学生课程设计（论文）
题目：基于人因工程学原理的键盘设计
学生姓名：学号：
所在院(系)：机械工程学院
专业：工业工程
班级：2010级
指导教师：职称：
2013年6 月25 日
教务处制
摘要
随着科学技术的发展，特别是计算机技术的推广和普及，计算机越来越多的应用在人们的日常生活中的各个领域；无论实在工作方面，还是在娱乐休闲方面，
计算机都扮演着重要的角色，在计算机的配件中当然有个重要的配件，那便是计算机重要的输入设备之一---键盘；键盘是人和计算机交互的一个主要界面，它集成了计算机的操作的功能；然而标准的键盘并不符合人机系统高效、舒适的要求不利于提高信息输入的效率；随着日常生活中使用键盘的时间和频率的增加以及键盘设计的不合理性，一些不健康的隐患也随之而来，比如称为“累积性骨骼肌肉损伤”这种职业病；另一个方面，键盘不合理的设计也会降低工作效率。因此最需要的是设计出符合高效、舒适、安全等要求的键盘。
在科学技术不断提高的背景下，我们所使用的产品就需要不断地改善和创新，从一定程度上来讲，每一次的设计应该都是一次创新的过程，作为科学技术载体的产品创新，是改进人类工作、生活方式进而促进社会进步的重要推动力，产品的创新是理性分析产生的，从设计变量来看，工业产品的材料、形态、尺寸、色彩、机理、技术原理等方面都可以成为创新的突破点。产品在设计过程中需要注意的是要依据“以人为本”的设计思想，充分考虑人的因素，并依据人因工程的理论为依据；注重人机交互，注重人与工具的和谐性。
关键词高效，舒适，人机系统，创新，以人为本，交互
目录
摘要 ..............................................................................................................................
1绪论 (1)
1.1课题研究的背景 (1)
1.2课题研究的目的和意义 (1)
1.3课题研究的内容 (2)
2 键盘设计所应用的基本理论和设计原则 (3)
3 常用键盘分析 (4)
3.1常用键盘的类型 (4)
3.2常用键盘材料 (5)
3.3按使用对象分类 (5)
4 键盘设计的原理和原因 (6)
4.1键盘设计的主要因素和原因 (6)
4.1.1键盘设计人手的因素 (6)
4.1.2键盘设计环境的因素 (9)
4.1.3键盘设计色彩的因素 (9)
4.2键盘设计材料 (9)
4.3键盘设计其它细节 (9)
4.4键盘设计的最终概念模型 (10)
结论 (13)
参考文献 (14)
1 绪论
1.1课题研究的背景
信息化时代的来临；导致我们日常生活中的工作和娱乐都离不开计算机，自然而然的就离不开计算机的输入设备—键盘，在今天，科学为我们创造了很多之前认为不可能的事情；就计算机而言就有很大的突破，对于键盘这样的输入工具就有很多种不同的类型，包括机械键盘、无线键盘、以及电容触屏的虚拟键盘等，也有不同数量的按键，不同的类型具有不同的优点和缺点；但是键盘的整体不过都是由主键盘区、功能键区、编辑键区和数字键盘区等四部分组成，也正是这样几个重要的部分的合理分布才能提高我们的工作效率与人体的舒适感觉，但是遗憾的是；就标准键盘而言，并不符合人机系统高效、舒适的要求，会大大的降低信息输入的效率，人在使用键盘中，容易滋生一些病理性的状况，出现的这些问题主要是长时间保持相对固定的坐姿和重复某一动作而形成强迫性体位，以致身体相应部位处于持续的紧张状态而导致局部神经和肌肉损伤。对于“累积性骨骼肌肉损伤”这种职业病，它与重复性，机械力和工作姿势有密切的关系。
对于现在已经有的键盘进行调查得出，可知不同地域的人，手的大小、形状等都是不一样的，而且对于不同的人对于键盘的材料和按键的形式都有不同的要求；甚至是对与键盘的颜色都有不一样的需要。综合考虑不同的人的不同需要，需要有能满足不同人的不同种类的产品，人们的不同的需求越多，然而现在已经具有的市场中缺乏能满足人们这些需求的东西，因此对于键盘的创新设计应运而生。
1.2课题研究的目的和意义
对于这样一个在我们生活中起着举足轻重的输入工具，如果能有那么一款有益于减轻操作疲劳，操作员感觉使用起来舒适、安全、高效的键盘，自然具有非凡的意义；例如，在你工作时一款这样的键盘能将你的工作时间缩短一两天，而且不会带来什么职业病；在你上网聊天和玩游戏时，即使使用很长的时间也不会觉得手疲软，而且不会存在什么“键盘手”、“鼠标手”之类的病理现象等等一系列的好处，这样的东西对于人们而言登顶会有很大的需求，然而需求是市场的源头，需求越多，渴望被满足的欲望越大，市场的空间就越大，产品的创新设计要做的就是来满足这些人的不同的需要。创新设计的出发点还是人，基于人手的形状与尺寸，来满足人的生理与心理的愉悦。综合上述情况，所以很有必要参考人
因工程学科中的理论对人们日常生活中常用的键盘进行优化设计和改善。
1.3课题研究的内容
本课程设计运用人因工程中的“人体测量”、“人机界面设计”、“色彩”、“材料”等方面的理论对所使用的键盘进行综合设计和改善；具体的内容可分为五部分。首先，对整个课程设计的背景、目的和意义以及内容进行简要的介绍；其次，键盘设计过程中所需要的人因工程学的基本理论和设计原则的介绍；其次，是对现在常用键盘的现状进行分析；再次，有针对性的对现状的不合理之处进行改善和设计，着重对键盘设计的原理以及这样设计的理由进行阐释；最后，对本课程设计做一个简要的总结，简单的梳理全文内容，指出本课程设计的不足。
2 键盘设计所应用的基本理论和设计原则
键盘设计的过程中所应用的理论主要包括控制器的设计理论，体力疲劳及其消除，色彩环境理论，噪声及其控制等。
（一）控制器的设计理论中主要是考虑工具的设计原则：①避免静肌负荷；
②保持手腕伸直；③使组织压迫最小；④减少手指的重复活动。
（二）体力疲劳及消除，体力疲劳一般分为四个阶段：①工作适应期；②最佳工作期；③疲劳期；④疲劳过度积累期；疲劳消除的途径可分为：（1）改善工作条件的方式
①合理设计工作环境；②改进设备和工具；③该进工作方法
（2）合理确定休息时间和休息方式
（三）色彩环境理论：主要是考虑键盘表面的颜色给操作者带来的不同的情绪感，例如暖色系颜色给人以兴奋感，可以激发人的感情和情绪，可以抑制人的感情和情绪，使人兴奋激情，精力旺盛，但也易疲劳；冷色系颜色给人以沉静感，可以抑制人的情感和情绪，使人沉着冷静和宁静的休息。其中黑色给人产生忧郁的感觉。合理利用色彩的情绪感觉，创造适应人的情绪要求的色彩环境。
（四）噪声及其控制;主要是对键盘按键时产生的噪音进行消除，噪声的消除方式主要有①选择发声小的材料；②改进设备的机械结构③采用吸声、隔声、消声等措施。
（五）人体测量;主要是对人的手的长度和手的宽度进行，并通过求平均值所在的百分位对键盘的按键的间隔和按键的行间隔进行设计。对于手的长度是指手保持僵直的状态下，从腕部的皱痕到中指尖的距离。而手的宽度则是指通过手掌的最大宽度，在掌骨的末梢，与把手、控制杆的设计有关。在测量数据的过程中需要的用到的工具主要有软皮尺和直尺等；
人体测量数据在设计中的使用原则主要有三大类；1、极端设计原则；2、可调范围设计原则；3、平均设计原则。
3常用键盘分析
3.1常用键盘的类型
对于现在我们常用的键盘无非是两大类；一类是笔记本的键盘，这类键盘一般都是86键的，如图1-1所示，另一类是外接键盘，这类键盘大多数具有104键，如图1-2；
图1-1 笔记本键盘
图1-2 外接键盘
按照键盘的链接类型可以分为USB连接的键盘和无线键盘等。
3.2常用键盘材料
根据使用的材料不同，键盘大致分为：硅胶，P+R（塑料键帽，硅胶底板），P+R+TPU三种。
按照按键的材质进行分类，目前常见的材质主要有HIPS、PC、ABS、ABS+PC、PBT、POM。比如HIPS是最便宜的工程塑料之一，但是冲击强度低，做出的产品很脆；对于PC材质而言，它无色透明和具有优异的抗冲击性；而ABS树脂的综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定，电性能良好等对于不同的材质具有不同的优劣。
3.3按使用对象分类
一般的键盘常用于台式电脑、笔记本和工控机三大类。其中的台式机的键盘，每个键盘按键紧密的排列在一起，而对于笔记本的键盘常采用的是分岛式键盘，每个按键都是孤立的这类键盘因为样子酷似巧克力，就称作巧克力键盘；所谓工控机即是工业控制计算机，工控机的键盘不管是在外观还是质地等等，都是多种多样的，如果要说工控机键盘和普通键盘的区别，主要是防护等级不同，但一般场合，用质量稍好点儿的普通键盘也可以了，特殊场合和特殊规则的地方就需要用到特制的工控机键盘。
4 键盘设计的原理和原因
4.1键盘设计的主要因素和原因
4.1.1键盘设计人手的因素
对于键盘上的按键的排列和外形进行设计，主要是根据现在已经有的各类键盘进行，同时参考人的一些要素，因此在设计键盘之前需要做的就是对人的手的形状有所认知，通过观察的形式取得人手的图片如下图4-1：
图4-1 人的双手及操作键盘是的姿势
从图中可以看出人在自然状态下手的姿势和操作普通键盘时手的姿势，依据上图作出手在操作时的简图，及改善后的简图如下图4-2：
图4-2 改善前后的手的姿势
在改善的过程中需要测量手的长度和宽度，并求所测量的数值的平均值，并依据平均值所在的百分位对键盘的按键的间隔和按键的行间隔进行设计，具体操
目前的操
作时手的改善后的
作如下：(单位/cm)
（1）在操作姿势上以人手的自然状态作为设计的参考，人在自然状态下相对于操作普通键盘时不会那么容易疲劳，现在大多数的键盘的操作时由于手腕的弯曲，特别容易疲劳，酸软。如下图4-3；
30度左右
手腕处易产生疲劳和酸软
图4-3 改善前手腕的状态
通过分析得，可以通过重新设计按键的排列方式来改善这种现状；总体思想就是讲按键的排列方式符合人的手的形状来满足手腕处的弯曲角度带来疲劳的问题。
图4-4 自然状态下的手
（2）根据手的长短和宽窄来分布键盘上的按键，来达到使操作者感觉舒适不易出错；测量常用键盘的人的手的长度和宽度，对所取得的数据记录如下表格：
图 4-6 手的宽度
根据表格中的测量数据求得其平均值得：
设手长为x i ；手宽为x j ，则分别求得手长的平均值50
50
1
∑==
i i
x
=
50
895
=17.9 手宽的平均值50
50
1
∑==
j j
x
=
50
7
.492=9.854 要求键盘按键的间隔能满足90%的人的使用要求，因此需用选择第5百分位和第95百分位，依据所求得平均值，求出键盘按键间隔设计的范围，以此作为设计的键盘按键间隔的标准。
查表得第5百分位和第95百分位的变换系数K=1.645
借助Excel 求得手长的标准差S
Di =0.44949;手宽的标准差S
Dj =0.365385
计算手长的第5百分位：
x 5
=_
X -S
Di
K=17.9-0.44949?1.645=17.2
第95百分问：x95=_X+S Di K=17.9+0.44949?1.645=18.6
计算手宽的第5百分位：x5=_X-S Dj K=9.854-0.365385?1.645=9.3
第95百分问：x95=_X+S Dj K=9.854+0.365385?1.645=10.4
在设计键盘按键的主键盘区的时，参考手的宽度的范围9.3～10.4cm将键盘左右边的按键的区域设置为宽度为10.4cm的宽度，由于键盘的左边的按键先对较右边少一列，因此左边的宽度设置为9.6cm。键盘的按键区域的纵向长度约为手的长度的四分之三，根据所求得的手长的范围17.2～18.6cm，选在长度为
18.2cm进行设计得3/4 ?18.2=13.65cm,以此数据作为键盘的纵向长度。
（3）另一个方面就是操作者的手一般都是悬空的没有承托之处，容易产生疲劳，因此在键盘的下部进行加长，并添加可以放手的地方，能在输入信息的时候将手腕处放在上面来降低疲劳；放手处的材料选择软而且贴合人手腕形状的材料。
4.1.2键盘设计环境的因素
从光线强弱的角度进行考虑，无非就是一种明亮的环境和一种光线较暗的环境，这两种情况构成了我们工作和学习的光线环境；还有就是一般的键盘在操作过程中还容易带来一些噪音，这些都是设计中需要避免的部分。因此考虑将键盘的按键上设计成夜光的形式避免操作的失误，针对键盘的按键产生的噪音则主要是从按键的材质方面进行改善；例如，可以采用硅胶材料或是采用红外线阻隔来取代弹簧片。
4.1.3键盘设计色彩的因素
在人因工程学中学到不同的色彩对于人而言具有不同的影响，颜色的不同也会给人带来不同的情绪感；例如明度较高而鲜艳的暖色，容易引起人的疲劳，明度较低、柔和的冷色，使人有稳重和宁静的感觉；暖色系容易给人以兴奋感，可以激发人的感情和情绪，使人兴奋激情，精力旺盛，但是易疲劳，冷色系颜色给人以沉静感，使人沉着冷静等等；在设计键盘的时候综合工作和娱乐的需要来设计不同的颜色的键盘；例如，是那种需要冷静思考的工作则可以将键盘设计为冷色系的颜色，比如青色、绿色、蓝色等；如果某种工作需要旺盛的精力的投入，则可以选择暖色系的键盘，比如红色、橙色、黄色等。然而现在的键盘大多为黑色的色调，然而黑色容易使人产生忧郁的感觉。
4.2键盘设计材料
不同的材料会给人带来不一样的使用体验，因此键盘设计时根据需要来选择适合的材料，充分考虑到减小按键过程中的噪音问题和材料粗糙而造成的不舒适
的感受；另一部分需要考虑的是键盘的下部承托手的部位的材料不能太硬，相反要采用软质的材料，避免给手腕带来由于挤压而带来的损伤。
4.3键盘设计其它细节
在使用键盘的过程中如果能将很多常用的按键进行整合，在键盘上同时加入“保存”按键、“声音调节”按键、“快进和快退”按键等的融合可以大大的提高工作效率；另一个主要的部分，便是在键盘的右手边融入触屏的功能，便可以不免抬手去操作鼠标的过程。
4.4键盘设计的最终概念模型
键盘的设计和改善后的概念模型如下图所示；主要由四大部分组成，如图4-5是设计的键盘的整体效果图；图4-6是键盘的主键盘区，这一部分主要是将左右手操作的按键彻底分开，并添加一个主机箱的开关按钮，方便关机和重启；键盘的功能键区和方向键如图4-7；数字键盘见图4-8，这两部分没有太大的改变；最后是在键盘的最右边加入了音量调节和快进快退按钮，以及触摸面板的设计,特别是触摸面板减少了在操作过程中再次操作鼠标的过程，减少了工作的步骤。
图4-5 设计的键盘的整体布局
图4-6 主键盘区
图4-7 功能键区及方向键
图4-7 数字键区
图4-8 触摸面板和音量调节及快进快退按钮
5 结论
本课程设计主要是基于人因工程学的理论对键盘的设计，运用了人因工程学中的控制器设计理论；体力疲劳及消除方式；色彩环境理论；噪声及其控制等理论，设计出了符合人因工程学原理的键盘。
在键盘设计的过程中主要是对现有键盘的一些不足进行分析，综合考虑人的因素对新的产品的设计原理以及这样设计的原因进行了阐释，并对人的手的在工作时的自然状态和工作状态进行了图形解释；在以人因工程学为依据，基于人的因素，色彩的因素以及材料的因素等方面进行分析，最终确定新产品的设计。
本文关于键盘设计还有很多未考虑到的影响因素，存在一定的不足之处，比如说设计产品的经济性、可行性以及实用性等方面的内容，但整体来看，此文章达到了相关要求。
参考文献
[1] 郭伏，钱省三.人因工程学[M].机械工业出版社.2007
[2] 吕志强.人机工程学[M].机械工业出版社.2006
[3] 孙林岩，崔凯，孙林辉.人因工程[M].科学出版社.2011
[4] 蒋祖华.工业工程专业课程设计指导[M].机械工业出版社. 2006
[5] 米勒.室内设计色彩概论-S[M].上海人民美术出版社.2009
攀枝花学院 学生课程设计（论文） 题目：基于人因工程学的 某餐馆优化再设计 学生姓名：刘璐学号：3018 所在院(系)：机械工程学院 专业：工业工程 班级：2010级工业工程 指导教师：蒲光华职称：讲师 2013年6 月24 日 攀枝花学院教务处制 摘要 随着社会的进步，人的价值日益受到尊重。安全、健康、舒适等因素在工作系统设计和评价中必将受到广泛重视。近年来，随着人们财富的不断积累，人们对生活水平的追求也在不断的提高。 本文主要探讨人因学在餐饮酒店业的应用，了解并初步掌握设计的一般程序和方法、室内设计的全过程，并以此为核心，对室内设计过程中所涉及的设计理论相关知识和内容作全面系统的训练，针对餐馆作业环境、作业空间以及室内色彩设计的概念、过程和方法分析照明环境、颜色环境、噪声环境、微气候环境及空气环境，通过这些分析来改进酒店的经营管理方式和设施布局，最大化的给顾客一个温馨，舒适的环境。从不同的角度来阐述人因学的应用。对餐厅内的整体布局进行优化再设计，使整体布局达到最佳的效果，为顾客提供一种舒适的 就餐环境。 关键词人因工程学，设施布局分析，作业空间分析，优化再设计
目录 摘要 (Ⅰ) 1 绪论………………………………………………………………………………..错误！未定义书签。 1.1课题研究的背景.............................................................................. 错误！未定义书签。 1.2课题研究的目的和意义.................................................................. 错误！未定义书签。 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.3课题研究的内容.............................................................................. 错误！未定义书签。 2 课程设计的理论概述……………………………………………………………..错误！未定义书签。 2.1 人体测量的理论依据..................................................................... 错误！未定义书签。 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1.3 人体测量的数据应用......................................................... 错误！未定义书签。 2.2色彩的理论描述.............................................................................. 错误！未定义书签。 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.3 照明的理论描述............................................................................. 错误！未定义书签。 3 餐馆的人因工程学设计与改善 ........................................... 错误！未定义书签。 3.1 餐馆的桌椅改善............................................................................. 错误！未定义书签。 3.1.1 餐馆桌椅数据测量结果..................................................... 错误！未定义书签。 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2餐馆色彩的人因工程学优化.......................................................... 错误！未定义书签。 3.3餐馆照明的人因工程学优化.......................................................... 错误！未定义书签。 4 改善后的餐馆布局………………………………………………………………错误！未定义书签。 4.1 桌椅改善分析................................................................................. 错误！未定义书签。 4.2 照明改善分析................................................................................. 错误！未定义书签。 4.3 餐馆色彩改善分析......................................................................... 错误！未定义书签。 5 课程设计小结……………………………………………………………………错误！未定义书签。 参考文献……………………………………………………………………………..错误！未定义书签。
《人因工程》课程设计 题目：人因工程在交通信号灯中的设计与应用 学院：机电工程学院 专业班级： 14工业工程二班 姓名：汪长鑫王浩 学号: 1401040210 1401040222 时间： 14-15周 指导教师：吴海
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电脑键盘教学设计 宿豫区实验初级中学赵海英 教材分析： “认识电脑键盘”这节课是学生继学会鼠标的使用后，学习键盘的第一节课。本课系统地学习了键盘的分区以及一些特殊功能键的作用，是一节基础课。通过本课的学习为学生以后学习键盘指法、熟练使用键盘打好基础，同时培养学生爱护电脑设备，正确使用电脑的好习惯。 教学目标： 知识目标：1、了解键盘的分区和各分区的用途。 2、掌握用键盘输入字母、数字、符号的方法。 3、掌握常用的功能键作用。 能力目标：1、培养学生自主探索学习的能力。 2、培养学生的观察能力和动手能力。 3、培养学生之间分工合作，相互配合的能力 情感目标：1、培养学生正确使用电脑爱护电脑设备的好习惯。 2、培养学生与人合作的精神。 3、激发学生学习信息技术的兴趣，提高学生的信息素养。 教学方法： 本节课坚持“以教师为主导，学生为主体，发展能力和提高素质为主线”的启发式教学思想，努力为学生创设开放式的学习环境。 1、诱思探究导学法。诱思探究导学法主要体现“诱、导”两个环节。首先是诱发学 生学习动机，主要用于引入新课和教学键盘的分区环节；其次是创设探索实践的 教学环境，导正学生的思维航向，以实现教学目标。 2、发现法。“授之以鱼不如授之以渔”。信息技术课的首要任务是培养学生的信息技 能。在教学过程中，我有意识地引导学生学会发现问题、善于提出问题、掌握学 习规律、提高学习能力，最后让学生自己来学习掌握知识和技能。如教学特殊功 能键的用法环节。 3、此外，本节课我还通过任务驱动法、自学探究法、合作学习法、激励教学法等， 多种教法和学法灵活运用。 教学重点：键区的分布，输入字母、数字、符号的方法。 教学难点：各种常用功能键的作用和用法。 教学准备：
人因工程研究的现状及发展趋势 宋寒梅 （湖南大学机械与运载工程学院 20110407105） 摘要：以人因工程学科研究方向和对象范畴为基础，以2001年~2005年人因工程各研究领域发表文章关键词和主要相关杂志内容检索统 计为依据，通过对已检索文献的阅读和比较，分析了21实际最初五 年国内外人因工程学研究的内容和特征。对国内外人因工程研究的热点问题进行了比较分析，并对所用的研究方法及应用对象进行比较。最后，结合国内科学技术水平和社会环境发展现状，提出了人因工程学在我国的发展趋势，并对其今后的研究方向提出了建议。 关键词：人因工程学；研究方法；比较分析；研究热点 1.引言 人因工程学是近几十年发展起来的边缘学科，该学科从人的心理、生理等特征出发，研究人-机-环境系统优化，以达到提高系统效率，保证人的安全、健康和舒适的目的。人因工程研究领域涉及到几乎所有与“人”有关的系统。国外人因工程学科的发展经历了萌芽时期（科学管理），初始阶段（疲劳研究、人员选拔和培训）、成长阶段（人机界面设计）和发展阶段（应用领域和应用范围不断扩大）。我国的人 因研究比国外晚20年~50年，真正的发展是在1980年以后，主要以学习和引进西方人因工程理论和方法为主。 人类社会进入21实际，信息技术和制造技术的飞速发展改变着 人们的生活和工作方式，人的因素的影响和作用日益得到重视。与此
相关的人因工程学科在理论研究及应用上取得了丰硕的成果，新的研究领域不断诞生并发挥着重要的作用。本文通过对国内外人因工程研究成果进行对比分析，比较其研究内容和研究方法上的异同，明确研究热点，进而把握人因工程学科的发展方向。 2.国内外人因工程学研究现状 2.1国外人因工程学研究现状 一直以来，我国理论界对国外人因工程学研究规模和成果的分析鲜有涉猎，因此本文首先进行了大量的英文文献阅读与翻译的准备工作，并通过专家咨询、因子分析，最终确定与人因工程学研究、应用和相关的外文期刊。其次，统计了从2001年1月到2005年6月为止的共1416篇英文文献，对其内容进行了逐一分析、统一甄选和聚类。 总体来看，国外涉及人因工程研究的期刊较多，发表的论文旨在解决生产、生活中的实际问题，研究热点不断更新，适应社会经济发展，领导学术前沿。国外近五年人因工程研究内容包括人体研究、工作负荷与职业健康、作业环境研究、作业场所改善与作业方法研究、人因工程与行业研究、特殊人群研究、产品设计与评价、人机系统整体研究、组织和管理中的人因工程研究，以及人因工程项目成本绩效分析。图1描述了不同研究领域论文所占比重。
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人因工程学课程设计说明书 题目：学生宿舍公共洗漱室的 人机学研究与设计小组： 成员姓名： 班级学号： 完成时间： 成绩： （学校） （系别）
目录 《人因工程学》课程设计任务书 (1) 课程设计说明书 (2) 前言 (3) 一、选题的目的 (3) 二、选题的意义 (3) 三、设计程序 (3) 第一部分评析准备 (4) 一、实地调研考察 (4) 1.1、洗漱室实际情况及调查表 (4) 1.2、问卷结果整理 (8) 1.3、问卷结果分析 (16) 第二部分人机评价及改进准备 (17) 一、洗漱室的整体布局评价 (17) 2.1.1、门的宽度 (18) 2.1.2、门的位置 (18) 2.1.3．人均使用面积 (19) 二、水龙头的使用及其与水管材料评价 (19) 2.2.1 水龙头的清洁及损坏 (20)
2.2.2 水龙头的使用空间 (20) 三、水龙头的水流的评价 (20) 四、洗漱室水槽的评价 (21) 2.4.1、水池太浅 (22) 2.4.2、水槽的高度 (23) 五、晾衣绳的高度评价 (24) 六、洗漱室的灯光评价 (25) 七、地板湿滑积水评价 (28) 2.7.1 地板湿滑 (28) 2.7.2、地面积水 (28) 第三部分改进设计 (32) 一、洗漱室的空间布局的设计改进 (32) 二、洗漱室水槽的设计改进 (33) 三、洗漱室的排水系统 (35) 第四部分设计评价 (38) 总结 (39) 参考文献 (40) 附录 (41)
《人因工程学》课程设计任务书 一、设计题目 《学生宿舍公共洗漱室的人机学研究与设计》 二、设计任务 通过调研考察，分析现有学生宿舍洗漱室的人机关系是否合理，并结合所学《人因工程学》原理，对其进行调整设计，使得公共洗漱室能够得到更好地使用。
第一课键盘结构及指法练习教案 教学目标： 1、知识与技能目标：掌握基本键键位、手指分工和正确的打字姿势。并培养学生的文本输入能力。 2、过程与方法目标：通过金山打字通软件，让学生熟练基本键位与手指的正确分工。 3、情感态度与价值观：培养学生对打字的兴趣，养成良好的键盘操作习惯。 教学重、难点： 1、重点：正确的击键姿势、方法和技巧。 2、难点：找准基本键和手指分工，正确的运用指法。 教学课时：二课时 学习设施、设备：计算机，金山打字通软件 教学方式：上机讲解 教学过程： 一、组织教学 二、导言： 同学们，你们是否经常要用电脑写一些东西呢？使用键盘输入是一种最基本的方法，而高效的键盘输入就需要有熟练的指法。本节课我们就来学习一下。 三、新授 通过多媒体展示课件。
一、键盘结构 键盘上分布有101个键，为国际通用标准键盘。101个键错落有致地排列成四个键区：打字键区、功能键区、光标控制键区和小键盘区。 1、打字键区 打字键区是键盘的主要键区，又称主键盘，盘中各键布局与标准英文打字机键相似。不过键区中增加了一些键，有的键也增加了附属的控制功能。打字键共有58个键，按各自的作用可分为四类：字母键、数字键、特殊字符键、特殊功能键。 特殊功能键： （1）Enter键：回车键 （2）Shift键：上档键 （3）Ctrl键：控制键 （4）Alt键：转换键 （5）SPACE键：空格键 （6）Esc键：强行退出键 （7）Backspace键：退格键 （8）Caps Lock键：大小写锁定键 （9）TAB键：制表定位键 2、功能键区 功能键区位于键盘的最上方。其中Esc键常用于取消已执行的命令或取消输入的字符，在部分应用程序中具有退出的功能；F1——F12键的作用在不同的软件中有所不同，按F1键常用于获取
人因工程学案例 积极的案例 1、过去路标牌是用一般的油漆作为涂料的，现在路标牌全部用反光油漆， 夜间司机可以借助路标牌反射自身车灯的光线，在很远的距离就可以看 见路标牌，提醒时间提前，使司机有更充足的准备时间。并且，该油漆 还有一个特点，就是反射光线是有特定方向的，司机只能看到自己车灯 的反射光。这样避免其他汽车光线产生的眩光伤害司机眼睛，使之不能 看清前面的路况。 2、肯德基麦当劳等快餐点的设施布置是很人性化的。例如洗手间水池一高 一低，考虑了儿童实际身高条件。另外，他们均设置了单人的就餐环境， 面向墙或窗外的餐桌适合单个顾客就餐，符合人的心理需要。 3、汽车是人因工程应用比较多的地方。首先座椅是根据销售地人群的实际 身体条件设计的，还具有调节功能，司机可以根据需要进行调节。其次， 汽车的紧急制动是用手来操作的，而脚只负责非紧急情况下的制动，由 于手动比脚踩要迅速的多，所以在紧急情况下，需要手动制动。 4、卫生间的设计应更多地考虑人的因素，当前流行卫生间装修，马桶的颜 色选褐色，蓝色等，但是人体的尿液是通过颜色来反映人身体是否有某 种疾病的，用彩色的马桶会掩盖尿液的颜色，从而不能及时发现身体的 疾病。 5、楼层日光灯的开关以前是灯绳控制的，这种开关的缺点是灯泡怀掉需要 更换时不知道开关是通的还是断的，未切断电源更换灯泡更容易造成危险。现在采用按钮式开关，可以一目了然地看到开关的通断情况，避免 上述危险的发生。更先进的开关还有声控式开关，这类开关仅在有声音 的情况下自动接通电源，声音消失自动切断电源。这样省去了人的操作， 而且更加节约能源。 6、手机是现代化的通信工具，但是在很多情况下手机来电铃声会打扰别人 的工作和休息，带有震动功能的手机就很容易避免这种问题。 7、在机动车道拐角出的建筑物通常会有圆角或斜角，对于要转弯的司机来说，看不见弯道的路况，容易发生事故，图 二布局，司机视野开阔，可以降低事故发生概率。 8、过去的笔记本是固定装订的，记不同课程的笔记不得不按照笔记本的顺 序记录，这样到复习时，各科笔记混在一起，非常不便。现在笔记本是 活页的，记笔记只需要拆下一张活页纸，到复习阶段，很容易把各科笔 记整理在一起便于阅读。 9、微软公司的word 文字处理系统非常人性化。其中它可以自动保存当前 所编辑的文档，在断电或电脑故障后还能提取最新的文档，不用从新编 辑所有文档。 10、城市里的步行街也考虑了盲人行走的需要，设置了盲人专用的道路，用有特殊纹路的瓷砖铺设，并且取消一切台阶，收到盲人的好评。 消极的案例 1、原西安交大管理学院大楼内，教室门上没有透明的玻璃窗，来上自习的 同学必须推开门才能看到该教室有没有空座位。这样打扰了室内同学的
学生课程设计（论文） 题目：基于人因工程学原理的键盘设计 学生姓名：学号： 所在院(系)：机械工程学院 专业：工业工程 班级：2010级 指导教师：职称： 2013年6 月25 日 教务处制 摘要 随着科学技术的发展，特别是计算机技术的推广和普及，计算机越来越多的应用在人们的日常生活中的各个领域；无论实在工作方面，还是在娱乐休闲方面，
计算机都扮演着重要的角色，在计算机的配件中当然有个重要的配件，那便是计算机重要的输入设备之一---键盘；键盘是人和计算机交互的一个主要界面，它集成了计算机的操作的功能；然而标准的键盘并不符合人机系统高效、舒适的要求不利于提高信息输入的效率；随着日常生活中使用键盘的时间和频率的增加以及键盘设计的不合理性，一些不健康的隐患也随之而来，比如称为“累积性骨骼肌肉损伤”这种职业病；另一个方面，键盘不合理的设计也会降低工作效率。因此最需要的是设计出符合高效、舒适、安全等要求的键盘。 在科学技术不断提高的背景下，我们所使用的产品就需要不断地改善和创新，从一定程度上来讲，每一次的设计应该都是一次创新的过程，作为科学技术载体的产品创新，是改进人类工作、生活方式进而促进社会进步的重要推动力，产品的创新是理性分析产生的，从设计变量来看，工业产品的材料、形态、尺寸、色彩、机理、技术原理等方面都可以成为创新的突破点。产品在设计过程中需要注意的是要依据“以人为本”的设计思想，充分考虑人的因素，并依据人因工程的理论为依据；注重人机交互，注重人与工具的和谐性。 关键词高效，舒适，人机系统，创新，以人为本，交互 目录 摘要 ..............................................................................................................................
《人因工程学》课后复习思考题答案 郭伏、钱省三主编 第一章 一、简述人因工程学的定义。 答：人因工程学就是按照人的特性设计和改进人一机一环境系统的科学。 人一机-?环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统，也可以简称为人一机系统。 为了实现人、机、环境之间的最佳匹配，人因工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。其标志是使处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活。 二、人因工程学的发展历程经历了哪几个阶段？ r萌芽时期（2。世纪初期） J 人因工程学的兴起时期（1910—1940年） ] 人因工程学的成长时期（1940—1960年） I 人因工程学的发展时期（I960年以后） 1.人因工程学的萌芽时期 20世纪初，美国人泰勒（科学管理的创始人）进行了著名的铁铲实验和时间研究实验，他还对工人的操作进行了时间研究，改进操作方法，制定标准时间，在不增加劳动强度的条件下提高了工作效率。 与泰勒同一时期的吉尔布雷斯夫妇开展了动作研究,创立了通过动素分析改进操作动作的方法。 在这一时期，德国心理学家闵斯托伯格倡导将心理学应用于生产实践，其代表作是《心理学与工业效率》，提出了心理学对人在工作中的适应与提高效率的重要性。 20世纪初，虽然己孕育着人因工程学的思想萌芽，但人机关系总的特点是以机器为中心，通过选拔和培训使人去适应机器。由于机器进步很快，使人难以适应，因此大玷存在着伤害人身心的问题。 2.人因工程学的兴起时期 这一?阶段处于第一次世界大战至第二次世界大战之前。第一次世界大战为工作效率研究提供了重要背景°该阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。 自1924年开始，在美国芝加哥西方电气公司的霍桑工厂进行了长达8年的“霍桑实验”, 这是对人的工作效率研究中的一个重要里程碑。实验得到的结论是工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，还发现组织因素、工作气氛和人际关系等都是不容忽视的因素。 3.人因工程学的成长时期 这一阶段包括笫二次世界大战至20世纪60年代。二战以前，人与机器装备的匹配，主要是通过选拔和培训，使人去适应机器装备。
课题：我校二楼食堂全触屏多功能售票机人因工程课程设计学院：长春工业大学机电工程学院 专业:工业工程 班级：100110班 姓名：常幸福（20100357）
人因工程课程设计 一、设计题目及其说明 (3) 二、调研与分析 (3) 三、方案构思、多方案的对比与抉择 (4) 四、设计说明 (5) ㈠、整体外形图(具体尺寸图参见附录) (6) ㈡、人机界面设计流程图 (6) 1、购票功能 (6) 2、充值功能 (8) 3、缴费功能 (9) 4、建行ATM取款机功能 (10) ㈢、设计说明 (10) 1、对多动能售票机整体外形的设计说明 (10) 2、人机显示界面的设计 (11) ⑴、字符形状和大小设计 (11) ⑵、显示屏亮度 (12) ⑶、文字信息 (12) ⑷、色彩功能分析 (13) 五、设计小结 (14) 六、参考文献 (15) 七、为下一届学弟学妹留的作业 (15)
一、设计题目及其说明 食堂全触屏多功能售票机 针对我校饮食中心二楼的人因工程分析与改善，根据我们的调研分析发现食堂存在诸多问题，二楼饮食中心每天前去吃饭的人相对其它楼层较多，尤其在开学初和每周一的时候总是有大量的学生在排队等候饭卡充值或者打印小票，看到此景会联想到科研楼取款机前也具有类似的情形，根据此种状况我们设计了食堂全触屏多功能售票机。它集合了打印小票、饭卡充值、电话缴费和ATM取款机的功能。 二、调研与分析 我校饮食中心二楼进过假期的维修改善后已经有了一定的进展，但是经过一学期的使用和调试，仍然还有许多不尽人意的地方。通过我们的实地考察，发现二楼食堂还有许多地方需要改善。诸如： 1、餐桌的高度设计就不是很合理，有的人必须的大幅度弯腰才能 吃到放在餐桌上饭； 2、餐桌的大小也不太合理，如果俩人互相坐对面只能放下餐盘， 其他的饮料或者碗碟就没有地方可放； 3、有的座椅也不符合人的臀部体型，有时坐着还容易向下倾斜滑 下； 4、餐桌椅的颜色太单一，没有给人留下美感，从而影响到食欲； 5、餐窗口的设计没有考虑到由于冬天天气冷会产生雾气，导致学 生看不清窗口里面摆放的是什么饭菜；
《认识键盘》教学设计 一、教学目标 知识目标： 1.了解键盘的四个分区。 2.掌握主键盘区字母键、数字键、符号键的名称和分布规律。 3.掌握主键盘区中部分特殊控制键的作用及使用方法。 技能目标：熟练运用主键盘输入字符。 情感、态度与价值观目标：初步体验键盘输入的重要性，培养学生的学习兴趣，提高学生的键盘输入水平。 二、教学重点与难点 【重点】：主键盘区的四个控制键：Enter、Backspace、Shift和Caps Lock 作用和使用方法。 【难点】：掌握Caps Lock键的使用。 三、教学设计说明 《认识键盘》是键盘学习的第一课时，本课是键盘操作的开门篇,旨在让学生熟悉键盘，为下面指法的学习打下很好的基础。本课主要任务让学生整体感知键盘，了解四个分区，掌握一些特殊键的使用。课堂预设通过一则谜语导入，激发学生的兴趣。教学环节遵循让学生自主尝试，自我解决的原则，老师作为活动的组织者。首先通过学生观察键盘，了解学生对键盘的熟悉程度，进而由学生在数键盘过程中体会键盘的分区。然后重点解决四个特殊控制键的使用方法，用一组闯关游戏抛出问题，让学生去试，
去研究。整个教学过程中，以任务作驱动，先让学生去尝试，然后学生自主地发现问题，解决问题。学生在不断地尝试中，感受成功，体验学习计算机的快乐。 四、教学过程 一、谜语导入，激发兴趣 师：大家喜欢猜谜语吗？今天老师给大家带来了一则谜语，想猜吗？谜面是这样的： 有户人家真奇怪，房子区域分四块。 有的面积大，有的面积小； 有的成员多，有的成员少。 别看它们不起眼，使用电脑离不了。 (打一电脑组件)（课件出示） 大家同意吗？对，谜底就是键盘。今天这节课我就和大家一起来认识认识键盘。（出课题） 【设计意图】由学生感兴趣的猜谜语来引入，激发学生学习兴趣，并且谜面暗示了键盘的分区和它的重要性。 二、自主探索，熟悉键盘 （一）触摸键盘整体感知 师：现在我们就一起和键盘来一次亲密接触！下面请大家把自己的键盘轻轻地拉出来，仔细观察一下，键盘上都有哪些键？（……）平时你都用过哪些键？那大家知道你的键盘上一共有多少个键吗？数数看!（学生
《人因工程学》课程教学大纲 课程代码：010341001 课程英文名称：Human Factors Engineering 课程总学时：40 讲课：32 实验：8 上机：0 适用专业：工业工程 大纲编写（修订）时间：2017.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 人因工程学是近几十年发展起来的一门交叉性应用科学，它研究的内容涵盖范围很广，与实际联系非常紧密，是一门很有应用价值的学科，是工业工程专业学生的一门必修课。 这门课主要研究人—机—环境这三者之间的相互关系，通过恰当的设计和改进这些关系，使工作系统获得满意的效果，同时保证人的安全、健康和舒适。 通过本门课程的学习，使学生能够了解人体的生理和心理特点，掌握工作场所环境评价的方法以及作业空间设计的原则等一些人因工程学的基本理论知识，并能通过在相关实验中亲自动手，形成一定的实践能力，为学生将来从事实际工作做准备。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 通过本课程的学习，使学生了解并系统掌握人因工程学所涉及到的相关知识，学会运用人因工程学的方式方法去解决实际问题。在教学过程中，旨在培养学生广阔的视野、从多学科角度去看问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生一种系统的观点和综合的能力，并通过实验环节的实际操作使学生增强实践的意识和能力。 （三）实施说明 1.本课程宜采用多媒体教学，以便更好地展示学科的研究成果、使用设备及应用案例。 2.教师应引导学生掌握人因工程学的基本概念，工作环境衡量指标的测定、评价和改善，体力工作负荷与脑力工作负荷的测定、疲劳的消除，并培养学生能够运用所学进行作业空间设计、人机系统与人机界面的设计与评价。 3.教师在授课过程中可以根据实际情况酌情安排各部分学时，课时分配表可供参考。 （四）对先修课的要求 具备一定的数学、机械、管理、生理及心理等方面的基础知识并已修完相关课程。 （五）对习题课、实践环节的要求 结合所学内容安排1-2次习题，布置学生课后完成，巩固所学内容。 本课程共有8学时实验，实验环节的安排如下所示： 生理因素实验2学时 测定人在不同色彩及光强的闪光融合频率值；测定响度绝对阈限值。 反应时测试实验2学时 对声音和光信号左右手简单反应时测定；对不同光信号的选择反应时测定。 环境照明与生产效率关系测定实验2学时 描述等照度曲线；测定并计算平均照度；简单方法测定和估算反射率；描述照明—工作效率曲线。 环境噪声测定实验2学时 用HS5633B型通用声级计测量工业企业或周围环境的噪声值。 （六）课程考核方式 1.考核方式
鼠标设计的人体工学研究 人体工学是诞生于第二次世界大战后的一种技术，除了我们常见的造型设计外，人体工学实际上还包括了如按钮的位置安排、说明文字的设计等多种方面。而概括来说，实质上，所谓人体工学，在本质上就是使工具的使用方式尽量适合人体的自然形态，这样就可以使用工具的人在工作时，身体和精神不需要任何主动适应，从而尽量减少使用工具造成的疲劳。鼠标的人体工学设计，主要就是鼠标的造型设计。而要研究这个问题，首先需要研究人手的自然结构。 人手的自然形态 [在新窗口中浏览该图片] 人手的结构中，与鼠标相关的部分向上包括前臂，而向下则有手腕、手掌、手指等结构。前臂内部包括尺骨、桡骨等主要的骨骼人就是依靠这两根骨头的交错来完成手腕的旋转的。而手腕结构中主要是一快腕骨，它的转动使得人的手腕可以仰俯。而人的手掌则主要由两组肌肉组成，一个是拇指屈肌和外展肌组成的肌群，
一个是小指屈肌及展肌组成的肌群，在两个肌群指间有一条沟壑。对于不同的人，这条沟的深度和宽度是不同的。而这条沟内部，则是人手主要神经和血管所走的地方。手指的结构则相对比较简单，每个手指包括三个指节，并在一定范围内可以作横向的展开。 这些结构的自然形态应该是什么样呢？ 首先，对于上臂来说，它的自然形态应该是使尺骨和桡骨接近平行的状态，这种状态，也就是当上臂和手掌平放桌上的时候，上臂和手掌呈接近垂直的倾斜状态，使用掌外侧触及桌面的形态。 因为这种形态下，上臂的主要肌肉和血管不会发生扭曲，所以即便长时间保持这个姿势，也不会出现肌肉疲劳和缺氧情况——多彩曾经推出过一款“竖着”使用的鼠标，虽然由于和大多数人的使用习惯不合而没有普及开来，但这种设计思路的确是符合人体工学要求的。 而对于手腕结构来说，多次的试验证明，当人的手腕呈“仰起”状态时，则“仰起”的夹角在15度－30度之间的时候，是最舒适的状态，超出这个范围，会导致前臂肌肉处于拉伸状态，而且也会导致血流的不畅。 而对于手掌来说，其最自然的形态就是半握拳状态。而鼠标的造型设计，实际上就是要尽量贴合这个形态。分解开来，它包括三个概念—— 1、要使鼠标外壳紧密贴紧人手掌的两个主要肌群——拇指肌群和小指肌群。使它们能够贴紧而又不受压迫。受压迫会导致手掌处于疲劳状态，而贴不紧又有握不住的感觉。 2、要使鼠标外壳紧贴掌弓而又不压迫它。也就是鼠标外壳要贴紧手掌中间的那条“沟”。如果它不能贴紧，那么手心就会有“悬空”的感觉，而如果压迫了它，因为下面是手主要动脉和神经的必经之地，时间长了以后会导致手缺氧。 3、鼠标的最高点应该位于手心而不是后部的掌浅动脉弓，否则会造成手掌产生压迫感。 对于手指，手指的自然形态应该是五个手指都不悬空，而且处于呈150度左右的自然伸展状态。而对于鼠标设计来说，手指部分的一个特别要求，就是当手指自然伸展时，第三指节的指肚应该正好处于鼠标按键的微动开关上，这样才能获得最佳的按键手感。 正确的人体工学设计，东西方人手型的差异 并不是看起来外形不太规则的鼠标就是“人体工学”了，这种徒有虚名的“人体工学”暂不论，就是真正的人体工学鼠标，也并不是适合每个人。人体工学造型本身的设计思想就决定了针对某一种人设计的产品可能完全不适应于另一部分人。这里面最明显的例子就是东西方人手型的差别。
课程设计说明书 课程名称：人因工程学 题目：火车硬座车厢方面的人机学研究 专业：工业工程 班级： 11-1 姓名：吴霞、赵航 学号： 2011022410、2011022422 指导教师姓名：耿雷祝荣欣鞠金艳 设计起止日期： 2013年12月16日—2013年12月27日
目录 一、设计题目及说明-------------------------------------------2 （一）题目------------------------------------------------1 （二）说明------------------------------------------------1 二、现状调研-------------------------------------------------2 （一）现状调查--------------------------------------------3 （二）调查问卷--------------------------------------------5三、调研结果分析--------------------------------------------11 （一）结果显示-------------------------------------------11 （二）结果分析-------------------------------------------12 四、改善方案------------------------------------------------14 （一）座椅改善-------------------------------------------14 1.1改善背景---------------------------------------14 1.2改善原理---------------------------------------14 1.3人的坐姿状态-----------------------------------15 1.4坐姿受力---------------------------------------16 1.5人体尺寸数据获得-------------------------------17 1.6具体尺寸设计-----------------------------------18 （二）热水供应系统设计-----------------------------------20 （三）茶几的改进-----------------------------------------21 （四）火车照明设计---------------------------------------21 （五）车厢内色彩设计-------------------------------------23 （六）行李架的改进---------------------------------------24 （七）车厢中小推车的改进---------------------------------24 （八）卫生间的改进---------------------------------------24 （九）火车车厢中的温度改进-------------------------------25 9.1影响分析---------------------------------------25 9.2具体改进措施-----------------------------------25 （十）车厢内部空气质量的改进-----------------------------26 五、结论----------------------------------------------------27 六、参考文献------------------------------------------------28