺寸
3.2.3 坐墊與靠墊
3.2.4 側麵輪廓
3.2.5 工作椅的設計
3.3 臥具的設計
3.3.1 睡眠的生理特徵
3.3.2 床的尺寸
3.3.3 床麵材料
3.4 休閑文化
3.4.1 疲勞與恢復
3.4.2 休息與休閑
3.4.3 休閑文化與城市文明
3.4.4 休閑文化的營造
Chapter 4
對話與窗口——人體的感知覺係統
4.1 人和環境的關係
4.1.1 環境的涵義與構成
4.1.2 人和環境的交互作用
4.2 感覺和知覺
4.2.1 感覺
4.2.2 知覺
4.2.3 人體舒適性
4.3 視覺與視覺環境設計
4.3.1 視覺器官
4.3.2 視覺特性
4.3.3 光綫與視覺
4.3.4 色彩與視覺
4.3.5 形態與視覺
4.3.6 質地與視覺
4.3.7 空間與視覺
4.3.8 視覺環境設計
4.4 聽覺與聽覺環境設計
4.4.1 聽覺特性
4.4.2 聽覺環境設計
4.5 觸覺與觸覺環境
4.5.1 觸覺器官
4.5.2 觸覺與環境
4.5.3 振動覺與隔振
4.5.4 溫度覺與室內熱環境
4.5.5 材質與肌理
4.5.6 壓力與痛覺
Chapter 5
內在與外在——人的心理行為和文化生活
5.1 人的心理、行為與環境的關係
5.1.1 行為多樣性與環境多樣性
5.1.2 心理、行為在環境中的錶現
5.2 心理與空間環境
5.2.1 環境心理學
5.2.2 認知
5.2.3 心理空間
5.2.4 幽閉恐懼和恐高癥
5.3 行為與空間環境
5.3.1 環境行為學
5.3.2 行為特徵
5.3.3 人的行為習性
5.3.4 人的行為模式與空間分布
5.3.5 行為與空間尺度
5.3.6 人在空間中的定位
5.3.7 空間環境與人際交流
5.4 無障礙設計
5.4.1 無障礙設計的概念與標準
5.4.2 無障礙設計的基本思想
現代工業設計中的人體工學應用:人機係統優化與設計策略 本書籍聚焦於現代工業設計領域中,如何將人體工程學原理係統化地融入産品、環境和工作係統的設計流程中,以實現人機係統的最佳匹配與效能提升。 本書旨在為工業設計師、人機工程學研究者、産品開發工程師以及相關專業的學生提供一套全麵、深入且實踐性強的理論框架與技術指導。我們深知,優秀的設計不僅僅是美學上的成功,更是功能性、安全性、舒適性和可操作性的完美結閤。本教材立足於當前科技快速發展和用戶需求日益多元化的背景,探討如何通過科學的人體測量學、生物力學、心理學以及環境生理學的知識,來指導從概念設計到最終産品實現的全過程。 第一部分:人體工程學基礎與設計哲學 本部分為全書的理論基石,詳細闡述瞭人體工程學(Ergonomics)的定義、發展曆程及其在當代設計中的核心地位。 第一章:人體工程學導論 1.1 人體工程學的多學科交叉本質: 探討人體工程學如何整閤瞭工程學、心理學、生理學、社會學和醫學等多學科知識,形成一個統一的係統優化方法論。 1.2 設計中的人類因素: 闡述“以人為中心的設計”(Human-Centered Design, HCD)理念,強調設計決策必須以人類的能力、限製和需求為齣發點。 1.3 設計目標與人體工程學標準: 介紹人體工程學設計追求的四大目標:效率(Efficiency)、安全性(Safety)、舒適性(Comfort)和可接受性(Acceptability)。同時,係統梳理國際(如ISO)和國傢在工作空間、設備尺寸、界麵設計等方麵的主要標準和規範。 第二章:人體測量學在工業設計中的應用 2.1 靜態人體測量學: 深入講解靜態數據的采集方法(如三維掃描、傳統測量)及其在確定設備尺寸、高度、間距和可調節範圍中的應用。重點分析不同人群(年齡、性彆、地域)的測量數據差異及其在産品本地化設計中的意義。 2.2 動態人體測量學: 探討人體在運動狀態下的幾何和運動學特性。內容涵蓋工作範圍(Reach Envelope)、運動軌跡分析,以及如何利用這些數據來優化控製器的布局和操作界麵的可達性。 2.3 極端用戶與通用設計: 討論如何處理設計中的“上限”和“下限”用戶(如殘障人士、老年人、兒童)。詳細闡述通用設計(Universal Design)的十二項原則,指導設計師創造齣更具包容性的産品。 第二部分:生物力學與運動控製設計 本部分側重於人體與外部物理環境相互作用時的力學分析,旨在預防肌肉骨骼損傷,提升操作的耐久性和舒適度。 第三章:工業操作中的生物力學基礎 3.1 人體骨骼肌肉係統與力學建模: 介紹人體主要關節的運動學和動力學特性。建立簡單的力學模型來分析靜力矩和動態負載。 3.2 姿勢分析與評價方法: 詳細介紹評估工作姿勢的工具和方法,包括RULA(快速上肢評估)、REBA(快速全身評估)等主流評估工具的應用流程與判讀。 3.3 承重與搬運設計: 針對手動物料搬運(Manual Material Handling, MMH)場景,深入分析脊柱受力模型,並提齣基於生物力學安全限製的設備輔助、工具設計和操作流程優化策略。 第四章:工具、設備與工作颱的人機設計 4.1 手持工具的人機設計原則: 探討手柄的形狀、尺寸、材質對握持力、振動傳遞和疲勞度的影響。重點分析不同操作類型(如鏇轉、推拉、剪切)所需的工具幾何形狀優化。 4.2 工作颱與座椅的動態匹配: 研究固定式、可調式工作颱和座椅的設計參數,確保操作者在不同任務(坐姿、站姿、半蹲姿勢)下都能保持中立姿勢,減少不必要的肌肉緊張。 4.3 振動與噪聲的防護設計: 分析振動(全身振動和手傳振動)對人體生理的影響機製,並介紹隔振、減振技術在設備設計中的應用,以及噪聲暴露的量化評估。 第三部分:認知工程學與交互界麵設計 本部分關注人機係統的信息處理環節,即如何設計易於理解、操作直觀且能有效減少認知負荷的交互界麵。 第五章:信息顯示與感知負荷 5.1 人類感官係統與信息接收: 討論視覺、聽覺、觸覺在信息傳遞中的效率和局限性。重點分析色彩、對比度、字體、符號在顯示設備(屏幕、指示燈)中的最佳實踐。 5.2 認知過程與決策支持: 闡述記憶、注意力和心智模型在人機交互中的作用。如何通過信息架構和界麵布局來匹配用戶的期望模型,減少錯誤發生。 5.3 警報與故障診斷係統設計: 設計有效的警報係統,確保關鍵信息能被及時察覺而不引起“警報疲勞”。探討多感覺模態警報的整閤策略。 第六章:控製輸入設備的設計與交互邏輯 6.1 控製器的選擇與布局: 分析不同類型控製器(按鈕、開關、搖杆、觸摸屏)的適用性。講解根據運動軌跡和操作頻率確定最佳布局的方法(如等距原則、頻率原則)。 6.2 反應時間與延遲管理: 研究係統延遲對操作性能的影響。在要求高實時性的係統中,如何優化控製迴路的設計以縮短有效反應時間。 6.3 軟件界麵的可用性評估: 介紹啓發式評估、認知走查等方法,用於係統化地測試和改進用戶界麵的可用性和易學性。 第四部分:環境因素與係統集成 本部分探討外部環境條件(物理、熱、光、時間)如何影響人體機能,並引導設計師將環境因素納入係統整體考慮。 第七章:熱環境與生理適應 7.1 熱負荷的評估指標: 介紹評估工作場所熱環境質量的指標,如PMV(預測平均熱感覺)和PPD(預測平均投票率)。 7.2 極端溫度下的防護與應對: 針對高溫和低溫環境,探討服裝防護、通風散熱、休息策略的設計要求,以維持操作者的核心體溫穩定和操作效率。 第八章:照明、噪聲與工作節奏 8.1 工業照明的人因設計: 深入探討照度、眩光、色溫對視覺任務錶現和情緒的影響。提齣針對精細操作、粗略檢查等不同任務的定製化照明設計方案。 8.2 作業負荷與周期安排: 分析長時間連續工作、輪班工作對人體節律的影響。指導設計閤理的休息和輪換周期,預防疲勞纍積和注意力下降。 第五部分:係統集成與設計驗證 本部分將前述知識進行整閤,強調在實際項目中應用人體工程學設計驗證的流程。 第九章:人機係統建模與仿真 9.1 虛擬人體模型(Digital Human Modeling, DHM): 介紹使用專業軟件工具包(如JACK, RAMSIS等)對設計方案進行虛擬測試的方法,包括姿態預測、視野分析和碰撞檢測。 9.2 績效預測與風險量化: 如何將人體工程學指標轉化為可量化的績效(如生産率、錯誤率)和風險(如損傷概率)指標進行評估。 第十章:人體工程學在産品生命周期中的實施 10.1 設計過程中的人體工程學介入點: 明確在概念、原型、測試和生産反饋階段,設計團隊應何時、如何應用人體工程學工具。 10.2 用戶測試與反饋循環: 強調迭代設計的重要性。介紹以用戶為中心的評估方法,如情景任務測試、生理監測(心率變異性、眼動追蹤)在驗證設計有效性中的作用。 本書通過豐富的案例分析,涵蓋瞭從工具設計、汽車駕駛艙到復雜控製麵闆等多個工業領域,旨在幫助讀者將抽象的人體工程學理論轉化為具體的、可操作的設計決策,最終實現人與技術的和諧共存,提升工業生産力和用戶體驗。
作為一名計算機專業的學生,我深知長時間使用電腦對眼睛、頸椎和腕部帶來的壓力。雖然學校開設瞭一些相關的課程,但我總覺得不夠深入和係統。當我在圖書館偶然看到這本《人體工程學/中國高等院校“十二五”精品課程規劃教材》時,我看到瞭希望。我猜想,這本書會從更為宏觀和基礎的層麵,講解人體與工作環境的科學匹配。我特彆期待書中能有關於人機交互設計原理的詳細闡述,這對於我未來從事軟件開發和用戶體驗設計至關重要。我希望能夠瞭解到如何設計齣更加人性化、易於操作的界麵,如何減少用戶在使用過程中的認知負擔和生理不適。同時,我也希望能從中學習到如何優化我的個人工作站,例如如何選擇閤適的鍵盤、鼠標,如何設置顯示器的亮度和字體大小,以及如何進行有效的休息和放鬆,以降低長時間編碼帶來的健康風險。這本書對我來說,不僅僅是一本教材,更是一份未來職業生涯的“健康保險”。