人因工程教材《第11章人體測(cè)量.ppt

《人因工程教材《第11章人體測(cè)量.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人因工程教材《第11章人體測(cè)量.ppt（39頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第十一章 人體測(cè)量 第一節(jié)人體測(cè)量概述 第二節(jié) 常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù) 第三節(jié) 人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用 第一節(jié) 人體測(cè)量概述 人體測(cè)量學(xué)是一門(mén)新興的學(xué)科，它是通過(guò) 測(cè)量人體各部位尺寸來(lái)確定個(gè)體之間和群體之 間在人體尺寸上的差別，用以研究人的形態(tài)特 征，從而為各種工業(yè)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)提供人體 測(cè)量數(shù)據(jù)。這些測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)工作空間的設(shè)計(jì)， 機(jī)器、設(shè)備設(shè)計(jì)以及操縱裝置等設(shè)計(jì)具有重要 意義，并直接關(guān)系到合理地布置工作地，保證 合理的工作姿勢(shì)，使操作者能安全、舒適、準(zhǔn) 確地工作，減少疲勞和提高工作效率。 一、人體測(cè)量的基本術(shù)語(yǔ) （一）基本姿勢(shì) 立姿 指被測(cè)者挺胸直立，頭部以眼耳平面定位， 眼睛平視前方，肩部放松，上

2、肢自然下垂，手伸 直，手掌朝向體側(cè)，手指輕貼大腿側(cè)面，膝部自 然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開(kāi)，使兩足 大致呈45夾角，體重均勻分布于兩足。 坐姿 指被測(cè)者挺胸坐在被調(diào)節(jié)到腓骨頭高度的平 面上，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，左 、右大腿大致平行，膝彎屈大致成直角，足平放 在地面上，手輕放在大腿上。 一、人體測(cè)量的基本術(shù)語(yǔ) （二）測(cè)量基準(zhǔn)面，如圖11-1所示 1.矢狀面 通過(guò)鉛垂軸和縱軸的平面及與其平行的 所有平面都稱為矢狀面。 正中矢狀面 在矢狀面中，把通過(guò)人體正中線的矢 狀面稱為正中矢狀面。正中矢狀面將人體分成左、 右對(duì)稱的兩部分。 2.冠狀面 通過(guò)鉛垂軸和橫軸的平面及與其平行的 所有

3、平面都稱為冠狀面。冠狀面將人體分成前、后 兩部分。 3.水平面 與矢狀面及冠狀面同時(shí)垂直的所有 平面都稱為水平面。水平面將人體分成上、 下兩部分。 4.眼耳平面 通過(guò)左、右耳屏點(diǎn)及右眼眶下點(diǎn) 的水平面稱為眼耳平面或法蘭克福平面。 （二）測(cè)量基準(zhǔn)面 一、人體測(cè)量的基本術(shù)語(yǔ) （三）測(cè)量方向 （1）在人體上、下方向上，將上方稱為頭側(cè)端，下 方稱為足側(cè)端。 （2）在人體左、右方向上，將靠近正中矢狀面的方 向稱為內(nèi)側(cè)，遠(yuǎn)離正中矢狀面的方向稱為外側(cè)。 （3）在四肢上，將靠近四肢附著部位的稱為近位， 遠(yuǎn)離四肢附著部位的稱為遠(yuǎn)位。 （4）對(duì)于上肢，將橈骨側(cè)稱為橈側(cè)，尺骨側(cè)稱為尺 側(cè)。 （5）對(duì)于下肢，將脛骨側(cè)

4、稱為脛側(cè)，腓骨側(cè)稱為腓 側(cè)。 一、人體測(cè)量的基本術(shù)語(yǔ) （四）支承面、衣著和測(cè)量精確度 支撐面。立姿時(shí)站立的地面或平臺(tái)以及坐姿時(shí)的 椅平面應(yīng)是水平的、穩(wěn)固的、不可壓縮的。 衣著。要求被測(cè)量者裸體或穿著盡量少的內(nèi)衣(例 如只穿內(nèi)褲和汗背心)測(cè)量，在后者情況下，測(cè) 量胸圍時(shí)，男性應(yīng)撩起汗背心，女性應(yīng)松開(kāi)胸罩 后進(jìn)行測(cè)量。 測(cè)量值讀數(shù)精度。線性測(cè)量項(xiàng)目測(cè)量值讀數(shù)精確 度為1mm，體重讀數(shù)精確度為0.5kg。 二、人體尺寸測(cè)量分類 人體測(cè)量學(xué)：通過(guò)測(cè)量人體各部位尺寸來(lái) 確定個(gè)體之間和群體之間在人體尺寸上的 差別，用以研究人的形態(tài)特征，使設(shè)計(jì)更 適于人。 測(cè)量數(shù)據(jù)： 1、靜態(tài)人體尺寸測(cè)量，見(jiàn)圖11-2 2

5、、動(dòng)態(tài)人體尺寸測(cè)量，見(jiàn)圖11-3 三、人體測(cè)量方法 (一) 測(cè)量?jī)x器 1. 人體測(cè)高儀，見(jiàn)圖； 2. 人體測(cè)量用直腳規(guī)，見(jiàn)圖； 3. 人體測(cè)量用彎腳規(guī)，見(jiàn)圖； 此外，還有人體測(cè)量用三腳平行規(guī)，坐高椅，量 足儀，軟卷尺以及醫(yī)用磅秤等。 三、人體測(cè)量方法 （二）測(cè)量方法 測(cè)量時(shí)應(yīng)在呼氣與吸氣的中間進(jìn)行。其次序?yàn)?從頭向下到腳；從身體的前面，經(jīng)過(guò)側(cè)面，再 到后面。測(cè)量時(shí)只許輕觸測(cè)點(diǎn)，不可緊壓皮膚 ，以免影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。身體某些長(zhǎng)度的測(cè) 量，既可用直接測(cè)量法，也可用間接測(cè)量法 兩種尺寸相加減。另外，測(cè)量項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)實(shí) 際需要確定，具體測(cè)量方法詳見(jiàn)GB/T 5703 1999用于技術(shù)設(shè)計(jì)的人體測(cè)量基礎(chǔ)項(xiàng)

6、目 的有關(guān)規(guī)定。 第二節(jié) 常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù) 一、 我國(guó)成年人人體結(jié)構(gòu)(靜態(tài))尺寸 參閱GB1000088我國(guó)成年人人體尺寸國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)，主要包括： (一) 人體主要尺寸, 見(jiàn)圖11-4和表11-1 (二) 立姿人體尺寸，見(jiàn)圖11-5和表11-2 (三) 坐姿人體尺寸，見(jiàn)圖11-6和表11-3 (四) 人體水平尺寸，見(jiàn)圖11-7和表11-4 第二節(jié) 常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù) 二、我國(guó)成年人人體功能(動(dòng)態(tài))尺寸 動(dòng)態(tài)人體測(cè)量通常是對(duì)手、上肢、下肢 、腳所及的范圍以及各關(guān)節(jié)能達(dá)到的距 離和能轉(zhuǎn)動(dòng)的角度進(jìn)行測(cè)量。由于人主 要依靠上肢從事各項(xiàng)操作活動(dòng)，因此本 節(jié)只給出上肢功能(動(dòng)態(tài))尺寸，見(jiàn)表11- 6 表1

7、1-6 我國(guó)成人男女上肢功能尺寸/mm 測(cè)測(cè) 量 項(xiàng)項(xiàng) 目男（1860歲歲）女（1855歲歲） P5 P50 P96P5 P50 P96 立姿雙手上舉舉高 立姿雙手功能上舉舉高 立姿雙手左右平展寬寬 立姿雙臂功能平展寬寬 立姿雙肘平展寬寬 坐姿前臂手前伸長(zhǎng)長(zhǎng) 坐姿前臂手功能前伸長(zhǎng)長(zhǎng) 坐姿上肢前伸長(zhǎng)長(zhǎng) 坐姿上肢功能前伸長(zhǎng)長(zhǎng) 坐姿雙手上舉舉高 跑姿體長(zhǎng)長(zhǎng) 跪姿體高 俯臥體長(zhǎng)長(zhǎng) 俯臥體高 爬姿體長(zhǎng)長(zhǎng) 爬姿體高 1971 2108 2245 1869 2003 2138 1579 1691 1802 1374 1483 1593 816 875 934 416 447 478 310 343 376

8、777 834 892 673 730 789 1249 1339 1426 592 626 661 1190 1260 1330 2000 2127 2257 364 372 383 1247 1315 1384 761 798 836 1845 1968 2089 1741 1860 1976 1457 1559 1659 1248 1344 1438 756 811 869 383 413 442 277 306 333 712 764 818 607 657 707 1173 1251 1328 553 587 624 1137 1196 1258 1867 1982 2102 359

9、 369 384 1183 1239 1296 694 738 783 第三節(jié) 人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用 一、人體測(cè)量中的主要統(tǒng)計(jì)指標(biāo) 在人體測(cè)量中所得到的測(cè)量值都是離散 的隨機(jī)變量，因而可根據(jù)概率論與數(shù)理統(tǒng) 計(jì)理論對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而獲 得所需群體尺寸的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和特征參數(shù)。 一、人體測(cè)量中的主要統(tǒng)計(jì)指標(biāo) 1. 平均值 一、人體測(cè)量中的主要統(tǒng)計(jì)指標(biāo) 2.標(biāo)準(zhǔn)差 一、人體測(cè)量中的主要統(tǒng)計(jì)指標(biāo) 3.百分位數(shù) 在設(shè)計(jì)中，當(dāng)需要得到任一百分位的 數(shù)值時(shí) ，則可按下式進(jìn)行計(jì)算 K為百分比變換系數(shù)，見(jiàn)表11-7 例11-1 設(shè)計(jì)適用于90東南區(qū)男性使用的產(chǎn)品 ，試問(wèn)應(yīng)按怎樣的身高范圍設(shè)計(jì)該產(chǎn)品尺寸? 解

10、：由表11-5查得東南區(qū)男性身高平均值 1686mm， 標(biāo)準(zhǔn)差55.2mm。要求產(chǎn)品適用于90的人群，故應(yīng) 以第5百分位數(shù)為下限，第95百分位數(shù)為上限進(jìn)行設(shè) 計(jì)，由表11-7查得，5%與95%的變換系數(shù)K 1.645。 由此可求得第5百分位數(shù)為 168655.21.645=1595.2（mm） 第95百分位數(shù)值為 168655.21.645=1776.8（mm） 結(jié)論：按身高1595.21776.8mm設(shè)計(jì)產(chǎn)品尺寸，將 適用于90的東南區(qū)男性。 人體測(cè)量尺寸對(duì)應(yīng)的百分率 P=0.5s 式中S為概率數(shù)值，可根據(jù) 值，在表11-8中查取 例11-2 已知女性A身高1610mm，試求有百分 之幾的東

11、北女性超過(guò)其高度？ 解 由表11-5查得東北女性身高平均值 =1586mm,標(biāo)準(zhǔn)差SD=51.8mm。則 根據(jù)Z 值查表11-8得s=0.1772(取近似值 0.177)，由式（11-5）求得P值為 P=0.50.177=0.677 結(jié)論：身高在1610mm以下的東北女性為 67.7%，超過(guò)女性A身高的東北女性則為 32.3%。 二、人體尺寸數(shù)據(jù)的應(yīng)用 (一)人體測(cè)量數(shù)據(jù)的運(yùn)用準(zhǔn)則 （1）最大最小準(zhǔn)則 （2）可調(diào)性準(zhǔn)則 （3）平均性準(zhǔn)則 （4）使用最新人體數(shù)據(jù)準(zhǔn)則 （5）地域性準(zhǔn)則 二、人體尺寸數(shù)據(jù)的應(yīng)用 (一)人體測(cè)量數(shù)據(jù)的運(yùn)用準(zhǔn)則 （6）功能修正與最小心理空間相結(jié)合準(zhǔn)則 最小功能尺寸 Xm

12、in=Xf 最佳功能尺寸Xopm （7）姿勢(shì)與身材相關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則 （8）合理選擇百分位和適用度準(zhǔn)則 例11-3 試設(shè)計(jì)適用于中國(guó)人使用的車(chē)船臥鋪上 下鋪凈空高度 解： 車(chē)船臥鋪上下鋪凈空高度屬于一般用途設(shè)計(jì)。 根據(jù)人體數(shù)據(jù)運(yùn)用準(zhǔn)則應(yīng)選用中國(guó)男子坐姿高第 99百分位數(shù)為基本參數(shù)X，查表11-3，X 979mm。衣褲厚度(功能)修正量取25mm，人 頭頂無(wú)壓迫感最小高度(心理修正量)為115mm ，則臥鋪上下鋪?zhàn)钚糸g距和最佳凈間距分別為 Xmin= Xf979十251004mm Xopm= Xfp979十25十 115=1119mm 例11-4 試確定適合中國(guó)男人使用的固定座椅座 面高度 解：座椅座

13、面高度屬于一般用途設(shè)計(jì)。根據(jù)人體數(shù)據(jù)運(yùn)用準(zhǔn) 則，座椅座面高度應(yīng)取第5百分位的“小腿加足高”人體數(shù)據(jù) 為基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，以防大腿下面承受壓力引起疲勞和不舒 適。查表11-3，X38.3cm，功能修正主要應(yīng)考慮兩方 面：一是鞋跟高的修正量，一般為2.53.8cm，取2.5cm ；另一方面是著裝(褲厚)修正量，一般為0.3cm。即f 2.5十0.32.8cm。座椅座面高度的設(shè)計(jì)不需考慮心理修 正量，即p=0。 因此，固定座椅座面高度的合理值應(yīng)為 Xopm= Xfp38.3十2.8十0=41.141.0 cm 二、人體尺寸數(shù)據(jù)的應(yīng)用 (二)人體各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 由身高計(jì)算各部分尺寸，見(jiàn)圖11-8 由

14、體重計(jì)算體積和表面積 V=1.015W4.937 式中：V為人體體積(L)；W為人體體重 (kg) 人體表面積可參照第八章人體表面積 計(jì)算公式 二、人體尺寸數(shù)據(jù)的應(yīng)用 (三)人體身高在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 以身高為基準(zhǔn)的設(shè)備和用具尺寸推算方法見(jiàn) 圖11-9，圖中有關(guān)尺寸定義參閱表11-10。 復(fù)習(xí)思考題 1.我國(guó)成年人身體尺寸分成西北、東南、華中、華南、西 南、東北等六個(gè)區(qū)域，這對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)有何影響? 2.某地區(qū)人體測(cè)量的均值 1650mm，標(biāo)準(zhǔn)差 57.1mm，求該地區(qū)第95、90及第80的百分位數(shù)。 3.巳知某地區(qū)人的足長(zhǎng)均值264.0mm，標(biāo)準(zhǔn)差SD 45.6mm，求適用該地區(qū)90%的人們穿的鞋子長(zhǎng)度值。 4.為什么說(shuō)人體測(cè)量參數(shù)是一切設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)? 5.如何選擇百分位和適用度? 6.為什么要進(jìn)行功能修正量和心理修正量的確定?怎樣確定 ? 圖11-1 返回 圖11-2 返回 圖11-3 返回 返回 返回 返回 圖11-4返回 圖11-5 返回 圖11-6返回 圖11-7返回 圖11-8 返回 圖11-9 返回