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人机工程学研究的主要内容就是“人－机－环境”系统，简称人机系统（Man-Machine System）。构成人机系统“三大要素”的人、机、环境，可看成是人机系统中三个相对独立的子系统，分别属于行为科学、技术科学和环境科学的研究范畴。以这三大要素作为基本结构，不仅着重三大要素本身性能的分析，而且更重视三大要素之间的相互关系、相互作用、相互影响以及三大要素间协调方式的研究，以便有效地发挥人的作用并为操作者提供安全和舒适的环境，从而达到提高工作效率的根本目的。围绕这一目的，着重研究以下几个方面的问题。 本文来自www.eadianqi.com （一）人 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
以人为本，研究人的行为特征及器官的功能为前提。例如，研究人体静态测量尺寸、动态测量尺寸以及人体四肢向不同方向伸展时达到的范围；研究人体各部分的出力、动作速度、频率以及习惯动作等；分析人体对各种负荷的反应速度、适应能力以及怎样工作才能减少疲劳和能量消耗；研究人体对各种环境因素的生理反应和承受限度；研究人在系统中的可靠性、人为差错率及其影响因素，以及人在劳动中的最佳心理条件等。这样才能有的放矢，设计出符合人生理、心理特点的设备、机械或工具，操作者在操纵时处于舒适的状态和适宜的环境之中，使人能更有效的做功。 本文来自www.eadianqi.com
（二）机 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
研究机器系统中直接由人操作或使用的部件设计。如各种显示器、操纵器、控制台、座椅、环境照明等，都必须适合于人的使用。如怎样设计仪表才能保证操作者看得清晰、认读迅速、误读率低；又如怎样设计操纵器才能使操纵者使用时得心应手、方便、省力而又高效等，这都要提供必要的人机工程学参数和具体要求。 本文来自www.eadianqi.com （三）环境 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 随着现代化技术和工业生产的发展，作业现场将会出现各种各样有害的环境条件，例如：高温、低温、照明、振动、噪声、污染、辐射以及气压变化等作业环境。为了控制作业中有害的环境因素，以保障操作者的安全、健康、舒适，并保证生产的高效，需要采取一系列的措施来改善和控制这些有害的环境条件。因此，必须研究和设计各种有害环境控制设备和保障人身安全的装置。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （四）研究人机系统的整体设计 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 为了提高整个人与机所构成的系统效能，除了必须使得机器系统的各个部分（包括它的环境系统）都适合人的要求外，还必须解决整个人机系统中人和机器的职能如何合理分工和相互配合的问题，即研究机器和人的各自特点，分析人机系统中哪些工作适合于机器承担，哪些工作适合于人担任，两者如何合理配合，人和机器之间如何交换信息等。不论人和机的结合方式如何，人与机之间的关系都可以用一个简化模型加以描述，如图1所示。又如汽车驾驶者的年龄差距是很大的，设计师就面临着怎样使得人体特征差异如此巨大的驾驶者群体中的大多数人，对轿车的使用性能都感到满意的挑战。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
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“人—机”间的配合与分工（也称“人—机功能分配），应全面综合考虑人与机的特征及功能，使之扬长避短、合理配合，充分发挥人机系统的综合使用效能。表1列出了人与机的特征机能比较，可供设计时选用参考。 本文来自www.eadianqi.com 表1 人与机的特征机能比较 本文来自www.eadianqi.com
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根据列表分析可知，人机合理分工为：凡是笨重的、快速的、精细的、规律的、单调的、高阶运算的、操作复杂的工作，适合于机器的承担；而对机器系统的设计、维修、监控、故障处理，以及程序和指令的安排等，则适合于人来承担。 本文来自www.eadianqi.com （五）人机界面设计 本文来自www.eadianqi.com
由图1可以看到，当机器运转时，它的工作状态由显示装置显示出来，操作人员感知到显示器上的指示信息和变化，经过大脑思考分析，并作出相应决策，再通过手、脚等操作控制器，实现对机器运转过程的调整。这是一个封闭的人机系统，在这个系统模型中，人与机器之间存在着一个相互作用的界面，称之为人机界面，人与机器之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性，而研究人机界面则主要涉及到两个问题，即显示与控制。好的人机界面美观易懂，操作简单，且具有引导功能，操作者感觉愉快，增强兴趣，从而提高效率。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 以计算机为代表的数码产品，由硬件系统与软件系统和人共同构成人机系统，人与硬件、软件结合而构成了硬件人机界面和软件人机界面。人机界面设计处理的是人与硬件界面、人与软件界面的关系。而硬件界面与软件界面之间的关系则通过计算机技术来解决。 本文来自www.eadianqi.com 硬件人机界面设计主要是指在人机交互过程中硬件产品的设计，包括计算机和数码产品的造型设计，其中信息输入设备有键盘、鼠标、光笔、跟踪球、触摸式屏幕、操纵杆、图形输入仪、声音输入设备、数据手套、视线跟踪器等，信息输出设备有屏幕显示器、投影仪、头盔显示器、声音输出设备、电视眼镜、打印机等（图2）。软件人机界面设计传统的有命令语言、菜单、填表界面等。随着多媒体技术的发展，出现了图形用户界面，用自然语言进行人机交互的方式等，其设计要求是人机界面应保持简单、自然、友好、方便、一致。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
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现在计算机与数码产品已普及到人们的日常生活中，因而人机界面设计就成为人机工程学重要的研究内容。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 |
