人机工程学实验指导书

《人机工程学》实验指导书北京理工大学珠海学院机械与车辆学院机械工程教研室二〇一三年九月目录实验一信息处理与反应能力测试..............................................................................1实验二双手协调及手指灵活性测试..........................................................................3（1）双手协调能力测试.......................................................................................3（2）手指灵活性测试...........................................................................................5实验三人的可靠性及工作疲劳测试........................................................................8（1）动作稳定性测试...........................................................................................8（2）疲劳测试.....................................................................................................11实验四人机界面设计..............................................................................................13（1）人机界面初识.............................................................................................13（2）人机系统界面的设计.................................................................................131实验一信息处理与反应能力测试一、实验目的：测量反应时，掌握测定选择的实验程序；了解影响反应时的部分因素。二、实验仪器：EP204声光反应时测定仪三、实验程序：（一）选择反应时的测定：将光电反应键盘的RS232－9芯插头插入主机上的插座，如要接打印机，请将连接打印机的RS232－25芯插头也插入主机上对应的插座上。将主机连接220伏交流电源的插头插入220伏电网的插座上。确认所有连接无误、可靠后，打开主机上的电源开关，此时显示器显示“n1----n4”：1，按下1号键，选择n1为选择反应时，显示器显示“------20”，为测试次数。2，按动1号功能键，选择测试次数，显示器将依次显示“------40”，“------60”，“------80”，“-----20”，本仪器自动设置在20次。3，选择好测试次数以后，主试按下2号启动键，测试开始。4，四种颜色的光刺激将自动呈现，呈现次序是无规则的，但每一种颜色刺激的呈现总次数。将是设置的测试次数的1/4，及如测试次数为20次，则每一种颜色的呈现总次数为5次；如测试次数为60次，则每一种颜色的呈现总次数为15次。5，被试根据不同颜色刺激的呈现，用手指按下反应键盘上的对应颜色的园孔，按错一次仪器将自动按出错处理，其时间不计入统计。如时间超过99.9999S，也按出错处理。6，当所设置的测试次数完成后，仪器内的蜂鸣器自动鸣响1秒，以告知实验结束。7，按动3号显示键，显示器将依次显示：1―＃＃＃＃＃＃总平均时间2－＃＃＃＃＃＃红颜色的平均反应时间3－＃＃＃＃＃＃绿颜色的平均反应时间4－＃＃＃＃＃＃蓝颜色的平均反应时间5－＃＃＃＃＃＃黄颜色的平均反应时间6－＃＃＃＃＃＃实验所设置的测试次数7―――――＃＃出错次数8，如需进行新的实验，按下复位键，仪器复位，再按以上的说明进行操作。（二）声光反应时的测定：将光电反应键盘的RS232－9芯插头插入主机上的插座，如要接打印机，请将连接打印机的RS232－25芯插头也插入主机上对应的插座上。将主机连接220伏交流电源的插头插入220伏电网的插座上。确认所有连接无误、可靠后，打开主机上的电源开关，此时显示器显示“n1----n4”：1，按下4号键，选择n4为声光反应时，显示器显示“―――20”2，按动1号功能键，选择测试次数，显示器将依次显示“------40”，“------60”，“------80”，“-----20”，本仪器自动设置在20次。3，选择好测试次数以后，被试将手指放在反应键盘四个园孔的任一园孔之中，主试按下2号启动键，测试开始。4，仪器将自动呈现声、光（四种颜色的灯同时点亮）刺激，一次实验中，光和声刺激的呈现次数相等，如：设置的测试次数是20次，则声和光刺激各呈现10次，但呈现的次序是随机的被试根据声（光）刺激的呈现，手指离开反应键盘上的园孔，仪器将自动记录刺激呈现到被试手指离开反应键盘园孔之间的时间，及声（光）的反应时间。5，实验途中，如被试手指不放回反应键盘的园孔之中，仪器将自动进入等待状态，直到被试手指重新放回反应键盘园孔之中，进行下一次测试。6，当所设置的测试次数完成后，仪器内的蜂鸣器自动鸣响1秒，以告知实验结束。7，连续按动3号显示键，显示器将依次显示：1―＃＃＃＃＃＃平均反应时间2―――――＃＃实验所设置的测试次数3－＃＃＃＃＃＃光刺激的平均反应时间4－＃＃＃＃＃＃声刺激的平均反应时间8，如需进行新的实验，按下复位键，仪器复位，再按以上的说明进行操作。四、实验结果:1.选择反应时：总平均时间红颜色的平均反应时间绿颜色的平均反应时间黄颜色的平均反应时间实验所设置的测试次数出错次数第一次测试第二次测试第三次测试第四次测试第五次测试平均2.光、声反应时：平均反应时间实验所设置的测试次数光刺激的平均反应时间声刺激的平均反应时间第一次测试第二次测试第三次测试第四次测试第五次测试平均五．讨论1.比较对4种色光选择反应时的差异。2．阐述本实验影响反应时的因素有哪些？3实验二双手协调及手指灵活性测试（1）双手协调能力测试一、实验目的通过双手调节器的操作，学习绘制练习曲线。二、实验基本原理动作技能是通过练习而形成的。练习曲线能形象地反映练习的进程及练习发展的趋势。绘制练习曲线有各种方法。不同的画法曲线呈现出不同的表现形式。最一般的画法是用练习的阶段或练习的遍数作横坐标，用练习的效果为纵坐标来绘制出练习曲线。以双手调节器的练习为例：用练习遍数作横坐标，用完成任务所用时间及出错次数为纵坐标，以每遍的结果确定坐标上的位置，连接各点便组成练习曲线。双手调节器是一种典型的动作技能操作仪器。它是通过双手的操作，合作完成设定的曲线轨迹的运动，即是右手完成目标的上下移动，左手完成目标的左右移动。以被试完成任务所用的时间及偏离轨迹的次数，作为衡量其多次练习后的进步水平。三、实验仪器实验仪器名称：EP711双手调节器（见下图）双手调节器操作部件的探笔头一旦碰到起始位，信号整形送入电脑芯片开始记时，探笔头偏离轨迹，信号整形送入电脑芯片开始记次，探笔头一旦碰到终止位，信号整形送入电脑芯片停止记时、记次，结果经锁存、驱动以数码显示。仪器组成：双手操作部件包含有双手分别移动的机构、运动目标的指示与检测电路，以及设定的曲线轨迹。另外还有计时计数器。技术参数：1.计时范围：0.0000～99999.9999秒2.计时精度：0.1％3.计数范围：0～999次4四、实验内容及步骤使用方法：1.用电缆线联接双手调节部件和计时、计数器。2.接通电源，双手调节部件的目标光斑发出红光，计时器数显为0。3.转动右手旋钮目标光斑上下移动。4.转动左手旋钮目标光斑左右移动。5.目标光斑离开起始位，开始计时计次。完成一周，目标光斑进入起始位，停止计时。实验程序：1.按使用方法1、2作好实验前准备。2.主试事先将双手调节器上的目标光斑调到起始位。3.实验指导语：这是一个双手协调动作的实验。你顺时针旋转右手旋钮目标光标向上移动，逆时针旋转右手旋钮目标光标则向下移动。你顺时针旋转左手旋钮目标光标向右移动，逆时针旋转左手旋钮目标光标则向左移动。你的任务是将目标光斑沿着曲线轨迹但又不超越轨迹运动。要求你又快又准的完成一周运作。走完一周后，休息一分钟。整个过程运作五遍。4.被试者理解实验指导语后，即可开始实验。每走完一周，主试者记录结果，按“复位”键，以便被试继续操作。五、实验结果1.根据实验结果，列表整理完成时间及错误次数。测试次数12345完成一周的时间T（s）一周的出错的次数N2.绘制时间及出错次数的练习曲线。六、实验报告要求1.根据练习曲线分析自身的动作技能练习效果。2.分析自身在操作中常会出错的部位及原因。3.联系平时对被试人员间的接触与了解，找两个同学比较彼此被试人员间差异及学习特点。5（2）手指灵活性测试一、实验目的应用手指灵活测试仪，掌握测量手指灵活性的实验程序及常用方法。二、实验基本原理应用心理学测定方法来进行能力方面的动态研究，能够弥补和纠正用快速法进行职业咨询和职业选择时的不足，通过长期的对个体动态的研究与测试，可以向被试提供职业选择宝贵的宝贵建议，这种测验方法在就业指导和咨询方面具有很大的实用价值。美国的职业评价测验（MVE），日本普通职业的适应性测验，均选用这类测试方法作为应试者手指灵巧性的衡量。手指灵活性测试，主要测试手指的灵活性和手指尖的灵活性二类。手指灵活性测定的常用方法是：被试用一把镊子钳，把数十根金属针分别插入一块具有数十只小孔的板内。以完成任务所用时间作为检测的指标。手指尖灵活性测定的常用方法是：安装或拆卸螺母的操作，即是在一块板上装有数十根不同尺寸的螺栓，被试的任务就是装上垫片再旋上螺母。或者将旋有螺母的螺栓上，旋下螺母。以完成任务所用时间作为检测的指标。本实验所用的手指灵活测试仪就是选用了以上方案，仪器中配置了精确统计时间的计时器、并精选了螺桂的品种及数量，使其更趋实用，实验也更为方便。三、实验仪器实验仪器名称：EP707手指灵活性测试仪（见下图）手指灵活性操作部件的第一根插针插入左上方孔的信号经整形送入电脑芯片开始记时，当最后一根插针(即第二十五根)插入右下方孔的信号经整形送入电脑芯片停止记时，所用时间经锁存、驱动以数码显示。手指灵活性测试仪除适用以测定手指与手指尖灵活性的仪器外，也包括手、手腕、手臂的灵活性，以及手和眼的协调性能力的一类仪器。技术参数；1.计时范围：0～9999.99秒62.手指灵活性测试量：100个孔3.手指尖灵活性测试量：M6、M5、M4、M3螺钉各25个四、实验内容及步骤使用方法：1.将所需实验的配件板插入机箱（稍用力插紧）。抽出附件盒盖。2.接通电源，数码显示为零（如不是全零，可按复位键）。3.装入第一个（一般指左上方的一个）零件开始计时，装完最后一个（一般指右下方的一个）停止计时。显示完成任务所用时间。实验程序第一项实验：手指灵活性测试1.将手指灵活性测试板（上有100个小孔）插入机箱。打开附件盒，露出插针盒。2.接通电源，被试利手握着镊子，坐在测试板前。3.实验指导语；这是一个测量手指灵活性的实验。你面前的手指灵活测试板上有100个孔，插针盒里有100根插针，你的任务是用镊子将盒中的插针插入孔中。插的顺序是从左至右，从上至下，即第一根插在第一排的最左边的一个孔，第二根插在第一排的从左数第二个孔，以此类推，第100根插在最后一排最右边的一个孔。要求你插得快，并要插到位，（即插到底）。4.被试理解指导语后，即可操作实验。当第一根插针插入第一排最左边的一个孔时，仪器内的计时器开始计时，当最