电子设备人机工程设计及应用PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　人机工程学概述 1

1.1.1 学科的概念和定义 1

1.1.2　人机工程学的研究对象 2

1.1.3　人机工程学的研究内容及与相关学科的联系 3

1.1.4　人机工程学发展概况 4

1.1.5　人机工程要素的标准化 5

1.2　以人为中心的设计和产品的可用性 7

1.2.1 以人为中心的设计 7

1.2.2　产品和工作系统的可用性 8

1.3　面向产品和系统的设计原则 10

1.3.1 工作系统设计的基本原则 10

1.3.2　工作空间和工作设备设计原则 11

1.3.3　工作环境设计原则 13

1.3.4　工作过程设计原则 13

第2章　基于人体尺寸的设计 15

2.1　人体尺寸测量及其数据 15

2.1.1　人体尺寸测量 15

2.1.2　中国成年人人体尺寸 16

2.1.3　ISO标准和军标中的人体测量数据 21

2.1.4　人体主要参数计算的经验公式 24

2.2　人体尺寸在设计中的运用 27

2.2.1　人体尺寸参数选用中的若干问题 28

2.2.2　使用者群体的满足度 29

2.2.3　人体尺寸百分位数在设计中的应用原则 31

2.2.4　人体尺寸参数在设计中的修正 33

2.2.5　产品（工程）功能尺寸的确定 35

2.2.6　人体模板及其应用 36

2.3　工作岗位尺寸的设计原则 39

2.3.1 工作岗位尺寸的类型 39

2.3.2　与作业无关的工作岗位尺寸 40

2.3.3　与作业有关的工作岗位尺寸 40

2.3.4　工作岗位尺寸的设计 42

第3章　基于人的生理心理特点设计 45

3.1　面向人机界面监控心理的设计 46

3.1.1　感觉与知觉 46

3.1.2　注意与记忆 47

3.1.3　思维与联想 49

3.1.4　学习与动力定型 49

3.1.5　定势与习惯 50

3.1.6　技能与能力 51

3.2　预防作业疲劳的设计原则 51

3.2.1　工作负荷 52

3.2.2　心理负荷 53

3.2.3　应激与紧张 54

3.2.4　精神疲劳 54

3.3　有关心理负荷的人机工程设计原则 55

3.3.1　一般设计原则 56

3.3.2　预防心理疲劳的设计原则 57

3.3.3　预防类疲劳态的设计原则 61

3.4　产品（系统）设计与创新中的心理学要素 63

3.4.1 面向用户消费心理的设计 63

3.4.2　产品创新中的心理学要素 66

3.4.3　创新思维技法 68

3.4.4 “思想要奔放，工作要严密”——创新思维的实现途径 70

第4章　面向人机系统总体设计 72

4.1　人机系统的设计原则和程序 72

4.1.1　人机系统设计的基本方法 72

4.1.2　系统的功能和任务分析 73

4.1.3　人机系统功能分配准则 75

4.1.4　作业分析与设计 76

4.1.5　人机系统的人机联系分析 78

4.1.6　人机工程设计过程 80

4.2　运行和管理系统设计 85

4.2.1　运行和管理系统中的人机工程问题 85

4.2.2　运行和管理系统设计需要考虑的要素 86

4.2.3　操作规程设计 89

4.3　人机系统环境条件要求 92

4.3.1 照明环境要求 93

4.3.2　微气候环境要求 98

4.3.3　噪声和振动环境要求 104

4.4　系统维修性设计 109

4.4.1　维修性设计的一般准则和人机工程要求 109

4.4.2　维修性设计要点 110

4.5　人机系统的评价 111

4.5.1　评价要点和工作程序 111

4.5.2　评价方法和设计改进 113

4.5.3　核查表和调查表法的应用及价值 115

第5章　面向视觉和显示界面的设计 117

5.1　视觉系统及其机能 117

5.1.1　视觉 117

5.1.2　视线和视野 119

5.1.3　视角、视距、视力 122

5.1.4　各视觉器官机能要素间的相互关系 123

5.2　视觉信号 125

5.2.1　视觉信号的分类和要求 125

5.2.2　信号与操作者之间的位置关系——视区划分 126

5.2.3　信号的对比度和视（认）度（可见度） 128

5.2.4　视觉信号表面色和灯光信号色 130

5.3　视觉显示器的显示设计 131

5.3.1　视觉显示器的类型和设计原则 131

5.3.2　模拟式显示器 133

5.3.3　透射照明显示器 138

5.3.4　功能集成式显示器 141

5.3.5　屏幕显示器 142

5.3.6　其他显示器 144

5.3.7　显示器的信号解释设计 148

5.3.8　显示器的选用 148

5.4　字符和图形符号的应用 151

5.4.1 文字符号的应用 151

5.4.2　图形符号的应用 154

5.5　作业的视觉工效 155

5.5.1 概述 155

5.5.2　影响视觉效果因素 156

第6章　面向触觉和操作界面的设计 158

6.1　操纵作业和触觉显示 158

6.1.1　操纵动作和作业姿势 158

6.1.2　操纵力 159

6.1.3　触觉显示器 163

6.2　操纵作业的作业区 163

6.2.1 坐姿操作手功能可及范围 163

6.2.2　控制台上坐姿操作区的划分 165

6.2.3　立姿手功能可及范围和立式屏操作区划分 167

6.3　控制器的几何定向与运动方向 168

6.3.1 三维方向和运动方向 168

6.3.2　控制器的操作方向 169

6.3.3　手动控制机构操作方向的标记 171

6.4　控制器的设计原则 172

6.4.1 控制器设计的工效学因素 172

6.4.2　控制器设计的一般原则 174

6.5　常用控制器的类型及其选用 178

6.5.1 各类常用控制器的类型和特点（GJB 2873） 178

6.5.2　常用控制器的主要参数 183

6.5.3　控制器的选用要点 189

第7章　面向听觉和通信界面设计 192

7.1　通信系统的人机工程问题及其设计步骤 192

7.1.1　概述 192

7.1.2　通信系统人机工程设计的若干问题 194

7.1.3　通信系统人机工程设计步骤 196

7.2　听觉信号系统设计 200

7.2.1 听觉信号的感知 200

7.2.2　听觉显示器 203

7.3　人—人间语言通信系统 205

7.3.1 语言通信系统的组成要素及设计步骤 205

7.3.2　噪声环境下的语言通信 206

7.3.3　语言通信网和广播系统 207

7.4　人—人间非语言通信系统设计 208

7.4.1　文本通信基础 208

7.4.2　文件体系和文件模板化 210

7.4.3　文本通信（数据通信）系统 213

7.5　人—机语音通信和多媒体通信系统应用 213

7.5.1　人—机间的语音通信 213

7.5.2　语音合成 215

7.5.3　语音识别和语音增强 215

7.5.4　多媒体通信系统 217

第8章　面向显示—控制系统界面设计 219

8.1　显示—控制系统要求 219

8.1.1 显示器、控制器及相互作用 219

8.1.2　显示—控制系统设计原则 221

8.1.3　显示—控制系统设计步骤 223

8.2　显示—控制界面的布局设计 225

8.2.1　基本原则 225

8.2.2　显示—控制的相应性 227

8.2.3　面板布局中的编组技术与功能区域表达 230

8.2.4　标记（标牌）设计要求 233

8.3　显示器和控制器的编码原则 236

8.3.1　编码的基本方法 236

8.3.2　视觉代码 238

8.3.3　听觉和触觉代码 243

8.3.4　应用要求和示例 245

8.4　报警系统设计原则 250

8.4.1　报警系统及其技术要求 251

8.4.2　报警控制系统——操作员响应系统 255

8.4.3　险情声光信号体系设计 257

第9章　面向人—计算机界面设计 260

9.1　人—计算机界面的人机工程学要求 260

9.1.1　人—计算机界面的要求 260

9.1.2　视觉显示终端（VDTs）的基本要求 261

9.1.3　人—计算机界面设计的标准化 262

9.2　视觉显示终端（VDTs）的总体设计 263

9.2.1　信息处理系统的任务设计 263

9.2.2　视觉显示终端设计的前提条件 263

9.2.3　视觉显示格式的设计 265

9.3　视觉显示终端（VDTs）设备的使用 269

9.3.1　视觉显示器的使用 269

9.3.2　输入设备的选用原则 270

9.4　软件的人机工程要求 273

9.4.1 软件设计的心理学因数 274

9.4.2　软件人机交互界面要求 275

9.4.3　软件维护界面要求 275

9.5　人—计算机对话原则和对话方式选择 277

9.5.1　人—计算机对话原则 277

9.5.2　人—计算机对话方式的选择 280

9.5.3　对话技术的选择和组合 283

9.6　多媒体用户界面软件设计原则 286

9.6.1　概述 286

9.6.2　多媒体设计原则 286

9.6.3　设计宜考虑的事项 289

9.6.4　设计和开发过程 290

9.7　多媒体用户界面的媒体选择和组合 291

9.7.1　媒体选择和组合的一般指南 291

9.7.2　设计问题和认知背景 293

9.7.3　信息类型的媒体选择 295

9.7.4　媒体整合 296

9.7.5　媒体组合模式示例 297

第10章　面向受限作业空间设计 300

10.1　受限作业空间 300

10.1.1　受限作业空间设计总则 300

10.1.2　人体作业的最小空间尺寸 301

10.1.3　双臂作业出入口的最小尺寸 302

10.1.4　单臂作业出入口的最小尺寸 303

10.1.5　单手作业出入口（伸入至腕关节）的最小尺寸 303

10.1.6　手指作业出入口（伸入至第一指关节）的最小尺寸 304

10.1.7　几种作业姿势所需工作区的最小尺寸 304

10.1.8　用于机械安全的开口尺寸确定原则 305

10.2　受限活动空间 305

10.2.1　作业人员的纵、横向活动间距 305

10.2.2　通道尺寸 307

10.2.3　工作岗位的活动面积 309

10.2.4　人体及肢体的自由活动空间 310

10.2.5　两级平面间的通路 313

10.3　安全空间 314

10.3.1 防止上肢和下肢触及危险区的安全距离 314

10.3.2　避免人体各部位挤压的最小间距 318

10.3.3　防止烧伤的安全距离 319

10.3.4　防止有害物质和有害因素的安全距离 320

10.4　防电击的安全措施 320

10.4.1　防电击的一般原则 320

10.4.2　利用遮栏或外壳的防护 322

10.4.3　带电部分置于伸臂范围之外的防护 324

10.5　个人的社会心理空间 324

10.5.1　个人心理空间 324

10.5.2　个人领域 326

第11章　面向控制室布局和工作站设计 328

11.1 控制室系统总体布局设计 328

11.1.1　控制室系统及布局设计的基本原则和步骤 328

11.1.2　控制室的总体布局要求 331

11.2　控制室设备的布置与组合 333

11.2.1　设备的布置要求和形状选择 333

11.2.2　共享显示屏的布置 335

11.2.3　控制室内工作站的布置要求 338

11.3　布局设计中的相关要素 339

11.3.1 人员流动和维修的通道 339

11.3.2　其他要素的考虑 340

11.4　工作站的布局和尺寸 340

11.4.1 工作站设计的基本因素 340

11.4.2　工作站的尺寸 344

11.4.3　工作站的其他要求 346

11.5　控制台设计 347

11.5.1　概述 347

11.5.2　控制台的人机工程设计原则 348

11.5.3　坐姿控制台的结构尺寸 350

11.5.4　立姿控制台的设计 354

11.5.5　应用参考图例 355

11.6　工作座椅设计 357

11.6.1　座椅设计原理 357

11.6.2　座椅设计 358

11.6.3　工作座椅及其应用 360

第12章　面向人的可靠性和安全性设计 363

12.1 人的可靠性和人因失误 363

12.1.1　人的可靠性 363

12.1.2　人因失误及其防止措施 367

12.1.3　人因事故的纵深防御系统 371

12.2　人机系统的容错设计 374

12.2.1 差错自动控制技术 374

12.2.2　冗余技术 376

12.2.3　防错、纠错技术 377

12.3　人机系统的安全性设计 379

12.3.1 安全性设计的基本途径 379

12.3.2　损伤防止设计 383

12.3.3　防护装置的设计和选用 385

12.3.4　应急系统 388

12.3.5 电气和电子系统的安全性设计 392

12.3.6　机械系统的安全性设计 395

12.3.7　监控、告警和标志 396

附录A 国际标准和国外先进标准 400

附录B 国家标准和行业标准 403

参考文献 408