安全人机工程学

实验指导书

武汉工程大学环境与城市建设学院

  安全工程教研室  编

20##年5月

实验一 动作反应实验

一、实验目的

测试操作人员在工作期间分配和维持视觉注意的能力。

二、实验程序及操作方法

1.接通仪器外接电源。

2.调整好检测头的位置，使转动手轮时其左、右各限位于转盘边缘，并且不出转盘。

此步骤不必每次进行。

3.按下左侧电源开关，圆盘转动。通知被试者手握手轮，两眼注视圆盘。

4.进入练习状态：

被试练习转动手轮，控制检测头左、右往复移动以避开目标，如操作错误，则实时显示其失败次数，并且仪器面板两发光二极管分别亮。

当被试熟悉后可令被试准备正式测试。

练习状态下，运行次数显示“00”。

5.练习状态下，主试可根据实验需要，设定实验条件。

按“定时”键1次，定时时间加1分钟，超过9分钟，回到1分钟定时；

按“次数”键1次，实验次数加1次，超过l 9次，回到实验1次；

按“设置”键，键上灯亮或灭变化，灯亮表示“设置”键按下状态，需在每次实验中使被试有8秒休息时间，否则每次间无休息。仪器显示设定的实验时间及次数。

6.主试按下“测试”键，键上灯亮，随着一短声，表示实验开始。运行次数显示“01”。被试操纵手轮转动，使左、右检测头避开目标，实时显示失败次数。

7.到设定时间后，如“设置”键按下状态，则一长声告诉被试可稍休息一会，8秒钟后，一短声下次又开始；否则为连续状态，一短声告诉一次完毕，马上重新开始下一次。休息时“测试”键上灯灭。每次开始时实时显示运行次数，并且失败次数从零开始。

8.到设定次数后，随着一长声，测试结束。显示这次测试的总失败次数。

9.如需重新开始实验，则按下“复位”键，回到第“4”步。

三、注意事项

1.检测头采用反射式光电开关技术，与圆盘不直接接触，必须保持5mm左右距离。

2.实验不能在强太阳光下进行。

3.注意保护圆盘表面，如不小心黑面有破坏，可用黑色软笔轻涂覆盖。

4.调整检测头后必须锁紧螺丝。

5.仪器不能放置在强磁场、强电场附近。

6.仪器不能用紫外线光源照射。

7.电源开关不宜过于频繁，以免损坏。

四、数据处理

实验二  视觉反应测试

一、实验目的

测量视觉的选择反应时间以及被测者的判别速度和准确性。

二、实验内容

1. 刺激概率对反应时的影响

    这个实验是用红、绿、黄三种色光分别作为刺激，每次试验选用一种色光刺激，实

验次数可按实验需要选定。实验次数设定后，仪器根据设定的组别，自动确定该组实验

中“红”、“绿”、“黄”三种色光应出现的次数。按“红”、“绿”、“黄”三种色光出现次

数的不同比例(概率)共分四组实验，即“概率1(组别为1)”、“概率2(组别为2)”、

“概率3(组别为3)”、“概率4(组别为4)”。

    按主试面板上的“概率”键，选择对应的实验组别。回答可选用任一反应手键。每

组实验完后，将自动反复显示本组实验中红、绿、黄三种色光的各自平均简单反应时及

实验次数。显示中相应标志位1代表红色光，标志位2代表绿色光，标志位3代表黄色

光。

2.数奇偶不同排列特征对反应时的影响

    根据数排列特征不同分成三组实验：

    “横和奇、偶”：数横向整齐排列——组别1

    “竖和奇，偶”：数竖向整齐排列——组别2

    “随机奇偶”：  数随机排列——组别3；

    按主试面板上的“数奇偶”键，选择相应组别：实验次数可按需要选定。实验用红

色光刺激，刺激在显示屏两侧4×4点阵区内显示。被试判别显示点之和是奇数还是偶数，

用反应手键回答。如左右刺激点数和为奇数，按“左”键：为偶数，按“右”键。回答

正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间：回答错误，蜂鸣声响提示，自动记

录错误次数。实验结束，仪器自动显示正确回答的平均选择反应时及错误回答次数：标

志位无显示。

3.数差大小排列特征对反应时的影响

    根据数排列特征不同分三组实验。

    “横差大小”：数横向整齐排列——组别1：

    “坚差大小”：数竖向整齐排列——组别2；

    “随机大小”：数随机排列——级别3：

按主试面板的“数大小”键，选择相应组别。实验次数可按需要选定。实验用红色光刺激，刺激在显示屏两侧4X4点阵区内显示。被试判别显示点左边显示点多还是右边多，用反应手键回答，如左边刺激点多，按“左”键：右边多，按“右”键。回答正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间：回答错误，蜂呜声响提示，自动记录错误次数，实验结束，仪器自动显示正确回答的平均选择反应时，及错误回答次数。标志位无显示。

4. 信息量对反应时的影响

根据刺激信息方式分三组实验。

信息量1：在显示屏中间随机显示红或绿“大”正方形。——组别1。实验要求被试只对“红大正方形”反应，而对“绿大正方形”不反应。

信息量2：在显示屏中间随机显示红或绿“大”正方形以及红或绿“小”正方形。实验要求对被试者

信息量3:实验测定的是辨别反应时，刺激呈现后作为辨别反应的称之正刺激，不作反应的称之负刺激。

按主试面板的“信息量”键，选择相应组别。实验次数可按需要选定。实验用红，绿色光刺激，被试判别刺激是“正刺激”还是“负刺激”，如果是正刺激，回答可选用左右任一反应手键。出现负刺激不回答，两秒钟后会自行消失。

回答正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间。回答错误，蜂鸣声响提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示正确回答的平均辨别反应时间及错误回答次数，标志位无显示。

三、实验步骤

1.打开电源开关，接通电源。

    2.复位：按“复位”键，数码管显示全为零。每换一组实验可按“复位”一次，以保证

仪器工作正常。实验过程中，按“复位”键，实验将停止。

    3.自检：用此功能检查仪器好坏。按“自检”键，仪器进入自检状态。主试面板八位数码管同时依次显示1—8，与此同时被试面板显示屏分红、绿、黄三色逐行显示及全屏显示。

循环两遍后，仪器响蜂鸣，数码显示器自动归零。

    4.选择实验类型及组别：  根据实验需要，按下主试面板实验类型选择键(“概率”、“数

奇偶”、“数大小”、“信息量”、“时距”键)，对应键上的灯亮，表示选择此类实验。再按该键，可以选择需要的组别，对应面板上相应“组别”灯亮。

   5.选择实验次数：实验次数范围在10—255之间任意设置。按“选次”键，次数百位

数码管闪，按“十”键调百位数；再按“选次”键，次数十位数码管闪，按“L”键调十位数；再按“选次”键，次数个数数码管闪，按“十”键调个位数。

    6.按“启动”键开始实验。在实验正式开始之前，主试必须向被试说明实验内容与要

求，反应的判别方式。被试者面对显示屏，左手握“左”回答手键，右手握“右”回答手键，做好回答准备。实验开始后，被试注视显示屏，按要求进行回答，在回答正确的前提下，回答越快越好。回答正确，显示器自动显示每次回答的反应时间，回答错误，蜂鸣声响提示，记录一次错误次数。实验结束，蜂鸣长声响，显示该组实验结果。

   7.一组实验结束后，换新的被试，若实验内容不变，主试只需按下“启动”键，测试

重新开始。如更换实验内容，请按“复位”键后，重新设定实验参数。

实验三 注意力分配实验

一、实验目的

测量被试者注意分配值的大小，检验被试者同时进行两项工作的能力。

二、实验原理

1.被试者对仪器发出的连续、随机，不同音调的声刺激做出判断和反应。用左手按下相应按键，在规定时间内尽快地操作。仪器记录下正确的反应次数S1。

2.被试者对仪器发出的连续、随机，不同位置的光刺激作出判断和反应。用右手食指按下相应按键，在规定时间内尽快地操作。仪器记录下正确的反应次数F1。

3、仪器随机的、自动的、连续的按规定时间，同时呈现声刺激和光刺激，要求被试者左、右手，分别按下声、光按键，在规定时间内尽快地操作，仪器分别记录下正确的反应次数：S2和F2。  则注意分配量Q的计算公式如下：

   

    其中：S1为被试对单独声刺激的反应次数；

    S2为声、光两种刺激同时出现时被试对声刺激的反应次数；

    F1为被试对单独光刺激的反应次数；

    F2为声、光两种刺激同时出现时被试对光刺激的反应次数；

    Q值的判定：  当 Q<0.5   没有注意分配值

                0.5≤Q<1.0   有注意分配值

                     Q=1.0   注意分配值最大

                     Q>1.0   注意分配值无效

三、操作步骤

1.插好～220V电源插头，开“电源”开关，电源指示灯亮。

2.按“定时”键设定工作时间。

3.按“方式”键设定工作方式。

4.检测(试音，试光)：

主试设定方式“0”，按“启动”键，开始“自检”，被试者分别按压三个声音按键，细心辨别三种不同音调；分别按压8个光按键，对应发光二级管亮。每按下一键，数码管相应显示一组数值，检测仪器是否正常。

5.注意分配实验：

主试设定方式“1—7”。

(1)被试者按启动键，工作指示灯亮，测试开始；

(2)二声反应(方式1)：出声后，被试依声调用左手食指和中指分别对高、中二音尽快正确反应：

    (3)三声反应(方式2)：出声后，被试依声调用左手食指、中指、无明指分别对高、中、低三音尽快正确反应；

    (4)光反应(方式3)：出光后，被试者用右手食指尽快按下与所亮发光管相对应的按键；

    (5)二／三声与光同时反应(方式4／5)：左右手依上述方法同时反应；

    (6)测定Q值(方式6／7)：二／三声反应、光反应、二／三声与光同时反应三项实验连续进行，最后自动计算出注意分配量Q值，：每项实验完成后，中间将休息，工作灯闪烁，按“启动”键，实验继续；

    (7)当工作指示灯灭，表示规定测试时间到；

    (8)测试过程中，将实时显示正确或错误次数，显示正确次数，相应“正确”指示灯亮；显示错误次数，相应“错误”指示灯亮。“方式4或5”声光组合实验，显示正确或错误次数时，声为显示方式“4或5”，光为显示方式“4．或5．”，即光有小数点以示区别；

6.查看被试测试成绩

    每次组实验完成后，按“次数”及“方式”键，可查看被试测试成绩。

    (1)声或光单独实验(方式1、2、3)：按“次数”键，查看正确或错误次数；

    (2)声或光组合实验(方式4、5)：按“方式”键，查看声或光的数据，声方式显示“4或5”，光方式显示“4．或5．”。按“次数”键，查看对应的正确或错误次数；

    (3)测定Q值实验(方式6、7)：按“方式”键，可以查看每项的实验数据，对应方式显示为1／2(声)一一3．(光)一一4／5(声光组合中声)一一4．／5．(声光组合中光)一一6／7(Q值)，依次循环。按“次数”键，查看对应的正确或错误次数。显示Q值时，按“次数”键无效，相应指示灯全灭；当Q值>1．0，注意分配值无效，显示“一一一”。

7.每组实验完成后，重新开始，必须按“复位”键。

四、注意事项

    1.加强仪器保养，尽量减少仪器振动，不得接错电源。

    2.定期加电，利用“检测”功能观察仪器的好坏。

    (1)若仪器加不上电，检查电源开关、保险管、稳压块是否有问题。

    (2)若数码显示器不显示某个数字，检查对应驱动电路及数码管是否有问题。检查有无断线。

    3.若工作指示灯、光信号灯不亮，检查对应发光管坏否。

    4.若打某个声、光反应按键时不起作用，检查对应按键坏否。

    5.如有大故障，—定要请有经验的修理人员修理。

    6.开关、按键均有极限，不要随便启动仪器；按键时应快速轻操作，以免造成损坏。

五、数据处理

第二篇：人机工程学课程设计指导书任务书-安全12级

安全工程专业

《人机工程学》

课程设计指导书

题目名称：                             

编写教师：                             

专    业：                             

班    级：                             

设计日期：                             

安全工程教研室

《人机工程学》课程设计指导书

一、课程设计教学目的与意义

人机工程学是一门综合性的应用型学科，是实现人性化设计的重要理论指导和设计方法。在《人机工程学》理论教学完成后，通过完成一次具体课题的设计，使同学真正触摸实际设计中的人机工程学问题，真正体验所学知识与实际设计的联系，引导同学体验设计、发现问题、分析问题，探索可能的设计改进，以及寻求更佳的设计方案，以提高同学们运用人机工程学理论知识解决实际设计问题的能力。同时，完成课程设计需要作两方面的调研：现实情况的调研和文献资料查询，这部分工作超越课堂，超越教材，需要到图书馆、资料室、因特网以及设计的种种现场去进行调研，对激发同学的学习主动性，培养自我钻研、开拓进取的精神起着积极的促进作用。

二、课程设计内容、任务描述与要求：

在认真研读教材，理解教材内容的基础上，选择一个适宜的设计题目（见后面的参考选题），通过实际调研和信息查询及其信息资料的分析，提出需要解决的人机学问题，本着建立良好的人——机——环境关系的思想，应用人机工程学的理论和知识提出解决方案，完成课题中的人机学问题的研究与设计，使设计适合人的生理（人体尺寸、解剖学特征）、心理、感知、认知、行为习惯和情感等因素，具有使用上的舒适性、健康性、安全性、方便性、高效率等人机学特征。

四、课程设计过程中的各环节要求：

（一）选题要求：

课题选择一定切合实际，确实是可能接触到的事物，而且在规定的时间内可以完成。可以在下面提供的设计题目中选取，也可以自行拟订题目，自行拟订题目必须和老师进行沟通后方可以进行。

课程设计选题：

1)     城建学院校园内分类垃圾箱人性化设计

2)     城建学院学生宿舍公共洗漱间设计

3)     长春市公交车站候车座椅人因设计

4)     153路公交车上的座位人因设计

5)     城建学院食堂餐桌椅人因分析与设计

6)     城建学院综合楼内部标识导向系统设计

7)     城建学院大学生宿舍家具设计

8)     城建学院综合楼多媒体教室空间设计

9)     老年人手机设计

10) 老年人躺椅设计

11) 老年人登山拐杖设计

12) 牙刷的人因设计

13) 家用拖把的人因分析与设计

14) 手机用户界面设计的人因分析

15) 城建学院校园网络主页的人因分析与改善

（二）调研要求：

解决所选课题所涉及的人机问题，仅仅依靠教材上的数据资料是远远不够的，作为设计或立论的依据，不能凭个人主观感受或推测来判断人机关系的优劣，闭门造车是完成不了设计的，所以每个同学必须针对设计选题，走出校门进行较广泛的设计调研，设计体验，收集设计现状的有关资料，更重要的是明确设计的使用者，收集有关用户（消费者）方面的信息（人体尺寸、使用方式、使用过程感受等），以便使设计更具有针对性。

收集资料要全面、真实、可靠，在对设计现状进行调研时，需要认真测量，细致观察，认真记录，要注意图片的收集和记录，对有些设计题目同时需要查阅相关文献去获取必要的信息。

（三）资料综合分析

人机学实践，评析和设计并重。通过对收集信息资料的分析与评论，明确其中蕴涵的人机学问题，总结好人机设计的相关因素，再从宜人性设计的角度，对其进行设计宜人性的评价，此学习过程，本身就是对人机学知识的应用。通过资料综合分析，能查找出要改进的问题，是完成设计的关键环节。因此，资料综合分析是本次实践学习过程的关键性工作。要求：查找与分析的人机学问题要全面、深刻，不可遗漏。分析要有依据，避免用“很好、较好、一般、不好”等概念化的词语进行描述，尤其是尺寸分析要说明合理与不合理的依据，对于公用设计不能用个人的人体尺寸来衡量和确定设计功能尺寸。

（四）初步提出人机学问题的解决方案

提出需要解决的人机学问题很重要，但构思出巧妙的人机学问题的解决方案才是完成作业的最终目标。构思设计方案的过程中，要用设计语言——草图来进行和表达，并做简要的文字说明。要进行多种方案的构思，以便能有对比分析，有选择、有取舍，避免习惯性思维的先入为主，阻碍设计思路的开拓与创新。另外，需要大家理解的是，本次设计作业是应用人机学的理论知识和成熟的人机学研究成果来完成设计，而不是单纯的产品人机工程学设计，需要平衡各种设计因素来完成设计，不能顾此失彼。注意解决好设计中人机关系，还要使设计有较好的形式美感。

（五）修正、推敲并完善设计方案

优秀的设计方案产生，不可能一步到位，需要认真仔细推敲并加以修正，直至达到更佳（设计没有最好，只有更好），此环节在本次设计实践活动中很重要。确定最终设计方案以后，需要用设计图来表达设计成果。一是工程图，设计成果表达不同于方案构思，工程图要按照制图规范标注必要的三度空间尺寸，以表达量化的人体工学设计成果，基本图样要附必要的、简略的文字说明，以便阅读者能理解设计；二是效果图，要形象逼真，达到模拟现实的程度。

（六）课程设计报告书内容与格式要求

前言：

选题的目的、意义（学习意义、实际设计意义），设计程序

设计调研与人机问题分析（评析）（设计现状调研：要求图文并茂，从设计的功能尺寸合理性角度、符合人的认知、行为习惯角度、符合人的解剖生理学角度……做分析，注意合理的要给以肯定，并从人机学角度提出合理的依据、不合理的问题要明确提出，并说明理由。

课题设计的一般性人机学原则（尺寸上、形态上、造型上…..）

设计方案的草图构思与分析（草图表达并结合文字进行设计分析，做多方案的对比分析）

设计方案的最终表达与设计说明（尺寸图、效果图，整体图、局部图）

结束语：陈述此次人机学课程设计的学习收获和设计中还存在的不足。

报告书应纲目清楚、文字简练、表意准确，并注意版式，报告书规格为A4。

五、说明书撰写规范

设计说明书采用统一制作的《城建学院课程设计（论文）说明书》；

中文摘要字数不少于200字，英文摘要不少于150字，关键词3-8个；

说明书目录清晰明确；

设计说明书内容主要包括：设计任务概述（包括任务内容、设计原则及标准）、市场调研情况、具体设计（主要包括功能定义与分配、强度设计、人机界面设计）、作业环境分析、作业辅助设计、简要的技术经济分析、设计结论、总结和自我评价；

设计说明书字数不少于5000字。

安全工程专业

《人机工程学》

课程设计任务书

题目名称：                             

编写教师：                              

专    业：                             

班    级：                             

设计日期：                             

安全工程教研室

《人机工程学》课程设计任务书

一、课程设计的目的和要求

《安全人机工程学》课程设计的目的是更深入了解《安全人机工程学》学习内容，加深对“人-机-环境”的理解。

通过具体的设计实践掌握产品设计的基本程序和方法，为今后的毕业设计和工作打下扎实的基础。

本课程设计的要求是通过对现有产品的介绍，说明其不足之处，然后根据人机工程的基本原则进行改进设计。同时本课程设计更鼓励对某产品或设备的全新设计，不过要注意把握时间，按时完成课程设计。

二、课程设计的基本程序

1、确定设计任务，提出基本原则和要求；

2、查阅文献资料，标准法规，开展调研；

3、提出设计方案（至少两种方案）；

4、修改或确定设计方案（确定方案设计书）；

5、功能定义与分配；

6、结构设计、强度设计、人机界面设计（主要内容包括：材料选择，结构设计，强度核算，颜色搭配，键盘按钮或操纵器的排列布置等）；

7、作业环境因素分析；

8、作业辅助设计（作业基本要求，人员素质要求，说明书，帮助等）；

9、简单的技术经济分析；

10、设计结论、总结和自我评价。

三、课程设计的基本要求

对现有的设备或产品进行改进设计，要求基本掌握其工作原理，特别是针对显示和控制装置进行一定程度的增强和提高；同时还要充分考虑作业环境的影响；最后从技术经济的角度考虑改进或提高产品所带来的结果。

对全新的设计题目，要求结合已经学习的各门课程，根据国家有关标准进行规划设计。

课程设计需要完成课程设计说明书一份，手工绘制装配图一张（A3），手工或计算机绘制图若干（A3）。要求按国标要求画图。

每个题目原则上限报3人。

四、成绩评定：

本课程成绩考核包括过程的考核和成果考核二部分，作业完成过程中的独立设计能力和工作表现成绩占20%；最终提交成果质量占80%，核定成绩后，最终按照优、良、中、及格、不及格评定出课程成绩。

五、设计进度安排（共2周）