人機(jī)環(huán)境工程

前言

　　人機(jī)環(huán)境工程是一門(mén)快速發(fā)展的新興學(xué)科，它綜合并交叉滲透了人體科學(xué)、工程科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、勞動(dòng)科學(xué)、管理科學(xué)、藝術(shù)美學(xué)、社會(huì)科學(xué)等邊緣學(xué)科。人機(jī)環(huán)境工程“起源于歐洲、形成于美國(guó)”，從20世紀(jì)70年代末開(kāi)始在我國(guó)蓬勃展開(kāi)?！　∪藱C(jī)環(huán)境工程運(yùn)用系統(tǒng)工程的觀(guān)點(diǎn)，綜合應(yīng)用相關(guān)學(xué)科的理論、研究方法和手段，以人的生理、心理特征為依據(jù)，分析研究人與機(jī)、人與環(huán)境、機(jī)與環(huán)境的相互關(guān)系，為能夠設(shè)計(jì)出操作簡(jiǎn)便、安全舒適、人一機(jī)一環(huán)境的配合達(dá)到最佳狀態(tài)的工程系統(tǒng)提供理論和方法。其應(yīng)用目的在于提高人的工作效率，改善人的工作條件，增加機(jī)械設(shè)備工作的可靠性，使工作更加安全和舒適?！　≡搶W(xué)科的顯著特點(diǎn)，是在全面研究人、機(jī)、環(huán)境3個(gè)基本要素特性的基礎(chǔ)上，將使用機(jī)械的人、所設(shè)計(jì)的機(jī)械以及人與機(jī)械所共處的環(huán)境作為一個(gè)完整的人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)來(lái)研究。其理論和方法可以為在設(shè)計(jì)中考慮“人的因素”提供人體結(jié)構(gòu)及功能的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以為在設(shè)計(jì)中考慮“機(jī)械效能”的合理性提供科學(xué)依據(jù)，可以為在設(shè)計(jì)中考慮“環(huán)境因素”提供相關(guān)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，更主要的是為人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供整體思路，為貫徹“以人為核心”的設(shè)計(jì)思想提供可行的方法。　　當(dāng)前，技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)是幾乎所有先進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中都引入和體現(xiàn)人機(jī)環(huán)境工程的思想。不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，有影響并有前瞻眼光的公司、企業(yè)，都在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中包含人機(jī)環(huán)境工程設(shè)計(jì)，并有擴(kuò)大和快速發(fā)展的趨勢(shì)。為達(dá)到此目的，一方面要引進(jìn)人機(jī)環(huán)境工程的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，另一方面要對(duì)公司及企業(yè)全員進(jìn)行人機(jī)環(huán)境工程的培訓(xùn)。

內(nèi)容概要

本書(shū)針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造、機(jī)電一體化等專(zhuān)業(yè)，從人、機(jī)、環(huán)境3個(gè)方面，系統(tǒng)全面地介紹了人機(jī)環(huán)境工程的基本原理、方法和應(yīng)用，并加進(jìn)了一些新內(nèi)容。    全書(shū)分12章，包括人機(jī)環(huán)境工程概述、人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)——人體、人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)——機(jī)械、機(jī)械設(shè)計(jì)制造中有關(guān)人的因素、機(jī)械設(shè)計(jì)制造中有關(guān)機(jī)器設(shè)備的因素、人機(jī)環(huán)境工程中有關(guān)環(huán)境的因素、機(jī)械設(shè)計(jì)制造中人機(jī)環(huán)境工程的可靠性分析、機(jī)械設(shè)計(jì)制造中人機(jī)環(huán)境工程安全性設(shè)計(jì)、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助人機(jī)環(huán)境工程設(shè)計(jì)、機(jī)械計(jì)制造的人機(jī)環(huán)境工程應(yīng)用和人機(jī)環(huán)境工程的新發(fā)展等。    本書(shū)內(nèi)容全面、實(shí)用，既可作為高等院校、高職院校機(jī)械工程、機(jī)電一體化工程、汽車(chē)工程、企業(yè)管理等專(zhuān)業(yè)的本科生、研究生及高職生教材或教學(xué)參考書(shū)，也可供相關(guān)各行業(yè)的工程技術(shù)人員、管理人員參考使用。

書(shū)籍目錄

第1章 人機(jī)環(huán)境工程概述  1.1 人機(jī)環(huán)境工程的形成和發(fā)展    1.1.1 人機(jī)環(huán)境工程的形成    1.1.2 人機(jī)環(huán)境工程的發(fā)展  1.2 人機(jī)環(huán)境工程的研究范圍和研究方法    1.2.1 人機(jī)環(huán)境工程的研究范圍    1.2.2 人機(jī)環(huán)境工程的研究方法    1.2.3 研究人機(jī)環(huán)境工程應(yīng)注意的問(wèn)題第2章 人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)——人體  2.1 人體基本測(cè)量尺寸    2.1.1 人體測(cè)量基本知識(shí)    2.1.2 人體測(cè)量基本術(shù)語(yǔ)    2.1.3 人體尺寸類(lèi)別    2.1.4 人體測(cè)量方法  2.2 人體測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理方法    2.2.1 人體尺寸的統(tǒng)特征    2.2.2 人體尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)的主要統(tǒng)計(jì)函數(shù)  2.3 常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)    2.3.1 我國(guó)成年人的人體靜態(tài)結(jié)構(gòu)寸    2.3.2 部分國(guó)家成年人的人體結(jié)構(gòu)尺寸    2.3.3 人體各部分結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)公式    2.3.4 我國(guó)成年人的人體動(dòng)態(tài)尺寸  2.4 人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用    2.4.1 應(yīng)用準(zhǔn)則及要點(diǎn)    2.4.2 在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用    2.4.3 在操作空間尺寸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用    2.4.4 人體姿勢(shì)數(shù)學(xué)模型    2.4.5 設(shè)計(jì)用人體模板  2.5 人的感官功能和特征    2.5.1 人體系統(tǒng)及感知    2.5.2 人體感官功能第3章 人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)——機(jī)械  3.1 機(jī)械    3.1.1 機(jī)械的概念    3.1.2 機(jī)器的組成  3.2 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本概念    3.2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容    3.2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求    3.2.3 機(jī)械零件的主要失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則  3.3 機(jī)械設(shè)計(jì)的常規(guī)方法    3.3.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程    3.3.2 機(jī)械設(shè)計(jì)的方法  3.4 機(jī)械制造的基本概念    3.4.1 機(jī)械零件制造方法的分類(lèi)    3.4.2 機(jī)械制造過(guò)程與系統(tǒng)  3.5 機(jī)械制造的加工方法    3.5.1 常規(guī)機(jī)械加工方法    3.5.2 特種機(jī)械加工方法  3.6 數(shù)控技術(shù)    3.6.1 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床    3.6.2 數(shù)控機(jī)床的組成與分類(lèi)    3.6.3 數(shù)控機(jī)床的程序編制步驟    3.6.4 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)編程技術(shù)    3.6.5 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)第4章 機(jī)械設(shè)計(jì)的生理特征  4.1 操作者的生理特征    4.1.1 人體的能量代謝    4.1.2 氧債與需氧    4.1.3 心率與心輸出量    4.1.4 血壓及血液分配  4.2 操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)    4.2.1 我國(guó)的勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)    4.2.2 最大能量消耗界限    4.2.3 勞動(dòng)強(qiáng)度與出錯(cuò)率    ……第5章 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中有關(guān)機(jī)器設(shè)備的因素第6章 人機(jī)環(huán)境工程中有關(guān)環(huán)境的因素第7章 人機(jī)環(huán)境工程的可靠性分析第8章 人機(jī)環(huán)境工程安全性設(shè)計(jì)第9章 人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)第10章 計(jì)算機(jī)輔助人機(jī)環(huán)境工程設(shè)計(jì)第11章 人機(jī)環(huán)境工程應(yīng)用第12章 人機(jī)環(huán)境工程的新發(fā)展參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　人機(jī)環(huán)境工程概述　　1.1　人機(jī)環(huán)境工程的形成和發(fā)展　　1.1.1人機(jī)環(huán)境工程的形成　　現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要求產(chǎn)品采用新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝實(shí)現(xiàn)其最佳功能，而且要求外觀(guān)、使用必須符合人機(jī)環(huán)境工程的要求；現(xiàn)代的機(jī)械制造也要求產(chǎn)品加工過(guò)程中滿(mǎn)足人機(jī)環(huán)境工程的需要。因此從目前的發(fā)達(dá)國(guó)家以及我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，大到汽車(chē)飛機(jī)，小到簡(jiǎn)單的日用品，在設(shè)計(jì)制造中幾乎都要融人人機(jī)環(huán)境工程的設(shè)計(jì)思想和理念?！　∪藱C(jī)環(huán)境工程是一門(mén)發(fā)展迅速的涉及多方向的綜合性、交叉性的邊緣應(yīng)用學(xué)科。由只考慮人一機(jī)之間的關(guān)系，發(fā)展成為人一機(jī)一環(huán)境之間的相互作用與影響?！　∶绹?guó)學(xué)者Charles c.Wood認(rèn)為，機(jī)器的設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)人各方面的要素，以達(dá)到在操作上付出最小代價(jià)而獲得最高效率。w.B.Woodson也認(rèn)為：人一機(jī)工程研究的是人與機(jī)器相互關(guān)系的合理方案，即對(duì)人的知覺(jué)顯示、操作控制、人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其布置和操作系統(tǒng)的組合等進(jìn)行有效研究，其目的在于獲得最高效率及操作時(shí)感到安全和舒適。　　《中國(guó)企業(yè)管理百科全書(shū)》中提出，研究人和機(jī)器、環(huán)境的相互作用及其合理結(jié)合，使設(shè)計(jì)的機(jī)器和環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理等特征，達(dá)到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適的目的。1.1.2人機(jī)環(huán)境工程的發(fā)展　　人機(jī)環(huán)境工程作為一種理論、一門(mén)學(xué)科的出現(xiàn)，是在20世紀(jì)80年代初。但是，人機(jī)環(huán)境工程的古老根源可以追溯到人類(lèi)的早期活動(dòng)，在2500年前的勞動(dòng)中已應(yīng)用了人機(jī)工程的原理。所以，人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程的發(fā)展是經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的歷史階段。　　在其形成與發(fā)展史中，大致經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段?！　?.原始經(jīng)驗(yàn)階段　　在人類(lèi)發(fā)展的漫長(zhǎng)過(guò)程中，隨著生產(chǎn)水平的逐漸提高，開(kāi)始在勞動(dòng)主體和勞動(dòng)工具的關(guān)系上考慮適合勞動(dòng)者的特點(diǎn)。　　在古希臘，大理石是基本的建筑材料。著名的巴臺(tái)農(nóng)神殿，其石柱底座重達(dá)10t，8個(gè)過(guò)梁或殿楣則重達(dá)13.5t。而神廟通常修建在山頂，需要工匠發(fā)揮智慧和技術(shù)才能完成。現(xiàn)代研究者從采石場(chǎng)和工地留下的痕跡中發(fā)現(xiàn)古希臘人在地面雕鑿大理石形體以減輕重量，并利用裝在山頂上的滑輪機(jī)構(gòu)讓一對(duì)滑車(chē)上下移動(dòng)，如圖1一l所示。下降的滑車(chē)、騾子和人的重量均被巧妙地用于提起大理石。

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